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物探与化探, 2019, 43(6): 1173-1181 doi: 10.11720/wtyht.2019.0143

地质调查·资源勘查

地磁梯度测量及其在金属矿勘查中的试验——以拉依克勒克铜铁矿为例

王昊1,2, 严加永,1,2, 孟贵祥1,2, 吕庆田1,2, 王栩1,2,3

1. 中国地质科学院,北京 100037

2. 中国地质调查局 中国地质科学院地球深部探测中心,北京 100037

3. 中国地质大学(北京) 地球物理与信息技术学院,北京 100083

Geomagnetic gradient exploration and its test in metal deposits: a case study of the Layikeleke copper-iron deposit

WANG Hao1,2, YAN Jia-Yong,1,2, MENG Gui-Xiang1,2, LU Qing-Tian1,2, WANG Xv1,2,3

1. Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100037, China

2. China Deep Exploration Center,China Geological Survey & Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100037, China

3. School of Geophysics and Information Technology, China University of Geosciences, Beijing 100083, China

通讯作者: 严加永(1977-), 男,教授级高级工程师,从事矿产资源勘查和深部探测研究工作。Email:yanjy@163.com

责任编辑: 王萌

收稿日期: 2019-03-18   修回日期: 2019-08-18   网络出版日期: 2019-12-20

基金资助: 国家自然科学基金项目.  41574133
国家重点基础研究发展计划项目.  2018YFC0604002
新疆地勘基金项目.  A11-3-XJ4
中国地质调查局“钦杭结合带及邻区深部地质调查”
“武陵山—江南造山带中段深部地质调查”项目.  DD20160007
“武陵山—江南造山带中段深部地质调查”项目.  DD20190071

Received: 2019-03-18   Revised: 2019-08-18   Online: 2019-12-20

作者简介 About authors

王昊(1993-),男,硕士研究生,研究方向为深部资源探测。Email:709139830@qq.com 。

摘要

随着超高灵敏度和高精度磁力仪的技术进步,磁梯度测量也成为可能,并在非爆炸物探测等工程物探领域中得到了广泛应用。为了解实测磁梯度与计算磁梯度的差异及其在金属矿上的应用效果,在新疆东准噶尔拉依克勒克铜铁矿开展了1∶5 000比例尺的磁梯度测量试验。对比了实测磁梯度与计算磁梯度的异同,发现实测磁梯度与计算磁梯度两者宏观趋势基本一致,但在异常细节上存在差异;在点距和线距不相等的情况下,计算磁梯度测线效果明显,在特定方向磁异常有沿测线方向拉长的现象;不同强度异常区计算梯度与实测梯度存在差异,特别是垂向梯度差异最大。实测磁梯度对埋藏浅异常大的地质体有相对明显的探测优势,并且可以获得更多的地质体边界和位置信息,对于低缓异常,由于地形等条件限制了探头之间的距离,获得磁异常较弱。结合拉伊克勒克磁铁矿勘探成果分析,认为实测磁梯度对局部异常探测比较灵敏,对围岩是有磁性的火山岩等矿床,地磁梯度测量有利于圈定磁性体边界。实测磁梯度的二维和三维矢量图也可以区分异常体的性质等,为找矿预测提供指示。

关键词： 磁法勘探 ; 实测磁梯度 ; 计算磁梯度 ; 拉依克勒克铜铁矿

Abstract

With the progress in the study of ultra-high sensitivity and high precision magnetometers, magnetic gradient measurement has become possible, and is currently widely used in the field of engineering geophysical explorations such as non-explosives detection. In order to understand the difference between the measured magnetic gradient and the calculated magnetic gradient and its application effect on the metal ore, the authors carried out a 1∶5 000 magnetic gradient measurement test in the Laikluck copper-iron deposit in East Junggar, Xinjiang, The authors compared the difference and similarity between the measured magnetic gradient and the calculated magnetic gradient. It is found that the macroscopic trend of the measured magnetic gradient and the calculated magnetic gradient are basically the same, but there are differences in the anomaly details; when the point distance and the line spacing are not equal, the calculation of the magnetic gradient line is effective. In a certain direction, the magnetic anomaly has a tendency of lengthening along the direction of the line; the difference between the calculated gradient and the measured gradient in different intensity anomalies is the largest, especially the vertical gradient. The measured magnetic gradient has a relatively obvious detection advantage for burial shallow anomalous geological bodies, and can obtain more geological body information. For low-relief anomalies, the distance between the probes is limited due to the topographical conditions, and the magnetic anomalies are weak. Combined with the analysis of the exploration results of the Laikluck magnetite, it is considered that the measured magnetic gradient is sensitive to local anomaly detection, and the surrounding rocks are magnetic deposit such as volcanic rock. The geomagnetic gradient measurement is beneficial to delineating the magnetic boundary. The two-dimensional and three-dimensional vector of the measured magnetic gradient can also distinguish the nature of the anomaly and provide an indication for the prospecting prediction.

Keywords： magnetic exploration ; magnetic gradient measurement ; calculated magnetic gradient ; Layikeleke copper-iron mine

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本文引用格式

王昊, 严加永, 孟贵祥, 吕庆田, 王栩. 地磁梯度测量及其在金属矿勘查中的试验——以拉依克勒克铜铁矿为例. 物探与化探[J], 2019, 43(6): 1173-1181 doi:10.11720/wtyht.2019.0143

WANG Hao, YAN Jia-Yong, MENG Gui-Xiang, LU Qing-Tian, WANG Xv. Geomagnetic gradient exploration and its test in metal deposits: a case study of the Layikeleke copper-iron deposit. Geophysical and Geochemical Exploration[J], 2019, 43(6): 1173-1181 doi:10.11720/wtyht.2019.0143

0 引言

传统的磁力勘探方法对日变影响和正常地磁场以及磁化方向要求较高,存在一定的局限性,随着超高灵敏度和高精度磁力仪的技术进步,磁梯度测量也逐渐发展起来[1]。磁梯度测量具有比传统的总磁场强度(TMI)测量更高的空间分辨率,并且比矢量测量更稳定,因此它们在民用和军用应用中得到越来越多的关注[2],并且已经在未爆炸弹的探测上有着明显优势[3,4]。磁梯度测量有良好的数学性质,受磁化方向影响小,其特征根和不变量能更好地反演场源参数(方位、磁矩等)并对场源进行定位、追踪,基本不受日变影响和正常地磁场等因素的影响[5,6,7,8,9,10,11],同时磁梯度测量也有一定的局限性[12]。磁梯度测量可以更加准确和清晰地获得地质体的分布特征,近年来,随着仪器生产工艺的进步,已有高灵敏度、高稳定性地面磁梯度测量仪器投入生产[13,14],在仪器精度上有较大进步[15,16]。国外学者对比了卫星高度的计算水平梯度磁异常和实测磁梯度的关系[17],在已知矿床上开展地面磁梯度测量,一方面可以对比测量所得磁梯度与计算所得磁梯度之间的差异,另一方面探索了实测磁梯度在金属矿上的解释方法和应用效果[18,19,20]。

新疆东准噶尔拉伊克勒克铜铁矿是笔者所在项目组近年来在新疆东准噶尔琼河坝覆盖区下发现的矽卡岩型矿床,矿体中TFe平均达51%,Cu含量在1%以上,并伴生金,具有埋藏浅、品位高的特点,通过7个钻孔的控制,求得铁资源量2.45 Mt,铜资源量44 kt[21,22,23]。该矿床的发现首先是通过1:5万地面重力、磁力和激电资料的处理分析,优选出找矿靶区,然后开展大比例尺的综合地球物理探测,发现在第四系覆盖区下存在高磁、高密度和中高激化率复合异常体;在异常有利地段实施钻探,穿过第四系后发现厚大隐伏矽卡岩型铜铁富矿体[24,25,26]。该矿床地表平坦,地处荒漠戈壁,无人文干扰,是开展地球物理试验的理想场地。鉴于此,我们选择该矿床开展地面磁梯度测量试验,获得了2.24 km2的1:5 000 比例尺磁梯度数据,对比了实测与计算梯度差异,分析了磁梯度测量对磁铁矿体边界的辨识能力,探讨了其应用效果,以期为类似地区开展磁梯度测量提供借鉴。

1 地质背景

1.1 区域构造背景

研究区位于哈萨克斯坦—准噶尔板块、准噶尔微板块、唐巴勒—卡拉麦里古生代复合沟弧带,南与三塘湖—淖毛湖中新生代沉积盆地相邻[27,28,29],早古生代岛弧部分很少,区内最老的地层(中—上奥陶统)见一些活动大陆边缘岛弧的火山岩建造。成矿带属准噶尔成矿区—谢米斯台—库兰卡孜干—琼河坝金、铜稀有金属成矿带东部—琼河坝铁、金、铜成矿带(图1)。

图1

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图1   东准噶尔拉伊克勒克矿区及周边地质[21]

Q—第四系;D2b1—中泥盆统第一岩性段;D2b2—中泥盆统第二岩性段; D22—中泥盆统安山岩; D21—中泥盆统玄武岩;D1t—下泥盆统托让格库都克组; γ42—海西期二长花岗岩;γπ42—海西期花岗斑岩;δO42—海西期石英闪长岩;γδ42—海西早期花岗闪长岩;γξ32—加里东期英云闪长岩;βμ—辉绿岩脉

Fig.1   Geological map of the Layikeleke ore district, Eastern Junggar[21]

Q—Quaternary; D2b1—First lithologic member of Middle Devonian; D2b2—Second lithologic member of Middle Devonian; D22—Middle Devonian andesite; D21—Middle Devonian basalt; D1t—Tuorangekuduke formation of Lower Devonian System; γ42—Hercynian monzonitic granite; γπ42—Hercynian granite porphyry; δO42—Hercynian quartz diorite; γδ42—early Hercynian granodiorite; γξ32—Caledonian tonalite; βμ—diabase dikes


1.2 矿区地质

矿区范围无基岩出露,均被第四系沉积物覆盖(图1),研究区外围出露有泥盆系下—中统。中统为北塔山组(D2b),主要分布在矿区西北部,分成二个岩性段:第一段岩性(D2b1)岩石组合为一套中性—中基性火山熔岩为主夹中酸性火山碎屑岩;第二段岩性(D2b2)岩石组合为一套中酸性火山碎屑岩夹基性火山熔岩,地层总体沿NNW方向延展,倾向SW,倾角20°~40°,该岩性段的安山岩中锆石U-Pb测定年龄为430 Ma。下统称托让格库都克组(D1t),在区内分布广泛,与中泥盆统不整合接触,可分为三个岩性段:第一段岩石组合主要为一套中酸性火山碎屑岩;第二段岩石组合为一套酸性—基性火山碎屑岩为主体夹有同成分火山熔岩,偶见浅灰白色生物碎屑灰岩;第三段为一套酸性火山碎屑岩夹少量酸性火山熔岩。

矿区内侵入岩发育,它们几乎占到全区出露基岩总面积的1/3,主要形成于加里东和海西期,均以中—酸性岩为主,从浅成岩株(脉)到中深成岩基均有所分布[30,31],但由于区内戈壁滩大面积分布,地层和侵入岩的出露较少。矿区地表无岩体出露,主要分布在矿区西北部,总体可分成两个时代:加里东期和海西期,规模大小不等。加里东期代表性岩体为在钻孔中所见为黑云母二长花岗岩,被泥盆系下统托让格库都克组不整合覆盖,另外还有英云闪长岩[7](锆石U-Pb同位素年龄418 Ma)、黑云母钾长花岗岩等。海西期岩体主要表现在侵入泥盆系中统的诸多岩体,包括辉长辉绿岩,黑云母二长花岗岩,钾长花岗岩,石英闪长岩,花岗闪长岩等。岩脉分布很广,以辉绿岩、细晶岩、石英脉类居多,它们和上述岩体密切伴生,可能也为加里东和海西期岩浆活动产物。

由于第四系发育,地表的构造行迹不易判断,结合探槽所揭露和区域重磁场数据分析[29],矿区以断裂构造为主,其中以NW向和近SN向两组断裂规模较大,NE向断裂规模较小,NW向、SN向及NE向断层基本为成矿后期断层,断裂性质有正断层、逆断层、平移断层、压性反扭断层、张性反扭断层、压性顺扭断层、张性顺扭断层等。

2 数据采集

磁梯度数据采集采用美国Geometric 公司制造的G858铯光泵磁力仪(见图2),其工作原理是电子的顺磁共振现象,而发生这种现象时的电磁场频率与样品所在地的外磁场强度成比例关系。只要能准确测定这个频率,外磁场(即地磁场)强度便可通过计算获得。该仪器的测量异常值范围是17 000~100 000 nT,为了取得最高的信噪比,探头的长轴与地磁场的夹角应为45°±30°,实际工作中一般在40°±30°条件下开展测量。

图2

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图2   G858铯光泵磁力仪(a)和日变测量(b)

Fig.2   G858 Cs optical-pumping magnetomete (a), base station magnetometer(b)


在磁梯度测量试验开工前对仪器进行检查与标定,包括静态试验、动态实验与一致性试验。在2.2 km2(1.4 km×1.6 km)范围内开展了1:5 000的磁梯度测量,测区范围如图1所示,测线方向为NS,线距50 m,点距20 m,测线共29条,测点共2 349个,两个磁探头直接距离设置为1 m。由于G858磁力仪每次只能测量一个方向的梯度,为获取东西向、南北向和垂向梯度数据,用高精度差分GPS定好点位,并用木桩做好标记。首先,将磁力仪的两个探头南北向安装,用地质罗盘确保探头处于正南正北方向且在同一水平线上,按下磁力仪测量键,同时存储两个探头的测量数据;然后,将磁力仪的两个探头东西向安装,用地质罗盘确保探头处于正东正西方向且在同一水平线上,按下磁力仪测量键,同时存储两个探头的测量数据;最后,将磁力仪的两个探头垂直安装,用地质罗盘确保探头处于同一垂线上,按下磁力仪测量键,同时存储两个探头的测量数据。由于探头间距设置为1 m,所以每个点上两个探头测量所得磁场值之差即为磁梯度值。用此方法,在研究区所有点上分别进行了3次测量,从而获得了南北、东西和垂向3个方向的实测磁梯度数据。

3 计算与实测磁梯度对比

一直以来,对磁梯度数据的获取就存在两种方法:第一种方法是测量地磁总场数据,通过数据变换即可计算出任意方向的磁梯度,该方法的特点是点距较大;第二种方法是通过实测获取的磁梯度数据[32,33],该方法的特点是点距相对较小。为以后开展类似工作提供指导,本次实验对比这两种方法的差异,对实测磁梯度与计算磁梯度进行了对比分析。实测磁异常的点线距与磁梯度测量的点线距完全一致,即测线方向为SN方向,线距50 m,点距20 m。对实测磁异常进行日变、高度、正常场改正后,在频率域中进行转换[30]获得了实测磁异常梯度。图3为3个方向实测磁梯度与计算所得磁梯度对比,从图中分析可以发现以下异同。

图3

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图3   拉伊克勒克铜铁矿实测磁梯度与计算磁梯度对比

a—由总场计算的东西向水平磁梯度;b—东西向实测磁梯度;c—东西方向计算磁梯度减去实测磁梯度的差值;d—由总场计算的南北向水平磁梯度;e—南北向实测磁梯度;f—南北方向计算磁梯度减去实测磁梯度的差值;g—由总场计算的垂向梯度;h—垂向实测磁梯度;i—竖直方向计算磁梯度减去实测磁梯度的差值;ZK—钻孔

Fig.3   Comparison of magnetic gradient and calculated magnetic gradient in Layikeleke copper iron ore

a—east-west horizontal magnetic gradient calculated from the total field;b—east-west measured magnetic gradient;c—calculate the difference between the east-west magnetic gradient minus the measured magnetic gradient;d—the north-south horizontal magnetic gradient calculated from the total field;e—the north-south direction measured magnetic gradient;f—the north-south direction to calculate the magnetic gradient minus measuring the difference in magnetic gradient;g—the vertical gradient calculated from the total field;h—the vertical measured magnetic gradient;i—calculating the difference between the magnetic gradient minus the measured magnetic gradient in the vertical direction;ZK—drillings


1) 计算磁梯度与实测磁梯度宏观趋势基本一致,但具体细节存在一些差别,比如在垂向方向计算磁梯度的负异常有轮廓,而实测磁异常在对应位置的轮廓不是特别明显。

2) 在点距与线距不相等的情况下,计算磁梯度测线效应明显,特别是东西向梯度和垂向梯度有沿测线(南北向)拉长现象。

3) 不同强度异常区实测磁梯度与计算磁梯度差异不一样。在低缓磁异常区,计算磁梯度与实测磁梯度几乎一致,但在高异常(如本区大于3 000 nT)区域,3个方向的计算磁梯度与实测磁梯度差别均很大,水平方向磁梯度差别超过300 nT/m,垂向磁梯度差异则更大,最高达1 000 nT/m。

4) 垂直方向计算磁梯度与实测磁梯度差异最大,除了强磁区差别大外,在低异常区,也有-300~300 nT/m不等的差异,且差值分布无明显规律。究其原因,可能是由于地面磁梯度测量装置上下磁探头距离为1 m,在弱异常区,在上下两个探头上测量的磁异常差别很小,故其垂向磁梯度也很小,而在强磁异常区,在1 m高度差的测的异常差别大,故其磁梯度也大,这也是实测磁梯度形态散乱的原因。但这也说明垂向实测磁梯度反映的是近地表的浅源异常,而计算获得磁梯度在计算过程中用到了旁测线、旁测点的数据,相当于加入了低通滤波,故垂向计算磁梯度较实测磁梯度要规则完整,虽然垂向计算磁梯度反映的也是浅源异常,但其反映的要比实测磁梯度更深一些。

4 地磁梯度与磁铁矿体对应分析

解析信号(analysis signal,简称AS)的优点在于受磁异常分量和磁化方向的影响较小[32,33],能够较好地反映磁性的边界[36],在剩余磁化强度的影响不好估计或未知时,此方法的长处尤为突出。在一定情况下,使用解析信号法可以较准确地圈定出磁性体的边界。解析信号法一般采用振幅来表示磁异常信号的强弱,解析信号的振幅与磁化强度的振幅有简单的对应关系,解析信号的振幅可以从总磁场3个方向的梯度计算得到[27],计算公式为:

ASx,y=∂M∂x2+∂M∂y2+∂M∂z2,

其中:M为总磁场强度,x、y为观测点的坐标。

解析信号法的步骤为:首先利用实测资料在频率域中分别求取在x,y,z方向的导数,通过式(1)合成分析信号振幅,最后通过计算机或者手工搜索极大值方法圈定磁性体的边界。研究区磁异常解析信号处理结果见图4。

图4

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图4   实测梯度解析信号(a)与计算梯度获得的解析信号(b)

Fig.4   Measuring the gradient analysis signal (a) and the analytical signal obtained by calculating the gradient (b)


拉依克勒克异常解析信号高低不一,有成群分片分布趋势,解析信号强烈的地段反映了强磁性体或磁场边缘,解析信号弱的区域反映了弱磁场或平缓磁场区。解析信号振幅的优点是受磁异常分量和磁化方向的影响较小,且其化极磁力异常解析信号振幅与磁异常图相比,在磁源位置和边界的确定方面比此异常图清晰很多,避免同一地质体因磁异常的正负而对地质解释形成干扰。解析信号直观地刻画了磁异常幅值强度,无论正、负异常,只要强度大都能突出显示。研究区内幅值较大、规模较小的强解析信号突出了浅源磁异常,这些异常中包含了磁铁矿床。此外,这些强解析信号也可突出磁性体的边界,直接指示断裂构造线和地层接触界线,如在石炭系和泥盆系火山岩地层的边界分布了串珠状的强解析信号异常基本代表了该部位的断裂构造线或地层界线。而对一些规模较大的宽缓异常,解析信号强度较弱,反映也不明显。

梯度测量还能够克服斜磁化和日变的影响,通过梯度的解析信号换算,不但局部异常得到了加强,而且异常与矿体的对应关系更加明显。图4中的高解析信号异常区与ZK5-1、ZK1、ZK1-2及ZK0-1钻孔揭示矿体投影基本吻合,ZK3落在高解析信号之外,故全孔多为磁铁矿化安山岩,没有见到工业品位的矿体。

通过梯度测量,还可以绘制出平面二维矢量图或水平梯度向量(图5)和三维梯度向量(图6),箭头所指方向能直观地指明磁性体的水平甚至空间位置,是磁异常解释的重要辅助资料。在二维的水平梯度向量图矿体上方的强磁异常区,梯度变化强烈,方向杂乱,而在其他区域,梯度方向有序、强度不大。三维总梯度向量图与二维类似,在背景区总梯度方向朝向多指向观测平面下,梯度幅值较小,而在矿体上方,梯度方向有上有下杂乱分布,且梯度幅值远高于背景区。圈出水平梯度极大值和近似零值的位置,可以初步判断磁性体平面投影位置,图7为根据梯度结果推测的主矿体投影平面图,与钻探验证的矿体边界基本一致。

图5

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图5   磁梯度二维矢量(底图为化极磁异常等值线)

Fig.5   Magnetic gradient 2D vector diagram (the base map is a contour map of the polarization magnetic anomaly)


图6

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图6   磁梯度三维矢量(底图为化极磁异常等值线)

Fig.6   Magnetic gradient 3D vector diagram(the base map is a contour map of the polarization magnetic anomaly)


图7

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图7   根据梯度矢量推测的矿体水平投影

(底图为化极磁异常等值线,黑色多边形为推测磁铁矿体水平边界在地表的投影)

Fig.7   Horizontal projection of ore body speculated based on gradient vector

(The base map is a contour map of the polarization magnetic anomaly,the black polygon is the projection of the horizontal boundary of the magnetite body on the surface)


5 结论

通过实测磁梯度与计算磁梯度的对比和实际应用效果,得出以下结论:

1) 实测磁梯度能够提高对地下磁性体的分辨率,消除区域磁场和随时间变化磁场的影响,同时对于埋藏较浅、磁性较强的磁性体,采用直接测量方式获得磁梯度信息更详细,可以更好地用于反演定量解释;而对于低缓磁异常,受地形、通行条件等影响,地面磁梯度测量受探头距离长度限制,也即实际野外数据采集中探头距离不能太长,获得的磁梯度异常较弱, 在此类情况下,可以对磁异常进行换算,获取磁梯度异常。

2) 实测磁梯度对局部异常的反映更加灵敏,特别是在围岩是有磁性的火山岩中探测铁矿等矿床时,磁梯度测量更有利于分离异常,提取目标磁性体的边界和位置信息,为找矿预测和钻孔部署提供可靠依据。

3) 本次试验研究对航空磁法勘探等实际工作以及磁梯度测量系统的设计, 都有一定的指导意义。借助梯度向量的二维和三维矢量图,可以区分异常性质、圈定磁性体的平面投影位置,该技术具有良好的应用前景。

致谢:

长安大学王万银教授对本文提出了宝贵的建议,中国地质大学(北京)郭良辉教授对梯度数据的处理进行了指导,张振林、夏福成、曹晓兵等参加了拉伊克勒克地磁梯度数据采集,审稿人和编辑给予建设性意见,在此表示衷心感谢!

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[D]. 北京:中国地质大学(北京), 2018.

[本文引用: 1]

Zhang C .

Design and application of hanging aeromagnetic three dimensional gradient measurement system

[D]. Beijing:China University of Geosciences(Beijing) , 2018.

[本文引用: 1]

李金朋, 张英堂, 范红波 , 等.

基于磁梯度张量的共轭梯度3D约束反演

[J]. 探测与控制学报, 2016,38(4):88-92.

[本文引用: 1]

Li J P, Zhang Y T, Fan H B , et al.

3D constrained inversion of conjugate gradient based on magnetic gradient tensor

[J]. Journal of Detection & Control, 2016,38(4):88-92.

[本文引用: 1]

张青杉, 麻丰林, 许丽云 .

航空三维磁梯度测量方案研究

[J]. 地质与勘探, 2010,46(6):1087-1091.

[本文引用: 1]

Zhang Q S, Ma F L, Xu L Y .

Study on the 3D gradient aeromagnetic survey

[J]. Geology and Exploration, 2010,46(6):1087-1091.

[本文引用: 1]

张昌达 .

航空磁力梯度张量测量航空磁测技术的最新进展

[J]. 工程地球物理学报, 2006(5):354-361.

[本文引用: 1]

Zhang C D .

Airborne tensor magnetic gradiometry-the latest progress of airborne magnetometric techology

[J]. Chinese Journal of Engineering Geophysic, 2006(5):354-361.

[本文引用: 1]

Foley C P, Leslie K E .

Potential use of high Tc SQUIDS for airborne electromagnetics

[J]. Exploration Geophysics, 1998,29(2) : 30-34.

[本文引用: 1]

Foley C P, Leslie K E, Binks R , et al.

Field trials using HTS SQUID magnetometers for ground-based and airborne geophysical Applications

[J]. IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 1999,9(2) : 3786-3792.

[本文引用: 1]

Taylor P T, Kis K I, Wittmann G .

Satellite-altitude horizontal magnetic gradient anomalies used to define the Kursk magnetic anomaly

[J]. Journal of Applied Geophysics, 2014,109:133-139.

[本文引用: 1]

Cowan D R, Baigent M, Cowan S .

Aeromagnetic gradiometers-a perspective

[J]. Exploration Geophysics, 1995,26(3):241-246.

[本文引用: 1]

郭华, 王平, 谢汝宽 .

航磁全轴梯度数据地质解释优势研究

[J]. 地球物理学进展, 2013,28(5):2688-2692.

DOI:10.6038/pg20130551      Magsci     [本文引用: 1]

中国国土资源航空物探遥感中心成功研制出具有完全自主知识产权的航磁全轴梯度勘查系统,在中国的北部某地区进行了航磁全轴梯度测量飞行,获得了横向梯度、纵向梯度和垂向梯度数据.本文简要介绍了测区地质概况、飞行方案及数据处理等,重点对梯度数据在断裂构造划分等方面进行了探讨,认为航磁梯度数据比总场数据更加清晰显示构造走向,并比较了实测和转换的垂向梯度数据,结果表明实测垂向梯度在反映地质体边界等方面具有一定优势.

Guo H, Wang P, Xie R K .

A Study of geological interpretation with the tri-axial aeromagnetic gradients

[J]. Progress in Geophys., 2013,28(5):2688-2692.

Magsci     [本文引用: 1]

郭华, 吴成平 .

航磁梯度数据与地质异常反映之间的关系

[J]. 地球物理学进展, 2014,29(4):1650-1656.

DOI:10.6038/pg20140421      Magsci     [本文引用: 1]

<p>在异常选编工作中，往往需要剔除掉区域背景场的干扰，从而寻找浅部异常的一些信息，因为区域背景场往往是由一些火山岩、侵入岩所引起，当然也不排除大型矿床所引起的可能性，航磁总场是区域场和局部场的叠加，因此异常往往会因为某种方式被忽略掉.梯度数据具有压制深部异常体、突出浅部异常体信息的特点，这就为梯度数据能够方便地提取异常提供了理论支持.在中国的北部某地区进行了航磁全轴梯度测量飞行，获得了横向梯度、纵向梯度和垂向梯度数据，利用实测数据总结出梯度数据与地质体异常之间的关系，确定了异常选编原则，为今后梯度数据确定异常奠定了基础，同时分析了实测的垂向梯度数据相比于转换的垂向梯度数据在异常反映上信息更丰富.</p>

Guo H, Wu C P .

The relation between aeromagnetic gradient data and geologic anomaly

[J]. Progress in Geophysics, 2014,29(4):1650-1656.

Magsci     [本文引用: 1]

严加永, 孟贵祥, 杨岳清 , 等.

新疆东准噶尔拉伊克勒克岩浆矽卡岩型富铜铁矿的发现及其成矿特征

[J]. 地质论评, 2017,63(2):413-426.

[本文引用: 3]

Yan J Y, Meng G X, Yang Y Q , et al.

Discovery and metallogenic characteristics of Layikeleke magmatic skarn type of rich copper-iron deposit, eastern Junggar, Xinjiang

[J]. Geological Review, 2017,63(2):413-426.

[本文引用: 3]

吕博, 孟贵祥, 杨岳清 , 等.

新疆拉依克勒克隐伏斑岩矿床的发现、Re-Os同位素定年及地质意义

[J]. 岩石学报, 2014,30(4):1168-1178.

Magsci     [本文引用: 1]

琼河坝是新疆环准噶尔斑岩成矿带中一个重要矿集区，在地表已发现数个斑岩型铜矿，但由于戈壁滩等第四系覆盖，给以地表矿化线索为主的找矿工作带来诸多困难。近年，利用综合地球物理探测手段，在第四系覆盖区取得重大深部找矿成果，在琼河坝中南部的拉依克勒克地区，发现一个深部斑岩铜（钼）矿床。该矿床是通过地表大比例尺激电扫面，确定一个北西走向、长5000m、宽500~1000m形态较完整的激电异常，通过钻探验证发现的。含矿岩体为一英云闪长岩体，不仅铜（钼）已经达到中型规模，金、铅锌也有很好的前景。在紧邻斑岩矿体的东南部位，还存在一个隐伏的矽卡岩型富铜-铁矿体。本文在对英云闪长岩的蚀变作用、地球化学、成矿特征研究基础上，对蚀变岩中6件辉钼矿样品的Re-Os同位素年龄做了测定，其加权平均模式年龄为411.1&#177;2.4Ma，与本地区其它斑岩矿床的成矿年龄基本一致，进一步确证了琼河坝地区上志留到下泥盆世是区内重要的斑岩型铜多金属成矿期。这对进一步明确琼河坝地区斑岩型矿床的成矿环境和找矿方向有重要意义。

Lü B, Meng G X, Yang Y Q , et al.

Discover of Layikeleke insidious porphyry deposit in Xinjiang, Re-Os isotope dating and its geological implications

[J]. Acta Petrologica Sinica, 2014,30(4):1168-1178.

Magsci     [本文引用: 1]

严加永, 孟贵祥, 邓震 , 等.

新疆拉伊克勒克铜铁矿综合地球物理探测与隐伏矿定位

[J]. 地质论评, 2013,59(z1):981-982.

[本文引用: 1]

Yan J Y, Meng G X, Deng Z , et al.

Integrated geophysical exploration and concealed ore location copper-iron mine in Layikelele, Xinjiang

[J]. Geological Review, 2013,59(z1):981-982.

[本文引用: 1]

李高峰, 孟贵祥, 张丽婷 , 等.

新疆东准噶尔拉伊克勒克斑岩铜(钼)矿床成岩成矿年龄、地球化学特征及其意义

[J]. 地质通报, 2018,37(6):1113-1124.

[本文引用: 1]

Li G F, Meng G X, Zhang L T , et al.

Rock-forming and ore-forming ages and geochemistry of the Layikeleke porphyry Cu(Mo) deposit in East Junggar of Xinjiang and their geological significance

[J]. Geological Bulletin of China, 2018,37(6):1113-1124.

[本文引用: 1]

严加永, 孟贵祥, 邓震 , 等.

新疆拉伊克勒克铜多金属矿的发现及找矿前景

[J]. 矿床地质, 2014,33(s1):763-764.

[本文引用: 1]

Yan J Y, Meng G X, Deng Z , et al.

Discovery and prospect of Layikeleke copper polymetallic deposit in Xinjiang

Mineral Deposits, 2014,33(s1):763-764.

[本文引用: 1]

董连慧, 屈迅, 朱志新 , 等.

新疆大地构造演化与成矿

[J]. 新疆地质, 2010,28(40):351-357.

[本文引用: 1]

Dong L H, Qü X, Zhu Z X , et al.

Tectonic evolution and metallogenesis of xinjiang, China

[J]. Xinjiang Geology, 2010,28(40):351-357.

[本文引用: 1]

董连慧, 朱志新, 屈迅 , 等.

新疆蛇绿岩带的分布、特征及研究新进展

[J]. 岩石学报, 2010,26(10):2894-2904.

Magsci     [本文引用: 2]

新疆位于亚洲大陆的北部,构造上跨越了古亚洲和特提斯两大构造域,现今主要由中新生代盆地和其间的古生代造山带组成。古生代造山带主要由陆缘岩系和岩浆岩组成,其中夹有洋壳残片和前寒武结晶基底的碎块;洋壳残片从北向南大致分布12条,其中出露较集中的约30多处。这些蛇绿岩,以塔里木盆地为界,北部主要为古亚洲洋的洋壳残片,南部主要为特提斯洋的洋壳残片。在介绍其基本特征的同时,本文侧重报道了近年来新疆区域地质调查的一些成果。

Dong L H, Zhu Z X, Qü X , et al.

Spatial distribution, geological features and latest research progress of the main ophiolite zones in Xinjiang, NW-China

[J]. Acta Petrologica Sinica, 2010,26(10):2894-2904.

Magsci     [本文引用: 2]

杜世俊, 屈迅, 邓刚 , 等.

东准噶尔和尔赛斑岩铜矿成岩成矿时代与形成的构造背景

[J]. 岩石学报, 2010,26(10):2981-2996.

Magsci     [本文引用: 1]

东准噶尔和尔赛铜矿是近年来新发现的斑岩型铜矿,位于野马泉-琼河坝古生代岛弧带东段。成矿岩体为侵位于花岗闪长岩中的花岗闪长斑岩,花岗闪岩中包含有钾长花岗岩体。锆石CAMECA U-Pb测年结果显示,钾长花岗岩年龄为429Ma,并含有405Ma的锆石;花岗闪长岩年龄为411Ma,并含432Ma的碎屑锆石;花岗闪长斑岩主体年龄为410.5Ma。研究区经历了3期岩浆与热液活动,且至少在早志留世就已开始,琼河坝岛弧是开始于早古生代的岛弧。辉钼矿Re-Os等时线年龄为409Ma,与花岗闪长斑岩年龄一致。和尔赛斑岩铜矿的主成岩成矿时代为早泥盆世,年龄约为410Ma。和尔赛铜矿的花岗闪长岩和花岗闪长斑岩具有埃达克岩与岛弧岩浆岩的地球化学特征,包括63.79%~68.86% SiO<sub>2</sub>、14.91%~17.48% Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>、0.68%~2.35% MgO、高Sr(383×10<sup>-6</sup>~971×10<sup>-6</sup>)与Sr/Y比值(48.3~111)、低Y(7.92×10<sup>-6</sup>~9.69×10<sup>-6</sup>)与Yb(0.76×10<sup>-6</sup>~0.98×10<sup>-6</sup>),Ba、U、K、Sr等大离子元素富集,Th、Nb、Ta、Ti等高场强元素亏损,较低的 (<sup>87</sup>Sr/<sup>86</sup>Sr)<sub>i</sub>值(0.703852~0.704565)、正的<em>ε</em><sub>Nd</sub>(<em>t</em>)值(6.1~7.4)、与亏损地幔接近的较低的初始铅同位素比值((<sup>206</sup>Pb/<sup>204</sup>Pb)<sub>i</sub>=17.58~17.91,(<sup>207</sup>Pb/<sup>204</sup>Pb)<sub>i</sub>=15.40~15.48,(<sup>208</sup>Pb/<sup>204</sup>Pb)<sub>i</sub>=37.25~37.47)。这些地球化学特征说明其形成于岛弧环境,可能为古俯冲洋壳部分熔融的产物。琼河坝地区以花岗闪长岩和花岗闪长斑岩为代表的岩浆岩带是形成和寻找斑岩铜矿的有利地区。

Du S J, Qü X, Deng G , et al.

Chronology and tectonic setting of the intrusive bodies and associated porphyry copper deposit in Hersai area, eastern Junggar

[J]. Acta Petrologica Sinica, 2010,26(10):2981-2996.

Magsci     [本文引用: 1]

屈迅, 徐兴旺, 梁广林 , 等.

蒙西斑岩型铜钼矿地质地球化学特征及其对东准噶尔琼河坝岩浆岛弧构造属性的制约

[J]. 岩石学报, 2009,25(4):765-776.

Magsci     [本文引用: 2]

蒙西铜钼矿床位于东准噶尔北塔山-琼河坝岛弧带东段琼河坝大花岗岩基北接触带，具有矿化蚀变类型多样、构造应力破裂-充填脉体发育、及不同组分脉体垂向分带等特征，为形成于断裂构造背景下的斑岩型铜钼矿床，闪长玢岩与二长花岗斑岩为成矿斑岩。琼河坝地区以花岗岩为主体的岩体均为钙碱性系列岩石，富Pb、K、Sr、U、Th和Zr，贫Rb、Nb、Y、Ta、Yb与Ti，轻稀土富集，(La/Yb)<sub>N</sub>值介于3.1与15.5之间，在Rb-Y+Nb、Nb-Y、Rb-Ta+Yb与Ta-Yb图中位于VAG（火山岛弧花岗岩）区，与安第斯山火山岩具相似的微量稀土元素分配结构，为形成于大陆地壳构造背景下的岛弧型岩浆岩，其原始岩浆成分包含大陆下、中与上地壳的组分、并与安第斯山岛弧火山岩平均成分相当。蒙西铜钼矿床形成年龄为411Ma，蒙西矿区的闪长玢岩与二长花岗斑岩形成于晚志留纪-早泥盆纪。这意味着北塔山-琼河坝斑岩铜矿带可能是南蒙古欧玉陶拉盖（Oyu Tolgoi）斑岩铜矿带的西延。琼河坝地区以花岗岩基为代表的岩浆岩带为古生代大陆岛弧岩浆岩带，是形成与寻找斑岩铜矿的有利地区。

Qü X, Xü X W, Liang G L , et al.

Geological and geochemical characteristics of the Mengxi Cu-Mo deposit and its constraint to tectonic setting of the Qiongheba magmatic arc in eastern Junggar, Xinjiang

[J]. Acta Petrologica Sinica, 2009. 25(4):765-776.

Magsci     [本文引用: 2]

屈迅, 徐兴旺, 董连慧 , 等.

新疆东准噶尔斑岩铜矿主要构造类型

[J]. 新疆地质, 2010,28(1):32-37.

[本文引用: 2]

Qü X, Xü X W, Dong L H , et al.

Tectonic types of porphyry copper deposit in eastern Junggar, Xinjiang

[J]. Xinjiang Geology, 2010,28(1):32-37.

[本文引用: 2]

Yan J Y, Chen X B, Meng G X , et al.

Concealed faults and intrusions identification based on multi-scale edge detection and 3D inversion of gravity and magnetic data: A case study in Qiongheba area, Xinjiang, Northwest China

[J]. Interpretation, 2019,7(2):T331-T345.

[本文引用: 1]

刘保华, 张维冈, 孟恩 .

重力异常垂向一阶导数的一种简便算法

[J]. 青岛海洋大学学报, 1995,25(2):233-238.

[本文引用: 2]

Liu B H, Zhang W G, Meng E .

A simple method for calculating the first vertical derivative of gravity anomaly

[J]. 1995,25(2):233-238.

[本文引用: 2]

高秀鹤 .

重磁及张量梯度数据三维反演方法研究与应用

[D]. 长春:吉林大学, 2019.

[本文引用: 2]

Gao X H .

The study and application of 3D inversion methods of gravity&magnetic and their gradient tensor data

[D]. Changchun: Jilin University, 2019.

[本文引用: 2]

王万银 .

位场解析信号振幅极值位置空间变化规律研究

[J]. 地球物理学报, 2012,55(4):1288-1299.

DOI:10.6038/j.issn.0001-5733.2012.04.024      Magsci    

通过对单一边界、双边界、多边界以及点(线)质量模型重力异常解析信号振幅和重力异常垂向导数解析信号振幅的极值位置空间变化规律研究表明,重力异常垂向导数解析信号振幅和化极磁力异常解析信号振幅的极值位置相同,且与重力异常解析信号振幅的极值位置空间变化规律相似.利用位场解析信号振幅极大值位置能够准确识别单一直立边界地质体的边缘位置,但不能准确识别其它任何形体的边缘位置,其识别结果的偏移量大小随地质体的埋深、水平尺寸以及倾斜程度等变化.虽然重力异常垂向导数解析信号振幅比重力异常解析信号振幅的峰值更加尖锐、横向识别能力更强,其极大值位置更靠近地质体上顶面边缘位置,但均受地质体埋深的影响较大;随着埋深的增加,位场解析信号振幅的极大值位置会快速收敛到形体的&quot;中心位置&quot;,其轨迹类似&quot;叉子状&quot;;且对多边界模型会出现&quot;极大值位置盲区&quot;而无法识别其边缘位置.通过这些理论研究表明,位场解析信号振幅只能识别单一边界地质体的边缘位置;而不宜用来识别多边界地质体的边缘位置,但可以用来识别多边界地质体的&quot;中心位置&quot;.

Wang W Y .

Spatial variation law of the extreme value position of analytical signal amplitude for potential field data. Chinese

[J]. Geophys. , 2012,55(4):1288-1299.

Magsci    

王万银, 邱之云, 杨永 , 等.

位场边缘识别方法研究进展

[J]. 地球物理学进展, 2010,25(1):196-210.

DOI:10.3969/j.issn.1004-2903.2010.01.027      Magsci    

<FONT face=Verdana>研究地质体的边缘位置是重、磁位场数据解释永恒的主题，也是其优势.最近几年，国内外利用重、磁位场进行地质体边缘识别研究的文章明显增多，但没有作者系统整理和对比各方法的优点和缺点，给使用者带来诸多不便.本文首先将现有重、磁位场边缘识别方法分为数理统计、数值计算和其他三大类，并概述了各类方法的研究现状；之后较详细总结了数值计算类中垂向导数、总水平导数、解析信号振幅、倾斜角、<EM>θ</EM>图这5种基本的边缘识别方法以及在这些基本方法之上发展起来的诸如倾斜角总水平导数、增强解析信号振幅等方法的研究历史和应用效果；并用理论模型对比了几种主要边缘识别方法的识别效果.通过以上总结、对比和分析，指出了重、磁位场边缘识别方法使用中需要注意的问题以及将来的研究重点及发展方向.</FONT>

Wang W Y, Qiu Z Y, Yang Y , et al.

Some advances in the edge recognition of the potential field

[J]. Progress in Geophys. , 2010,25(1):196-210.

Magsci    

张季生, 高锐, 李秋生 , 等.

欧拉反褶积与解析信号相结合的位场反演方法

[J]. 地球物理学报, 2011,54(6):1634-1641.

DOI:10.3969/j.issn.0001-5733.2011.06.023      Magsci     [本文引用: 1]

由于解析信号具有不受(二维) 或少受磁化方向影响,能够较好反映磁性体边界的特性, 因此受到人们的重视. 欧拉反褶积法可以确定场源的位置和深度以及形状因子,具有较强的适应性. 因此前人提出将二者相结合的方法.针对前人提出的方法中存在受高频干扰严重的问题,本文提出低阶的欧拉反褶积与解析信号相结合的位场反演方法.本方法在反演中只需计算磁异常的一、二阶导数,这样能够将高频噪声的干扰减少到人们可以控制的水平.文中详细推导了反演计算公式.模型计算证明了方法的正确性,同时探讨了噪声和邻近磁性体干扰影响的问题.对安徽庐江&mdash;枞阳火山岩盆地磁异常反演计算的结果证实了方法的实用性.本方法也可以应用于重力异常的反演计算中.

Zhang J S, Gao R, Li Q S , et al.

A combined Euler and analytie signal method for an inversion calculation of potential data

[J]. Chinese J. Geophys, 2011,54(6):1634-1644.

Magsci     [本文引用: 1]

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