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高精度磁測方法

高精度磁測主要有航空磁測(飛機的和直升機的)和地面磁測(車載的和步行的)。

高精度航空磁測主要應用領域是地質填圖,對金屬礦產、石油遠景構造(或專門的)進行普查,在條件有利時,普查油藏、含煤和含水構造及雜巖,以及水下殘留沈船,工業垃圾填埋坑等。

高精度地面磁測在平原條件下,主要用車載測量,在山區切割地區,則用步行測量。目前這兩種類型的測量,可以用質子和光泵磁力儀。主要用於詳細地質填圖和金屬礦產以及大多數非金屬礦的詳細普查和勘探,直接尋找石油、研究礦井下煤田的構造條件,以及固定小幅度斷裂和裂隙、普查裂隙水、研究並預測滑坡過程以及舊垃圾填埋場等環境問題的調查。

根據尋找對象的大小,詳細工作的比例尺可以不同(1∶5000~1∶10000)。過細地工作,可以在異常範圍內應用微磁測量方法。

4.5.1.1 建立基點網和標準剖面

在高精度磁測中,基點網用來控制與儀器零點漂移有關的誤差,以及建立整個剖面體系之間的平差。與中、低精度磁測不同的是,高精度磁測的基點網不能用於計算兩個基點上觀測時間之間的地磁場變化。這是因為,除了計算磁場日變之外還要進行短周期變化改正。在建立基點網時,要按閉合多邊形進行壹次閉合環觀測,並作日變記錄和方位改正。基點網與分布在磁場梯度最小(3 nT/m以下)地段的主測點相重合。每個點上用壹臺儀器觀測三次。觀測時,磁敏變換器應嚴格固定。基點網聯測時,應選用技術參數最佳的儀器進行觀測。

最有效的野外觀測方法是在相對稀疏的基點網情況下,對地磁場變化和儀器零點漂移,采用嚴格的校正。這種觀測方法規定用磁變站作連續觀測,並設置稀疏的基點聯測線網。基點網的建立采用閉合多邊形,其中包括基線和剖面的始末點以及測區邊界。

4.5.1.2 選擇測區和測網

選擇測區要考慮所研究的目標及圍巖的分布範圍、地質和地球物理特點以及要求探測的深度等。因此,測區面積應當超過所研究目標體範圍的1~2倍以上,並保證觀測剖面進入相鄰構造位置或進入“正常”磁場。在進行1∶50000~1∶25000比例尺磁測時,測區範圍最好按國家采用的相應比例尺地形圖分幅來確定,以便於對不同年度的測區進行連接,及編制綜合磁場圖。對某些特定地段選作微磁測量。壹般情況下,微磁測量在測區內的幾個分散小區進行。根據要解決的問題來選擇該小區的面積。在研究埋深為10~15 m的地表不均勻性時,小測區的邊長應小於基巖的埋深,以便減弱基巖的不均勻性的影響,突出近地表地質體對磁場結構的影響。

高精度磁測觀測網的排列方式,要考慮磁異常範圍和強度,以及反映局部地質構造單元的磁場微弱變化。其強度可能是2~30 nT,寬度為1~100 m。在選擇測網時,要考慮預計的信噪比。

當研究覆蓋疏松層的基巖時,小區長度應超過其埋深,相應地測網應稀壹些。例如,覆土厚為10~15 m,則微磁小區為20 m×20 m或30 m×30 m,而測網為2 m×2 m或3 m×3 m等。在小區或小帶內,微磁測可按正方形、矩形或三角形測網,用循環法進行。正方形測網用於微磁測小區,矩形測網用於微磁測小帶,三角形測網必須用於測區內測點分布較均勻的情況下。

4.5.1.3 選擇不同高度觀測

高精度磁測的特點是對選擇最佳觀測高度有很嚴格的要求,而且測區內的觀測高度應保持恒定。選擇觀測高度,要考慮消除或盡最大可能減小地表地質體(只要它不是研究的對象)不均勻磁化的影響。為區別地表影響和基巖影響,選擇最佳觀測高度進行測量。如在10 m×10 m和20 m×20 m大小的微磁測小區內,在3~4個(0.2 m、1 m、2 m、4 m)高度上進行觀測。

不同高度磁測的前提是不同埋深、不同大小、不同延深、不同物質成分和磁化強度的目標地質體,其異常效應的衰減特征不同。在局部地形上、土壤層和風化殼不均勻以及恒定性工業幹擾下,可以觀測到磁場隨高度的衰減。

不同高度磁測應滿足下列要求:①確定觀測高度應在研究最充分的地段,通過試驗予以選擇。試驗高度為0至5 m或6 m。②在所研究的物體上,觀測間距應保持不變,即1~2 m。大的間距可用來突出較深的物體。③衰減系數僅對穿過異常中心的剖面進行計算。此外,還應盡量使比較的對象處於大致相接近的地質和地貌條件下。④剖面上不同高度觀測的步長,應比壹般密集,並根據磁場結構隨高度變化的詳細研究予以選定。⑤要控制測點位置上方不同高度處磁敏變換器的位置。⑥測點上不同高度的觀測,最好在同壹個儀器位置上,然後相應改變其觀測高度,以盡量保持在相接近的觀測條件下進行不同時間、不同高度的觀測。⑦所有觀測值都應進行地磁場日變改正。日變觀測與測區中的野外測量保持同步(地磁觀測站的磁敏變換器可保持恒定高度)。⑧各測點上,不同高度的觀測應保持同壹方位,並應使磁敏變換器的方向與磁場向量形成這樣的夾角,即最大地減小方位和定向誤差。⑨不同高度觀測的剖面或地段,應選在天然幹擾(地表不均勻性、地形起伏)和工業幹擾影響最小的地帶。