物性測定注意問題及個案

地質(zhì)礦產(chǎn)勘探物性測定

注意問題及幾個案例成都理工大學(xué)：地球物理與信息技術(shù)系2023/2/41地球物理學(xué)院:李才明

2014.2.26三大巖類及其磁性特征三大巖類及其磁性特征2巖類特點(磁性特征)巖漿巖(變,強(qiáng),鐵,大)沉積巖(穩(wěn),弱,順,小)變質(zhì)巖(原巖及變質(zhì)條件)產(chǎn)狀侵入，噴出層狀產(chǎn)出隨原巖產(chǎn)狀而定形成環(huán)境巖漿泠卻，降溫降壓常溫常壓增溫增壓結(jié)構(gòu)大部分為結(jié)晶的巖石，部分為隱晶質(zhì)、玻璃質(zhì)碎屑結(jié)構(gòu)、泥質(zhì)結(jié)構(gòu)、化學(xué)結(jié)構(gòu)和生物結(jié)構(gòu)等重結(jié)晶巖石，具粒狀、鱗片狀、斑狀等各種變晶結(jié)構(gòu)構(gòu)造多為塊狀構(gòu)造。噴出巖具氣孔狀、杏仁狀、流紋狀等構(gòu)造各種層理構(gòu)造，如斜層理、水平層理、交錯層理等大部分具片理構(gòu)造，部分為塊狀構(gòu)造標(biāo)準(zhǔn)礦物橄欖石等石鹽、石膏等滑石、石墨等其它不含生物化石，圍巖有烘烤現(xiàn)象,不能形成褶曲構(gòu)造多含生物化石，可形成明顯的褶曲可有化石(副變質(zhì)巖)，可形成褶曲一、巖（礦）石標(biāo)本磁性的測定:目的：是獲取巖、礦石的磁性數(shù)據(jù)，以便用于分析、判斷引起野外觀測到的磁異常分布的“源”的性狀和分布，使磁異常的解釋推斷盡可能客觀。內(nèi)容:磁化率和剩余磁化強(qiáng)度兩者。標(biāo)本的采集:1．在測區(qū)內(nèi)的探采礦、公路、鐵路等工程采掘、切割的或露頭部位，采集未或弱風(fēng)化巖、礦石。2．盡可能在擬斷面探測出的異常體頂部延伸至地表的位置，以及沿異常走向延展部位采集。3．特別應(yīng)盡可能在驗證工程內(nèi)采集。4.注意采集的巖、礦石標(biāo)本具有代表性。各磁異常之間的差別3一、巖（礦）石標(biāo)本磁性的測定:4表1磁性測定結(jié)果對比Table1,Thecontrastbetweentheresultsofmagnetismmeasurement

標(biāo)本的規(guī)格:一般要求標(biāo)本形態(tài)較為規(guī)整，有一對以上大體平行的面。標(biāo)本大小一般約為：6×6×6立方厘米。

最好為大小如為6×6×6立方厘米的球狀體。測定方法：1．用卡帕儀只能測巖（礦）石標(biāo)本的磁化率;2．用磁力儀（磁秤、核旋）則可測巖（礦）

石標(biāo)本的磁化率及剩余磁化強(qiáng)度;

剩余磁化強(qiáng)度方向的確定及定向標(biāo)本的采集5表1磁性測定結(jié)果對比Table1,Thecontrastbetweentheresultsofmagnetismmeasurement

必要性:

當(dāng)實測磁異常特征與正常磁化情況相反或不同時，需要了解場源體的剩余磁化強(qiáng)度的方向。標(biāo)本采集：

要標(biāo)明北、東方向及鉛垂方向。測定時注意：

標(biāo)本的北、東方向及鉛垂方向分別與標(biāo)本盒的X、Y方向及Z方向平行。標(biāo)本名稱標(biāo)本數(shù)量（塊）電性參數(shù)磁性參數(shù)ρS/Ω·mη(%)κ

×10-5(SI)

Мr

(A/M)磁鐵礦47496.519.158001240.6大理巖4345611.50.7434.822.61花崗巖35147942.7437.616.14凝灰?guī)r9217856.52.197520.06矽卡巖4524344.3538.2480.42閃長巖274251.51.3469.9428.32煌斑巖89726.50.8497.1147.79隆格爾鐵礦巖（礦）石一般性電、磁性參數(shù)測定結(jié)果表磁秤法第二位置測定磁參數(shù)6過去：用磁秤法第二位置測定磁參數(shù)注：Z0的單位為特斯拉磁參數(shù)計算公式磁參數(shù)計算公式7現(xiàn)在：用質(zhì)子磁力儀測定巖(礦)石標(biāo)本磁參數(shù)成都理工大學(xué)：地球物理學(xué)8

第一位置的公式

：第二位置的公式：

質(zhì)子磁力儀磁性測定公式

磁性測定公式9表1磁性測定結(jié)果對比Table1,Thecontrastbetweentheresultsofmagnetismmeasurement將視磁化率換算為真磁化率的公式：質(zhì)子磁力儀垂直梯度方式測定標(biāo)本磁參數(shù)的錯誤成都理工大學(xué)：地球物理學(xué)10

用磁性標(biāo)本產(chǎn)生的磁感強(qiáng)度（設(shè)為）ΔT1的梯度值ΔTH代替ΔT值，在標(biāo)本周圍某點測定的ΔT及ΔTH兩者的物理實質(zhì)不同，數(shù)值更不同,使測定結(jié)果普遍比早期用刃口式磁秤測定的同類巖（礦）石標(biāo)本磁性偏大。

地質(zhì)體磁化的消磁作用

磁性測定公式11表1磁性測定結(jié)果對比Table1,Thecontrastbetweentheresultsofmagnetismmeasurement消磁作用和視磁化率

有限體內(nèi)部的磁場為00形體磁化方向N球體沿半徑方向無限長圓柱體平行（走向）軸向方向垂直（走向）軸向方向0無限長橢圓柱體平行（走向）軸向方向沿橫截面橢圓短半軸（a）方向沿橫截面橢圓長半軸（b）方向無限延伸薄板狀體平行板面方向垂直板面方向01消磁作用對方向的影響

用質(zhì)子磁力儀測定巖(礦)石標(biāo)本磁參數(shù)時應(yīng)注意的問題

利用質(zhì)子磁力儀測定巖（礦）石標(biāo)本磁參數(shù):1.要利用標(biāo)本所產(chǎn)生的磁感強(qiáng)度值而非其垂直梯度值進(jìn)行計算。2.要充分考慮并注意避開質(zhì)子磁力儀探頭內(nèi)極化磁場對標(biāo)本磁化所產(chǎn)生的計算誤差，因此，待測標(biāo)本應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離探頭，最好是40cm以上。若需比較準(zhǔn)確測定較弱磁性標(biāo)本的與值，宜想法屏蔽探頭極化場對標(biāo)本的磁化。3.為比較準(zhǔn)確地測準(zhǔn)值，建議用第一位置測定，因為這一位置更便于將探頭中心置于標(biāo)本偶極子軸線上，即位置偏差較第二位置小。

磁參數(shù)測定時應(yīng)注意12磁性測定結(jié)果統(tǒng)計整理磁參數(shù)統(tǒng)計方法13表1磁性測定結(jié)果對比Table1,Thecontrastbetweentheresultsofmagnetismmeasurement表9-2組距0-0.50.5-1.01.0-1.51.5-2.02.0-2.52.5-3.03.0-3.53.5-4.04.0-4.54.5-5.05.0-5.5各組中值0.250.751.251.752.252.753.253.754.254.755.25頻數(shù)m1314214131198532頻率m/n(100%)0.72.19.514.127.720.912.95.43.32.01.4累積頻率0.72.812.326.454.175.087.993.396.698.6100西藏隆格爾鐵礦區(qū)磁鐵礦標(biāo)本剩余磁化強(qiáng)度

測定結(jié)果統(tǒng)計玫瑰圖磁參數(shù)統(tǒng)計方法14表1磁性測定結(jié)果對比Table1,Thecontrastbetweentheresultsofmagnetismmeasurement表9-2二、巖（礦）石標(biāo)本電性的測定含義:目的是希望獲取巖、礦石的“真”電性數(shù)據(jù)，以便用于分析、判斷引起野外觀測到的“視”參數(shù)分布的“源”的性狀和分布。內(nèi)容:“真”電阻率和“真”幅頻效應(yīng)兩者,也可測定“真”幅頻效應(yīng)的（部分）曲線。標(biāo)本的采集:1．在測區(qū)內(nèi)的探采礦、公路、鐵路等工程采掘、切割的或露頭部位，采集未或弱風(fēng)化巖、礦石。2．盡可能在擬斷面探測出的異常體頂部延伸至地表的位置，以及沿異常走向延展部位采集。3．特別應(yīng)盡可能在驗證工程內(nèi)采集。電參數(shù)測定15巖（礦）石標(biāo)本電性的測定標(biāo)本的規(guī)格:一般要求標(biāo)本形態(tài)較為規(guī)整，有一對以上大體平行的面。標(biāo)本大小一般約為：6×6×4~6cm3。對于片巖、千枚巖、板巖、頁巖特別應(yīng)要求有大體平行及垂直于其片、頁理方向的面。對專門物性項目作此種工作則要求用鋼鋸切割較軟巖石；用合金甚至金剛石鋸片將較硬巖石切割成規(guī)則形狀。標(biāo)本電性的測定方法:1.幅頻激電標(biāo)本測定法＂強(qiáng)迫電流法＂，其特點是使所供電流全部通過標(biāo)本，做法上有標(biāo)本架法，封臘法，泥團(tuán)法。下面以泥團(tuán)法為例。測定的步驟電參數(shù)測定16巖（礦）石標(biāo)本電性的測定泥團(tuán)法測定的步驟:電參數(shù)測定171、按圖接好標(biāo)本測量裝置，打開發(fā)送機(jī)和接收機(jī)，選好測量檔，將雙刀開關(guān)Ｋ擲于：＂１，２＂位置，將測量電極信號接至接收機(jī)，讀得ＭＮ之間的高頻電位差△ＵＭＮ，并記入附表的△ＵＭＮ欄中，又讀得此時的幅頻率，記入ＦＵ欄。2、將雙刀開關(guān)Ｋ置于“３，４”位置，將標(biāo)準(zhǔn)電阻Ｒ３兩端的高頻電位差，記入△Ｕ１欄，又讀得幅頻率，記入Ｆ１欄。巖（礦）石標(biāo)本電性的測定3、當(dāng)標(biāo)本形狀規(guī)則時，可以將ＭＮ測量電極移至標(biāo)本上，讀得其高頻電位差記入△ＵＰ欄內(nèi)，并量下ＭＮ之間距離L和標(biāo)本的截面積Ｓ記入表中相應(yīng)欄。4、改變供電電流（改變供電電源或改變限流電阻），重復(fù)1)－3)的步驟。5、通過標(biāo)本的電流ＩＧ＝△ＵＩ／１０００。6、根據(jù)ＦＵ和Ｆ１按下式計算標(biāo)本的幅頻率：Ｆ＝(ＦＵ－Ｆ１)／(1＋Ｆ１)

7、計算標(biāo)本電阻率：ρ＝S·ΔUρ／(L·IG)電參數(shù)測定18巖（礦）石標(biāo)本電性的測定電參數(shù)測定19標(biāo)本號供電電位ΔUMN（mv）ＦＵ（%）ΔUI（mv）IG（μA）ＦＵ（%）Ｆ（%）ΔUp（mv）S(cm2)L(cm)ρ(Ω.m)雙頻激電法標(biāo)本電性測量記錄表巖（礦）石標(biāo)本電性的測定電參數(shù)測定20注意事項：標(biāo)本在測定前要在當(dāng)?shù)氐奶烊凰薪荩矗感r。標(biāo)本應(yīng)盡可能規(guī)整，以便計算其截面積標(biāo)本的大小。如遇致密塊狀標(biāo)本，可將Ｍ極直接接到標(biāo)本上，而Ｎ極則盡量靠近標(biāo)本，但不要接觸標(biāo)本。測量時電流密度一般應(yīng)在１０μＡ／ｃｍ２以上，以與野外情況接近。測定標(biāo)本的幅頻率或電阻率時，每一標(biāo)本的側(cè)面及含礦不均勻的部分均應(yīng)測定，取其平均值，作為這一標(biāo)本的幅頻率或電阻率值。巖(礦)石標(biāo)本電參數(shù)測定的標(biāo)本架2023/2/421成都理工大學(xué)：地球物理學(xué)三、露頭物性測定的方法及其實用性1、是采集標(biāo)本測定的有益補(bǔ)充，有時具有不可替代的作用（如標(biāo)本采集困難、物性差異較小標(biāo)。本測不出其大?。?、更接近實際，能比較客觀地反映物探異常的幅度大小及其與圍巖之間的差別；直接獲知物探異常的特征（采集標(biāo)本測定的結(jié)果往往需要代到正演公式計算，整理后才能獲得異常的特征）。露頭物性測定22間接找金礦的例子:2023/2/423成都理工大學(xué)：地球物理學(xué)1砂金2巖金洛東金礦磁測成都理工大學(xué)：地球物理學(xué)242023/2/4成都理工大學(xué)：地球物理學(xué)252023/2/4間接找銅礦的例子:3玉龍式斑巖型銅礦

26成都理工大學(xué)：地球物理學(xué)涼山鉛鋅礦區(qū)的物性測定結(jié)果27巖（礦）石統(tǒng)計數(shù)磁化率（4π×10-6）SI剩

磁（×10-3）A/m平均值最小值最大值平均值最小值最大值白云巖761.22.414.3000灰?guī)r1281.81.622.3000砂巖12025.50298.6000鉛鋅礦石810.264.9268.3291963巖石磁性參數(shù)統(tǒng)計表電性參數(shù)測定結(jié)果統(tǒng)計表涼山鉛鋅礦區(qū)的物性測定結(jié)果28巖石電性參數(shù)統(tǒng)計表：地層巖性統(tǒng)計數(shù)視電阻率（

）（

）視頻散率（

）（%）平均值最小值最大值平均值最小值最大值第四紀(jì)（Q）浮土3618461.01388.16.390.031.12舊司組（C1j）泥（頁）巖5390.109.45551.370.980.033.34泥質(zhì)灰?guī)r797.2185.52109.280.320.010.47上司組（C1s）鈣質(zhì)泥（頁）巖828.4823.7834.690.640.361.09泥晶灰?guī)r35391.5546.51992.760.230.010.48大浦組（C1-2d）白云巖31915.22307.051726.800.490.070.98黃龍組（C2h）白云質(zhì)灰?guī)r、白云巖19618.3543.062455.740.740.211.93灰?guī)r15251.3690.76536.391.690.018.44馬坪組（C）灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r15645.2713.692687.741.110.322.65瘤狀灰?guī)r19493.62142.41872.741.160.552.12包磨山組（P1b）白云質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r28412.44162.301059.150.760.071.63紫