重磁物性测量技术要求

重磁物性测量
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重磁物性测量
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第一章目的任务 (1)
第二章主要技术指标 (1)
2.1密度测定 (1)
2.2 磁参数测定 (2)
2.3 物性测量顺序 (5)
2.4 数据记录格式及内容 (5)
2.5 质量检查及评述 (5)
2.6 数据整理、处理与制图 (6)
2.7 提交资料 (7)
第三章计划安排 (7)
第四章工作量及经费预算 (7)
第五章预期成果 (8)
第六章人员组成 (8)
第七章保证措施 (8)
7.1 质量保障措施 (8)
7.2 安全及劳动保护措施 (9)
7.3 全面质量管理办法和措施 (9)
附表1 重磁物性测量野外记录表 (10)
附表2 岩矿石物性测定误差计算表 (11)
备品清单 (12)
参考资料： (13)
第一章 目的任务
对标本进行重磁物性测量，获取岩矿石重磁物性数据，建立完善的剖面
区域岩石物性数据库，通过研究对比地球物理勘查的基础性数据解决某些地质问题。

第二章 主要技术指标
2.1密度测定
2.1.1 密度测定所需器材：
电子天平：用于测量标本质量，精度要求达到10g 。

水盆：用于浸泡标本。

量杯：用于测量标本体积，体积量准到5cm ³
2.1.2 仪器检查与性能测定
按仪器使用说明书规定进行仪器检查与性能测定。

根据样品质量的范围，在测定的过程中应使用相应质量大小的砝码进行仪器标定。

2.1.3 测量器材维护
维护砝码清洁，以保证砝码质量的稳定。

2.1.1.4测量过程
先用天平测定标本质量，测定体积前标本必须在清水中浸泡达到水饱和，固结标本浸泡时间一般为24小时，然后用量杯测定标本体积。

若样品孔隙度较大，则需进行蜡封处理后再进行体积测量。

2.1.1.5 密度计算公式：
V
m =σ 式中σ表示密度，m 为标本质量，V 为标本体积。

2.2 磁参数测定
2.2.1 仪器及辅助设备：
仪器：使用捷克生产的PMG-1型微机质子磁力仪，其测量精度+1nT ，分辨率0.1nT ，满足物性测量精度需要。

标本架：标本架上部为两块活动的（无磁性）平板，一块水平放置并固定在支架上，另一块倾斜可调，使交角与当地磁倾角相等，并使倾向朝北，置于探头北侧，倾斜板上应有放置标本盒下滑的挡板。

标本盒：边长为15cm 的正方形木盒，按左手螺旋系统规定X 轴向东，Y 轴向北，Z 轴向下，在3个轴向的正向盒面上分别标以2、4、6；在3个盒的负面上分别标以1、3、5，当将这个标本盒置于上述标本架倾斜面上，Z 轴与地磁场T 方向一致。

碎布等标本盒空隙填充物：标本放入标本盒后尽量使其中心与标本盒中心一致，空隙部分由各种无磁填充物填满以固定标本，防止其位置在测量过程中发生变化。

钢卷尺：用于测量探头到标本盒距离，精度要求达到0.2cm 。

三角尺：用于测量标本尺寸，精度要求达到0.1cm
量角器：用于测量标本架上倾斜平板的倾斜角度，精度要求达到0.5°。

2.2.2 仪器检查与性能测定
捷克生产的PMG-1型质子磁力仪：
生产之前对使用仪器进行全面性能校验。

主要内容有仪器躁声测定、仪器自身均方误差一致性测定、探头一致性测定。

仪器躁声测定：在磁场平稳区，使投入生产的多台仪器作同步日变观测，各仪器探头间距保持在20m 以上，以免探头磁化时相互影响。

取100个观测数据计算每台仪器的躁声均方根值ε，要求ε小于±2nT 。

()1-n X -X n 1i 2
i i ∑=∆∆=ε
式中：i X ∆---第i 时的观测值X i 与起始观测值X 0的差值；
i X ∆---这些仪器同一时间观测差值i X ∆的平均值；
n----总观测数，i=1,2,……n 。

探头一致性测定：首先将成套仪器所配探头编上号，然后用两台仪器作秒级
同步日变观测。

其中台站型仪器及一个探头固定不变，即以此为准进行比较。

另一台仪器分别轮换同其余探头相连接，并注意换探头时主机不能关机，个探头位置应尽量一致，调谐场值预先选好保持不变。

每个探头读数三十次以上，而后分别求出相应与台站仪器读数的差值，并计算各差值数组的算数平均值，比较各平均值即可判断探头的一致性。

仪器自身均方误差和一致性测定：选择一条测线，测点数为50个。

使参加
野外生产的多台仪器，作往返观测。

计算仪器自身均方误差和总观测均方误差，要求总观测均方误差小于±2nT 。

计算均方误差的公式：
n m V n m i
-±=∑2ε
Vi —某次观测值（包括参与计算平均值的所有数值）与该点各次观测值平均
数之差。

n —检查点数，i=1，2……n ；
m —总观测次数，等于各检查点上全部观测次数之和。

使用前及生产结束后均应对仪器性能和
各仪器间的一致性进行现场校验，生产期间
每2个月进行一次仪器校验，
2.2.3 测量器材维护
保持标本盒清洁，以减少对测量结果的
影响。

2.2.4 测定步骤
测量地点应选择一处磁场较平稳且无
人文干扰磁场的地点（利用航磁图进行选
择，实际再做测量验证）
，采用双探头的总
场梯度测量装置，如图2-1所示。

探头轴向置于南北方向，标本盒放在标本架倾斜板面上，倾斜板面的倾角应与当地地磁倾角I 0一致，倾斜面朝北，置于探头
轴向两侧（东或西），使标本盒中心与探头的中心在同一水平面上。

此装置同于高斯第二位置测定法，但标本测量轴受地磁场 T 0 磁化产生磁场。

当两个探头间
距较小时，TH 梯度读数相当于标本所产生的磁场。

将待测标本放入标本盒内，用碎布塞紧，并注意使标本中心与盒中心一致。

对于定向标本，应使其东、北、下方向分别与标本盒 X 、Y 、Z 轴正方向一致。

测定时，将测量仪器线号键置入标本编号，点号键按标本盒上三个轴向的正
的号码（如Z 轴的正向为5）并绕Z 轴（即T 0方向）每旋转90°读取一个数编
入501、502、503、504，其余轴向号码一样编入。

百位上的数代表某个轴（正反向）读数，个位上的数字代表该轴向的四次读数，也就是采用24次读数法，目的是减少标本形状不规则、磁性不均匀和标本位置误差的影响，所以取四次读数的平均值来代表该轴向读数，如：
4
504T H 503T H 502T H 501T H n 5+++= 依次可以读得：放入标本前时的读数0n ，放入标本后读数1n 、2n 、3n 、4n 、5n 、
6n ，测完后取出标本读数0n '，通常根据0n 和0n '这两个值的变化来确定测量数据
的有效性和正常值。

磁参数计算公式如下：
磁化率：
[])SI (10n n V
T 3r 5365432103-⨯+++++='n n n n κ 剩磁：
()()()[]）（m A 10n -n n -n n -n V r 5Jr 3-212562342123⨯++=
以上式中r---标本中心到探头中心距离；
V---标本体积；
T 0—当地总磁场值。

为了使所测数据可靠，希望标本产生的磁场≥1nT/m ，这可通过调节r 来实
现（r 应不小于15cm ）。

以上测得的磁化率为视磁化率，可利用近似球体标本的计算公式求得其真磁化率κ，即
κκκ''
=31-1
2.3 物性测量顺序
如果一个样品进行多种物性参数测量时，宜先测量磁性（磁化率、剩磁强度及方向），再测量密度。

2.4 数据记录格式及内容
物性测量野外记录参照附表1。

2.5 质量检查及评述
测定检查工作量不少于总样品数的10%。

检查观测应由不同的测定人员以随机抽样或按不同级次的测量值中抽样进行测定。

密度均方误差≤10kg/m ³，磁性标量相对误差≤10%，磁倾角、磁偏角绝对误差≤10°。

计算公式如下：
平均相对误差：
∑=⨯+-=n i i
i i i B A B A 1%100n 1μ 均方误差为： ()n B A n i i i 212∑=-±
=ε
式中：n---检查样品数； A i -----第i 件样品一次测量结果；
B i -----第i 件样品另一次测量结果。

2.6 数据整理、处理与制图
2.6.1 根据野外物性采集及物性测量资料进行数据整理与综合，形成物性数据集（库）。

每条物性记录的项目应有项目编号、坐标、岩矿石名称、岩矿石类型（岩矿石亚类、岩矿石类、岩矿石大类）、地层单元（群、组、段或统、系）或岩体单元（侵入体、单元、超单元）、地层区划（地层小区、分区、区、大区）或岩浆岩区划（岩区、岩带、岩省）、时代（世、纪、期、代）、物性参数（密度、磁化率、剩磁强度、剩磁倾角、剩磁偏角）等。

2.6.2 根据需要，针对地质单元进行物性数据统计，基本统计参数为单元的样品数、平均值、标准偏差、变异系数等。

磁化率、剩磁强度计算几何平均值；密度计算算数平均值；倾角与偏角可通过求取单位矢量和的方式获得平均倾角与偏角。

部分公式如下：
标准偏差（算数均方差）：
1
-N )x -(x S N 1i 2i ∑==
标准偏差（几何均方差）： ()1-N lgx -lgx lgS 2N 1i g i ∑==
式中g lgx 为i lgx 的平均值。

变异系数： x
S CV = 几何平均值：
n n 21k k k K ⋅⋅⋅=
地层单元物性统计时，宜以该单元中各岩性段的厚度与该单元总厚度的比值为权进行加权统计；岩体单元物性统计是，宜以该单元中各岩性分布的面积与该单元总面积的比值为权进行加权统计。

当数据满足正态分布规律且数据量很大是，平均值和常见值相等，可用平均
值代替常见值。

一般常见值加减0.5~2倍均方差作为参数的常见变化范围。

物性统计之后，如发现个别数据与该单元的平均值相差较大时，应针对地质单元的属性，从野外采样至室内测定等工作环节考核该数据的代表性。

如这个数据不具代表性，应给与删除，该单元应进行重新统计。

2.6.3 物性数据图示
利用统计图示的方法统计特征数，一般步骤：统计分组，编制统计表，绘制直方图，在此基础上由图上确定其统计特征数值。

直方图：用于观察一个单元内物性数据的分布状态。

密度数据常呈正态分布，磁化率与剩磁强度常呈对数正态分布，偏态或多峰等分布特征可能反映地质事件或过程。

2.7 提交资料
1. 建立起物性数据集（库），把各记录打印成册，作为物性成果表。

2.各种统计图表
3. 根据统计过程发现并解决部分地质问题，以此编写总结性报告
第三章计划安排
？年2月初到2月下旬完成资料收集，设计编写，测量设备维护等工作；3月初到5月初进行物性测量工作；5月中旬到7月初进行室内整理，并提交成果。

第四章工作量及经费预算
4.1 主要实物工作量
标本数量5500块，检查标本数550块，每块标本共测量74次，其中岩石6个面24个方位各测3次，每块标本放置前后各测一次；每块标本计算三个参数。

4.2 经费预算
第五章预期成果
将获取的岩矿石重磁物性数据，建立完善剖面区域岩石物性数据库，为物化遥综合分析提供参考数据，通过研究对比分析解决某些地质问题。

第六章人员组成
主要人员组成：
第七章保证措施
7.1 质量保障措施
a.参加项目的技术人员必须具有扎实的专业基础理论知识，技术水平较高，业务能力较强，能胜任本职工作。

b.项目负责人负责质量监督、指导、定期检查、抽查等。

工作时对有争议的重大技术问题及时上报主管部门共同解决。

c.各阶段工作要及时整理资料，加强综合研究。

d.技术人员严格按有关规范、规定或设计书的要求执行，测量工作保质保量完成。

7.2 安全及劳动保护措施
a.严格遵守森林法，森林防火责任制落实到每个人。

b. 保证各项工作仪器性能完好。

c. 施工所需易燃品必顺专人负责看管。

d. 生活由专人管理。

7.3 全面质量管理办法和措施
a.工作前必须组织技术人员学习规范和设计书的各项技术要求。

b.按野外和室内各工作阶段开展技术讨论会，确定存在的问题及解决方案，确定阶段性工作成果和下步工作方案。

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附表2 岩矿石物性测定误差计算表
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备品清单
1.车辆一台
2.PMG-1型质子磁力仪6台
3.计算机3台
4.电子天平2台
5.量程3000cm³量杯6个，1000cm³量杯6个
6.标本支架6个（附带可活动合页板）（定做）
7.标本盒12个（定做）
8.皮尺6个
9.三角尺6个
10.量角器6个
11.标本盒填充物若干
12.小铁桶6个
13.水盆6个
14.打印机一台（墨粉更换次数预计10次以上）
15.打印纸五箱
16.中性笔20盒
17.油漆笔10盒
18.透明胶带及绳索若干
19.记录本（印刷外委托）
20.彩条布若干
21.小桌子6张
参考资料：
1.应用地球物理数据采集与处理刘天佑中国地质大学出版社 2004.6
2.DD2006-03中国地质调查局地质调查技术标准—岩矿石物性调查技术规程
3.DZ-0004-1991重力调查技术规程
4.DZ-T-0071-1993地面高精度磁测技术规程。