[发明专利]一种坑道重力全空间域定位探测高密度隐伏矿体的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高精度坑道重力全空间域定位探测高密度隐伏矿体的方法，属于矿产资源勘查领域。

背景技术

高密度隐伏矿体是指矿石的密度明显高于赋矿围岩的隐伏矿体。隐伏矿床(体)定位探测是当前成矿学和成矿预测学的科学前沿及矿产勘查领域的主要难题之一，通常采用物探方法(如直流电法、磁法、电磁法)在半空间域(如地表)探测隐伏矿体，但是这些物探方法因多解性强、电磁干扰大难于在深部全空间域隐伏矿床(体)定位探测中取得实效。

重力勘探是观测地球重力场的变化，借以查明地质构造和矿产分布的物探方法，重力勘探方法主要应用于区域尺度的地球表面探测，集中于半空间域，采用的比例尺一般为1:5万～1:100万。地下重力包括井中重力和坑道重力。1950年，Smith和Hammer对井中重力进行了研究；1989年，徐公达和周国潘对井中重力、坑道重力进行了总结。但是，文中只对地下重力进行了地层密度、构造等方面的研究，近区地形改正用地面方法改正，未开展隐伏矿体的定位探测研究；2012年，张征在新疆彩霞山地表(半空间域)开展重力场平面特征和重力剖面的研究，间接探索了与控矿的大理岩相关的铅锌矿体的分布区段，并结合其它物探方法在地表开展找矿勘查。

发明内容

本发明的目的是提供一种高精度坑道重力全空间域定位探测高密度矿体的方法，本发明方法首先进行野外坑道重力及重力梯度观测，对观测数据进行各项改正，包括固体潮改正、零飘改正、地形改正、布格改正、纬度改正、坑道改正、采空区改正、回填区改正等，然后根据改正后获得的重力异常及重力梯度异常进行隐伏矿体的定位。

本发明方法的具体操作步骤如下：

1、岩矿鉴定

采用肉眼和显微镜对测区的各种岩石、矿石进行岩矿鉴定，确定其岩石和矿石类型。

2、岩矿石密度参数测量

采用标本法测定工作区围岩和矿石的密度，统计岩石和矿石密度平均值，当矿石平均密度明显高于围岩密度时，则具备应用该方法的物性前提。

3、坑道重力观测

a、点位坐标测量：点距20米，用皮尺或经纬度仪确定测点的点位坐标，并把点号标记在坑道上。

b、重力基点选择：选择于坑道口附近，并标明为重力总基点。

c、测点重力观测：测点重力观测：包括重力异常观测、重力水平梯度异常观测、重力垂直梯度异常观测，根据观测数据获得测点重力异常值Δg、X方向的重力水平梯度异常V_xz、Y方向的重力水平梯度异常V_yz、Z方向的重力垂直梯度异常V_zz，以大于或小于三倍均方误差圈定正异常或负异常；

设坑道长度为2a′、宽为2b′、高为2c′，直角坐标系原点位于坑道口横截面的中心点，X、Y、Z轴分别平行行b′、a′、c′，Z轴向下(见图1)；

重力异常观测：测点布置于坑道中心线部位，即Y轴上，点距20米，观测和记录各点重力数据，通过计算获得重力异常观测值Δg，即Δg为测点所测的格子平均值乘以单位格子标定的重力值之积；

X方向重力水平梯度观测：每个测点分别在(b′，y，0)和(-b′，y，0)部位进行重力测量，观测和记录两个部位的重力数据，通过计算得测点(0，y，0)的V_xz(0,y,0)＝[Δg(b′,y,0)-Δg(-b′,y,0)]/(2b′)；

Y方向重力水平梯度观测：测点在(0，y，0)的V_yz用重力异常观测结果计算获得，即第i点的V_yz(0,y_i,0)＝[Δg(0,y_i+1,0)-Δg(0,y_i,0)]/(y_i+1-y_i)；

Z方向重力垂直梯度观测：每个测点分别在(0，y，c′)和(0，y，-c′)部位进行重力测量，观测和记录两个部位的重力数据，通过计算得测点(0，y，0)的V_zz(0,y,0)＝[Δg(0,y,c′)-Δg(0,y,-c′)]/(2c′)。

4、观测数据进行各项改正

(1)固体潮改正

采用固体潮改正公式：δg_b＝δ_cxG(t)-δf_c(10^-8m/s^-2)…………………………(1)