测定岩石标本物性参数

测定岩(矿)石标本磁物性参数技术方法及工作细则陕西省核工业地质调查院2014年四月测定岩(矿)石标本磁物性参数技术方法及工作细则一、物性参数σ)SI 单位为千克每立方米，符号为kg / m 3 换算单位： 103kg / m 3＝1 g / cm 3(2) 磁性单位：磁化率的单位为：SI(k)与CGSM 单位换算如下：4πSI(k) = 1 CGSM(k)：磁化强度的单位为：安培每米（A/m ）与CGSM 单位换算为：A/m=10-3 CGSM( M )(D)与磁倾角(I)的单位均为：°(度)(3)、电性单位ρ)：电阻率的单位为：Ω·m (欧姆·米)η)：极化率的单位为：% (百分数)可见，岩矿石物性标本应具有地质单元的代表性、统计样本的代表性、空间分布的代表性。

岩矿石物性数据应具有地质描述的准确性，参数测定的精确性，数理统计的合理性，构造岩矿石物性数据的可靠性。

专门的岩矿石物性调查工作应单独进行技术设计编写，物探中的物性工作可参考专门的岩矿石物性调查工作编写技术设计，也可作为相应项目的一部分编写设计。

误差计算公式有两种：a) 平均相对误差为：%100BiAi -n 1i i n 1i ⨯+B A =∑=μb) 均方误差为：n BA ni ii 2)( 12∑=-±=ε式中：μ—平均相对误差；ε—均方误差；n —检查样品数；Ai——第i件样品一次测量结果；Bi——第i件样品另一次测量结果。

二、测定物性参数的仪器设备(1) 密度测定仪器①、密度测定仪器其种类包括：大称、密度计和电子天平等。

大称宜用于第四系松散沉积物的密度测定；密度计和电子天平宜用于固结岩矿石的密度测定。

②、测定密度仪器的测程为1000～7000kg / m3。

③、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，在测定过程中应使用相应质量大小的砝码进行仪器标定。

④、仪器维护：维护砝码的清洁，以保证砝码质量的稳定。

(2) 磁性测定仪器①、磁性测定仪器：类型主要有：无定向磁力仪、线圈感应式岩样磁力仪、卡帕桥、旋转式磁力仪、磁勘查所使用的高精度磁力仪等。

②、磁性仪器灵敏度要求：专门测定磁性仪器要求的灵敏度不低于 10－6SI，其他类仪器的灵敏度应为10－6SI 量级，能够测量强磁性样品的磁性。

③、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。

根据磁性强弱，应有相应测程的标准磁性样品进行仪器标定。

④、仪器维护与使用宜在无磁空间或磁场稳定的空间使用磁性测定仪器，使用中应注意仪器的防尘、防潮，防止电磁干扰(3) 电性测定仪器①、电性测定仪器种类主要有：改进的微机激电仪、电阻率桥等。

②、要求电性测定仪器的输入阻抗应能达到5×107Ω以上。

③、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。

④、仪器维护与使用：保持标本架的清洁，避免受到腐蚀。

(4) 附属设备①、采样设备：磁罗盘、GPS、电动取样钻或汽油机取样钻、铁锤、测绳等。

②、加工设备：台式岩矿石钻机、柱体切割机等。

三、仪器及辅助设备本方法无需添置专用的磁性测定仪器，而利用高精度磁测现有的微机质子磁力仪，可测出k＞50×4π×10-6SI的标本磁性，基本上能满足异常解释需要，具有较大实用价值。

(1) 仪器——①、使用MP-4，OMNI-4，G-856AX或其它型号微机质子磁力仪。

②、传感器采用双探头的梯度测量装置，将标本靠近下探头，则梯度读数即相当于标本产生的磁场。

若采用单探头的总场测量装置，则必须在附近另设一台测日变的同类仪器，将每次读数进行日变改正后才能算出标本产生的磁场。

③、标本架——用CSC-61磁秤脚架作支撑，其上置两块活动的(带无磁合页)平板，一块水平放置并固定在架上，另一块倾斜可调，使交角与当地磁倾角相等，并使倾向朝北，置于下探头北侧，见图1，板上装有角铝，以防标本盒下滑。

④、标本盒——边长为10 cm的正方形木盒，按左螺旋系统规定X轴向东，Y 轴向北，2轴向下，在3个轴向的正向盒面分别标以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。

⑤、量杯——最大量程为500—1000 cm3的玻璃量筒；直径15～20 cm、高约40 cm，且在距上端约5cm处有一下倾小漏水嘴的铁桶；或感量不低于5g，最大秤量2kg的体积秤。

⑥、钢卷尺、三角尺、面盆及碎布等。

(2) 测定步骤—— ①、选择一处磁场较平稳但无人文干扰磁场的地点，架好仪器及探头，此时梯度读数Tn 应在零值左右(或有很小底数)。

用仪器的线号健(Line)置入标本编号。

用仪器的点号健(Station)按向上盒面的号码(如6)和绕Z 轴(即T 方向)每旋转90°，读取一数编入601、602、603、604……其余各方面向上时一样，百位上的数字代表轴向(正或负)，个位上的数字代表同—轴向的读数次序数。

②、安置标本架：可采用高斯第一位置测定，如图l 所示，也可采用第二位置测定，使标本架上倾斜板面垂直于地磁场T 0的磁力线，并使标本盒位于探头筒的正东(西)面。

盒中心与探头中心等高。

根据标本磁性强弱，调节标本盒中心与探头中心的距离(不小于15cm)为保证数据的可靠性，希望标本产生的磁场能引起＞土1n 的变化。

③、标本装盒：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、下方向分别与标本盆x 、1、Z 轴正方向一致。

④、观测：放标本前检查读数 (仪器置点号为：其中百位上X 表上盒面号码)，4 图1 1—MP-4T 探头；2—探头支杆；3—标本盒；4—可调倾角的斜板；5—选择R 及固定标本盒的活动插销；6—固定和调节倾角的螺杆；7—可做水平转动的平板；8—三角架。

将标本盒放在标本架上．选择距离r 使仪器读数变比较大(±1nT)，记录距离r ；按向上盒面的号码依次读数；拿去标本后再次检查底数。

为减少标本形状不规则、磁性不均匀和标本位置误差的影响，可在每个轴的正、负方向都分别读取四个数(标本盒沿T 方向每旋转90°读一个数)，即平均值进行计算。

如⑤、测定标本体积：取出标木，用细绳将标本放在水中浸湿，然后轻缓放入装满水的铁筒中，同时用空量筒收集被排出的水。

待铁筒中水面平静后，放正量筒并读取量筒中的水量V ，此数即为标本体积(cm 3)，也可用体积秤秤取标本体积。

(3) 测定要求——距离r 量准到0.2cm ，体积V 量准到5cm 3。

仪器探头附近的磁性干扰物如强磁性标本、铁筒等不得移动；测定过程中，标本架、探头支撑杆不得移动。

在一块标本测定期间，n 0应不变。

用第一位置测定时，各读数应满足：065143212,2,2n n n n n n n ≥+++用第二位置测定时，各读数应满足：06543212,2,2n n n n n n n ≤+++(4) 计算磁性参数——①、高斯第一位置时，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。

46046036026016Th Th Th Th n +++=SI n n n n n n n n n V T r o o o o ∙⨯∙⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-++⎪⎭⎫ ⎝⎛-++⎪⎭⎫ ⎝⎛-+∙=-πχ41022213566543213()()()mAnnnnnnVrIr/1012532652432213-∙-+-+-∙=43211tannnnn--=-φ（注：方位角由偏角公式的分子分母的正负组合决定）))(()(tan243221651nnnnnn-+--=-θ②、高斯第二位置时，()()()mAnnnnnnVrIr/101532562342123-∙-+-+-∙=34121tannnnn--=-φ))(()(tan234212561nnnnnn-+--=-θ布置物探测量工作的前提就是目标体与围岩之间存在明显的地球物理性质差异，故标本的测定及物性参数的换算就成为了物探工作的重中之重。

采集用来研究岩矿石磁性的标本时，除了要专门研究岩矿石风化壳磁性特征这种情况之外，均应采集岩矿石的基岩露头或钻井的岩心等。

为了满足物性参数统计需要，各类岩矿石标本采集数量一般不能少于30块，采集点要均匀分布。

标本形状尽可能为等轴状（或立方体），体积应以10cm×10cm×10cm为宜，即使强磁性标本也不能小于400cm³。

岩(矿)石标本磁参数测定结果的精确性直接影响磁异常反演精度，对正确推断地质结论具有特别重要的意义。

在进行高精度磁测磁参数测定过程中，发现利用质子磁力仪测定岩(矿)石标本磁参数时，按过去介绍的方法测定、计算的磁化率、剩余磁化强度普遍比实际值偏大一到十几倍，在分析和确定引起误差的原因SInnnnnnnnnVTroooo∙⨯∙⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫⎝⎛+-+⎪⎭⎫⎝⎛+-+⎪⎭⎫⎝⎛+-∙=-πχ410222131066543215后，提出了改进的方法，即要用岩(矿)石标本所产生的磁感应强度代替其梯度进行磁参数的计算而不能用其梯度值来求磁参数。

并应注意如避开探头中级化场对标本磁化的影响，用第一位置测定以减少位置不准所产生的计算误差等问题。

将改进方法用于后续研究的岩(矿)石标本磁参数测定，用其结果进行磁异常反演，求得磁性体埋藏深度、产状等与实际情况相符合。

方法：用标本盒和物性架，然后可以选用梯度测量，或者总场测量（摆日变站），直尺测距离，排水法测体积。

高斯第一，第二位置都可测。