[发明专利]一种判断高密度直立矿体深部延伸的坑道重力方法

说明书

本发明公开了一种判断高密度直立板状矿体深部延伸的坑道重力方法。首先通过野外坑道重力观测及其观测数据的各项改正等，求得布格重力异常。其次，通过布格重力异常的场分离，获得剩余重力异常。根据坑道剩余重力异常对称性判断矿体是否为直立矿体，再依据坑道剩余重力异常的正负性判断高密度直立矿体的深部延伸特征。该方法解决了单坑道或多坑道见到矿体时如何快速判断高密度矿体深部延伸的难题，不仅为深部探矿工程布置提供重要依据，而且为深部矿体资源远景判断提出新方法。

技术领域

本发明涉及一种判断高密度直立板状矿体深部延伸的坑道重力方法，属于矿产资源勘查领域。

背景技术

在矿床勘探过程中，当通过坑道勘查发现矿体时，人们通常十分关心发现的矿体向深部延伸有多少。要知道矿体深部延伸情况，最直接方法是向深部施工坑道或钻孔控制矿体。但是在设计深部探矿坑道或钻孔之前，对矿体的深部延伸情况要进行预判。因此在设计之前，一般要开展地球物理勘查。地球物理方法有重力勘探、磁法勘探、电法勘探、地震勘探、放射性勘探、地热勘探等，一般情况下，地震勘探、放射性勘探、地热勘探往往对金属矿勘探效果不佳，磁法勘探、电法勘探因受坑道电磁干扰也难以发挥作用，而坑道重力测量不受电磁干扰，只要矿体与围岩有密度明显差异，则会取得良好的找矿效果。如何判断矿体的深部延伸，是找矿勘探的难题。国内外在坑道重力的研究报道较少。2014年，韩润生、李文尧等申请了一种坑道重力全空间域定位探测高密度隐伏矿体的方法和一种坑道重力全空间域定位探测高密度隐伏矿体的方法的发明专利，其原理是应用坑道重力测量，根据重力异常及X、Y、Z三个方向的梯度异常四个参数来进行隐伏矿体定位探测，主要是解决高密度或者高密度直立长方体金属矿体位于探测坑道所在的方位问题。但是，专利中对矿体的定位探测要用到四个参数，由于坑道空间太小，加上三方向梯度值小，一般情况下，难以获得准确和高精度的三方向梯度值，且也不能判断矿体的深部延伸。本研究发明了只用坑道重力异常单一参数进行判断高密度直立矿体深部延伸的方法。

发明内容

本发明提供一种判断高密度直立矿体深部延伸的坑道重力方法，首先在野外进行坑道重力观测及其观测数据的各项改正，求得布格重力异常；其次，通过布格重力异常的场分离，获得剩余重力异常；根据坑道剩余重力异常对称性判断矿体是否为直立板状矿体，再依据坑道剩余重力异常的正负性判断高密度直立矿体的深部延伸特征。

本发明方法的具体操作步骤如下：

(1)采集测区的各种岩石、矿石，确定岩石和矿石类型；测定测区岩石和矿石的密度，分别统计岩石和矿石的平均密度，当矿石平均密度高于围岩密度时，则具备应用该方法的物性前提；

(2)通过坑道重力观测，获得坑道重力观测数据；

a、采用常规方法进行测点定位，测点间距为10-30m，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壁上；

b、重力基点选择：选择于坑道口附近，并标明为重力基点；

c、采用常规方法进行坑道重力异常观测

重力异常观测：测点布置于坑道中心线部位，即X轴上，点距10-30m；记录各点重力数据；

本发明中假设矿体为剩余密度σ均匀的长方体，矿体的半长度为a，半宽度为b，半高度为c，矿体的长、宽、高在空间直角坐标系中分别平行于x轴、y轴及z轴，矿体的中心点坐标为ξ_i、η_j、ζ_k，见图1；

根据牛顿的万有引力定律，对于地质体为剩余密度σ均匀的长方体有重力异常公式：

其中：G是万有引力常数，(x，y，z)为观测点坐标；

矿体中心点到测点距离

公式(1)经积分后可以转化为：