摘要：现阶段，科学技术的发展迅速，我国的现代化建设的发展也有了改善。WCL-1型磁化率仪由探头和主机两部分组成,重1.6kg,由干电池供电。探头由上下两个线圈组成,系磁电转换装置,是该仪器的关键部件。当对探头线圈通以交变电流,激发出交变磁场,磁力线通过被测介质,产生自感变化,显示出磁化率值。由于磁化率值和矿物的含铁量有线性关系,所以可以获得某种类型铁矿石的品位和磁化率的对应关系,从而迅速鉴定铁矿石的品位。该仪器具有体积小、重量轻、量程范围大的特点,特别适合现场测定矿石品位。
关键词：磁化率仪；矿石品位分析；应用
引言
磁化率是新生代乃至前新生代地层古环境研究的常规代用指标，被广泛用于风尘堆积、湖泊沉积物以及海洋沉积物中。沉积物磁化率值的准确测量对于古环境重建十分重要。在磁化率测量过程中单个样品质量对于磁化率测量值的影响，目前尚无报道。
1矿床概况及采矿生产状况
该矿是深埋的中型矽卡岩型磁铁矿床,由于矿体夹岩层多,矿层形态、厚度变化大,为国内有名的难采矿床。矿体埋深450～800m,沿走向长约1800m,沿倾向宽200～500m,产状平缓。矿体顶板为粘土质砂岩和粘板岩,底板为矽卡岩和闪长玢岩。矿层多呈透镜状、不规则状产出,倾角多在10°～30°之间。矿层之间2～20m厚的含矿矽卡岩、蚀变闪长玢岩夹岩层发育,对矿床勘探与开采的影响较大。矿石多为块状、侵染状磁铁矿,含少量赤铁矿、自然铜等有用矿物,其它磁性矿物(如菱铁矿)含量很少。矿石的磁性率多在2.7～6.0之间。矿床开采方法采用无底柱分段崩落法,分段高度为10～12.5m,进路间距为10m,矿块尺寸一般为50×50m。由于矿岩稳定性差,埋深大,地压对采矿巷道破坏性强,采掘工作多实行快采、强采的方法,尽量缩短巷道使用时间。因此,采矿对生产勘探的要求是及时、快速、准确。
2不同质量对低频磁化率的影响
质量磁化率是地层古环境研究中最常见的一个指标，因此在实验室准确测定该指标对于探讨和恢复古环境具有重要意义。经相关研究得知，当样品质量小于6g时，低频磁化率值随质量增加而增加，变化幅度非常大，LT297样品5．001g和1．002g对应的磁化率的差值为8．92个磁化率单位(10－8m3/kg)，LT365样品5．001g和0．998g对应的磁化率的差值为5．42个磁化率单位。两个样品的质量大于等于6g所对应的磁化率基本保持稳定，变化范围小于1．17个磁化率单位。
磁化率测量过程中，频率变动只对在超顺磁/稳定单畴(SP/SSD)的临界点附近的颗粒影响最大。在470Hz和4700Hz两个频率测得的磁化率的差值就反映了这些临界颗粒对磁化率的贡献。来自黄土高原180块表土样品的磁化率研究表明，频率磁化率较好地反映了成壤作用形成的磁性颗粒，气候意义明确;与低频磁化率相比，频率磁化率与年均降水具有更高的线性回归相关系数(Ｒ2=0.755)，可较好地定量重建晚第四纪中国黄土—古土壤序列记录的古降水变化。也有学者认为磁化率随地层深度变化很大，用表土建立的磁化率与降水的经验公式套用至整个剖面并不合适，提出等温剩磁的硬磁组分比值是更为有效的古降水指标。因此，频率磁化率在定量重建古降水方面具有关键意义。
3磁化率仪在采矿生产中的具体应用
岩石或矿物是由许多矿物组合成的集合体，磁化率各向异性取决于集合体中所有磁性矿物的磁性及其空间排列分布情况，因此它们的总磁化率矢量所得的磁化率各向异性就会显得比较小。一般来说，各向异向度比较大，说明岩石具有高的渗透率，有利于流体的运移和富集，为金矿床的形成奠定基础。采用测试值分别计算磁化率的平均值和各向异向度，可以反映岩石的蚀变强度。
3.1确定回采的矿、岩层界限和矿石品位
该矿是矽卡岩型磁铁矿床,矿体赋存复杂,矿体夹岩多,矿层形态、厚度变化大,采准设计时所用地质资料的准确度难以指导回采工作,常发生悬顶丢矿、存隆矿丢失和过贫化出矿的现象,造成一定的回采损失、贫化。为此,采准施工时超前施工与探矿巷道,用深孔台架在采矿进路中每隔3～4倍落矿深孔间距施工一个落矿深孔,用磁化率仪的炮孔探头测值。按照该矿的矿石工业指标:富矿TFe>50%、混合矿20%<TFe<50%、岩石TFe<20%的规定,富矿<51、51<混合矿<80、岩石>80。按测值数据绘制进路中心剖面。可以精确确定采场落矿深孔的施工深度及每排深孔的落矿量、落岩量和一次贫化率,明显提高落矿效果和出矿效果。
3.2快速测定爆堆当次品位
该矿早已确定最经济合理的出矿截止品位为TFe>18%,但快速测定爆堆的当次品位是一大难题,主要难在爆堆的当次品位必须现场立即测定,并准确、快速地测出结果才能及时指导出矿。以往,该矿常用的手段是目估法和抓样化验法,目估法快速但误差大,抓样化验法得到结果需要较长的时间,并且其代表性也难以保证。两种方法均难以满足指导采场出矿的需要。用磁化率仪平面探头测值可以解决这一难题。由于暴堆上的矿岩块度大小不一,随机分布,在爆堆流动带上按横向6点,纵向7点,点间距约40cm,自上而下测量。
3.3不确定度分析
1.磁化设备。当前，测量磁化率量值主要就是依靠设备检测，磁化设备的质量直接影响着磁化率量之测量的结果。基于此，相关单位就要注意采取先进设备并引进先进的测量方法，通过此提高测量的准确性，降低测量的误差。现金我国使用的主要磁化设备就是分度值为1ug，测量范围5g左右的电子天平，但在测量过程中，没有定好相关准确的测量依据，无法得出精准的結果，针对此，就要检测电子天平等相关磁化设备，检测质量及检测分度是否合格，从而确保磁化率量值的不确定度，降低相关检测误差。因此，通过精确相关磁化设备，可以降低相关测量难度，提高磁化率结果的科学性。同时，磁化率量值比对还与永久磁铁磁矩、磁场梯度、砝码几何尺寸、磁化率计计算软件等有关。需要对这些设备也进行掌握，提成款测量水平，精确测量结果。
2.测量过程。目前，很多磁化率量值是在测量过程中进行比对的。在测量过程中，测量数据时要对砝码的电力预热，保证砝码在足够的时间内受到热力，以便测量砝码磁化率量值比对数据准确。同时让用电子天平来进行测量，保证能够在数据稳定时进行。否则一旦没有做到这些要求，砝码磁化率量值的误差就较大，无法为相关单位提供精确的测量数据，影响后期的施工项目，影响经济效益。同时，在测量过程中，要注意采取正确地计算公式，构建准确的数学模型，避免因测量方法不准确而造成的较大示值误差。同时，在对砝码磁化率量值比对时，比对的计数公式过多，需要处理的数据量非常多，在这个时候就可以采用excel编程辅助计算，这样既能保证快速的计算，又能精准计算结果，避免造成误差和其他方面的因素影响，提高砝码磁化率量值比对的效率，以及不确定度分析的质量。
结语
(1)用磁化率仪磁测不仅可以判定矿、岩分布,而且磁测品位也是可靠的、可行的。这为赋存复杂的矽卡岩型磁铁矿床的生产探矿、出矿管理提供了一种有效的手段。(2)由于落矿深孔较探矿钻孔的施工效率高10～15倍,而工程成本低15～20倍。所以,利用磁化率仪的炮孔探头探矿,探矿时间和成本均减少了约15～20倍。磁测集准确性、及时性、经济合理的诸多优点,是较理想的钻孔探矿的替代手段。(3)利用平面探头快速测定爆堆当次品位,及时指导采场出矿,为采场出矿管理提供了一种科学有效的手段。我们将尝试用磁化率仪的平面探头替代巷道采样化验,这可能为替代巷道采样化验提供一条可行的途径。
参考文献
［1］刘青松，邓成龙．磁化率及其环境意义［J］．地球物理学报，2009，52(4):1041－1048．