SIP和CSAMT方法綜合解釋在隱伏礦上的應(yīng)用

鐘建國(guó)+陳琪+鄧以超

提要： 本文選擇了某典型礦區(qū)1線，采用了SIP（復(fù)電阻率法）和CSAMT（可控源大地電磁測(cè)深）兩種方法對(duì)1線進(jìn)行勘探，采集的SIP和CSAMT數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)反演處理后得到電阻率斷面圖，再簡(jiǎn)單結(jié)合了SIP的其他反演參數(shù)圖，利用兩種方法反演電阻率圖形對(duì)比后互補(bǔ)解釋推斷，能提高中深部礦體異常和地層構(gòu)造查證的準(zhǔn)確率，降低總體勘探成本，效果顯著。

關(guān)鍵詞： SIP；CSAMT；電阻率圖；互補(bǔ)解釋效果

隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，礦產(chǎn)資源緊張狀況日益加劇，迫切需要開(kāi)展深部地質(zhì)找礦。如何提高找礦成功率、降低找礦成本，減少尋找隱伏礦、深部礦勘查風(fēng)險(xiǎn)，始終是地質(zhì)礦產(chǎn)勘查的主題。當(dāng)前，開(kāi)展中、深部找礦主要是依靠物探方法，特別是金屬礦產(chǎn)勘查更是如此。物探是一門多學(xué)科交叉的前緣科學(xué)，始終處于探索之中，隨著找礦深度與難度的加大，尤其是厚覆蓋區(qū)往往存在地質(zhì)礦產(chǎn)工作程度低、深部資料少、地形復(fù)雜等因素，中深部礦產(chǎn)電法勘探工作，存在許多新問(wèn)題急需解決，尤其是單剖面單方法異常驗(yàn)證風(fēng)險(xiǎn)較大。作為以技術(shù)應(yīng)用為主的生產(chǎn)單位，發(fā)揮外業(yè)施工的特長(zhǎng)，采用綜合技術(shù)方法結(jié)合適當(dāng)?shù)哪M實(shí)驗(yàn)工作來(lái)解決生產(chǎn)過(guò)程中的直接問(wèn)題，對(duì)提高物探科技創(chuàng)新、服務(wù)于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的能力與水平亦十分必要。

大多數(shù)金屬礦所處地形、地質(zhì)、構(gòu)造等特殊環(huán)境條件及其與圍巖特有的電性差異，更因所有電子導(dǎo)電的地質(zhì)體在外場(chǎng)作用下無(wú)一例外會(huì)產(chǎn)生激發(fā)極化現(xiàn)象，決定了激發(fā)極化法尋找金屬礦具不可替代的地位；就工作方法方式而言，SIP因其在分辨率、準(zhǔn)確性、信息豐富等方面具其它方法與方式無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)而成為隱伏礦、深埋礦勘探的首選方法；由于偶極斷面異常相對(duì)復(fù)雜，也增加了異常與異常源性質(zhì)與空間位置判定的不確定性因素。而CSAMT 屬頻率測(cè)深，具抗干擾能力強(qiáng)，穿透深度強(qiáng)，工作效率高，受地形影響小，在深度方向上的垂向分辨率高，對(duì)地（電性）層分層能力強(qiáng)，而且能解決補(bǔ)充SIP方法勘探淺層數(shù)據(jù)的盲區(qū)。所以采用兩種方法資料對(duì)比解釋，可降低不確定性因素，提高解釋的準(zhǔn)確率。

1. 勘查區(qū)概況

勘查區(qū)1線方位315°，測(cè)線平均高差海撥250m，相對(duì)高差約230m，地形切割較劇烈，屬中低山地，具一般金屬礦成生的典型地形環(huán)境。

1.1 區(qū)域地質(zhì)背景

勘查區(qū)屬揚(yáng)子板塊與華南板塊拼接帶南側(cè)之華南板塊北東緣武夷隆起區(qū)；位于中國(guó)東部環(huán)太平洋成礦帶內(nèi)帶---北武夷多金屬成礦帶北段--冷水坑銀鉛鋅礦田范圍，受北東向鷹潭—安遠(yuǎn)大斷裂和東西向廣豐—萍鄉(xiāng)深斷裂控制；震旦系變質(zhì)巖組成褶皺基底，蓋層主要是晚侏羅世陸相火山雜巖；該線處北武夷多金屬礦帶，位于某鉛銀礦田外緣北部，地質(zhì)分析認(rèn)為該區(qū)具成礦優(yōu)越條件。

1.2 地層

沿該線加里東期混合花崗巖γm3覆蓋剖面大部分，局部測(cè)段地表可見(jiàn)震旦系老虎塘組γm3覆露；F2斷裂在測(cè)線南段經(jīng)過(guò)。據(jù)鄰線資料，γm3與γm3屬推覆席體，其下伏有侏羅系火山巖，為本區(qū)主要控礦地層，其南段施測(cè)的鉆孔，見(jiàn)花崗斑巖，并于800m深度附近見(jiàn)斑巖型工業(yè)礦體，勘查區(qū)零星出露第四系。

⑴震旦系上統(tǒng)老虎塘組（Z2l）：勘查區(qū)大面積分布，變質(zhì)程度相對(duì)較深，巖性主要為云母石英片巖、黑云斜長(zhǎng)片麻巖等。

⑵侏羅系（J3）：廣泛出露，為一套鈣堿性～堿鈣性系列的陸相火山巖系，主要巖性為熔結(jié)凝灰?guī)r、流紋質(zhì)含集塊角礫凝灰?guī)r；陸相火山巖系中夾多層碳酸鹽、硅質(zhì)巖（鐵錳碳酸鹽巖），是礦區(qū)內(nèi)重要的含礦層；可劃分為打鼓頂組（J3d）與鵝湖嶺組（J3e），二者之間為假整合接觸或噴發(fā)不整合接觸。鉆探揭示在震旦系變質(zhì)巖之下，深部依然存在J3d、J3e。

⑶第四系（Q）：主要分布在稻田、溝、溪旁側(cè)，巖性為礫石、砂、粘土等。

2. 方法對(duì)比

在已進(jìn)行過(guò)SIP方法工作、有深孔部分控制的剖面上再進(jìn)行CSAMT方法工作形成綜合資料，我們采用SIP和CSAMT兩種技術(shù)方法采集數(shù)據(jù)，反演后得到的電阻率圖進(jìn)行綜合比較，并利用SIP的其他反演參數(shù)的補(bǔ)充推斷解釋來(lái)進(jìn)行地（電性）層結(jié)構(gòu)的劃分及高極化異常與異常源空間位置關(guān)系分析研究，增加推斷解釋的把握性。

3. 電阻率對(duì)比圖

勘查區(qū)1線分別采用了兩種方法得到的電阻率值圖，如下圖1和圖2。

圖1 SIP方法采集數(shù)據(jù)后反演得到的電阻率值圖

Fig.1 Using the SIP method of data acquisition for resistivity inversion result value map

圖2 CSAMT方法采集數(shù)據(jù)后反演得到的電阻率值圖

Fig.2 Using the CSAMT method of data acquisition for resistivity inversion result value map

4. 對(duì)比后綜合解釋效果與結(jié)論

在所選擇的某典型富礦區(qū)1線勘查項(xiàng)目中，都做了CSAMT和SIP兩種勘查方法來(lái)綜合解釋。利用CSAMT和SIP兩種方法的反演資料作對(duì)比，根據(jù)各自的優(yōu)缺點(diǎn)取長(zhǎng)補(bǔ)短，能使推斷結(jié)果更具可靠性，也能為推斷解釋提供更多參考依據(jù)。CSAMT屬頻率測(cè)深，具抗干擾能力強(qiáng)，穿透深度強(qiáng)，在深度方向上的垂向分辨率高，對(duì)地（電性）層分層能力強(qiáng)，而SIP屬全頻域激電測(cè)深，可實(shí)現(xiàn)較大勘探深度，在深度可獲得較高分辨率，并且通過(guò)數(shù)據(jù)反演出的極化率參數(shù)對(duì)金屬礦具有顯著的勘查效果。但是SIP方法淺部數(shù)據(jù)存在盲區(qū)，提供的異常具有復(fù)雜性不容易推斷解釋，而CSAMT正好可以彌補(bǔ)SIP這一不足；但CSAMT不能反映目標(biāo)體的極化特性，而SIP也正好可以彌補(bǔ)這一不足；所以兩種方法綜合起來(lái)勘查隊(duì)我們的資料解釋具有很大的幫助，利用綜合方法勘探是很有必要的。

從這個(gè)工區(qū)1線的反演電阻率圖形來(lái)看，CSAMT資料使用了成都理工軟件做數(shù)據(jù)反演選擇二維共軛梯度反演，反演出的地質(zhì)體和構(gòu)造情況較清晰，等值線平滑，縱向分辨率高，對(duì)查明構(gòu)造和地（電）性分層效果好。而SIP數(shù)據(jù)反演出的視電阻率圖地（電性）層分層不明顯，地下構(gòu)造情況也反映不清晰，因?yàn)橐曤娮杪蕝?shù)是地下情況的綜合反應(yīng)參數(shù)，反映的地下各種地質(zhì)體電阻率的綜合值，使得電阻率等值線密度稀疏，分辨率不高，但是SIP方法對(duì)金屬礦勘查效果顯著，金屬礦體在通電的情況下會(huì)產(chǎn)生激發(fā)極化，極化率的大小能對(duì)我們查明金屬礦體的方位提供依據(jù)，除了極化率外，SIP還有充電時(shí)間參數(shù)和視相關(guān)系數(shù)也能為我們推斷解釋提供依據(jù)。

選擇這個(gè)工區(qū)1線的CSAMT和SIP方法對(duì)比，從CSAMT和SIP兩種方法反演出的電阻率參數(shù)對(duì)比來(lái)看，CSAMT反演的斷面電阻率值整體略高于所對(duì)應(yīng)的SIP反演的電阻率值，但不影響我們對(duì)整體的電性分層和構(gòu)造體查明，高阻和低阻區(qū)域還是能吻合上。利用CSAMT方法對(duì)地（電性）層分層和構(gòu)造查明上的優(yōu)勢(shì)，并且能彌補(bǔ)上SIP方法采集的淺部數(shù)據(jù)空白區(qū)；而利用SIP方法中的激發(fā)極化參數(shù)對(duì)金屬礦體的推斷有著顯著效果。兩種方法綜合推斷解釋會(huì)互相彌補(bǔ)，為解釋提供更多依據(jù)和參考，提高資料解釋的可靠性，能排除一些復(fù)雜異常。

總的來(lái)說(shuō)，特別是在贛南丘陵地區(qū)，地形切割劇烈，地層和構(gòu)造復(fù)雜，金屬礦種類多，采用SIP方法得到的極化率能為我們查明金屬礦體的大概方位，而采用CSAMT方法能為我們的地（電性）層和構(gòu)造斷裂的劃分提供依據(jù)，而兩種方法綜合起來(lái)推斷解釋能提高準(zhǔn)確率，是非常有成果和必要的。

雖然采用上述兩種方法勘探能增加我們推斷解釋的可靠性，但物探方法本身存在的解釋成果誤差要充分考慮。

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第一作者簡(jiǎn)介：鐘建國(guó)（1987～），男，畢業(yè)于成都理工大學(xué)，地球物理學(xué)專業(yè)，本科，學(xué)士，助理工程師，主要從事物化探工作。endprint