可控源音頻大地電磁法在鐵多金屬礦勘查中的應(yīng)用

張寅丹 孫海川

[摘要]利用可控源音頻大地電磁法對(duì)甘肅省天水市某勘查區(qū)進(jìn)行鐵多金屬礦勘查，介紹了可控源音頻大地電磁法的方法原理及野外工作方法，并結(jié)合地質(zhì)條件得出了異常體的賦存范圍，研究結(jié)果為后續(xù)鉆探及找礦工作提供了依據(jù)。

[關(guān)鍵詞]可控源音頻大地電磁法 鐵多金屬礦 異常范圍

[中圖分類號(hào)] F407.1 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X（2015）-9-274-2

0引言

隨著淺部金屬礦的日益枯竭，尋找中、深部金屬礦產(chǎn)已迫在眉睫。可控源音頻大地電磁法因其勘探深度大、分辨能力好和工作效率高等特點(diǎn)在金屬礦勘查中取得了非常好的效果[1]。本文通過(guò)甘肅省天水市某勘查區(qū)的實(shí)例分析，總結(jié)了可控源音頻大地電磁法在鐵多金屬礦勘查中的實(shí)用性和有效性。

1方法原理

可控源音頻大地電磁法（簡(jiǎn)稱“CSAMT”）是在大地電磁測(cè)深法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種人工源電磁測(cè)深法。利用人工偶極頻域電場(chǎng)向下發(fā)送，電磁場(chǎng)在地下介質(zhì)中產(chǎn)生各種效應(yīng)并不斷向遠(yuǎn)處傳播，在一定范圍內(nèi)通過(guò)對(duì)不同頻率信號(hào)的接收，來(lái)反映地下不同深度介質(zhì)變化特征的方法[1]。

2勘查區(qū)地質(zhì)及地區(qū)物理概況

勘查區(qū)位于胡毛～新城斷裂帶上附近。該區(qū)火山巖、侵入巖發(fā)育，構(gòu)造復(fù)雜，變質(zhì)程度較強(qiáng)。區(qū)內(nèi)形成了許多熱液型鐵礦點(diǎn)，成礦條件較為有利。巖漿活動(dòng)提供了豐富的成礦物質(zhì)和動(dòng)力，斷裂構(gòu)造為礦液的運(yùn)移提供有利的通道和沉積場(chǎng)所，變質(zhì)老地層為成礦最佳層位。三者成礦因素的有機(jī)結(jié)合部位，往往能形成較大規(guī)模的熱溫型鐵礦床。

不同巖層具有不同的導(dǎo)電性，表1為勘查區(qū)內(nèi)采集樣本實(shí)測(cè)所得的視電阻率值，勘查區(qū)內(nèi)磁鐵礦電阻率相對(duì)較低，與圍巖存在明顯的電性差異，為以導(dǎo)電性差異為應(yīng)用前提的可控源音頻大地電磁法探測(cè)技術(shù)的應(yīng)用提供了良好的地球物理前提[2]。

3工作方法

依據(jù)區(qū)內(nèi)地形地質(zhì)特征及本次電法所承擔(dān)的地質(zhì)任務(wù)，本次野外勘查采用可控源音頻大地電磁測(cè)深法。

3.1試驗(yàn)工作

本次試驗(yàn)工作在已知開采礦點(diǎn)（D3線）進(jìn)行，頻率范圍為8533.333～2Hz，收發(fā)距為3540m，供電極距AB=1200m，供電電流為15～17A，測(cè)量電極MN=40m。圖1為試驗(yàn)所得的視電阻率曲線。

從曲線特征來(lái)看，頻率分布均勻，信噪比高，且在曲線的極小值點(diǎn)再往低頻出現(xiàn)抬升，反映了地層深部的高阻，保證了本次勘探的深度。

3.2生產(chǎn)工作

依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，本次電法勘探采用的野外裝置和生產(chǎn)參數(shù)如下：

①裝置采用扇形裝置，發(fā)射角θ<30°（圖2）。

②頻帶范圍為（Hz）：最大8533.333Hz，最小2Hz。

③收發(fā)距r=3400～5800m；發(fā)射偶極子AB≤（1/3）r，AB=1200m；接收偶極子MN≤（1/10）r，MN =40m。

④儀器采用加拿大鳳凰地球物理公司V8多功能數(shù)字電法儀器。

4資料解釋

首先根據(jù)曲線類型和電性剖面進(jìn)行定性解釋，初步了解電性異常特征，大致確定電性層位和剖面的地電模型。在定性解釋的基礎(chǔ)上，結(jié)合地質(zhì)和其它已知資料，以反演地電斷面為依據(jù)，作出等深視電阻率平面圖。綜合分析剖面、平面特征，最終得出全區(qū)電法解釋成果圖。

4.1曲線特征分析

圖3和圖4分別為D3/ 1360和D21/860號(hào)點(diǎn)野外實(shí)測(cè)曲線，對(duì)比分析全區(qū)各測(cè)線曲線特征，基本呈G型和H型。曲線首支對(duì)應(yīng)新生界覆蓋層，視

電阻率變化不大；曲線中部對(duì)應(yīng)角閃巖，視電阻率值在100Ω·m～1000Ω·m之間變化；曲線尾部高阻層對(duì)應(yīng)老地層巖體。

4.2視電阻率斷面圖分析

圖5為工作區(qū)3線視電阻率斷面，斷面圖從淺到深依次呈現(xiàn)出低阻—中低阻—中高阻—高阻的電性特征，表層近水平的低阻層為新生界覆蓋層的電性反映，中深部中高—高阻層為覆蓋層以下到老地層的電性特征。

綜合分析以上5張等深視電阻率平面圖（圖6），可以得出以下認(rèn)識(shí)。

①在淺部低阻異常范圍較大，幾乎貫穿所有測(cè)線，對(duì)比剖面圖分析認(rèn)為是由覆蓋層及其裂隙含水所引起，其異常體現(xiàn)不明顯。

測(cè)點(diǎn)樁號(hào)1340位置，有一已知采礦點(diǎn)，斷面顯示在采礦點(diǎn)地下150m左右有一低阻體，與已知采礦點(diǎn)見礦深度基本一致，推測(cè)該低阻體可能為鐵多金屬礦（圖中紅色虛線的范圍）的反映。

②往深部低阻異常范圍逐漸縮小，推斷認(rèn)為是由于巖體傾入所致，其主要特征為分布于高阻巖體接觸帶上，是礦致異常的可能性很大。

③再往深部，異常范圍在其他測(cè)線上逐漸消失，僅在D5線大號(hào)有零星小范圍異常，分析認(rèn)為該異常體在D5線達(dá)到最深。

4.3視電阻率平面圖分析

在斷面圖分析的基礎(chǔ)上，繪制不同深度的視電阻率平面圖可以判斷異常體的空間變化，為圈定異常體范圍奠定基礎(chǔ)。

5成果分析

通過(guò)對(duì)全區(qū)電性資料的綜合分析解釋，大致圈定了低阻異常體的分布范圍，初步解釋了其在測(cè)線上的埋藏深度（圖7）。

本次推測(cè)解釋的異常范圍主要分南部，北部3條測(cè)線（D21、D23、D25）目前暫時(shí)沒有發(fā)現(xiàn)異常。南部異常主要分布在D1線1340～最大樁號(hào)、D3線1320～1460樁號(hào)、D5線1380～1560樁號(hào)、D7線1600～最大樁號(hào)，其再各條測(cè)線的埋藏深度在60～190m、40～170m、40～370m、50～270m之間。其走向在D1線和D5線之間北西向，到了D7線走向近南北向分布。

6結(jié)論及建議

本次應(yīng)用可控源音頻大地電磁法在鐵多金屬礦勘查中取得了預(yù)期的勘查效果，由于物探的多解性，本次電法解釋成果僅僅是通過(guò)電性層的視電阻率值推斷的，解釋成果需要實(shí)際鉆孔進(jìn)行驗(yàn)證。