CSAMT在銀坑牛形壩礦區(qū)隱爆角礫巖體勘查中的應(yīng)用

陳后揚(yáng)， 熊應(yīng)勝， 吳應(yīng)昌

(江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局物化探大隊(duì)，江西 南昌 330000)

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CSAMT在銀坑牛形壩礦區(qū)隱爆角礫巖體勘查中的應(yīng)用

陳后揚(yáng)， 熊應(yīng)勝， 吳應(yīng)昌

(江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局物化探大隊(duì)，江西 南昌 330000)

銀坑牛形壩礦區(qū)隱爆角礫巖型的成礦模式是亟需研究突破的重要課題，探索研究區(qū)內(nèi)隱伏的隱爆角礫巖體的空間形態(tài)特征則是首先要解決的問(wèn)題。通過(guò)分析區(qū)內(nèi)巖石物性資料，隱爆角礫巖體相對(duì)圍巖的電性差異及弱磁反應(yīng)，采用以可控源音頻大地電磁測(cè)深(CSAMT)為主并結(jié)合磁測(cè)的技術(shù)手段查明研究區(qū)內(nèi)隱爆角礫巖體的空間分布。結(jié)果表明，CSAMT對(duì)隱爆角礫巖體具有較好的反映效果，顯示地表出露的兩處爆破角礫巖體在深部構(gòu)造上同根，且隱爆角礫巖筒往深部橫截面逐漸變大。根據(jù)CSAMT反演成果，利用Voxler軟件，建立了隱爆角礫巖體的隱伏三維空間形態(tài)，為該區(qū)下一步勘查工作提供了有利的依據(jù)。

隱爆角礫巖；CSAMT；磁測(cè)；Voxler

陳后揚(yáng)，熊應(yīng)勝，吳應(yīng)昌.2016.CSAMT在銀坑牛形壩礦區(qū)隱爆角礫巖體勘查中的應(yīng)用[J].東華理工大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，39(3)：273-278.

Chen Hou-Yang, Xiong Ying-Sheng, Wu Ying-Chang.2016.Application of CSAMT to the prospecting for cryptoexplosive breccia bodies in the Niuxingba ore district，Yinkeng town[J].Journal of East China University of Technology (Natural Science), 39(3)：273-278.

隱爆角礫巖筒是重要的控礦構(gòu)造之一。隱爆角礫巖筒主要形成在淺成到超淺成中酸性斑巖體的頂部，這些斑巖體規(guī)模小，多為小巖株(如豐山洞巖體、龍角山巖體)，多數(shù)人認(rèn)為其深部通常與較大的隱伏巖體相連。角礫巖筒與圍巖之間的接觸關(guān)系比較復(fù)雜，有些為截然接觸，這種情況多數(shù)是以斷裂或裂隙帶為接觸面，但常見(jiàn)的是角礫巖與未受破裂圍巖之間存在著數(shù)米寬的過(guò)渡帶(章增鳳，1991)。

已有研究推論表明，牛形壩礦區(qū)內(nèi)礦化為形成于同一時(shí)期、由同一成礦作用形成的斑巖型-隱爆角礫巖型-脈型“多位一體”礦化類型組合，與隱爆角礫巖筒有關(guān)的礦化模式，是近年來(lái)正在探索中的可能取得找礦突破的潛在礦化類型。研究區(qū)內(nèi)的隱爆角礫巖筒具有復(fù)雜性、隱蔽性等特點(diǎn)，且以往深部勘探技術(shù)手段有限，對(duì)該區(qū)產(chǎn)出于晚元古代褶皺基底地層中隱爆角礫巖筒的空間分布形態(tài)和特征研究較少。CSAMT是1980年代末在大地電磁(MT)法基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，是一種頻率域的電磁勘探方法，它克服了MT法天然場(chǎng)源信號(hào)的微弱性，具有勘探深度較大(吳信民等，2013)、抗干擾能力強(qiáng)、采集效率高等特點(diǎn)。目前已廣泛應(yīng)用于深部地質(zhì)找礦、地?zé)豳Y源勘查等方面(何繼善,1990；石昆法,1999；陳凱等，2013；崔江偉等，2015；于昌明，1998；施明興等，2006；柳建新等，2008；李富等，2014)。本文通過(guò)介紹利用以CSAMT為主，并結(jié)合磁測(cè)的物探技術(shù)手段在牛形壩礦區(qū)查明隱爆角礫巖筒的應(yīng)用實(shí)例，根據(jù)CSAMT反演成果，利用Voxler軟件對(duì)隱爆角礫巖筒的空間形態(tài)進(jìn)行了三維立體預(yù)測(cè)，取得了較好的應(yīng)用效果。

圖1 牛形壩礦區(qū)地質(zhì)圖Fig.1 Geological map of the Niuxingba mining area

1 地質(zhì)背景

銀坑地區(qū)位于大王山-于山北北東向花崗巖帶與于山東西向構(gòu)造帶的夾持區(qū)域，處于南嶺與武夷山成礦帶結(jié)合部位，牛形壩礦區(qū)處在區(qū)域性北北東向斷裂的上盤(pán)(圖1)。地表出露新元古代青白口系(Pt31bk)、南華系(上施組(Nh1s)和沙壩黃組(Nh2s))和中侏羅統(tǒng)羅坳組(J2l)陸相斷陷盆地沉積，以及第四系聯(lián)圩組(Qhl)和蓮塘組(Qptl)。

研究區(qū)內(nèi)的隱爆角礫巖均產(chǎn)于晚元古代褶皺基底地層，總體呈北西串珠狀延伸、近橢圓狀分布于樟樹(shù)坳、井筆山、橋子坑等地，出露面積0.005～0.02 km2，以裂隙式噴發(fā)侵入為主，具有多期性巖漿活動(dòng)特點(diǎn)，是一套中偏基性-中性-中酸性的次火山巖體。次火山巖主要巖性為：閃長(zhǎng)玢巖、安山玢巖-閃長(zhǎng)玢巖和石英閃長(zhǎng)玢巖-花崗閃長(zhǎng)斑巖。

隱爆角礫巖的空間分布與近東西向花崗閃長(zhǎng)斑巖、花崗斑巖脈和貴多金屬礦帶分布相伴，角礫成分主要為花崗閃長(zhǎng)斑巖及圍巖巖屑，而膠結(jié)物普遍由石英、絹云母和黃鐵礦組成，具熱液隱爆角礫巖特征，與銅、金的礦化富集有明顯的成因聯(lián)系，有的本身即是礦體。

火山及次火山活動(dòng)所形成的隱爆角礫巖筒是與成礦有關(guān)的一個(gè)重要的構(gòu)造形式，是銀坑地區(qū)重要的控礦、貯礦構(gòu)造。

2 地球物理特征及物探工作布置

2.1 地球物理特征

對(duì)實(shí)測(cè)的巖礦石極化率、電阻率、磁化率、密度、剩磁強(qiáng)度，準(zhǔn)確確定名稱，劃分所屬層位或時(shí)代的基礎(chǔ)上合理分類，求出每類巖礦石各物性參數(shù)的算數(shù)平均值。研究區(qū)巖石物性參數(shù)統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1。銀坑地區(qū)地層巖(礦)石標(biāo)本均為弱磁性或無(wú)磁性,青白口紀(jì)老地層、隱爆角礫巖(Bt)有一定的弱磁性。地層巖性中，侏羅紀(jì)的泥質(zhì)粉砂巖電阻率最低，其余地層單元的電阻率值均較高，普遍呈中阻、高阻特征響應(yīng)，隱爆角礫巖(Bt)電阻率值中等偏低，當(dāng)隱爆角礫巖筒內(nèi)部破碎、礦化蝕變時(shí)表現(xiàn)為低阻。

表1 研究區(qū)巖石物性參數(shù)統(tǒng)計(jì)表①

2.2 物探工作布置

針對(duì)研究區(qū)出露的兩處隱爆角礫巖筒，分別以其為中心，選用CSAMT結(jié)合磁測(cè)的物探手段，布置了3條物探剖面(圖2)：A-A′測(cè)線方位角90°，測(cè)線長(zhǎng)度2 km；B-B′和C-C′測(cè)線方位角0°，測(cè)線長(zhǎng)度各1.5 km；CSAMT點(diǎn)距50 m，使用的設(shè)備為美國(guó)Zonge公司生產(chǎn)的GDP-32Ⅱ多功能電法儀，工作頻率0.125～8129 Hz，收發(fā)距大于8 km，發(fā)射偶極矩2 km探測(cè)深度1 000 m；磁測(cè)點(diǎn)距20 m。

圖2 物探工作布置圖Fig.2 Distribution of the exploration sites and lines for the geophysical prospecting

3 應(yīng)用效果

3.1 典型剖面分析

(1)AA′綜合剖面分析。AA′線呈東西走向布置，同時(shí)橫穿出露的2處隱爆角礫巖筒(圖3)。

圖3 AA′線綜合剖面圖Fig.3 Comprehensive geophysical prospecting results profile of AA′ line

AA′線ΔT磁異?？傮w相對(duì)較強(qiáng)，峰值在-90～92 nT之間，正磁異常分布較寬。其中，延剖面向東100#～132#、275#～300#區(qū)段ΔT磁異常范圍在-22～22 nT之間，基本屬正常場(chǎng)范圍，推測(cè)負(fù)異常區(qū)為巖性接觸面或斷層；132#～166#為正異常區(qū)段，ΔT值在1～33 nT，底部可能為巖體或青白口系地層； 167#～175#區(qū)段對(duì)應(yīng)正負(fù)磁異常梯度帶，推測(cè)為斷層F引起；176#～253#為AA′線上ΔT磁異常最強(qiáng)的地段，由隱爆角礫巖和花崗斑巖共同引起。

AA′線CSAMT反演斷面在140#～220#區(qū)段深部有低阻隆起異常，卡尼亞電阻率值小于400 Ω·m，將東西兩側(cè)的高阻異常分隔開(kāi)來(lái)，該區(qū)段地表出露有2處爆破角礫巖筒，且對(duì)應(yīng)較強(qiáng)正磁異常，推測(cè)為隱爆角礫巖引起，并可能受推測(cè)斷層F控制。

“低阻隆起”以西的高阻圍巖，卡尼亞電阻率值大于1 000 Ω·m，根據(jù)磁異常推測(cè)的巖體或青白口系地層均可引起該高阻異常?！暗妥杪∑稹币詵|的高阻圍巖，卡尼亞電阻率值在800 Ω·m以上，在淺部多個(gè)地段出現(xiàn)扭曲分支現(xiàn)象，推測(cè)存在花崗斑巖體后期侵入活動(dòng)，把隱爆角礫巖筒分割成若干小塊。

(2)BB′和CC′綜合剖面分析。BB′和CC′線沿南北布置，BB′線穿過(guò)井筆山隱爆角礫巖體，135#以南為南華系上施組(Nh1s)和沙壩黃組(Nh2s)，其余布置于下新元古代青白口系庫(kù)里組(Pt31bk)地層。CC′線則穿過(guò)井筆山東側(cè)另一高地上的隱爆角礫巖體，測(cè)線穿過(guò)地層均為下新元古代青白口系庫(kù)里組(Pt31bk)。出露的2處隱爆角礫巖體以北巖脈比較發(fā)育(圖4)。

圖4 BB′線和CC′線綜合剖面圖Fig.4 Comprehensive geophysical prospecting results profile of BB′and CC′ line

BB′和CC′線的ΔT磁異常曲線均比較平緩，場(chǎng)值普遍在-25～75 nT，在隱爆角礫巖筒北側(cè)，ΔT磁異常曲線呈鋸齒狀，主要由淺部地質(zhì)體引起，推測(cè)多與花崗斑巖脈(γπ)有關(guān)。井筆山以南正磁異常范圍均較大，異常相對(duì)平穩(wěn)，可能與隱爆角礫巖筒和花崗斑巖體有關(guān)。

BB′和CC′線的CSAMT反演斷面在總體形態(tài)上相似，均在井筆山一帶的深部出現(xiàn)了低阻隆起，卡尼亞電阻率值均小于400 Ω·m，結(jié)合磁異常特征，推測(cè)為隱爆角礫巖筒引起。其兩側(cè)則均表現(xiàn)為高阻圍巖，卡尼亞電阻率值均在1 000 Ω·m以上，推測(cè)為青白口系地層，其中CC′線南側(cè)100#～140#區(qū)段在-400 m標(biāo)高以上的區(qū)域卡尼亞電阻率值相對(duì)周圍高阻區(qū)更高，推測(cè)也有可能存在后期侵入巖體。南北兩側(cè)“高阻圍巖”在170#/BB′和165#/CC′附近被分隔開(kāi)來(lái)，這兩個(gè)地段表現(xiàn)為低阻凹陷帶，卡尼亞電阻率等值線均呈現(xiàn)梯度變化，推測(cè)為斷層F引起。另外，在淺部都出現(xiàn)了卡尼亞電阻率相對(duì)更高的扭曲、分支的高阻團(tuán)狀異常，卡尼亞電阻率峰值在5 000 Ω·m以上，它們多出現(xiàn)在井筆山以北的地段，結(jié)合地質(zhì)資料分析，這些地段巖脈比較發(fā)育，推測(cè)是引起該異常的主要地質(zhì)體，這些后期侵入的花崗斑巖脈可能穿切了隱爆角礫巖筒。

3.2 綜合分析

CSAMT反演成果中，高阻異常(1 200 Ω·m以上)可判定為花崗斑巖(γπ)，低阻異常(350 Ω·m以下)為隱爆角礫巖，中阻異常(350～1 200 Ω·m)為青白口系庫(kù)里組(Pt31bk)變質(zhì)凝灰質(zhì)砂巖、變質(zhì)沉凝灰?guī)r。三條斷面中部600 m標(biāo)高以下都有大范圍的低阻隆起異常。

結(jié)合該區(qū)地質(zhì)資料，推斷中、淺部存在后期巖體侵入活動(dòng)，花崗斑巖(γπ)巖枝或巖株的根部往北東方向延伸。CSAMT反演斷面中的底部低阻隆起推測(cè)為隱爆角礫巖筒，后期侵入的花崗斑巖在中、淺部穿切了爆破角礫巖筒，“低阻隆起”中部卡尼亞電阻率等值線呈梯度帶變化，推測(cè)為斷層F，其走向大致為地表出露的兩處爆破角礫巖筒的連線，傾向北東，產(chǎn)狀較陡。

利用Voxler軟件對(duì)CSAMT反演成果進(jìn)行了三維立體成圖，對(duì)“低阻隆起”的形態(tài)進(jìn)行了模擬(圖5)，發(fā)現(xiàn)推測(cè)隱爆角礫巖筒在底部為“同根”狀態(tài)，即井筆山和樟樹(shù)坳出露的2處爆破角礫巖筒為深部推測(cè)隱爆角礫巖筒的2個(gè)分支。

圖5 預(yù)測(cè)隱爆角礫巖筒三維立體成果圖①熊應(yīng)勝.2014.江西于都銀坑-寧都青塘整裝勘查區(qū)大比例尺物化探與勘查技術(shù)方法組合研究[R].Fig.5 Three dimensional map of the results to cryptoexplosive breccia prediction

4 結(jié)論

(1)通過(guò)結(jié)合研究區(qū)地質(zhì)、地球物理特征，分析CSAMT反演成果及磁測(cè)成果，推斷出了隱爆角礫巖體隱伏形態(tài)、花崗斑巖體侵位空間及地層、斷裂構(gòu)造的空間位置。

(2)以CSAMT反演成果資料為主，綜合分析發(fā)現(xiàn)CSAMT異常與隱爆角礫巖體、花崗斑巖體、地層、構(gòu)造有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，結(jié)合地質(zhì)資料，推斷了花崗斑巖的根部及其很可能于后期侵入穿切隱爆角礫巖筒。

(3)在Voxler軟件中制作了CSAMT反演成果三維切片圖，預(yù)測(cè)模擬了隱伏隱爆角礫巖筒的空間分布，分析隱爆角礫巖筒的地表出露的分支及深部主體的賦存關(guān)系，結(jié)果顯示，隱爆角礫巖筒整個(gè)表現(xiàn)為低阻隆起形態(tài)，而地表出露的2處隱爆角礫巖體為深部“同根”主巖體的2個(gè)分支，且整個(gè)隱爆角礫巖筒的水平橫截面往深部有變大的趨勢(shì)，約在950 m深度其水平橫截面長(zhǎng)軸已達(dá)到1 km左右,說(shuō)明其在深部的主體規(guī)模較大。

(4)在銀坑牛形壩礦區(qū)礦產(chǎn)勘查中進(jìn)行CSAMT、高精度磁測(cè)的物探方法，取得了很好的效果，物探方法手段選擇得當(dāng)，測(cè)網(wǎng)布置合理，在前期勘查過(guò)程中發(fā)揮了高質(zhì)、高效、經(jīng)濟(jì)的優(yōu)勢(shì)，為研究區(qū)下一步整裝勘查工作提供了有利的物探依據(jù)。

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Application of CSAMT to the Prospecting for Cryptoexplosive Breccia Bodies in the Niuxingba Ore District，Yinkeng Town

CHEN Hou-Yang, XIONG Ying-Sheng, WU Ying-Chang

(Geophysical & Geochemical Exploration Brigade of Jiangxi,Nanchang,JX 330000,China)

The metallogenic model on cryptoexplosive breccia in Niuxingba ore district is an important subject needed to be researched badly. And the prime problem is to study the spatial morphological characteristic of concealed cryptoexplosive breccias bodies. Based on the analysis of rock physical properties, along with the electric property difference and weak magnetic response of the cryptoexplosive breccias relative to surrounding rocks, the controlled source audio-frequency magnetotellurics(CSAMT) method combining with magnetic survey are carried out in the study area to identify the spatial distribution of the cryptoexplosive breccias. The results show that the CSAMT method responds effectively to cryptoexplosive breccias.Two surface cryptoexplosive breccias have the same root in the deep structure,and the cross section of cryptoexplosive breccias gradually becoming larger with the increasing depth. On the basis of the CSAMT inversion results, the three-dimension model of concealed cryptoexplosive breccias bodies was established by Voxler software, which provides significant geophysical basis for the next phase of geological prospecting.

cryptoexplosive breccias；CSAMT；magnetic survey；Voxler

2016-04-08

中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局項(xiàng)目“江西于都銀坑-寧都青塘金銀多金屬礦整裝勘查區(qū)關(guān)鍵基礎(chǔ)地質(zhì)研究”(12120114034801)

陳后揚(yáng)(1989—)，男，工程師，主要從事物探方面的技術(shù)工作。E-mail:812771997@qq.com

10.3969/j.issn.1674-3504.2016.03.011

P631.3+25

A

1674-3504(2016)03-0273-06