可控源音頻大地電磁法在廣東某多金屬礦區(qū)中的應(yīng)用

池 江

（中化地質(zhì)礦山總局廣西地質(zhì)勘查院，廣西 南寧 530001）

該多金屬礦床為一座正在開采的老礦山，礦區(qū)內(nèi)工業(yè)游散電流比較大，對(duì)常規(guī)電法勘探工作干擾性也比較大。而美國(guó)生產(chǎn)的一大功率多功能電法儀可控源音頻大地電磁法是用專業(yè)千瓦發(fā)電機(jī)組進(jìn)行供電，其信號(hào)遠(yuǎn)大于礦山干擾信號(hào)，具有工作效率高、勘探深度范圍大、抗干擾能力強(qiáng)、分辨力高、低阻敏感性、地形影響小、場(chǎng)源影響小、設(shè)計(jì)靈活等特點(diǎn)[1]。為更好地研究、了解塊狀硫化物礦體深部變化情況，選用可控源音頻大地電磁法進(jìn)行尋找致密塊狀硫化物礦體的研究及測(cè)試工作。

1 地質(zhì)概況

本區(qū)處于新華夏構(gòu)造體系雪山嶂復(fù)背斜地帶，東鄰翁城復(fù)向斜，西鄰英德復(fù)向斜。區(qū)內(nèi)廣泛出露古生代地層，其中泥盆系石炭系碳酸鹽巖分布最廣，寒武系淺變質(zhì)砂頁(yè)巖居次，有少量下侏羅統(tǒng)、上白堊統(tǒng)碎屑巖分布。區(qū)內(nèi)分布上有斜貫全區(qū)的北北東向官坪大斷裂，其北西側(cè)有北江大斷裂通過(guò)，南東側(cè)有鐵屎塘斷裂通過(guò)。這些斷裂中的北東、北北東向者屬吳川-贛州深大斷裂帶在本區(qū)通過(guò)之組成部分，從加里東期至燕山期均有活動(dòng)，但以燕山期活動(dòng)最為強(qiáng)烈。本區(qū)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，北部和南部分別為大東山-貴東花崗巖體和佛崗巖體的北緣部分，它們均沿東西向深大斷裂侵入定位，形成時(shí)代屬中生代燕山早期；而在兩大巖體之間的大寶山-雪山嶂地區(qū)，分布有許多中-酸性淺成、超淺成小巖體[2]。

2 地球物理特征

（1）重力場(chǎng)特征。本區(qū)位于布格重力異?？傮w為扭曲的向北東東向拐折梯級(jí)帶上，強(qiáng)度由南向北遞減，幅值在-30～-44×10～5m/s2，布格重力等值線局部為重力高或局部扭曲是石炭系及泥盆系碳酸巖地層局部加厚的反映，這些地方是有利成礦部位。

（2）電性特征。本區(qū)各類巖石電阻率值一般在n×103～n×104Ω·m范圍內(nèi)，為高阻，極化率（η）值一般小于4%，為低極化；黃鐵礦、磁黃鐵礦、銅鉛鋅多金屬礦石具低電阻、高極化特點(diǎn)；致密塊狀礦石電阻率ρ=0Ω·m～10Ω·m，極化率η=30%～50%，細(xì)脈浸染狀礦石ρ=n×100Ω·m，η=30%，礦化巖石ρ=n×100Ω·m，η=10%。因此，礦石的物性特征是“二高一低”，即高磁化率，高極化率、低電阻率。

（3）巖（礦）石密度特征。本區(qū)不同類型巖石之間具有明顯密度差異，如碳酸鹽巖比巖體（花崗巖、花崗閃長(zhǎng)巖）具有較高密度，兩者密度差約為0.20kg/m3×103kg/m3。1：20萬(wàn)區(qū)域重力測(cè)量結(jié)果，沉積碳酸鹽巖地層往往成重力高異常，而巖體形成重力低異常。

3 可控源音頻大地電磁法（CSAMT）工作方法

（1）工作原理?？煽卦匆纛l大地電磁法是利用人工偶極頻域電場(chǎng)向地下發(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)反映地下不同深度情況介質(zhì)性質(zhì)的方法。供電電極采用30根銅電極，以增大接地面積，減少接地電阻，增大供電電流，提高觀測(cè)精度。

（2）儀器設(shè)備及工作方法。采用美國(guó)GDP-32多功能電法儀，配大功率30KW發(fā)射機(jī)，儀器性能良好。在50線試驗(yàn)效果好并經(jīng)上一次監(jiān)審確認(rèn)后，展開面上工作。標(biāo)量測(cè)量、赤道裝置，收發(fā)距為5.3km，AB=1026m，1024Hz以下供電電流不小于13A，頻率1-8192Hz（21/2加密），計(jì)21個(gè)頻點(diǎn)，5電道、1磁道。質(zhì)檢兩個(gè)測(cè)線段9個(gè)測(cè)點(diǎn)（171個(gè)數(shù)據(jù)），質(zhì)檢率為3.56%，均方相對(duì)誤差=±9.9%，超設(shè)計(jì)(±5%)要求，但均方相對(duì)誤差眾值很小，說(shuō)明是少數(shù)點(diǎn)(且是反映淺部的頻點(diǎn)，最高頻2個(gè)8192、5765Hz）超差，資料經(jīng)處理，可滿足區(qū)內(nèi)工作需求。

4 可控源音頻大地電磁法（CSAMT）應(yīng)用

（1）斷裂構(gòu)造的推斷。從本區(qū)CSAMT二維反演的電阻率斷面和經(jīng)過(guò)靜態(tài)二維反演的電阻率圖比較可看出，沒(méi)經(jīng)過(guò)靜態(tài)位移改正對(duì)局部異常反映比較明顯。據(jù)此將采用沒(méi)經(jīng)過(guò)二維反演的電阻率斷面圖對(duì)電阻率差異特征可總結(jié)出推斷本區(qū)斷裂構(gòu)造標(biāo)志如下：

①巖體中斷裂構(gòu)造標(biāo)志：從CSAMT電阻率等值線斷面圖上可見，在視電阻率等值線低阻同步下凹呈“V”字型或成串珠狀低阻局部異常帶。周圍電阻率值大于1000Ω.m以上，帶寬較窄約在20m左右，延伸長(zhǎng)。這些局部有規(guī)律的電阻率低阻下凹或串珠狀局部低阻異常往往就是斷層引起。②地層中斷裂構(gòu)造標(biāo)志：從CSAMT電阻率等值線斷面圖上可見，在電阻率等值線圖上存在一些高低電阻率過(guò)渡帶。電阻率值變化在n×10Ω.m～n×1000Ω.m間變化。過(guò)渡帶往往以梯級(jí)帶形式過(guò)渡，梯級(jí)帶經(jīng)過(guò)地方往往對(duì)應(yīng)于斷層的位置。

（2）礦體空間分布特征推斷。根據(jù)不同埋深上電阻率分布規(guī)律，結(jié)合地質(zhì)及鉆探見礦情況，推斷本區(qū)多金屬礦位于測(cè)區(qū)北部，地表礦體分布范圍較大，約占測(cè)區(qū)三分之二多，逐漸從800m高程向北東延深達(dá)100m高程以下。礦體延深較大比較亂，由于淺部地層位于地下水位以上，地層巖石含有金屬礦品位以及濕度不一致，同一巖性具有不同電阻率，部分地段分布有高阻氧化鐵帽。因此在淺層電性規(guī)律性差。但總體上可劃分出三個(gè)電性特征區(qū)：北部低阻異常區(qū)對(duì)應(yīng)于賦存厚大的鉬礦區(qū)；中部高阻異常區(qū)對(duì)應(yīng)于淺部鉬礦變薄區(qū)；南部相對(duì)低阻異常區(qū)對(duì)應(yīng)于含煤的侏羅系地層區(qū)。

（3）電阻率斷面地質(zhì)解釋。CSAMT測(cè)量電阻率斷面較好地反映了本礦區(qū)垂向地電分布情況，電阻率斷面電阻率范圍在0Ω.m～1000Ω.m呈現(xiàn)低阻特征。該處對(duì)應(yīng)于侏羅系下統(tǒng)蘭塘群巖性：上層為厚層狀石英砂巖、粉砂巖及粉砂質(zhì)頁(yè)巖。中層為灰綠色、棕紅色中厚層狀細(xì)一中粒石英砂巖、長(zhǎng)石石英砂巖，深灰綠、灰黑色絹云母頁(yè)巖、泥巖，中部夾泥炭質(zhì)頁(yè)巖，巖層具復(fù)理式沉積特征。下層灰黑色底礫巖、砂礫巖、石英砂巖、石英粉砂巖，粉砂質(zhì)頁(yè)巖等。上部含0m～80m煤層及炭質(zhì)絹云母頁(yè)巖。這一套巖性電阻在0Ω.m～1000Ω.m。推斷以F1斷層和測(cè)線0～525號(hào)間為界的電阻率斷面上1000Ω.m等值線圈定的低阻區(qū)域?yàn)橘_系地層引起。侏羅系地層由北從底界在300米高程逐漸往南傾伏到100米以下，傾角在20度左右。從地質(zhì)勘探鉆孔揭露情況來(lái)看，淺層為英安斑巖，深部見英安斑巖鉬礦，低阻異常與鉆孔揭露鉬礦對(duì)應(yīng)，上層局部高阻為次英安斑巖反映，下層低阻區(qū)應(yīng)為次英安斑巖鉬礦反映，據(jù)此推斷該區(qū)為英安斑巖出露區(qū)。50線電阻率斷面圖上深部電阻率幅值在1000Ω.m以上為高阻區(qū)，推斷該高阻異常為深部巖體侵入引起。