EH4大地電磁法在云南鶴慶錳礦勘查中的試驗(yàn)

楊慶亮

（云南省有色地質(zhì)局地質(zhì)地球物理化學(xué)勘查院，云南 昆明 650216）

EH4是近年興起的一種快速有效的高分辨率的地球物理探測(cè)技術(shù)，其是以地殼中巖石和礦石的導(dǎo)電性差異為主要物性基礎(chǔ)，根據(jù)電磁感應(yīng)原理觀測(cè)和研究電磁場(chǎng)空間與時(shí)間分布規(guī)律，從而達(dá)到尋找地下有用礦床或解決水文、工程等地質(zhì)問題的一組電法分支，具有高精度、高分辨率、快速、輕便的優(yōu)點(diǎn)。

1 工區(qū)地質(zhì)概況

工區(qū)出露三迭系地層，為上統(tǒng)松桂組（T3sh)，中統(tǒng)北衙組（T2b）。由新至老為：上三迭統(tǒng)松桂組（T3sh）和中窩組（T3z），其中松桂組是鶴慶錳工區(qū)含礦地層，見圖1。松桂組（T3sh）可分為兩段，上段主要為泥質(zhì)粉砂巖、中厚層狀灰?guī)r。下段主要為碳質(zhì)泥巖、泥質(zhì)灰?guī)r。中窩組（T3z）上部為灰黑色灰?guī)r夾少量灰綠色薄層狀、透鏡狀泥巖。下部為灰黑色中厚層狀泥質(zhì)灰?guī)r、黑色中厚層鮞粒灰?guī)r。中三迭統(tǒng)北衙組（T2b）分為兩段，上段（T2b2）為淺灰色塊狀灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r。下段（T2b1）為灰黑色中厚層泥質(zhì)灰?guī)r、角礫狀內(nèi)碎屑灰?guī)r，見圖1。

工區(qū)主要發(fā)育有東西向斷層F24斷裂，是玄武巖侵入主要通道。工區(qū)巖漿巖出露有晚三迭系松桂期晚期沿F24斷裂噴溢的玄武巖。錳礦體主要賦存于上三疊統(tǒng)松桂組的灰?guī)r中。含礦層為一套灰黃、灰綠色粉砂泥質(zhì)巖建造。

2 地球物理特征

工區(qū)中的巖石電參數(shù)統(tǒng)計(jì)表，見表1。

上三迭統(tǒng)松桂組地層中灰?guī)r總體電阻率在3680Ω.m左右，為此地層中的高阻體。砂質(zhì)泥巖的電阻率在270Ω.m左右，泥質(zhì)粉砂巖的電阻率在400Ω.m左右為此地層中的低阻體。長石石英雜砂巖的電阻率數(shù)值變化較大，巖石中石英含量大時(shí)，其電阻率也較高，巖石電阻率均值在870Ω.m左右。在上三迭統(tǒng)松桂組的碎屑巖中，除了灰?guī)r外，其他不同巖性地層之間電阻率差異并不大，且各巖性地層互層交錯(cuò)出現(xiàn)，地層整體電阻率數(shù)值變化較大。

圖1 工區(qū)地質(zhì)及EH4剖面位置圖

表1 工區(qū)巖石電參數(shù)統(tǒng)計(jì)表(單位:Ω.m)

中三迭中統(tǒng)北衙組地層中灰?guī)r的電阻率在3800Ω.m左右，為此地層中的高阻體。泥質(zhì)灰?guī)r的電阻率在710Ω.m左右。中三迭統(tǒng)北衙組上段地層巖石以塊狀灰?guī)r為主，也有泥質(zhì)灰?guī)r及角礫狀生物碎屑灰?guī)r，總體呈高阻特征；而下段地層巖石以泥質(zhì)灰?guī)r主，也有長石石英雜砂巖、泥巖、及生物碎屑灰?guī)r，總體呈中等偏低電阻率特征。北衙組地層巖石埋藏較深，地層整體電阻率變化不大。工區(qū)內(nèi)玄武巖為晚三迭系松桂期晚期沿?cái)嗔褔娨绲男鋷r，該套玄武巖具塊狀玄武巖、角礫熔巖，該玄武巖的電阻率在1430Ω.m左右，具有中等電阻率特征。

工區(qū)內(nèi)的氧化礦石為氧化錳和氫氧化錳，為本礦體的主要礦石類型。氧化錳礦的電阻率一般500Ω.m左右，具中等偏低電阻率特征，鐵錳礦石的電阻率甚至只有十幾歐姆.米。

3 工作技術(shù)方法

3.1 剖面布設(shè)

本次工作共布設(shè)EH4剖面2條，編號(hào)為45、37號(hào)。測(cè)線間距100m，測(cè)深點(diǎn)距40m。測(cè)線上測(cè)點(diǎn)點(diǎn)號(hào)從由西南至北東方向按順序編排，編號(hào)為1、2、3、…、26，每條測(cè)線上共26個(gè)測(cè)點(diǎn)。

3.2 數(shù)據(jù)處理

在EH4電磁法數(shù)據(jù)處理時(shí)，采用Stratagem電磁系統(tǒng)系統(tǒng)自帶軟件（imagem處理軟件）分析處理。首先對(duì)原始觀測(cè)的電磁場(chǎng)時(shí)間序列信號(hào)數(shù)據(jù)經(jīng)過FFT變換后，獲得頻率域的電場(chǎng)和磁場(chǎng)數(shù)據(jù)；然后對(duì)頻率域的電場(chǎng)和磁場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行一維的BOSTIC反演；對(duì)一維反演數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理后，再用二維成像軟件進(jìn)行二維電磁成像，獲得剖面上各測(cè)點(diǎn)的深度—電阻率二維數(shù)據(jù)。利用已知剖面上地形高程數(shù)據(jù)，把深度—電阻率二維數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換成高程—電阻率二維數(shù)據(jù)，并制作相應(yīng)圖件。對(duì)圖件內(nèi)容研究分析后，結(jié)合該工作區(qū)的地質(zhì)情況圈定出異常。

3.3 推斷解釋

圖2 37線EH4電磁法剖面圖

在EH4電磁法異常解釋推斷中，以猴子坡的37線為例，進(jìn)行文字論述。45線電磁法剖面的解釋推斷文中不再作文字性論述。解釋成果見圖2，從圖中該剖面視電阻率數(shù)值總體偏低，即使有一定規(guī)模的高視電阻率數(shù)值也就2000Ω.m左右，這總體反應(yīng)了上三迭統(tǒng)松桂組碎屑巖的電阻率特征。剖面上部低電阻率異常為淺部浮土、松散堆積體及地層巖石的風(fēng)化層引起，隨著深度的增大，視電阻率數(shù)值逐漸增大，這反應(yīng)逐漸進(jìn)入深部未風(fēng)化的地層。在電阻率等值線斷面圖中，水平方向，中等深度，即高程為2700m～2900m的水平區(qū)域，其視電阻率數(shù)值在整個(gè)斷面圖中呈現(xiàn)相對(duì)高電阻率特征，這反應(yīng)了該區(qū)域中松桂組上段地層中未風(fēng)化的石英雜砂巖、灰?guī)r所占比重大。在剖面中部16～18號(hào)測(cè)點(diǎn)地段，豎直方向，從地表下延至深部，電阻率等值線形態(tài)出現(xiàn)明顯的相對(duì)低電阻率度變化特征，這反應(yīng)了該處存在斷層破碎帶。

對(duì)EH4電磁法剖面圖較詳細(xì)的分析可知，局部地段電性變化較大，有以下具體特征：在剖面最左邊的2～3號(hào)測(cè)點(diǎn)地段，從上至下，向左下延出現(xiàn)相對(duì)低電阻率梯度帶，表明在該地段有斷層存在，并且斷層向剖面左側(cè)陡傾。在剖面左邊3～4號(hào)測(cè)點(diǎn)地段，從上至下，向右下延出現(xiàn)相對(duì)低電阻率梯度帶，表明在該地段有斷層存在，并且斷層傾向剖面右側(cè)。根據(jù)已知鉆孔地質(zhì)資料，該地段有兩條斷層存在，其中一條為已知斷層F24，但由于地下介質(zhì)對(duì)場(chǎng)源的體積效應(yīng)影響，在EH4電阻率斷面圖上沒有呈現(xiàn)出明顯的兩條低電阻率梯度帶，也就無法分辨出它們來。為便于下一步綜合研究，結(jié)合已知鉆孔地質(zhì)資料，在推測(cè)地質(zhì)剖面圖中粗略地把斷層圖示出來。另外，在剖面左側(cè)3～9號(hào)測(cè)點(diǎn)地段及中部14～17號(hào)測(cè)點(diǎn)地段，在地質(zhì)剖面內(nèi)玄武巖與圍巖間是巖性界線的，但在EH4視電阻率斷面圖上沒有明顯的電性界線可識(shí)別。由于玄武巖為晚三迭系松桂期晚期沿?cái)嗔褔娨绲?，玄武巖處于斷層破碎帶中或其一側(cè)，此探測(cè)到的玄武巖的電阻率數(shù)值較低；玄武巖的另一側(cè)巖石為電阻率相近的灰?guī)r或石英雜砂巖；玄武巖圍巖的深度厚度比小了等諸多因素使玄武巖與圍巖間電阻率差異較小，地質(zhì)上的巖性界線在EH4電阻率斷面圖沒有表現(xiàn)出可識(shí)別電性界線來。為便于下一步綜合研究，在已知地質(zhì)資料基礎(chǔ)上，結(jié)合EH4電阻率斷面圖上一些電性特征，在推測(cè)地質(zhì)剖面圖中圖示玄武巖的巖性界線來。

在剖面左邊的4～6號(hào)測(cè)點(diǎn)間、高程為3050m～3100mm區(qū)域，存在相對(duì)低電阻率部分，EH4電磁法視電阻率值小于300Ω.m。該低電阻率異常處于松桂組上段地層中灰?guī)r與沿F24斷裂噴溢的玄武巖之間；地表沒有電磁干擾。該低電阻率異常規(guī)模小、不明顯，但它位于成礦地層、構(gòu)造有利部位。對(duì)該低電阻率異常及其所處地段的地質(zhì)特征綜合研究分析后，推斷該異常為含鐵量較大的鐵錳礦所產(chǎn)生的EH4電磁法異常。

4 結(jié)語

在鶴慶錳礦地區(qū)開展EH4電磁法勘探，應(yīng)用效果理想。各地層間及礦體與圍巖間有一定電阻率差性，以電阻率參數(shù)為主的物探方法具備一定物性前提條件，對(duì)EH4電磁法剖面進(jìn)行深入處理，為最大程度地應(yīng)用EH4信息，結(jié)合實(shí)際測(cè)區(qū)地質(zhì)及剖面上已知鉆孔地質(zhì)資料進(jìn)行綜合分析研究后，可推斷斷層位置及其向下延伸情況，以及部分地層、巖性界線并可粗略地圈出鐵錳礦異常。