音頻大地電磁法在貴州石阡青陽(yáng)地區(qū)錳礦中的應(yīng)用

蔣鑫 蔡盼盼 張解成 孔凡濤

摘? 要：通過在貴州石阡青陽(yáng)地區(qū)選擇錳礦勘查程度較高、周緣含錳巖系出露較好、深部埋藏較為完整的礦區(qū)，按照200米點(diǎn)距布置測(cè)線開展音頻大地電磁（AMT）測(cè)量工作，獲取測(cè)區(qū)2.5千米深部電性結(jié)構(gòu)模型。參考研究區(qū)及鄰區(qū)已有地質(zhì)地球物理成果及鉆井等資料，遵循“大塘坡”式錳礦賦存的地層構(gòu)造特征，對(duì)電性結(jié)構(gòu)開展地質(zhì)地球物理綜合解釋。大地電磁勘探成果查明了成錳槽盆的深部結(jié)構(gòu)形態(tài)及含錳巖系的大致空間位置。

關(guān)鍵詞：音頻大地電磁測(cè)深;錳礦;貴州石阡;大唐坡式構(gòu)造

中圖分類號(hào)：P631 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2019）08-0155-03

Abstract： The audiomagnetotelluric （AMT） survey is carried out by selecting the mining area with high degree of manganese exploration， good exposure of surrounding manganese-bearing rock series and relatively complete deep burial in Shiqian Qingyang area of Guizhou Province， and the survey line is arranged according to the distance of 200m points. The electrical structure model of 2.5 km deep in the survey area is obtained. Referring to the existing geological and geophysical results and drilling data in the study area and its adjacent areas， and following the stratigraphic and structural characteristics of the "Datangpo" type manganese ore， a comprehensive interpretation of the geological and geophysical structure of the electrical structure is carried out. The results of audiomagnetotelluric methodshow the deep structure of the manganese trough basin and the approximate spatial position of the manganese-bearing rock series.

Keywords： audiomagnetotelluric method （AMT）; manganese ore; Shiqian， Guizhou; Datangpo type structure

1 地質(zhì)概況

工作區(qū)位于貴州石阡青陽(yáng)地區(qū)，在貴州省石阡縣東南部，距石阡縣城約42公里。青陽(yáng)地區(qū)以喀斯特石灰?guī)r地質(zhì)地貌為主并伴有少量丹霞地貌。青陽(yáng)境內(nèi)多高山，山巒起伏，溝谷縱橫，巖溶地貌明顯，平均海拔800米以上。

主要出露地層有清水江組、兩界河組、大塘坡組、南沱組、牛蹄塘組、變馬沖組、杷榔組、清虛洞組、石冷水組、婁山關(guān)組其巖性及厚度[1]（綜合成都理工對(duì)此地區(qū)的研究）見表1。

大地構(gòu)造位置處于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)東南緣與華南褶皺帶過渡地段。由于經(jīng)歷了武陵、加里東、雪峰、燕山等多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的疊加使區(qū)內(nèi)褶皺、斷裂構(gòu)造較為發(fā)育，主要由北北東和北東向構(gòu)造線組成基本格架，褶皺具有東陡西緩不對(duì)稱特征。

2 儀器及技術(shù)方法

2.1 儀器組成及測(cè)量原理

測(cè)量?jī)x器采用加拿大鳳凰（Phoenix）公司V8多功能電法儀，音頻大地電磁有效響應(yīng)頻率范圍為10400Hz-10Hz。

大地電磁測(cè)量野外數(shù)據(jù)采集采用張量測(cè)量方式，觀測(cè)Rxy與Ryx兩組視電阻率值及與電阻率相對(duì)應(yīng)的兩組視相位值，每個(gè)有效測(cè)點(diǎn)觀測(cè)時(shí)間均大于1小時(shí)。

2.2 測(cè)線布置

根據(jù)地質(zhì)任務(wù)要求，采用SOUTH南方測(cè)繪銷售的極智X5高精度手持GPS定點(diǎn)，布設(shè)兩條平行測(cè)線（圖1）。測(cè)線SG-2018-AMT-L1、SG-2018-AMT-L2，長(zhǎng)度均為7km，點(diǎn)距200米，共72個(gè)測(cè)點(diǎn)，點(diǎn)位誤差<±5m。

1-奧陶系上統(tǒng);2-奧陶系中統(tǒng);3-奧陶系下統(tǒng);4-寒武系中上統(tǒng);5-寒武系中統(tǒng);6-寒武系下統(tǒng);7-寒武系下統(tǒng)九門沖組;8-震旦系;9-南華系;10-青白口系;11-斷層;12-礦層露頭線;13-AMT測(cè)線

2.3 野外觀測(cè)

本次工作野外施工的排列為一組Ex、Ey、Hx、Hy布設(shè)。水平布置的電極、磁棒的方位誤差均未超過1%，測(cè)繩確認(rèn)電極距，極距誤差小于1%。

2.4 室內(nèi)資料處理與成圖

使用原始數(shù)據(jù)繪制RXY極化模式與RYX極化模式視電阻率與相位斷面圖后推斷出貴州石阡地區(qū)的構(gòu)造以一維或二維構(gòu)造為主，因此采用“MTsoft2.4”MT數(shù)據(jù)處理與反演系統(tǒng)進(jìn)行。

3 不同地層電性參數(shù)特征

根據(jù)在貴州石阡地區(qū)不同巖礦石的電性參數(shù)測(cè)試結(jié)果（表2），將不同地層巖礦石的電性特征概述如下。

通過物性資料分析，工作區(qū)的地層由新至老大致可以分為三個(gè)電性層，分別是寒武系上統(tǒng)地層-寒武系下統(tǒng)清虛洞的中高阻地層;寒武系下統(tǒng)杷榔組-南華系大塘坡組的中低阻地層;南華紀(jì)鐵絲坳組地層-青白口系板溪群高阻地層。中間低阻電性層與上下中高阻電性層數(shù)值差異明顯，由物性資料推斷主要的含錳地層在第二低阻層底部。

4 勘探效果分析

剖面SG-2018-AMT-L1線與剖面SG-2018-AMT-L2線垂直構(gòu)造走向布置，兩條測(cè)線幾乎平行，從處理結(jié)果來看，兩條AMT勘探剖面所揭示的深部結(jié)構(gòu)特征相似，說明處理結(jié)果正確可靠 （圖2）。

SG-2018-AMT-L1線里程0～5千米和SG-2018-AMT-L2線里程0～5.4千米左右為相對(duì)凹陷區(qū)，深部電性結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)為高阻-低阻-高阻的層狀電性結(jié)構(gòu)特征，結(jié)合物性分析，推斷第一高阻地層為寒武系上統(tǒng)地層-寒武系下統(tǒng)清虛洞組的中高阻地層單元的綜合反映，第二低阻地層為寒武系下統(tǒng)杷榔組-南華系大塘坡組中低阻（中間夾薄層高阻）的綜合相應(yīng)，第三高阻地層為前青白口系板溪群地層的綜合響應(yīng)。

SG-2018-AMT-L1線里程5千米左右和SG-2018-AMT-L2線里程5.4千米左右存在一個(gè)從地表往深部延伸的低阻條帶異常，與地質(zhì)圖上面的邊界斷裂帶位置基本吻合，推測(cè)為斷層破碎含水所致，但是由于本次處理為初步結(jié)果，低阻異常的空間展布形態(tài)有待進(jìn)一步的精細(xì)處理解釋;SG-2018-AMT-L1線里程5～7千米左右和SG-2018-AMT-L2線里程5.4～7千米左右總體呈現(xiàn)為高阻電性結(jié)構(gòu)特征，對(duì)應(yīng)地質(zhì)構(gòu)造圖上的相對(duì)隆起區(qū)，地表出露含錳巖系大塘坡組地層以及青白口系板溪群地層等，因?yàn)楹i巖系相對(duì)厚度較薄，在電性結(jié)構(gòu)反演剖面上的顯示不是很明顯，另外物性資料揭示前青白口系板溪群地層都呈現(xiàn)為相對(duì)高阻的電性特征，因此兩條剖面總體高阻的電性結(jié)構(gòu)特征與地質(zhì)及物性面的認(rèn)識(shí)吻合。

研究區(qū)主要勘探目標(biāo)是南華系大塘坡組地層，黑色錳礦主要賦存在大塘坡組一段，從電性差異判斷含錳巖系的標(biāo)志是第二低阻電性層的下部。通過識(shí)別第二低阻層與第三高阻層過渡帶可以大致確定賦錳巖系的空間位置。

5 結(jié)束語(yǔ)

音頻大地電磁測(cè)深法在貴州石阡錳礦區(qū)的研究及應(yīng)用，查明了該地區(qū)深部含錳巖系埋藏情況和地層構(gòu)造形態(tài)，獲得了測(cè)區(qū)2.5千米深部電性結(jié)構(gòu)模型。本次研究得出含錳巖系與上覆地層的物性差異較小，且與上覆地層一起呈現(xiàn)為中低阻的電阻率結(jié)構(gòu)特征;但是與下伏地層的物性差異較大，因此可以以上述差異為基礎(chǔ)解釋含錳巖系的大致賦存位置，故而推測(cè)第二低阻層與第三高阻層的過渡帶即為含錳巖系的空間賦存位置。極大證明了音頻大地電磁法對(duì)大唐坡式含錳巖系深部構(gòu)造識(shí)別的有效性。從兩條剖面所揭示的深部結(jié)構(gòu)來看，成錳槽盆深部含錳巖系可能一直向西向深部延伸，具體延伸范圍及成錳槽盆的空間規(guī)模、樣式的精細(xì)確定需要進(jìn)一步延長(zhǎng)勘探剖面。

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