音頻大地電磁測量法在金屬礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造測量中的應(yīng)用研究

焦智偉，朱佳寧

（1.核工業(yè)航測遙感中心，河北 石家莊 050002；2.鈾資源地球物理勘查技術(shù)中心重點實驗室，河北 石家莊 050002）

目前，探測斷裂構(gòu)造的手段主要有地質(zhì)調(diào)查、遙感、物探等。對斷裂深部信息的探測主要采用電法、電磁法等。金屬礦區(qū)正常礦石的電阻率普遍較高，斷裂發(fā)育部位的礦石受構(gòu)造活動及熱液活動的影響，礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造發(fā)生變化，表現(xiàn)為破碎、蝕變特征，其電阻率較圍巖有大的變化。礦石的這種導(dǎo)電性差異為電磁法測量提供了有利的物性條件。筆者通過在贛南地區(qū)某礦體開展音頻大地電磁測量，總結(jié)了斷裂構(gòu)造在反演電阻率斷面圖中的形態(tài)特征。

1 研究區(qū)地質(zhì)概況

研究區(qū)大地構(gòu)造位置位于華南褶皺系的贛西褶皺帶，同時位于興國～永豐～長洛復(fù)背斜的軸部[1]。

研究區(qū)主要礦物特性為燕山早期的粗中粒斑狀礦物，其次是燕山晚期的細(xì)粒礦物（圖1）。燕山早期的粗中粒斑狀礦物分布于研究區(qū)北部、東部和東南部。研究區(qū)構(gòu)造有北東向和近東西向兩組。規(guī)模最大為北東向展布的魚梁～石角塘礦層破碎帶，是研究區(qū)主要控礦和儲礦構(gòu)造，該斷裂有分支、復(fù)合、膨脹、收縮等特點，具有多期活動性，早期活動產(chǎn)物是沿張性斷裂充填的礦脈。近東西向構(gòu)造規(guī)模相對較小，分別以紅化碎裂礦化帶和煌斑破碎帶的形式出現(xiàn)。由于礦石的機(jī)構(gòu)、構(gòu)造受到破壞而形成碎裂礦物，呈堿交代蝕變發(fā)育。研究區(qū)礦化對金屬礦物巖性無明顯的選擇性，斷裂構(gòu)造是控制成礦的主要條件。礦體的產(chǎn)狀與斷裂帶一致，為脈狀或透鏡狀[1]。

圖1 研究區(qū)地質(zhì)及測線布置圖[2]

2 區(qū)域主要礦物的電性特征

采用“露頭小四極”法對研究區(qū)的主要礦物性進(jìn)行電阻率參數(shù)測定。從表1中的測定結(jié)果可以得出，研究區(qū)礦石的電性差異主要表現(xiàn)在構(gòu)造與圍巖之間。燕山早期中粗粒斑狀礦物電阻率值和燕山晚期細(xì)粒斑狀礦物的電阻率值差異不大。

圖2 L02線反演電阻率斷面及鉆孔剖面圖

表1 礦物電阻率參數(shù)統(tǒng)計表[1]

3 數(shù)據(jù)采集與處理

在研究區(qū)共布置測線3條，測線方向為NW315°，單條測線長900m，測線主要穿過魚梁～石角塘礦層破碎帶（圖1）。數(shù)據(jù)采集使用EH-4連續(xù)電導(dǎo)率剖面儀，采集頻率范圍10kHz～100kHz，張量測量方式。數(shù)據(jù)處理分為預(yù)處理和反演處理。初步預(yù)處理采用傅里葉變換將時間域信號轉(zhuǎn)換為頻率域信號，進(jìn)而得出阻抗值。數(shù)據(jù)處理采用bostick法將頻率～電阻率值轉(zhuǎn)換成深度～電阻率值。

4 研究區(qū)電阻率特征分析

圖3 反演電阻率斷面立體示意圖

再以經(jīng)過鉆孔的L02線反演電阻率斷面圖作分析（圖2），鉆孔ZK4-4及鉆孔ZK4-2在深部均揭露到魚梁～石角塘破碎帶，ZK4-2在深部揭露到礦化，礦化產(chǎn)于硅化破碎帶中。對比L02線反演電阻率斷面圖，在鉆孔揭露位置出現(xiàn)舌狀低阻體，沿北西向深部延伸，延深大致1 km，舌狀低阻體較清晰的反映了魚梁—石角塘破碎帶（F1）的產(chǎn)狀及延伸特征。綜合三條測線的反演電阻率斷面圖分析（圖3），斷面圖的形態(tài)基本一致，且在斷面圖的中部均出現(xiàn)了舌狀低阻體，低阻體的中心位置基本與研究區(qū)的主構(gòu)造魚梁，China石角塘硅化破碎帶對應(yīng)，電法測量結(jié)果客觀反映了該構(gòu)造在深部的延伸形態(tài)。

5 結(jié)語

通過在研究區(qū)開展音頻大地電磁測量，并將電磁法與地質(zhì)、鉆孔資料相結(jié)合作了綜合分析，得出以下幾點認(rèn)識：

（1）研究區(qū)平面電阻率表現(xiàn)為自淺部向深部逐漸增高的特征，反映了研究區(qū)淺部受風(fēng)化程度強(qiáng)，深部風(fēng)化程度較弱。同一深度不同部位的平面電阻率也存在較大差異，反映了構(gòu)造活動對礦體的改造程度不均。

（2）研究區(qū)的主構(gòu)造魚梁～石角塘硅化破碎帶在電磁法反演電阻率斷面圖中表現(xiàn)為向北西陡傾的舌狀低阻體，經(jīng)過鉆孔資料驗證，音頻大地電磁測量結(jié)果客觀反映了該構(gòu)造向深部的延伸形態(tài)。

（3）在數(shù)據(jù)處理過程中，采用了一維bostick反演方法，反演結(jié)果對斷裂尤其是斷裂在深部的形態(tài)有較為清晰的反映。

（4）從反演電阻率斷面圖可以看出，舌狀低阻體的寬度較實際的斷裂構(gòu)造寬度要大，說明了電法測量的低阻異常規(guī)模大于實際地質(zhì)體。