綜合地球物理勘查在低阻覆蓋區(qū)新疆富蘊(yùn)縣丹壩金礦的應(yīng)用

劉小鳳

（安徽省地球物理地球化學(xué)勘查技術(shù)院，安徽 合肥 232000）

本次勘查工作的任務(wù)是采用加拿大鳳凰公司的V8多功能電法工作站開展大功率激電（TDIP）和音頻大地電磁測深（AMT）工作，查明測區(qū)范圍內(nèi)礦脈形態(tài)、產(chǎn)狀和主要礦脈的分布范圍；圈定區(qū)內(nèi)主要地質(zhì)構(gòu)造及綠簾石的下底界限，指導(dǎo)找礦及工程布置。

針對低阻覆蓋區(qū)難以取得較好的激電效應(yīng)，開展了大量的野外試驗工作，最先進(jìn)行了供電極距AB為3000m的中間梯度法大功率激電測量試驗，但無法取得真實(shí)有效的數(shù)據(jù)，對試驗結(jié)果分析原因可能是工區(qū)表層鹽堿化嚴(yán)重，加之前期剛下過大雨，使得表層電阻率特別低（小于20歐姆米），產(chǎn)生嚴(yán)重的電磁耦合。針對這種現(xiàn)象，將供電極距AB改變?yōu)?000m和1500m，但均未能取得較好的效果。考慮到工區(qū)自然電位觀測結(jié)果相對比較穩(wěn)定，還進(jìn)行了自然電位觀測，最終決定進(jìn)行近場源三極裝置試驗，通過大量的試驗表明該區(qū)進(jìn)行近場源三極裝置能取得穩(wěn)定、有效的激電剖面測量數(shù)據(jù)，因此決定采用近場源三極裝置開展大功率激電剖面測量，進(jìn)行了觀測參數(shù)試驗，確定了最佳測量參數(shù)。在初步分析激電剖面測量結(jié)果的基礎(chǔ)上，在激電異常區(qū)完成了激電測深工作。最后進(jìn)行音頻大地電磁測量工作，對區(qū)內(nèi)音頻大地電磁測深反演斷面圖的地質(zhì)推斷解釋。通過綜合地球物理勘查，圈定了區(qū)內(nèi)存在的主要構(gòu)造及綠簾石的下底界限，為指導(dǎo)找礦的工程布置提供了參考。

1 大功率激電測量工作方法技術(shù)

由于“WDJS－2”數(shù)字直流激電接收機(jī)配置的大功率發(fā)射機(jī)最大功率為5KW，不能滿足設(shè)計工作要求發(fā)射電流15A以上?？紤]到WDJS－2數(shù)字直流激電接收機(jī)具有自動搜索發(fā)射機(jī)供電和斷電信號功能，因此本區(qū)選擇加拿大鳳凰地球物理有限公司生產(chǎn)的“TXU-30”大功率發(fā)射機(jī)進(jìn)行發(fā)射，配置三臺“WDJS－2”數(shù)字直流激電接收機(jī)同時觀測的激電剖面測量技術(shù)。

野外施工使用的“TXU-30”大功率發(fā)射機(jī)和“WDJS－2”數(shù)字直流激電接收機(jī)出隊前和到達(dá)工區(qū)后都經(jīng)過了認(rèn)真檢查，符合《時間域激發(fā)極化法技術(shù)規(guī)定》（DZ/T 0070-93）要求。

正式開展工作前，在工區(qū)上進(jìn)行觀測參數(shù)實(shí)驗，通過大量的試驗研究發(fā)射、接收參數(shù)設(shè)置為：發(fā)射機(jī)供電周期及接收機(jī)測量周期均為8s，發(fā)射機(jī)自動將發(fā)射電流、電壓、時間、日期存儲在儀器的CF卡中，記錄間隔為1分鐘。接收機(jī)測量參數(shù)設(shè)定為：疊加次數(shù)5次，延時50ms，采樣寬度40ms，每個測點(diǎn)觀測三次，計數(shù)穩(wěn)定則觀測結(jié)果存入接收機(jī)內(nèi)存中，存儲信息包括線號、點(diǎn)號、自然電位、一次電位、四個極化率M1、M2、M3、M4、觀測時間、日期等。

在準(zhǔn)備工作結(jié)果以后，在工區(qū)上進(jìn)行方法裝置選擇實(shí)驗。通過實(shí)驗表明若采用激電中梯裝置，無論供電電極距AB=2000m、15000m、1000m，均無法得到穩(wěn)定、可靠的激電數(shù)據(jù)。通過分析發(fā)現(xiàn)該區(qū)表層為低阻（小于20歐姆米）第四系鹽堿地，因此采用長距離發(fā)射源時，電流只在表層流動，與供電線之間會產(chǎn)生嚴(yán)重的電磁耦合，無法開展激電測量工作，因此采用近場源三極裝置開展激電剖面測量，極距選擇為AM=100m，AN＝140m。

2 AMT測深工作方法技術(shù)

野外施工使用加拿大鳳凰地球物理有限公司研制的V8（30kw）型電法多功能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，包括電源、發(fā)射、接收、同步、信息處理等五個子系統(tǒng)。采集系統(tǒng)由一主一輔接收機(jī)和兩根磁棒組成，接收主機(jī)為V8型，自控6道接收時間采樣系統(tǒng)；輔接收主機(jī)為RXU-3ER型，自控3道接收時間采樣系統(tǒng)；磁棒為AMTC-30型，系頻率范圍從10000Hz 到0.1Hz的AMT/CSAMT 高頻磁棒。

AMT測深共用四個不極化電極，每兩個電極組成一個電偶極子，為了便于對比監(jiān)視電場信號，其長度都為20米，稱測線方向一致的電偶極子為X-Dipole；與測線方向垂直的電偶極子為Y-Dipole。為了保證Y-Dipole電偶極子的方向與X-Dipole的相互垂直，要用羅盤儀定向，誤差；電偶極子的長度用測繩測量，誤差米。

磁棒離前置放大器大于5米，為了消除人文因素干擾兩個磁棒要埋在地下，保證其平穩(wěn)，用羅盤儀定向使Hx、Hy兩磁棒相互垂直，誤差控制在，且水平。所有的工作人員離開磁棒至少5m，盡量選擇遠(yuǎn)離房屋、電纜、大樹的地方布置磁棒。

圖1 AMT測深儀器連接示意圖

3 異常分析與解釋推斷

首先確定激電異常背景場，工區(qū)極化率背景值sbη值取整個測區(qū)中間平穩(wěn)變化數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值，公式為：

激電異常下限值sxη等于極化率背景值sbη加兩倍均方差εηsb，公式為：

根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果表明：本測區(qū)視極化率算術(shù)平均值為2.7，方差為0.4。因此取該區(qū)極化率的背景值sbη為2.7，則異常下限值sxη為3.5。

據(jù)異常下限值sbη和激電異常所處不同的成礦地質(zhì)環(huán)境與異常的延續(xù)情況，在測區(qū)內(nèi)按從西向東、從北至南進(jìn)行編號命名，本測區(qū)共劃分了IP-1，IP-2和IP-3三處激電異常。

物探資料綜合分析推斷遵循由已知到未知，從簡單到復(fù)雜，從點(diǎn)到面的原則。分析推斷解釋的基本圖件為sη、sρ平面剖面圖、平面等值線圖、測深曲線和巖芯物性測量結(jié)果。在對sη、sρ異常特征、巖礦石電性特征進(jìn)行定性分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合地質(zhì)資料和野外調(diào)查結(jié)果建立異常與礦化體和地質(zhì)層位的對應(yīng)關(guān)系。

在完成激電剖面測量的基礎(chǔ)上，選擇了8個點(diǎn)進(jìn)行激電測深工作，圖2為8個測深點(diǎn)的視電阻率和視極化率曲線圖，由圖可以看出，8個測深點(diǎn)中有7個點(diǎn)存在低阻高極化層，表1為8個測深點(diǎn)的視電阻率曲線反演結(jié)果。

表1 激電測深反演結(jié)果表

圖2 激電測深曲線圖

圖3和圖4分別為工區(qū)激電剖面測量視電阻率和視極化率平面等值線圖，根據(jù)視極化率異常平面形態(tài)特征并綜合考慮視電阻率平面等值線和激電測深反演結(jié)果，區(qū)內(nèi)視極化率異常為似板狀或透鏡狀極化體產(chǎn)生。

圖3 激電剖面視電阻率平面等值線圖

圖4 激電剖面視極化率平面等值線圖

根據(jù)區(qū)內(nèi)大功率激電剖面和激電測深探測成果圖，圈定了IP1、IP2和IP3三個激電異常區(qū)，現(xiàn)對其場源性質(zhì)和極化體特征進(jìn)行推斷解釋。其中：

IP1異常由IP1-1,IP1-2和IP1-3三個高極化率異常區(qū)組成，異常呈條帶狀沿北西方向展布，自西向東異常寬度逐漸減小，極化體傾向西南方向。異常區(qū)呈現(xiàn)出低阻高極化的特征，推斷為該區(qū)有利的找礦地段。

IP2為一南北向展布的高極化異常區(qū)，綜合激電測深結(jié)果，該異常區(qū)的高極化體埋深較淺，但與IP1異常區(qū)相比，該段的異常范圍相對較小。

IP3為沿北東向分布的條狀低阻高極化率異常區(qū)，該異常區(qū)范圍介于IP1和IP2之間，與IP2異常區(qū)的距離較近，有可能與IP2異常體相聯(lián)通，其找礦價值有待進(jìn)一步勘查工作確定。

圖5～圖9為工區(qū)各測線AMT反演電阻率斷面圖，縱觀全區(qū)5條測線的AMT反演電阻率斷面圖，各測線電性均反映出相似的分布特征，根據(jù)區(qū)域巖層地球物理特征及其對應(yīng)地層的組合關(guān)系，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)情況，可將工作區(qū)測線反演電阻率斷面劃分為四個電性層。頂部有一低電阻率薄層；測線北端深部為高電阻率層，南端為中高電阻率層，測線中部為中低電阻率層。綜合推測：頂部低阻薄層為第四系或風(fēng)化安山巖引起；北部高電阻率為安山巖引起，南部中高電阻率可能是不同期次或發(fā)生過后期地質(zhì)作用的安山巖引起，測線中段中低電阻率異常為綠簾石或斷裂構(gòu)造引起。圖5～圖9結(jié)合地質(zhì)資料圈定了各測線中段綠簾石的分布范圍并推斷了一條構(gòu)造。

圖5 測線一AMT反演電阻率斷面圖及地質(zhì)解釋

圖6 測線五AMT反演電阻率斷面圖及地質(zhì)解釋

圖7 測線七AMT反演電阻率斷面圖及地質(zhì)解釋

圖8 測線十一AMT反演電阻率斷面圖及地質(zhì)解釋

圖9 測線十五AMT反演電阻率斷面圖及地質(zhì)解釋

4 結(jié)論

在區(qū)內(nèi)大功率激電剖面和激電測深探測成果圖中，通過對區(qū)內(nèi)音頻大地電磁測深反演斷面圖的地質(zhì)推斷解釋，圈定了區(qū)內(nèi)存在的主要構(gòu)造及綠簾石的下底界限，為指導(dǎo)找礦的工程布置提供了參考。