CSAMT法在大別造山帶銀水寺地區(qū)多金屬礦調(diào)查中的應(yīng)用

范長(zhǎng)麗 倪 鵬

（安徽省地球物理地球化學(xué)勘查技術(shù)院）

大別造山帶是秦嶺造山帶向東側(cè)的延伸，地跨中國(guó)大陸中東部，郯廬斷裂帶橫穿其中［1］。造山帶內(nèi)構(gòu)造十分發(fā)育，斷裂主要以北西向和北北東向?yàn)橹?，礦床的形成往往由北西向大斷裂所控制［2］。銀水寺礦區(qū)處于大別山北部，礦區(qū)內(nèi)已探明鉛、鋅金屬儲(chǔ)量分別達(dá)萬(wàn)余噸，該礦區(qū)今后仍是尋找金屬礦的有利位置。

可控源音頻大地電磁（CSAMT）最早于1971年由加拿大多倫多大學(xué)的D W Strangway教授和他的研究生Myron Goldtein提出［3］。該方法具有勘探深度大、抗干擾能力強(qiáng)及受地形影響小等優(yōu)點(diǎn)。利用可控源音頻大地電測(cè)測(cè)深法，可通過(guò)尋找與成礦有關(guān)的巖體和構(gòu)造進(jìn)行間接找礦［4］?？煽卦匆纛l大地電磁法在探測(cè)鐵、銅等金屬礦上有很好的應(yīng)用效果［5］。鑒于可控源音頻大地電測(cè)測(cè)深方法在尋找金屬礦的良好效果，2015年在研究區(qū)內(nèi)開展CSAMT剖面工作，結(jié)合研究區(qū)地質(zhì)情況綜合分析，對(duì)地質(zhì)體電性特征及空間分布有了初步認(rèn)識(shí)，進(jìn)一步圈定成礦有利部位，為今后在銀水寺地區(qū)多金屬調(diào)查提供可靠的地球物理依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

1.1 地質(zhì)背景

研究區(qū)地處于大別造山帶即北淮陽(yáng)構(gòu)造帶，由2個(gè)四級(jí)構(gòu)造單元組成，分別為廬鎮(zhèn)關(guān)構(gòu)造巖片和佛子嶺構(gòu)造巖片。廬鎮(zhèn)關(guān)、佛子嶺2個(gè)構(gòu)造巖片是北秦嶺加里東對(duì)接帶向東延伸而來(lái)，分別被磨子潭深斷裂和六安深斷裂所限制，形態(tài)展布為東西向長(zhǎng)條狀。最早發(fā)育于早古生代陸緣活動(dòng)帶，由新元古代廬鎮(zhèn)關(guān)巖群和震旦紀(jì)至泥盆紀(jì)佛子嶺巖群等幾套變質(zhì)構(gòu)造巖片組成。區(qū)內(nèi)地層發(fā)育不全，主要有相當(dāng)于廬鎮(zhèn)關(guān)巖群（Pt2l）的中元古界梅山巖群（Pt2ms）、下古生界佛子嶺巖群（Pt3）變質(zhì)巖、上古生界石炭—泥盆系陸海交互相碎屑沉積巖、中生界侏羅—白里系甲酸性火山巖（J3-K1）（圖1）。

自加里東運(yùn)動(dòng)以來(lái)，研究區(qū)共經(jīng)歷過(guò)6次從深層次向淺層次、強(qiáng)度由強(qiáng)到弱的褶皺變形。早期的中休羅世變形表現(xiàn)為由西向北東的推擠作用，形成北西向構(gòu)造。直到晚侏羅世開始，構(gòu)造作用有所轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)化為北西—南東向的擠壓，構(gòu)造呈北北東向展布。新生代變形微弱，表現(xiàn)為近東西向。

研究區(qū)內(nèi)斷裂包括深層次的韌性剪切斷裂和淺層次的脆性斷裂。前者發(fā)生于印支期，在燕山晚期則表現(xiàn)為淺層次的逆沖推覆構(gòu)造，斷層主要發(fā)育于佛子嶺巖群中；后者主要發(fā)育在中生代以后的佛子嶺巖群底部的逆掩斷層中，佛子嶺巖群底部的逆掩斷層控制了區(qū)內(nèi)地層的分布范圍，對(duì)區(qū)內(nèi)鉛鋅礦的產(chǎn)生起到重要作用。

1.2 礦床概況

20世紀(jì)60年代初，在研究區(qū)附近發(fā)現(xiàn)和探明了第一個(gè)矽卡巖型鉛鋅礦床——銀水寺鉛鋅礦床，這也是迄今為止在大別山地區(qū)探明鉛、鋅金屬儲(chǔ)量最大的矽卡巖型礦床。銀水寺鉛鋅礦床位于金寨縣城北西向距離15 km處，屬于北淮陽(yáng)陸塊安徽段的西側(cè)。礦區(qū)地層主要有鄭堂子組（Pz1z）、仙人沖組（Pz1x）、祥云寨巖組（Pz1xy）、諸佛庵巖組（Pz1zf）及火山碎屑巖。

銀水寺礦床中的礦體多呈似層狀及脈狀為主，主要發(fā)育在中元古界廬鎮(zhèn)關(guān)群仙人沖巖組（Pz1x）大理巖與鄭堂子巖組（Pz1z）千枚巖之間的層間破碎帶，以及正長(zhǎng)花崗斑巖脈與大理巖的接觸帶內(nèi)［6］。礦化帶中可圈出多層鉛鋅礦體，這些礦體受層間破碎帶和碳酸鹽巖與千枚巖接觸帶控制明顯（圖2）［7］。

1.3 地球物理場(chǎng)特征

研究區(qū)處于北西向重力梯級(jí)帶中（圖3）。其北側(cè)、東側(cè)沉積地層表現(xiàn)為重力相對(duì)高；南側(cè)、西側(cè)表現(xiàn)為重力低，重力低值區(qū)中存在局部重力高異常，應(yīng)與燕山期高密度侵入體有關(guān)。銀水寺附近重力等值線扭曲，軸向北東向，為重力局部正異常的反映，對(duì)應(yīng)北西向磁異常轉(zhuǎn)折部位，為局部地層反映。

研究區(qū)處于航磁異常梯級(jí)帶中（圖3），航磁正異常集中在研究區(qū)西、南側(cè)，呈多異常中心，走向?yàn)镹W向；北側(cè)、東側(cè)為航磁負(fù)異常，為單異常中心，異常走向由NW向轉(zhuǎn)為NE向，在銀水寺附近異常等值線扭轉(zhuǎn)。負(fù)磁異常主要反映中生代沉積巖、火山巖及佛子嶺巖群淺變質(zhì)巖的低磁特點(diǎn)；外圍正磁異常大多為燕山期侵入巖的反映；研究區(qū)內(nèi)以負(fù)磁異常為主，銀水寺以南表現(xiàn)為NW向梯級(jí)帶，其中部為寬緩的磁異常平臺(tái)，剩余異常表現(xiàn)為NW向局部正磁異常帶，部分地段出露梅山單元正長(zhǎng)花崗巖；銀水寺北西部分磁異常等值線呈NE向梯級(jí)帶。

重磁異常存在部分同源，工作區(qū)南側(cè)重磁梯級(jí)帶與中生代沉積巖、火山巖及佛子嶺巖群淺變質(zhì)巖關(guān)系密切，而梅山單元正長(zhǎng)花崗巖要求局部重低磁高；工作區(qū)北側(cè)北東向磁梯級(jí)帶對(duì)應(yīng)北東向重力局部高，應(yīng)為地層反映。

2 數(shù)據(jù)采集及處理

數(shù)據(jù)采集工作使用的儀器為美國(guó)ZONGE公司生產(chǎn)的GDP-32Ⅱ型多功能電法工作站。本次測(cè)量參數(shù)包括電場(chǎng)和磁場(chǎng)2個(gè)分量，測(cè)量范圍為電偶極子源中垂線兩側(cè)不大于25°的扇形區(qū)域內(nèi)（圖4）。本次工作接收電偶極距MN為40 m，測(cè)量點(diǎn)距40 m，最低工作頻率0.125 Hz，最高工作頻率8 192 Hz，收發(fā)距大于8.1 km。為保證原始數(shù)據(jù)采集的質(zhì)量，采取固體不極化電極深埋澆水以減小接地電阻、為防止磁探頭風(fēng)吹晃動(dòng)挖槽下埋、避開高壓輸電線及電力設(shè)備等措施，增加每個(gè)頻點(diǎn)的測(cè)量疊加次數(shù)至64次，同時(shí)盡量加大供電電流以提高信噪比。

數(shù)據(jù)處理由GDP-32Ⅱ工作站相配套的軟件包完成，處理過(guò)程由原始數(shù)據(jù)的預(yù)處理和二維模型反演組成。該軟件包具有靜態(tài)校正以及地形改正等功能。首先觀察各測(cè)點(diǎn)原始數(shù)據(jù)質(zhì)量有無(wú)靜態(tài)效應(yīng)影響，剔除畸變數(shù)據(jù)；其次對(duì)完成靜態(tài)校正的數(shù)據(jù)，利用SCS2D二維反演軟件進(jìn)行二維反演處理，二維反演電阻率斷面圖利用Surfer軟件制作完成；最后分析電阻率特征并結(jié)合地質(zhì)資料繪制推斷解釋圖。

3 剖面特征及異常解釋

在研究區(qū)內(nèi)共布設(shè)3條剖面：1號(hào)剖面長(zhǎng)度2 000 m，點(diǎn)距40 m，方位角為29°，共完成測(cè)點(diǎn)51個(gè)；2號(hào)剖面長(zhǎng)度1 520 m，點(diǎn)距40 m，方位角為24°，共完成測(cè)點(diǎn)39個(gè)；3號(hào)剖面長(zhǎng)度1 000 m，點(diǎn)距40 m，方位角為51°，共完成測(cè)點(diǎn)26個(gè)。

首先對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行一系列處理，然后利用SCS2D二維反演軟件進(jìn)行二維反演處理，得到各剖面線CSAMT測(cè)深電阻率斷面圖。從研究區(qū)1線電阻率斷面圖（圖5（a））可知，電阻率等值線總體呈縱向分布，點(diǎn)號(hào)從小到大電阻率總體呈“高—低—高”特征，淺層電阻率除局部表現(xiàn)為高阻外，基本顯示為中低電阻率值。小號(hào)點(diǎn)地表出露地層為金剛臺(tái)組（J3j），大部分出露地層為胡油坊組（C2h）。100~104號(hào)點(diǎn)（標(biāo)高150 m）的中深部有一高阻異常，厚度約90 m，推測(cè)為地層金剛臺(tái)組（J3j）酸性火山碎屑巖的反映；116號(hào)點(diǎn)向下延伸到650 m處的中深部存在明顯低阻異常帶，電阻率等值線近乎直立，厚度約750 m，為構(gòu)造破碎帶的反映，故推測(cè)為斷層；在180號(hào)點(diǎn)的貫穿中深部有一垂直電阻率等值線高阻帶，數(shù)值達(dá)6 200 Ω·m，高阻帶頂端兩側(cè)為近水平的電阻率等值線梯級(jí)帶，推測(cè)為花崗斑巖侵入引起。

研究區(qū)2線電阻率斷面圖及地層推斷解釋圖如圖6所示。電阻率斷面總體表現(xiàn)為高阻，局部顯示為閉合低阻異常。地表淺層電阻率表現(xiàn)為高阻值，由地質(zhì)圖圖1可知，地表分別出露諸佛庵巖組（Pz1zf）、祥云寨巖組（Pz1xy）、仙人沖巖組（Pz1x）及鄭堂子巖組（Pz1z），其中100～120號(hào)點(diǎn)（標(biāo)高400 m以深）有1條帶狀低阻異常，推測(cè)為由祥云寨巖組（Pz1xy）的白云石英片巖經(jīng)構(gòu)造作用所呈現(xiàn)的低阻特征；中部在130～144號(hào)點(diǎn)（標(biāo)高200 m以深）有1條帶狀近于直立的低阻異常體，判斷是由構(gòu)造運(yùn)動(dòng)引起的相對(duì)低電阻率特征，斷層兩側(cè)地層為鄭堂子巖組（Pz1z）和仙人沖巖組（Pz1x）；深部在100～128號(hào)點(diǎn)（標(biāo)高-100 m以深）存在一高阻異常體，推測(cè)為鄭堂子巖組（Pz1z）；160～176號(hào)點(diǎn)的中深部（標(biāo)高100 m）總體表現(xiàn)為高阻，推測(cè)為地層金剛臺(tái)組（J3j）。

118～130號(hào)點(diǎn)（標(biāo)高200～400 m）的條帶低阻異常體，前面已述該礦區(qū)鉛鋅礦化體主要發(fā)育在中元古界廬鎮(zhèn)關(guān)群仙人沖巖組（Pz1x）大理巖與鄭堂子巖組（Pz1z）千枚巖之間的層間破碎帶中，故該低阻異常體推測(cè)為受推覆構(gòu)造作用向上擠壓形成的鉛鋅礦化體，且推測(cè)該部位為成礦有利位置。

4 結(jié) 論

（1）通過(guò)本次CSAMT測(cè)量工作，對(duì)研究區(qū)地質(zhì)體電性特征及空間分布有了系統(tǒng)認(rèn)識(shí)。

（2）鑒于研究區(qū)及周圍已有十余處已探明多金屬礦化，且受推覆構(gòu)造作用明顯，今后該區(qū)淺部仍然是尋找隱伏矽卡巖型礦的有利部位。

（3）銀水寺礦區(qū)位于北淮陽(yáng)構(gòu)造帶的北成礦亞帶，找礦信息豐富，已探明、發(fā)現(xiàn)礦（化）點(diǎn)以淺部為主，今后工作重點(diǎn)可向中深部找礦轉(zhuǎn)移。