大功率激電和CSAMT在粵東鴻溝山礦區(qū)中的應(yīng)用

楊錫豐

（廣東省地質(zhì)局第二地質(zhì)大隊，廣東 汕頭 515021）

19世紀人們就發(fā)現(xiàn)了巖石具有激發(fā)極化效應(yīng)，20世紀60年代以來，激發(fā)極化法就是尋找無磁性的有色金屬礦床，如銅、鉬、鉛、銻等礦床和部分無磁性或弱磁性黑色金屬礦床，如赤鐵礦、軟錳礦等，以及硫鐵礦和石墨礦的主要物探方法，在金礦和其他貴金屬礦床勘探方面也具有廣泛應(yīng)用[1]。可控源音頻大地電磁測深是利用人工交變電磁場研究地球結(jié)構(gòu)的一種地球物理勘探方法，因其勘探設(shè)備較為輕便，勘探深度大、勘探費用低、縱橫向分辨能力強等特點，該方法在普查石油、天然氣、煤田、地熱田，解決工程、環(huán)境地質(zhì)問題及尋找金屬礦產(chǎn)等方面應(yīng)用，并取得了明顯的地質(zhì)效果[2]。

鴻溝山礦區(qū)處于武夷成礦帶西南段外延，區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，山火、巖漿活動頻繁，物化探異常明顯，成礦條件優(yōu)越，具有良好的找礦前景。區(qū)內(nèi)有北東、北西向兩組斷裂構(gòu)造，其中北西向為鴻溝山礦區(qū)主要控礦、容礦構(gòu)造。區(qū)內(nèi)礦體主要產(chǎn)生于花崗閃長斑巖外接觸帶，硅化、綠泥石化、黃鐵礦化蝕變強烈。以上礦區(qū)地質(zhì)特征為本次物探工作提供前提條件，通過開展相應(yīng)的物探方法并取得較好的應(yīng)用。

1 區(qū)域地質(zhì)

1.1 地層

礦區(qū)出露的地層老至新分主要為晚三疊世頭木沖組（T3t）、晚三疊—早侏羅世銀瓶山組（T3J1y）、中晚侏羅世熱水洞組（J2-3r）及第四系（Q）。晚三疊世頭木沖組（T3t）主要為含礫砂巖、中粗粒砂巖、細砂巖、炭質(zhì)粉砂巖夾泥巖；晚三疊—早侏羅世銀瓶山組（T3J1y）主要為砂巖、粉砂巖夾含礫砂巖；中—晚侏羅世熱水洞組（J2-3r）主要為流紋質(zhì)、英安流紋質(zhì)火山碎屑巖，夾流紋質(zhì)、英安流紋質(zhì)熔巖；第四系（Q）主要為鵝卵石、卵石、巖塊、巖屑、砂、細砂、亞黏土、黏土等松散沉積物。

1.2 構(gòu)造

區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，主要有北東向、北西向兩組斷裂，其次為近東西、近南北向斷裂，其中北西向是本區(qū)重要控礦、容礦構(gòu)造。其中北西向斷裂組總體傾向北東，局部傾向南西，傾角中等偏陡，沿斷裂帶節(jié)理裂隙較發(fā)育，呈微細—細網(wǎng)脈狀產(chǎn)出，硅化、綠泥石化、褐鐵礦化、黃鐵礦化廣泛發(fā)育，是本區(qū)重要控礦容礦構(gòu)造。北東向斷裂組總體傾向南東，局部傾向北西沿斷裂硅化、綠泥石化、褐鐵礦化、碎裂巖化較發(fā)育。

圖1 區(qū)域地質(zhì)簡圖

2 巖礦石物性參數(shù)特征及工作方法

2.1 巖礦石物性參數(shù)測試

礦體與圍巖具有足夠大的物性差異是物探工作的充分必要條件[4]。采集區(qū)內(nèi)主要巖礦石標本，并進行實地對稱小四極測試，得出鴻溝山礦區(qū)巖礦石物性參數(shù)特征見表1。由表中可知：區(qū)內(nèi)褐鐵礦化、含鐵砂巖的η值最高，其值大于4%，其中前者屬于中高阻，后者屬于中低阻；一般砂巖、泥巖屬低極化體，其值均小于2%；花崗閃長巖屬于高阻中極化極體；根據(jù)露頭測定結(jié)果，砂巖、泥巖的 值有明顯的方向性，其中北西向的η值大于南西向，這可能與巖石的電子導電排列方向有關(guān)；砂巖、泥巖的露頭測定結(jié)果，值顯著高于標本測定結(jié)果，這除了兩者使用不同的儀器外，可能前者測定數(shù)量有限，代表性不夠充分以及位置不同等有關(guān)。

表1 鴻溝山礦物物性測試成果

2.2 工作方法

激電掃面工作面積2.7km2，測線方位38°，采用中梯裝置，AB=1,700m，MN=40m，正反向供電8s，斷電延時200ms。外業(yè)工作敷設(shè)一次供電電極采用（三）臺接收機同時觀測，最大旁側(cè)距離200m。

音頻大地電磁測深是在完成激電中梯掃面后，再選擇較好成礦有區(qū)域開展工作。CSAMT共完成測150個，共布置3條測線。本次工作采用的工作頻段為1Hz～8192Hz，收-發(fā)距5km，發(fā)射極AB為1km，接收機極距為20m。

3 數(shù)據(jù)處理及資料解譯驗證

3.1 數(shù)據(jù)處理

激電中梯主要是繪制視電阻率、視極化率等值線平面圖；可控源音頻大地電磁測深通過對原始數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)整理后，通過儀器廠商自帶的反演軟件運算成圖，主要有電極點位坐標差校正、曲線自動圓滑、跳變頻點處理、兩端壞頻截斷處理、壞測點曲線廢棄刪除或插值利用處理、近場校正、靜態(tài)校正處理、測線斷面反演處理、多測線數(shù)據(jù)高程切片及成果繪制等[5]。

3.2 激電中梯異常特征

通過對測量數(shù)據(jù)處理分校后可知，鴻溝山礦區(qū)視電阻率平均值為677Ωm，極化率平均值為3.59%。視電阻率低阻異常上限為170Ω·m；視極化率異常方差為0.95，異常下限為5.49%。

圈定視電阻率異常和視極化率異常范圍，如下圖所示。圖2為電阻率異常圖，從圖上可知，電阻率異常共3個，分別為DZ1、DZ2和DZ3。DZ1位于鴻溝山南西側(cè)，異常呈北西向展布，異常中心不明顯，梯度較緩，其南東部未閉合。DZ2位于雞籠山北部，異常呈北東向展布，梯度緩，其南西部未閉合。DZ3位于雞籠山，呈北東向展布，梯度緩，呈狹長狀。

圖3為極化率異常圖，從圖上可知共劃分了2個異常帶，分別為IP1和IP2，其中IP1分IP1-1和IP1-2。IP1位于鴻溝山南西側(cè)，總體呈北西展布，其中IP1-1梯度陡，異常中心明顯，南東部未閉合；IP1-2梯度緩。

結(jié)合地質(zhì)資料，DZ1和IP1異常區(qū)基本重疊，為低阻高極化，區(qū)內(nèi)有V6、V7、V8和V9礦脈經(jīng)過，且為北西向，該處化探異常良好，推測該異常區(qū)內(nèi)為成礦有利部位。DZ2附近有褐鐵礦化點出露，在其北側(cè)有平行斷裂經(jīng)過，推斷該異常區(qū)可能有斷裂經(jīng)過。DZ3和IP2有重疊區(qū)域，為低阻高極化，區(qū)內(nèi)有V12、V13、V14和V15礦脈經(jīng)過，為北西向，DZ3與北東斷裂平行，化探異常良好，推測DZ3可能有斷裂經(jīng)過，IP2有成礦有得帶。

圖2 視電阻率等值線平面圖

圖3 視極化率等值線平面圖

3.3 音頻大地電磁測深異常特征

3.3.1 Ⅰ號線二維反演成果

如圖4所示，Ⅰ線共有測點47個，測線長為1880m，測線剖面上電阻率值總體較高，有多處高阻異常，在中深部有層狀電阻率帶。

通過結(jié)合已竣工鉆孔和巖石測試結(jié)果，對比本測線反演結(jié)果，圈定多處高阻異常，推測該高阻異?？赡転閹r體造成。在測線12～19號測點，標高約為-160至160m間，有一高阻異常區(qū)域，推測該異常區(qū)域可能為巖體造成。在測線22～24號測點，標高約20m～220m間，有一高阻異常區(qū)域，推測該異常區(qū)域可能為巖體造成。在該異常左側(cè)，有一明顯低異常，在測點22號附近，電阻率梯度大，推測該處可能為成礦有利帶，編號為AMT1。在測線27號，和30至32號，有兩處高阻異常區(qū)域，推測兩個高阻異?？赡転閹r體造成，位于兩個異常區(qū)間，測點29號附近有一低阻異常區(qū)，該處電阻率梯度大，推測該處可能為成礦有利帶，編號為AMT2。

圖4 I號線CSAMT二維反演推斷解釋剖面圖

圖5 Ⅲ號線CSAMT二維反演推斷解釋剖面圖

在34至39號測點間，存在高阻異常區(qū)域，推測該異常區(qū)域可能為巖體造成。在41于47號測點間，也存在一個高阻異常區(qū)域，推測該異常區(qū)域可能為巖體造成。在測線上標高約-480至-240m間，電阻率變化較為平緩的，呈近水平層狀分布，電阻率梯度緩，電阻率值約為幾歐姆米至幾百歐姆米，結(jié)合實際地質(zhì)情況，推測該層可能為含碳砂巖。

Ⅰ號測線共圈定了2個較好的成礦有利帶，需進一步加強地質(zhì)予以查證。

3.3.2 Ⅲ號線二維反演成果

如圖5所示，Ⅲ號線共有測點50個，測線長為2000m，總體電阻變化平緩，梯度小，呈平行層狀分布，上部有多有個區(qū)域梯度變化大。

在測線6至8號測點間，標高約為-20m至100m，有一高阻異常區(qū)域，推測該異常區(qū)域可能為巖體造成。在8號測點附近，有一低阻區(qū)域，電阻率梯度大，推測該處可能為成礦有利帶，編號為AMT4。

在測線19至23號，標高約為-70m至20m間，有兩處高阻異常區(qū)域，推測該異常區(qū)域可能為巖體造成。在21、22號測點附近，有一低阻區(qū)域，電阻率梯度大，推測該處可能為成礦有利帶，編號為AMT5。通過查閱地質(zhì)資料發(fā)現(xiàn)，蝕變填圖中，在該異常區(qū)域地表褐鐵礦化較強。

在測線35號至38號測，標高約-140m至20m間，有一高阻異常區(qū)域，推測該異常區(qū)域可能為巖體造成。在該高阻異常左側(cè)，局部電阻率梯度大，且低阻異常明顯，推測該處可能為成礦有利帶，編號AMT6。

在測線33號至50號測點間，中深部有一呈近水平層狀分布，電阻率梯度緩，電阻率值約為幾十歐姆米至幾百歐姆米，結(jié)合實際地質(zhì)情況，推測該層可能為碳質(zhì)砂巖或泥質(zhì)砂巖。

4 結(jié)論

通過激電中梯掃面和可控源音頻大地電磁測等工作后，結(jié)合礦區(qū)礦體特征和成礦規(guī)律，礦體與燕山期巖漿活動有密切關(guān)系，多產(chǎn)于構(gòu)造蝕變巖中，而蝕變巖中多為富含金屬硫化物，與圍巖電性差異明顯。利用激電中梯測量共圈定異常5處，可控源音頻大地電磁測深圈定6處。在激電異常IP1-1和可控源音頻大地電磁測深A(yù)MT6附近布置驗證鉆孔ZK10002，通過鉆孔揭露發(fā)現(xiàn)在ZK10002孔深133m至139m有6m連續(xù)礦體，另外孔中多處見礦，其中金最高品位為19.3g/t，銀最高品位為223g/t，異常得驗證，說明本次物探工作在尋找本礦區(qū)類型礦床方面有較好應(yīng)用效果。