可控源音頻大地電磁法在深部找礦中的應(yīng)用淺析

古志文，張光之

（1.四川省煤田地質(zhì)局，四川中成煤田物探工程院有限公司，成都 610072；2.中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地球物理地球化學(xué)勘查研究所，河北 廊坊 065000）

我國(guó)礦產(chǎn)資源面臨的形勢(shì)嚴(yán)峻。為此，國(guó)家一方面“走出去”，參與到世界礦業(yè)市場(chǎng)之中；一方面做出了“加強(qiáng)地質(zhì)工作的決定”，加大深部找礦，外圍找礦，找礦工作進(jìn)入新的戰(zhàn)略機(jī)遇期。本文通過(guò)闡述對(duì)某礦區(qū)采用可控源音頻大地電磁法所取得的成果，較好的說(shuō)明了采用可控源音頻大地電磁法在深部找礦中的應(yīng)用前景。

1 概況及地質(zhì)特征

圖1 可控源音頻大地電磁法觀測(cè)示意圖

1.1 概況

該鉛鋅礦是上個(gè)世紀(jì)50年代進(jìn)行地質(zhì)調(diào)查時(shí)發(fā)現(xiàn)的小規(guī)模礦山，局限于其儲(chǔ)量較小，交通條件差，當(dāng)時(shí)并沒有大規(guī)模投入生產(chǎn)。后來(lái)逐漸進(jìn)行開發(fā)，但也限于小規(guī)模采掘。近年來(lái)，該礦區(qū)已知礦體逐漸采盡，難于維持，且礦體埋深大都在地表700m 深度以下，常規(guī)物探方法很難達(dá)到如此勘探深度，因此作出采用可控源音頻大地電磁法進(jìn)行勘探的決定。

1.2 礦區(qū)地質(zhì)特征

勘查區(qū)地層數(shù)量較少，構(gòu)造簡(jiǎn)單。與成礦有關(guān)的地層主要為震旦系上統(tǒng)燈影組的一套海相碳酸鹽巖，其余地層有震旦系蘇雄組（Zas2）、觀音崖組（Zbg）及寒武系下統(tǒng)筇竹寺組（ε1c+q）、滄浪鋪組（ε1c+1）。根據(jù)已知地質(zhì)資料，該礦區(qū)含礦層位于燈影組地層當(dāng)中，主要為燈影組二段及三段白云巖體的層間裂隙及構(gòu)造破碎帶。構(gòu)造上，本區(qū)由寬廣而開闊不同褶皺形式的團(tuán)寶山背斜，與銀廠溝背斜所組成，兩背斜間形成為大洪山向斜構(gòu)造。褶皺構(gòu)造線基本一致，呈北北東—南南西，或北東—南西向，局部受斷層影響變化不大。背斜軸部均為元古代花崗斑巖組成，兩翼出露古生代地層，尤以上震旦紀(jì)灰質(zhì)白云巖分布最廣。在大洪山向斜軸部方見有區(qū)內(nèi)最新之二疊紀(jì)陽(yáng)新石灰?guī)r。區(qū)內(nèi)斷層主要是縱向平行的斷層或正斷層，并局部的發(fā)育了后期的橫向斷裂，原生之褶曲亦多為其破壞。

2 可控源音頻大地電磁法勘探

2.1 基本原理

該方法是二十世紀(jì)八十年代末興起的一種地球物理新技術(shù)，其基本原理為通過(guò)電極AB 向地下供入交變電流，在垂直電偶極源AB 中垂線兩側(cè)φ＜±22.5°、收發(fā)距D≥6D（D：探測(cè)深度）的范圍內(nèi)觀測(cè)AB方向的電場(chǎng)Ex和與之垂直的磁場(chǎng)Hy 來(lái)計(jì)算卡尼亞視電阻率：

而探測(cè)深度D 與大地電阻率和使用的工作頻率有關(guān)，計(jì)算公式為：

從上式可見，當(dāng)?shù)乇黼娮杪使潭〞r(shí)，電磁波的傳播深度（或探測(cè)深度）與頻率成反比，高頻時(shí)，探測(cè)深度淺，低頻時(shí)，探測(cè)深度深。因此可以通過(guò)改變發(fā)射頻率來(lái)改變探測(cè)深度，從而達(dá)到頻率測(cè)深的目的，圖1為觀測(cè)方式示意圖。

接收站裝置采用V8 主機(jī)控制，若干輔助盒子（RXU）共同測(cè)量的觀測(cè)方式，測(cè)量效率的高低決定于測(cè)量頻率的個(gè)數(shù)、觀測(cè)時(shí)間及輔助盒子的數(shù)量。接收站觀測(cè)示意圖如圖2。

圖2 可控源音頻大地電磁法接收站觀測(cè)示意圖

2.2 資料處理

對(duì)野外采集的數(shù)據(jù)首先進(jìn)行剔畸變值、去噪、靜態(tài)校正及近場(chǎng)校正等處理，然后進(jìn)行二維反演成像處理。采用集數(shù)據(jù)去噪、平滑、靜態(tài)校正、二維多方法多模式反演解釋、二維有限元屏幕建模正演等為一體的大地音頻電磁資料處理平臺(tái)MTSoft2D 軟件進(jìn)行。

圖3 已知斷面物探成果圖

圖4 P4 線成果圖

3 成果

3.1 與已知地質(zhì)剖面的對(duì)比

物探工作在已知地質(zhì)剖面開展了試驗(yàn)工作，對(duì)整個(gè)工區(qū)的物探成果解譯亦起到了標(biāo)定作用。如圖3所示，礦體出露于燈影組二段層間裂隙中，物探結(jié)果顯示，異常大體向東傾斜，斷面中已知4 口平硐中，PDa為見礦礦井，在物探異常中位于異常中心位置，其余三井為未見礦井；另外，斷面東部有一近垂直異常，推斷為已知斷層F2 在斷面中的反應(yīng)?？梢?，物探成果與實(shí)際地質(zhì)情況吻合情況一致，且能為其他未知剖面的推斷解釋起到參考作用。

3.2 典型測(cè)線推斷成果

根據(jù)物探異常斷面圖，與地質(zhì)剖面結(jié)合，從成礦構(gòu)造，成礦地層等方面綜合分析，參考已知斷面成果對(duì)圖4 進(jìn)行分析。判斷出測(cè)線中部偏西一處向東傾斜異常，該異常位于燈影組一段、二段之中的斷裂破碎帶中央，有利于成礦，且地層及成礦規(guī)律均與該礦山已知成礦規(guī)律一致，判斷其為成礦有利區(qū)域。另外，斷面西部有一處范圍較大異常帶，結(jié)合已知地質(zhì)資料，推斷該異常為地表已知斷層在深部的延伸。

3.3 全區(qū)成果

對(duì)該礦區(qū)測(cè)線進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，分析，共圈定33處異常，通過(guò)將各線斷面中的異常范圍及深度標(biāo)示在平面圖中，再結(jié)合地質(zhì)資料，從控礦構(gòu)造，地層等控礦因素方面綜合分析，剔除了明顯的非致礦異常，弱異常若干處，成功的劃分出了成礦有利區(qū)段。

此外，勘查區(qū)西部4 線處發(fā)現(xiàn)一處斷層露頭，由于第四系覆蓋太厚，其延伸空間狀況不得而知，通過(guò)本次物探工作，判斷了該斷層的起止位置及空間展布狀況。

4 結(jié)論

可控源音頻大地電磁法的探測(cè)深度可達(dá)2km，對(duì)于圈定控礦構(gòu)造帶，如斷裂帶、破碎帶、蝕變帶、矽卡巖帶、巖漿巖接觸帶等有明顯的效果；此外，該方法對(duì)于圈定成礦母巖，目標(biāo)巖體或含礦母巖；圈定特定電性地層組：如煤系地層等，均有一定的應(yīng)用前景。

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