利用可控源大地音頻電磁測深（CSAMT）法和地面磁法尋找深部隱伏巖體的應用效果初探

孫念仁，王 軍，黃繼軍

吉林省地質調(diào)查院，吉林 長春130061

利用可控源大地音頻電磁測深（CSAMT）法和地面磁法尋找深部隱伏巖體的應用效果初探

孫念仁，王 軍，黃繼軍

吉林省地質調(diào)查院，吉林 長春130061

通過對吉林省臨江市上亂泥塘鐵礦北側1∶5萬地面磁測發(fā)現(xiàn)的磁異常進行綜合研究，并利用可控源大地音頻電磁測深（CSAMT）視電阻率反演結果進行磁異常正演擬合驗證計算，初步確定了引起磁異常的磁性體產(chǎn)狀，指導鉆孔驗證，發(fā)現(xiàn)了地下隱伏的次火山巖體，取得了較好的可控源大地音頻電磁測深（CSAMT）法應用效果。

磁異常；CSAMT；視電阻率反演；磁異常正演擬合；隱伏巖體

0　引言

在吉林省臨江市上亂泥塘地區(qū)通過1：5萬地面高精度磁測發(fā)現(xiàn)了4個磁異常（圖1），異常最高值1 800 nT， C-3異常是已知上亂泥塘鐵礦異常，異常C-1、C-2、C-4經(jīng)過進一步地面檢查和槽探揭露，發(fā)現(xiàn)異常范圍內(nèi)火山巖只是小范圍分布，地表巖石主要是無磁性的古元代老嶺群大栗子組千枚巖夾大理巖，推測磁異常是大栗子組內(nèi)磁鐵礦或高磁性的隱伏巖體引起的，為了驗證地面磁測的推測結果，在C-4異常上布置了兩條可控源大地音頻電磁測深（CSAMT）剖面（1線、3線），利用可控源大地音頻電磁測深視電阻率反演結果對磁異常進行正演擬合驗證計算，并確定驗證孔位，鉆探結果發(fā)現(xiàn)了隱伏的次火山巖體-安山玢巖。

1 地質背景

上亂泥塘地區(qū)處于六道溝—長白褶皺斷裂帶的西段，區(qū)內(nèi)出露的地層有古元代老嶺群大栗子組千枚巖夾大理巖、青白口紀釣魚臺組變質石英砂巖、三疊紀長白組中酸性火山熔巖及火山碎屑巖，北部和東北部被新生代第三紀船底山組玄武巖小面積覆蓋（圖2）。

上亂泥塘鐵礦的礦石礦物主要有褐鐵礦、磁鐵礦、次為赤鐵礦、菱鐵礦，少量黃鐵礦，礦體產(chǎn)在大栗子組千枚巖夾薄層大理巖中，產(chǎn)狀與圍巖一致，走向NE轉EW，傾向SE或S，傾角38° ～65°左右，礦體最長350 m，最短25 m，其厚度變化較大，厚8.5 m，最薄0.6 m；C+D級儲量223.63萬噸，礦床的成因是沉積變質加后期熱液改造型鐵礦。

圖1　上亂泥塘地區(qū)地面高精度磁測ΔT等值線平面圖Fig.1　ΔT contour plan of ground high precision magnetic survey in Shangluannitang area

圖2　上亂泥塘地區(qū)地質圖Fig.2　Geological map of Shangluannitang area

2　各類巖（礦）石物性特征

采集了工作區(qū)內(nèi)不同類型巖（礦）石物性標本，對各類標本的磁化率（κ）、剩余磁化強度（Jr）和電阻率（ρ） 進行了測定和統(tǒng)計整理（表1）。

由表1可見，古元代老嶺群大栗子組無磁、高電阻率，船底山組玄武巖高磁、高電阻率，安山玢巖高磁、中等電阻率，鐵礦石強磁、中等電阻率，三疊紀長白組弱磁、低電阻率，青白口紀釣魚臺組無磁、中等電阻率。

表1　巖（礦）石物性參數(shù)測定統(tǒng)計表Table 1 Determine statistics table for physical property parameters of rocks (ores)

3　CSAMT法工作方法

供電偶極長1.9 km，發(fā)射頻率7 680～1 Hz，受鴨綠江沿岸地形限制，收發(fā)距1線8.5 km，3線7.6 km，觀測區(qū)域位于供電偶極中心垂線兩側30°范圍內(nèi)，點距50 m。

數(shù)據(jù)預處理使用V8系統(tǒng)專用軟件進行編輯、計算、轉換和各種校正處理，由于測區(qū)背景電阻率較高，100 Hz開始出現(xiàn)過渡帶和近場效應，編輯時將小于100 Hz數(shù)據(jù)去掉，校正處理包括點位偏差校正、靜態(tài)位移校正等。預處理之后，進行反演計算，獲得視電阻率反演斷面圖（圖3、圖4）。

圖3　可控源音頻大地電磁1線視電阻率反演斷面圖Fig.3　Line 1 apparent resistivity inversion section of controllable source audio frequency magnetotelluric

圖4　可控源音頻大地電磁3線視電阻率反演斷面圖Fig.4　Line 3 apparent resistivity inversion section of controllable source audio frequency magnetotelluric

4　成果解釋

從可控源音頻大地電磁視電阻率反演斷面圖（圖3、圖4）可以看出，剖面1線、3線反映出的視電阻率特征相似，

剖面北側地表都有一薄層的低阻層，電阻率小于100 Ωm，是地表淺部土壤、碎集巖石的反應，在地表至地下約200 m左右存在一個高阻層，呈近水平條帶狀，是多個近直立高阻體的組合，1線、3線剖面南端高阻體向下延伸，產(chǎn)狀較陡，向南傾，電阻率最高值16 000 Ωm，推測高阻體是大栗子組地層的反應，大栗子組地層顯示高阻的原因與其中的大理巖夾層有關，并且剖面方向與地層走向交角較大，這也可能是大栗子組地層高阻反應的另一個原因。

在剖面1線、3線中部對應磁異常位置高阻層之下各有2個低阻體，電阻率值小于600 Ωm，最低值250 Ωm，兩條剖面深部的低阻體的頂界面埋深大致相同，形狀相似，低阻體有上寬下窄的特點。對照剖面1線、3線地面磁測異常曲線，1線剖面上的ΔT異常接近1 400 nT，3線剖面上的ΔT異常接近1800 nT，兩條ΔT異常曲線為多峰異?；虔B加異常，梯度變化小，異常寬緩，顯示出深部磁性體的特征，可控源音頻大地電磁反演結果可以看出低阻體的位置與ΔT異常是對應的。

依據(jù)可控源音頻大地電磁視電阻率反演確定的低阻體形態(tài)，利用磁異常反演軟件進行模型正演擬合計算（圖3、圖4），經(jīng)過多次低阻體形態(tài)修改、磁化強度值計算賦值最終達到較好的擬合效果，低阻體磁化強值計算結果為6 100×10-3A/m，頂界面埋深約200 m左右。

通過可控源音頻大地電磁反演及磁異常正演擬合計算，推測磁異常是由存在于大栗子組內(nèi)的低阻體引起的，結合低阻體規(guī)模、形態(tài)特征，推測低阻體是隱伏的侵入巖體，也不排除是大栗子組內(nèi)磁鐵礦的可能性，為了驗證推測結果，在3線上布置了一個鉆孔，鉆探驗證結果顯示，地表至地下206 m巖性為大栗子千枚巖，地下200～500 m是次火山巖-安山玢巖。

4　結論

通過可控源音頻大地電磁（CSAMT）測量及地面磁測資料分析，確定異常C-4是火山機構內(nèi)次火山巖-安山玢巖引起的，不是淺部火山巖異常，異常C-1、C-2是由安山玢巖異常引起。

可控源音頻大地電磁（CSAMT）能夠查明區(qū)內(nèi)不同地質體的空間展布及其地質特征，尤其是在礦產(chǎn)勘查中了解含礦建造空間分布規(guī)律，圈定隱伏或半隱伏巖體等方面有積極的作用；但在背景視電阻率較高地區(qū)，可控源音頻大地電磁的過渡帶和近場影響出現(xiàn)較早，應當根據(jù)勘探深度合理選擇收發(fā)距。

［1］ 湯井田，何繼善.可控源音頻大地電磁法及其應用［M］.武漢：中南大學出版社，2005.

［2］ 李德洪，李 中.文吉林臨江—長白地區(qū)銅鉛鋅礦評價成果報告［R］.吉林省地質礦調(diào)查院，2008.

［3］吉林省地質礦產(chǎn)局.吉林省區(qū)域地質志［M］.北京：地質出版社，1988.

Application of controllable source audio frequency magnetotelluric sounding ( CSAMT) method and surface magnetic fi eld method in searching for deep buried rock mass

SUN Nian-ren， WANG Jun， HUANG Ji-jun
Institute of Geological Survey of Jilin Province， Changchun 130061， Jilin， China

Through comprehensive research of discovered magnetic anomaly in 1：50 000 ground magnetic survey in north side of Shangluannitang iron mine in Linjiang City， Jilin Province， and using apparent resistivity inversion results of controllable source audio frequency magnetotelluric sounding （CSAMT）， to proceed verifi cation calculation of magnetic anomaly forward modeling.The magnetic anomaly caused by the occurrence of the magnetic bodies are determined，which guiding drilling test， underground buried subvolcanic rock mass were found， and good application effect of controllable source audio frequency magnetotelluric sounding （CSAMT） method is obtained.

magnetic anomaly； CSAMT； apparent resistivity inversion； magnetic anomaly forward modeling； buried rock mass

P631.3+25

A

1001—2427（2015）04 - 95 -4

2015-10-08；

2015-12-20

孫念仁（1967—），男，山東安丘人，吉林省地質調(diào)查院高級工程師.