CSAMT法在深部找礦中的應(yīng)用

胡雪玲，孟江，周衛(wèi)東，嚴(yán)珊珊

(1.河南省航空物探遙感中心，鄭州　450053；2. 河南省地礦局第二地質(zhì)環(huán)境調(diào)查院，鄭州　450053)

CSAMT法在深部找礦中的應(yīng)用

胡雪玲1，孟江2，周衛(wèi)東1，嚴(yán)珊珊2

(1.河南省航空物探遙感中心，鄭州450053；2. 河南省地礦局第二地質(zhì)環(huán)境調(diào)查院，鄭州450053)

摘要：：CSAMT(可控源音頻大地電磁測(cè)深)法以其探測(cè)深度大、分辨能力強(qiáng)等特點(diǎn)廣泛應(yīng)用于金屬礦產(chǎn)勘查，并取得常規(guī)電法所無(wú)法比擬的勘查效果，可圈定出礦體的空間賦存位置、規(guī)模大小。在商丘東芒山一帶深部磁鐵礦勘查工作，CSAMT法取得了良好的應(yīng)用效果。作者通過(guò)對(duì)該礦區(qū)數(shù)據(jù)資料的處理和異常分析，推斷出礦體深部富集區(qū)的位置、埋深和范圍；并通過(guò)鉆孔驗(yàn)證，體現(xiàn)了CSAMT法在攻深找盲中的應(yīng)用有效性。

關(guān)鍵詞：CSAMT；深部找礦；物探；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：P631.32

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-282X(2015)06-0021-03

收稿日期：2015-07-06

作者簡(jiǎn)介：胡雪玲(1963-)，女，2013年畢業(yè)于中國(guó)地質(zhì)大學(xué)，工程師，現(xiàn)主要從事金屬礦地質(zhì)勘探研究工作，Tel：13592631427，E-mail: 2818403913@qq.com。

Abstract：Because of the deeper probing capacity and higher resolution ratio, CSAMT (controlled source audio frequency magneto telluric sounding) method is widely used in mineral exploration with better prospecting effect than made by conventional method, can delineate the ore location and size. The CSAMT method obtains a good application effect in the deep magnetite exploration at East Mang hill of Shangqiu. Through the processing and analysis of abnormal data of the mining area, the authors concluded the location, depth and scope of deep deposit concentration area which were verified by drilling.

測(cè)區(qū)位于河南省商丘東芒山一帶，分布有韓道口——芒山重力高，該重力高推測(cè)應(yīng)是太古界太華群含鐵變質(zhì)巖系引起，重力異常與磁異?；境蕦?duì)應(yīng)關(guān)系，推測(cè)是由同一地質(zhì)體引起，說(shuō)明本區(qū)太古界變質(zhì)巖分布較淺，形成了較高的重磁異常值。上述異常特征為本次找沉積變質(zhì)型磁鐵礦奠定了基礎(chǔ)。

1地質(zhì)條件

1.1　地層

礦區(qū)大面積出露的地層有古生界泥盆系下統(tǒng)敖包亭渾迪組(D1ob)，余者為分布于洼地的第四系湖積及風(fēng)成砂土(Q4)。

1.2　構(gòu)造

在礦區(qū)中部?jī)H見(jiàn)有一走向北西的平推斷層，斷距為120m。

1.3　巖漿巖

礦區(qū)主要出露華力西期侵入的基性-超基性巖、白云母花崗巖、安山玢巖，呈巖株產(chǎn)出。另見(jiàn)石英斑巖、石英脈等巖脈。礦區(qū)構(gòu)造不發(fā)育。含礦母巖為華力西期基性-超基性巖體，呈帶狀沿哈拉圖廟背斜北翼裂隙侵入泥盆系下統(tǒng)敖包亭渾迪組的下部地層中。巖體的展布方向與地層基本一致。

2地球物理特征

通過(guò)對(duì)礦區(qū)巖(礦)石標(biāo)本的電物性測(cè)定，基本上反映了測(cè)區(qū)巖(礦)石的電物性特征(表1)。

表1　礦區(qū)巖(礦)石標(biāo)本電性參數(shù)統(tǒng)計(jì)表

測(cè)區(qū)巖石視極化率背景值為0%～2.72%，平均值為1.2%；其視電阻率背景值為在10～10000Ω·m，平均值為3000Ω·m。磁鐵礦視極化率為10%～50%，平均值為28%；其電阻率為在120～190Ω·m，平均值為150Ω·m。由上述礦石類型及礦物成分分析，深部磁鐵礦產(chǎn)生較強(qiáng)的低阻異常。由此可見(jiàn), 深部磁鐵礦石與礦區(qū)其他巖石相比具有“低阻高極化特征”，這就為利用CSAMT法深部找礦提供了物性前提。

3工作布置

測(cè)區(qū)設(shè)計(jì)CSAMT測(cè)線8條，總長(zhǎng)約48.4km，共設(shè)計(jì)物理點(diǎn)950個(gè)，點(diǎn)距50m。供電極距2km，收發(fā)距8km。測(cè)量采用多道排列方式，每個(gè)排列為6個(gè)電道(Ex)，一個(gè)磁道(Hy)；頻率范圍從1～7680Hz。同時(shí)也設(shè)計(jì)了大比例尺的高精度磁法與重力測(cè)量工作。

4資料處理與成果解釋

4.1　資料處理

(1)曲線圓滑：對(duì)測(cè)點(diǎn)中偏離大、明顯畸變的數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑，主要采用多點(diǎn)圓滑濾波處理。

(2)近場(chǎng)校正：進(jìn)行了近場(chǎng)影響分析，對(duì)有近場(chǎng)附加效應(yīng)的曲線進(jìn)行了近場(chǎng)校正。

(3)靜態(tài)位移校正：在CSAMT勘探中，地下表層不均勻體表面積累電荷能使電場(chǎng)數(shù)據(jù)上下位移，因而視電阻率曲線也沿縱軸發(fā)生上下位移，這種現(xiàn)象稱為靜態(tài)位移。本區(qū)地形較平坦，地形影響較小，不考慮地形引起的靜態(tài)位移。靜態(tài)位移的判斷方法，我們是觀測(cè)整條剖面上各測(cè)點(diǎn)卡尼亞電阻率-頻率測(cè)深曲線的高頻端曲線，結(jié)合野外地層出露來(lái)判斷是否要進(jìn)行靜態(tài)位移較正。

(4)本次CSAMT數(shù)據(jù)處理采用的是成都理工大學(xué)編寫的與V8多功能電法儀相配套的MTSoft2D軟件包，進(jìn)行一維模型的建立和二維模型反演。

(5)結(jié)合地質(zhì)資料對(duì)二維反演結(jié)果進(jìn)行了解釋推斷。

4.2　異常分析

圖1綜合圖顯示，由磁法剖面定量正演計(jì)算擬合圖可以看出：南端磁性體淺部500m左右存在有較小的輝長(zhǎng)巖磁性體，引起局部高異常。剖面磁性體埋藏較深約1300～2200m。

圖1　9線物探綜合推斷解釋剖面圖

重力剖面位于北西-南東大型斷裂帶北側(cè)隆起地層， 左側(cè)第一個(gè)重力高由輝長(zhǎng)巖體引起，其余重力異常高低由基巖面起伏和太古界地層變質(zhì)巖系引起。

CSAMT二維反演視電阻率斷面，新生界覆蓋厚度較薄，從南往北逐漸變厚，基本在200m左右。中生界、古生界地層沉積穩(wěn)定，測(cè)線范圍內(nèi)未見(jiàn)明顯斷裂構(gòu)造反映。太古界地層埋深變化較大，具體表現(xiàn)為樁號(hào)0～1500(南部)埋深較淺，700m左右；樁號(hào)1501～4300(中部)起伏較大，埋深在1200～1300m；樁號(hào)4301～6300(北部)偏深，埋深在1500m左右。

4.3　推斷解釋

綜合圖顯示，根據(jù)重力密度層和可控源電性層推測(cè)新生界覆蓋層約厚180m，為黏土、泥巖與砂巖互層；古生界厚度約為600m，為泥巖夾砂巖、灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r；太古界南部較深約在800m，北部最淺的約600m，為含磁鐵礦層條帶狀榴閃二輝斜長(zhǎng)片麻巖、榴黑角閃斜長(zhǎng)片麻巖、榴輝角閃斜長(zhǎng)片麻巖。

依據(jù)重力高、磁異常高和低阻的反映，可以在成礦有利位置9線樁號(hào)3200m處布置一鉆孔ZK201-1進(jìn)行驗(yàn)證。推測(cè)磁性體埋深約在1500m，所以設(shè)計(jì)孔深為1700m穿過(guò)磁性體下部。

4.4　鉆孔驗(yàn)證

對(duì)9線樁號(hào)3200m處布置一鉆孔ZK201-1進(jìn)行驗(yàn)證。從鉆探測(cè)井得知1400m左右見(jiàn)總厚19m(10多層)磁鐵礦，磁鐵含量15%～25%。其他低阻異常有待進(jìn)一步驗(yàn)證。

圖2　9線驗(yàn)證鉆孔地質(zhì)剖面圖

5結(jié)論與建議

(1)綜合9線解釋結(jié)果及ZK201-1的驗(yàn)證情況，說(shuō)明解釋成果值得信賴，CSAMT方法在深部找礦中有一定的效果。

(2)建議加大深部低阻體驗(yàn)證范圍，為在豫東找礦打好基礎(chǔ)。及時(shí)反饋驗(yàn)證信息，以便加深對(duì)資料的認(rèn)識(shí)與理解，使得解釋結(jié)果更加科學(xué)與準(zhǔn)確。

參考文獻(xiàn)：

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[3]石昆法. 可控源音頻大地電磁法理論與應(yīng)用[J].北京：科學(xué)出版社, 1999.

[4]王若, 王妙月. 可控源音頻大地電磁數(shù)據(jù)的反演方法[J]. 地球物理學(xué)新進(jìn)展, 2003(2).

The Application of CSAMT Method in Deep Prospecting

HU Xueling1, MENG Jiang2, ZHOU Weidong1, YAN Shanshan2

(1. Henan Aero Geophysical Survey and Remote Sensing Center，Zhengzhou 450053，China；

2. NO.2 Institute of Geo-Environment Survey of Henan, Zhengzhou 450053, China)

Key Words：CSAMT; deep prospecting; geophysical prospecting; application