可控源音頻大地電磁法（CSAMT）在壩西銅礦的應(yīng)用效果

侯明利 王斯林

摘要：壩西銅礦位新疆伊吾縣瓊河壩地區(qū)中部，是新疆地礦局物化探大隊(duì)2013年度所發(fā)現(xiàn)，由于其前人工作程度不高，并且礦區(qū)地表巖性出露較少，工作一度陷入僵局。本次引入可控源音頻大地電磁法（CSAMT）測(cè)深工作，目的是為了了解礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造規(guī)模及礦體的空間展布特征，為下一步工作提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：CSAMT； AMT ； 勘探深度大 ； 電阻率 ； 礦產(chǎn) ； 應(yīng)用效果

1、方法介紹

可控源音頻大地電磁法（CSAMT）是在音頻大地電磁法（AMT）的基礎(chǔ)上發(fā)展出來(lái)的一種使用人工場(chǎng)源的大地電磁法，由于是人工場(chǎng)源，抗干擾性強(qiáng)，彌補(bǔ)了AMT數(shù)據(jù)在5000～1000Hz范圍內(nèi)的“死頻”現(xiàn)象。而現(xiàn)在的物探儀器大部分都可以觀測(cè)到10000Hz到1Hz的頻率信號(hào)，所以其具有勘探深度大的優(yōu)點(diǎn)，所以近年來(lái)受到越來(lái)越多的推廣。

2、理論基礎(chǔ)

當(dāng)觀測(cè)點(diǎn)到場(chǎng)源的距離足夠遠(yuǎn)（一般要求大于三倍或五倍趨膚深度）時(shí)，觀測(cè)點(diǎn)附近的電磁場(chǎng)可以看成垂直入射的平面波，即遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)。根據(jù)電磁波傳播理論和麥克斯韋方程組[1]可以導(dǎo)出沿水平方向上的電場(chǎng)Ex和磁場(chǎng)Hx與視電阻ρs的關(guān)系。

ρs=|Ex|25f|Hy|2（f為頻率）

根據(jù)電磁波的趨膚深度理論可知：

H=356ρ/f（H為趨膚深度）

若要滿足測(cè)區(qū)在遠(yuǎn)場(chǎng)，那么收發(fā)距R要滿足：

R≧6～8H

由以上公式可知，CSAMT探測(cè)深度跟頻率呈負(fù)相關(guān)，與當(dāng)?shù)乇尘半娮杪食收嚓P(guān)，我們要根據(jù)野外實(shí)際地質(zhì)情況，來(lái)選擇合適的收發(fā)距，在保證正數(shù)據(jù)質(zhì)量的情況下，不過(guò)早的進(jìn)入近場(chǎng)[2]，以保證我們的勘探深度。

3、工作裝置

本次工作采用赤道裝置TM模式進(jìn)行測(cè)量，具體參數(shù)設(shè)置如下：

①發(fā)距設(shè)置：為了達(dá)到遠(yuǎn)區(qū)平面電磁波接收條件，本次工作對(duì)收發(fā)距的選取進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，最終定為12KM，所測(cè)數(shù)據(jù)顯示：所有頻點(diǎn)均可使用。②頻率設(shè)置：加大頻點(diǎn)密度可以最大限度的提高縱向分辨率及獲得較大的勘探深度，本次工作頻率范圍設(shè)置為8533～15Hz，共計(jì)45個(gè)頻點(diǎn)。③觀測(cè)時(shí)間：本次工作單頻點(diǎn)的觀測(cè)時(shí)間為40秒，單個(gè)排列觀測(cè)時(shí)間為30分鐘。④發(fā)射偶極距：為了提高信噪比，在電流確定的情況下，AB偶極距選擇3km。

4、工區(qū)地質(zhì)背景

壩西銅礦出露地層為中泥盆統(tǒng)北塔山組，呈殘留島弧狀環(huán)帶分布，巖性為晶屑巖屑凝灰?guī)r，安山巖，具角巖化、綠泥石化、綠簾石化蝕變。礦區(qū)侵入巖為一套鈣堿性的中-酸性閃長(zhǎng)巖組合，主要為黑云母花崗閃長(zhǎng)巖、石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖、絹云母化化石英閃長(zhǎng)巖、硅化角巖化細(xì)粒閃長(zhǎng)巖，巖體侵位于中泥盆統(tǒng)北塔山組地層中，銅礦化主要賦存于石英閃長(zhǎng)巖中。

5、工區(qū)巖（礦）石物性特征

由表1可知，工區(qū)巖（礦）石電阻率整體較高，孔雀石化蝕變石英閃長(zhǎng)巖的電阻率在該工區(qū)主要表現(xiàn)為相對(duì)高極化、中高阻特性，所以結(jié)合激電異常尋找高極化、中高阻異常在本區(qū)后期的找礦方向具有一定的指導(dǎo)性意義。

6、成果的初步解釋

該剖面近地表的低阻異常主要為該區(qū)風(fēng)化殘坡積、第四系覆蓋等的電性反映。深部則表現(xiàn)為不同形態(tài)的高阻異常，以中央大斷裂為界，該線主要可分為以下三個(gè)高阻異常區(qū)。

1、100-184點(diǎn)

該區(qū)域主要表現(xiàn)為高阻異常，局部高阻異常可達(dá)20000歐姆米，由南至北主要分為三個(gè)次級(jí)高阻異常：

①104點(diǎn)為中心的高阻異常，該異常呈橢圓形，近直立，阻值范圍為1500-5000歐姆米，主要由南部花崗巖引起，對(duì)比AMT測(cè)深資料可知該異常埋深較淺，深部主要為花崗閃長(zhǎng)巖體。

②以128點(diǎn)為中心的高阻異常，該異常呈橢圓形，異常近80度北傾，異常中心埋深近140米左右，阻值范圍為2500-20000歐姆米，主要有近地表的二長(zhǎng)花崗巖引起，該二長(zhǎng)花崗巖體300米以下，則主要為花崗閃長(zhǎng)巖體組成。由實(shí)際情況可知該區(qū)136-148點(diǎn)即二長(zhǎng)花崗巖與花崗閃長(zhǎng)巖接觸部位有銅礦體出露，所以建議對(duì)該二長(zhǎng)花崗巖體底部接觸部位進(jìn)行驗(yàn)證。

③以172點(diǎn)為中心的高阻異常，該異常呈橢圓形，傾向近直立，向下有一定的延伸性，阻值范圍最高可達(dá)30000歐姆米，主要由花崗閃長(zhǎng)巖體引起。該花崗閃長(zhǎng)巖體與南部二長(zhǎng)花崗巖體接觸部位為本區(qū)成礦有利部位。

2、192-232點(diǎn)

該區(qū)域主要表現(xiàn)為中間的中高阻異常和兩側(cè)的低阻異常，兩側(cè)的低阻異常則為斷裂引起，即本區(qū)F2、F5斷裂。該區(qū)中高阻異常埋深近160米，最深處埋深400米，阻值范圍為2500-10000歐姆米，主要為次生石英巖引起，400米以下推測(cè)為斷裂充水。

3、236-312點(diǎn)

該區(qū)域主要表現(xiàn)為高阻異常，異常形態(tài)完整，阻值范圍最高可達(dá)40000歐姆米主要為花崗山巖體與閃長(zhǎng)巖體所引起。高阻異常體上間或有斷裂帶引起的低阻異常貫穿。

7、結(jié)論

1、通過(guò)本次CSAMT測(cè)深可知該區(qū)的高阻異常主要有花崗閃長(zhǎng)巖、安山巖、二長(zhǎng)花崗巖引起，低阻異常主要為礦體、礦化蝕變帶、斷裂沖水等因素引起。

2、該區(qū)礦致異常附近都出現(xiàn)在花崗閃長(zhǎng)巖體接觸部位，所以相對(duì)高阻、高極化異常體應(yīng)為本區(qū)工作重點(diǎn)突破口。

3、AMT測(cè)深工作在該區(qū)與CSAMT相互對(duì)應(yīng)的結(jié)果，并且AMT在縱向分辨率上彌補(bǔ)了CSAMT測(cè)深工作的不足，CSAMT多種方法聯(lián)合反演對(duì)認(rèn)識(shí)工區(qū)構(gòu)造有一定的積極作用。

參考文獻(xiàn)∶

[1]張勝業(yè)、潘玉玲.應(yīng)用地球物理學(xué) 武漢 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社[M]，2009.

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[3]屈栓柱，徐敏山.新疆伊吾縣瓊河壩地區(qū)1：5萬(wàn)綜合物探普查工作報(bào)告[R].新疆地礦局物化探大隊(duì)，2011