淺析CSAMT在金屬礦產(chǎn)勘探中的應(yīng)用

張潤(rùn)暉

（甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，甘肅 天水 741020）

CSAMT技術(shù)作為一種金屬礦產(chǎn)勘探中的常見(jiàn)方法，可以在金屬礦區(qū)對(duì)多種金屬礦進(jìn)行勘查，根據(jù)金屬礦產(chǎn)所在地的實(shí)際情況，結(jié)合不同礦產(chǎn)的磁性差異，從而實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)資源的勘探目標(biāo)，還可以結(jié)合不同電磁反應(yīng)情況分析礦產(chǎn)形成原因、資源所在地結(jié)構(gòu)的共通特征，輔助礦產(chǎn)資源勘探與開(kāi)發(fā)。結(jié)合CSAMT在金屬礦產(chǎn)勘探中的實(shí)際應(yīng)用情況來(lái)看，該項(xiàng)技術(shù)具有精度高、效率高、操作便捷等優(yōu)勢(shì)，勘探效果十分顯著。

1 什么是CSAMT技術(shù)

CSAMT（音頻大地電磁法）是利用不同巖石的電導(dǎo)率差異觀測(cè)一次場(chǎng)電位和磁場(chǎng)強(qiáng)度變化的一項(xiàng)電磁勘探技術(shù)。在實(shí)際應(yīng)用中，由于不同頻率的場(chǎng)在地層中傳播深度差異，所以頻率和反應(yīng)深度之間會(huì)形成一個(gè)數(shù)字關(guān)系，由于不同電導(dǎo)率巖石在電流流過(guò)當(dāng)中所生成的磁場(chǎng)、電位不同，所以根據(jù)最終所獲得的數(shù)據(jù)，即可得到巖層特性，分析金屬礦產(chǎn)種類與結(jié)構(gòu)。

2 CSAMT在金屬礦產(chǎn)勘探中的應(yīng)用

2.1 采集數(shù)據(jù)、生成模型

在CSAMT技術(shù)應(yīng)用當(dāng)中，需要先構(gòu)建模型，將地面當(dāng)作一個(gè)水平面，這是因?yàn)槿藶楫a(chǎn)生的電磁場(chǎng)是平行于地面的，這就要積極采用正交分解手段，將把電磁場(chǎng)所獲得的數(shù)據(jù)分為四個(gè)單位數(shù)據(jù)，即Ex、Hy、Hx、Ey。相互正交電場(chǎng)、磁場(chǎng)所獲得的數(shù)據(jù)不同，這些帶有差異性數(shù)據(jù)可以作為介質(zhì)電阻率值。CSAMT之所以可以實(shí)現(xiàn)深度勘探，和電阻率、功率有著直接聯(lián)系，也就是電阻率增加、頻率降低，則勘探方向就越大、探測(cè)深度越高，從而獲得更多的數(shù)據(jù)信息。

通過(guò)公式推導(dǎo)出電阻率之后，需要進(jìn)一步計(jì)算出相位值。采用分測(cè)線反向推演勘探地層的二維平面圖，再結(jié)合整個(gè)礦產(chǎn)工程的剖面圖。將這些圖紙進(jìn)行橫向、縱向拼接，即可得到一幅礦產(chǎn)層下的3D圖形。

2.2 特殊情況處理

在CSAMT技術(shù)實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中可能會(huì)產(chǎn)生一些異常狀況，所得到的數(shù)據(jù)也會(huì)產(chǎn)生一定偏差，受到各種因素影響，出現(xiàn)偏差問(wèn)題必不可免，只要將偏差控制在指定范圍內(nèi)都是允許的。造成勘探異常的因素是由于地層結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜，而工作人員在勘查中，只對(duì)幾個(gè)重要參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，但其他影響因素也會(huì)出現(xiàn)一定作用性，從而產(chǎn)生偏差問(wèn)題。由于最終所提出的圖紙缺乏連續(xù)性，3D模型中一部分是憑借勘查人員工作經(jīng)驗(yàn)、專業(yè)知識(shí)所提出的數(shù)據(jù)，因此可能出現(xiàn)一些異常情況。在實(shí)際勘探中，部分異常情況往往會(huì)成為關(guān)鍵點(diǎn)，如采空區(qū)產(chǎn)生了充水情況，產(chǎn)生這一問(wèn)題很有可能是因?yàn)樽⑺?。由于地下巖層破碎，不同巖石之間會(huì)產(chǎn)生縫隙問(wèn)題，地下水通過(guò)這些縫隙不斷的擠壓、流動(dòng)，一旦遇到采空區(qū)，則會(huì)將流動(dòng)的水聚集到一起，從而出現(xiàn)采空區(qū)充水問(wèn)題。

如果是礦產(chǎn)檢測(cè)中出現(xiàn)了異常問(wèn)題，則勘探人員需要縮小比例尺，將結(jié)構(gòu)圖縮小，并標(biāo)注出現(xiàn)異常情況的部位，并派專人到異常地點(diǎn)進(jìn)行檢查，采用梯裝置覆蓋，建議在測(cè)量中采取單路供電形式，其他線路用戶接收信號(hào)。該方法可以在短時(shí)間內(nèi)找出異常情況發(fā)生點(diǎn)，同時(shí)確定異常點(diǎn)周圍的情況，進(jìn)而為后續(xù)決策提供數(shù)據(jù)信息。在實(shí)際測(cè)量當(dāng)中，充分利用電偶極，根據(jù)不同位置所接受的電磁信號(hào)，繪制出地下層結(jié)構(gòu)圖形，如采空區(qū)結(jié)構(gòu)、深淺、大小等。

3 CSAMT技術(shù)在礦產(chǎn)勘探中的應(yīng)用實(shí)例

本文以新疆哈密市南東122°方向116km處的一座銅鎳礦區(qū)工程為案例，礦區(qū)以及周邊礦產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)，主要以銅鎳礦為主。礦區(qū)內(nèi)部某山銅鎳礦經(jīng)過(guò)多年開(kāi)采，同時(shí)構(gòu)建了與之配套的采礦加工廠。為了能夠探索礦區(qū)深度礦產(chǎn)資源，在2014年對(duì)銅鎳礦區(qū)東側(cè)P-44和P-52位置布設(shè)兩條CSAMT勘測(cè)剖面并在實(shí)際勘探當(dāng)中也取得了不錯(cuò)的成效。

3.1 P-44剖面

勘探線兩側(cè)巖體與周邊地層呈現(xiàn)出了“高阻-低重”的異常情況，同時(shí)中部位置的基性-超基性巖體呈現(xiàn)出“高低阻過(guò)渡-高重力”異常等情況。主構(gòu)造界面從北翼接觸帶逐漸向東南148°位置延伸，傾斜角度為45°，整體結(jié)構(gòu)形態(tài)為上部陡下部緩。剖面南側(cè)出現(xiàn)了高阻異常，阻力為300-1800Ω·m，剖面中部位置出現(xiàn)了低阻異常以及重磁異常。剖面南側(cè)出現(xiàn)了2000Ω·m的高阻，多為凝灰?guī)r引發(fā)的結(jié)果。在勘探完畢之后布設(shè)了鉆孔，電阻率斷面圖鉆孔部位整體電阻呈現(xiàn)為上高下低的情況。采用了CSAMT二維反演技術(shù)，檢測(cè)出電阻率波動(dòng)較大，細(xì)節(jié)部位顯示異常。目前已經(jīng)掌握了礦體部位對(duì)應(yīng)物探高重、高磁、高極化率、高低阻過(guò)渡位置，進(jìn)而推導(dǎo)出主構(gòu)造線位置、下盤存在著輝橄巖，而巖體上下盤部位中低阻區(qū)域成礦潛力非常大。

3.2 P-52剖面

P-52和P44整體趨勢(shì)一致，在CSAMT斷面圖當(dāng)中，結(jié)構(gòu)也與P-44類似。在剖面圖南部，電阻率為500Ω·m處產(chǎn)生了中阻異常情況，異常情況主要是花崗巖造成的結(jié)果，花崗巖上盤是低阻帶，由北部向南部?jī)A斜。剖面圖底部存在著低阻帶異常，電阻率低于50Ω·m，主要是因?yàn)槠扑楹畬?、含碳巖層造成的結(jié)果。在剖面中部偏北方向出現(xiàn)了高阻異常情況，電阻率為300m～1800Ω·m。對(duì)巖層進(jìn)行初步鉆探驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)250-690m為閃輝長(zhǎng)巖、710m～770m為角閃輝石巖，所獲得最終參數(shù)和CSAMT探測(cè)參數(shù)保持一致；而770m以下深度為單輝橄欖巖，電阻率在100～200Ω·m之間，基本與CSAMT探測(cè)結(jié)果吻合；840m～1180m深度存在著低阻、重磁的異常情況，推測(cè)是輝橄巖和蝕變輝長(zhǎng)巖造成的結(jié)果。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在金屬礦產(chǎn)勘探當(dāng)中，采用CSAMT技術(shù)能夠有效獲取礦層深部的電性特征，從而有效的反映礦體產(chǎn)狀、深埋、走勢(shì)、范圍等，為后續(xù)開(kāi)發(fā)工作提供了有力依據(jù)。如今CSAMT技術(shù)已經(jīng)成為了金屬礦產(chǎn)勘探中的重要手段，但是CSAMT也會(huì)受到地電條件、電磁干擾、非平面波效應(yīng)、靜態(tài)效應(yīng)、陰影效應(yīng)等影響，在實(shí)際應(yīng)用中還存在著一定局限，因此需要正確的選擇勘探技術(shù)才可以更好的為地質(zhì)找礦提供依據(jù)。