試用CSAMT法開展興安盟地區尋找隱伏煤田的可行性

一、興安盟地區煤系發育特征

1.區域地質背景。興安盟地處內蒙古自治區東部，位于大興安嶺山脈主脊及東坡。區域上受中生代帶以來太平洋板塊俯沖作用的影響，在北北東或東西向斷裂構造的控制下，在火山巖噴發的間隙期形成了一系列北北東向分布的早中侏羅世含煤盆地。其中，早侏羅世，只有部分地區接受了一套紅色粗碎屑巖沉積，現稱為紅旗組。中侏羅世，小型斷陷及山間盆地形成，發育了一套雜色碎屑巖含煤建造，稱萬寶組，巖性為凝灰質砂巖、粉砂巖、碳質泥巖夾煤層，根據牤牛海煤田資料總厚大于860m。一般含有4個煤組，1、2、3、煤組均有較好的可采煤層，但厚度變化較大。晚侏羅世至白堊世初期，本區火山活動頻頻繁，形成了一套火山巖沉積建造，至第三紀末沿活動斷裂有玄武巖噴溢。興安盟地區整體成煤環境復雜，勘查難度較大，但仍有希望在找煤方面會有較大的突破。

2.巖石物性特征。興安盟地區巖石電阻率大致分為高、中、低三類，高阻巖性為華力西燕山期的侵入巖、第三系玄武巖，其電阻率大于2000Ω·m，中高阻地層為奧陶、石炭系的鹽酸鹽巖及碎屑巖電阻率在500～2000Ω·m之間，低阻地層為含煤地層，電阻率一般小于500Ω·m，最低時只有幾十Ω·m。根據牤牛海煤田工作情況及經驗，侏羅系中統煤系含煤段巖性基本為砂巖、泥巖及凝灰巖等，電阻率值較低，一般在80～110Ω.m，它們的電性基本一致，變化范圍小且較穩定，可做為電性地質分層用。煤系下部礫巖段電阻率值相對較高，約在135～230Ω.m，可做為煤系地層的標志層。由于主要含煤地層是中、晚侏羅燕山期火山侵入間歇期的沉積巖，沉積巖和火山巖電性差異明顯，可以考慮用物探方法來查找含煤標志性地層。

二、找煤方法的選擇

(1)二維地震。煤田勘探有效的地球物理手段一般是做淺層二維地震，再經鉆探驗證，由于興安盟地區這種特殊的火山巖多次溢流間歇期的成煤情況，煤層不是規則的層狀介質，彈性界面不規則，增加了反演難度，圍巖與煤層之間接觸關系復雜，用完全正常的層狀彈性介質模型不能正確反演煤層彈性界面，經野外試驗二維地震反演效果不佳。(2)普通視電阻率法。因勘查深度淺，分辨低，容易受上覆高阻層(如玄武巖、紅層等)屏蔽，該方法曾被內蒙地礦115隊在該區使用，但效果不佳。(3)所以我們選擇CSAMT法較好的解決這個問題。CSAMT法是一種適用于當地特點的最佳方法，且現在已有成功經驗借鑒。

三、CSAMT法簡介

CSAMT法，是近十幾年來被廣泛采用的一種新的找礦方法。該方法基于電磁波傳播理論和麥克斯韋方程組導出的水平電偶極源在地面的電磁場公式:

由上式可見，當地表電阻率固定時，電磁波傳播深度與頻率成反比，高頻時，探測深度淺，低頻時探測深度深，同時可以看到地層電阻率越高趨膚深度越大。要解決的火成巖下含煤正是高阻介質下賦存低阻煤層的問題，可以考慮用這一方法來解決。興安盟地區在前期工作的基礎上已經確定有小型山間盆地與斷陷盆地，除牤牛海地區有可采煤層發現外，其余的預測含煤盆地均沒有大的突破。由于CSAMT是電阻率測深具有不受高阻層屏蔽，對低阻層分辨靈敏度較高，探測深度大、快捷。CSAMT法能有效的探測盆地基底的起伏、埋深，地層結構及分布特征，追蹤構造的展布方向和空間延伸。在地震方法難以取得可靠信號的地區是一種重要的補充或替代手段，而且在其它地區的火山巖下找煤取得良好效果，值得我們借鑒。