CSAMT在隱伏金屬礦勘查中的應用研究

劉鴻福

（太原理工大學 礦業工程學院，太原 030024)

隨著社會的發展，資源的消耗越來越快，特別是作為不可再生資源的礦產資源。開展深部隱伏礦勘探工作是實現找礦重大突破的有效途徑［1-2］。對于緩解資源壓力和找礦理論發展均具有十分重要的意義。眾多的成功找礦實例說明礦床外圍和深部具備很大的找礦潛力［3-4］。因此進行深部找礦關鍵技術的研究是現代社會的共識。隨著理論的進步及儀器精度的提高，進行大深度找礦已經越來越現實［5］。可控源音頻大地電磁測深（Controlled Source Audio-frequency Magneto-tellurics，簡稱CSAMT)法是一種人工源電磁法，由于它具有勘探深度大、分辨能力強、觀測效率高等特點成為研究深部地質構造和尋找隱伏礦的有效手段［6-8］。該方法最早多用于水資源勘查和地熱勘查［9-10］。現在CSAMT已在鋁、銅、金、銀、鉛鋅、鈾等隱伏金屬礦勘探礦產勘查中得到廣泛的應用［11］。

本文研究了CSAMT法在江（浙江江山)-紹（浙江紹興)拼合帶江山四都鎮高塘礦區隱伏銅多金屬礦勘查中的應用，經過對數據的靜態矯正、地形矯正、1D、2D反演處理之后［12-13］，推斷出了地下隱伏巖體的分布范圍及斷層的位置，最終圈定了有利成礦帶的位置，經過鉆孔驗證，吻合較好，取得了較好的地質成果。為浙江省內江山-紹興拼合帶南西段地質找礦工作帶來了新的前景和希望，在區域金屬礦勘查工作中取得了重大成果和進展。

1 研究區概況

研究區位于欽杭成礦帶東段，浙西地區，靠近金（華)-衢（州)盆地西部邊緣，位于江-紹拼合帶、航埠-玉山斷褶束及航埠-江山大斷裂帶上，區域形態為一個北東-南西向的斷陷盆地，成礦地質條件優越。該區屬低山丘陵地帶，海拔標高100～489m，相對高差一般在200m左右，水系發育，水源充沛。

礦區地表覆土掩蓋廣泛，露頭少且風化深，零星露頭均蝕變強烈，巖性難以辨別，槽井探工程施工效果差，很難達到地質目的，因此提出根據物探測量反映出的異常情況進行深部鉆探驗證的思路，以期在深部找到有工業價值的金屬礦體。

1.1 地質概況

在構造位置上，研究區位于大陸板塊鈣堿性巖漿活動強烈的江南古島弧及江山-紹興深大斷裂北西側附近的次級斷裂帶中，這些次級斷裂大多呈NE-SW走向，另外本區還處于航埠-赤山背斜的南西段。研究區出露的地層主要為元古界前震旦系上墅組，是一套陸相中基性-中酸性火山-沉積巖系，主要巖性為蝕變凝灰巖、蝕變含礫凝灰巖、蝕變英安玢巖、蝕變安山玢巖、蝕變熔結凝灰巖等。在巖漿巖方面，研究區為鈣堿性系列的小型中性及中酸性復式巖體，巖石類型多為蝕變石英閃長巖、蝕變閃長巖等，巖體形態為巖枝、巖株狀，沿NE-SW向主構造走向侵入于四都-華墅一帶上墅組火山巖地層中。

1.2 地球物理特征

礦區內巖礦石電性參數如表1所示：礦石和圍巖的視電阻率和視充電率上都具有較大的差異，一般礦石的視電阻率為幾十到幾百Ω·m，而其它圍巖的視電阻率一般為幾千Ω·m；礦石的視充電率一般都大于圍巖的視充電率。因此上墅組凝灰巖一般呈高電阻率、低充電率特征，而礦化帶一般呈較低的電阻率和較高的充電率特征，因此在研究區內開展CSAMT法及IP測深法找礦工作，具備充分的地球物理前提。

表1 巖石標本電性統計表

2 CSAMT法工作參數

圖1 工作面布置示意圖

本次物探工作采用的儀器是由美國ZONGE公司研制生產的GDP-32Ⅱ多功能電法測量系統，根據現場工作條件及技術要求，在勘探區總共布置了3條近似平行的勘探線，每條測線長1000m（圖1)，由于勘探區地形起伏較大，植被茂密，多有泉水出露，給施工造成了很大的困難。CSAMT每條測線長1000m，點距為20m，供電偶極＝1200m，接收偶極＝50m，收發距7200m，供電頻率f＝（n＝1，…，28)，供電電流一般為10A，高頻時（f≥2882Hz)供電電流為4.5A。

3 資料處理結果

首先剔除受干擾影響較大的數據，然后進行靜態矯正、地形矯正等處理之后，采用SCS2D反演軟件對原始數據進行一維、二維反演，生成需要的卡尼亞電阻率擬斷面圖，阻抗相位擬斷面圖等成果圖件，根據這些圖件，結合地質資料進行數據的解譯。

圖2 勘探區1線反演視電阻率及地質斷面剖面圖

圖3 勘探區1線聯合反演視相位斷面圖

從1線卡尼亞電阻率擬斷面圖（圖2)及阻抗視相位擬斷面圖（圖3)可以看出，在剖面線120，400，560m處卡尼亞電阻率等值線發生了畸變，并且呈現出同步扭曲的特征，推斷是由斷層引起，分別編號為F4（已知斷層)、F5和F6斷層。在斷面標高100 m附近水平距離160～280m，380～560m以及640～920m處出現了高電阻率特征，推斷是由地下高阻巖體引起的。在水平距離160～540m，標高-50～-250m范圍內存在低阻異常帶。其視電阻率均小于1600Ω·m，推斷為有利成礦部位。從視相位斷面圖可以看出在卡尼亞電阻率擬斷面圖上低阻區，相位斷面圖上表現為較高的視相位特征；而在斷層存在的位置，在較低頻率表現出了相位值的橫向突變。

綜合分析勘探區的地質與地球物理特征以及工作區的地形及交通條件后，在水平位置560m附近布設了驗證鉆孔ZK002。通過鉆孔揭露，發現了1，2，3，4號銅礦體，各礦體的頂、底板均為隱爆角礫巖。隱爆角礫巖筒構造為礦體控礦構造，隱爆角礫巖為銅礦體的容礦巖石。

分析認為，礦區隱爆角礫巖系由圍巖霏細斑巖經構造應力作用遭受破碎后，后期熱液隱爆作用使得黃銅礦、黃鐵礦、方解石、石英、綠泥石等在張性裂隙中充填而形成。據巖礦芯觀察，后期熱液至少有四期：一期形成金屬礦物黃鐵礦，呈不規則團塊狀、脈狀等；二期形成金屬礦物黃銅礦，呈不規則狀環繞在早期黃鐵礦周圍，亦有充填在黃鐵礦之裂隙間或角礫裂隙間者；三期形成石英及方解石等熱液礦物，其中石英在生長空間好的條件下形成六方單錐狀晶體，方解石多呈不規則脈狀環繞早期黃鐵礦及黃銅礦生長，亦或沿裂隙充填；四期形成蝕變礦物綠泥石，充填于早期金屬礦物及熱液礦物形成后的大部分裂隙空間，在膠結未完全的部位巖石孔隙及裂隙較為發育，巖筒中普遍見有明顯的地下水溶蝕現象。

4 結論

通過采用CSAMT法實地勘查和數據的預處理及反演等研究，較好地給出了低阻異常帶及斷層的位置，其特征是卡尼亞電阻率擬斷面圖為低阻區，而在相位斷面圖上表現出視相位較高，并且在斷層處其較低頻率的相位值具有橫向突變的特征。上述研究解釋的地質成果不僅得到了鉆孔驗證，而且得到了具有工業價值的銅礦體，因此本文研究所給出的數據處理方法和有關參數對在該區尋找地下隱伏礦體具有較大的實用價值。

礦區1，2，3，4號銅礦體的發現為浙江省內江山——紹興拼合帶南西段地質找礦工作帶來了新的前景和希望，是該區域金屬礦勘查工作取得的重大成果和進展。為本區今后開展類似方法積累了工作經驗和豐富的電性資料。

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