瞬變電磁法與高精度磁法在新疆某金礦勘查中的應(yīng)用

陳小龍

新疆維吾爾自治區(qū)有色地質(zhì)勘查局七0六隊

摘要：近年來隨著淺部金屬礦越來越少，地質(zhì)找礦的重點轉(zhuǎn)向深部找礦，找礦的難度也越來越大，而借助物探方法找礦，可以有效的提高找礦效率。本文主要介紹瞬變電磁法（簡稱TEM）與高精度磁法在新疆某金礦中的應(yīng)用，通過進行瞬變電磁法與高精度磁法工作，基本圈出了成礦有利部位，為鉆探驗證提供了物探依據(jù)。

關(guān)鍵詞：瞬變電磁法；高精度磁法；構(gòu)造破碎；視電阻率

一、引言

瞬變電磁法是以不接地回線或接地長導線供以雙極性脈沖電流產(chǎn)生激發(fā)電磁場，在該電磁場的激勵下，導電地質(zhì)體受感應(yīng)而產(chǎn)生渦旋電流。由于導電地質(zhì)體非線性，所以脈沖電流從峰值躍變到零，一次磁場立即消失，而渦流并不立即消失，有一個瞬變過程，這個過程的快慢與導體的電性參數(shù)有關(guān)。地質(zhì)體的導電性愈好，渦流的熱耗損愈小，瞬變過程則愈長。這種渦流瞬變過程，在空間形成相應(yīng)的瞬變磁場，脈沖電流關(guān)斷期間在地表觀測瞬變磁場，即觀測二次磁場，就可發(fā)現(xiàn)地下異常地質(zhì)體的存在，從而確定地下導體的電性結(jié)構(gòu)和空間分布形態(tài)。

高精度磁法在固體礦產(chǎn)勘查中的作用主要是直接找礦和間接找礦，并查找在空間上或成因上與成礦有關(guān)的地層、構(gòu)造、巖漿巖、蝕變巖、礦化帶等控礦因素，從而對工區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造、巖體或礦產(chǎn)分布作出準確的推斷。

二、工作裝置及參數(shù)選取

1）瞬變電磁儀采用加拿大Geonics公司PROTEM67系列瞬變電磁法儀器。由于測區(qū)的工作環(huán)境干擾主要為第四系覆蓋較厚的噪聲干擾，發(fā)射框邊長取300×400米的矩形邊框為最佳觀測邊框，發(fā)射電流選擇16A。TEM接收的有用信號主要為純二次場（即二次電位），故開展工作前進行試驗，選擇發(fā)射頻率25 Hz，疊加次數(shù)750次，可以將有用信號全部記錄下來。

2）高精度磁法測量采用捷克生產(chǎn)的質(zhì)子磁力儀，磁力儀的精度為±1nT，分辨率為0.1nT。由于本區(qū)正常場在57400-60400nT之間，且磁場平穩(wěn)，變化不大，故設(shè)置調(diào)諧為57400-60400nT；生產(chǎn)時選擇探頭離地面約2.4米。

三、典型實例

本文選擇工作區(qū)內(nèi)具有代表性的12線作為實例。

1）區(qū)內(nèi)地質(zhì)背景

工作區(qū)位于西準噶爾褶皺帶西北緣薩吾爾復向斜北翼，薩吾爾晚古生代島弧東段，成礦區(qū)帶屬哈薩克斯坦扎爾瑪～薩吾爾金銅成礦帶。

區(qū)內(nèi)出露地層有泥盆系中泥盆統(tǒng)薩吾爾山組（D2s）、上泥盆統(tǒng)塔爾巴哈臺組（D3t）地層；石炭系下石炭統(tǒng)黑山頭組（C1h）地層；二疊系下統(tǒng)哈爾加烏組（P1h）、卡拉崗組（P1k）地層，如圖1。

圖1 工作區(qū)地質(zhì)圖

2）礦產(chǎn)特征

區(qū)域內(nèi)目前發(fā)現(xiàn)的礦產(chǎn)主要有金、銅、石灰?guī)r和煤等礦種，有闊爾真闊臘金礦、布爾克斯岱金礦、科克托別地區(qū)金礦和科克闊臘金礦化點。金礦類型主要是與火山巖有關(guān)的淺成低溫熱液型和構(gòu)造蝕變巖型。

3）巖礦石物性特征

礦區(qū)內(nèi)巖礦石電、磁性參數(shù)如表1

表1 巖礦石電性參數(shù)、磁參數(shù)統(tǒng)計表

巖石名稱 標本塊數(shù) η平均值

（%） ρ平均值

（Ω·m） K

（4π×10-6 SI）

褐鐵礦化安山巖 20 1.64 879 0.15

輝長巖 20 2.64 1426 68.2

礦區(qū)巖性主要為輝長巖體和安山巖體，如表1所示，位于礦區(qū)南東邊的輝長巖電阻率相對較高（840～3100Ω·m），所對應(yīng)的磁化率值較高；而褐鐵礦化安山巖電阻率相對較低，約為800Ω·m，所對應(yīng)的磁化率值較低。金礦體主要受構(gòu)造控制，賦存于下石炭統(tǒng)黑山頭組碳質(zhì)粉砂巖與侵入輝長巖體接觸帶部位，由于巖石較破碎，所以電阻率較低，約為150-300Ω·m。不過在所有的物探測量中，測量結(jié)果體現(xiàn)的是一種體積效應(yīng)，當目標體的規(guī)模與其周圍地質(zhì)體比較要小得多的情況下，就算二者物性差異十分顯著，也不會有明顯的局部異常反映。所以測定的物性參數(shù)只作為本次工作的參考。

4）異常分布特征

由圖2可以看出，在260—500號點標高140-250m對應(yīng)有一視電阻率為400-700Ω·m的中阻異常，向下延伸不大。在520—720號點標高60-400m對應(yīng)有一個產(chǎn)狀近直立的相對低阻異常，該異常視電阻率在150-300Ω·m之間，向下延伸較小，本次TEM測深基本已探測到它的底板。740號點為一個明顯的斷裂帶分界點，這與地質(zhì)圖上所反映出的已知斷裂相吻合，720—1100號點所對應(yīng)的低阻異常是由于斷裂兩側(cè)巖石破碎含水導致的。

圖2 新疆某金礦12線地物綜合剖面圖

5）異常解釋推斷

區(qū)內(nèi)礦化蝕變類型較多，基本呈帶狀、透鏡狀、橢圓狀分布且多與構(gòu)造走向一致，均分布于安山巖中，主要蝕變有硅化、鈉化、青盤巖化、絹云母化、毒砂、黃鐵礦化及碳酸巖化。各蝕變類型具分帶特點，它們與斷裂構(gòu)造、淺成侵入巖體和礦化關(guān)系密切。結(jié)合磁法剖面圖與地質(zhì)圖可以看出，在260-500號點的中阻異常可能是安山巖體引起的；520-720號點位于磁法0值點右側(cè)，對應(yīng)的低阻異常體經(jīng)鉆探驗證，在67.7m、144.1m分別見到了兩層品位較好呈透鏡狀的盲金礦體，礦體處于構(gòu)造破碎接觸帶中，金平均品位約為2.15×10-6，經(jīng)鉆孔對礦體的追索控制，大致推測出了礦體的走向以及厚度。結(jié)合地質(zhì)可以推斷該低阻異常體為構(gòu)造破碎接觸帶引起的，為成礦有利地段，有較好的找礦潛力，可以作為下一步工作的重點找礦靶區(qū)。

瞬變電磁法與高精度磁法結(jié)合的綜合物探方法找礦，能有效地解決單一地球物理勘探方法在解釋方面存在的多解性，并且有助于完成目標體勘探的互補，尤其是當?shù)V體與斷裂構(gòu)造、巖體等有關(guān)時，結(jié)合磁法的0值點與TEM的低阻異常帶就可以很好地圈出含礦有利部位，能有效的為鉆探驗證提供物探依據(jù)。在如今的有色金屬礦找礦工作中，物探扮演著重要的角色。

四、結(jié)語

1）通過對鉆孔的套合可以看出高精度磁法與瞬變電磁法的結(jié)合在該礦區(qū)找礦的有效性。

2）通過本次物探工作，在該區(qū)發(fā)現(xiàn)了成礦有利地段，并且圈出了品位較好的金礦體。

3）通過本次物探工作，并且經(jīng)過總結(jié)，推測出含礦有利部位的視電阻率在150-300Ω·m之間，并且所對應(yīng)的磁異常正負異常梯度帶左右，為后續(xù)鉆孔驗證提供了物探依據(jù)。

4）不同的物探方法相結(jié)合，能更有效的圈出找礦有利部位，消除干擾，所以今后的找礦可以結(jié)合激電、TEM、重力、地震等綜合物探方法的找礦新思路，通過這些方法的結(jié)合，來提高地球物理勘探解釋的可靠性。

參考文獻：

[1] 李貅.瞬變電磁測深的理論與應(yīng)用[M].陜西科學技術(shù)出版社.2002.

[2] 蔣邦遠.瞬變電磁法勘探[M].北京：地質(zhì)出版社，1998.

[3] 劉天佑.磁法勘探[M].地質(zhì)出版社，2003.

[4] 范維強，李君源.物探與鉆探方法相結(jié)合在工程地質(zhì)勘查中的應(yīng)用[J].西部探礦工程，2005.