AMT在含墨地層中尋找鉛鋅礦床的應用

王瑾　劉香鳳　楊朋

【摘 要】在含墨地層中常規的直流電法勘探效果欠佳，利用音頻大地電磁法（Audio magnetotelluric method）對工作區進行勘探，反演結果清晰顯示了蓋層、侵入巖、斷裂構造的展布情況，有效的圈定成礦的有利部位。鉆孔結果證實了音頻大地電磁法在含墨地層中尋找鉛鋅礦床的可行性。

【關鍵詞】音頻大地電磁法；鉛鋅礦勘探；含墨地層

1.前 言

遼東地區分布大量早元古界遼河群地層，該地層變質巖中大多含石墨[1]。受石墨干擾，常規電法在該地區勘探銅鉛鋅等金屬礦時有嚴重的低阻屏蔽效應，勘探效果總是差強人意，特別是對淺部蓋層為含墨地層的隱伏礦體勘探，幾乎無法劃分礦體異常。音頻大地電磁法根據不同頻率的電磁波的探測不同深度的地下地質體，能有效穿透含墨地層，查清深部構造破碎帶的發育情況、侵入巖的分布狀態以及圈定成礦有利部位。

2.方法與技術

音頻大地電磁法（AMT）以天然交變電磁場為場源，其頻率范圍在10000Hz～1Hz，當交變電磁場以波的形式在地下介質中傳播時，由于電磁感應作用，地面電磁場的觀測值將包含有地下介質電阻率分布的信息[2～3]。而且由于電磁場的趨膚效應，不同周期的電磁場信號具有不同的穿透深度，因此，研究大地對天然電磁場的頻率響應，可以獲得地下不同深度介質電阻率分布信息[4～10]。

根據麥克斯韋方程組，可推導出由高空垂直入射的平面波在均勻大地介質中正交電磁場分量Ex和Hy的波動方程：

可以看出當介質電阻率為時，探測深度H與趨膚深度P嚴格相關，隨頻率f 而改變，頻率f越大，探測深度越淺，頻率f越小，探測深度越深。

3.探測實例

3.1勘查區地質概況

勘查區為長白山系的南延部分，屬遼東低山～丘陵區，地形切割劇烈。出露地層為早元古界遼河群變質巖系，由大石橋組（Ptllhd）主要為石墨大理巖、白云質大理巖、含墨變粒巖及斜長角閃巖。蓋縣組（Pt1lhgx） 主要為含墨片麻巖、絹云母石英片巖、含墨黑云片巖、黑云斜長變粒巖、黑云斜長淺粒巖。構造主要為北東向斷裂，多為壓性斷裂。巖漿巖有中侏羅世花崗巖（γ52（2）a），晚侏羅世流紋巖（λ52（3）1）。鉛鋅礦成因類型為中低溫熱液裂隙充填型，多產于構造裂隙帶中，受北東向及東西向構造控制。大石橋組石墨大理巖、含墨變粒巖、蓋縣組含墨片麻巖、含墨黑云片巖等含墨巖石表現為高極化率低電阻率的物性特征。其它巖石如斜長角閃巖、白云質大理巖、花崗巖及流紋巖等表現為低極化率中高電阻率的物性特征。鉛鋅礦（化）體也屬于低阻高極化。含墨巖石對鉛鋅礦體的探測形成嚴重的干擾，只有查清控礦構造的發育情況和侵入巖的分布狀態，才能圈定鉛鋅礦成礦有利部位。

3.2成果分析

圖1（a）為12線AMT法電阻率二維反演剖面，反演電阻率值普遍在200～14000Ω.m之間，剖面淺部116-132、148-176表現為低阻，對應地表出露為大理巖和片麻巖；132至148、176-180的淺中部位反應為中高阻，對應地表出露為花崗巖和流紋巖，可見電性層的劃分與實際地層吻合較好。中深部以高電阻率特征為主，高阻異常電阻率在2000～12000Ω.m之間，依據地表出露和ZK1201和ZK1202的標定，將 116點至144點深部高阻體圈定為花崗侵入巖，148-180深部高阻體圈定為流紋巖。反演電阻斷面140點到144中深部有明顯的低電阻率異常，界限清晰，近似直立，下延較深，電阻率在50～1000Ω.m之間，對應深部斷裂F及其蝕變帶所致。

剖面中部被不連貫串珠狀的低阻異常貫穿，局部低阻異常與高阻體的伴生，低阻異常電阻率在500～1000Ω.m之間，根據研究區成礦條件，認為是有利的成礦部位。經過鉆孔驗證（圖1（b）），在侵入巖體與片麻巖的接觸帶上均有鉛鋅礦體，礦體最高品味5.6%。

4.結 論

（1）AMT法能有效穿透含墨地層低阻屏效應，反演成果清晰顯示了蓋層、侵入巖、斷裂構造的展布情況，能有效圈定成礦的有利部位，勘探效果比常規直流電法好。

（2）AMT法二維反演能消除地形起伏、地表不均勻體的影響，反演的效果相對激電測深電阻率擬斷面較好。

參考文獻：

[1] 遼寧省地質礦產局.遼寧省區域地質志[M].北京：地質出版社，1989.

[2] 陳樂壽、劉任、王天生.大地電磁測深資料處理與解釋[M].北京：石油工業出版社，1989.

[3] 陳樂壽，王光鄂.大地電磁測深法[M].北京：地質出版社，1990.

[4] 劉益中、詹少全、李愛勇等.AMT在印尼某鐵礦勘查中的應用 [J].物探與化探，2012，36（4），559-560.