可控源音頻大地電磁測(cè)深

左光明　李少東　劉吉平

摘要：在金屬礦產(chǎn)勘查工作中，各種電法勘查手段被廣泛應(yīng)用，但其多解性或局限性仍未減少。作者在架子山銀鉬礦勘查過程中，在綜合研究礦區(qū)地球化學(xué)特征、地質(zhì)特征的基礎(chǔ)上，采用可控源音頻大地電磁測(cè)深（CSAMT）-時(shí)間域激電中梯剖面測(cè)量（TDIP）的綜合方法，在垂深斷面上圈出了電阻率異常，經(jīng)后續(xù)鉆探工程驗(yàn)證：該異常很好地反映了不同構(gòu)造、巖性及其礦體的空間分布范圍。

關(guān)鍵詞：可控源音頻大地電磁測(cè)深；隱伏銀鉬礦；架子山

引言

近年來，針對(duì)隱伏礦體和構(gòu)造特征的研究，可控源音頻大地電磁測(cè)深（CSAMT）測(cè)量方法，在多金屬固體勘查中應(yīng)用效果日益見好[1]。但據(jù)其鉆探驗(yàn)證結(jié)果，見礦情況不盡如人意。主要原因是沒有對(duì)多種電法探測(cè)技術(shù)進(jìn)行靈活運(yùn)用或工作量投入，沒有針對(duì)其多解性的減少而優(yōu)化利用，包括采用什么技術(shù)方法，如何依據(jù)已知地質(zhì)特征合理布置試驗(yàn)和開展工作，以及后續(xù)針對(duì)主要參數(shù)進(jìn)行的合理地質(zhì)解釋。

作者基于架子山銀鉬礦區(qū)，合理投入可控源音頻大地電磁測(cè)深（CSAMT）-時(shí)間域激電中梯剖面測(cè)量（TDIP），采用這種綜合電法測(cè)量方法對(duì)成礦預(yù)測(cè)有利地段進(jìn)行了探測(cè)，并通過鉆孔工程驗(yàn)證，效果較好，說明可控源音頻大地電磁測(cè)深（CSAMT）-時(shí)間域激電中梯剖面測(cè)量（TDIP）的綜合電法測(cè)量方法探測(cè)隱伏地質(zhì)體及其構(gòu)造是可行的。

1. 礦區(qū)地質(zhì)特征

架子山銀鉬礦區(qū)位于查干敖包——阿榮旗斷裂（29號(hào)斷裂）與大興安嶺主脊——多倫斷裂帶（40號(hào)斷裂）交匯處附近，屬大興安嶺中生代火山巖區(qū)，見圖1-1[2]。屬大興安嶺中段華力西、燕山期鐵、鎢、金、鉛三級(jí)成礦帶的西段。多金屬礦床均與中生代火山巖系，印支、燕山期中酸性花崗巖侵入巖有關(guān)系。其中大型的礦床有花敖包特鉛鋅銀礦、扎木欽鉛鋅礦、拜仁達(dá)壩銀鉛鋅礦和道倫達(dá)壩銅多金屬礦以及維拉斯托銅多金屬礦等[3]。

1.1 地層

礦區(qū)出露地層主要為侏羅系上統(tǒng)滿克頭鄂博組（J3mk）的凝灰?guī)r、流紋巖；瑪尼吐組（J3mn）的英安巖、安山巖、安山質(zhì)凝灰?guī)r；白音高老組（J3b）的含角礫凝灰?guī)r、凝灰角礫巖等。其中含礦圍巖主要為瑪尼吐組安山巖、蝕變安山巖以及安山質(zhì)晶屑巖屑凝灰?guī)r（圖1-2）。

1.2 巖體

研究區(qū)巖漿活動(dòng)明顯，巖漿巖發(fā)育，主要為侏羅紀(jì)侵入巖和脈巖。侏羅紀(jì)侵入巖主要為侏羅紀(jì)鉀長(zhǎng)花崗巖和侏羅紀(jì)正長(zhǎng)巖、侏羅紀(jì)閃長(zhǎng)巖少量。脈巖有花崗閃長(zhǎng)巖脈、花崗巖脈、正長(zhǎng)斑巖脈、閃長(zhǎng)玢巖脈和石英脈。

據(jù)詳查——勘探工作成果，如圖1-1所示，地層下伏有隱藏巖體出現(xiàn)，其巖體據(jù)測(cè)年結(jié)果為華力西晚期侵入的花崗斑巖、似斑狀花崗巖以及中細(xì)粒花崗巖。在地層與巖體接觸帶部位巖石以混合巖、絹英黃鐵礦化蝕變巖以及輝鉬礦體為主，原巖花崗斑巖為主。

1.3 構(gòu)造

全區(qū)處于架子山復(fù)背斜的南西翼，由于礦區(qū)內(nèi)覆蓋嚴(yán)重，未見明顯的斷裂構(gòu)造。但是從鉆孔編錄資料研究礦區(qū)的微構(gòu)造，礦區(qū)內(nèi)次一級(jí)裂隙構(gòu)造十分發(fā)育，多被石英細(xì)脈充填。受其影響，巖石破碎，為含礦熱液提供了良好的貯礦環(huán)境，礦區(qū)內(nèi)大致發(fā)育北東向與北西向二組裂隙構(gòu)造，在地層巖體接觸帶走向一同控制了礦體的展布，其控制的礦體呈舒緩波狀、似層狀、脈狀、大透鏡狀，具分枝復(fù)合現(xiàn)象，主礦脈旁側(cè)近于平行的分枝礦脈發(fā)育。北東向裂隙部分地段被北西向裂隙構(gòu)造斷開、切穿，但斷距不大。二組裂隙交匯處礦體具膨大現(xiàn)象，形成礦區(qū)內(nèi)厚度較大的工業(yè)礦體。

1.4 礦化特征

礦區(qū)銀鉬礦床主要與晚侏羅系地層和花崗斑巖巖體，尤其二者接觸部位有關(guān)，均具不同程度褐鐵礦化、黃鐵礦化、綠泥石化、綠簾石化、硅化、輝鉬礦化以及碳酸鹽化。輝鉬礦化以細(xì)脈狀、細(xì)脈浸染狀、薄層狀以及團(tuán)塊集合體為主；與區(qū)域深大斷裂的交匯以及礦區(qū)北北東和北北西向斷裂交匯有關(guān)。其巖石礦化及構(gòu)造引起的蝕變引起了明顯的電阻率差異和充電率差異。

1.5巖石物理特征

礦區(qū)地表出露的各類巖石中，凝灰?guī)r、閃長(zhǎng)巖、閃長(zhǎng)玢巖電阻率（ρ）眾值在7萬Ω·m～15萬Ω·m，屬相對(duì)高阻地質(zhì)體；其它各類巖石電阻率（ρ）眾值在3萬Ω·m～5萬Ω·m，屬相對(duì)中高阻地質(zhì)體（表1-1）。

輝綠巖、輝綠玢巖、閃長(zhǎng)巖、閃長(zhǎng)玢巖、英安巖、流紋巖、流紋斑巖、安山巖、安山玢巖充電率（M）眾值在20%～66%，可引起中等——高強(qiáng)度視極化率異常；花崗巖、花崗斑巖、煌斑巖、凝灰?guī)r極化率值相對(duì)比較低，充電率（M）眾值在10%～20%，可形成視極化率異常背景場(chǎng)或弱異常。

2. CSAMT-TDIP綜合電法測(cè)量

2.1 工作原理及方法

本次工作在綜合分析地物化各種異常特征，在異常疊合部位等成礦有利地段提取各種致礦信息的基礎(chǔ)上，選定工作位置，采用GDP32Ⅱ多功能電法接收儀，投入了可控源音頻大地電磁測(cè)深（CSAMT）和時(shí)域激發(fā)極化（TDIP）綜合方法。

可控源音頻大地電磁測(cè)深法（簡(jiǎn)稱CSAMT法）是以有限長(zhǎng)接地電偶極子為場(chǎng)源，在距偶極中心一定距離處同時(shí)觀測(cè)電、磁場(chǎng)參數(shù)的一種電磁測(cè)深方法，是在大地電磁法（MT）和音頻大地電磁法（AMT）的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種人工源頻率域電磁測(cè)深方法，它克服了天然場(chǎng)源的隨機(jī)性和信號(hào)弱的缺陷[4]。本次采用赤道偶極裝置進(jìn)行標(biāo)量測(cè)量，同時(shí)觀測(cè)與場(chǎng)源平行的電場(chǎng)水平分量Ex和與場(chǎng)源正交的磁場(chǎng)水平分量Hy；然后利用電場(chǎng)振幅Ex和磁場(chǎng)振幅Hy計(jì)算阻抗電阻率ρs；觀測(cè)電場(chǎng)相位Ep和磁場(chǎng)Hp，用以計(jì)算阻抗相位φ。用阻抗電阻率和阻抗相位聯(lián)合反演計(jì)算可控源反演數(shù)卡尼亞電阻率，最后結(jié)合激發(fā)極化法所測(cè)似充電率和似電阻率，利用可控源反演電阻率進(jìn)行地質(zhì)解釋。

綜合電法方法主要采集了淺部充電率和電阻率以及深部電場(chǎng)相位和磁場(chǎng)相位等數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和反演，繪制每條測(cè)線的TDIP和CSAMT綜合剖面圖。

圖件主要顯示淺部充電率和電阻率的曲線，以及卡尼亞電阻率由淺到深的斷面分布特征。

2.2 工作布置

可控源音頻大地電磁測(cè)深法標(biāo)量測(cè)量方式是用電偶極源供電，觀測(cè)點(diǎn)位于電偶源中垂線兩側(cè)各30度角組成的扇形區(qū)域內(nèi)。

本區(qū)的可控源音頻大地電磁測(cè)深綜合電法工作，在地物化異常特征疊合部位，采用160m或320m線距，布置了綜合電法測(cè)深剖面功41條，其中覆蓋詳查——勘探區(qū)的有6條[5]。

工作時(shí)選擇發(fā)射偶極距AB為1000m，收發(fā)距大于6000m，接收偶極矩MN為40m，測(cè)點(diǎn)距40m，頻率觀測(cè)范圍8Hz～8192Hz。

3. 應(yīng)用效果[5]

本次綜合電法工作，在高充電率低電阻率變化部位結(jié)合地質(zhì)、化探、磁法等分布特征，進(jìn)行了大量的鉆探驗(yàn)證工作，其中在詳查——勘探區(qū)進(jìn)行的驗(yàn)證結(jié)果，效果均較好。

如圖3-1（a），以11勘探線對(duì)應(yīng)綜合電法測(cè)深p3剖面為例，藍(lán)色曲線為礦床頂?shù)捉纾V化蝕變部位位于高充電率中低阻變化部位，對(duì)應(yīng)視充電率>10ms、卡尼亞電阻率為400到10000歐姆米，對(duì)應(yīng)見礦深度標(biāo)高為25m～750m；而礦體主要分布在接觸帶和內(nèi)接觸帶，即紅色曲線及其以下花崗斑巖巖體內(nèi)接觸帶，以上為中酸性火山巖地層，接觸帶范圍對(duì)應(yīng)卡尼亞電阻率范圍約為1200Ω·m～4000Ω·m，對(duì)應(yīng)深度范圍280m～460m。驗(yàn)證結(jié)果顯示，勘探剖面線深部巖性分布特征完全與TDIP和CSAMT綜合剖面圖電阻率分布特征相對(duì)應(yīng)，并于巖性接觸帶即中低阻變化和隱伏低阻體等部位見礦；如圖3-1（b），對(duì)應(yīng)勘探線地質(zhì)剖面，整體為兩套巖性，紅線上部為中性安山巖，下部為晚期侵入的鉀長(zhǎng)花崗巖，隱伏接觸帶位置為280m～460m，與綜合電法探測(cè)結(jié)果極為吻合。

后續(xù)的驗(yàn)證結(jié)果顯示，在接觸帶和內(nèi)接觸帶位置多見黃鐵絹英巖化、硅化、綠簾石化、綠泥石化以及碳酸鹽化等蝕變；主要礦化為輝鉬礦化，呈細(xì)粒浸染狀、細(xì)脈狀、薄膜狀、網(wǎng)脈狀以及鱗片狀集合體產(chǎn)出于蝕變帶和裂隙中，成礦位置為接觸帶和內(nèi)接觸帶。在詳查——勘探區(qū)區(qū)內(nèi)南西部，總體見礦特征相比，為南西淺、分布高品位礦石深度方向多處連續(xù)較好。

礦體與圍巖界線呈漸變關(guān)系，以化學(xué)分析樣品圈定礦體邊界。礦體內(nèi)礦化不均勻，含夾石較多，一般礦體平均工業(yè)品位Mo：0.06%～0.237%，礦床平均品位Mo：0.121%，局部伴生Ag。

據(jù)此，在后續(xù)詳查區(qū)外圍的可控源音頻大地電磁測(cè)深剖面鉆孔工程驗(yàn)證工作中，均見較好的蝕變和銅、鉛、銀鉬礦（化）體。

4. 結(jié)語

在架子山礦區(qū)，合理優(yōu)化應(yīng)用CSAMT-TDIP綜合電法測(cè)量并正確解釋，對(duì)隱伏多金屬尤其是硫化物礦床的勘查工作，從普查到勘探整個(gè)過程，可起到事半功倍的效果。

依據(jù)具體化探異常區(qū)、地質(zhì)礦化蝕變異常、電法和磁法異常等多種致礦信息，合理調(diào)配應(yīng)用并布置各種探測(cè)技術(shù)，可減少固體礦產(chǎn)勘探的多解性，準(zhǔn)確查知蝕變礦（化）體空間位置及其規(guī)模形態(tài)，是今后隱伏多金屬礦產(chǎn)勘查的重要思路和方法。

綜上，今后找礦的重點(diǎn)對(duì)象主要為隱伏礦體，為了縮短找礦周期、提高找礦效率、減少找礦成本，做好各種勘查方法的合理優(yōu)化應(yīng)用顯得尤為重要。

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