EH-4在平遠縣蘇坑里地區地質勘測中的應用

■張龍軍

（廣東省核工業地質局二九二大隊廣東廣州510800）

EH-4在平遠縣蘇坑里地區地質勘測中的應用

■張龍軍

（廣東省核工業地質局二九二大隊廣東廣州510800）

在測區內開展EH4張量音頻大地電磁測量，分析沿測線垂直剖面0～1000m深度內電導率的分布情況，提供了豐富的深部地質信息，提高了該區成礦地質認識，構造深部展布情況及各地層接觸和不整合接觸關系，發現工作區內存在隱伏巖體，圓滿的完成了布置的各項地質任務。

EH-4 電磁測深 視電阻率 地質勘測

EH-4采用天然場和人工場相結合的方式，部分可控源人工場可補充天然場缺失或不足部分的方式完成整個工作頻段的測量,能進行高密度的數據采集,提供豐富的深部地質信息，為探索礦化地質體，研究與成礦有關的斷裂構造、火山機構和巖漿活動，提高山地工程施工的準確性提供依據。

1　EH4工作方法和原理

EH-4電導率成像系統是一種便攜式、能測量地層電阻率的先進儀器。該系統使用天然的和人工的電磁場信號,能在各種地形上產生電導率連續剖面。系統同時測量遠處的天然場源和人工源激發的電場和磁場來計算大地電阻率。測量是在和地下研究深度相對應的頻帶上進行。頻率較高的數據反應淺部的特征,頻率較低的數據反應較深地層的信息。

EH-4電磁儀的設計原理是應用大地電磁探深法。大地電磁探深法(Magnettotelluric Sounding),簡稱MT,是利用交變電磁場研究地球電性結構的一種地球物理勘探方法。理論為:在均勻各向同性介質中,大地電磁場有以下特征:

（1）Ex只與Hy有關 (或Ey只與Hx有關),Ez和Hz都為零,E 與H互相垂直并分別與傳播方向正交。

（2）電場分量和電場分量的振幅和相位不僅與介質的電阻率及電磁場的頻率有關,而且與入射大地電磁場的性質有關。因此單用電場或磁場分量來研究或確定介質的電阻率是不可能的。但是電場分量與磁場分量之比,即阻抗卻只與介質的電阻率和電磁波頻率有關:

由式(1)求得電阻率為

式中μ為真空磁導率,ρ是電阻率,單位是Ω.m,E的單位是mV/km,H的單位是nT,f為電磁波頻率。

在一般的非均勻介質中,不是介質的真實電阻率,而是在電磁場分布范圍內,介質電阻率的綜合反映,稱為視電阻率。表面阻抗的完整描述是含有四個元素的張量,每個元素與場的正交分量有關。

2　工作區的地質概況

測區區域上處于華南加里東褶皺系，永安—梅縣晚古生代坳陷，河源深斷裂東北部；位于仁（居）差（干）中新生代（K-E）火山—沉積盆地（即仁差盆地）東部。工作區同時處于北東向武夷多金屬成礦帶南端與東西向南嶺成礦帶東端交匯復合部位，武夷、南嶺成礦帶是我國19個重點成礦帶之一，也是我國華南地區具有重要遠景的成礦區（帶）之一。

3　區域地球物理特征

測區青山崇一帶,電阻率幅值在0～1500Ωm之間，其中淺層電阻率大約0～300Ωm，主要為區內淺層浮土反映，深部電阻率幅度值多在500～1500Ωm之間，主要是基巖（火山碎屑巖、流紋巖、集塊熔巖）的反映，在視縱向電阻率等值線剖面圖上局部呈現出“牛眼”狀或長條狀低阻異常帶，局部低阻大多具水平層狀特征，其電阻率幅值大約在0～400Ωm。

4　測量工作布設

根據測區實際情況，本次EH-4張量音頻大地電磁測量設計測線2條，共920m，地球物理測量點48個。詳情如下表：

表1　廣東省平遠縣蘇坑里地區金銀多金屬礦普查EH-4測量完成情況一覽表

圖1　EH-4儀器的數據采集窗口

5　數據采集方式和質量監控

數據采集方式和處理方法是EH-4儀器的另一優點。圖1是開始采集顯示在控制器屏幕上的數據形式，事實上，單頻測量是很困難的，儀器首先以時間系列采集電磁脈沖。60ms一次，分14次。每60ms又分為三段，20ms-幀作一次付氏變換。圖1左為20ms的時間域記錄，分Hy,Ex,Ey,Hx四道。圖1右為其付氏變換結果，一半為振幅，一半為相位，所以共八道。

左邊部分時間域數據存入X文件，每20ms、4096樣點，2進制碼。右邊部分頻率域數據存入Y文件，ASCⅡ碼。

這些數據先后在頻率域中分別轉換顯示出Hy-Ex和Hx-Ey的相對振幅（圖2上）、相位（圖2中）和相干度（圖2下）。最后展示出視電阻率、相位變化和相干度（圖2上），并由此計算出真電阻率—深度曲線（圖2下）。以上數據顯示的各個階段，EH4系統隨時都穿插了對數據質量，信噪比監控的機制，以保證操作員對數據質量的評估，訊號質量監控有幾種標志：相干度、訊號相對干擾背景的強度、相位關系、頻率范圍。

理論上訊號的相關性好，相干度高；噪音屬于無序，相干度低。如圖1中所示，Hy和Ex高頻脈沖的電、磁道相關性好，是信號。低頻部分磁道的脈沖明顯，電道上不明顯，判斷為60周電源干擾。同樣的圖1中，電磁道的相對強度都超過0.10，即振幅A在范圍0.10

有了以上四個方面參數，EH4測量從這些標準當中作出評估，保證采集可靠的野外數據。

6　測量成果與異常評價

本次EH-4張量音頻大地電磁測量取得較好成果，依據EH-4視電阻率的幅值、形態、連續性分布規律圈定了低阻異常帶（區）10個，提高了在勘查內的地質認識，取得了一些參考性線索。由于測量數據和圖幅較多，這里選取比較有代表性的SK05、SK06兩條測線的測量成果做異常評價分析。

6.1測量成果

（1）如圖3所示，E4異常帶（區）為低阻異常，分布于sk05測線7～14號測量點下方550～850m深度范圍內，平均視電阻率值低于400歐姆米，較為陡立。E4異常帶（區）在深部視電阻率變化不大，規模較大，連續，集中，突出，周圍為規模較大的高阻帶（區），平均視電阻率值大于2000歐姆米，低阻與高阻分界明顯。

E5異常帶（區）為低阻異常，分布于sk05測線18～28號測量點下方350～1000m深度范圍內，平均視電阻率值低于400歐姆米，近直立形狀。E5異常帶（區）在深部視電阻率變化不大，規模大，連續，集中，突出，周圍為規模較大的高阻帶（區），平均視電阻率值大于2000歐姆米，低阻與高阻分界明顯。

（2）E7異常 帶（區）為低阻異常，分布于sk06測線7～18號測量點下方 500～1000m深度范圍內，平均視電阻率值低于500歐姆米，較為陡立。E7異常帶（區）在深部視電阻率變化不大，規模較大，連續，集中，突出，周圍為規模較大的高阻帶（區），平均視電阻率值大于2000歐姆米，低阻與高阻分界明顯。

6.2異常評價

（1）E4、E7低阻異常帶（區）在深部視電阻率分布連續，視電阻率阻值變化不大，形狀陡立，規模較大，埋藏較深，與周圍規模較大的高阻分界明顯，結合地質調查資料分析，推斷分別存在H5、H7地層、巖體分界線，低阻可能由接觸帶內低阻物質或深部地層、巖體內富集多金屬引起。

（2）E5低阻異常帶（區）在深部視電阻率分布集中，突出，連續，形狀近似直立，視電阻率值變化不大，規模大，與H4地質斷裂構造相連續，與周圍規模較大高阻分界明顯，結合地質調查資料分析，推斷低阻可能由斷裂構造內低阻物質或深部地層、巖體內富集多金屬引起。

圖2　EH-4信號振幅、相位與相關度顯示

圖3　SK05視電阻率斷面等值線圖

圖4　SK06視電阻率斷面等值線圖

7　結論

在E5、E7兩處低阻值異常區設計鉆孔驗證（如圖3、圖4），均為銀多金屬礦富集導致的礦至異常，驗證了本次EH4測量推論成果的正確性，提供豐富的深部地質信息，為探索礦化地質體，研究與成礦有關的斷裂構造、火山機構和巖漿活動，提高山地工程施工的準確性提供依據。

[1]DZ/T 0173-1997大地電磁測深法技術規程 [S].中華人民共和國地質礦產部，1997

[2]陳樂壽、王光鍔，1990.大地電磁測深法.北京：地質出版社

[3]柳建新、童孝忠、郭榮文、李愛勇、楊生，大地電磁測深法勘探：資料處理、反演與解釋，北京：科學出版社，2012

F407.1[文獻碼]B

1000-405X（2016）-7-236-2