音頻大地電磁測量法在金屬礦區(qū)地質(zhì)構造測量中的應用研究

焦智偉，朱佳寧

（1.核工業(yè)航測遙感中心，河北 石家莊 050002；2.鈾資源地球物理勘查技術中心重點實驗室，河北 石家莊 050002）

目前，探測斷裂構造的手段主要有地質(zhì)調(diào)查、遙感、物探等。對斷裂深部信息的探測主要采用電法、電磁法等。金屬礦區(qū)正常礦石的電阻率普遍較高，斷裂發(fā)育部位的礦石受構造活動及熱液活動的影響，礦石結構、構造發(fā)生變化，表現(xiàn)為破碎、蝕變特征，其電阻率較圍巖有大的變化。礦石的這種導電性差異為電磁法測量提供了有利的物性條件。筆者通過在贛南地區(qū)某礦體開展音頻大地電磁測量，總結了斷裂構造在反演電阻率斷面圖中的形態(tài)特征。

1 研究區(qū)地質(zhì)概況

研究區(qū)大地構造位置位于華南褶皺系的贛西褶皺帶，同時位于興國～永豐～長洛復背斜的軸部[1]。

研究區(qū)主要礦物特性為燕山早期的粗中粒斑狀礦物，其次是燕山晚期的細粒礦物（圖1）。燕山早期的粗中粒斑狀礦物分布于研究區(qū)北部、東部和東南部。研究區(qū)構造有北東向和近東西向兩組。規(guī)模最大為北東向展布的魚梁～石角塘礦層破碎帶，是研究區(qū)主要控礦和儲礦構造，該斷裂有分支、復合、膨脹、收縮等特點，具有多期活動性，早期活動產(chǎn)物是沿張性斷裂充填的礦脈。近東西向構造規(guī)模相對較小，分別以紅化碎裂礦化帶和煌斑破碎帶的形式出現(xiàn)。由于礦石的機構、構造受到破壞而形成碎裂礦物，呈堿交代蝕變發(fā)育。研究區(qū)礦化對金屬礦物巖性無明顯的選擇性，斷裂構造是控制成礦的主要條件。礦體的產(chǎn)狀與斷裂帶一致，為脈狀或透鏡狀[1]。

圖1 研究區(qū)地質(zhì)及測線布置圖[2]

2 區(qū)域主要礦物的電性特征

采用“露頭小四極”法對研究區(qū)的主要礦物性進行電阻率參數(shù)測定。從表1中的測定結果可以得出，研究區(qū)礦石的電性差異主要表現(xiàn)在構造與圍巖之間。燕山早期中粗粒斑狀礦物電阻率值和燕山晚期細粒斑狀礦物的電阻率值差異不大。

圖2 L02線反演電阻率斷面及鉆孔剖面圖

表1 礦物電阻率參數(shù)統(tǒng)計表[1]

3 數(shù)據(jù)采集與處理

在研究區(qū)共布置測線3條，測線方向為NW315°，單條測線長900m，測線主要穿過魚梁～石角塘礦層破碎帶（圖1）。數(shù)據(jù)采集使用EH-4連續(xù)電導率剖面儀，采集頻率范圍10kHz～100kHz，張量測量方式。數(shù)據(jù)處理分為預處理和反演處理。初步預處理采用傅里葉變換將時間域信號轉(zhuǎn)換為頻率域信號，進而得出阻抗值。數(shù)據(jù)處理采用bostick法將頻率～電阻率值轉(zhuǎn)換成深度～電阻率值。

4 研究區(qū)電阻率特征分析

圖3 反演電阻率斷面立體示意圖

再以經(jīng)過鉆孔的L02線反演電阻率斷面圖作分析（圖2），鉆孔ZK4-4及鉆孔ZK4-2在深部均揭露到魚梁～石角塘破碎帶，ZK4-2在深部揭露到礦化，礦化產(chǎn)于硅化破碎帶中。對比L02線反演電阻率斷面圖，在鉆孔揭露位置出現(xiàn)舌狀低阻體，沿北西向深部延伸，延深大致1 km，舌狀低阻體較清晰的反映了魚梁—石角塘破碎帶（F1）的產(chǎn)狀及延伸特征。綜合三條測線的反演電阻率斷面圖分析（圖3），斷面圖的形態(tài)基本一致，且在斷面圖的中部均出現(xiàn)了舌狀低阻體，低阻體的中心位置基本與研究區(qū)的主構造魚梁，China石角塘硅化破碎帶對應，電法測量結果客觀反映了該構造在深部的延伸形態(tài)。

5 結語

通過在研究區(qū)開展音頻大地電磁測量，并將電磁法與地質(zhì)、鉆孔資料相結合作了綜合分析，得出以下幾點認識：

（1）研究區(qū)平面電阻率表現(xiàn)為自淺部向深部逐漸增高的特征，反映了研究區(qū)淺部受風化程度強，深部風化程度較弱。同一深度不同部位的平面電阻率也存在較大差異，反映了構造活動對礦體的改造程度不均。

（2）研究區(qū)的主構造魚梁～石角塘硅化破碎帶在電磁法反演電阻率斷面圖中表現(xiàn)為向北西陡傾的舌狀低阻體，經(jīng)過鉆孔資料驗證，音頻大地電磁測量結果客觀反映了該構造向深部的延伸形態(tài)。

（3）在數(shù)據(jù)處理過程中，采用了一維bostick反演方法，反演結果對斷裂尤其是斷裂在深部的形態(tài)有較為清晰的反映。

（4）從反演電阻率斷面圖可以看出，舌狀低阻體的寬度較實際的斷裂構造寬度要大，說明了電法測量的低阻異常規(guī)模大于實際地質(zhì)體。