銅山嶺-祥霖鋪地區銅鉛鋅多金屬礦物探方法有效性

王林

湖南省地球物理地球化學勘查院 湖南長沙 410116

1 案例基本情況

銅山嶺—祥霖鋪地區銅鉛鋅多金屬礦位于湖南省南部，南嶺山系中段，分屬湖南省江永縣、江華瑤族自治縣、道縣管轄，區內海拔范圍為300-1000米。全面系統收集區內地質、物探、化探、礦產、科研等地質成果資料，以銅鉛鋅為主攻礦種，以深部找礦為主攻目標，產學研相結合，采用新方法、新理論，對典型礦床進行解剖，總結規律，建立成礦模式。以綜合方法開展靶區驗證，對全區銅鉛鋅多金屬礦進行總體評價，探求333+334資源量[1]。

2 銅山嶺-祥霖鋪地區鎢錫銅鉛鋅多金屬礦物探方法概述

2.1 高精度磁測

1:2.5萬高精度磁測面積工作按規則網布設，網度250m×25m，測線方向138°，與重力測量測網重合，點距加密。用1:10000地形圖進行定點，用GPS（RTK）控制半自由網及測點位置及高程。點位平面均方誤差一般小于0.3米，為0-0.5米，最大0.5米；高程均方誤差一般小于0.2米，為0-0.3米，最大0.6米。基點為整個工區的零點，即異常起算點，位于1:5萬航磁零值線附近（茶花坪），附近沒有磁性干擾物，磁場的水平梯度變化為和垂直梯度變化為。具體方法是通過作長十字剖面（以基點為中心，向四個方向輻射≥500m）確定。一般情況下高精度磁測采取的都是GSM-19T型質子磁力儀，其具有較好的抗干擾能力，可以在較為平穩的磁場中進行相應測定。

2.2 激電測深

此種物探方式主要采取的是DZD-6A多功能激電儀來進行，不同的電極采取的是不同方式，其中供電極采取的為紫銅，而接收極采取的是含有硫酸銅溶液的不極化電極。在實際操作中往往會將所測導線貼地設置，要確保接地電阻＜15kΩ，同時要保證電極坑內部足夠清潔，不能存在石子、樹枝等雜物。要特別重視重復數據的觀測，將其和原始數據同樣看待，同時要加強重復觀測數據的有效計算，獲取平均值，將其當作測點最終觀測數據。參與平均的一組ηS中，最大值與最小值之差與其平均值之比不超過為設計觀測均方相對誤差）。誤差過大的觀測數據不參與計算平均值，舍去的次數少于總觀測次數的三分之一（因某些故障或突然性干擾影響而中斷的觀測，不作舍數計算）[2]。

2.3 可控源音頻大地電磁測深

儀器為美國產的GDP-32Ⅱ多功能電法站，此次采用的是30kw大功率發電機與發射機供電。供電電極A、B與測線M、N方位角誤差為2°；A、B布設避開高壓線、礦山等可能引起場源效應的地區。為了壓制干擾，首先在工區完成儀器內部校準，在每天出工前一小時，將XMT-32S和接收機石英鐘預熱，然后進行石英鐘與接收機同步。同步完成后，將XMT-32S和發射機相接，由石英鐘控制發射機供電，從而達到發射機和接收機的同步，逐個改變測量頻點（趨膚深度）來達到各點不同深度的測量。

2.4 瞬變電磁測量

此種測量主要采取的是GDP-32Ⅱ多功能電法站，此種電法站主要采取的是大功率發電機實施供電。線框布設時避開高壓線，對無法避開的干擾因素時，舍點；發射線框角點采用GPS定位，保證線框面積誤差小于5%；有剩余電線沒敷設完時，將其呈“S”形鋪于地面。采集前由專人校對測量樁號的準確性；觀測時接收探頭水泡保持居中；曲線出現畸變時，重復觀測。經反演后，電阻率對比圖如圖1（選取6個點）所示，可以看出，在早中期窗口信噪比較強，數據重復性較好；而晚期窗口，干擾較大，數據重復性較差，曲線形態有較大的偏差[3]。

圖1 瞬變電磁質檢反演電阻率對比圖

2.5 音頻大地電磁測深

此種物探方式采取的是連續電導率成像系統EH-4來進行的，此設備主要應用的是天然長源大地電磁信號來獲取測量點下的電性結構。在實際操作中主要是對設計測點實施大地電磁測深測量，在此基礎上觀測X以及Y方向電阻率以及相位參數。為了能夠獲取準確的探測數據，主要采取4個電極（兩個一組）進行電場信號監測，兩組信號分別和測線方向平行、垂直布設。磁棒離開前置放大器＞5米，為了消除人文干擾，兩個磁棒埋在地下至少5厘米，用地質羅盤定方向，使其相互垂直，誤差控制在＜±2°且水平。所有的工作人員要離開磁棒至少10米，盡量選擇遠離房屋、電纜、大樹的地方布置磁棒。主機要放置在遠離AFE（前置放大器）至少10米的一個平臺上，而且操作員最好能看到AFE和磁棒的布置。獲得可靠的野外數據后，再開展反演工作，反演方法采用二維帶地形的反演方法進行，經過多參數、多次反演對比地質資料，得出較為可靠的結果。

2.6 重力測量

重力測量分1:25000面積測量和1:10000剖面測量，儀器采用CG-5型高精度自動測量重力儀。

2.6.1 重力觀測

（1）布格異常總精度與誤差分配.布格重力異常總精度是指對測點的重力值進行布格、地形、正常重力值等多項改正后得到的重力異常總精度。測地精度包含測點平面位置和高程精度，均以均方誤差衡量。

（2）重力儀格值測定。采用汽車運送的雙程往返觀測法，以1-0-1-2-2-1……1-2-2-1方式進行觀測，讀數時間60秒。固體潮改正由儀器自帶程序進行。格值場段差為-203.523×10-5m/s2。

2.6.2 GPS測量

（1）GPS基準站的選擇與聯測。基準站都建在交通條件較好、易于作業、視野開闊的駐地樓頂或作業區山頂上，其周圍無視角≥15°的成片障礙物，遠離高壓線及微波通道在50米以上，遠離大功率發射源（電視發射塔、電臺、微波站等）在200米以上。

（2）測點觀測。觀測方法采用實時動態定位（RTK）方式，控制半徑10km，觀測時間5秒，并求得三維坐標的固定解。

（3）測地總精度統計。以GPS基準站精度以及測點觀測精度二者平方和的二次方根（均方誤差）作為測地總精度。計算公式：包括平面位置均方誤差和高程均方誤差。

2.6.3 重力地形改正

地形改正分0-20m（近區）、20m-2000m（中區）、2km-166.7km（遠區）三個區進行。

2.6.4 重力異常總精度

重力調查以布格重力異常值的均方誤差作為總精度。布格重力異常總精度是指測點的重力值進行布格、地形、正常重力值等多項改正后得到的重力異常精度。

3 多金屬礦物探方法有效性分析

3.1 已有鉆孔剖面物探測量結果分析（祥霖鋪魏家8線）

第一，8線物性參數特征。801鉆孔電阻率測量顯示，灰巖和白云巖具有基本相似的電性，花崗巖電阻率平均值為1500Ω·m，極化率1.06%；矽卡巖電阻率平均值為7500Ω·m，極化率2.21%。花崗巖體為低阻低極化率體，與灰巖和白云巖電阻率存在近10倍的差值，極化率相差不大；與矽卡巖電阻率存在5倍的差值，極化率相差1%，目標體與圍巖電阻率差異明顯。

第二，物探異常特征。從8線可控源音頻大地電磁測深測量結果來看，斷面大致可分為四層：地表低阻層反應了第四系覆蓋層的厚度。近地表層（-300m高程以上）為高阻和低阻混雜區，與近地表基巖的起伏以及斷裂構造的分布有關。斷面中深部的中阻層，深度范圍為-300--600m，距地表深度500-700m，中阻層有三個低阻異常區，西邊異常區中心點為80點，呈向下凹形；中間異常中心點為132點，呈水平狀；東邊異常區最大，異常呈彎月形，傾向西，傾角約10°，往東部有明顯的抬升且顯示為明顯的低阻異常，異常中心點為244點，低阻異常區與隱伏花崗巖體位置基本相吻合。推斷低阻異常為隱伏花崗巖體。

瞬變電磁測量數據受干擾較嚴重，處理后成圖呈明顯掛面條狀，可靠性較低，不做解釋。

音頻大地電磁法測量段為100-216點之間，視電阻率曲線在高程為100米以下多表現為局部高值封閉。144-164點之間，有一垂直產狀的低阻區，在801鉆孔巖體段視電阻率與圍巖沒有明顯區別。

8線激電測深視極化率斷面顯示測線西段視極化率相對較低，小于5%，東段相對較高，最大為17%。166點到188點有一傾向東的高極化異常帶，高程0--500米，異常帶有兩個極化中心，高程在-100米和-400米左右。激電測深視電阻率斷面顯示此處為高阻與中阻體的分界線。172點高程為-100米處的極化率異常可能由碳質灰巖引起[4]。

結合已知地質鉆孔資料，綜合分析各物探工作方法測量結果認為，激電測深斷面淺部（高程-200米以上）、CSAMT測量中深部與已知鉆孔揭露地質情況基本吻合。結合局部重磁異常特征，據此推斷CSAMT視電阻率斷面中深部低阻區為隱伏巖體，激電測深212-292點淺部為含礦隱伏巖體。根據重磁電局部異常及地質特征等綜合信息，布置了三個鉆孔ZK802、ZK803、ZK70，經鉆孔揭露，分別見到隱伏花崗類巖體。

3.2 未知剖面物探測量結果分析（祥霖鋪魏家6線）

6線可控源音頻大地電磁測深測量結果顯示斷面大致可分為四層：地表低阻層反應了第四系覆蓋層的厚度。近地表層（-400m高程以上）為高阻和低阻混雜區，與近地表基巖的起伏以及斷裂構造的分布有關。斷面中深部的中阻層，深度范圍為-400--850m，距地表深度550-900m，中阻層東部有一低阻異常區，異常區東邊未封閉，異常中心點為216點，視電阻率為100-600Ω·m，激電測深斷面圖未反應到該深度。底部（-900m高程以下）高阻層，推斷為灰巖或白云巖。

瞬變電磁測量數據處理后成圖同樣呈明顯掛面條狀，可靠性較低，不做解釋，數據可能受周圍供電線影響。

音頻大地電磁法測量段為100-172點之間，視電阻率曲線多表現為局部高值封閉。132-156點之間，有一垂直產狀的低阻區，164-176點高程-100--176點之間有一高阻區，大號點方向未封閉，推斷為隱伏巖體。

激電測深視極化率斷面圖在顯示在214點至278點視極化率相對較高，為5%-9%，視電阻率相對較低，為100-1000Ω·m，呈低阻高極化特征，剖面磁異常在該段跳動變化劇烈，最小值為-10，最大值為120nT，變化幅度達130nT，顯示該處存在一定程度的礦化蝕變。該地段重力變化相對不明顯，但也顯示為重力低異常。結合重磁電異常特征及地質特征，推斷在214點至278點存在隱伏含礦巖體。后經鉆探驗證，在6線220點處見到含礦巖體。

3.3 分析結果

通過已知剖面8線和未知剖面6線的物探試驗測量結果分析及鉆探驗證，認為本區有效的物探方法組合為重磁測量、可控源音頻大地電磁法和激電測深測量。

4 結語

本文主要闡述了銅山嶺—祥霖鋪地區銅鉛鋅多金屬礦的物探方法，重點介紹了高精度磁測法、激電測深、可控源音頻大地電磁測深、瞬變電磁測量、音頻大地電磁測深等多種方法，在此基礎上對于不同物探方法的具體應用有效性進行了分析，從中可知本區有效的物探方法組合為重磁測量、可控源音頻大地電磁法和激電測深測量。通過本文的介紹能夠對類似礦物的物探提供一定參考和幫助，對于推動礦業發展具有現實意義。