CSAMT法在大別造山帶銀水寺地區多金屬礦調查中的應用

范長麗 倪 鵬

（安徽省地球物理地球化學勘查技術院）

大別造山帶是秦嶺造山帶向東側的延伸，地跨中國大陸中東部，郯廬斷裂帶橫穿其中［1］。造山帶內構造十分發育，斷裂主要以北西向和北北東向為主，礦床的形成往往由北西向大斷裂所控制［2］。銀水寺礦區處于大別山北部，礦區內已探明鉛、鋅金屬儲量分別達萬余噸，該礦區今后仍是尋找金屬礦的有利位置。

可控源音頻大地電磁（CSAMT）最早于1971年由加拿大多倫多大學的D W Strangway教授和他的研究生Myron Goldtein提出［3］。該方法具有勘探深度大、抗干擾能力強及受地形影響小等優點。利用可控源音頻大地電測測深法，可通過尋找與成礦有關的巖體和構造進行間接找礦［4］。可控源音頻大地電磁法在探測鐵、銅等金屬礦上有很好的應用效果［5］。鑒于可控源音頻大地電測測深方法在尋找金屬礦的良好效果，2015年在研究區內開展CSAMT剖面工作，結合研究區地質情況綜合分析，對地質體電性特征及空間分布有了初步認識，進一步圈定成礦有利部位，為今后在銀水寺地區多金屬調查提供可靠的地球物理依據。

1 研究區概況

1.1 地質背景

研究區地處于大別造山帶即北淮陽構造帶，由2個四級構造單元組成，分別為廬鎮關構造巖片和佛子嶺構造巖片。廬鎮關、佛子嶺2個構造巖片是北秦嶺加里東對接帶向東延伸而來，分別被磨子潭深斷裂和六安深斷裂所限制，形態展布為東西向長條狀。最早發育于早古生代陸緣活動帶，由新元古代廬鎮關巖群和震旦紀至泥盆紀佛子嶺巖群等幾套變質構造巖片組成。區內地層發育不全，主要有相當于廬鎮關巖群（Pt2l）的中元古界梅山巖群（Pt2ms）、下古生界佛子嶺巖群（Pt3）變質巖、上古生界石炭—泥盆系陸海交互相碎屑沉積巖、中生界侏羅—白里系甲酸性火山巖（J3-K1）（圖1）。

自加里東運動以來，研究區共經歷過6次從深層次向淺層次、強度由強到弱的褶皺變形。早期的中休羅世變形表現為由西向北東的推擠作用，形成北西向構造。直到晚侏羅世開始，構造作用有所轉變，轉化為北西—南東向的擠壓，構造呈北北東向展布。新生代變形微弱，表現為近東西向。

研究區內斷裂包括深層次的韌性剪切斷裂和淺層次的脆性斷裂。前者發生于印支期，在燕山晚期則表現為淺層次的逆沖推覆構造，斷層主要發育于佛子嶺巖群中；后者主要發育在中生代以后的佛子嶺巖群底部的逆掩斷層中，佛子嶺巖群底部的逆掩斷層控制了區內地層的分布范圍，對區內鉛鋅礦的產生起到重要作用。

1.2 礦床概況

20世紀60年代初，在研究區附近發現和探明了第一個矽卡巖型鉛鋅礦床——銀水寺鉛鋅礦床，這也是迄今為止在大別山地區探明鉛、鋅金屬儲量最大的矽卡巖型礦床。銀水寺鉛鋅礦床位于金寨縣城北西向距離15 km處，屬于北淮陽陸塊安徽段的西側。礦區地層主要有鄭堂子組（Pz1z）、仙人沖組（Pz1x）、祥云寨巖組（Pz1xy）、諸佛庵巖組（Pz1zf）及火山碎屑巖。

銀水寺礦床中的礦體多呈似層狀及脈狀為主，主要發育在中元古界廬鎮關群仙人沖巖組（Pz1x）大理巖與鄭堂子巖組（Pz1z）千枚巖之間的層間破碎帶，以及正長花崗斑巖脈與大理巖的接觸帶內［6］。礦化帶中可圈出多層鉛鋅礦體，這些礦體受層間破碎帶和碳酸鹽巖與千枚巖接觸帶控制明顯（圖2）［7］。

1.3 地球物理場特征

研究區處于北西向重力梯級帶中（圖3）。其北側、東側沉積地層表現為重力相對高；南側、西側表現為重力低，重力低值區中存在局部重力高異常，應與燕山期高密度侵入體有關。銀水寺附近重力等值線扭曲，軸向北東向，為重力局部正異常的反映，對應北西向磁異常轉折部位，為局部地層反映。

研究區處于航磁異常梯級帶中（圖3），航磁正異常集中在研究區西、南側，呈多異常中心，走向為NW向；北側、東側為航磁負異常，為單異常中心，異常走向由NW向轉為NE向，在銀水寺附近異常等值線扭轉。負磁異常主要反映中生代沉積巖、火山巖及佛子嶺巖群淺變質巖的低磁特點；外圍正磁異常大多為燕山期侵入巖的反映；研究區內以負磁異常為主，銀水寺以南表現為NW向梯級帶，其中部為寬緩的磁異常平臺，剩余異常表現為NW向局部正磁異常帶，部分地段出露梅山單元正長花崗巖；銀水寺北西部分磁異常等值線呈NE向梯級帶。

重磁異常存在部分同源，工作區南側重磁梯級帶與中生代沉積巖、火山巖及佛子嶺巖群淺變質巖關系密切，而梅山單元正長花崗巖要求局部重低磁高；工作區北側北東向磁梯級帶對應北東向重力局部高，應為地層反映。

2 數據采集及處理

數據采集工作使用的儀器為美國ZONGE公司生產的GDP-32Ⅱ型多功能電法工作站。本次測量參數包括電場和磁場2個分量，測量范圍為電偶極子源中垂線兩側不大于25°的扇形區域內（圖4）。本次工作接收電偶極距MN為40 m，測量點距40 m，最低工作頻率0.125 Hz，最高工作頻率8 192 Hz，收發距大于8.1 km。為保證原始數據采集的質量，采取固體不極化電極深埋澆水以減小接地電阻、為防止磁探頭風吹晃動挖槽下埋、避開高壓輸電線及電力設備等措施，增加每個頻點的測量疊加次數至64次，同時盡量加大供電電流以提高信噪比。

數據處理由GDP-32Ⅱ工作站相配套的軟件包完成，處理過程由原始數據的預處理和二維模型反演組成。該軟件包具有靜態校正以及地形改正等功能。首先觀察各測點原始數據質量有無靜態效應影響，剔除畸變數據；其次對完成靜態校正的數據，利用SCS2D二維反演軟件進行二維反演處理，二維反演電阻率斷面圖利用Surfer軟件制作完成；最后分析電阻率特征并結合地質資料繪制推斷解釋圖。

3 剖面特征及異常解釋

在研究區內共布設3條剖面：1號剖面長度2 000 m，點距40 m，方位角為29°，共完成測點51個；2號剖面長度1 520 m，點距40 m，方位角為24°，共完成測點39個；3號剖面長度1 000 m，點距40 m，方位角為51°，共完成測點26個。

首先對原始數據進行一系列處理，然后利用SCS2D二維反演軟件進行二維反演處理，得到各剖面線CSAMT測深電阻率斷面圖。從研究區1線電阻率斷面圖（圖5（a））可知，電阻率等值線總體呈縱向分布，點號從小到大電阻率總體呈“高—低—高”特征，淺層電阻率除局部表現為高阻外，基本顯示為中低電阻率值。小號點地表出露地層為金剛臺組（J3j），大部分出露地層為胡油坊組（C2h）。100~104號點（標高150 m）的中深部有一高阻異常，厚度約90 m，推測為地層金剛臺組（J3j）酸性火山碎屑巖的反映；116號點向下延伸到650 m處的中深部存在明顯低阻異常帶，電阻率等值線近乎直立，厚度約750 m，為構造破碎帶的反映，故推測為斷層；在180號點的貫穿中深部有一垂直電阻率等值線高阻帶，數值達6 200 Ω·m，高阻帶頂端兩側為近水平的電阻率等值線梯級帶，推測為花崗斑巖侵入引起。

研究區2線電阻率斷面圖及地層推斷解釋圖如圖6所示。電阻率斷面總體表現為高阻，局部顯示為閉合低阻異常。地表淺層電阻率表現為高阻值，由地質圖圖1可知，地表分別出露諸佛庵巖組（Pz1zf）、祥云寨巖組（Pz1xy）、仙人沖巖組（Pz1x）及鄭堂子巖組（Pz1z），其中100～120號點（標高400 m以深）有1條帶狀低阻異常，推測為由祥云寨巖組（Pz1xy）的白云石英片巖經構造作用所呈現的低阻特征；中部在130～144號點（標高200 m以深）有1條帶狀近于直立的低阻異常體，判斷是由構造運動引起的相對低電阻率特征，斷層兩側地層為鄭堂子巖組（Pz1z）和仙人沖巖組（Pz1x）；深部在100～128號點（標高-100 m以深）存在一高阻異常體，推測為鄭堂子巖組（Pz1z）；160～176號點的中深部（標高100 m）總體表現為高阻，推測為地層金剛臺組（J3j）。

118～130號點（標高200～400 m）的條帶低阻異常體，前面已述該礦區鉛鋅礦化體主要發育在中元古界廬鎮關群仙人沖巖組（Pz1x）大理巖與鄭堂子巖組（Pz1z）千枚巖之間的層間破碎帶中，故該低阻異常體推測為受推覆構造作用向上擠壓形成的鉛鋅礦化體，且推測該部位為成礦有利位置。

4 結 論

（1）通過本次CSAMT測量工作，對研究區地質體電性特征及空間分布有了系統認識。

（2）鑒于研究區及周圍已有十余處已探明多金屬礦化，且受推覆構造作用明顯，今后該區淺部仍然是尋找隱伏矽卡巖型礦的有利部位。

（3）銀水寺礦區位于北淮陽構造帶的北成礦亞帶，找礦信息豐富，已探明、發現礦（化）點以淺部為主，今后工作重點可向中深部找礦轉移。