大功率激電和CSAMT在粵東鴻溝山礦區(qū)中的應用

楊錫豐

（廣東省地質局第二地質大隊，廣東 汕頭 515021）

19世紀人們就發(fā)現(xiàn)了巖石具有激發(fā)極化效應，20世紀60年代以來，激發(fā)極化法就是尋找無磁性的有色金屬礦床，如銅、鉬、鉛、銻等礦床和部分無磁性或弱磁性黑色金屬礦床，如赤鐵礦、軟錳礦等，以及硫鐵礦和石墨礦的主要物探方法，在金礦和其他貴金屬礦床勘探方面也具有廣泛應用[1]。可控源音頻大地電磁測深是利用人工交變電磁場研究地球結構的一種地球物理勘探方法，因其勘探設備較為輕便，勘探深度大、勘探費用低、縱橫向分辨能力強等特點，該方法在普查石油、天然氣、煤田、地熱田，解決工程、環(huán)境地質問題及尋找金屬礦產等方面應用，并取得了明顯的地質效果[2]。

鴻溝山礦區(qū)處于武夷成礦帶西南段外延，區(qū)內斷裂構造發(fā)育，山火、巖漿活動頻繁，物化探異常明顯，成礦條件優(yōu)越，具有良好的找礦前景。區(qū)內有北東、北西向兩組斷裂構造，其中北西向為鴻溝山礦區(qū)主要控礦、容礦構造。區(qū)內礦體主要產生于花崗閃長斑巖外接觸帶，硅化、綠泥石化、黃鐵礦化蝕變強烈。以上礦區(qū)地質特征為本次物探工作提供前提條件，通過開展相應的物探方法并取得較好的應用。

1 區(qū)域地質

1.1 地層

礦區(qū)出露的地層老至新分主要為晚三疊世頭木沖組（T3t）、晚三疊—早侏羅世銀瓶山組（T3J1y）、中晚侏羅世熱水洞組（J2-3r）及第四系（Q）。晚三疊世頭木沖組（T3t）主要為含礫砂巖、中粗粒砂巖、細砂巖、炭質粉砂巖夾泥巖；晚三疊—早侏羅世銀瓶山組（T3J1y）主要為砂巖、粉砂巖夾含礫砂巖；中—晚侏羅世熱水洞組（J2-3r）主要為流紋質、英安流紋質火山碎屑巖，夾流紋質、英安流紋質熔巖；第四系（Q）主要為鵝卵石、卵石、巖塊、巖屑、砂、細砂、亞黏土、黏土等松散沉積物。

1.2 構造

區(qū)內斷裂構造發(fā)育，主要有北東向、北西向兩組斷裂，其次為近東西、近南北向斷裂，其中北西向是本區(qū)重要控礦、容礦構造。其中北西向斷裂組總體傾向北東，局部傾向南西，傾角中等偏陡，沿斷裂帶節(jié)理裂隙較發(fā)育，呈微細—細網脈狀產出，硅化、綠泥石化、褐鐵礦化、黃鐵礦化廣泛發(fā)育，是本區(qū)重要控礦容礦構造。北東向斷裂組總體傾向南東，局部傾向北西沿斷裂硅化、綠泥石化、褐鐵礦化、碎裂巖化較發(fā)育。

圖1 區(qū)域地質簡圖

2 巖礦石物性參數特征及工作方法

2.1 巖礦石物性參數測試

礦體與圍巖具有足夠大的物性差異是物探工作的充分必要條件[4]。采集區(qū)內主要巖礦石標本，并進行實地對稱小四極測試，得出鴻溝山礦區(qū)巖礦石物性參數特征見表1。由表中可知：區(qū)內褐鐵礦化、含鐵砂巖的η值最高，其值大于4%，其中前者屬于中高阻，后者屬于中低阻；一般砂巖、泥巖屬低極化體，其值均小于2%；花崗閃長巖屬于高阻中極化極體；根據露頭測定結果，砂巖、泥巖的 值有明顯的方向性，其中北西向的η值大于南西向，這可能與巖石的電子導電排列方向有關；砂巖、泥巖的露頭測定結果，值顯著高于標本測定結果，這除了兩者使用不同的儀器外，可能前者測定數量有限，代表性不夠充分以及位置不同等有關。

表1 鴻溝山礦物物性測試成果

2.2 工作方法

激電掃面工作面積2.7km2，測線方位38°，采用中梯裝置，AB=1,700m，MN=40m，正反向供電8s，斷電延時200ms。外業(yè)工作敷設一次供電電極采用（三）臺接收機同時觀測，最大旁側距離200m。

音頻大地電磁測深是在完成激電中梯掃面后，再選擇較好成礦有區(qū)域開展工作。CSAMT共完成測150個，共布置3條測線。本次工作采用的工作頻段為1Hz～8192Hz，收-發(fā)距5km，發(fā)射極AB為1km，接收機極距為20m。

3 數據處理及資料解譯驗證

3.1 數據處理

激電中梯主要是繪制視電阻率、視極化率等值線平面圖；可控源音頻大地電磁測深通過對原始數據進行轉換和數據整理后，通過儀器廠商自帶的反演軟件運算成圖，主要有電極點位坐標差校正、曲線自動圓滑、跳變頻點處理、兩端壞頻截斷處理、壞測點曲線廢棄刪除或插值利用處理、近場校正、靜態(tài)校正處理、測線斷面反演處理、多測線數據高程切片及成果繪制等[5]。

3.2 激電中梯異常特征

通過對測量數據處理分校后可知，鴻溝山礦區(qū)視電阻率平均值為677Ωm，極化率平均值為3.59%。視電阻率低阻異常上限為170Ω·m；視極化率異常方差為0.95，異常下限為5.49%。

圈定視電阻率異常和視極化率異常范圍，如下圖所示。圖2為電阻率異常圖，從圖上可知，電阻率異常共3個，分別為DZ1、DZ2和DZ3。DZ1位于鴻溝山南西側，異常呈北西向展布，異常中心不明顯，梯度較緩，其南東部未閉合。DZ2位于雞籠山北部，異常呈北東向展布，梯度緩，其南西部未閉合。DZ3位于雞籠山，呈北東向展布，梯度緩，呈狹長狀。

圖3為極化率異常圖，從圖上可知共劃分了2個異常帶，分別為IP1和IP2，其中IP1分IP1-1和IP1-2。IP1位于鴻溝山南西側，總體呈北西展布，其中IP1-1梯度陡，異常中心明顯，南東部未閉合；IP1-2梯度緩。

結合地質資料，DZ1和IP1異常區(qū)基本重疊，為低阻高極化，區(qū)內有V6、V7、V8和V9礦脈經過，且為北西向，該處化探異常良好，推測該異常區(qū)內為成礦有利部位。DZ2附近有褐鐵礦化點出露，在其北側有平行斷裂經過，推斷該異常區(qū)可能有斷裂經過。DZ3和IP2有重疊區(qū)域，為低阻高極化，區(qū)內有V12、V13、V14和V15礦脈經過，為北西向，DZ3與北東斷裂平行，化探異常良好，推測DZ3可能有斷裂經過，IP2有成礦有得帶。

圖2 視電阻率等值線平面圖

圖3 視極化率等值線平面圖

3.3 音頻大地電磁測深異常特征

3.3.1 Ⅰ號線二維反演成果

如圖4所示，Ⅰ線共有測點47個，測線長為1880m，測線剖面上電阻率值總體較高，有多處高阻異常，在中深部有層狀電阻率帶。

通過結合已竣工鉆孔和巖石測試結果，對比本測線反演結果，圈定多處高阻異常，推測該高阻異常可能為巖體造成。在測線12～19號測點，標高約為-160至160m間，有一高阻異常區(qū)域，推測該異常區(qū)域可能為巖體造成。在測線22～24號測點，標高約20m～220m間，有一高阻異常區(qū)域，推測該異常區(qū)域可能為巖體造成。在該異常左側，有一明顯低異常，在測點22號附近，電阻率梯度大，推測該處可能為成礦有利帶，編號為AMT1。在測線27號，和30至32號，有兩處高阻異常區(qū)域，推測兩個高阻異常可能為巖體造成，位于兩個異常區(qū)間，測點29號附近有一低阻異常區(qū)，該處電阻率梯度大，推測該處可能為成礦有利帶，編號為AMT2。

圖4 I號線CSAMT二維反演推斷解釋剖面圖

圖5 Ⅲ號線CSAMT二維反演推斷解釋剖面圖

在34至39號測點間，存在高阻異常區(qū)域，推測該異常區(qū)域可能為巖體造成。在41于47號測點間，也存在一個高阻異常區(qū)域，推測該異常區(qū)域可能為巖體造成。在測線上標高約-480至-240m間，電阻率變化較為平緩的，呈近水平層狀分布，電阻率梯度緩，電阻率值約為幾歐姆米至幾百歐姆米，結合實際地質情況，推測該層可能為含碳砂巖。

Ⅰ號測線共圈定了2個較好的成礦有利帶，需進一步加強地質予以查證。

3.3.2 Ⅲ號線二維反演成果

如圖5所示，Ⅲ號線共有測點50個，測線長為2000m，總體電阻變化平緩，梯度小，呈平行層狀分布，上部有多有個區(qū)域梯度變化大。

在測線6至8號測點間，標高約為-20m至100m，有一高阻異常區(qū)域，推測該異常區(qū)域可能為巖體造成。在8號測點附近，有一低阻區(qū)域，電阻率梯度大，推測該處可能為成礦有利帶，編號為AMT4。

在測線19至23號，標高約為-70m至20m間，有兩處高阻異常區(qū)域，推測該異常區(qū)域可能為巖體造成。在21、22號測點附近，有一低阻區(qū)域，電阻率梯度大，推測該處可能為成礦有利帶，編號為AMT5。通過查閱地質資料發(fā)現(xiàn)，蝕變填圖中，在該異常區(qū)域地表褐鐵礦化較強。

在測線35號至38號測，標高約-140m至20m間，有一高阻異常區(qū)域，推測該異常區(qū)域可能為巖體造成。在該高阻異常左側，局部電阻率梯度大，且低阻異常明顯，推測該處可能為成礦有利帶，編號AMT6。

在測線33號至50號測點間，中深部有一呈近水平層狀分布，電阻率梯度緩，電阻率值約為幾十歐姆米至幾百歐姆米，結合實際地質情況，推測該層可能為碳質砂巖或泥質砂巖。

4 結論

通過激電中梯掃面和可控源音頻大地電磁測等工作后，結合礦區(qū)礦體特征和成礦規(guī)律，礦體與燕山期巖漿活動有密切關系，多產于構造蝕變巖中，而蝕變巖中多為富含金屬硫化物，與圍巖電性差異明顯。利用激電中梯測量共圈定異常5處，可控源音頻大地電磁測深圈定6處。在激電異常IP1-1和可控源音頻大地電磁測深AMT6附近布置驗證鉆孔ZK10002，通過鉆孔揭露發(fā)現(xiàn)在ZK10002孔深133m至139m有6m連續(xù)礦體，另外孔中多處見礦，其中金最高品位為19.3g/t，銀最高品位為223g/t，異常得驗證，說明本次物探工作在尋找本礦區(qū)類型礦床方面有較好應用效果。