鄧居智， 陳輝，， 殷長春， 周彪華

1 東華理工大學放射性地質與勘探技術國防重點學科實驗室， 南昌 3300132 吉林大學地球探測科學與技術學院， 長春 130026

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九瑞礦集區(qū)三維電性結構研究及找礦意義

鄧居智1， 陳輝1，2， 殷長春2， 周彪華1

1 東華理工大學放射性地質與勘探技術國防重點學科實驗室， 南昌 3300132 吉林大學地球探測科學與技術學院， 長春 130026

九瑞礦集區(qū)作為全國重點整裝勘查區(qū)之一，深部找礦工作一直是研究重點和熱點.本文在綜合分析研究區(qū)區(qū)域地質資料、對典型地層和巖石標本進行電阻率參數(shù)測試和統(tǒng)計分析的基礎上，利用研究區(qū)面積性AMT數(shù)據(jù)進行三維電性結構研究.為獲得AMT最佳反演參數(shù)，選擇一條典型AMT剖面開展二維非線性共軛梯度（NLCG）反演，進而總結出利用TM極化模式數(shù)據(jù)、拉格朗日乘子等于3的二維反演方案.綜合利用地質、鉆探和電性特征對全區(qū)23條AMT剖面進行二維約束反演，并將所有測線的電阻率反演結果三維網(wǎng)格化，得到了研究區(qū)的三維電性結構.最后，我們通過對三維電性結構的綜合分析，確定研究區(qū)地下地層、巖體展布、斷裂構造分布特征以及基底起伏情況.與已知礦床對比，我們發(fā)現(xiàn)淺部北西斷裂與北東向區(qū)域性深部斷裂交匯處、基底隆起凹槽邊緣以及巖體邊緣為成礦有利區(qū).

九瑞礦集區(qū)； 音頻大地電磁法； 電性結構； 三維； 深部找礦

1 引言

九瑞礦集區(qū)是長江中下游銅多金屬成礦帶的重要組成部分（真允慶等，2009；呂慶田等，2011）.經(jīng)過幾十年的地質勘查研究，在九瑞礦集區(qū)發(fā)現(xiàn)了一批具有長江中下游成礦特色的“三位一體”（矽卡巖型、斑巖型及層控型）和“多位一體”的大型銅多金屬礦床.銅、金資源豐富，類型眾多，是我國重要的銅多金屬礦產(chǎn)基地（殷卓等，2009；蔣少涌等，2010）.該地區(qū)已發(fā)現(xiàn)的礦床有城門山銅礦和武山銅礦兩個特大型礦床，以及丁家山銅礦、吳家金礦、鄧家山銅金礦、東雷灣銅礦、金雞窩鉛鋅銀礦、白楊畈鉛鋅銀礦等中型礦床及眾多小型礦床（曹鐘清等，2006; 陳波和占崗樂，2007）.九瑞地區(qū)資源潛力雖然巨大，但部分礦山已經(jīng)面臨資源枯竭 （如豐山銅礦已位于我國東部主要危機礦山之列），勘探和開發(fā)深部資源勢在必行.

近年隨著勘查和科研工作大量投入，九瑞礦集區(qū)作為全國重點整裝勘查區(qū)之一，已在城門山礦區(qū)外圍、金雞窩銀礦區(qū)深部、城門壩礦段、鄧家山礦區(qū)西部等地區(qū)新發(fā)現(xiàn)銅多金屬礦床（點），預示著該區(qū)深部及外圍仍蘊藏或隱伏著巨大的金屬礦床（王會敏等，2012）.地球物理方法作為開展深部找礦工作的主要手段，越來越受到礦產(chǎn)勘查界的重視（滕吉文等，2007； 曹新志等，2009；周平等，2009），國內(nèi)許多學者在九瑞地區(qū)開展了系列地球物理勘查和深部外圍找礦.張虎生等（2001）在該區(qū)開展反射地震方法試驗，試圖圈定隱伏或半隱伏侵入巖體，查明與圍巖的接觸關系.然而，受該區(qū)復雜地層倒轉影響勘探效果并不理想.由于勘探成本過高，該項工作難于大面積開展.王沖等（2009）在城門山礦區(qū)深部及外圍地區(qū)利用EH-4電導率成像儀開展電磁勘探，圈定了地下巖層的展布狀態(tài)，說明電磁法對揭示富礦體和深部巖體有一定的效果.江西省地球物理勘查技術院（2009）在武山周邊開展頻譜激電（SIP），根據(jù)電阻率分布特征查明各地層分布規(guī)律及巖體分布形態(tài)，但其激發(fā)極化特征受區(qū)內(nèi)碳質地層高極化影響較大.王大勇（2010）通過對九瑞礦集區(qū)的大地電磁數(shù)據(jù)反演解釋，揭示了巖漿巖體和深大斷裂的分布形態(tài)和深部地層展布特征.鄧震等（2012）通過對1∶5萬重磁資料進行多尺度邊緣檢測和準三維反演，分析巖體的基性程度，為尋找與火山巖、侵入巖體有關的金屬礦提供信息.張寒韜（2013）在武山礦區(qū)及其外圍開展綜合地球物理探測研究，揭露深部地質構造特征，為深部探測提供技術借鑒.雖然前人在九瑞礦集區(qū)開展了大量的地球物理工作，但大部分工作都是試驗性或局部勘探，對研究區(qū)的整體格架、構造和巖漿巖的分布特征并不清晰.楊龍彬等（2014）在西準噶爾包古圖地區(qū)開展多條測線音頻大地電磁法（AMT）觀測，通過OCCAM反演獲取地下三維電性結構，揭示地下巖體的展布特征.Tuncer等（2006）在Athabasca盆地不整合鈾礦區(qū)開展面積性AMT勘查工作，獲取地下三維電性結構并查明深部成礦有利區(qū).姚大為等（2015）在九瑞地區(qū)武山礦區(qū)及其外圍開展音頻大地電磁工作，勘探結果表明該方法能夠很好地探測地下目標地質體，清晰劃分標志性地電層及分層結構.因此，利用面積性AMT勘探以查明九瑞礦集區(qū)構造、巖漿巖和基底起伏等與成礦有關的地質特征具有可行性.

本文依托在九瑞礦集區(qū)已完成的面積性音頻大地電磁測量數(shù)據(jù)開展研究.選擇典型剖面AMT數(shù)據(jù)開展帶約束二維非線性共軛梯度（NLCG）反演，確定參與反演的數(shù)據(jù)極化模式及拉格朗日乘子，結合地質和鉆孔資料進行地質解譯，為本區(qū)其他測線數(shù)據(jù)處理和解釋建立樣板.在此基礎上對九瑞礦集區(qū)其他AMT測線數(shù)據(jù)進行反演解釋，并通過三維網(wǎng)格化集成得到研究區(qū)地下三維電性結構.結合研究區(qū)地質和鉆孔資料，我們進一步揭示深部主要容礦、控礦構造的空間分布形態(tài)，為深部資源勘查提供理論依據(jù)、指明找礦方向.

2 研究區(qū)地質概況及電性特征

2.1 地質概況

1）地層

九瑞礦集區(qū)在構造位置上屬揚子陸塊的下?lián)P子坳陷帶西段，南、北分別位于江南地塊、淮陽隆起毗鄰，地處構造轉折部位.礦集區(qū)基底為一套厚度巨大的深?！獪\海相漸變的淺變質巖系（中元古界雙橋山群），基底褶皺構造發(fā)育強烈.蓋層出露的地層比較齊全（圖1），除缺失志留系部分地層外，從震旦系至第四系均有出露.奧陶系至三疊系廣布于區(qū)內(nèi)，發(fā)育齊全，而第四系主要分布于中-東南部的江河湖濱.奧陶系與志留系組成了背斜構造核部，泥盆系與二疊系分布于背、向斜構造翼部，而三疊系地層組成了向斜構造核部，第三系地層只零星分布在斷陷盆地中.震旦系以碳酸鹽巖建造為主，局部有凝灰?guī)r.奧陶系出露中上統(tǒng)碳酸鹽巖，以炭泥質碳酸鹽建造為主.志留系出露上統(tǒng)砂頁巖，為泥砂質碎屑巖建造.泥盆系出露上泥盆統(tǒng)五通組含礫石英砂巖，為碎屑巖建造.石炭系出露中石炭統(tǒng)黃龍組白云巖和灰?guī)r，為碳酸鹽建造.二疊系出露下中統(tǒng)碳酸鹽巖，以碳酸鹽建造為主，煤建造為次.三疊系出露下中統(tǒng)碳酸鹽巖，以碳酸鹽建造為主，上部為碎屑巖建造.下第三紀紫紅色砂礫巖建造；第四紀松散沉積物建造.該區(qū)的重要銅、金賦礦層位是奧陶系—三疊系，特別是有沉積黃鐵礦的黃龍組與五通組，成為層狀硫化物型礦床賦礦建造的重要部位.

2）區(qū)域構造

研究區(qū)位于九瑞—彭澤復式向斜的西段，主要褶皺自北向南有：鄧家山—通江嶺向斜、界首—大橋背斜、橫立山—黃橋向斜、大沖—丁家山背斜、烏石街—賽湖向斜、長山—城門湖背斜、新塘向斜.褶皺展布方向自西向東由北西—近東西—北東向，總體為一向南彎曲的弧形褶皺帶（圖2）.兩翼產(chǎn)狀不一，一般北翼較緩（30～50°），南翼較陡（60～75°），局部直立或倒轉.

區(qū)內(nèi)斷裂主要為北東向、北西向、北東東向斷裂.北東向斷裂屬郯廬—贛江構造帶中廬山穹斷束西部邊緣斷裂帶的一部分，對九瑞地區(qū)構造格局起著重要的控制作用.斷裂發(fā)生于晉寧時期，在后來的發(fā)展過程中加深擴大，性質由張剪性轉變?yōu)閴杭粜詾橹鞯男睕_斷層.北西向斷裂由一系列近于平行的斷裂組成，主要有武山—城門山—沙河斷裂、碼頭—通江嶺—瑞昌斷裂、東雷灣—于家沖和鄧家山—界首斷裂等.該組斷裂控制九瑞地區(qū)巖漿巖帶的分布格局，也控制了銅金礦床的形成格局.遠離這組斷裂構造帶，巖漿活動和成礦作用明顯減弱.北東東向斷裂表現(xiàn)為褶皺中產(chǎn)生的縱向斷裂，主要有通江嶺、銅嶺、邊城腦—武山、瑞昌—丁家山、城門山等斷裂，為一組與地層走向近乎一致的北東向逆沖斷裂，控制礦體及巖體（墻）群的延展方向.

圖1 九瑞地區(qū)區(qū)域地質圖及AMT測線布置圖（據(jù)鄧震等，2012年）

圖2 九瑞地區(qū)區(qū)域地質構造與礦產(chǎn)分布圖（據(jù)江西省地礦局贛西北大隊）

3）巖漿巖

區(qū)內(nèi)巖漿活動較強烈，小巖體星羅棋布，巖漿巖活動有燕山期和喜山期兩個巖漿旋回.

燕山期巖體為中酸性淺—超淺成巖體，由北向南可分為鄧家山—通江嶺、寶山—大橋、宋家灣—武山、大沖—丁家山，城門山—十六公里五個巖漿亞帶.巖石類型主要有石英閃長玢巖、花崗閃長斑巖和石英斑巖等.石英閃長玢巖與金、銀、鉛、鋅、銅成礦關系密切，代表性的有洋雞山金礦.花崗閃長斑巖與銅、金成礦關系密切，如城門山銅礦、武山銅礦、雞籠山金銅礦、豐山洞銅礦、丁家山銅礦等.石英斑巖與鉬成礦關系密切，如城門山鉬礦.巖體產(chǎn)狀有巖筒、巖墻、巖枝及巖脈，較大的巖筒、巖墻往往為多階段，多期次巖漿復合侵入，多次成礦，是本區(qū)構成多礦種、多類型大中型礦床重要條件.燕山后期脈巖為安山玢巖、煌斑巖、輝長輝綠巖等.喜山期為裂隙噴發(fā)的玄武巖，見于桂林橋—生機林第三系紅層中，目前未發(fā)現(xiàn)與之有關的礦床.

2.2 電性特征

圖3 不同地層及巖性電阻率直方圖

為研究九瑞地區(qū)不同地層和巖性電阻率特征，我們采集并測定了1125塊巖芯標本.圖3給出不同地層和巖石電阻率統(tǒng)計直方圖.由圖可見，三疊系嘉陵江組—石炭系黃龍組段地層電阻率均大于9000 Ωm；泥盆系五通組—奧陶系燙頭組段地層電阻率小于2000 Ωm；奧陶系湯山組—奧陶系侖山組段地層電阻率在5500～6500 Ωm內(nèi)變化；奧陶系燈影組—奧陶系峒門組地層電阻率小于1000 Ωm；該區(qū)出露的巖漿巖（石英斑巖、花崗閃長斑巖、輝綠玢巖、石英閃長玢巖）電阻率范圍為400～2000 Ωm.上述結果表明研究區(qū)地層間存在較明顯的電阻率差異，但巖石標本的電阻率也呈現(xiàn)出復雜性.地層電阻率整體分為四個階次：高阻地層為三疊系嘉陵江組—石炭系黃龍組段，中高阻地層為奧陶系湯山組—奧陶系侖山組段，中低阻地層為泥盆系五通組—奧陶系燙頭組段以及巖漿巖，低阻地層為震旦系燈影組—震旦系峒門組段.

3 AMT數(shù)據(jù)采集與處理流程

本次AMT數(shù)據(jù)來自“十二五”國家科技支撐計劃項目，采集儀器為Zonge公司GDP-32多功能電法儀，采集頻率為0.35～10400 Hz內(nèi)對數(shù)間隔分布的60個頻點.為了保證數(shù)據(jù)質量，采集時間大于60 min，局部干擾大地區(qū)采集時間進行適當增加.偶極距設為100 m，采用“十字”交叉布極，觀測相互正交的電場和磁場四個分量.在九瑞地區(qū)23 km×20 km面積范圍內(nèi)布置測線23條（圖1），每條測線的長度20 km，點距為200 m，線距為1 km.實際完成測點為1895個，占設計總數(shù)量的82.39%， 缺失部分主要位于測區(qū)東邊因赤湖水域影響無法施工.根據(jù)中華人民共和國石油天然氣行業(yè)標準《大地電磁測深法技術規(guī)程 SY/T5820-1999》數(shù)據(jù)質量評價體系，Ⅰ-Ⅱ類數(shù)據(jù)質量點1751個，占總測點數(shù)92.4%.

開展AMT二維反演前，對數(shù)據(jù)進行預處理，數(shù)據(jù)處理流程如圖4所示.我們首先對數(shù)據(jù)進行整理，去除壞點和“飛點”數(shù)據(jù)，然后對各測點的響應曲線和視電阻率及相位擬斷面圖進行定性分析.一方面判別擬斷面圖上視電阻率“掛面”狀靜態(tài)效應出露情況，對存在靜態(tài)效應的測點利用winglink軟件的曲線平移方法進行校正，消除地表局部不均勻體影響；另一方面對于視電阻率尾支快速上升或下降曲線以及相位接近0°或90°三維體畸變曲線，利用McNeice和Jones（2001）開發(fā)的STRIKE 6.0程序進行阻抗張量分解，消除三維體畸變影響.處理后的數(shù)據(jù)首先進行一維OCCAM反演，得到各剖面電阻率斷面圖，為二維反演提供初始模型.AMT二維反演常用的方法有RRI法（Smith and Booker，1991）、OCCAM法（Constable等，1987）、數(shù)據(jù)空間OCCAM法REBOCC （Siripunvaraporna and Egbert，2000）、非線性共軛梯度算法（Rodi and Mackie，2001）等.本文采用非線性共軛梯度法（NLCG）.為了得到接近實際的反演結果，選擇一條典型剖面進行反演參數(shù)試驗研究，確定了參與反演的數(shù)據(jù)極化模式，并利用L曲線法確定最佳拉格朗日乘子.最后，將所有測線二維反演結果合成得到研究區(qū)地下三維電性結構，并綜合地質和鉆孔資料進行地質解譯.

圖4 AMT數(shù)據(jù)處理及反演解譯流程圖

4 典型剖面的AMT二維反演研究

為確定適合本區(qū)AMT二維反演的數(shù)據(jù)體和反演參數(shù)，選擇靠近武山銅礦床的L18線（圖1中紅色測線）作為典型剖面進行極化模式對比和拉格朗日乘子試驗.

4.1 極化模式選擇

AMT數(shù)據(jù)二維反演選擇合適的極化模式數(shù)據(jù)至關重要. 圖5展示L18線TE、TM和TE+TM三種不同極化模式數(shù)據(jù)二維反演結果.三組數(shù)據(jù)的反演采用統(tǒng)一的剖分網(wǎng)格和相同初始電阻率模型.拉格朗日乘子τ設定為3.由圖可見，三種極化模式的反演結果和擬合誤差相差較大.TE模式的數(shù)據(jù)擬合差為7.13，電阻率斷面圖表現(xiàn)為低阻表層、下部高阻，其中高阻電阻率達到數(shù)十萬歐姆米，與實際地質情況完全不符.分析其原因為九瑞礦集區(qū)整個地層向斜背斜倒轉呈現(xiàn)三維體特征，而設計測線方向垂直于地層走向方向，故TE模式視電阻率曲線受其影響呈現(xiàn)快速上升的虛假特征.TM模式的擬合誤差為3.99，電阻率斷面圖表現(xiàn)為表層高、低阻交替出現(xiàn)，中間層為中阻，底部為高阻層， 與測區(qū)剖面地質特征基本吻合.TE+TM模式擬合誤差為8.07，電阻率斷面呈現(xiàn)大面積高阻區(qū)，與實際情況不吻合.這是由于TE模式數(shù)據(jù)受三維畸變體影響造成的.上述比較結果表明，該區(qū)AMT數(shù)據(jù)采用TM模式二維反演無論是擬合誤差、還是與實際地質情況吻合度均較好.因此，對測區(qū)所有測線都選用TM模式數(shù)據(jù)進行二維反演.

圖5 不同極化模式L18線二維反演結果對比

4.2 拉格朗日乘子確定

大地電磁二維反演既要考慮擬合效果，又要得到光滑模型，因此選擇合適拉格朗日乘子τ非常關鍵.L曲線法是確定τ值的有效方法（詹艷等，2014）.該方法通過設置不同τ值對同一數(shù)據(jù)體進行二維反演，對比反演結果的擬合誤差和粗糙度，以確定最佳τ值.本文選取0.1～50區(qū)間內(nèi)對數(shù)等間隔的8個τ值（50、20、10、5、3、1、0.5、0.1）進行反演試驗.圖6為L18線TM模式二維反演不同τ值的L曲線，縱軸為數(shù)據(jù)擬合誤差，橫軸為模型粗糙度.由圖可以看出，曲線拐點位置τ值為3，5，10，20.圖7為不同τ值條件下L18線TM模式二維反演結果.從圖中可以看出，不同τ值反演結果形態(tài)基本一致，但隨著τ值增大，反演模型變光滑且擬合誤差增大.通過與地質剖面對比發(fā)現(xiàn)，τ值為3能更好地反映地下地層和構造的分布特征.因此，本文AMT二維反演時τ值確定為3.

圖6 L18線不同τ值條件下TM模式二維反演的L曲線

4.3 地質解譯

圖8展示L18線AMT二維反演結果的地質解譯及推斷地質剖面.橫坐標為SN坐標，縱軸為海拔高程，電阻率取以10為底對數(shù).由圖可見，電阻率斷面自上而下分為三部分：表層以中高阻為主，夾雜著低阻區(qū)，中部為中低阻區(qū)域，底部為大面積高阻區(qū)域.結合鉆孔和地質資料，從南向北在中低阻異常區(qū)推斷出F1—F7 7條斷裂帶，其中F7為淺部往北傾斷裂帶，其余為向南傾斜深部斷裂帶.南部（<328500）淺部100 m以內(nèi)低阻區(qū)推斷為第四系地層（Q），中部（3286000～3292000）表層高阻夾著低阻區(qū)，推斷為三疊系嘉陵江組—石炭系黃龍組段（T-C），其中低阻區(qū)是由于向斜和背斜擠壓形成的破碎帶.在北側（>3300000）淺部1000 m以內(nèi)及南側（<3284000）中淺部（-100～-2000 m）具有相似特征也推斷為T-C段地層，T-C段深部中低阻區(qū)推斷為泥盆系五通組—志留系龍馬溪阻段（D-S），D-S深部中高阻區(qū)推斷為奧陶系-震旦系地層，其中低阻區(qū)由震旦系燈影組—震旦系峒門組地層引起.剖面深部（<-3000 m）高阻區(qū)推斷為結晶基底.其中部隆起，南部深度在-4000 m左右，而北部深度大于-5000 m.在深部高阻區(qū)內(nèi)部有兩條明顯的中低阻帶，推斷為巖漿通道.其中一條位于3291000附近向北侵入，穿過基巖后受F4構造影響向南侵入；另外一條位于3285000附近向南部傾斜，受F4構造隔斷未往淺部侵入.武山銅礦床位于本剖面3291000附近，受F3構造、巖漿侵入及基底隆起共同作用形成大型銅礦床.根據(jù)此剖面呈現(xiàn)的電性特征，可以總結出該區(qū)AMT數(shù)據(jù)解譯的原則：中淺部高阻區(qū)域為T-C地層、低阻區(qū)為D-S地層、中阻為O地層；深部高阻區(qū)推斷為結晶基底，內(nèi)部中低阻區(qū)為巖漿通道；在電阻率梯度帶或低阻區(qū)可以結合實際情況圈定構造.

圖7 L18線TM模式不同τ值二維反演結果對比

圖8 L18線地質剖面及二維地電斷面地質解譯對比

圖9 九瑞23條測線AMT二維反演結果

5 九瑞礦集區(qū)三維電性結構及找礦指示

圖9展示了研究區(qū)23條測線AMT二維NLCG反演結果.由圖可見，各剖面二維反演電阻率具有基本相似的特征，表層高阻夾低阻，中部為中低阻區(qū)域，深部出現(xiàn)大面積高阻區(qū).相鄰剖面電阻率特征之間關聯(lián)性較好.圖10為將研究區(qū)23條測線AMT二維反演電阻率剖面的切片排列.由圖可見，表層高阻區(qū)和低阻區(qū)連續(xù)性較好，總體呈現(xiàn)二條高阻帶和四條低阻帶.為了更好地描述電阻率的三維分布特征，聯(lián)合23條測線電阻率斷面數(shù)據(jù)利用Oasis Montaj軟件3D模塊首先進行200×50×50 m粗網(wǎng)格進行三維網(wǎng)格化，然后進行100×20×20 m細網(wǎng)格進行單位網(wǎng)格化，最終生成研究區(qū)的三維電性結構（見圖11）.從圖中可以看出，地表電阻率沿地層走向呈帶狀分布，總體為一向南彎曲的弧形；西北部（鄧家山—東雷灣地區(qū)）高阻帶、中部（太平山地區(qū)）高阻帶、南部（瑞昌地區(qū)）高阻帶與向或背斜核部T-C地層基本吻合；中低阻帶對應D-S、O地層；低阻區(qū)域對應第三四系或水系.由此說明本文所構建的三維電性結構較好地刻畫了地下電阻率三維分布形態(tài)；以典型剖面地質解譯為依據(jù)，三維電性結構很好地反映構造斷裂分布規(guī)律、地層三維形態(tài)、基底起伏和巖漿通道等.

圖10 九瑞23條測線電阻率剖面三維切片

圖11 九瑞礦集區(qū)三維電性結構圖

5.1 研究區(qū)斷裂構造分布規(guī)律

為了刻畫區(qū)域構造和地層平面分布特征，從三維電性結構中提取地表和標高為-4000 m的平面電阻率分布.圖12為地表電阻率平面等值線圖及地質解譯結果.從圖可以看出，存在兩條明顯的條帶狀高阻區(qū)，推斷為T-C地層；在北部、南部、東北角以及區(qū)內(nèi)局部地區(qū)存在明顯低阻區(qū)，推斷為第三系和第四系地層；其余中阻區(qū)推斷為D-S地層.同時，我們根據(jù)電阻率梯度帶和低阻特征并結合區(qū)域地質構造資料，推斷了9條淺部構造（F1—F9）.它們?yōu)橐唤M與地層走向近乎一致、在褶皺中產(chǎn)生的北東向縱向逆沖斷裂.圖13為深部（-3000 m）電阻率平面等值線圖及地質解譯結果.電阻率平面等值線圖顯示出在東北部、西南部以及中部（365000～368000）存在大面積高阻異常區(qū)，推斷為結晶基底.其中東北角、中部、中西部和西南部夾雜的低阻區(qū)推斷為巖漿通道.另外根據(jù)電阻率特征解譯了5條區(qū)域斷裂，其中北東向斷裂為豐山洞—城門山深部斷裂屬郯廬—贛江構造帶中西部邊緣斷裂帶的一部分；北西向斷裂近于平行的3條斷裂，分別為碼頭—通江嶺—瑞昌斷裂、東雷灣—于家沖和鄧家山—界首斷裂；北東東向斷裂為邊城腦—武山斷裂.將已知礦床（黑點）投影到電阻率平面等值線圖上可以發(fā)現(xiàn)，淺部北西向斷裂與北東向區(qū)域性深大斷裂組成的菱形網(wǎng)格結點控制礦床（點）分布，而成巖成礦活動主要發(fā)育在北西向豐山洞—城門山成巖成礦構造帶上，沿其分布眾多礦床.

圖12 九瑞礦集區(qū)地表電阻率平面等值線圖及地質解譯

5.2 研究區(qū)基底起伏及巖漿侵入特征

圖14展示了九瑞礦區(qū)三維電性結構高阻體（>10000 Ωm）分布特征.結合圖9—11發(fā)現(xiàn)西部L1線深部高阻區(qū)在測線北部出現(xiàn)，隨著測線向東移動高阻區(qū)變大變深，并在中東部L18測線上消失；中部L10線深部高阻區(qū)出現(xiàn)在南測，隨著測線向東移動高阻區(qū)也逐漸變大變深，在中東部L19線上消失，而且自測線L19線開始深部中間出現(xiàn)高阻區(qū)，隨著測線往西移動范圍逐漸擴大.因此，可以推測結晶基底在東北部、西南部以及中部區(qū)域隆起，在東南部-5000 m深度內(nèi)基本沒有出現(xiàn).三維電性結構高阻體在地面的投影（圖15）進一步反映基底的水平位置.在基底內(nèi)部出現(xiàn)多處凹槽區(qū)域，推斷為巖漿通道，分別對應鄧家山—東雷灣區(qū)域、太平山區(qū)域及武山區(qū)域.通過與已知礦床位置對比發(fā)現(xiàn)九瑞礦集區(qū)80%礦床出現(xiàn)在基底隆起凹槽邊緣和巖漿通道位置.

6 結論與建議

通過對九瑞礦集區(qū)23條測線AMT數(shù)據(jù)處理和二維反演，并將所有測線電阻率集成進行三維網(wǎng)格化得到研究區(qū)三維電性結構，結合物性和地質資料進行地質解譯、分析其找礦意義，取得如下結論：

圖13 九瑞礦集區(qū)深部（-3000 m）電阻率平面等值線圖及地質解譯

圖15 九瑞礦集區(qū)三維電性結構高阻體地面投影

1） 利用研究區(qū)三維電性結構圈定了區(qū)內(nèi)存在的構造.結果表明淺部北西斷裂與北東向區(qū)域性深大斷裂組成的菱形網(wǎng)格結點控制礦床（點）分布，而成巖成礦活動主要發(fā)育在北西向豐山洞—城門山聚巖聚礦構造帶上.

2） 根據(jù)研究區(qū)三維電性結構中高阻體分布推斷了深部基底起伏特征.區(qū)內(nèi)結晶基底在東北部、西南部以及中部區(qū)域隆起，在東南部-5000 m深度范圍內(nèi)基本沒有出現(xiàn)，區(qū)內(nèi)80%礦床出現(xiàn)在基底隆起凹槽邊緣部分.

3） 根據(jù)深部中低阻分布特征推斷了巖漿通道位置.區(qū)內(nèi)主要巖漿通道出現(xiàn)在鄧家山—東雷灣、太平山以及武山區(qū)域，與礦床形成密不可分，為成礦提供深部物質來源.

4） 進行AMT二維反演時需要選擇合適的極化模式及拉格朗日乘子.在地質結構復雜區(qū)域且二維結構不明顯時，采用TM模式反演效果最佳；利用L曲線法確定拉格朗日乘子是一種有效方法，但是比較耗時，建議條件容許情況下開展三維反演.

致謝 感謝“十二五”科技支撐計劃項目《中國東部典型礦集區(qū)深部資源勘查技術集成與示范》項目組成員對本研究的大力支持和幫助.

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（本文編輯 汪海英）

Three-dimensional electrical structures and significance for mineral exploration in the Jiujiang-Ruichang District

DENG Ju-Zhi1， CHEN Hui1，2， YIN Chang-Chun2， ZHOU Biao-Hua1

1KeyLaboratoryofRadioactiveGeologyandExplorationTechnologyFundamentalScienceforNationalDefense，EastChinaInstituteofTechnology，Nanchang330013，China2Geo-ExplorationScienceandTechnologyInstitute，JilinUniversity，Changchun130026，China

The Jiujiang-Ruichang district is one of the most important Cu-Au ore deposits in the Middle-Lower Yangtze metallogenic belt of eastern China，as well as one of the integrated exploration zones in China. In the past geological exploration has found shallow subsurface metallic ore deposits, and the prospecting for deep deposits is the present emphasis in this region. The objective of this work was to detect the three-dimensional electrical structures from AMT surveys, which provide information for prospecting of deep deposits in the Jiujiang-Ruichang districtFirstly, we examined the characteristics of the regional geology, tectonics and magmatic rock. We conducted statistical analyses of the stratigraphic and lithologic resistivities with measurements of 1125 rock samples. Secondly, we collected audio magnetotelluric （AMT） data over a 23 km×20 km area in the Jiujiang-Ruichang district, which included 23 profiles oriented NS, each 20 km in length and 1 km in width using frequencies ranging from 0.35 Hz to 10400 Hz. We implemented two-dimensional （2D） non-linear conjugate gradient （NLCG） inversion with TM mode data using a Lagrange multiplier of 3 for the whole Jiu-Rui metallogenic district. Finally, by integration and 3D gridding of the 2D inverted resistivity data，we established 3D electrical structures for the total of the 23 AMT profiles.The results show the formation distribution, the regional structures, and the 3D undulating basement as well as the location of magmatic vents. After comparing the results with the known deposits at the Jiu-Rui metallogenic district，we found that the prospective areas of mineralization are located in the places where shallow NW faults and deep NE faults cross，the groove edges of the basement are uplifted, in addition to the margins of magmatic rocks.

Jiu-Rui metallogenic district； AMT； Electrical structures； Three-dimensional； Prospecting for deep targets

深部礦產(chǎn)資源立體探測技術與試驗（SinoProbe-03-03）、十二五國家科技支撐計劃（2011BAB04B03）、國家自然科學基金項目（41164003、41404057）聯(lián)合資助.

鄧居智，男，1972年生，博士、教授，主要從事資源地球物理勘探和電磁法正反演研究.E-mail:jzhdeng@ecit.cn

10.6038/cjg20151211.

10.6038/cjg20151211

P631

2015-05-16，2015-11-04收修定稿

鄧居智， 陳輝， 殷長春等. 2015. 九瑞礦集區(qū)三維電性結構研究及找礦意義.地球物理學報，58（12）:4465-4477,

Deng J Z, Chen H, Yin C C, et al. 2015. Three-dimensional electrical structures and significance for mineral exploration in the Jiujiang-Ruichang District.ChineseJ.Geophys. （in Chinese）,58（12）:4465-4477,doi:10.6038/cjg20151211.