孫念仁，王 軍，黃繼軍

吉林省地質(zhì)調(diào)查院，吉林 長(zhǎng)春130061

利用可控源大地音頻電磁測(cè)深（CSAMT）法和地面磁法尋找深部隱伏巖體的應(yīng)用效果初探

孫念仁，王 軍，黃繼軍

吉林省地質(zhì)調(diào)查院，吉林 長(zhǎng)春130061

通過(guò)對(duì)吉林省臨江市上亂泥塘鐵礦北側(cè)1∶5萬(wàn)地面磁測(cè)發(fā)現(xiàn)的磁異常進(jìn)行綜合研究，并利用可控源大地音頻電磁測(cè)深（CSAMT）視電阻率反演結(jié)果進(jìn)行磁異常正演擬合驗(yàn)證計(jì)算，初步確定了引起磁異常的磁性體產(chǎn)狀，指導(dǎo)鉆孔驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)了地下隱伏的次火山巖體，取得了較好的可控源大地音頻電磁測(cè)深（CSAMT）法應(yīng)用效果。

磁異常；CSAMT；視電阻率反演；磁異常正演擬合；隱伏巖體

0　引言

在吉林省臨江市上亂泥塘地區(qū)通過(guò)1：5萬(wàn)地面高精度磁測(cè)發(fā)現(xiàn)了4個(gè)磁異常（圖1），異常最高值1 800 nT， C-3異常是已知上亂泥塘鐵礦異常，異常C-1、C-2、C-4經(jīng)過(guò)進(jìn)一步地面檢查和槽探揭露，發(fā)現(xiàn)異常范圍內(nèi)火山巖只是小范圍分布，地表巖石主要是無(wú)磁性的古元代老嶺群大栗子組千枚巖夾大理巖，推測(cè)磁異常是大栗子組內(nèi)磁鐵礦或高磁性的隱伏巖體引起的，為了驗(yàn)證地面磁測(cè)的推測(cè)結(jié)果，在C-4異常上布置了兩條可控源大地音頻電磁測(cè)深（CSAMT）剖面（1線、3線），利用可控源大地音頻電磁測(cè)深視電阻率反演結(jié)果對(duì)磁異常進(jìn)行正演擬合驗(yàn)證計(jì)算，并確定驗(yàn)證孔位，鉆探結(jié)果發(fā)現(xiàn)了隱伏的次火山巖體-安山玢巖。

1 地質(zhì)背景

上亂泥塘地區(qū)處于六道溝—長(zhǎng)白褶皺斷裂帶的西段，區(qū)內(nèi)出露的地層有古元代老嶺群大栗子組千枚巖夾大理巖、青白口紀(jì)釣魚(yú)臺(tái)組變質(zhì)石英砂巖、三疊紀(jì)長(zhǎng)白組中酸性火山熔巖及火山碎屑巖，北部和東北部被新生代第三紀(jì)船底山組玄武巖小面積覆蓋（圖2）。

上亂泥塘鐵礦的礦石礦物主要有褐鐵礦、磁鐵礦、次為赤鐵礦、菱鐵礦，少量黃鐵礦，礦體產(chǎn)在大栗子組千枚巖夾薄層大理巖中，產(chǎn)狀與圍巖一致，走向NE轉(zhuǎn)EW，傾向SE或S，傾角38° ～65°左右，礦體最長(zhǎng)350 m，最短25 m，其厚度變化較大，厚8.5 m，最薄0.6 m；C+D級(jí)儲(chǔ)量223.63萬(wàn)噸，礦床的成因是沉積變質(zhì)加后期熱液改造型鐵礦。

圖1　上亂泥塘地區(qū)地面高精度磁測(cè)ΔT等值線平面圖Fig.1　ΔT contour plan of ground high precision magnetic survey in Shangluannitang area

圖2　上亂泥塘地區(qū)地質(zhì)圖Fig.2　Geological map of Shangluannitang area

2　各類巖（礦）石物性特征

采集了工作區(qū)內(nèi)不同類型巖（礦）石物性標(biāo)本，對(duì)各類標(biāo)本的磁化率（κ）、剩余磁化強(qiáng)度（Jr）和電阻率（ρ） 進(jìn)行了測(cè)定和統(tǒng)計(jì)整理（表1）。

由表1可見(jiàn)，古元代老嶺群大栗子組無(wú)磁、高電阻率，船底山組玄武巖高磁、高電阻率，安山玢巖高磁、中等電阻率，鐵礦石強(qiáng)磁、中等電阻率，三疊紀(jì)長(zhǎng)白組弱磁、低電阻率，青白口紀(jì)釣魚(yú)臺(tái)組無(wú)磁、中等電阻率。

表1　巖（礦）石物性參數(shù)測(cè)定統(tǒng)計(jì)表Table 1 Determine statistics table for physical property parameters of rocks (ores)

3　CSAMT法工作方法

供電偶極長(zhǎng)1.9 km，發(fā)射頻率7 680～1 Hz，受鴨綠江沿岸地形限制，收發(fā)距1線8.5 km，3線7.6 km，觀測(cè)區(qū)域位于供電偶極中心垂線兩側(cè)30°范圍內(nèi)，點(diǎn)距50 m。

數(shù)據(jù)預(yù)處理使用V8系統(tǒng)專用軟件進(jìn)行編輯、計(jì)算、轉(zhuǎn)換和各種校正處理，由于測(cè)區(qū)背景電阻率較高，100 Hz開(kāi)始出現(xiàn)過(guò)渡帶和近場(chǎng)效應(yīng)，編輯時(shí)將小于100 Hz數(shù)據(jù)去掉，校正處理包括點(diǎn)位偏差校正、靜態(tài)位移校正等。預(yù)處理之后，進(jìn)行反演計(jì)算，獲得視電阻率反演斷面圖（圖3、圖4）。

圖3　可控源音頻大地電磁1線視電阻率反演斷面圖Fig.3　Line 1 apparent resistivity inversion section of controllable source audio frequency magnetotelluric

圖4　可控源音頻大地電磁3線視電阻率反演斷面圖Fig.4　Line 3 apparent resistivity inversion section of controllable source audio frequency magnetotelluric

4　成果解釋

從可控源音頻大地電磁視電阻率反演斷面圖（圖3、圖4）可以看出，剖面1線、3線反映出的視電阻率特征相似，

剖面北側(cè)地表都有一薄層的低阻層，電阻率小于100 Ωm，是地表淺部土壤、碎集巖石的反應(yīng)，在地表至地下約200 m左右存在一個(gè)高阻層，呈近水平條帶狀，是多個(gè)近直立高阻體的組合，1線、3線剖面南端高阻體向下延伸，產(chǎn)狀較陡，向南傾，電阻率最高值16 000 Ωm，推測(cè)高阻體是大栗子組地層的反應(yīng)，大栗子組地層顯示高阻的原因與其中的大理巖夾層有關(guān)，并且剖面方向與地層走向交角較大，這也可能是大栗子組地層高阻反應(yīng)的另一個(gè)原因。

在剖面1線、3線中部對(duì)應(yīng)磁異常位置高阻層之下各有2個(gè)低阻體，電阻率值小于600 Ωm，最低值250 Ωm，兩條剖面深部的低阻體的頂界面埋深大致相同，形狀相似，低阻體有上寬下窄的特點(diǎn)。對(duì)照剖面1線、3線地面磁測(cè)異常曲線，1線剖面上的ΔT異常接近1 400 nT，3線剖面上的ΔT異常接近1800 nT，兩條ΔT異常曲線為多峰異?；虔B加異常，梯度變化小，異常寬緩，顯示出深部磁性體的特征，可控源音頻大地電磁反演結(jié)果可以看出低阻體的位置與ΔT異常是對(duì)應(yīng)的。

依據(jù)可控源音頻大地電磁視電阻率反演確定的低阻體形態(tài)，利用磁異常反演軟件進(jìn)行模型正演擬合計(jì)算（圖3、圖4），經(jīng)過(guò)多次低阻體形態(tài)修改、磁化強(qiáng)度值計(jì)算賦值最終達(dá)到較好的擬合效果，低阻體磁化強(qiáng)值計(jì)算結(jié)果為6 100×10-3A/m，頂界面埋深約200 m左右。

通過(guò)可控源音頻大地電磁反演及磁異常正演擬合計(jì)算，推測(cè)磁異常是由存在于大栗子組內(nèi)的低阻體引起的，結(jié)合低阻體規(guī)模、形態(tài)特征，推測(cè)低阻體是隱伏的侵入巖體，也不排除是大栗子組內(nèi)磁鐵礦的可能性，為了驗(yàn)證推測(cè)結(jié)果，在3線上布置了一個(gè)鉆孔，鉆探驗(yàn)證結(jié)果顯示，地表至地下206 m巖性為大栗子千枚巖，地下200～500 m是次火山巖-安山玢巖。

4　結(jié)論

通過(guò)可控源音頻大地電磁（CSAMT）測(cè)量及地面磁測(cè)資料分析，確定異常C-4是火山機(jī)構(gòu)內(nèi)次火山巖-安山玢巖引起的，不是淺部火山巖異常，異常C-1、C-2是由安山玢巖異常引起。

可控源音頻大地電磁（CSAMT）能夠查明區(qū)內(nèi)不同地質(zhì)體的空間展布及其地質(zhì)特征，尤其是在礦產(chǎn)勘查中了解含礦建造空間分布規(guī)律，圈定隱伏或半隱伏巖體等方面有積極的作用；但在背景視電阻率較高地區(qū)，可控源音頻大地電磁的過(guò)渡帶和近場(chǎng)影響出現(xiàn)較早，應(yīng)當(dāng)根據(jù)勘探深度合理選擇收發(fā)距。

［1］ 湯井田，何繼善.可控源音頻大地電磁法及其應(yīng)用［M］.武漢：中南大學(xué)出版社，2005.

［2］ 李德洪，李 中.文吉林臨江—長(zhǎng)白地區(qū)銅鉛鋅礦評(píng)價(jià)成果報(bào)告［R］.吉林省地質(zhì)礦調(diào)查院，2008.

［3］吉林省地質(zhì)礦產(chǎn)局.吉林省區(qū)域地質(zhì)志［M］.北京：地質(zhì)出版社，1988.

Application of controllable source audio frequency magnetotelluric sounding ( CSAMT) method and surface magnetic fi eld method in searching for deep buried rock mass

SUN Nian-ren， WANG Jun， HUANG Ji-jun
Institute of Geological Survey of Jilin Province， Changchun 130061， Jilin， China

Through comprehensive research of discovered magnetic anomaly in 1：50 000 ground magnetic survey in north side of Shangluannitang iron mine in Linjiang City， Jilin Province， and using apparent resistivity inversion results of controllable source audio frequency magnetotelluric sounding （CSAMT）， to proceed verifi cation calculation of magnetic anomaly forward modeling.The magnetic anomaly caused by the occurrence of the magnetic bodies are determined，which guiding drilling test， underground buried subvolcanic rock mass were found， and good application effect of controllable source audio frequency magnetotelluric sounding （CSAMT） method is obtained.

magnetic anomaly； CSAMT； apparent resistivity inversion； magnetic anomaly forward modeling； buried rock mass

P631.3+25

A

1001—2427（2015）04 - 95 -4

2015-10-08；

2015-12-20

孫念仁（1967—），男，山東安丘人，吉林省地質(zhì)調(diào)查院高級(jí)工程師.