賈建江，蔡青山，竇海鵬

（新疆大學(xué)地質(zhì)與礦業(yè)工程學(xué)院，新疆烏魯木齊830047）

EH4電磁成像系統(tǒng)在隱伏礦體定位預(yù)測中的應(yīng)用

賈建江*，蔡青山，竇海鵬

（新疆大學(xué)地質(zhì)與礦業(yè)工程學(xué)院，新疆烏魯木齊830047）

EH4是目前先進(jìn)的高分辨率地球物理探測技術(shù),對地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)的解析度高，能夠較為精確探測礦體的規(guī)模、產(chǎn)狀等信息。詳細(xì)介紹了EH4電磁成像系統(tǒng)在彩華溝礦區(qū)隱伏礦體定位預(yù)測中的應(yīng)用。根據(jù)對EH4大地電磁測深所得數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可知，研究區(qū)存在一個近東西、連續(xù)性較好的低阻體，經(jīng)過后期的鉆探驗(yàn)證，在電阻率異常部位發(fā)現(xiàn)了浸染狀輝鉬礦、少量鎢礦及含銅黃鐵礦，證明該方法在本礦區(qū)的隱伏礦體定位預(yù)測方面取得了較好的效果。

EH4；隱伏礦體；數(shù)據(jù)處理和反演；新疆彩華溝

隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的持續(xù)快速發(fā)展，常用大宗礦產(chǎn)資源的短缺形勢日益凸顯[1]?！熬偷V找礦”是資源危機(jī)礦山解困的最佳途徑。老礦區(qū)外圍及深部隱伏礦床的找礦已成為當(dāng)前成礦預(yù)測學(xué)和礦產(chǎn)勘查學(xué)的科學(xué)前沿和研究重點(diǎn)[2-4]，并且在近些年該找礦思路也取得了一系列顯著的成果[5-8]。本文結(jié)合近兩年在彩華溝礦區(qū)的實(shí)際找礦工作，在綜合分析已有資料的基礎(chǔ)上，在彩華溝礦區(qū)南側(cè)進(jìn)行了EH4大地電磁測深測量，在大量物性測試實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，選擇合適的參數(shù)（電阻率、極化率等），建立了各參數(shù)組合同巖性及礦體的對應(yīng)關(guān)系，以此對地下隱伏礦體進(jìn)行定位預(yù)測，預(yù)測結(jié)果得到了后期的鉆孔驗(yàn)證。

1 研究區(qū)地質(zhì)概況

彩花溝礦區(qū)地處塔里木板塊北緣薩阿爾明—庫米什古生代溝弧帶東部庫米什背斜東段南翼，北為哈爾克—巴侖臺早古生代溝弧帶；南為塔里木板塊塔里木北緣活動帶南天山古生代陸緣盆地，經(jīng)博羅科努早古生代島弧與哈薩克斯坦—準(zhǔn)噶爾板塊毗鄰。本區(qū)地層，從元古界至中、新生界均有發(fā)育，但地層時(shí)代不連續(xù)。以元古界、早古生界志留系、晚古生界泥盆系、石炭系，中生界侏羅系及新生代第三系、第四系等較發(fā)育，其它地層缺失。礦床賦存于下泥盆統(tǒng)阿爾皮什麥布拉克組中亞組(Dlab)，其巖性主要為灰綠色綠泥石英巖、絹英巖、黑云母石英片巖及大理巖。在其中的絹英巖中，分布有含銅黃鐵礦型礦床。

2 研究區(qū)巖礦石物性參數(shù)測定

巖（礦）石的電性差異是電法勘探應(yīng)用的前提，也是成果解釋的物質(zhì)基礎(chǔ),本次物性測定的儀器設(shè)備主要是重慶奔騰數(shù)控技術(shù)研究所生產(chǎn)的WDYX-2巖樣測試信號源和GDD接收機(jī)。在研究區(qū)內(nèi)共采集了巖（礦）石標(biāo)本197塊，測定標(biāo)本的電阻率以及極化率等電性參數(shù)，作為識別目標(biāo)體異常特征的地球物理依據(jù)。測定的電性參數(shù)結(jié)果如表1所示。

表1 研究區(qū)巖（礦）石物性參數(shù)統(tǒng)計(jì)表

由表1可以看出：礦石的極化率值普遍較高，而電阻率值則較低；二云母石英片巖、黑云母石英片巖、絹云母黑云母石英片巖等圍巖的極化率較低，具有明顯的電性差異，為地球物理勘探提供了物性前提。

3 EH4大地電磁測深

音頻大地電磁法采用美國EMI和Geometrics公司聯(lián)合生產(chǎn)的EH4型StrataGem電磁成像系統(tǒng)。該系統(tǒng)屬于部分可控源與天然源相結(jié)合的一種大地電磁測深系統(tǒng)。它是以不同巖石導(dǎo)電性和導(dǎo)磁性的差異作為測深的物性基礎(chǔ)，通過連續(xù)點(diǎn)陣上的測量得到地下二維剖面的視電阻率圖像，以此推測地下地層的展布狀態(tài)，其勘探深度可達(dá)地表以下幾十米至上千米。

3.1 數(shù)據(jù)采集

通過對彩華溝銅礦區(qū)已有工作成果的分析與野外實(shí)地調(diào)查，初步判斷該區(qū)為成礦有利地段。于是在本區(qū)共布置了9條典型剖面，測網(wǎng)的網(wǎng)度為100×50，即線距100m，點(diǎn)距50m，方向?yàn)?°（圖1）。由于該區(qū)地處偏遠(yuǎn)，所受的電磁干擾很小，采用天然源，采集頻率范圍為0.01～100kHz。

圖1 彩華溝礦區(qū)南側(cè)地質(zhì)簡圖

3.2 EH-4測深結(jié)果及解譯

從測量結(jié)果分析，該區(qū)在200線、300線、400線的800～1200測點(diǎn)深部（350～650m）存在一近東西向相對低阻體，該低阻體在200線和400線較300線淺，中心位于300線（圖2）。由于其它測線未見明顯異常，在此只對這3條測線的解譯結(jié)果進(jìn)行詳述。

（1）200線地表以下100m深度范圍內(nèi)總體為中低阻體，據(jù)推測為地表的矽卡巖化黑云母石英片巖引起的；800m以下總體為高阻。在200～500m深度范圍內(nèi)為中低阻體。600～800m深度范圍，從500～800測點(diǎn)范圍內(nèi)有一明顯的低阻體，但后期在該剖面及兩側(cè)進(jìn)行了補(bǔ)充測量，結(jié)果顯示該處不存在低阻體，推斷為由于首次測量時(shí)噪聲過大而顯示出了假異常。

（2）300線在近地表為相對中低阻體，推斷為矽卡巖化黑云母石英片巖引起的。400～600m深度范圍、800～1100點(diǎn)有一大的低阻體，工作后期又在該線進(jìn)行了重復(fù)觀測。該低阻體依然存在，電阻率在200Ω·m左右，周圍均在2500Ω·m以上，經(jīng)過重復(fù)觀測結(jié)果比較可靠。深度1400～1500m左右，點(diǎn)號1300～1550也有一相對低阻體，重復(fù)觀測后該相對低阻體依然存在，但由于深度太大，鉆孔驗(yàn)證困難，推測可能確實(shí)有低阻異常體存在，但不排除深度過大造成低阻異常體在數(shù)據(jù)觀測時(shí)由于噪音干擾被“放大”的假現(xiàn)象。

（3）400線也是在近地表為一條長的相對的中低阻體，同300線、200線在此處的中低阻體聯(lián)系在一起，為同一地層引起的該中低阻體。1000～1550點(diǎn)在地表到深度600m左右處有零星分布的中阻體和中低阻體，結(jié)合鉆孔資料，推測為浸染狀的銅鋅礦、矽卡巖等引起的。深度600m以下的高阻體推測為花崗巖體引起的。在400～600m深度范圍、1000～1200點(diǎn)范圍內(nèi)有一相對低阻體，推測其與200線第一次觀測的結(jié)果、300線地下400～600m深度的低阻體為同一條異常帶，該異常帶在400線處尖滅。從地質(zhì)圖上看其投影的走向正好與礦區(qū)西北角的花崗巖體邊界一致，為北東向。

圖2 L200～L400視電阻率反演斷面圖

4 鉆探驗(yàn)證

通過對EH4電磁測深所獲得成果的分析，在300線的1050點(diǎn)布置了一個鉆孔，孔深約700m，每隔約5m取一塊巖芯樣。用物性測試儀測得巖芯巖石視極化率、視電阻率，并用X-5000元素分析儀對巖芯的化學(xué)元素含量進(jìn)行了分析。

雖然根據(jù)以往物性測定結(jié)果和經(jīng)驗(yàn)判斷，通?；◢弾r為高阻低極化性質(zhì)，然而該次測試中巖芯電性差異比較明顯，視電阻率最低只有494Ω·m，而最高的約8782Ω·m；視極化率最高超過6.0，最低卻不到1.0；并且化探異常的結(jié)果分布也不均勻，有少量突變存在。這些差異主要為花崗巖中斷續(xù)地含有的少量硫化物，以及此間少量的塊狀含銅黃鐵礦所引起。而且值得一提的是，鉆孔在400m左右發(fā)現(xiàn)中等浸染狀輝鉬礦，也是引起低阻高級化效應(yīng)的重要原因。并且之后在該孔東偏北約50m的位置再次打鉆，同樣發(fā)現(xiàn)中等浸染狀輝鉬礦，由此可以推斷，激電測深中的高級化率現(xiàn)象是由地下輝鉬礦、黃鐵礦以及含硫化物花崗巖引起，此結(jié)果也驗(yàn)證了EH-4儀器觀測到的地下低阻體的存在。

5 結(jié)論

結(jié)合大地電磁測深和激電測深的手段，通過對比地質(zhì)情況仔細(xì)分析論證，最終在研究區(qū)300線及附近布置的3個鉆孔中均發(fā)現(xiàn)有輝鉬礦及含銅黃鐵礦，說明EH4大地電磁測深對礦區(qū)深部構(gòu)造形態(tài)反演效果良好,所測得的深部異常與實(shí)際地質(zhì)條件事實(shí)吻合較好，在該區(qū)的適用性強(qiáng)，為彩華溝礦區(qū)隱伏礦體的勘探指明了方向，也為類似老礦區(qū)的深部及外圍找礦工作提供了良好的借鑒。

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1004-5716(2015)10-0130-04

2014-10-23

2014-10-28

賈建江（1988-），男（漢族），新疆鄯善人，新疆大學(xué)地質(zhì)資源與地質(zhì)工程專業(yè)在讀碩士研究生，研究方向：地球探測與信息技術(shù)。