任衛(wèi)波

摘 要： 可控源音頻大地電磁法（CSAMT法）是一種測(cè)量卡尼亞電阻和相位的電磁測(cè)深新技術(shù)，因其探測(cè)深度大、信噪比高等特點(diǎn)在金屬礦的探測(cè)中被廣泛使用。本文以CSAMT法在某金屬礦成礦規(guī)律和找礦預(yù)測(cè)中的研究進(jìn)行分析，表明CSAMT法是揭露測(cè)區(qū)內(nèi)構(gòu)造與成礦關(guān)系的有效地球物理手段。

關(guān)鍵詞： CSAMT； 信噪比； 成礦規(guī)律； 構(gòu)造

CSAMT法是80年代興起的一種測(cè)量卡尼亞電阻和相位的電磁測(cè)深新技術(shù)[l]。因其探測(cè)深度大、信噪比高等特點(diǎn)在金屬礦的探測(cè)中被廣泛使用[2-3]。本文以某金礦為例，介紹該方法在圈定測(cè)區(qū)內(nèi)部西林—陡崖斷裂、豐儀斷裂成礦帶金礦體成礦遠(yuǎn)景區(qū)中的應(yīng)用。

1. CSAMT原理簡(jiǎn)介

可控源音頻大地電磁測(cè)深法（簡(jiǎn)稱CSAMT法）是以有限長(zhǎng)接地電偶極子為場(chǎng)源，在距偶極中心一定距離處同時(shí)觀測(cè)電、磁場(chǎng)參數(shù)的一種電磁測(cè)深方法。采用赤道偶極裝置進(jìn)行標(biāo)量測(cè)量，即同時(shí)觀測(cè)與場(chǎng)源平行的電場(chǎng)水平分量Ex和與場(chǎng)源正交的磁場(chǎng)水平分量Hy。然后利用電場(chǎng)振幅Ex和磁場(chǎng)振幅Hy計(jì)算阻抗電阻率ρs，觀測(cè)電場(chǎng)相位Ep和磁場(chǎng)Hp，用以計(jì)算阻抗相位φ。之后用阻抗電阻率和阻抗相位聯(lián)合反演計(jì)算反演電阻率參數(shù)，最后利用可控源勘探反演的電阻率進(jìn)行地質(zhì)推斷解釋。

可控源音頻大地電磁測(cè)深法標(biāo)量測(cè)量方式是用電偶極源供電，觀測(cè)點(diǎn)位于電偶極源中垂線兩側(cè)各30度角組成的扇形區(qū)域內(nèi)。當(dāng)接收點(diǎn)距發(fā)射偶極源足夠遠(yuǎn)時(shí)（r>3δ，δ為趨膚深度，即由于電磁波在地下傳播時(shí)，其能量隨傳播距離的增加逐漸被吸收，當(dāng)電磁波振幅減小到地表振幅的1/e時(shí)，其傳播的距離稱為趨膚深度（δ），即電磁法理論勘探深度），測(cè)點(diǎn)處電磁場(chǎng)可近似于平面波。實(shí)際工作中，探測(cè)深度（d）和趨膚深度存在一定差距，這是因?yàn)樘綔y(cè)深度是指某種測(cè)深方法的體積平均探測(cè)深度，其經(jīng)驗(yàn)公式為：

式中d表示探測(cè)深度，ρ表示介質(zhì)電阻率，f表示頻率

由此可見探測(cè)深度與頻率成反比，我們可以通過改變發(fā)射頻率來達(dá)到測(cè)深的目的。

2. 測(cè)區(qū)地質(zhì)概況

測(cè)區(qū)位于山東省棲霞市西部，屬于區(qū)域西林—陡崖—臺(tái)前斷裂成礦帶與豐儀斷裂成礦帶交匯部位。區(qū)域出露的巖石地層主要有上太古界膠東群，古元古界荊山群、新元古界震旦系蓬萊群、中生界白堊系、新生界第三系和第四系。測(cè)區(qū)地表淺處出露的金礦脈主要賦存在燕山早期郭家?guī)X超單元西石棚單元（gXhg52）斑狀中粒二長(zhǎng)花崗巖、大草屋單元（gDgd52）疏斑狀粗中粒含黑云花崗閃長(zhǎng)巖和郭家?guī)X超單元趙家單元（gZho52）斑狀中粒角閃石英二長(zhǎng)巖等巖性，艾山超單元后野單元（aHhg52）巨斑狀中粒中粒含黑云二長(zhǎng)花崗巖等和前寒武紀(jì)變質(zhì)巖系，金礦床主要與NE—NNE向脆性斷裂帶相關(guān)。西林—陡崖—臺(tái)前斷裂成礦帶，近年來在該斷裂帶下盤的地質(zhì)找礦勘探工作，先后在陡崖、笏山和臺(tái)前等礦區(qū)共提交30余噸黃金儲(chǔ)量，獲得找礦重大突破。豐儀斷裂上盤成礦帶北段，雀山頂探礦區(qū)西部，較為連續(xù)產(chǎn)出一組NE—NNE走向，向SE—SEE傾斜的次級(jí)斷裂及含金石英脈帶，黃鐵絹英巖化碎裂蝕變帶，總體產(chǎn)狀23°SE30°～50°，局部陡傾，傾角達(dá)70°～80°，圍巖為絹英巖化碎裂蝕變的花崗閃長(zhǎng)巖和石英二長(zhǎng)巖，礦體形態(tài)主要為脈狀和不規(guī)則狀。豐儀斷裂下盤金礦脈主要在棲霞市蘇家店鎮(zhèn)蘇家莊金礦，蘇家莊金礦和盛家溝探礦區(qū)潘家店礦帶，金礦脈受NE向斷裂控制，走向15°～50°，傾向SE或NW，傾角48°～60°。礦區(qū)內(nèi)巖漿巖出露，為新元古代震旦期玲瓏超單元片麻狀中粒黑云二長(zhǎng)花崗巖及派生脈巖，含有較多的上太古界膠東群的斜長(zhǎng)角閃片麻巖和黑云變粒巖殘留包體。

3.可控源音頻大地電磁法在測(cè)區(qū)內(nèi)的可行性研究

在開展CSAMT法工作前，首先應(yīng)對(duì)研究區(qū)巖礦石的物性進(jìn)行資料收集和物性測(cè)試，進(jìn)行可行性研究，遵循從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，從已知到未知的原則，先對(duì)地質(zhì)研究較好的地段進(jìn)行研究，相互驗(yàn)證。收集整理分述如下：

3.1 上白堊統(tǒng)王氏群：

紫紅色砂巖、頁巖及砂礫巖：電阻率平均為362Ω·m。

3.2 前寒武紀(jì)的沉積—變質(zhì)巖系：

①黑云二長(zhǎng)花崗片麻巖：電阻率在378Ω·m～439Ω·m之間，平均為504Ω·m。②黑云斜長(zhǎng)片麻巖：電阻率在40.3Ω·m～75.1Ω·m之間，平均為57.7Ω·m。③大理巖：電阻率在387Ω·m～2710Ω·m之間，平均為504Ω·m。

3.3 侵入巖

①片麻狀花崗巖：電阻率在33.2Ω·m～16200Ω·m之間，平均為2240Ω·m。②煌斑巖：電阻率在83.4Ω·m～2630Ω·m之間，平均為464Ω·m。

4. 數(shù)據(jù)采集及處理

數(shù)據(jù)采集使用鳳凰地球物理有限公司的第八代地球物理數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)—V8System2000.net：

接收系統(tǒng)由V8—6R網(wǎng)絡(luò)化多功能電磁接收機(jī)和一個(gè)RXU—3E無線數(shù)據(jù)輔助采集站組成；發(fā)射系統(tǒng)由TXU—30大功率多功能發(fā)射機(jī)（最大發(fā)射功率20kw）及控制器、電流記錄器等組成，電源使用日本大洋TDK27000TE型柴油發(fā)電機(jī)組，最大功率輸23.5kw。發(fā)射頻率系列為1Hz～9600Hz，發(fā)射電流最大16A；收發(fā)距T大于9.5km，供電偶極距AB長(zhǎng)約2.0km，測(cè)線的布置原則與待測(cè)地質(zhì)體近垂直，觀測(cè)點(diǎn)距20m；數(shù)據(jù)處理利用SMTPro.exe、TipPro.exe、MtSoft2D等軟件系統(tǒng)，對(duì)測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸、近場(chǎng)改正、靜態(tài)改正和正反演計(jì)算，以真實(shí)地反映和解釋地下地質(zhì)體的電性差異，揭示成礦的關(guān)系。

5. 解釋分析

如圖1為01測(cè)線反演視電阻率等值線斷面圖。該測(cè)線電場(chǎng)縱向分布規(guī)律較好，可分為3段。第1段為0～1000m處，呈現(xiàn)淺部視電阻率較高，中深部視電阻率較低，下部基底高阻。第2段1000m～2000m處，呈現(xiàn)淺部視電阻率低；中深部視電阻率較高；下部基底高阻。第3段2000m～2960m處，呈現(xiàn)淺部反演視電阻率低；中深部視電阻率較高，下部基底為高阻。推測(cè)中生代二長(zhǎng)花崗巖引起深部高阻反應(yīng)，中阻地質(zhì)體上下部的低阻地質(zhì)體，為礦化或含水拉。

構(gòu)造解釋：F1斷裂位于測(cè)線200m～500m處，為東傾斷裂，切割深度達(dá)1000m，為低阻異常帶。F2斷裂位于測(cè)線900m～1000m處，為西傾斷裂，切割深度達(dá)1000m，為中低阻異常帶。F3斷裂位于測(cè)線1300m～1600m處，為西傾斷裂，中低阻異常帶，切割較淺，約100m。F4斷裂位于測(cè)線2200m～2600m處，在剖面內(nèi)的切割深度約600m，表現(xiàn)為低阻異常帶。

如圖2為02測(cè)線反演視電阻率等值線斷面圖，該測(cè)線電場(chǎng)橫向分布規(guī)律較好，劃分為3層。第1層測(cè)線0～1300m處深度約+200m～+100m視電阻率高，其值集中在3000Ω·m～5000Ω·m.第2層測(cè)線0～1300m處深度約+100m～-600m視電阻率較高，其值集中在500Ω·m～3000Ω·m。第3層測(cè)線0m～1300m處下部基底，深度約-600m以下，視電阻率為高阻，其值大于5000Ω·m。02測(cè)線經(jīng)過的222高地硅化山頂，表現(xiàn)為地表高阻，深部低阻。硅化帶、石英脈的特點(diǎn)是堅(jiān)硬而性脆，容易形成硅化破碎帶。正常的硅化帶、石英脈應(yīng)該表現(xiàn)為高阻，但易破碎而充填地下水或成為地下水的通道，而形成相對(duì)低阻。硅化帶、石英脈又是礦化蝕變的主要地質(zhì)體，金礦化、黃鐵礦化等蝕變也易拉低電阻率。

構(gòu)造解釋：F5斷裂位于測(cè)線上0～600m處，為西北傾斷裂，在切割深度大于500m，表現(xiàn)為中阻異常帶，為豐儀斷裂的一部分。F6斷裂位于測(cè)線上900m～1300m處，為西北傾斷裂，切割深度達(dá)800m，表現(xiàn)為中低阻異常帶。

6. 結(jié)論

CSAMT法是探測(cè)深大斷裂分布特征的有效手段，其具有高效率，抗干擾，探測(cè)深度大等特點(diǎn)。研究表明CSAMT法可有效地揭露控礦構(gòu)造的深部形態(tài)特征，能為測(cè)區(qū)選定成礦遠(yuǎn)景靶區(qū)提供了依據(jù)。

通過本次工作，探明了F4、F5為主要控礦構(gòu)造，與區(qū)域構(gòu)造西林—陡崖斷裂、豐儀斷裂位置吻合。按照現(xiàn)有金礦成礦新理論，當(dāng)主干構(gòu)造兩側(cè)的分支都出現(xiàn)金礦化體時(shí)，常預(yù)示主干構(gòu)造的較深部位可能出現(xiàn)一定規(guī)模的主礦體，因此，測(cè)區(qū)深部仍然具有一定的成礦遠(yuǎn)景和找礦前景。

參考文獻(xiàn)：

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