王 森
(新疆地礦局第二區(qū)域地質調查大隊,新疆 昌吉 831100)
新疆西昆侖山地區(qū)金屬礦,屬于全球性重要成礦域,許多世界級重要礦帶和重要礦床,都位于新疆西昆侖山,因此,地質專家十分重視新疆西昆侖山地區(qū),加大了對該地區(qū)的勘察力度,但是,該地區(qū)自然條件極端艱險,為新疆西昆侖山地區(qū)金屬礦勘查工作,增加了不小的難度[1]。廣域電磁法是一種人工源頻率域電磁勘探方法,具有可控源音頻的特點,即控制電磁場的信號強度、需要觀測的各個頻率,從而判斷勘察區(qū)域是否存在礦產資源[2]。目前,廣域電磁法已經應用到物理勘查的各個領域,所以,面對新疆西昆侖山地區(qū)金屬礦勘查,存在的困難,將廣域電磁法,應用在新疆西昆侖山地區(qū)金屬礦勘查中。為此設計金屬礦勘查中廣域電磁法應用效果實驗,研究廣域電磁法在新疆西昆侖山地區(qū)金屬礦勘查中應用的可行性,從而為新疆西昆侖山地區(qū)金屬礦勘查,提供新的研究方向。其詳細分析過程如下。
此次研究新疆西昆侖山地區(qū)金屬礦勘查中廣域電磁法應用效果,需要分析新疆西昆侖山地區(qū)金屬礦地質背景,從而判斷廣域電磁法,在新疆西昆侖山地區(qū)金屬礦勘查中的效果。
新疆西昆侖山地區(qū)金屬礦,位于西昆侖山北坡,庫科西力克一帶,該區(qū)域自然條件艱苦,一直未曾尋到有效的勘察方法,促使該區(qū)域勘察工作開展得很少,已經得到的勘察結果,也較為粗糙[3]。根據當前西昆侖山北坡,庫科西力克一帶勘察資料,發(fā)現該地區(qū)由北向南,可以分為多個構造單元,出露地層主要為中元古界長城系、古生代奧陶-志留系,其地質構造圖,如圖1所示。
圖1 西昆侖山地區(qū)金屬礦地質構造圖
從圖1中可以看出,研究區(qū)存在多處斷裂和褶皺,且地層出露較為豐富,基于圖1所示的地質結構,該區(qū)域地球化學特征明顯,元素富集具有明顯的分帶性。
采用廣域電磁法勘察新疆西昆侖山地區(qū)金屬礦,得到的金屬礦區(qū)域數據,需要進行去噪、提取電阻率、靜態(tài)校正、數據濾波、定性分析、定量解釋和反演等過程,才能得到新疆西昆侖山地區(qū)金屬礦勘查結果。所以,為保證此次驗證新疆西昆侖山地區(qū)金屬礦勘查中廣域電磁法應用效果的嚴謹性,確定廣域電磁法勘察新疆西昆侖山地區(qū)金屬礦,數據處理過程中,使用到的設備和技術參數如下:
(1)數據去噪處理,需要去除數據中的跳點和飛點,矯正變形的測深曲線等,并采用JSGY-2 V2.0版的廣域電磁儀接收機數據處理軟件,對原始全頻段電場或磁場曲線,進行預處理。
(2)在JSGY-2 V2.0版軟件上,采用計算機反復迭代計算的方法,提取廣域電阻率。
(3)靜態(tài)校正,是為反演步驟作鋪墊,可以影響最終勘察效果,是數據處理中,關鍵的一步。所以,采用MATLAB軟件,進行數據靜態(tài)效應識別與校正。
(4)數據濾波,是在上述過程之后,對電阻率數據的再處理過程,因此選擇5點3次濾波,修正電阻率差異。
(5)定性分析廣域電磁法最基礎、最原始的擬斷面圖和曲線類型圖,確定研究區(qū)電性層結構、地層起伏變化、局部構造、乃至層位標定等內容,作為廣域電磁法勘察新疆西昆侖山地區(qū)金屬礦,應用效果依據。其中,分析測線上地下的電性分布情況,采用擬斷面圖;分析電性層數、各電性層相對埋深和及其電阻率相對變化情況,采用測深曲線類型。
(6)勘察數據的定量解釋,只能通過對原始資料的反演得到,所以,采用G-B反演理論,得到數據的定量解釋。
綜合上述廣域電磁法數據處理過程,即能得到廣域電磁法勘測新疆西昆侖山地區(qū)金屬礦結果。
根據新疆西昆侖山地區(qū)金屬礦區(qū)域特征,以及確定的廣域電磁法數據處理過程,將廣域電磁法的測量電極距離設置為30m,供電距離設置為1km,供電電流設置為100安。
此時,使用廣域電磁法,CSAMT標量測量方式,勘察新疆西昆侖山地區(qū)金屬礦,其勘察流程如下:
(1)選擇研究區(qū)的測線布置位置,并將信號接收發(fā)送的距離設定為11km。
(2)確定頻率的值及頻點值,即是設定頻率表值,且所設定的值,需要盡可能保證,廣域電磁法可以采集到的地下介質的電性特征,則將其頻率范圍,設定在0.016~8192赫茲之間。
(3)在采集數據時,需要注意測量電極距離,布置在交通方便、土壤潮濕且堅實、接地條件好的地方。
根據上述設定的廣域電磁法勘察新疆西昆侖山地區(qū)金屬礦參數,采用廣域電磁法,勘察新疆西昆侖山地區(qū)金屬礦區(qū)域,巖石的電性參數特征。并從附近,采集廣域電磁法勘測過的巖石,檢測巖石的電性參數特征,驗證廣域電磁法勘察新疆西昆侖山地區(qū)金屬礦區(qū)域,電性參數特征效果,如表1所示。
表1 電性參數特征
從表1中可以看出,廣域電磁法勘察結果,與檢測結果一致,可以得到研究區(qū)巖石的電性參數特征,且結果準確。
采用廣域電磁法勘察新疆西昆侖山地區(qū)金屬礦,通過反演的方式,形成異常區(qū)域反演刨面圖。信號的接受效果,采用曲線表示,驗證廣域電磁法勘察新疆西昆侖山地區(qū)金屬礦的勘察深度和信號接受效果,如圖2所示。
圖2 金屬礦區(qū)反演圖
此次驗證新疆西昆侖山地區(qū)金屬礦勘查中廣域電磁法應用效果,從區(qū)域巖石特征、勘察深度以及信號接收強度三個角度出發(fā),驗證廣域電磁法勘察新疆西昆侖山地區(qū)金屬礦效果。
從第一組實驗中可以看出,廣域電磁法勘察新疆西昆侖山地區(qū)金屬礦巖石電性參數特征,勘察結果與檢測結果基本一致,表明廣域電磁法可以應用在新疆西昆侖山地區(qū)金屬礦區(qū)域,勘察精度較高。從第二組實驗中可以看出,廣域電磁法勘察新疆西昆侖山地區(qū)金屬礦,最大深度可達3km,可以接收到3km的地電信號。而且,廣域電磁法反演出新疆西昆侖山地區(qū)金屬礦圖,對地層分層及構造斷裂的辨識度較高,與圖1所示的西昆侖山地區(qū)金屬礦地質構造圖基本一致,再次驗證廣域電磁法的勘察精度。
綜合上述兩組試驗結果,以及其對兩組實驗結果的分析過程,廣域電磁法可以根據電性參數變化,推斷勘察區(qū)域的斷裂特點和構造,得到的反演數據,能真實反映質體的電性特征,且具有較大的勘察深度、較高的辨識程度,從而通過接觸面延伸情況以及其附近形成的斷裂構造,為礦產勘探指明方向。
綜上所述,此次驗證新疆西昆侖山地區(qū)金屬礦勘查中廣域電磁法應用效果,采用實驗的方式,驗證廣域電磁法,在新疆西昆侖山地區(qū)金屬礦勘查中的效果。但是此次驗證的新疆西昆侖山地區(qū)金屬礦勘查中廣域電磁法應用效果,僅從巖石電性參數特征和區(qū)域異常特征兩個方面,驗證新疆西昆侖山地區(qū)金屬礦勘查中廣域電磁法應用效果,未曾考慮參數變量對廣域電磁法的影響,對金屬礦尋找效果。因此在今后的研究中,還需深入研究新疆西昆侖山地區(qū)金屬礦勘查中廣域電磁法應用效果,進一步提高廣域電磁法在新疆西昆侖山地區(qū)金屬礦勘查中的使用率,得到更為精確的新疆西昆侖山地區(qū)金屬礦數據。