孫俊飛

在地質(zhì)資源勘查工作，常常需要確定斷層的位置、走向以及破碎帶的寬度等問題中，而可控源音頻大地電磁測深（CSAMT）法更是因為其抗干擾能力強(qiáng)、探測深度大、橫向分辨率高、受高阻層屏蔽作用影響小等優(yōu)點，越來越多的被應(yīng)用到礦區(qū)勘查中。江西省上猶縣黃沙坑勘查區(qū)位于中亞熱帶季風(fēng)型大陸性氣候區(qū)，四季分明，溫暖濕潤。據(jù)上猶縣氣象站氣象觀測資料，多年平均氣溫18.79℃，極端最低氣溫-4℃（1 月），極端最高氣溫37℃（7 月）。多年平均降水量1721mm，降水多集中在4 月～6 月，占年降水量45.6%。無霜期280 天。為了合理利用和開發(fā)當(dāng)?shù)貪撛诘牡刭|(zhì)新資源，需要查明礦區(qū)及其外圍的地層、構(gòu)造、巖漿活動情況，初步查明礦區(qū)內(nèi)的斷裂及其產(chǎn)狀、各地層的孔隙、節(jié)理裂隙、巖溶及水熱蝕變發(fā)育情況，劃分熱儲、蓋層、導(dǎo)水與控?zé)針?gòu)造，考慮到勘探效果和為獲得較好的預(yù)期目標(biāo)，我們在此采用了可控源音頻大地電磁測深（CSAMT）法。

1 勘探區(qū)水文地質(zhì)、地質(zhì)條件與儲量特征

1.1 水文地質(zhì)

礦區(qū)地下水類型為基巖裂隙水，含水巖組由燕山早期中細(xì)粒斑狀黑云鉀長花崗巖組成。按含水介質(zhì)特征、水力性質(zhì)，進(jìn)一步劃分為風(fēng)化帶網(wǎng)狀裂隙水和構(gòu)造裂隙水二個亞類。

風(fēng)化帶網(wǎng)狀裂隙水：地下水一般貯存于風(fēng)化帶網(wǎng)狀裂隙帶中，風(fēng)化裂隙帶發(fā)育深度一般為10m ～15m，其中強(qiáng)風(fēng)化帶厚2m ～5m。地下水水力性質(zhì)為潛水。滲透系數(shù)0.094m/d，單井涌水量8.4m3/d.一般含水貧乏。

構(gòu)造裂隙水：地下水主要貯存于斷裂帶旁側(cè)翼狀裂隙帶中。地下水力性質(zhì)顯承壓性質(zhì)。

1.2 地質(zhì)條件

ZK1 鉆 孔：0m ～31.40m 可 視 為 相 對 隔 水 頂 板、熱儲蓋層，地下水含水段位置位于31.40m ～128.00m，其中31.40m ～33.80m、72.50m ～74.80、102.30m ～106.20m、125.70m ～128m 為主要含水段。ZK3 鉆孔：0m ～62.80m 地表前部雖然含水，主要為基巖風(fēng)化裂隙水，可視為相對隔水頂板、含水帶深度為62.80m ～129.10m 鉆進(jìn)中鉆孔漏水，抽水試驗結(jié)束18 分鐘后，井口恢復(fù)漏水，表明地下水補(bǔ)給來源充沛。地下熱水主要賦存于構(gòu)造裂隙含水帶中。

1.3 儲量特征

礦區(qū)受F3 北東向與F2 東西向斷裂構(gòu)造帶的控制呈帶狀。熱儲蓋層為中侏羅世黃沙坑侵入巖，巖性為肉紅色中細(xì)粒斑狀黑云鉀長花崗巖。勘探區(qū)規(guī)模較小，呈近東西方向線狀出露，間距3m ～5m。地下裂隙系統(tǒng)較暢通，區(qū)域地下水補(bǔ)給源較充沛。

1.4 勘探區(qū)水物理化學(xué)性質(zhì)

礦區(qū)水樣分別采自地表溫泉、ZK1、ZK3鉆孔。三個水樣水化學(xué)特征基本一致，水質(zhì)類型均為弱堿性低礦化重碳酸—鈉鈣型極軟水。PH值8.1 ～8.5，溶解性總固體183.96mg/L ～225.75mg/L，總硬度29.18mg/L ～33.53mg/L，鈉離子26.57mg/L ～30.98mg/L，鈣離子11.57mg/L～12.75mg/L，重碳酸根離子68.17mg/L～108.67mg/L，硫酸根離子4.8mg/L ～8.0mg/L，氯離子5.31mg/L ～8.87mg/L，氟化物5.929.20mg/L，偏硅酸62.16mg/L ～66.47mg/L。地下熱水中富含鈉、氟、偏硅酸，地下水溫43℃～46℃。說明礦區(qū)資源的成因與巖漿活動有密切關(guān)系，特別是晚近期巖漿活動。水中礦化度偏低，表明其主要接受大氣降水補(bǔ)給，淺循環(huán)水交替劇烈。

2 CSAMT法工作原理及異常解譯

2.1 CSAMT 法工作原理

可控源音頻大地電磁測深（CSAMT）法是在大地電磁法（MT）和音頻大地電磁法（AMT）的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種人工源頻率域電磁測深方法，利用布設(shè)于地表的人工場源發(fā)射變頻電磁信號，在遠(yuǎn)區(qū)測量相互正交的電場和磁場的水平分量，通過波阻抗Z 計算獲得大地視電阻率的電磁測深方法。由于采用能量較大的人工場源并可控制發(fā)射頻率，相對于天然源的電磁方法具有更強(qiáng)的抗干擾能力和更高的縱向分辨率。

該方法利用不同頻率成分的電磁波在地下介質(zhì)中傳播具有不同趨膚深度的特性，通過改變頻率的方式實現(xiàn)了對不同深度上介質(zhì)電阻率的測量。觀測結(jié)果對表征儲熱層特征的低阻地層的反應(yīng)靈敏，是目前資源勘查中一項重要的物探方法。

2.2 CSAMT 法異常解譯

根據(jù)工作任務(wù)與目的，部署的物探測線3 條，測線剖面總長2400m，測線部署原則是大致垂直于主要構(gòu)造斷裂帶，測線方位角90°，線距100m，點距20m。測線部署詳見表1。

表1 CSAMT 法測線設(shè)計

如圖1 所示為黃沙坑勘查區(qū)CSAMT 法1 線卡尼亞視電阻率反演及推斷地質(zhì)剖面圖，測線方位90°，剖面總長800m（樁號600 ～1400）點距20m。圖中卡尼亞視電阻率量值在50Ω·m ～500000Ω·m 之間，電阻率量值橫向上變化較大，總體呈“高-低-高”波狀起伏特征，反映侵入巖體的不規(guī)則特征及斷裂構(gòu)造帶中充填水等因素綜合導(dǎo)致出現(xiàn)相對低阻異常特征，縱向上總體視電阻率異常特征呈淺部低、深部高的G 型異常特征。結(jié)合地質(zhì)資料認(rèn)為1 線斷面中相對高電阻率異常區(qū)以中侏羅世黃沙坑單元的巖體（J2H）為主。

圖1 黃沙坑勘查區(qū)CSAMT 法1 線卡尼亞視電阻率反演及推斷地質(zhì)剖面圖

其中樁號700、地表～850、高程150m 相對低阻異常條帶推斷為斷裂破碎帶，斷裂編號FD1，傾向東，傾角約70°；樁號1010、地表～樁號1160、高程200m 相對低阻異常條帶推斷為斷裂破碎帶，編號FD2，傾向東，傾角＞50°，斷裂破碎帶因充填水等因素，呈相對中低阻異常特征。

圖2a 為黃沙坑勘查區(qū)2 線卡尼亞視電阻率反演及推斷地質(zhì)剖面圖。2 線與1 線相距100m，點距20m，測線方位90°，剖面總長860m。其中樁號620、地表～樁號760、高程100m 相對低阻異常條帶異常特征與1 線FD1相似，空間位置上與1 線FD1錯位80 米左右，認(rèn)為存在一條與測線走向相近的斷裂構(gòu)造平移錯斷該低阻異常；樁號880、地表～樁號970、高程100m 相對低阻異常條帶推斷為斷裂破碎帶FD2充填水綜合反映，電阻率異常量值較1 線更低，認(rèn)為賦水性較1 線更好，且較之1 線FD2異常位置錯位約100 米，印證了存在一條與測線走向相近的平移斷層推斷。

圖2b 為黃沙坑勘查區(qū)3 線卡尼亞視電阻率反演及推斷地質(zhì)成果斷面圖。剖面總長840m，測線方位90°，點距20m，3 線 距1 線200m（距2 線100m）。電 阻 率 異 常 范 圍50Ω·m ～500000Ω·m 之間，異常特征與1 線、2 線相當(dāng)，相對低阻異常FD1、FD2位置與1 線相當(dāng)，體現(xiàn)異常總體走向為北北東向，印證受北西西向平移斷層作用使得2 線異常與1 線發(fā)生錯位的特征。

圖2 黃沙坑勘查區(qū)CSAMT 法卡尼亞視電阻率反演及推斷地質(zhì)剖面圖

2.3 綜合分析

如圖3 所示為黃沙坑勘查區(qū)物探工作成果平面圖。測線方位90°（東西向），點距20m，剖面總長2500m。3 條斷面視電阻率等值線圖顯示以高阻異常特征為主，反映黃沙坑勘查區(qū)以中侏羅世侵入花崗巖體為主，且在勘查區(qū)大面積出露。

其中相對低阻異常條帶認(rèn)為屬斷裂構(gòu)造破碎帶充填水等因素綜合反映，斷裂編號FD1、FD2，走向北東，傾向南東，斷裂FD1傾角約70°，而FD2傾角＞50°，因測線方位與斷裂走向呈大角度相交，斷層在測線斷面上的產(chǎn)狀較實際偏緩，斷裂FD1走向與測線交角更大，因而產(chǎn)狀較FD2更陡，且斷裂FD1、FD2異?？臻g位置在1 線與2 線之間不連續(xù)（錯位約100m），認(rèn)為存在一條與測線方向基本平行的（即北西西向）平移斷層FD3使得整個地電斷面異常發(fā)生錯位。

從3 條斷面中視電阻率異常量值與低阻幅值寬度分析認(rèn)為，斷裂構(gòu)造破碎帶FD2低阻異常特征較之FD1更為明顯，與之相應(yīng)的斷裂構(gòu)造破碎帶FD2賦水性也更好。尤指2 線FD2異常特征較為有利，具較明顯的斷裂、資源漫侵形成低阻異常形跡。

3 結(jié)論與建議

（1）黃沙坑勘查區(qū)斷面卡尼亞視電阻率異常以高電阻率異常特征為主，反映中侏羅世黃沙坑單元巖體高阻特征。

（2）物探相對低阻異常條帶認(rèn)為屬斷裂構(gòu)造破碎帶充填水等因素綜合反映，斷裂編號FD1、FD2，走向北東，傾向南東，斷裂FD1傾角約70°，而FD2傾角＞50°（因測線方位與斷裂走向呈大角度相交，斷裂產(chǎn)狀較實際變緩），且斷裂FD1、FD2異?？臻g位置在1 線與2 線之間不連續(xù)（錯位約100m），認(rèn)為存在一條與測線方向基本平行的（即北西西向）平移斷層FD3使得整個地電斷面異常發(fā)生錯位。推斷了斷裂構(gòu)造帶3 條，其中斷裂構(gòu)造破碎帶FD2賦水性也更好，為較好的導(dǎo)水構(gòu)造。

（3）通過本次物探工作基本查明了勘查區(qū)內(nèi)地層、構(gòu)造、巖漿活動情況，推斷了斷裂構(gòu)造及其空間分布特征，完成了本次物探工作目標(biāo)及任務(wù)，對下步工作具有一定的參考意義。建議使用方結(jié)合鉆探、化探、水文與溫度測量等綜合手段開展進(jìn)一步工作。