CSAMT法在祁漫塔格地區(qū)金屬礦勘查中的應(yīng)用

白國(guó)龍　李華　王昌勇

[摘要]祁漫塔格地區(qū)是我國(guó)極具找礦潛力的重要成礦區(qū)域，但其自然環(huán)境條件惡劣，有些地區(qū)常規(guī)電法工作無法滿足找礦的需要，在此基礎(chǔ)上利用，信號(hào)穩(wěn)定，信噪比高，探測(cè)深度大，分辨率高，設(shè)備相對(duì)輕便的CSAMT法，以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，在找礦過程中起到了重要的作用。文章結(jié)合實(shí)例，利用CSAMT法在該地區(qū)成功找到多金屬礦體，驗(yàn)證了CSAMT法找礦的良好效果，說明CSAMT法在青藏高原地區(qū)找礦是可行的。

[關(guān)鍵詞]祁漫塔格 CSAMT法 找礦 應(yīng)用

[中圖分類號(hào)] P624 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X（2015）-3-156-2

1引言

可控源音頻大地電磁測(cè)深法（CSAMT法）使用可控制的人工場(chǎng)源，利用改變頻率進(jìn)行不同深度的電測(cè)深，高阻屏蔽作用小，可以穿透高阻層。不僅增強(qiáng)了抗干擾能力，提高了工作效率，還一定程度上克服了地形的影響，在查明地下深部隱伏礦體位置、埋藏深度、起伏形態(tài)，顯示出了其獨(dú)特的優(yōu)越性。

通過近幾年在有色金屬礦產(chǎn)勘查中深部找礦的應(yīng)用，表明該方法不僅可以有效解決深層的地質(zhì)問題，探礦效果顯著。

2可控源音頻大地電磁測(cè)深法原理[1]

CSAMT法是可控源音頻大地電磁法的簡(jiǎn)稱。該方法是上世紀(jì)八十年代末才興起的一種地球物理勘探新技術(shù)，它基于電磁波傳播理論和麥克斯韋方程組導(dǎo)出了水平電偶極源在地面上的電場(chǎng)及磁場(chǎng)公式，沿式沿x方向的電場(chǎng)（Ex）與沿y方向的磁場(chǎng)（ Hy ） 相比，并經(jīng)過一些簡(jiǎn)單運(yùn)算，就可獲得地下的視電阻率 （ρs ）公式

式中f 代表頻率。由（1）式可見，只要在地面上能觀測(cè)到兩個(gè)正交的水平電磁場(chǎng)（Ex，Hy）就可獲得地下的視電阻率ρs ，稱卡尼亞電阻率。

又根據(jù)電磁波的趨膚效應(yīng)理論，導(dǎo)出了趨膚深度公式

式中H代表探測(cè)深度；ρ代表電阻率；f代表頻率。

由（2）式可知，當(dāng)?shù)乇黼娮杪使潭〞r(shí)，電磁波的傳播深度（或探測(cè)深度）與頻率成反比，高頻時(shí)，探測(cè)深度淺，低頻時(shí)，探測(cè)深度深[4]。人們可以通過改變發(fā)射頻率來改變探測(cè)深度，達(dá)到頻率測(cè)深的目的。因此它的優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在：克服了大地電磁測(cè)深（MT）因場(chǎng)源信號(hào)隨機(jī)而且微弱，是一種很有效的研究手段。

野外工作方法如下圖所示（圖1）。AB供電偶極子裝置是CSAMT法采用的主要裝置。在AB-MN赤道裝置中，接收點(diǎn)在場(chǎng)源中垂線的夾角小于30°的扇形區(qū)域內(nèi)進(jìn)行測(cè)量。

利用人工場(chǎng)源激發(fā)地下巖石，在電流流過時(shí)產(chǎn)生的電位差，接收不同供電頻率形成的一次場(chǎng)電位，由于不同頻率的場(chǎng)在地層中的傳播深度不同，所反映深度也就與頻率構(gòu)成一個(gè)數(shù)學(xué)關(guān)系，不同電導(dǎo)率的巖石在電流流過時(shí)所產(chǎn)生的電位和磁場(chǎng)是不同的，CSAMT方法就是利用不同巖石的電導(dǎo)率差異觀測(cè)一次場(chǎng)電位和磁場(chǎng)強(qiáng)度變化的一種電磁勘探方法。

3應(yīng)用實(shí)例

加拿大鳳凰公司生產(chǎn)的大功率V8多功能電法儀給有色金屬的探測(cè)帶來了很大的方面，在實(shí)際生產(chǎn)也有廣泛的應(yīng)用，從以下幾個(gè)方面來進(jìn)行論述：

（1）CSAMT勘查野馬泉多金屬礦區(qū)

野馬泉礦區(qū)平均海拔3800米以上，內(nèi)出露地層自老至新有古元古代金水口巖群（Pt1J）、中元古代薊縣紀(jì)狼牙山組（Jx1）；寒武—奧陶紀(jì)灘間山群（∈OT）；晚泥盆世牦牛山組（D3m）；早石炭世大干溝組（C1dg）、晚石炭世締敖蘇組（C2d）；早-中二疊世打柴溝組（P1-2dc）；晚三疊世統(tǒng)鄂拉山組（T3e）；新近紀(jì)油沙山組（N2y）；第四紀(jì)（Q）。

區(qū)域構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈，北西西向、北西向壓性、壓扭性斷裂組成了區(qū)域主體構(gòu)造骨架，且對(duì)各時(shí)代地層分布、各類巖漿巖和變質(zhì)作用及礦產(chǎn)等都起著主要的控制作用。中元古代薊縣紀(jì)狼牙山組（Jxl）、寒武—奧陶紀(jì)灘間山群（∈OT）和晚石炭世締敖蘇組（C2d）是區(qū)域主要賦礦地層，主要產(chǎn)出有層控型、矽卡巖（斑巖）型、熱液型礦產(chǎn)。鐵、多金屬礦多賦存于構(gòu)造的復(fù)合部位，礦體多產(chǎn)于向斜核部、巖體凹陷帶及斷裂交匯處[2]。

CSAMT勘查工作在2008年投入到野馬泉礦區(qū)，探測(cè)出區(qū)內(nèi)構(gòu)造展布及低阻異常，與鉆孔控制情況相吻合，對(duì)剖面北端的厚大炭質(zhì)地層反應(yīng)明顯，取得了良好的物探工作效果。

（2）CSAMT勘查迎慶溝-景忍?hào)|多金屬礦

迎慶溝-景忍?hào)|工區(qū)平均海拔4000米以上，內(nèi)出露地層由老至新有：中元古代薊縣紀(jì)狼牙山組上巖段（碳酸鹽巖段Jxlb）、奧陶-志留紀(jì)灘間山群火山巖組（OSTb）、早石炭世大干溝組（C1dg）、晚石炭世締敖蘇組（C2d）、晚三疊世鄂拉山組（T3e）及第四紀(jì)（Q4），與成礦與成礦有關(guān)的地層主要狼牙山組上巖段（碳酸鹽巖段Jxlb）、 奧陶-志留紀(jì)灘間山群火山巖組（OsTb）、晚石炭世締敖蘇組（C2d）[3]。

動(dòng)力變質(zhì)作用在斷裂構(gòu)造帶上表現(xiàn)突出，沿?cái)嗔褞Ъ皵D壓帶呈條帶狀分布，主要構(gòu)造巖有：壓碎巖、碎裂巖、糜棱巖、角礫巖等。擠壓強(qiáng)烈地段形成斷層泥。由于動(dòng)力變質(zhì)作用可使斷裂帶附近的成礦物質(zhì)進(jìn)一步富集，同時(shí)斷裂構(gòu)造又為熱液活動(dòng)提供了良好的運(yùn)移場(chǎng)所，對(duì)成礦十分有益。

通過資料的綜合反演研究，圈定了了5處低阻異常區(qū)，43—59號(hào)點(diǎn)C1-1、71—89號(hào)點(diǎn)C1-2、149—165號(hào)點(diǎn)C1-3、185—193號(hào)點(diǎn)C1-4、245—261號(hào)點(diǎn)C1-5處，最終在C1-2（虛線鉆孔）異常經(jīng)行了鉆探驗(yàn)證，實(shí)線鉆孔為已施工鉆孔。驗(yàn)證結(jié)果：500m附近（紅框范圍），共見多金屬礦體4層，更加肯定了動(dòng)力變質(zhì)作用使斷裂帶附近的成礦物質(zhì)進(jìn)一步富集的成礦事實(shí)。可見CSAMT測(cè)量在深部金屬礦產(chǎn)勘查中是有效的，鉆孔結(jié)果與CSAMT異常推斷結(jié)果完全相同，由此充分證明CSAMT異常的可靠性以及精確性。

4結(jié)論

通過在實(shí)際工作中的研究和應(yīng)用，可以得出CSAMT法有如下優(yōu)點(diǎn)。

（1）在野馬泉礦區(qū)對(duì)厚大炭質(zhì)地層明顯反應(yīng)，迎慶溝-景忍?hào)|工區(qū)有效找到的多金屬礦體，均證明CSAMT法能夠穿透高阻的永凍層，為在高原寒冷地區(qū)找礦提供了很好的參考依據(jù)。

（2）測(cè)量參數(shù)為電場(chǎng)與磁場(chǎng)之比，得出的是卡尼亞電阻率，可有效減少外來干擾，并減少地形的影響，探測(cè)深度范圍大，橫向分辨率較高，可以很好地發(fā)現(xiàn)斷層及接觸帶，在深部隱盲金屬礦勘查過程中能起到指導(dǎo)作用。但在實(shí)際應(yīng)用中，由于是人工場(chǎng)源，不可避免地存在場(chǎng)源效應(yīng)，應(yīng)結(jié)合實(shí)際地質(zhì)情況，合理選擇場(chǎng)源方向、收發(fā)距和采樣頻率范圍。

（3）資料解釋應(yīng)結(jié)合已知地質(zhì)情況、地球物理特征和其他相關(guān)資料進(jìn)行綜合分析[4]，必要時(shí)打鉆孔加以驗(yàn)證。

參考文獻(xiàn)

[1]湯井田，何繼善.《可控源音頻大地電磁法及其應(yīng)用》，中南大學(xué)出版2005.12.

[2]何書躍，張愛奎.青海省格爾木市野馬泉地區(qū)鐵礦調(diào)查評(píng)價(jià)2011年度工作方案.

[3]舒曉峰，李戰(zhàn)業(yè).青海省茫崖鎮(zhèn)虎頭崖地區(qū)多金屬礦普查2005-2010年工作總結(jié)及2011年工作安排.

[4]黃力軍.《可控源音頻大地電磁測(cè)深法尋找隱伏金礦的作用》，物化探計(jì)算技術(shù)，[J]2007.10.（29）.