AMT方法在深部斷裂構(gòu)造識別中的應(yīng)用——以南呂-欣木金礦區(qū)為例

董晴晴，馮欣欣

(山東黃金地質(zhì)礦產(chǎn)勘查有限公司，山東 萊州 261400)

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AMT方法在深部斷裂構(gòu)造識別中的應(yīng)用
——以南呂-欣木金礦區(qū)為例

董晴晴，馮欣欣

(山東黃金地質(zhì)礦產(chǎn)勘查有限公司，山東 萊州 261400)

南呂-欣木金礦區(qū)位于焦家金礦帶南段寺莊大型金礦床的外圍，受焦家斷裂帶控制，探查識別礦區(qū)深部斷裂構(gòu)造空間展布情況是至關(guān)重要的問題。鑒于礦區(qū)成礦地質(zhì)條件，采用音頻大地電磁(AMT)法在欣木地區(qū)南端進(jìn)行勘查試驗(yàn)，結(jié)合地質(zhì)剖面資料進(jìn)行對比分析，結(jié)果顯示深部斷裂構(gòu)造反應(yīng)較好，與地質(zhì)吻合，說明AMT方法在該區(qū)可行有效，為下一步“攻深探盲”地質(zhì)找礦工作提供地球物理依據(jù)。

AMT；斷裂構(gòu)造；焦家斷裂帶；南呂-欣木金礦區(qū)

南呂-欣木金礦區(qū)位于焦家斷裂帶南段寺莊大型金礦床的外圍，經(jīng)多年地質(zhì)勘查工作，探明的金資源量已達(dá)超大型金礦標(biāo)準(zhǔn)，具有良好的找礦前景。鑒于礦區(qū)受焦家斷裂帶控制，探查識別礦區(qū)深部斷裂構(gòu)造空間展布情況成為首要問題。為此，2014年，山東黃金地勘公司在欣木地區(qū)南端472號勘探線附近進(jìn)行音頻大地電磁(AMT)法勘查試驗(yàn)，結(jié)果顯示，深部斷裂構(gòu)造反應(yīng)較好，與地質(zhì)吻合，說明AMT方法是可行有效的，為下一步“攻深探盲”地質(zhì)找礦工作提供地球物理依據(jù)。

1 地質(zhì)背景

礦區(qū)大地構(gòu)造位置處于華北地臺膠北地體的膠北隆起區(qū)，沂沭斷裂帶東側(cè)，南接膠萊拗陷。古老的基底變形變質(zhì)巖系，多期多成因的巖漿活動(dòng)和以NE向斷裂為主的構(gòu)造格架，構(gòu)成了該區(qū)金礦“三位一體”的有利成礦地質(zhì)背景[1-2]。

區(qū)內(nèi)地層簡單，巖漿巖廣布，NE向的焦家斷裂帶控制了該區(qū)金礦床(點(diǎn))的分布。焦家斷裂帶位于萊州市北部新城-朱橋一帶，是區(qū)內(nèi)主要控礦斷裂構(gòu)造，總體走向30°，傾向NW，傾角25°～40°，局部陡至70°。斷裂主要是切割玲瓏序列，局部有所變化：在辛莊附近，沿棲霞序列與玲瓏序列接觸帶展布；從新城到焦家、馬塘附近，沿馬連莊序列、玲瓏序列和郭家?guī)X序列接觸帶展布；在辛莊、朱橋以及苗家以南地段，則被新生代第四紀(jì)地層所覆蓋。該斷裂發(fā)育有連續(xù)穩(wěn)定的破碎蝕變巖帶，以斷層泥(厚2～45cm)為標(biāo)志的主裂面顯示為壓扭性特征。斷裂蝕變帶金礦化較發(fā)育，賦存有特大型、大型及一系列中小型金礦床、金礦點(diǎn)[3]。

2 焦家斷裂帶電阻率特征

2.1 平面電阻率異常特征

在焦家斷裂帶新城-寺莊地段，斷裂兩側(cè)視電阻率有明顯差異(圖1)，NW側(cè)為低阻特征，且穩(wěn)定，低阻值為100～200Ω·m，對應(yīng)變質(zhì)巖地區(qū)；南東側(cè)為跳動(dòng)的鋸齒狀高阻特征，值為500～1000Ω·m，對應(yīng)玲瓏花崗巖地區(qū)。斷裂帶位于由低阻向高阻的過渡帶上。

圖1 焦家斷裂帶視電阻率平面剖面圖

2.2 垂向電阻率異常特征

為了解焦家主斷裂帶垂向電阻率特征，選取寺莊金礦區(qū)地質(zhì)剖面264線CSAMT視電阻率斷面圖進(jìn)行分析解釋。從綜合剖面圖上看(圖2)，垂向電性差異反映明顯，上部為低阻區(qū)，等值線稀疏、變化平緩，為新太古代變質(zhì)巖的反應(yīng)；下部為高阻基底層，等值線密集、變化穩(wěn)定，為二長花崗巖的反應(yīng)；中間梯度帶呈舒緩波狀向下緩傾伏延深，自上而下呈漸變關(guān)系且局部變化較大，為焦家主斷裂蝕變帶反應(yīng)[4]，梯度帶的變化規(guī)律及延深方向與斷裂帶基本一致，說明斷裂帶向下一直平緩延深。

依據(jù)上述電阻率特征規(guī)律，為在該區(qū)開展AMT勘查試驗(yàn)工作提供了前提條件。

`1—構(gòu)造蝕變帶；2—金礦；3—推斷成礦有利部位；4—已施工鉆孔；5—視電阻率等值線圖2 焦家斷裂寺莊礦區(qū)264線CSAMT視電阻率綜合剖面圖

3 AMT方法

3.1 方法原理

音頻大地電磁(AMT)法，是基于大地電磁(MT)法原理提出的一種地球物理勘探方法。利用天然場源，將大地作為水平介質(zhì)，大地電磁場是垂直投射到地下的平面電磁波，在地面可觀測到相互正交的電磁場分量為Ex，Hy，Ey，Hx。通過測量的電磁場分量數(shù)據(jù)，計(jì)算介質(zhì)的卡尼亞電阻率值[5]。其公式為：

3.2 野外數(shù)據(jù)采集

數(shù)據(jù)采集使用加拿大鳳凰地球物理公司研發(fā)的新一代V8多功能電法儀。點(diǎn)距100m，采用張量觀測方式，記錄大地電磁的四分量時(shí)間序列信息，探測深度2000m，采集時(shí)間不少于40min。接收電極為不極化電極，磁探頭響應(yīng)范圍10-1～104Hz。儀器各記錄單元之間通過全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)與世界通用協(xié)調(diào)時(shí)間(UTC)同步，如圖3所示[6-7]。

圖3 AMT野外采集裝置布置示意圖

3.3 數(shù)據(jù)處理及反演

對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行人機(jī)交互式總覽，檢查各道數(shù)據(jù)的整體質(zhì)量，因不同時(shí)序段受人文干擾隨機(jī)性的影響所產(chǎn)生的畸變影響程度不同，應(yīng)對照野外記錄班報(bào)進(jìn)行去噪與篩選，采用SSMT2000進(jìn)行阻抗張量估算，利用Robust統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行估算以壓制噪聲干擾，個(gè)別受人文干擾強(qiáng)的子功率譜通過MT-editor進(jìn)行刪除，以保留高質(zhì)量的子功率譜信息[8]。

數(shù)據(jù)反演采用武漢地質(zhì)大學(xué)研發(fā)的CSAMT-SW_V3.0軟件進(jìn)行，將處理后數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線圓滑、靜態(tài)校正、極化模式識別、空間濾波后，進(jìn)行聯(lián)合二維反演，繪制成圖。

4 成果解釋

4.1 巖(礦)石物性

礦區(qū)勘查程度較高，物性參數(shù)齊全，因此收集了歷年報(bào)告中的電性特征資料，整理統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表1。從表1可見，第四系(黃土)電阻率最低，花崗巖類最高，斜長角閃巖及黑云斜長片麻巖次之。通過地層與巖體之間電阻率的差異，為AMT法成果解釋提供了物性依據(jù)。

表1 萊州北部地區(qū)物性統(tǒng)計(jì)

4.2 AMT成果解釋

為探測焦家斷裂帶深部特征，在欣木地區(qū)南端，472號地質(zhì)勘探線附近布設(shè)1條AMT測深剖面，編號為L1，位置見圖4，剖面對比見圖5。

L1剖面位于欣木-王家莊子一帶，長度5.1km，方位角98°。電阻率反演剖面圖顯示：在-50m以淺為低阻層，低阻值為20～70Ω·m，為第四系反應(yīng)；在-50m以下深度，電阻率分布大致呈高—低—高的層狀分布特征，在-50～-500m，-900～-2000m深度范圍，有高阻區(qū)分布，高阻值為1000～10000Ω·m，為區(qū)內(nèi)大面積出露的二長花崗巖體的反應(yīng)；在-500～-900m深度范圍，為低阻區(qū)分布，低阻值為80～1000Ω·m，說明該區(qū)構(gòu)造發(fā)育，巖石破碎，斷層、裂隙富含水等原因，導(dǎo)致電阻率降低。

在3800點(diǎn)處，顯示有明顯的NW向電阻率異常梯度帶，向下緩傾伏延深，該梯度帶的變化規(guī)律及延深方向與472號地質(zhì)剖面上3條破碎蝕變帶基本一致，推斷為F3斷裂蝕變帶。斷裂帶上、下盤均為高阻異常區(qū)，由花崗巖體引起，與地質(zhì)剖面吻合。

1—砂質(zhì)粘土；2—變輝長巖；3—二長花崗巖；4—黃鐵絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖+黃鐵絹英巖化花崗巖；5—黃鐵絹英巖化碎裂巖；6—AMT測點(diǎn)；7—未見礦鉆孔及編號；8—勘探線及編號圖4 AMT測點(diǎn)位置圖

圖5 AMT電阻率反演剖面與472號地質(zhì)剖面對比圖

依據(jù)斷裂構(gòu)造帶推斷原則，在電阻率梯度帶及低阻異常帶處，推斷5條斷裂構(gòu)造帶，編號為F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3，F(xiàn)4，F(xiàn)5，其中F5與靈山-北截?cái)嗔严辔呛稀?/p>

5 結(jié)論

(1)通過物性特征及AMT方法測深勘查試驗(yàn)結(jié)果顯示，F(xiàn)3斷裂蝕變帶的空間展布情況與地質(zhì)剖面相吻合，說明該方法在對深部斷裂構(gòu)造，特別是大的斷裂構(gòu)造具有較好的識別效果，為下一步“攻深探盲”地質(zhì)找礦工作提供地球物理依據(jù)。

(2)推斷5條斷裂構(gòu)造帶，F(xiàn)5與靈山-北截?cái)嗔严辔呛稀1，F(xiàn)2與F3在1800點(diǎn)、-800～-1000m深度范圍處交會(huì)，因斷裂發(fā)育地段及斷裂交會(huì)處成礦最有利，認(rèn)為該處成礦希望較大。

(3)在-500～-900m深度范圍為低阻區(qū)，低阻值為80～1000Ω·m，說明該區(qū)構(gòu)造發(fā)育，可能存在EW向斷層，巖石較破碎，斷層、裂隙處富含水等原因，導(dǎo)致電阻率降低，該區(qū)也應(yīng)引起重視。

[1] 王振軍，王元魁，班俊魁.三山島金礦地應(yīng)力研究[J]．礦業(yè)工程，2011，(6)：11-13.

[2] 楊清泉，李威，陶曉杰.三山島海底金礦地質(zhì)特征及礦床成因探討[J]．黃金科學(xué)技術(shù)，2010，(3)：5-8.

[3] 崔書學(xué)，袁文花.萊州市寺莊金礦區(qū)第二金礦富集帶成礦規(guī)律[J]．地質(zhì)調(diào)查與研究，2008，(3)：186-191.

[4] 賀春艷，郭國強(qiáng)，劉聰偉，等．焦家斷裂帶南部覆蓋區(qū)控礦構(gòu)造帶的研究及成礦前景分析[J]．山東國土資源，2015，31(7)：20-25.

[5] 郭毅．音頻大地電磁法(AMT)在某銅鎳礦勘察中的應(yīng)用[J]．新疆有色金屬，2011，(3)：24-29.

[6] 武斌，曹俊興，鄒俊，等．音頻大地電磁測深法在川西地?zé)峥辈檠芯恐械膽?yīng)用[J]．工程勘察，2011，(9)：91-94.

[7] 龐溯，盧涵宇，杜炳銳．音頻大地電磁法在中甸斷裂勘察中的應(yīng)用[J]．井岡山大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2012，33(1)：57-59.

[8] 楊炳南，周琦，杜遠(yuǎn)生，等．音頻大地電磁法對深部隱伏構(gòu)造的識別與應(yīng)用：以貴州省松桃縣李家灣錳礦為例[J]．地質(zhì)科技情報(bào)，2015，34(6)：26-32.

Application of AMT Technology in Identifying Deep Fault Structures——Setting Nanlv-Xinmu Gold Mine as an Example

DONG Qingqing，F(xiàn)ENG Xinxin

(Shandong Gold Geology and Mineral Resourses Exploration Limited Corporation，Shandong Laizhou 261400，China)

Nanlv-Xinmu gold deposit is located in the countyside of Sizhuang large gold deposit in southern Jiaojia metallogenic belt. It is controlled by Jiaojia metallogenic belt. It is very important to identify spatial distribution of deep fault structures in the mining area. Considering ore-forming geological conditions, by using AMT exploration method, exploration has been carried out in the south of Xinmu area. Comparing with geological section data, it is regarded that the deep fault structures are corresponding well with actual geology. It is showed that AMT is practicable and effective in this area. It can provide geophysical

for developement in deep exploration.

AMT；fault structures；Jiaojia metallogenic belt；Nanlv-Xinmu gold deposit

2016-03-30；

2016-05-08；編輯：曹麗麗

董晴晴(1986—)，女，山東淄博人，工程師，主要從事地球物理勘查工作；E-mail：dongqingqing2010@sina.com

P619.14

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董晴晴，馮欣欣.AMT方法在深部斷裂構(gòu)造識別中的應(yīng)用——以南呂-欣木金礦區(qū)為例[J].山東國土資源，2016,32(10)：48-51.Dong Qingqing，F(xiàn)ENG Xinxin. Application of AMT Technology in Identifying Deep Fault Structures——Setting Nanlv-Xinmu Gold Mine as an Example[J].Shandong Land and Resources, 2016,32(10)：48-51.