大功率激電和CSAMT法在礦山外圍找礦中的應(yīng)用

朱杰君 王亮 楊杰

【摘 ?要】我國(guó)礦產(chǎn)深部礦埋藏深度大，加上礦床深部的地質(zhì)特征并不明顯，因此對(duì)于礦產(chǎn)的勘查比較困難，而且勘查成本和勘查風(fēng)險(xiǎn)較大。對(duì)此，相關(guān)礦產(chǎn)勘查人員應(yīng)該及時(shí)更新觀念，引入先進(jìn)的找礦技術(shù)，提升找礦的效率和水平。大功率激電和CSAMT法正是在這樣的情況下，得到了廣泛的普及和應(yīng)用，在礦山外圍、深部礦、隱伏礦的找礦中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

【關(guān)鍵詞】大功率激電;CSAMT法;礦山外圍;找礦

在某礦山外圍開展大功率激電掃面和CSAMT剖面測(cè)量工作，識(shí)別砂巖、炭質(zhì)粉砂巖及中酸性脈巖的分界及深部的構(gòu)造特征;確定硫化物礦化帶分布等。結(jié)果表明：大功率激電掃面結(jié)果所找出的成礦有利地段均表現(xiàn)為低阻高極化特征，CSAMT法的反演結(jié)果淺部與大功率激電結(jié)果一致，并很好地反應(yīng)了深部構(gòu)造特征。

1.礦山概況

某工作區(qū)總體面積約為11.25平方公里，整體屬于低山丘陵區(qū)域，區(qū)域內(nèi)海拔相對(duì)高差在數(shù)十到近百米之間，大部分地段的地形為緩坡，沖溝坡輕微發(fā)育，在局部區(qū)域形成深達(dá)十余米的U形切割地形。該工作區(qū)位于某銅錫礦外圍，區(qū)內(nèi)除第四系大面積覆蓋外，出露最廣的是侏羅系上統(tǒng)白音高老組，巖性主要為流紋質(zhì)凝灰熔巖及呈透鏡狀、似層狀凝灰質(zhì)粉砂質(zhì)泥巖。次為二迭系大石寨組，由黑色一灰黑色安山巖組成。

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)勘查，工作區(qū)內(nèi)巖石物性特征包括：一般的粉砂巖、細(xì)粒雜砂巖等具有低極化、高電阻的特征，多金屬礦石具有高極化率、高密度、低電阻率的特征，具備電法找礦的物理前提，而含碳質(zhì)較高的巖石由于同樣具備較高的極化率，會(huì)在一定程度上對(duì)找礦工作行程干擾，需要相關(guān)技術(shù)人員的重視。

2.大功率激電和CSAMT法概述

大功率激電是一種非常有效的礦產(chǎn)勘查方法，具有探測(cè)深度大、分辨信號(hào)強(qiáng)，勘查速度快，操作方便，成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，是對(duì)礦靶區(qū)是否存在金屬硫化物進(jìn)行快速評(píng)價(jià)的可靠手段。在實(shí)際測(cè)量中，應(yīng)用大功率激電法，可以針對(duì)礦靶區(qū)進(jìn)行面積普查或者剖面測(cè)量，找出礦靶區(qū)內(nèi)存在的與礦體有關(guān)的極化率異常，同時(shí)在平面上對(duì)異常的位置進(jìn)行確定，結(jié)合極化率和電阻率的異常形態(tài)，對(duì)礦靶區(qū)存在礦體的可能性進(jìn)行分析，確保找礦工作的順利展開。CSAMT法即可控源音頻大地電磁法，屬于一種測(cè)量卡尼亞電阻和相位的電磁測(cè)深新技術(shù)，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測(cè)深方法。其測(cè)量原理，主要是利用人工場(chǎng)源，激發(fā)地下巖石，在電流流過時(shí)，會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的電位差，而接收不同供電頻率所形成的一次場(chǎng)電位，由于頻率的不同，在地層中傳播的深度也存在相應(yīng)的差異，其所反映的深度與頻率會(huì)形成特定的數(shù)學(xué)關(guān)系，而CSAMT法就是利用不同巖石電導(dǎo)率的差異，對(duì)一次場(chǎng)電位和磁場(chǎng)強(qiáng)度變化進(jìn)行觀測(cè)的一種電磁勘探方法。其優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在：

（1）勘探深度大，受地形影響小;（2）靈敏度高，可以有效劃分?jǐn)鄬?（3）工作效率高，對(duì)于良導(dǎo)介質(zhì)的分辨能力強(qiáng)。（4）高阻屏蔽作用小，可以穿透高阻層。CSAMT采用赤道—偶極裝置標(biāo)量觀測(cè)，在發(fā)射偶極60°偏離角范圍內(nèi)地面上觀測(cè)兩個(gè)正交的水平電磁場(chǎng)（Ex，Hy），根據(jù)以下公式計(jì)算，就可獲得地下的視電阻率電磁波的頻率，使用不同頻率的電磁波達(dá)到對(duì)不同深度地層的探測(cè)目的。s;通過人工改變探測(cè)式中，代表頻率，Ex為沿x方向的電場(chǎng)，Hy為沿y方向的磁場(chǎng)。

3.大功率激電和CSAMT法的應(yīng)用效果

（1）大功率激電應(yīng)用效果

該勘測(cè)區(qū)地表第四紀(jì)覆蓋相對(duì)較厚，礦體基本上都沒有在地面露出，而在其中一段淺部槽的勘查中發(fā)現(xiàn)，淺層巖體整體向西傾斜，傾角在15°左右。區(qū)域內(nèi)存在薯?xiàng)l天然沖溝，其下部巖體傾角較大，達(dá)到80°。由此判斷，該工作區(qū)內(nèi)地下巖脈產(chǎn)狀不充分，需要結(jié)合大功率激電法，對(duì)其巖體產(chǎn)狀進(jìn)行準(zhǔn)確判斷。結(jié)合掃面數(shù)據(jù)的采集和整理，可以得到相應(yīng)的掃面視電阻率、充電率分布圖，并在其中發(fā)現(xiàn)3條異常區(qū)帶，對(duì)其進(jìn)行了編號(hào)和分析。其中，1號(hào)異常區(qū)中心位置寬50m，長(zhǎng)300m，屬于低阻、高充電率，異常視電阻率在200-6000Ω.m，充電率約在40以上。2號(hào)異常區(qū)橫穿所有測(cè)線，位于中低阻部位，充電率達(dá)到50以上。經(jīng)槽探揭露，發(fā)現(xiàn)礦化，西傾175°，傾角15°。不過由于該異常區(qū)并沒有封閉，因此僅能從南部小部分初步推測(cè)異常深部?jī)A角逐漸變陡。3號(hào)異常由于僅僅被部分覆蓋，因此需要進(jìn)一步開展相應(yīng)的勘查工作，不過從現(xiàn)有數(shù)據(jù)可知，其位于高充電率、低阻部位，在東部200m以下，發(fā)現(xiàn)有富集的鉛鋅礦脈，判斷其為成礦有力部位。

（2）CSAMT法應(yīng)用效果

結(jié)合激電掃面，可以發(fā)現(xiàn)，該區(qū)域內(nèi)高低阻異常差異明顯，規(guī)模較大且呈條帶狀分布。因此，在此基礎(chǔ)上，應(yīng)用CSAMT法進(jìn)行深入剖析，結(jié)合5條CSAMT測(cè)線，經(jīng)相應(yīng)的數(shù)據(jù)反演，得出CSAMT成果。下圖為100線與130線的CSAMT反演結(jié)果（圖1）：可以看出，100線的反演結(jié)果在940號(hào)點(diǎn)、112號(hào)點(diǎn)1以及1340至1480號(hào)點(diǎn)各存在一個(gè)低阻區(qū)，將其依次編號(hào)為1、2、3號(hào)異常，在異常區(qū)域，等值線相對(duì)密集，而且存在著低阻異常，呈條帶狀分布。三處異常分別對(duì)應(yīng)了大功率激電掃面中的三個(gè)異常，結(jié)合激電與CSAMT二維反演結(jié)果，發(fā)現(xiàn)激電異常與地下巖體有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，推測(cè)為含礦或礦化蝕變構(gòu)造的反映。而從110線的反演結(jié)果來看，低阻異常與激電掃面低阻異常非常吻合，而且低阻異常區(qū)視極化率較高。110線斷面特征與100線相似，視極化率相對(duì)高值區(qū)與地下巖體電性差異有著明顯的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

結(jié)語

該測(cè)區(qū)開展多種方法綜合勘探，經(jīng)過對(duì)中梯掃面、CSAMT成果對(duì)比，發(fā)現(xiàn)各種方法出現(xiàn)的異常位置相互吻合，具有較好的找礦前景。通過這次研究，更加證實(shí)了CSAMT法對(duì)于復(fù)雜地形下深部隱伏礦體探測(cè)的有效性，其勘探深度大、分辨率高、抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)，使得CSAMT成為解決老礦山資源危機(jī)的最有效的手段之一。

參考文獻(xiàn)：

[1]王立群，劉國(guó)興，韓江濤，金忠寶.大功率激電和CSAMT法在敦化團(tuán)北地區(qū)查找錫鉬礦的應(yīng)用[J].吉林大學(xué)學(xué)報(bào)（地球科學(xué)版），2008，38（z1）：4-7.

（作者單位：青海省柴達(dá)木綜合地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院）