可控源音频大地电磁法在深部找矿中的应用浅析

2013-07-10古志文张光之

四川地质学报 2013年2期

古志文，张光之

（1.四川省煤田地质局，四川中成煤田物探工程院有限公司，成都 610072；2.中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所，河北廊坊 065000）

我国矿产资源面临的形势严峻。为此，国家一方面“走出去”，参与到世界矿业市场之中；一方面做出了“加强地质工作的决定”，加大深部找矿，外围找矿，找矿工作进入新的战略机遇期。本文通过阐述对某矿区采用可控源音频大地电磁法所取得的成果，较好的说明了采用可控源音频大地电磁法在深部找矿中的应用前景。

1 概况及地质特征

图1 可控源音频大地电磁法观测示意图

1.1 概况

该铅锌矿是上个世纪50年代进行地质调查时发现的小规模矿山，局限于其储量较小，交通条件差，当时并没有大规模投入生产。后来逐渐进行开发，但也限于小规模采掘。近年来，该矿区已知矿体逐渐采尽，难于维持，且矿体埋深大都在地表700m 深度以下，常规物探方法很难达到如此勘探深度，因此作出采用可控源音频大地电磁法进行勘探的决定。

1.2 矿区地质特征

勘查区地层数量较少，构造简单。与成矿有关的地层主要为震旦系上统灯影组的一套海相碳酸盐岩，其余地层有震旦系苏雄组（Zas2）、观音崖组（Zbg）及寒武系下统筇竹寺组（ε1c+q）、沧浪铺组（ε1c+1）。根据已知地质资料，该矿区含矿层位于灯影组地层当中，主要为灯影组二段及三段白云岩体的层间裂隙及构造破碎带。构造上，本区由宽广而开阔不同褶皱形式的团宝山背斜，与银厂沟背斜所组成，两背斜间形成为大洪山向斜构造。褶皱构造线基本一致，呈北北东—南南西，或北东—南西向，局部受断层影响变化不大。背斜轴部均为元古代花岗斑岩组成，两翼出露古生代地层，尤以上震旦纪灰质白云岩分布最广。在大洪山向斜轴部方见有区内最新之二叠纪阳新石灰岩。区内断层主要是纵向平行的断层或正断层，并局部的发育了后期的横向断裂，原生之褶曲亦多为其破坏。

2 可控源音频大地电磁法勘探

2.1 基本原理

该方法是二十世纪八十年代末兴起的一种地球物理新技术，其基本原理为通过电极AB 向地下供入交变电流，在垂直电偶极源AB 中垂线两侧φ＜±22.5°、收发距D≥6D（D：探测深度）的范围内观测AB方向的电场Ex和与之垂直的磁场Hy 来计算卡尼亚视电阻率：

而探测深度D 与大地电阻率和使用的工作频率有关，计算公式为：

从上式可见，当地表电阻率固定时，电磁波的传播深度（或探测深度）与频率成反比，高频时，探测深度浅，低频时，探测深度深。因此可以通过改变发射频率来改变探测深度，从而达到频率测深的目的，图1为观测方式示意图。

接收站装置采用V8 主机控制，若干辅助盒子（RXU）共同测量的观测方式，测量效率的高低决定于测量频率的个数、观测时间及辅助盒子的数量。接收站观测示意图如图2。

图2 可控源音频大地电磁法接收站观测示意图

2.2 资料处理

对野外采集的数据首先进行剔畸变值、去噪、静态校正及近场校正等处理，然后进行二维反演成像处理。采用集数据去噪、平滑、静态校正、二维多方法多模式反演解释、二维有限元屏幕建模正演等为一体的大地音频电磁资料处理平台MTSoft2D 软件进行。

图3 已知断面物探成果图

图4 P4 线成果图

3 成果

3.1 与已知地质剖面的对比

物探工作在已知地质剖面开展了试验工作，对整个工区的物探成果解译亦起到了标定作用。如图3所示，矿体出露于灯影组二段层间裂隙中，物探结果显示，异常大体向东倾斜，断面中已知4 口平硐中，PDa为见矿矿井，在物探异常中位于异常中心位置，其余三井为未见矿井；另外，断面东部有一近垂直异常，推断为已知断层F2 在断面中的反应。可见，物探成果与实际地质情况吻合情况一致，且能为其他未知剖面的推断解释起到参考作用。

3.2 典型测线推断成果

根据物探异常断面图，与地质剖面结合，从成矿构造，成矿地层等方面综合分析，参考已知断面成果对图4 进行分析。判断出测线中部偏西一处向东倾斜异常，该异常位于灯影组一段、二段之中的断裂破碎带中央，有利于成矿，且地层及成矿规律均与该矿山已知成矿规律一致，判断其为成矿有利区域。另外，断面西部有一处范围较大异常带，结合已知地质资料，推断该异常为地表已知断层在深部的延伸。