浅析CSAMT在金属矿产勘探中的应用

郭伟

（新疆维吾尔自治区有色地质勘查局704队哈密839000）

浅析CSAMT在金属矿产勘探中的应用

郭伟

（新疆维吾尔自治区有色地质勘查局704队哈密839000）

近年来，随着金属矿产勘探的发展，深部找矿越来越受业界的关注。可控源音频大地电磁法（CSAMT）在金属矿产勘探中已成为一种重要的地球物理手段，它具有效率高、深度大、分辨率高、地形影响小、穿透性强与立体观测等优点。通过在琼库都克银多金属矿与香山铜镍矿等矿产勘探中的应用显示了其独特的优越性。

深部找矿CSAMT金属矿产勘探优越性

1 CSAMT方法原理简述

CSAMT法是以电偶极子为场源，在距偶极中心一定距离处同时观测电、磁场参数的一种电磁测深方法。在金属矿产勘探中一般选择用电偶源赤道偶极装置，装置布设如图1，把观测区域布置在一个梯形区域内，梯形的上底为AB发射偶极所在位置，测线到AB的距离大于三倍的趋肤深度。测线的长度保持在梯形面积之内，测线剖面与AB平行。

图1 CSAMT工作装置示意图

收发距r与满足如下两个条件：

式中：H为勘探深度；I为发射电流；AB为供电偶极长度；θ为r与AB之间的夹角；Emin为接收机能观测到的最小信号，一般取7μV。

供电极满足AB≤（1∕3～1∕5）r，MN≤1∕10r。同时在规范允许的条件下调节AB、MN长度可调整，调整原则为探测深度大AB、MN可大一些，探测深度小AB、 MN可小一些。采用沿测线多道同时观测（共用一个探头），即排列测量。设计场源与测线要求平行，相对位置固定，测线排布在远区，以期减少近场效应干扰，从而得到符合要求的数据。测点观测控制在场源AB平分线两侧30°角扇形范围内进行。录取参数为电分量Ex和磁分量Hy，做标量测量。测量时通过改变工作频率来实现测深的目的，即不同频率发射时所穿透的岩层介质厚度不同，高频穿透深度小、低频穿透深度大。

2 CSAMT法在琼库都克银多金属矿勘探中的应用

2.1 地质概况

琼库都克银多金属矿区行政区划属新疆哈密市沁城乡管辖，位于哈密市东直线距离150km处。区内出露地层主要为下石炭统雅满苏组第二亚组（C1y2）海陆交互相火山碎屑岩及正常沉积碎屑岩建造。走向近东西，倾向南，倾角50°～65°，主要岩性为灰绿色、灰色、灰黑色厚层块状凝灰岩、凝灰质细砂岩、英安斑岩、炭质凝灰质板岩、凝灰角砾岩夹长石斑岩、砾岩、凝灰砂砾岩。区内构造以褶皱、断裂发育，具多期活动特征，岩浆岩分布广泛，主要为华力西中期产物，以中、酸性岩为主，从深成至浅成—超浅成侵入岩均有发育。含矿岩体主要产于下石炭统雅满苏组第二亚组（C1y2）地层中，为规划破碎带，其中目前测区内地表发现的两条含银多金属矿化的硅化破碎带均呈北东-南西向平行展布。

2.2 CSAMT成果

对矿体较好的P-2勘探线布设了一条CSAMT剖面，见图2，得到了两个高阻异常，峰值为3000Ω·m左右，位置分别在东西两侧，西侧高阻体推测深度在50m～100m之间，东侧高阻体推测深度在250m～450m之间。根据高低阻过渡位置一般存在构造，可划分出3条构造线，图2所示，其中间的构造构造线与ZKQ-02和ZKQ-04钻孔所见硅化破碎带对应较好，而矿体主要发育在硅化破碎带中，由此可推测成矿与构造联系联系紧密。根据勘探线地物剖面对比图，从ZKQ-02和ZKQ-04孔来看硅化破碎带与2000～2400Ω·m之间的中高阻异常对应较好，即与电阻率梯度带部位对应。ZK201孔对应的浅部中高阻异常突出与其存在的硅化破碎带位置相吻合。从ZK201与ZK202孔来看，硅化破碎带与推测构造位置存在偏差，即对应电阻率在2400Ω·m以上，但与高阻体对应也较差。结合钻孔岩性对比发现，ZK201与ZK202孔存在一定的酸性岩体，综合反映形成了东部的相对高阻。

图2 P-2线勘探地物综合对比示意图

3 CSAMT法在香山铜镍矿区的应用

3.1 地质概况

香山铜镍矿位于新疆哈密市南东122°方向，直距116km，矿区及周边矿业开发较为发达，主要为铜镍矿。除矿区内香山铜镍矿已开采多年外，位于矿区东部的黄山东铜镍矿由亚克斯、天隆等多家公司进行开采，并建有与之配套的选矿加工厂。勘查区出露地层主要为下石炭统雅满苏组第一亚组（C1y1）和第四系全新统（Q4），赋矿岩体为香山基性-超基性杂岩体。香山岩体位于香山断裂与黄山韧性剪切带汇合之楔形地块中，为一基性-超基性杂岩体，褶皱多不发育，主要表现为断裂构造，除控制岩体侵入的边界断裂外，绝大多数均为岩浆各侵入期后的次生断裂、裂隙构造。香山杂岩体与下石炭统雅满苏组中基性、中酸性火山岩、火山碎屑岩及熔岩呈断层-侵入接触。香山岩体东段地表规模小，深部规模大，重磁异常明显，从东向西岩体厚度增大，基性程度较其它两段高，倾向向南延伸超过1200m，并在垂向上有明显的分异，该段地表矿化不明显，深部仅在超基性岩中见上悬熔离型铜镍矿化，至今未发工业矿体。

3.2 CSAMT成果

为探寻香山矿区的深部找矿前景，2014年对香山矿区东侧P-44线与P-52线布设了两条CSAMT勘探剖面，取得了良好的效果。

3.2.1 P-44线

勘探线两翼酸性岩体及地层呈高阻-低重力异常，中部基性-超基性岩体为高低阻过渡-高重力异常。主构造界线自地表岩体北翼接触带向南东148°方向倾斜，倾角约45°，上陡下缓，如图3。在剖面南侧中高阻异常（300～1800Ω·m）对应地表岩性为凝灰岩及安山玢岩脉，推测为深部辉绿岩或角闪辉长岩引起。剖面中部低阻异常对应重磁异常高值，地表出露角闪辉长岩，推测为深部蚀变辉长岩、辉榄岩引起。在剖面南侧出现的大于2000Ω·m多为凝灰岩等地层引起，其相间的低阻异常推测为小的构造引起。勘探结束后布设了ZK4401钻孔，其0～320m为火山碎屑岩引起的1500Ω·m以上高阻异常，电阻率平均值2822Ω·m；320～500m为基性岩体引起的300～1000Ω·m中阻异常，电阻率平均值648Ω·m；500m以下整体为辉橄岩引起的小于500Ω·m低阻异常，仅600多米与800多米出现厚度不大的1500 Ω·m以上高阻含长角闪石岩夹层。电阻率断面图ZK4401孔位置，电阻率总体呈上高下低，逐渐降低。由于CSAMT二维反演方法的局限性，电阻率波动变化较大的地质条件下，异常细节无法显示，应结合标本参数成果进行对比分析。目前已知矿体位置对应物探高重-高磁-高极化率-及高-低阻过渡位置，推测深部主构造线位置（900～1000m之间）及下盘存在辉橄岩岩体，岩体上、下盘接触部位中低阻区间成矿潜力较大。

图3 P-44地物综合对比图

3.2.2 P-52线

勘探线与P-44线方向一致，在CSAMT断面图内，主构造线情况与P-44线相似。剖面南端，电阻率为500Ω·m左右的中阻异常，对应部位地表为花岗岩，异常深部延伸明显变宽大，幅值明显变高，说明引起该异常的岩性为花岗岩，该花岗岩上盘为低阻带，为主构造线，南倾。在剖面北部低阻异常部位，电阻率值小于50Ω·m，分析为构造破碎含水或含炭岩层引起。在剖面中偏北的中高阻异常（300～1800 Ω·m）对应地表岩性为辉绿岩。对比已有钻探发现，深部256～686m为角闪辉长岩引起，707～770m为角闪辉石岩，参数统计结果与其吻合一致；770m以下为低阻单辉橄榄岩，标本参数电阻率值在100～200 Ω·m之间，与断面异常形态基本吻合。840～1180点间低阻异常对应重磁异常高值，推测为深部蚀变辉长岩、辉榄岩引起。在勘探线南侧1180点以南出现的大于2000Ω·m多为凝灰岩等地层引起，其相间的低阻异常推测为小的构造引起。

图4 P-52线地物综合对比图

4 结论

综上所述，在金属矿产勘探中，应用CSAMT法勘探能有效地探寻深部电性特征，能有效地解决矿体产状、倾向、埋深、范围等，为深部矿体提供较好的作业依据。无可否认，CSAMT法在金属矿产勘探中已成为一种重要的地球物理手段。当然，受地电条件、电磁干以及CSAMT法的非平面波效应、静态效应、场源阴影与附加效应等，CSAMT法有自身的局限性，所以对同一矿区选择合理的物探方法组合更能有效地为地质找矿提供依据。

[1]王有平,等.新疆哈密市琼库都克银多金属矿物探工作报告,2014，1.

[2]景勇,等.新疆哈密市香山铜镍矿物探工作报告.2015,1.

[3]李金铭.地电场与电法勘探[M].地质出版社,2005.7.

[4]底青云,王若,等.可控源音频大地电磁数据正反演及方法应用[M]北京科学出版社，2008.

[5]汤井田，何继善.可控源音频大地电磁法及其应用[M]中南大学出版社，2005,12.

收稿：2015-02-06

10.16206∕j.cnki.65-1136∕tg.2015.06.006