可控源音频大地电磁测深

2016-07-13左光明李少东刘吉平

西部资源 2016年3期

左光明　李少东　刘吉平

摘要：在金属矿产勘查工作中，各种电法勘查手段被广泛应用，但其多解性或局限性仍未减少。作者在架子山银钼矿勘查过程中，在综合研究矿区地球化学特征、地质特征的基础上，采用可控源音频大地电磁测深（CSAMT）-时间域激电中梯剖面测量（TDIP）的综合方法，在垂深断面上圈出了电阻率异常，经后续钻探工程验证：该异常很好地反映了不同构造、岩性及其矿体的空间分布范围。

关键词：可控源音频大地电磁测深；隐伏银钼矿；架子山

引言

近年来，针对隐伏矿体和构造特征的研究，可控源音频大地电磁测深（CSAMT）测量方法，在多金属固体勘查中应用效果日益见好[1]。但据其钻探验证结果，见矿情况不尽如人意。主要原因是没有对多种电法探测技术进行灵活运用或工作量投入，没有针对其多解性的减少而优化利用，包括采用什么技术方法，如何依据已知地质特征合理布置试验和开展工作，以及后续针对主要参数进行的合理地质解释。

作者基于架子山银钼矿区，合理投入可控源音频大地电磁测深（CSAMT）-时间域激电中梯剖面测量（TDIP），采用这种综合电法测量方法对成矿预测有利地段进行了探测，并通过钻孔工程验证，效果较好，说明可控源音频大地电磁测深（CSAMT）-时间域激电中梯剖面测量（TDIP）的综合电法测量方法探测隐伏地质体及其构造是可行的。

1. 矿区地质特征

架子山银钼矿区位于查干敖包——阿荣旗断裂（29号断裂）与大兴安岭主脊——多伦断裂带（40号断裂）交汇处附近，属大兴安岭中生代火山岩区，见图1-1[2]。属大兴安岭中段华力西、燕山期铁、钨、金、铅三级成矿带的西段。多金属矿床均与中生代火山岩系，印支、燕山期中酸性花岗岩侵入岩有关系。其中大型的矿床有花敖包特铅锌银矿、扎木钦铅锌矿、拜仁达坝银铅锌矿和道伦达坝铜多金属矿以及维拉斯托铜多金属矿等[3]。

1.1 地层

矿区出露地层主要为侏罗系上统满克头鄂博组（J3mk）的凝灰岩、流纹岩；玛尼吐组（J3mn）的英安岩、安山岩、安山质凝灰岩；白音高老组（J3b）的含角砾凝灰岩、凝灰角砾岩等。其中含矿围岩主要为玛尼吐组安山岩、蚀变安山岩以及安山质晶屑岩屑凝灰岩（图1-2）。

1.2 岩体

研究区岩浆活动明显，岩浆岩发育，主要为侏罗纪侵入岩和脉岩。侏罗纪侵入岩主要为侏罗纪钾长花岗岩和侏罗纪正长岩、侏罗纪闪长岩少量。脉岩有花岗闪长岩脉、花岗岩脉、正长斑岩脉、闪长玢岩脉和石英脉。

据详查——勘探工作成果，如图1-1所示，地层下伏有隐藏岩体出现，其岩体据测年结果为华力西晚期侵入的花岗斑岩、似斑状花岗岩以及中细粒花岗岩。在地层与岩体接触带部位岩石以混合岩、绢英黄铁矿化蚀变岩以及辉钼矿体为主，原岩花岗斑岩为主。

1.3 构造

全区处于架子山复背斜的南西翼，由于矿区内覆盖严重，未见明显的断裂构造。但是从钻孔编录资料研究矿区的微构造，矿区内次一级裂隙构造十分发育，多被石英细脉充填。受其影响，岩石破碎，为含矿热液提供了良好的贮矿环境，矿区内大致发育北东向与北西向二组裂隙构造，在地层岩体接触带走向一同控制了矿体的展布，其控制的矿体呈舒缓波状、似层状、脉状、大透镜状，具分枝复合现象，主矿脉旁侧近于平行的分枝矿脉发育。北东向裂隙部分地段被北西向裂隙构造断开、切穿，但断距不大。二组裂隙交汇处矿体具膨大现象，形成矿区内厚度较大的工业矿体。

1.4 矿化特征

矿区银钼矿床主要与晚侏罗系地层和花岗斑岩岩体，尤其二者接触部位有关，均具不同程度褐铁矿化、黄铁矿化、绿泥石化、绿帘石化、硅化、辉钼矿化以及碳酸盐化。辉钼矿化以细脉状、细脉浸染状、薄层状以及团块集合体为主；与区域深大断裂的交汇以及矿区北北东和北北西向断裂交汇有关。其岩石矿化及构造引起的蚀变引起了明显的电阻率差异和充电率差异。

1.5岩石物理特征

矿区地表出露的各类岩石中，凝灰岩、闪长岩、闪长玢岩电阻率（ρ）众值在7万Ω·m～15万Ω·m，属相对高阻地质体；其它各类岩石电阻率（ρ）众值在3万Ω·m～5万Ω·m，属相对中高阻地质体（表1-1）。

辉绿岩、辉绿玢岩、闪长岩、闪长玢岩、英安岩、流纹岩、流纹斑岩、安山岩、安山玢岩充电率（M）众值在20%～66%，可引起中等——高强度视极化率异常；花岗岩、花岗斑岩、煌斑岩、凝灰岩极化率值相对比较低，充电率（M）众值在10%～20%，可形成视极化率异常背景场或弱异常。

2. CSAMT-TDIP综合电法测量

2.1 工作原理及方法

本次工作在综合分析地物化各种异常特征，在异常叠合部位等成矿有利地段提取各种致矿信息的基础上，选定工作位置，采用GDP32Ⅱ多功能电法接收仪，投入了可控源音频大地电磁测深（CSAMT）和时域激发极化（TDIP）综合方法。

可控源音频大地电磁测深法（简称CSAMT法）是以有限长接地电偶极子为场源，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，是在大地电磁法（MT）和音频大地电磁法（AMT）的基础上发展起来的一种人工源频率域电磁测深方法，它克服了天然场源的随机性和信号弱的缺陷[4]。本次采用赤道偶极装置进行标量测量，同时观测与场源平行的电场水平分量Ex和与场源正交的磁场水平分量Hy；然后利用电场振幅Ex和磁场振幅Hy计算阻抗电阻率ρs；观测电场相位Ep和磁场Hp，用以计算阻抗相位φ。用阻抗电阻率和阻抗相位联合反演计算可控源反演数卡尼亚电阻率，最后结合激发极化法所测似充电率和似电阻率，利用可控源反演电阻率进行地质解释。

综合电法方法主要采集了浅部充电率和电阻率以及深部电场相位和磁场相位等数据，然后进行数据处理和反演，绘制每条测线的TDIP和CSAMT综合剖面图。

图件主要显示浅部充电率和电阻率的曲线，以及卡尼亚电阻率由浅到深的断面分布特征。

2.2 工作布置

可控源音频大地电磁测深法标量测量方式是用电偶极源供电，观测点位于电偶源中垂线两侧各30度角组成的扇形区域内。

本区的可控源音频大地电磁测深综合电法工作，在地物化异常特征叠合部位，采用160m或320m线距，布置了综合电法测深剖面功41条，其中覆盖详查——勘探区的有6条[5]。

工作时选择发射偶极距AB为1000m，收发距大于6000m，接收偶极矩MN为40m，测点距40m，频率观测范围8Hz～8192Hz。

3. 应用效果[5]

本次综合电法工作，在高充电率低电阻率变化部位结合地质、化探、磁法等分布特征，进行了大量的钻探验证工作，其中在详查——勘探区进行的验证结果，效果均较好。

如图3-1（a），以11勘探线对应综合电法测深p3剖面为例，蓝色曲线为矿床顶底界，矿化蚀变部位位于高充电率中低阻变化部位，对应视充电率>10ms、卡尼亚电阻率为400到10000欧姆米，对应见矿深度标高为25m～750m；而矿体主要分布在接触带和内接触带，即红色曲线及其以下花岗斑岩岩体内接触带，以上为中酸性火山岩地层，接触带范围对应卡尼亚电阻率范围约为1200Ω·m～4000Ω·m，对应深度范围280m～460m。验证结果显示，勘探剖面线深部岩性分布特征完全与TDIP和CSAMT综合剖面图电阻率分布特征相对应，并于岩性接触带即中低阻变化和隐伏低阻体等部位见矿；如图3-1（b），对应勘探线地质剖面，整体为两套岩性，红线上部为中性安山岩，下部为晚期侵入的钾长花岗岩，隐伏接触带位置为280m～460m，与综合电法探测结果极为吻合。

后续的验证结果显示，在接触带和内接触带位置多见黄铁绢英岩化、硅化、绿帘石化、绿泥石化以及碳酸盐化等蚀变；主要矿化为辉钼矿化，呈细粒浸染状、细脉状、薄膜状、网脉状以及鳞片状集合体产出于蚀变带和裂隙中，成矿位置为接触带和内接触带。在详查——勘探区区内南西部，总体见矿特征相比，为南西浅、分布高品位矿石深度方向多处连续较好。

矿体与围岩界线呈渐变关系，以化学分析样品圈定矿体边界。矿体内矿化不均匀，含夹石较多，一般矿体平均工业品位Mo：0.06%～0.237%，矿床平均品位Mo：0.121%，局部伴生Ag。

据此，在后续详查区外围的可控源音频大地电磁测深剖面钻孔工程验证工作中，均见较好的蚀变和铜、铅、银钼矿（化）体。

4. 结语

在架子山矿区，合理优化应用CSAMT-TDIP综合电法测量并正确解释，对隐伏多金属尤其是硫化物矿床的勘查工作，从普查到勘探整个过程，可起到事半功倍的效果。

依据具体化探异常区、地质矿化蚀变异常、电法和磁法异常等多种致矿信息，合理调配应用并布置各种探测技术，可减少固体矿产勘探的多解性，准确查知蚀变矿（化）体空间位置及其规模形态，是今后隐伏多金属矿产勘查的重要思路和方法。

综上，今后找矿的重点对象主要为隐伏矿体，为了缩短找矿周期、提高找矿效率、减少找矿成本，做好各种勘查方法的合理优化应用显得尤为重要。

参考文献：

[1] 黄立军、张威等. 可控源音频大地电磁测深法寻找隐伏金属矿的作用[J]. 物探化探计算技术， 2007， 29（增刊1）： 56-59

[2] 内蒙古自治区区域地质志[M]. 地质出版社，1991年： 597

[3] 马星华，陈斌，赖勇，鲁颖淮.内蒙古敖仑花斑岩钼矿床成岩成矿年代学及地质意义[J].岩石学报，2009，25（11）：2939-2950

[4] 张国鸿、李仁和等. 可控源音频大地电磁法若干方法技术问题的探讨[J]. 安徽地质， 2009.6， 19 （2）： 119-123

[5] 内蒙古矿业开发有限责任公司，2010年，内蒙古自治区科尔沁右翼前旗架子山矿区Ⅰ区银钼矿详查报告