AMT在云南某矿区勘查中的应用

崔中良，洪 托，刘 洋，郭钢阳，李俊璞

(1. 昆明理工大学，云南 昆明 650093； 2. 河南省地质矿产勘查开发局，河南 郑州 450000; 3. 煤炭工业郑州设计研究院股份有限公司，河南 郑州 450007)



AMT在云南某矿区勘查中的应用

崔中良1，洪 托1，刘 洋1，郭钢阳2，李俊璞3

(1. 昆明理工大学，云南 昆明 650093； 2. 河南省地质矿产勘查开发局，河南 郑州 450000; 3. 煤炭工业郑州设计研究院股份有限公司，河南 郑州 450007)

在对矿区地质进行实地踏勘的基础上，开展了音频大地电磁测深(AMT)工作。在进行剖面反演及推断解释中，结合前期地质资料、钻孔成果及激电成果，得到电阻率二维反演及推断成果图。

音频大地电磁测深法；矿产勘查；电阻率二维反演

矿区位于兰坪—思茅中生代坳陷盆地南段，且其成矿是在沉积成岩作用的基础上，后期热液改造叠加成矿、构造控矿[1]。面对资源的日益枯竭，急需运用有效的勘查技术方法为矿区下一步找矿指明方向。音频大地电磁测深法借助于天然电磁场，对地下介质的电阻率进行成像，具有勘探深度大、成果反映直观、分辨率高、轻便高效等特点，并且在高阻覆盖区不受高阻盖层的屏蔽作用。目前已被广泛应用在寻找水资源、油气田、矿产等领域[2-8]。研究区的铅锌矿化与围岩有很明显的电性差异，具备开展音频大地电磁测深等物探方法的物性条件。本次在研究区中应用音频大地电磁测深法，较为有效地探测和判断了深部铅锌矿体赋存位置和构造的发育情况，更好地指导了深部铅锌矿找矿勘查工作，这为区域内同类型的深部矿床找矿提供了详实的依据和借鉴。

1 矿区地质及地球物理特征

矿区出露地层主要有中侏罗统和平乡组(J2h)，上侏罗统坝注路组(J3b)，下白垩统景星组(K1J)，乌沙河组(K1w)，曼岗组(K1m)。下白垩统曼岗组为红色河湖相泥质建造，中粒岩屑石英砂岩为主，夹粉砂岩、泥岩。乌沙河组上部泥质粉砂岩与细粒岩屑石英砂岩两层，下部钙质粉砂岩与泥岩互层夹石英砂岩。景星组由4个沉积旋回组成，每一旋回由砂岩—粉砂岩—泥岩组成，其中的浅色砂岩是区内主要含矿层。上侏罗统坝注路组红色陆相泥砂质建造。中侏罗统和平乡组岩性主要为泥质、钙泥质粉砂岩、粉砂质、钙质粉砂岩。

地球物理特征主要是指矿区内不同岩石、矿石的物性差异，研究区中进行的工作主要为电法勘探，根据李星等测定的电性参数数据表明铅锌矿石为区内最低阻及最高极化体，且与围岩有很明显的电性差异[9]。

2 音频大地电磁测深法工作原理

本次工作采用的是GMS-07e综合电磁法仪，其为德国Metronix公司研制开发出的新一代产品。磁场和电场传感器直接与主机ADU-07e连接，组成完整的GMS-07e观测系统。该系统适用于各种不同的地质条件和比较恶劣的野外环境，其方法原理与传统的MT法一样。它是利用宇宙中的太阳风、雷电等入射到地球上的天然电磁场信号作为激发场源，又称一次场，该一次场是平面电磁波，垂直入射到大地介质中。由电磁场理论可知，大地介质中将会产生感应电磁场，此感应电磁场与一次场是同频率的，引入波阻抗Z[10-12]。在均匀大地和水平层状大地情况下，波阻抗是电场E和磁场H的水平分量的比值。

(1)

(2)

(3)

式中f——频率，Hz；

ρ——电阻率，Ω·m；

E——电场强度，mV/km；

H——磁场强度，nT；

ΨΕ——电场相位，mard；

ΨH——磁场相位，mard。

必须提出的是，此时的E与H应理解为一次场和感应场的空间张量叠加后的综合场，简称总场。在电磁理论中，把电磁场(E、H)在大地中传播时其振幅衰减到初始值1/e时的深度，定义为穿透深度或趋肤深度(δ)[13-15]。

(4)

由式(4)可知，趋肤深度δ将随电阻率ρ和频率f变化。测量是在和地下深度相对应的频带上进行的，一般来说，频率较高的数据反映浅部的电性特征，频率较低的数据反映较深的地层特征。因此，在一个宽频带上观测电场和磁场信息，并由此计算出视电阻率和相位，可确定出大地的地电特征和地下构造，这就是GMS-07e观测系统的简单原理。

3 音频大地电磁测深反演及其推断解释

3.1地电模型及推断解释原则

该矿区成矿是在沉积成岩作用的基础上，后期热液改造叠加成矿、构造控矿。结合目前掌握的地质资料，得出以下结论：

1) 矿体多成于区内次级构造之中，矿体周围存在破碎、弱蚀变等现象，因此，断裂构造对探寻含矿区域起到了一定的指示作用。

2) 矿区雨量充沛，断裂一般都富水，在二维电阻率反演剖面图上呈现较明显的低阻，且在形状上表现为浅部低阻带状异常，这部分异常极化率值相对较低，区别于致矿异常。

3) 由于矿区矿体普遍存在于断裂、孔隙和裂隙之中，所以在一定的埋深范围内会表现为低阻高极化特征；而且由于矿区地表及地下干扰现象极少，极化率对矿体赋存位置有直接的指示作用，因此在异常区的位置及等级划分上要充分结合视极化率特征。

4) 对于一些深部异常对应的低阻中极化率现象，要结合已知地质资料及深部工程的揭露结果综合推断。

3.2剖面反演成果及推断解释

3.2.1 30线和34线综合推断解释

通过30线和34线综合成果推断图(见图1)可看出，在该区北段均存在一低阻带，倾向北，倾角70(°)，该构造FⅡ-2很可能为地质资料上标注的构造F3。对应激电中高极化异常，钻孔ZK340见有脉状矿化体，说明该处具备矿化条件，后期要加大力度研究该区的构造分布，同时増加验证孔揭露更多地质信息。

图1 矿区30-34综合成果推断

3.2.2 70线和74线综合推断解释

通过70-74线综合成果图(见图2)可看出，两条剖面均较好的反应为北端的构造FⅠ-4，构造形态清晰，延伸较好，地表分别经过70线点位8680，74线点位8740，同时该构造带还对应较好的激电极化异常，推断FⅠ-4为导矿构造的可能性较大，综合评价为一级构造，建议后期综合该范围的地质情况，适当布设钻孔进行异常验证。

另外，在70线南部还反映出一形态清晰，延伸明显的低阻带，倾向南，倾角70(°)，地表出露位置在点号8400附近，命名为FⅡ-4，但由于74线剖面较短，未能有所体现，结合地质信息，推测74线南段对应位置也应该反应出低阻带FⅡ-4，且FⅡ-4走向大致为北北西向，为白垩系和侏罗系地层在东部的分界线，后期如有需要可做跟踪研究。

图2 矿区70-74综合成果推断

3.2.3 66-2线和70-2线综合推断解释

综合66-2线与70-2线反演剖面(见图3)可看出，两条剖面形态具有一定的相似性和一致性，揭露出了3条构造；FⅠ-5、FⅡ-6、FⅡ-7，其中FⅠ-5、FⅡ-6两条测线均有反应，FⅡ-7因走向及剖面长度的原因仅在66-2线有显示。

1) FⅠ-5：走向近北东向，该构造穿越区域正处于曼岗组和乌沙河组地层分界线处，倾向NW，倾角60(°)～70(°)。，地表出露位置经过66-2线6 660点、70-2线7 080点，推测与主矿区构造F6、F7、F12同为一组北东向构造，同时，构造FⅠ-5穿越区域又对应激电极化率异常非常明显的区域，综合评价为一级构造，具有较好的找矿前景，建议作为后期找探矿的重点查明区域。

2) FⅡ-6：同样处于曼岗组和乌沙河组地层分界线处，走向近北东向，倾向SE，倾角50(°)～60(°)，地表出露位置经过66-2线6 580点、70-2线的80点，构造规模不大，与FⅠ-5相邻但倾向相反，推断可能是层间裂隙或是附近断裂错动受力引起的次级小构造，综合评价为二级构造，推测赋矿可能性较小且规模不大。

图3 矿区66-2、70-2线综合成果推断

4 结 语

区内铅锌矿化与围岩有很明显的电性差异，具备开展音频大地电磁测深等物探方法的物性条件。该方法有望为后续研究区内铅锌矿的勘查工作和区域同类型的铅锌矿找矿预测提供一定依据。建议下一步对矿区开展大范围音频大地电磁测深及对相应地区开展激电中梯测量，进行综合推测及判断矿体赋存位置。

根据本次6条测线剖面反演及推断成果可知，FⅠ-4、FⅠ-5为导矿构造的可能性很大，综合评价为一级构造，建议后期适当布置钻孔进行验证。

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AnApplicationofAMTintheExplorationofaCertainMineAreainYunnan

CUI Zhongliang1, HONG Tuo1, LIU Yang1, GUO Gangyang2, LI Junpu3

(1.KunmingUniversityofScienceandtechnology,Kunming,Yunnan650093,China; 2.No.3GeologicalExplorationInstitute，HenanProvincialBureauofGeo-explorationandMineralDevelopment,Zhengzhou,Henan450000,China; 3.ZhengzhouDesignResearchInstituteforCoalIndustryandCorporationLtd.,Zhengzhou,Henan450007,China)

On the basis of geological field reconnaissance, we combined with the results of previous studies to carry out the audio frequency magnetotelluric sounding. Based on the inversion and interpretation of the profile, we also linked with the previous geological data, including the drilling results and the results of induced polarization. The two-dimensional inversion of resistivity and inferred results are obtained.

AMT; Mineral exploration; Two dimensional inversion of resistivity

2016-08-20

崔中良(1990-)，男，河南安阳人，在读硕士研究生，研究方向：成矿规律与找矿预测，手机：18468068820，E-mail：18468068820@163.com；通讯作者：洪托(1970-)，男，河南鹤壁人，副教授，研究方向：矿业经济、成矿规律与找矿预测等，E-mail:425142135@qq.com.

P631.3

：Adoi：10.14101/j.cnki.issn.1002-4336.2016.04.008