CSAMT在云南水泄铜钴矿勘查中的应用探讨

■胡飞

（广东省核工业地质局二九三大队广东广州510800）

CSAMT在云南水泄铜钴矿勘查中的应用探讨

■胡飞

（广东省核工业地质局二九三大队广东广州510800）

通过在云南水泄某铜钴矿开展可控源音频大地电磁测深（CSAMT）工作，大致查明了测线控制范围内地层、构造及岩体的空间展布特征，初步总结出所测得的异常与含矿地质体的空间关系。通过分析该区岩（矿）石的电性特征，经反演得到的中低阻过渡带异常明显的二维电阻率断面图异常位置和产状与已知的地质信息相吻合。根据测量结果设计工程验证，在"攻深找盲"方面取得了良好效果。故此，本文认为CSAMT在有较强噪声干扰地区的隐伏矿勘查有重要意义。

CSAMT 隐伏铜矿体 二维反演 断面异常

0　前言

可控源音频大地电磁测深(CSAMT)是一种利用人工场源进行频率域深部探测的地球物理方法，它具有供电电流大、压制干扰强、探测深度大等特点[1,2]。本文以云南永平水泄铜钴矿采用CSAMT方法勘查为例，说明其作为探测一定深度范围内电性结构的可操作性和重要意义。工作区内坡地覆盖，地形切割较为剧烈，基岩出露很少，寻找隐伏矿体存在一定困难。因此需进行物探测深勘查。但矿区地势陡峭，切割剧烈，加之附近采矿和居民用电使得天然大地电磁信号受到严重干扰。这种情况下我们最终选择可控源音频大地电磁测深进行勘查，它同时具有剖面法和测深法双重性质,其观测和解释结果能提供剖面下整个断面的电性分布。这样,在正确了解了该区岩(矿)石电性特征的基础上,可以推断地下岩(矿)石的分布,进而达到直接或间接找矿的目的。本区CSAMT测量工作使用V8多功能电法工作站,接收极距MN为40m，发射极距AB为1200m，收发距r≥10000m，工作频率1～8192Hz,数据反演采用带地形二维光滑反演[3,4]。

1　地质特征

1.1区域地质

水泄铜钴矿区大地构造位置处于扬子准地台与三江褶皱系的结合部位，兰坪～思茅凹陷盆地西缘。按板块划分，即处于保山孟连微板块与兰坪—思茅微板块的碰撞部位，即澜沧江汇聚带东侧（图1～1），成矿位置优越。

三叠纪末印支期，保山孟连微板块与兰坪—思茅微板块碰撞，形成澜沧江逆冲断裂带；燕山—喜山期挤压增强，整个盆地抬升，形成北北西向的线状构造。澜沧江断层为其主要逆冲断层，倾向西，倾角70°左右，在其活动影响下盆地西缘派生一系列推覆构造，西缘的重要矿床主要受逆冲断层控制。工作区处于永平逆冲推覆构造带中（图1～2）。

图1　～1云南西部板块构造略图（1:50万）

图1　～2永平水泄逆冲推覆构造剖面示意图

水泄铜钴矿区位于厂街—水泄成矿区南段，处于区域控矿走滑断层F111与逆冲断层F1的交汇部位，和尚山—水泄背斜、象狮山—上别列向斜的南倾末端，区域构造复杂，蚀变强烈，铜矿化普遍。

澜沧江逆冲断裂带，经历多期次强烈构造活动，产生区域动热变质作用，形成澜沧江变质带。澜沧江深断裂以西变质较深，可达中等变质程度，以东为浅变质带。三叠系、侏罗系、白垩系地层变质后为板岩、片岩、石英岩、大理岩。

区域动热变质作用，促成成矿热卤水的产生和运移，与成矿关系密切。

1.2矿区地质

1.2.1地层

研究区出露地层主要有：

侏罗系中统花开左组（J2h）：主要沿北西的厂街～水泄断裂呈带状分布，是本区的主要含矿地层。按岩性自下而上分为上、下两段，主要由黄绿色灰质泥岩和同色泥质灰岩互层，泥灰岩见辨鳃类化石，局部夹同色细砂岩，深灰色薄层状含铁结晶泥质灰岩，紫红色含粉砂泥质灰岩、黄绿色泥岩、紫红色泥质粉砂岩、紫红色含岩屑长石砂岩、紫红色粉砂质泥岩等组成，出露厚约452m，为主要含矿岩系；

侏罗系上统坝注路组（J3b）：广布全区，为一套紫红色、紫灰色中—厚层状泥岩、粉砂质泥岩，间夹紫红色粉砂岩及灰质泥岩。与下伏花开左组呈整合接触，局部为断层接触。出露厚度741m～1044m，局部形成钴～铜矿体。

白垩系下统景星组（K1j）：灰白色、青灰色长石石英砂岩夹灰紫色、浅灰绿色、灰黑色泥质粉砂岩、含粉砂质泥岩。与下伏坝注路组（J3b）呈平行不整合接触，研究区出露厚度100m～150m。

1.2.2构造

矿区处于和尚山—水泄背斜、象狮山—上别列向斜的南端，F111与F1两断裂的聚汇部位，北北东向和北东东向次级断层褶皱发育。

矿区处于断层转折部位和主要断层F1和F111接近部位，构造破碎及热液蚀变均很强烈，对成矿极为有利。主要断裂有①F1：即区域断层F1在矿区的延伸，沿阿林④号矿化带分布。赋存有含铜重晶石褐铁矿矿体，并出现矿体挤压破碎之角砾。在南段与F2相交，F2中赋存有4号矿体。②F111逆断层：断层南段切割宁台山倒转背斜北东翼，断距约1200米，局部见较强蚀变及铜矿化。③F2：分布于阿林4号矿化带，中部有灰白—灰黑色断层泥。局部有含铜重晶石小透镜体，有小矿脉产出。④F5：蚀变破碎带，主要含矿带，贯穿全区，控制5号矿体。向南延伸到纸房河矿段，控制纸房河矿段1号矿体。

1.2.3岩浆岩

研究区岩浆活动不强烈，仅局部有燕山晚期云斜煌斑岩脉和辉绿岩脉等出露。

云斜煌斑岩岩脉长30～50米，宽5～10米,赋存于侏罗系上统坝注路组（J3b）中。岩脉走向北西315°～330°，已风化，岩石较为松散，呈黄褐色，主要由黑云母、白云母、酸性斜长石组成，蚀变强烈，普遍绿泥石化。

1.2.4变质作用及围岩蚀变

矿区变质程度浅，仅三叠系地层具低级变质，形成板岩、千枚状绢云母、绿泥石页岩等。区内围岩蚀变分布广泛，主要沿F111、F1断层及其派生的近南北向次级裂隙产生蚀变，呈线状、条带状分布，与成矿关系极为密切。

区内围岩蚀变种类较多，且在构造带内普遍发育。主要有褪色化、硅化、碳酸盐化、重晶石化、菱铁矿化、镜铁矿化、黄铁矿化等。以褪色蚀变最广，其它蚀变均分布于退色带中。

2　地球物理特征

工作区内植被覆盖面积广，多为云南松和灌木，区内土壤表层主要为红壤，成壤母质为泥岩、砂岩、粉砂岩，部分基岩裸露，绝大部分面积残积层。深部主要为砂岩、泥岩、碳质砂岩、构造带，构造带内主要为破碎的岩石、构造泥、铜矿物、地下水等组成。由于组成各种岩石物质成分的不同，电阻率差异明显，为CSAMT观测提供了很好的前提条件。根据所收集的地质资料测区内分布有F1、F2、F4、F5四条控矿构造，其构造中硫化物的黝铜矿、斑铜矿、黄铜矿、辉铜矿、黄铁矿等矿化较好。主要体现为低阻高极化的地球物理特征，且构造内较为破碎、富含水，与围岩形成较大的电阻率、极化率物性差异。赋矿构造带或地质体与围岩的存在明显的物性差异，在进行地下电阻率探测时，将会出现相对的异常分布，按照地质体特征及空间规律，利用异常的展布，从而以确定地质体的空间展布形态。

依照区内物性测定结果并结合前人资料分析，各种岩矿石的导电特性和激发极化特性如表2～1所示。

表2　～1岩矿石电性参数一览表

由此可见，本区目标测体在导电特性和激发极化特性方面存在明显的差异，断面异常等值线密集梯度带、等值线沿一定线性方向的扭曲、高或低值异常向一定方向的突出、垂向与水平方向异常的不连续与错位等现象可以间接圈定矿致异常，以达到攻深找盲的的效果。

因此在区内应用电阻率法和激发极化寻找和圈定目标地质体是具备地球物理条件的。

3　资料解释与地质推断

3.1资料解释思路

测区共开展相互平行的6条可控源音频大地电磁测深剖面测量，线距100m、点距20m。其中2线穿过已知矿体走向，其余线分别布置在2线两侧对其延伸进行追索控制，通过野外物性测量，物性资料，初步认为本区矿体具有低电阻率特征。此外，工区地表、地下水丰沛，矿体受不整合面控制，显示为中低异常。

CSAMT工作主要反映工作区内垂向电性结构特征，本区地层主要为三叠系砂岩、粉砂岩、泥岩，侏罗系细沙岩、粉砂岩，内部物质分布均匀，构成本区电阻率背景值场，其卡尼亚电阻率在断面上一般表现为2000Ωm以上，其分布与地层分布范围一致，在断面图上呈较大区域分布的背景场特征。异常等值线密集梯度带，一定线性方向的扭曲，低值异常一定方向的突出，异常的不连续与错位等现象预示断裂构造的存在。

视电阻率是综合性很强的参数，与测量装置相关，在相同装置条件下，其值主要取决于地质体积规模大小，空间位置与围岩电阻率的相对关系，反映的是MN有效测量区域内岩（矿）石的综合效应，由于地层岩性电性之间的差异，构造形迹的多样性，纵向地层接触关系的变化，横向地层的不同组合，上覆与下伏地层的起伏形态，岩层的各向异性等等因素都可能导致异常的复杂化，从而决定了异常形态的走向，圈闭形态与展布形态及其量值大小。

3.2解释与推断

本区以基本线距100米，测线方位90°。剖面异常面貌与电性结构相似，以L03、L04号线卡尼亚视电阻率共轭梯度反演断面异常为例进行分析解释。

小团山测区内总体地形为南西高北东低，断裂构造在测区的北部及L01号线出露比较明显，根据地表电阻率平面等值线图及地质信息显示，测区内地表的电阻率西南部普遍偏低，异常带呈南北向条带状分布于测区内，并和地质资料吻合较好。

图3～1为L03号线共轭梯度反演异常断面图。图中以红色基调标示高阻，以蓝色标示低阻，大范围的中阻背景场则以红～蓝色过渡色为主。图中800～2000Ωm为背景，主要反映本区广泛出露的砂岩岩性特征。在背景上表现为形态各异范围不一的高阻异常，及呈条带状分布的低阻异常相间，形成一较复杂的异常格局，叠加异常较为明显。

L03号线的CSAMT反演断面图,136—194号测点及其附近出现中低阻异常（约220Ω.m），整条测线存在电阻率的变化界线，参考地质资料，推测此异常为断裂、矿化、地层界线的反映，断裂、矿化、岩层向西倾斜。在182号测点存在已知矿体，整条测线1450米标高以上存在高阻中的相对低阻异常。综合考虑推断存在6条地层界线、3条含矿构造带、3个矿化异常区，其位置及倾向如图3～2所示。

图3　～1 L03号线CSAMT反演断面图

L04号线的CSAMT反演断面图114—184号测点范围内出现中低阻异常（约220Ω.m），整条测线存在电阻率的变化界线，参考地质资料，推测此异常为断裂、矿化、地层界线的反映，断裂、矿化、岩层向西倾斜。在174—184号测点1470米标高存在已知矿体，整条测线1400米标高以上存在高阻中的相对低阻异常。综合考虑推断存在5条地层界线、2条含矿构造带、4个矿化异常区，其位置及倾向如图3～2所示。

图3　～2 L04号线CSAMT反演断面图

基于以上认识,对可控源断面的推断矿化异常进行了验证,共布置了5个钻孔,均见矿,L03线和L04线的2个钻孔见矿较好(分别见矿标高为1350m、1450m),其中位于L03线144点的XZK5～2见矿厚度为13m。由验证结果可以看出,可控源电阻率异常的分析和解释是正确的,矿体和高阻～低阻过渡异常有关,都出现在高阻、低阻异常相间的梯度带上。

4　结论

本次CSAMT测量在该矿区探测隐伏矿体的成功应用，对以后在该区和其它可类比地区的深部找矿工作具有重要参考意义。基于本区成矿规律及岩、矿石电性特点,在利用可控源音频大地电磁法资料反演出地电断面图(地下电性分布)的基础上,将从低阻体到高阻体的过渡带作为找矿的有利地段,获得了良好的效果。随着经济发展，人类对矿产资源需求量不断增加，地表及浅部矿产日渐枯竭，向深部寻找隐伏矿产已成为矿产勘查的新趋势。在地质找矿理论的指导下，随着新技术及仪器的推广和应用，寻找隐伏矿产将会不断有新的突破。

[1]何继善.可控源音频大地电磁测深 [M].长沙:中南工业大学出版社,1990.

[2]石昆法.可控源音频大地电磁法理论与应用 [M].北京:科学出版社,1999.

[3]雷达，孟小红，王书民等.复杂地形条件下的可控源音频大地电磁测深数据二维反演技术及应用效果 [J].物探与化探,2004.

[4]王若,王妙月.可控源音频大地电磁数据的反演方法 [J].地球物理学进展,2003.6.

[5]林威.CSAM T法过渡区电磁场的特征 [J].物探与化探,2009,33(2)..

[6]王元君,杨轮凯,刘宏.综合物探方法在秦岭探测隐伏铅锌矿中的应用 [J].物探与化探,2007,31(4).

THE APPLICATION OF CSAMT TO THE COPPER AND COBALT ARE EXPLORATION IN YUNNAN SHUIXIE

Hu Fei
（Geological Team 293 in Guang dong province of the Nuclear Industrial Ministry,Guangzhou 510800）

Spill a copper and cobalt ore in yunnan province to carry out the controlled source audio～frequency magnetotelluric sounding(CSAMT)work,find out the general line control mainland layer,the structure and the spatial distribution characteristics of rock mass,measured by preliminary summarized anomaly and mines of spatial relations. Through the analysis of the electrical characteristics of rock (ore)stone,the inversion of low resistance transition zone clear 2 d resistivity profile anomaly location and occurrence in conformity with the known geological information.Design project according to the results of the measurement authentication,in"attack deep looking for blind"has achieved good results.Therefore,this paper argues that CSAMT in strong noise interference region of concealed ore exploration has important significance.

CSAMT;The concealed copper body;2D inversion;Abnormal section

P62[文献码]B

1000～405X（2016）～4～3～336～1

胡飞（1985～），男，工程师，研究方向为固体矿产地球物理勘查。