浅析CSAMT在金属矿产勘探中的应用

张润晖

（甘肃省地质矿产勘查开发局第一地质矿产勘查院，甘肃 天水 741020）

CSAMT技术作为一种金属矿产勘探中的常见方法，可以在金属矿区对多种金属矿进行勘查，根据金属矿产所在地的实际情况，结合不同矿产的磁性差异，从而实现矿产资源的勘探目标，还可以结合不同电磁反应情况分析矿产形成原因、资源所在地结构的共通特征，辅助矿产资源勘探与开发。结合CSAMT在金属矿产勘探中的实际应用情况来看，该项技术具有精度高、效率高、操作便捷等优势，勘探效果十分显著。

1 什么是CSAMT技术

CSAMT（音频大地电磁法）是利用不同岩石的电导率差异观测一次场电位和磁场强度变化的一项电磁勘探技术。在实际应用中，由于不同频率的场在地层中传播深度差异，所以频率和反应深度之间会形成一个数字关系，由于不同电导率岩石在电流流过当中所生成的磁场、电位不同，所以根据最终所获得的数据，即可得到岩层特性，分析金属矿产种类与结构。

2 CSAMT在金属矿产勘探中的应用

2.1 采集数据、生成模型

在CSAMT技术应用当中，需要先构建模型，将地面当作一个水平面，这是因为人为产生的电磁场是平行于地面的，这就要积极采用正交分解手段，将把电磁场所获得的数据分为四个单位数据，即Ex、Hy、Hx、Ey。相互正交电场、磁场所获得的数据不同，这些带有差异性数据可以作为介质电阻率值。CSAMT之所以可以实现深度勘探，和电阻率、功率有着直接联系，也就是电阻率增加、频率降低，则勘探方向就越大、探测深度越高，从而获得更多的数据信息。

通过公式推导出电阻率之后，需要进一步计算出相位值。采用分测线反向推演勘探地层的二维平面图，再结合整个矿产工程的剖面图。将这些图纸进行横向、纵向拼接，即可得到一幅矿产层下的3D图形。

2.2 特殊情况处理

在CSAMT技术实际应用当中可能会产生一些异常状况，所得到的数据也会产生一定偏差，受到各种因素影响，出现偏差问题必不可免，只要将偏差控制在指定范围内都是允许的。造成勘探异常的因素是由于地层结构过于复杂，而工作人员在勘查中，只对几个重要参数进行测量，但其他影响因素也会出现一定作用性，从而产生偏差问题。由于最终所提出的图纸缺乏连续性，3D模型中一部分是凭借勘查人员工作经验、专业知识所提出的数据，因此可能出现一些异常情况。在实际勘探中，部分异常情况往往会成为关键点，如采空区产生了充水情况，产生这一问题很有可能是因为注水电。由于地下岩层破碎，不同岩石之间会产生缝隙问题，地下水通过这些缝隙不断的挤压、流动，一旦遇到采空区，则会将流动的水聚集到一起，从而出现采空区充水问题。

如果是矿产检测中出现了异常问题，则勘探人员需要缩小比例尺，将结构图缩小，并标注出现异常情况的部位，并派专人到异常地点进行检查，采用梯装置覆盖，建议在测量中采取单路供电形式，其他线路用户接收信号。该方法可以在短时间内找出异常情况发生点，同时确定异常点周围的情况，进而为后续决策提供数据信息。在实际测量当中，充分利用电偶极，根据不同位置所接受的电磁信号，绘制出地下层结构图形，如采空区结构、深浅、大小等。

3 CSAMT技术在矿产勘探中的应用实例

本文以新疆哈密市南东122°方向116km处的一座铜镍矿区工程为案例，矿区以及周边矿产业发达，主要以铜镍矿为主。矿区内部某山铜镍矿经过多年开采，同时构建了与之配套的采矿加工厂。为了能够探索矿区深度矿产资源，在2014年对铜镍矿区东侧P-44和P-52位置布设两条CSAMT勘测剖面并在实际勘探当中也取得了不错的成效。

3.1 P-44剖面

勘探线两侧岩体与周边地层呈现出了“高阻-低重”的异常情况，同时中部位置的基性-超基性岩体呈现出“高低阻过渡-高重力”异常等情况。主构造界面从北翼接触带逐渐向东南148°位置延伸，倾斜角度为45°，整体结构形态为上部陡下部缓。剖面南侧出现了高阻异常，阻力为300-1800Ω·m，剖面中部位置出现了低阻异常以及重磁异常。剖面南侧出现了2000Ω·m的高阻，多为凝灰岩引发的结果。在勘探完毕之后布设了钻孔，电阻率断面图钻孔部位整体电阻呈现为上高下低的情况。采用了CSAMT二维反演技术，检测出电阻率波动较大，细节部位显示异常。目前已经掌握了矿体部位对应物探高重、高磁、高极化率、高低阻过渡位置，进而推导出主构造线位置、下盘存在着辉橄岩，而岩体上下盘部位中低阻区域成矿潜力非常大。

3.2 P-52剖面

P-52和P44整体趋势一致，在CSAMT断面图当中，结构也与P-44类似。在剖面图南部，电阻率为500Ω·m处产生了中阻异常情况，异常情况主要是花岗岩造成的结果，花岗岩上盘是低阻带，由北部向南部倾斜。剖面图底部存在着低阻带异常，电阻率低于50Ω·m，主要是因为破碎含水层、含碳岩层造成的结果。在剖面中部偏北方向出现了高阻异常情况，电阻率为300m～1800Ω·m。对岩层进行初步钻探验证发现250-690m为闪辉长岩、710m～770m为角闪辉石岩，所获得最终参数和CSAMT探测参数保持一致；而770m以下深度为单辉橄榄岩，电阻率在100～200Ω·m之间，基本与CSAMT探测结果吻合；840m～1180m深度存在着低阻、重磁的异常情况，推测是辉橄岩和蚀变辉长岩造成的结果。

4 结语

综上所述，在金属矿产勘探当中，采用CSAMT技术能够有效获取矿层深部的电性特征，从而有效的反映矿体产状、深埋、走势、范围等，为后续开发工作提供了有力依据。如今CSAMT技术已经成为了金属矿产勘探中的重要手段，但是CSAMT也会受到地电条件、电磁干扰、非平面波效应、静态效应、阴影效应等影响，在实际应用中还存在着一定局限，因此需要正确的选择勘探技术才可以更好的为地质找矿提供依据。