可控源音频大地电磁法在金属矿产勘查中的应用

2018-04-20王向丽

世界有色金属 2018年3期

王向丽，李治

（吉林省勘查地球物理研究院，吉林长春 130000）

随着矿产资源的不断开发，许多矿山已面临资源告急，浅地表矿产资源已被发现和利用。为了延长矿山服务年限，勘察方向由浅地表转为地下深部或矿区外围，而地下深部的勘探工作则以物探方法为主，化探和传统意义的地质填图等方法作用不大。因此，为了满足生产需要，对地球物理方法提出了更高的要求[1]。可控源音频大地电磁法具勘探深度大，抗干扰能力强的特征，能够满足金属矿山向深部勘探的要求。

1 CSAMT法

1.1 CSAMT法原理

可控源音频大地电磁法是由Myron Goldstein（1975）提出的，简称CSAMT法，是在麦克斯韦方程组和电磁波传播理论的基础上建立起来的，主要体现了电场、视电阻率与磁场之间的关系，并借助于电磁波的趋肤效应理论总结出了电磁波的频率与其传播深度之间的内在联系。

因此，可以通过变换发射频率进而达到探测深度的目的。

可控源音频大地电磁法可以采用人工场源，弥补了大地电磁法信号微弱和随机性的缺陷，并且采用了音频段频率，故将此类方法称为可控源音频大地电磁法（CSAMT法）。

1.2 采集数据方式

一般情况下，使用可控源音频大地电磁法进行金属矿产的勘探时，采用1个发射源，在矿区勘探线上采用1组与供电电场平行的接收电极接收电信号，并且由1个与电场正交的磁探头接收磁信号[2]。

2 CSAMT法在金属矿产勘查中的应用

2.1 勘探线测线布设

对于金属矿产而言，矿体形态不规则，层状矿体、似层状、透镜状、囊状、近椭圆状矿体均可见到，因此，为了能够控制住矿体的变化形态，一般按照测线垂直于已知地层、岩浆岩或构造等走向的原则，同时需要考虑矿区所在地形复杂程度，输电线路等的干扰因素。一般布置测线条数根据实际工作要求而定，每一条测线上具有一定数量的测点，通常等间距分布，点距距离也根据勘查矿种、地形复杂程度、工作精度要求等有变化，一般矿区间距为20m，测点的编号按自西向东的原则进行。

2.2 数据处理

可控源音频大地电磁法在野外获取的第一手信息为数据形式，因此，为了达到可以直接利用的图件形式的成果目的，必须进行野外实测数据信息的编辑加工及数据与数据之间的转换流程。可控源音频大地电磁法的数据处理步骤一般包括近场数据处理、地形校正和静态校正等三部分。在进行数据处理时，摒弃那些噪声大或在采集过程中出现错误的实测数据，或者根据校对后的结果删除具有明显异常的数据信息。在完成数据处理、地形校正和静态校正等的基础上，借助相应的数据处理程序将处理后的成果数据转化为可以直接编辑的数字化图件或可供反演应用的数据文件。对于校正无误的各类数据根据实际目的进行加工编辑，一般将转换后的数据以不同的表达形式生成电阻率数据和阻抗相位数据，再根据新生成的电阻率数据和阻抗相位数据生成可直接编辑的电阻率拟断面和阻抗相位拟断面图件。在生成可直接编辑的各类解译图件之后，结合工作区实际的地质概况进行图件的剖析与解译推断工作，提出异常源产生的原因，为下一步地质找矿勘查提供方向。

2.3 异常体推断及解译

在完成上述电阻率拟断面和阻抗相位拟断面图件的绘制工作之后，就要进行图件的推断与解译工作，主要是判断地壳深处地质体的变化规律，为了较准确的判断异常体所隐含的实际地质问题，则需要充分收集区域地质资料，便于减少不必要的多解性。为充分反映矿山深部变化特征，需按照测线顺序进行逐条解译，对比相邻两条测线之间的异同。下文以某一金属矿山的其中一条测线进行分析说明推断解译流程。

图1 某金属矿区视电阻率断面图

该条测线长为920m，测线总体方位为310°，测线中的点距为20m；接受偶极为40m，发射偶极为1000m；最大供电电流为6.5A，最小供电电流为4.2A。从电阻率断面图（图1）可以看出，在点好1180附近，地面标高从300m到-400m之间的视电阻率等值线发生了突变，显示出同步扭曲的特征，结合区域地质资料判断，该变化可能是由区域性的逆断层引起的。在1220～1340、1460～1620以及1900～1980之间视电阻率极为紊乱，且视电阻率等值线极为密集，剖面图上则表现为多个独立的椭圆状，为高阻异常区域，可以推断解译为在相应的海拔深度可能存在着高阻岩体。在1200～1700的深部存在同一异常体，在1600以西呈现出高阻平卧状、在1600以东其产状突变近直立。根据矿区矿石特征，1200～1700之间的深部异常为矿山勘查的目标层。

一般情况下，金属矿体赋存的有利部位为高阻异常与低阻异常的过渡区域。