可控源音频大地电磁法（CSAMT）在深部找矿中的应用

莫儒伟

摘要：可控源音频大地电磁法（CSAMT）为当今世界深部找矿最为主流的物探方法，它具有精度高、抗干扰能力强、探测深度大等优点。本文以黑石岗外围铅锌多金属矿勘查区为例，探讨了如何运用可控源音频大地电磁法（CSAMT）对深部地质体进行分析，并找出成矿有利部位，为钻孔验证提供准确位置。

关键词：可控源音频大地电磁法；物探；深部找矿；黑石岗

1.前言

勘查区位于广东省阳春市区（春城镇）北偏东5°方向，直距10km，属陂面镇管辖，面积11.92km²。项目前期进行了1：1萬地质测量，1：1万高精度磁法测量等工作，但是由于该勘查区第四系分布范围广，厚度大，没有基岩露头，磁异常性质不明，高精度磁法测量受地表人文干扰影响强等因素影响，上述浅部地质工作未能获得理想成果。综合类比勘查区与黑石岗硫铁矿矿区地质情况后，认为勘查区具备寻找接触交代型与热液充填型两种铅锌多金属矿床的条件，但可能成矿部位较黑石岗硫铁矿更深，因此改用可控源音频大地电磁法（CSAMT）对深部地质体进行分析，寻找深部隐伏岩体与灰岩接触带等找矿有利部位。

2.勘查区地质特征

2.1地层

工作区出露的地层主要有泥盆系桂头群、石炭系石磴子组、测水组和黄龙组以及大面积的第四系沉积物。分述如下：

（1）泥盆系杨溪组分布于工作区东北部蚕蛾岭：岩性为紫红色中厚层状中粗粒含砾石英砂岩、夹紫红色微薄层状千枚状泥岩。石英砂岩中含砾约5%，砾径2cm左右，个别砾石超过4cm。微薄层状千枚状泥岩厚度不大，通常不超过2m，砾石成分单一，基本都是石英砾。

（2）泥盆系老虎头组分布于工作区东北部蚕蛾岭：岩性为浅紫红色泥质粉砂岩、灰白色中厚层状中粗粒长石石英砂岩、紫红色薄层状泥质粉砂岩、灰白色薄层状泥岩。其中灰白色中厚层状中粗粒长石石英砂岩中偶见含砾，砾石含量低、砾径小，通常不超过5mm。

（3）石炭系石磴子组分布于工作区西北部边缘河仔岩：岩性主要为充填方解石脉的灰黑色泥晶灰岩。

（4）石炭系测水组第二段分布于工作区西部边缘岗尾及老严寨：岩性主要为灰、浅紫红色薄层状砂岩、浅紫红色长石石英砂岩，工作区外露头见夹有煤线。

（5）石炭系黄龙组分布于工作区南部：岩性主要为灰、灰白色厚层状白云岩化生物碎屑灰岩。

（6）第四系堆积层大面积覆盖工作区：主要是冲积成因的砾、砂和粘土堆积层，河漫滩为黄、褐黄色粉砂粘土层；第一阶地为黄色粉砂质粘土，含砾砂质粘土、砂砾层；第二阶地为黄色砂质粘土、粘土质粉砂层。

2.2岩浆岩

工作区内无岩浆岩出露，西北向见黑石岗小岩体，岩性为花岗闪长岩。

2.3构造

根据区域资料及本期工作，工作区内的主要构造有黑石岗背斜、蚕蛾岭背斜以及漠阳江断裂。

其中，蚕蛾岭背斜位于工作区东部，核部为泥盆系杨溪组，两翼为泥盆系老虎头组，走向230°，出露宽度800m。背斜核部出露多条破碎带，破碎带内岩石破碎成角砾状，但未发现热液活动迹象，推测为背斜形成过程中，岩石变形导致物理性质较脆的砂岩地层发生断裂破碎。

黑石岗背斜位于工作区西北，工作区位于其南东翼。由于黑石岗岩体侵入形成，核部为石炭系石磴子组，两翼为石炭系测水组，核部被岩株状黑石岗花岗闪长岩体侵入所吞噬。

工作区西部（漠阳江西）地层为石炭系测水组，工作区东部（漠阳江东）地层为泥盆系桂头群以及石炭系黄龙组，推测漠阳江处存在从北往南，走向变化北东转南北的断裂构造。另在工作区岗尾村南发现一处断层角砾岩，推测存在产状及性质不明断裂构造。

3.工作部署和CSAMT技术要求

3.1工作部署

本次可控源音频大地电磁法共布设3条剖面，0号及2号线方向均为154°，4号线方向为125°；点距40m；其中0号剖面与黑石岗硫铁矿6号勘探线方向一致，基本垂直Ⅱ号、Ⅶ号硫铁矿体，2号剖面与黑石岗硫铁矿44号勘探线方向一致，垂直Ⅸ号银铅锌矿化硫铁矿体，4号线在工作区内垂直切穿磁法异常中心。

3.2 CSAMT技术要求

（1）测地：各剖面测点主要采用全仪器法进行施测。各点位标识要清晰、醒目。要求检查量≥5%，相邻点间距均方相对误差≤±5%。

（2）CSAMT

采用美国Zonge公司GDP-32Ⅱ多功能电法工作系统。

①场源AB：场源的布设要求与测线平行，并用GPS定位，其长度要求1km～1.5km，收发距由试验确定，接地电阻要求小于2kΩ·m，工作时要求供电电流大于10A，因客观条件限制而无法达到10A时，应适当加大场源极距。

②接收电极MN：采用不极化电极接地，MN等于40m，两端高差不超过电极距的10%，若因大地电阻率较低、信号较弱，则MN极距可适当加大。电极与磁棒垂直布设，磁棒要用罗盘定位，保证与MN垂直，其角度误差要小于±2°。

④中频段数据标准偏差小于5%，首尾段数据偏差小于10%，并根据异常分布，合理布设3%的检查点。检查点重复观测误差小于10%。

⑤所有测点应在AB中垂线±30°域内。换场源时要至少有1个点重复观测。

仪器主要技术指标如下：

①发射机：30kw大功率发射机，型号：GGT-30，关断时间10μs～125μs，最大输入为30KVA@30℃，输出电压50V～1000V，输出电流0.2A～45A，电流稳定度±0.2%，工作环境温度-40℃～+55℃，重量93kg；

②30KW大功率发电机组，型号：ZMG-30D，120V，400Hz，柴油燃料。重量511kg，尺寸122em×107cm×91cm；

③8常规通道多功能电法接收机，型号：GDP-32Ⅱ/8，具备宽频带、多通道和多功能。工作频率0.015625Hz～8192Hz，含2n频点系列和2n×频点系列。

其他按DZ/T0280-2015《可控源音频大地电磁法技术规程》执行。

4.CSAMT成果

（1）本区有隐伏岩体存在，位于勘查区西南部，其分布范围：0线1300～2300、2线1860～2650、1线540测点以北、3线550号测点以北地段，且其上伏地层为石凳子组灰岩，为成矿有利部位。

（2）已出露岩体与隐伏岩体之间的上覆沉积岩地层（测水组）产状为向斜特征，其中测水组二段地层电阻率较三段低。

（3）CSAMT2号剖面线编号CSAMT-4低阻异常特征为：产状较平缓的上部高阻、深部平缓层状低阻异常特征，异常范围大，电阻率低，异常特征明显，结合区域地质情况，该低阻异常极有可能为含高碳质地层引起的异常，与成矿关系不大。

综合对比CSAMT成果和勘查区附近黑石岗硫铁矿地质情况后认为勘查区具备寻找接触带型铅锌多金属矿床的条件，但可能成矿部位较黑石岗硫铁矿更深，深部隐伏岩体与石凳子组灰岩接触部位为有利成矿部位，为下一步钻探工程验证确定了位置。

5.结束语

黑石岗外围勘查区被第四系沉积物大面积覆盖且沉积物厚度大，一般浅部地质工作手段很难达到理想效果，而可控源音频大地电磁法（CSAMT）具有经济高效、勘查深度范围大、分辨率高、地形地貌影响小、立体观测等诸多优点，能较好的揭示深部地质体三维特征，为钻探工程提供验证位置，显示其在深部找矿中广阔应用前景。