可控源变频大地电磁法在构造勘查中的应用

赵明宣

(山西华冶勘测工程技术有限公司， 山西 太原 030002)

新疆某地金矿勘查区内，前期已进行了物化探测量，并圈出了物化探异常范围，采用大地电磁法对物化探异常部位设计的4条剖面(10、15、23、31线)进行测深勘探，寻找对成矿有利的隐伏构造及岩体，并确定其空间分布形态，为地质找矿提供依据。

1 气象、地质概况及地球物理前提

勘查区位于天山山脉东段北麓，海拔在1 865～2 140 m，高差约275 m，属高中山区。勘查区属温带亚干旱气候区，冬季寒冷，夏季凉爽，年平均气温1.0 ℃；长年刮西北风、东南风，一般风力3～6级，最大可达10级；年平均降水量为203 mm，降雨多集中在6—9月，无地表径流，有天山雪融水可供饮用；植被较发育，多草本，无大的树木，属于牧区。

勘查区位于哈萨克斯坦—准格尔板块之准格尔构造区的哈尔里克晚古生代岛弧带与博格达晚古生代裂谷两个三级构造单元的结合部位(图1). 该区系北天山铁、铜、镍、金、钼及稀有金属成矿带之哈尔里克铜钼金(稀有金属)石墨成矿亚带。

图1 大地构造略图

长期以来，区内地应力活动强烈，构造作用复杂，岩浆活动频繁，成矿作用显著，为区内金、银、铜等矿产的形成和就位提供了优越的成矿地质条件，区内的构造形式表现为褶皱和断裂。

区域出露的地层及其组成岩石有泥盆系(D)、石炭系(C)、二叠系(P)、侏罗系(J)、第三系(N)、第四系(Q). 勘查区出露地层为石炭系中统居里得能组(C2j)和第四系(Q).

区内构造运动强烈，其中以华力西期构造运动最强，决定了区域构造格局，控制着地层、岩浆岩和矿产的分布。

区内褶皱和断裂构造发育，区域构造线以近东西向为主。总体构造表现为近东西向的复式向斜，向斜核部地层为石炭系中统，两翼不对称，北翼广泛出露泥盆系，南翼受断裂构造影响未见泥盆系地层。

该次工作对区内出露主要岩(矿)石进行了标本的采集与测定。采用“标本测定法”对其进行了极化率η及电阻率ρ的测定，角砾岩、凝灰岩等存在显著的电性差异，另外，物探时间为8月份，降雨集中，断裂构造裂隙充填物较松散且含水量大，呈低阻反映，与围岩电阻率差异较为明显，因此，在该区运用大地电磁法AMT寻找构造具有良好的地球物理前提。

2 可控源变频大地电磁法工作原理

3 工作布置

依设计在化探异常的高值部位和异常叠加较好的部位布设了4条剖面，点距40 m，测线尾部不足40 m时改为20 m，具体布置见图2.

图2 勘探线布置图

4 资料解释与成果推断

成果推断解释是在确定反演结果可靠的基础上，根据EH4所测得视电阻率异常分布特征与地质资料进行对比分析，并从已知到未知、由地表到深部进行异常推断解释。

该次勘查区地层位于泥盆系中统地层及石炭系中统和上统地层，区内构造运动强烈，褶皱和断裂构造发育，构造线以近东西方向为主；区域内火山-岩浆活动强烈，有多期次的岩浆侵入活动，存在大小不等的十数个灰色花岗岩体(γ42b)，位于古生代泥盆系中统(D2)和石炭系中—上统(C2+3)地层中；从分布上看，严格受区域构造控制，多呈不规则状，少数为岩株状。

根据岩石标本测定结果，结合钻孔资料及地质资料，推断原则如下：

1) 700 Ω·m 以上的中高阻异常主要反应呈高阻的凝灰岩。2) 视电阻率值明显高于浅部的中高阻异常，达到3 600 Ω·m以上，推测高阻异常由花岗岩体所引起。3) 视电阻率在700 Ω·m以下，推断主要是由角砾岩或富水性好的断层破碎带所引起。

推断成果图见图3，4,5，6. 推断成果如下：

图3 10勘探线物探综合剖面图

图5 23勘探线物探综合剖面图

图6 31勘探线物探综合剖面图

由图3可知，10号剖面线长800 m，方位162°. 1) 推断有两处断层：200～380 m段，南东倾斜，向下延伸约180 m. 620～680 m段,向北西陡倾斜，倾角较大,向下延伸约220余米。2) 标高1 700 m以下断面，340 m以北660 m以南为花岗岩体，中间为凝灰岩。

由图4可知，15号剖面线长700 m，方位162°. 1) 推断有4处断层：250 m处，南东陡倾斜，向下延伸约240 m；410 m处,向北西陡倾斜，向下延伸约170余米；510 m处断层在剖面内向南东倾斜，向下延伸约230 m；位于640～720 m处的断层范围较宽，规模较大，在剖面内向北西倾斜，向下延伸约270 m. 2) 标高1 780～1 900 m层位上为凝灰岩的反应，标高1 650 m附近，剖面260～500 m为凝灰岩，其余为角砾岩反应。

由图5可知，23号剖面线长680 m，方位162°. 1) 推断有4处断层：150～270 m段，南东倾斜，向下延伸约280 m；340 m处,向南东倾斜，向下延伸约110 m；440 m处断层在剖面内向北西倾斜，向下延伸约170 m；位于550～790 m处的断层范围较宽，规模较大，在剖面内向北西倾斜，向下延伸约270 m. 2) 标高1 550～1 770 m层位上为凝灰岩的反应，其上部的薄层状低阻异常则为角砾岩的反应。

由图6可知， 31号剖面线长700 m，方位162°. 1) 推断有3处断层：240 m处，南东倾斜，向下延伸约210 m；560 m处,向北西倾斜，向下延伸约180 m；720 m处断层在剖面内向北西倾斜，向下延伸约190 m. 2) 标高1 700 m以下，在剖面的200～660 m下部，视电阻率值明显高于浅部的高阻闭合异常，达到3 600 Ω·m以上，推测该高阻异常由花岗岩体所引起，埋深210～290 m.

通过该次AMT剖面测量，在4条剖面上共推测由断裂破碎带引起的异常13处(图7).根据31线、23线、15线推测的断裂破碎带异常特征，结合地质发现的已知断裂的特征，在区内西南部通过该次AMT工作推测了3条断裂破碎带，其中位于北部和中部的推测断裂为地质发现的2条已知断裂的东延和西延部分，而位于南部的推测断裂为该次工作新发现的隐伏断裂。

图7 AMT工作成果图

在10线南北两侧、31线北侧，发现强度较高的高阻异常，推断为花岗岩体的反应，埋深介于200～300 m，见图3，图6.

5 对比验证

该次探测结果与收集的资料及前期的物探结果进行了对比分析，AMT断面图浅层的视电阻率分布与激电测深电阻率分布基本吻合，在收集的地质构造资料图上，15线上410 m和510 m处、23线150～270 m处及31线240 m处与地质发现的已知断裂相吻合，其他新发现的隐伏断层破碎带由于广泛覆盖第四系全新统冲洪积物及残坡积物，还需进一步验证。

6 结 语

该次勘查工作说明可控源变频大地电磁法可较好地反应地下构造，所解释的异常与有关地质资料基本吻合，构造破碎带是成矿的有利部位，而岩体是成矿的有利条件，可根据地质情况结合物探成果，进行综合研究，指导该区的地质找矿工作。