铜山岭-祥霖铺地区铜铅锌多金属矿物探方法有效性

王林

湖南省地球物理地球化学勘查院 湖南长沙 410116

1 案例基本情况

铜山岭—祥霖铺地区铜铅锌多金属矿位于湖南省南部，南岭山系中段，分属湖南省江永县、江华瑶族自治县、道县管辖，区内海拔范围为300-1000米。全面系统收集区内地质、物探、化探、矿产、科研等地质成果资料，以铜铅锌为主攻矿种，以深部找矿为主攻目标，产学研相结合，采用新方法、新理论，对典型矿床进行解剖，总结规律，建立成矿模式。以综合方法开展靶区验证，对全区铜铅锌多金属矿进行总体评价，探求333+334资源量[1]。

2 铜山岭-祥霖铺地区钨锡铜铅锌多金属矿物探方法概述

2.1 高精度磁测

1:2.5万高精度磁测面积工作按规则网布设，网度250m×25m，测线方向138°，与重力测量测网重合，点距加密。用1:10000地形图进行定点，用GPS（RTK）控制半自由网及测点位置及高程。点位平面均方误差一般小于0.3米，为0-0.5米，最大0.5米；高程均方误差一般小于0.2米，为0-0.3米，最大0.6米。基点为整个工区的零点，即异常起算点，位于1:5万航磁零值线附近（茶花坪），附近没有磁性干扰物，磁场的水平梯度变化为和垂直梯度变化为。具体方法是通过作长十字剖面（以基点为中心，向四个方向辐射≥500m）确定。一般情况下高精度磁测采取的都是GSM-19T型质子磁力仪，其具有较好的抗干扰能力，可以在较为平稳的磁场中进行相应测定。

2.2 激电测深

此种物探方式主要采取的是DZD-6A多功能激电仪来进行，不同的电极采取的是不同方式，其中供电极采取的为紫铜，而接收极采取的是含有硫酸铜溶液的不极化电极。在实际操作中往往会将所测导线贴地设置，要确保接地电阻＜15kΩ，同时要保证电极坑内部足够清洁，不能存在石子、树枝等杂物。要特别重视重复数据的观测，将其和原始数据同样看待，同时要加强重复观测数据的有效计算，获取平均值，将其当作测点最终观测数据。参与平均的一组ηS中，最大值与最小值之差与其平均值之比不超过为设计观测均方相对误差）。误差过大的观测数据不参与计算平均值，舍去的次数少于总观测次数的三分之一（因某些故障或突然性干扰影响而中断的观测，不作舍数计算）[2]。

2.3 可控源音频大地电磁测深

仪器为美国产的GDP-32Ⅱ多功能电法站，此次采用的是30kw大功率发电机与发射机供电。供电电极A、B与测线M、N方位角误差为2°；A、B布设避开高压线、矿山等可能引起场源效应的地区。为了压制干扰，首先在工区完成仪器内部校准，在每天出工前一小时，将XMT-32S和接收机石英钟预热，然后进行石英钟与接收机同步。同步完成后，将XMT-32S和发射机相接，由石英钟控制发射机供电，从而达到发射机和接收机的同步，逐个改变测量频点（趋肤深度）来达到各点不同深度的测量。

2.4 瞬变电磁测量

此种测量主要采取的是GDP-32Ⅱ多功能电法站，此种电法站主要采取的是大功率发电机实施供电。线框布设时避开高压线，对无法避开的干扰因素时，舍点；发射线框角点采用GPS定位，保证线框面积误差小于5%；有剩余电线没敷设完时，将其呈“S”形铺于地面。采集前由专人校对测量桩号的准确性；观测时接收探头水泡保持居中；曲线出现畸变时，重复观测。经反演后，电阻率对比图如图1（选取6个点）所示，可以看出，在早中期窗口信噪比较强，数据重复性较好；而晚期窗口，干扰较大，数据重复性较差，曲线形态有较大的偏差[3]。

图1 瞬变电磁质检反演电阻率对比图

2.5 音频大地电磁测深

此种物探方式采取的是连续电导率成像系统EH-4来进行的，此设备主要应用的是天然长源大地电磁信号来获取测量点下的电性结构。在实际操作中主要是对设计测点实施大地电磁测深测量，在此基础上观测X以及Y方向电阻率以及相位参数。为了能够获取准确的探测数据，主要采取4个电极（两个一组）进行电场信号监测，两组信号分别和测线方向平行、垂直布设。磁棒离开前置放大器＞5米，为了消除人文干扰，两个磁棒埋在地下至少5厘米，用地质罗盘定方向，使其相互垂直，误差控制在＜±2°且水平。所有的工作人员要离开磁棒至少10米，尽量选择远离房屋、电缆、大树的地方布置磁棒。主机要放置在远离AFE（前置放大器）至少10米的一个平台上，而且操作员最好能看到AFE和磁棒的布置。获得可靠的野外数据后，再开展反演工作，反演方法采用二维带地形的反演方法进行，经过多参数、多次反演对比地质资料，得出较为可靠的结果。

2.6 重力测量

重力测量分1:25000面积测量和1:10000剖面测量，仪器采用CG-5型高精度自动测量重力仪。

2.6.1 重力观测

（1）布格异常总精度与误差分配.布格重力异常总精度是指对测点的重力值进行布格、地形、正常重力值等多项改正后得到的重力异常总精度。测地精度包含测点平面位置和高程精度，均以均方误差衡量。

（2）重力仪格值测定。采用汽车运送的双程往返观测法，以1-0-1-2-2-1……1-2-2-1方式进行观测，读数时间60秒。固体潮改正由仪器自带程序进行。格值场段差为-203.523×10-5m/s2。

2.6.2 GPS测量

（1）GPS基准站的选择与联测。基准站都建在交通条件较好、易于作业、视野开阔的驻地楼顶或作业区山顶上，其周围无视角≥15°的成片障碍物，远离高压线及微波通道在50米以上，远离大功率发射源（电视发射塔、电台、微波站等）在200米以上。

（2）测点观测。观测方法采用实时动态定位（RTK）方式，控制半径10km，观测时间5秒，并求得三维坐标的固定解。

（3）测地总精度统计。以GPS基准站精度以及测点观测精度二者平方和的二次方根（均方误差）作为测地总精度。计算公式：包括平面位置均方误差和高程均方误差。

2.6.3 重力地形改正

地形改正分0-20m（近区）、20m-2000m（中区）、2km-166.7km（远区）三个区进行。

2.6.4 重力异常总精度

重力调查以布格重力异常值的均方误差作为总精度。布格重力异常总精度是指测点的重力值进行布格、地形、正常重力值等多项改正后得到的重力异常精度。

3 多金属矿物探方法有效性分析

3.1 已有钻孔剖面物探测量结果分析（祥霖铺魏家8线）

第一，8线物性参数特征。801钻孔电阻率测量显示，灰岩和白云岩具有基本相似的电性，花岗岩电阻率平均值为1500Ω·m，极化率1.06%；矽卡岩电阻率平均值为7500Ω·m，极化率2.21%。花岗岩体为低阻低极化率体，与灰岩和白云岩电阻率存在近10倍的差值，极化率相差不大；与矽卡岩电阻率存在5倍的差值，极化率相差1%，目标体与围岩电阻率差异明显。

第二，物探异常特征。从8线可控源音频大地电磁测深测量结果来看，断面大致可分为四层：地表低阻层反应了第四系覆盖层的厚度。近地表层（-300m高程以上）为高阻和低阻混杂区，与近地表基岩的起伏以及断裂构造的分布有关。断面中深部的中阻层，深度范围为-300--600m，距地表深度500-700m，中阻层有三个低阻异常区，西边异常区中心点为80点，呈向下凹形；中间异常中心点为132点，呈水平状；东边异常区最大，异常呈弯月形，倾向西，倾角约10°，往东部有明显的抬升且显示为明显的低阻异常，异常中心点为244点，低阻异常区与隐伏花岗岩体位置基本相吻合。推断低阻异常为隐伏花岗岩体。

瞬变电磁测量数据受干扰较严重，处理后成图呈明显挂面条状，可靠性较低，不做解释。

音频大地电磁法测量段为100-216点之间，视电阻率曲线在高程为100米以下多表现为局部高值封闭。144-164点之间，有一垂直产状的低阻区，在801钻孔岩体段视电阻率与围岩没有明显区别。

8线激电测深视极化率断面显示测线西段视极化率相对较低，小于5%，东段相对较高，最大为17%。166点到188点有一倾向东的高极化异常带，高程0--500米，异常带有两个极化中心，高程在-100米和-400米左右。激电测深视电阻率断面显示此处为高阻与中阻体的分界线。172点高程为-100米处的极化率异常可能由碳质灰岩引起[4]。

结合已知地质钻孔资料，综合分析各物探工作方法测量结果认为，激电测深断面浅部（高程-200米以上）、CSAMT测量中深部与已知钻孔揭露地质情况基本吻合。结合局部重磁异常特征，据此推断CSAMT视电阻率断面中深部低阻区为隐伏岩体，激电测深212-292点浅部为含矿隐伏岩体。根据重磁电局部异常及地质特征等综合信息，布置了三个钻孔ZK802、ZK803、ZK70，经钻孔揭露，分别见到隐伏花岗类岩体。

3.2 未知剖面物探测量结果分析（祥霖铺魏家6线）

6线可控源音频大地电磁测深测量结果显示断面大致可分为四层：地表低阻层反应了第四系覆盖层的厚度。近地表层（-400m高程以上）为高阻和低阻混杂区，与近地表基岩的起伏以及断裂构造的分布有关。断面中深部的中阻层，深度范围为-400--850m，距地表深度550-900m，中阻层东部有一低阻异常区，异常区东边未封闭，异常中心点为216点，视电阻率为100-600Ω·m，激电测深断面图未反应到该深度。底部（-900m高程以下）高阻层，推断为灰岩或白云岩。

瞬变电磁测量数据处理后成图同样呈明显挂面条状，可靠性较低，不做解释，数据可能受周围供电线影响。

音频大地电磁法测量段为100-172点之间，视电阻率曲线多表现为局部高值封闭。132-156点之间，有一垂直产状的低阻区，164-176点高程-100--176点之间有一高阻区，大号点方向未封闭，推断为隐伏岩体。

激电测深视极化率断面图在显示在214点至278点视极化率相对较高，为5%-9%，视电阻率相对较低，为100-1000Ω·m，呈低阻高极化特征，剖面磁异常在该段跳动变化剧烈，最小值为-10，最大值为120nT，变化幅度达130nT，显示该处存在一定程度的矿化蚀变。该地段重力变化相对不明显，但也显示为重力低异常。结合重磁电异常特征及地质特征，推断在214点至278点存在隐伏含矿岩体。后经钻探验证，在6线220点处见到含矿岩体。

3.3 分析结果

通过已知剖面8线和未知剖面6线的物探试验测量结果分析及钻探验证，认为本区有效的物探方法组合为重磁测量、可控源音频大地电磁法和激电测深测量。

4 结语

本文主要阐述了铜山岭—祥霖铺地区铜铅锌多金属矿的物探方法，重点介绍了高精度磁测法、激电测深、可控源音频大地电磁测深、瞬变电磁测量、音频大地电磁测深等多种方法，在此基础上对于不同物探方法的具体应用有效性进行了分析，从中可知本区有效的物探方法组合为重磁测量、可控源音频大地电磁法和激电测深测量。通过本文的介绍能够对类似矿物的物探提供一定参考和帮助，对于推动矿业发展具有现实意义。