综合地球物理勘查在低阻覆盖区新疆富蕴县丹坝金矿的应用

2021-03-08刘小凤

中国金属通报 2021年21期

刘小凤

（安徽省地球物理地球化学勘查技术院，安徽合肥 232000）

本次勘查工作的任务是采用加拿大凤凰公司的V8多功能电法工作站开展大功率激电（TDIP）和音频大地电磁测深（AMT）工作，查明测区范围内矿脉形态、产状和主要矿脉的分布范围；圈定区内主要地质构造及绿帘石的下底界限，指导找矿及工程布置。

针对低阻覆盖区难以取得较好的激电效应，开展了大量的野外试验工作，最先进行了供电极距AB为3000m的中间梯度法大功率激电测量试验，但无法取得真实有效的数据，对试验结果分析原因可能是工区表层盐碱化严重，加之前期刚下过大雨，使得表层电阻率特别低（小于20欧姆米），产生严重的电磁耦合。针对这种现象，将供电极距AB改变为2000m和1500m，但均未能取得较好的效果。考虑到工区自然电位观测结果相对比较稳定，还进行了自然电位观测，最终决定进行近场源三极装置试验，通过大量的试验表明该区进行近场源三极装置能取得稳定、有效的激电剖面测量数据，因此决定采用近场源三极装置开展大功率激电剖面测量，进行了观测参数试验，确定了最佳测量参数。在初步分析激电剖面测量结果的基础上，在激电异常区完成了激电测深工作。最后进行音频大地电磁测量工作，对区内音频大地电磁测深反演断面图的地质推断解释。通过综合地球物理勘查，圈定了区内存在的主要构造及绿帘石的下底界限，为指导找矿的工程布置提供了参考。

1 大功率激电测量工作方法技术

由于“WDJS－2”数字直流激电接收机配置的大功率发射机最大功率为5KW，不能满足设计工作要求发射电流15A以上。考虑到WDJS－2数字直流激电接收机具有自动搜索发射机供电和断电信号功能，因此本区选择加拿大凤凰地球物理有限公司生产的“TXU-30”大功率发射机进行发射，配置三台“WDJS－2”数字直流激电接收机同时观测的激电剖面测量技术。

野外施工使用的“TXU-30”大功率发射机和“WDJS－2”数字直流激电接收机出队前和到达工区后都经过了认真检查，符合《时间域激发极化法技术规定》（DZ/T 0070-93）要求。

正式开展工作前，在工区上进行观测参数实验，通过大量的试验研究发射、接收参数设置为：发射机供电周期及接收机测量周期均为8s，发射机自动将发射电流、电压、时间、日期存储在仪器的CF卡中，记录间隔为1分钟。接收机测量参数设定为：叠加次数5次，延时50ms，采样宽度40ms，每个测点观测三次，计数稳定则观测结果存入接收机内存中，存储信息包括线号、点号、自然电位、一次电位、四个极化率M1、M2、M3、M4、观测时间、日期等。

在准备工作结果以后，在工区上进行方法装置选择实验。通过实验表明若采用激电中梯装置，无论供电电极距AB=2000m、15000m、1000m，均无法得到稳定、可靠的激电数据。通过分析发现该区表层为低阻（小于20欧姆米）第四系盐碱地，因此采用长距离发射源时，电流只在表层流动，与供电线之间会产生严重的电磁耦合，无法开展激电测量工作，因此采用近场源三极装置开展激电剖面测量，极距选择为AM=100m，AN＝140m。

2 AMT测深工作方法技术

野外施工使用加拿大凤凰地球物理有限公司研制的V8（30kw）型电法多功能数据采集系统，包括电源、发射、接收、同步、信息处理等五个子系统。采集系统由一主一辅接收机和两根磁棒组成，接收主机为V8型，自控6道接收时间采样系统；辅接收主机为RXU-3ER型，自控3道接收时间采样系统；磁棒为AMTC-30型，系频率范围从10000Hz 到0.1Hz的AMT/CSAMT 高频磁棒。

AMT测深共用四个不极化电极，每两个电极组成一个电偶极子，为了便于对比监视电场信号，其长度都为20米，称测线方向一致的电偶极子为X-Dipole；与测线方向垂直的电偶极子为Y-Dipole。为了保证Y-Dipole电偶极子的方向与X-Dipole的相互垂直，要用罗盘仪定向，误差；电偶极子的长度用测绳测量，误差米。

磁棒离前置放大器大于5米，为了消除人文因素干扰两个磁棒要埋在地下，保证其平稳，用罗盘仪定向使Hx、Hy两磁棒相互垂直，误差控制在，且水平。所有的工作人员离开磁棒至少5m，尽量选择远离房屋、电缆、大树的地方布置磁棒。

图1 AMT测深仪器连接示意图

3 异常分析与解释推断

首先确定激电异常背景场，工区极化率背景值sbη值取整个测区中间平稳变化数据的算术平均值，公式为：

激电异常下限值sxη等于极化率背景值sbη加两倍均方差εηsb，公式为：

根据统计结果表明：本测区视极化率算术平均值为2.7，方差为0.4。因此取该区极化率的背景值sbη为2.7，则异常下限值sxη为3.5。

据异常下限值sbη和激电异常所处不同的成矿地质环境与异常的延续情况，在测区内按从西向东、从北至南进行编号命名，本测区共划分了IP-1，IP-2和IP-3三处激电异常。

物探资料综合分析推断遵循由已知到未知，从简单到复杂，从点到面的原则。分析推断解释的基本图件为sη、sρ平面剖面图、平面等值线图、测深曲线和岩芯物性测量结果。在对sη、sρ异常特征、岩矿石电性特征进行定性分析的基础上，结合地质资料和野外调查结果建立异常与矿化体和地质层位的对应关系。

在完成激电剖面测量的基础上，选择了8个点进行激电测深工作，图2为8个测深点的视电阻率和视极化率曲线图，由图可以看出，8个测深点中有7个点存在低阻高极化层，表1为8个测深点的视电阻率曲线反演结果。

表1 激电测深反演结果表

图2 激电测深曲线图

图3和图4分别为工区激电剖面测量视电阻率和视极化率平面等值线图，根据视极化率异常平面形态特征并综合考虑视电阻率平面等值线和激电测深反演结果，区内视极化率异常为似板状或透镜状极化体产生。

图3 激电剖面视电阻率平面等值线图

图4 激电剖面视极化率平面等值线图

根据区内大功率激电剖面和激电测深探测成果图，圈定了IP1、IP2和IP3三个激电异常区，现对其场源性质和极化体特征进行推断解释。其中：

IP1异常由IP1-1,IP1-2和IP1-3三个高极化率异常区组成，异常呈条带状沿北西方向展布，自西向东异常宽度逐渐减小，极化体倾向西南方向。异常区呈现出低阻高极化的特征，推断为该区有利的找矿地段。

IP2为一南北向展布的高极化异常区，综合激电测深结果，该异常区的高极化体埋深较浅，但与IP1异常区相比，该段的异常范围相对较小。

IP3为沿北东向分布的条状低阻高极化率异常区，该异常区范围介于IP1和IP2之间，与IP2异常区的距离较近，有可能与IP2异常体相联通，其找矿价值有待进一步勘查工作确定。

图5～图9为工区各测线AMT反演电阻率断面图，纵观全区5条测线的AMT反演电阻率断面图，各测线电性均反映出相似的分布特征，根据区域岩层地球物理特征及其对应地层的组合关系，结合区域地质情况，可将工作区测线反演电阻率断面划分为四个电性层。顶部有一低电阻率薄层；测线北端深部为高电阻率层，南端为中高电阻率层，测线中部为中低电阻率层。综合推测：顶部低阻薄层为第四系或风化安山岩引起；北部高电阻率为安山岩引起，南部中高电阻率可能是不同期次或发生过后期地质作用的安山岩引起，测线中段中低电阻率异常为绿帘石或断裂构造引起。图5～图9结合地质资料圈定了各测线中段绿帘石的分布范围并推断了一条构造。