可控源音頻大地電磁法在深部找礦中的應用淺析

古志文，張光之

（1.四川省煤田地質局，四川中成煤田物探工程院有限公司，成都 610072；2.中國地質科學院地球物理地球化學勘查研究所，河北 廊坊 065000）

我國礦產資源面臨的形勢嚴峻。為此，國家一方面“走出去”，參與到世界礦業市場之中；一方面做出了“加強地質工作的決定”，加大深部找礦，外圍找礦，找礦工作進入新的戰略機遇期。本文通過闡述對某礦區采用可控源音頻大地電磁法所取得的成果，較好的說明了采用可控源音頻大地電磁法在深部找礦中的應用前景。

1 概況及地質特征

圖1 可控源音頻大地電磁法觀測示意圖

1.1 概況

該鉛鋅礦是上個世紀50年代進行地質調查時發現的小規模礦山，局限于其儲量較小，交通條件差，當時并沒有大規模投入生產。后來逐漸進行開發，但也限于小規模采掘。近年來，該礦區已知礦體逐漸采盡，難于維持，且礦體埋深大都在地表700m 深度以下，常規物探方法很難達到如此勘探深度，因此作出采用可控源音頻大地電磁法進行勘探的決定。

1.2 礦區地質特征

勘查區地層數量較少，構造簡單。與成礦有關的地層主要為震旦系上統燈影組的一套海相碳酸鹽巖，其余地層有震旦系蘇雄組（Zas2）、觀音崖組（Zbg）及寒武系下統筇竹寺組（ε1c+q）、滄浪鋪組（ε1c+1）。根據已知地質資料，該礦區含礦層位于燈影組地層當中，主要為燈影組二段及三段白云巖體的層間裂隙及構造破碎帶。構造上，本區由寬廣而開闊不同褶皺形式的團寶山背斜，與銀廠溝背斜所組成，兩背斜間形成為大洪山向斜構造。褶皺構造線基本一致，呈北北東—南南西，或北東—南西向，局部受斷層影響變化不大。背斜軸部均為元古代花崗斑巖組成，兩翼出露古生代地層，尤以上震旦紀灰質白云巖分布最廣。在大洪山向斜軸部方見有區內最新之二疊紀陽新石灰巖。區內斷層主要是縱向平行的斷層或正斷層，并局部的發育了后期的橫向斷裂，原生之褶曲亦多為其破壞。

2 可控源音頻大地電磁法勘探

2.1 基本原理

該方法是二十世紀八十年代末興起的一種地球物理新技術，其基本原理為通過電極AB 向地下供入交變電流，在垂直電偶極源AB 中垂線兩側φ＜±22.5°、收發距D≥6D（D：探測深度）的范圍內觀測AB方向的電場Ex和與之垂直的磁場Hy 來計算卡尼亞視電阻率：

而探測深度D 與大地電阻率和使用的工作頻率有關，計算公式為：

從上式可見，當地表電阻率固定時，電磁波的傳播深度（或探測深度）與頻率成反比，高頻時，探測深度淺，低頻時，探測深度深。因此可以通過改變發射頻率來改變探測深度，從而達到頻率測深的目的，圖1為觀測方式示意圖。

接收站裝置采用V8 主機控制，若干輔助盒子（RXU）共同測量的觀測方式，測量效率的高低決定于測量頻率的個數、觀測時間及輔助盒子的數量。接收站觀測示意圖如圖2。

圖2 可控源音頻大地電磁法接收站觀測示意圖

2.2 資料處理

對野外采集的數據首先進行剔畸變值、去噪、靜態校正及近場校正等處理，然后進行二維反演成像處理。采用集數據去噪、平滑、靜態校正、二維多方法多模式反演解釋、二維有限元屏幕建模正演等為一體的大地音頻電磁資料處理平臺MTSoft2D 軟件進行。

圖3 已知斷面物探成果圖

圖4 P4 線成果圖

3 成果

3.1 與已知地質剖面的對比

物探工作在已知地質剖面開展了試驗工作，對整個工區的物探成果解譯亦起到了標定作用。如圖3所示，礦體出露于燈影組二段層間裂隙中，物探結果顯示，異常大體向東傾斜，斷面中已知4 口平硐中，PDa為見礦礦井，在物探異常中位于異常中心位置，其余三井為未見礦井；另外，斷面東部有一近垂直異常，推斷為已知斷層F2 在斷面中的反應。可見，物探成果與實際地質情況吻合情況一致，且能為其他未知剖面的推斷解釋起到參考作用。

3.2 典型測線推斷成果

根據物探異常斷面圖，與地質剖面結合，從成礦構造，成礦地層等方面綜合分析，參考已知斷面成果對圖4 進行分析。判斷出測線中部偏西一處向東傾斜異常，該異常位于燈影組一段、二段之中的斷裂破碎帶中央，有利于成礦，且地層及成礦規律均與該礦山已知成礦規律一致，判斷其為成礦有利區域。另外，斷面西部有一處范圍較大異常帶，結合已知地質資料，推斷該異常為地表已知斷層在深部的延伸。

3.3 全區成果

對該礦區測線進行統計，分析，共圈定33處異常，通過將各線斷面中的異常范圍及深度標示在平面圖中，再結合地質資料，從控礦構造，地層等控礦因素方面綜合分析，剔除了明顯的非致礦異常，弱異常若干處，成功的劃分出了成礦有利區段。

此外，勘查區西部4 線處發現一處斷層露頭，由于第四系覆蓋太厚，其延伸空間狀況不得而知，通過本次物探工作，判斷了該斷層的起止位置及空間展布狀況。

4 結論

可控源音頻大地電磁法的探測深度可達2km，對于圈定控礦構造帶，如斷裂帶、破碎帶、蝕變帶、矽卡巖帶、巖漿巖接觸帶等有明顯的效果；此外，該方法對于圈定成礦母巖，目標巖體或含礦母巖；圈定特定電性地層組：如煤系地層等，均有一定的應用前景。

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