EH4電磁成像系統在隱伏礦體定位預測中的應用

賈建江，蔡青山，竇海鵬

（新疆大學地質與礦業工程學院，新疆烏魯木齊830047）

EH4電磁成像系統在隱伏礦體定位預測中的應用

賈建江*，蔡青山，竇海鵬

（新疆大學地質與礦業工程學院，新疆烏魯木齊830047）

EH4是目前先進的高分辨率地球物理探測技術,對地下地質結構的解析度高，能夠較為精確探測礦體的規模、產狀等信息。詳細介紹了EH4電磁成像系統在彩華溝礦區隱伏礦體定位預測中的應用。根據對EH4大地電磁測深所得數據進行分析可知，研究區存在一個近東西、連續性較好的低阻體，經過后期的鉆探驗證，在電阻率異常部位發現了浸染狀輝鉬礦、少量鎢礦及含銅黃鐵礦，證明該方法在本礦區的隱伏礦體定位預測方面取得了較好的效果。

EH4；隱伏礦體；數據處理和反演；新疆彩華溝

隨著我國經濟建設的持續快速發展，常用大宗礦產資源的短缺形勢日益凸顯[1]。“就礦找礦”是資源危機礦山解困的最佳途徑。老礦區外圍及深部隱伏礦床的找礦已成為當前成礦預測學和礦產勘查學的科學前沿和研究重點[2-4]，并且在近些年該找礦思路也取得了一系列顯著的成果[5-8]。本文結合近兩年在彩華溝礦區的實際找礦工作，在綜合分析已有資料的基礎上，在彩華溝礦區南側進行了EH4大地電磁測深測量，在大量物性測試實驗基礎上，選擇合適的參數（電阻率、極化率等），建立了各參數組合同巖性及礦體的對應關系，以此對地下隱伏礦體進行定位預測，預測結果得到了后期的鉆孔驗證。

1 研究區地質概況

彩花溝礦區地處塔里木板塊北緣薩阿爾明—庫米什古生代溝弧帶東部庫米什背斜東段南翼，北為哈爾克—巴侖臺早古生代溝弧帶；南為塔里木板塊塔里木北緣活動帶南天山古生代陸緣盆地，經博羅科努早古生代島弧與哈薩克斯坦—準噶爾板塊毗鄰。本區地層，從元古界至中、新生界均有發育，但地層時代不連續。以元古界、早古生界志留系、晚古生界泥盆系、石炭系，中生界侏羅系及新生代第三系、第四系等較發育，其它地層缺失。礦床賦存于下泥盆統阿爾皮什麥布拉克組中亞組(Dlab)，其巖性主要為灰綠色綠泥石英巖、絹英巖、黑云母石英片巖及大理巖。在其中的絹英巖中，分布有含銅黃鐵礦型礦床。

2 研究區巖礦石物性參數測定

巖（礦）石的電性差異是電法勘探應用的前提，也是成果解釋的物質基礎,本次物性測定的儀器設備主要是重慶奔騰數控技術研究所生產的WDYX-2巖樣測試信號源和GDD接收機。在研究區內共采集了巖（礦）石標本197塊，測定標本的電阻率以及極化率等電性參數，作為識別目標體異常特征的地球物理依據。測定的電性參數結果如表1所示。

表1 研究區巖（礦）石物性參數統計表

由表1可以看出：礦石的極化率值普遍較高，而電阻率值則較低；二云母石英片巖、黑云母石英片巖、絹云母黑云母石英片巖等圍巖的極化率較低，具有明顯的電性差異，為地球物理勘探提供了物性前提。

3 EH4大地電磁測深

音頻大地電磁法采用美國EMI和Geometrics公司聯合生產的EH4型StrataGem電磁成像系統。該系統屬于部分可控源與天然源相結合的一種大地電磁測深系統。它是以不同巖石導電性和導磁性的差異作為測深的物性基礎，通過連續點陣上的測量得到地下二維剖面的視電阻率圖像，以此推測地下地層的展布狀態，其勘探深度可達地表以下幾十米至上千米。

3.1 數據采集

通過對彩華溝銅礦區已有工作成果的分析與野外實地調查，初步判斷該區為成礦有利地段。于是在本區共布置了9條典型剖面，測網的網度為100×50，即線距100m，點距50m，方向為0°（圖1）。由于該區地處偏遠，所受的電磁干擾很小，采用天然源，采集頻率范圍為0.01～100kHz。

圖1 彩華溝礦區南側地質簡圖

3.2 EH-4測深結果及解譯

從測量結果分析，該區在200線、300線、400線的800～1200測點深部（350～650m）存在一近東西向相對低阻體，該低阻體在200線和400線較300線淺，中心位于300線（圖2）。由于其它測線未見明顯異常，在此只對這3條測線的解譯結果進行詳述。

（1）200線地表以下100m深度范圍內總體為中低阻體，據推測為地表的矽卡巖化黑云母石英片巖引起的；800m以下總體為高阻。在200～500m深度范圍內為中低阻體。600～800m深度范圍，從500～800測點范圍內有一明顯的低阻體，但后期在該剖面及兩側進行了補充測量，結果顯示該處不存在低阻體，推斷為由于首次測量時噪聲過大而顯示出了假異常。

（2）300線在近地表為相對中低阻體，推斷為矽卡巖化黑云母石英片巖引起的。400～600m深度范圍、800～1100點有一大的低阻體，工作后期又在該線進行了重復觀測。該低阻體依然存在，電阻率在200Ω·m左右，周圍均在2500Ω·m以上，經過重復觀測結果比較可靠。深度1400～1500m左右，點號1300～1550也有一相對低阻體，重復觀測后該相對低阻體依然存在，但由于深度太大，鉆孔驗證困難，推測可能確實有低阻異常體存在，但不排除深度過大造成低阻異常體在數據觀測時由于噪音干擾被“放大”的假現象。

（3）400線也是在近地表為一條長的相對的中低阻體，同300線、200線在此處的中低阻體聯系在一起，為同一地層引起的該中低阻體。1000～1550點在地表到深度600m左右處有零星分布的中阻體和中低阻體，結合鉆孔資料，推測為浸染狀的銅鋅礦、矽卡巖等引起的。深度600m以下的高阻體推測為花崗巖體引起的。在400～600m深度范圍、1000～1200點范圍內有一相對低阻體，推測其與200線第一次觀測的結果、300線地下400～600m深度的低阻體為同一條異常帶，該異常帶在400線處尖滅。從地質圖上看其投影的走向正好與礦區西北角的花崗巖體邊界一致，為北東向。

圖2 L200～L400視電阻率反演斷面圖

4 鉆探驗證

通過對EH4電磁測深所獲得成果的分析，在300線的1050點布置了一個鉆孔，孔深約700m，每隔約5m取一塊巖芯樣。用物性測試儀測得巖芯巖石視極化率、視電阻率，并用X-5000元素分析儀對巖芯的化學元素含量進行了分析。

雖然根據以往物性測定結果和經驗判斷，通常花崗巖為高阻低極化性質，然而該次測試中巖芯電性差異比較明顯，視電阻率最低只有494Ω·m，而最高的約8782Ω·m；視極化率最高超過6.0，最低卻不到1.0；并且化探異常的結果分布也不均勻，有少量突變存在。這些差異主要為花崗巖中斷續地含有的少量硫化物，以及此間少量的塊狀含銅黃鐵礦所引起。而且值得一提的是，鉆孔在400m左右發現中等浸染狀輝鉬礦，也是引起低阻高級化效應的重要原因。并且之后在該孔東偏北約50m的位置再次打鉆，同樣發現中等浸染狀輝鉬礦，由此可以推斷，激電測深中的高級化率現象是由地下輝鉬礦、黃鐵礦以及含硫化物花崗巖引起，此結果也驗證了EH-4儀器觀測到的地下低阻體的存在。

5 結論

結合大地電磁測深和激電測深的手段，通過對比地質情況仔細分析論證，最終在研究區300線及附近布置的3個鉆孔中均發現有輝鉬礦及含銅黃鐵礦，說明EH4大地電磁測深對礦區深部構造形態反演效果良好,所測得的深部異常與實際地質條件事實吻合較好，在該區的適用性強，為彩華溝礦區隱伏礦體的勘探指明了方向，也為類似老礦區的深部及外圍找礦工作提供了良好的借鑒。

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1004-5716(2015)10-0130-04

2014-10-23

2014-10-28

賈建江（1988-），男（漢族），新疆鄯善人，新疆大學地質資源與地質工程專業在讀碩士研究生，研究方向：地球探測與信息技術。