可控源音頻大地電磁法（CSAMT）在阿爾木強(qiáng)銅礦的應(yīng)用效果

■侯明利 夏輝 徐楊

（新疆地礦局地球物理化學(xué)探礦大隊(duì)新疆昌吉831100）

可控源音頻大地電磁法（CSAMT）在阿爾木強(qiáng)銅礦的應(yīng)用效果

■侯明利 夏輝 徐楊

（新疆地礦局地球物理化學(xué)探礦大隊(duì)新疆昌吉831100）

阿爾木強(qiáng)銅礦位于新疆和布克賽爾縣，礦石品位較高，礦體與其圍巖有明顯的電阻率差異，但是礦體埋藏深度大、產(chǎn)狀不規(guī)則，鑒于常規(guī)電法勘探深度淺、分辨率低等局限性，近年來(lái)，由于CSAMT具有較大的勘探深度及較高的分辨力，對(duì)異常地質(zhì)體的范圍、形態(tài)及傾向有更清晰的分辨效果，受到業(yè)內(nèi)越來(lái)越廣泛的認(rèn)可，并取得了顯著的勘探效果。

CSAMT勘探深度大電阻率礦產(chǎn)應(yīng)用效果

1 引言

可控源音頻大地電磁法(CSAMT)是基于大地電磁測(cè)深(MT)理論上發(fā)展起來(lái)的，不同之處是CSAMT場(chǎng)源為人工場(chǎng)源，MT為天然場(chǎng)源。相較于MT測(cè)深，CSAMT測(cè)深抗干擾能力更強(qiáng)，效率高。而相較于常規(guī)電法，其又表現(xiàn)出勘探深度大、分辨率高等優(yōu)點(diǎn)，受到業(yè)內(nèi)越來(lái)越廣泛的重視。

2 方法原理

CSAMT測(cè)深原理是基于電磁波傳播理論和麥克斯韋方程組[1]，經(jīng)推導(dǎo)可得其卡尼亞視電阻公式∶

根據(jù)電磁波的趨膚效應(yīng)理論，結(jié)合其在均勻介質(zhì)和非均勻介質(zhì)傳播的特征，可以推出勘探深度經(jīng)驗(yàn)公式∶

由深度經(jīng)驗(yàn)公式可以得出當(dāng)介質(zhì)的電阻率不變時(shí)，電磁波的有效穿透深度與頻率成反比，故可以通過(guò)改變發(fā)射頻率來(lái)控制探測(cè)深度，以達(dá)到頻率測(cè)深的目的。

本次工作采用赤道裝置，TM模式進(jìn)行測(cè)量，具體參數(shù)設(shè)置如下：①收發(fā)距設(shè)置：為了滿(mǎn)足遠(yuǎn)區(qū)平面電磁波觀測(cè)條件，對(duì)收發(fā)距的選取進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，最終定為10KM，所測(cè)數(shù)據(jù)顯示：全頻段滿(mǎn)足遠(yuǎn)區(qū)條件。②頻率設(shè)置：為了提高縱向分辨率及獲得較大的勘探深度，頻率范圍設(shè)置為8533~15Hz，共計(jì)45個(gè)頻點(diǎn)。③觀測(cè)時(shí)間：本次工作單頻點(diǎn)的觀測(cè)時(shí)間為40秒，單個(gè)排列觀測(cè)時(shí)間為30分鐘。④發(fā)射偶極距：為了提高信噪比，在電流確定的情況下，AB偶極距選擇2.3km。

3 工區(qū)地質(zhì)特征

阿爾木強(qiáng)銅礦位于哈薩克斯坦板塊和準(zhǔn)噶爾板塊下的洪古勒楞—阿爾曼太古生代溝弧帶，地層為中奧陶統(tǒng)布魯克其組第一巖性段，礦區(qū)中部分布的布魯克其組深灰綠色玄武質(zhì)角礫熔巖、安山質(zhì)火山角礫巖、灰綠色玄武巖為主要的賦礦巖性[3]。構(gòu)造主要表現(xiàn)為斷裂構(gòu)造。

礦區(qū)銅礦體的分布具有一定規(guī)律，主要礦體分布在基性火山巖的礦化蝕變帶之中，多在火山熔巖和火山角礫巖及其臨近的安山巖分布區(qū)，表明礦床的成因與火山機(jī)構(gòu)有密切關(guān)系。該區(qū)多條斷裂破碎帶對(duì)該區(qū)礦物的富集也有一定的積極作用。

4 工區(qū)巖（礦）石電性特征

礦區(qū)內(nèi)的巖（礦）石電阻率變化很大（見(jiàn)表1），安山巖、玄武巖等巖性主要表現(xiàn)為高阻特征，電阻率普遍在5000Ω?m以上，為本區(qū)變化范圍最大的巖性，這些巖石在測(cè)區(qū)內(nèi)廣泛分布，構(gòu)成了本區(qū)一高阻背景場(chǎng)；火山角礫巖、角礫熔巖、蝕變巖和稀疏浸染狀礦石表現(xiàn)為中-低阻特征，電阻率范圍主要集中在200～7800Ω?m之間。個(gè)別破碎較發(fā)育的地區(qū)，其電阻率范圍有整體降低的趨勢(shì)，資料顯示該區(qū)銅礦石主要富存于這些巖性以及其與安山巖、玄武巖的接觸帶之中；稠密浸染銅礦石和塊狀礦石在本區(qū)電阻率最低，范圍主要集中在100歐姆米以下；有物性資料可知，在該區(qū)開(kāi)展CSAMT測(cè)深工作有良好的物性基礎(chǔ)。

5 數(shù)據(jù)處理

5.1 平滑、多點(diǎn)圓滑等方法處理隨機(jī)畸變點(diǎn)

因?yàn)楦鞣N隨機(jī)信號(hào)的干擾，野外原始數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)普遍存在畸變點(diǎn)，需要數(shù)據(jù)處理員根據(jù)相鄰頻點(diǎn)曲線(xiàn)形態(tài)進(jìn)行圓滑，若出現(xiàn)連續(xù)畸變點(diǎn)，可根據(jù)相位曲線(xiàn)進(jìn)行反推，必要時(shí)需進(jìn)行重復(fù)觀測(cè)。

5.2 靜態(tài)效應(yīng)的處理

靜態(tài)效應(yīng)是由淺部電性不均勻體造成周?chē)姾呻姾筛患蛳∈瓒鴮?dǎo)致觀測(cè)的電場(chǎng)分量增強(qiáng)或減弱現(xiàn)象。目前處理靜校正的方法比較多，主要為空間濾波法、相位法、曲線(xiàn)平移法、數(shù)值分析法、多維反演聯(lián)合比較等方法。

5.3 場(chǎng)源效應(yīng)的處理

場(chǎng)源效應(yīng)分三種：（1）近場(chǎng)效應(yīng)即非平面波效應(yīng)，在卡尼亞視電阻率及頻率雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)系中，曲線(xiàn)形態(tài)表現(xiàn)為在過(guò)渡帶低谷后呈45直線(xiàn)上升，此時(shí)曲線(xiàn)形態(tài)與頻率無(wú)關(guān)；目前處理方法是在不影響勘探深度的情況下直接刪掉近場(chǎng)數(shù)據(jù)。（2）場(chǎng)源復(fù)印效應(yīng)（場(chǎng)源下方異常地質(zhì)體引起）。（3）陰影效應(yīng)（場(chǎng)源與測(cè)深點(diǎn)之間的地質(zhì)體引起）。此項(xiàng)處理過(guò)程需要從業(yè)員有一定的經(jīng)驗(yàn)并且根據(jù)礦區(qū)實(shí)際地質(zhì)情況進(jìn)行處理。

6 成果解釋

兩線(xiàn)100-136點(diǎn)，主要表現(xiàn)為低阻異常，電阻率范圍在300-120Ω?m，異常底部埋深近500米，對(duì)應(yīng)激電異常表現(xiàn)為低阻低極化，為本區(qū)火山角礫巖、火山熔巖的反映。136-160點(diǎn)有一明顯的高阻異常，異常形態(tài)近直立，異常幅值在1200-7000Ω?m，異常在深部呈膨大趨勢(shì)并且有一定的延伸，異常在激電剖面上主要表現(xiàn)為高阻高極化，兩線(xiàn)異常形態(tài)基本保持一致，說(shuō)明該異常在橫向上變化不大，后期經(jīng)鉆探驗(yàn)證，該異常為含硫化物的安山巖的反映。160-188點(diǎn)主要表現(xiàn)為低阻異常，異常形態(tài)近直立，電阻率范圍在300-1200Ω?m，對(duì)應(yīng)激電異常則表現(xiàn)為低阻中高極化，經(jīng)鉆探驗(yàn)證可知該低阻異常帶主要為含礦火山角礫巖的反映。

7 結(jié)論

（1）該區(qū)火山角礫巖分為含礦火山角礫巖和不含礦火山角礫巖，火山角礫巖在物探上主要表現(xiàn)為低阻，不同之處是，含礦角礫巖主要表現(xiàn)為低阻高極化，由圖2可知，礦體埋藏越深，極化率異常越不明顯，而CSAMT異常比較明顯。

（2）該區(qū)地表主要為第四系覆蓋，并且有一定的厚度，由于低阻屏蔽的影響，根據(jù)常規(guī)電法結(jié)果很難對(duì)其深部地質(zhì)構(gòu)造有明確的劃分，而CSAMT的分辨力高、勘探深度大等優(yōu)點(diǎn)對(duì)該區(qū)深部地質(zhì)構(gòu)造起到了指導(dǎo)性作用。

[1]張勝業(yè)、潘玉玲.應(yīng)用地球物理學(xué)武漢中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社 [M]，2009.

[2]孫鴻雁、雷達(dá)、湯井田.電性可控源音頻大地電磁法技術(shù)規(guī)程 [S]中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)調(diào)查技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，2009.

[3]夏輝,徐敏山,馬瑞武.新疆和布克賽爾蒙古自治縣阿爾木強(qiáng)銅礦2010年激電工作報(bào)告 [R].新疆地礦局物化探大隊(duì),2010

P5[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-6-191-1

侯明利（），男，2011年畢業(yè)于中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）地球物理學(xué)專(zhuān)業(yè)，助理工程師，研究方向?yàn)橐巴獾刭|(zhì)、物探綜合找礦研究評(píng)價(jià)。