AMT在云南某礦區勘查中的應用

崔中良，洪 托，劉 洋，郭鋼陽，李俊璞

(1. 昆明理工大學，云南 昆明 650093； 2. 河南省地質礦產勘查開發局，河南 鄭州 450000; 3. 煤炭工業鄭州設計研究院股份有限公司，河南 鄭州 450007)

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AMT在云南某礦區勘查中的應用

崔中良1，洪 托1，劉 洋1，郭鋼陽2，李俊璞3

(1. 昆明理工大學，云南 昆明 650093； 2. 河南省地質礦產勘查開發局，河南 鄭州 450000; 3. 煤炭工業鄭州設計研究院股份有限公司，河南 鄭州 450007)

在對礦區地質進行實地踏勘的基礎上，開展了音頻大地電磁測深(AMT)工作。在進行剖面反演及推斷解釋中，結合前期地質資料、鉆孔成果及激電成果，得到電阻率二維反演及推斷成果圖。

音頻大地電磁測深法；礦產勘查；電阻率二維反演

礦區位于蘭坪—思茅中生代坳陷盆地南段，且其成礦是在沉積成巖作用的基礎上，后期熱液改造疊加成礦、構造控礦[1]。面對資源的日益枯竭，急需運用有效的勘查技術方法為礦區下一步找礦指明方向。音頻大地電磁測深法借助于天然電磁場，對地下介質的電阻率進行成像，具有勘探深度大、成果反映直觀、分辨率高、輕便高效等特點，并且在高阻覆蓋區不受高阻蓋層的屏蔽作用。目前已被廣泛應用在尋找水資源、油氣田、礦產等領域[2-8]。研究區的鉛鋅礦化與圍巖有很明顯的電性差異，具備開展音頻大地電磁測深等物探方法的物性條件。本次在研究區中應用音頻大地電磁測深法，較為有效地探測和判斷了深部鉛鋅礦體賦存位置和構造的發育情況，更好地指導了深部鉛鋅礦找礦勘查工作，這為區域內同類型的深部礦床找礦提供了詳實的依據和借鑒。

1 礦區地質及地球物理特征

礦區出露地層主要有中侏羅統和平鄉組(J2h)，上侏羅統壩注路組(J3b)，下白堊統景星組(K1J)，烏沙河組(K1w)，曼崗組(K1m)。下白堊統曼崗組為紅色河湖相泥質建造，中粒巖屑石英砂巖為主，夾粉砂巖、泥巖。烏沙河組上部泥質粉砂巖與細粒巖屑石英砂巖兩層，下部鈣質粉砂巖與泥巖互層夾石英砂巖。景星組由4個沉積旋回組成，每一旋回由砂巖—粉砂巖—泥巖組成，其中的淺色砂巖是區內主要含礦層。上侏羅統壩注路組紅色陸相泥砂質建造。中侏羅統和平鄉組巖性主要為泥質、鈣泥質粉砂巖、粉砂質、鈣質粉砂巖。

地球物理特征主要是指礦區內不同巖石、礦石的物性差異，研究區中進行的工作主要為電法勘探，根據李星等測定的電性參數數據表明鉛鋅礦石為區內最低阻及最高極化體，且與圍巖有很明顯的電性差異[9]。

2 音頻大地電磁測深法工作原理

本次工作采用的是GMS-07e綜合電磁法儀，其為德國Metronix公司研制開發出的新一代產品。磁場和電場傳感器直接與主機ADU-07e連接，組成完整的GMS-07e觀測系統。該系統適用于各種不同的地質條件和比較惡劣的野外環境，其方法原理與傳統的MT法一樣。它是利用宇宙中的太陽風、雷電等入射到地球上的天然電磁場信號作為激發場源，又稱一次場，該一次場是平面電磁波，垂直入射到大地介質中。由電磁場理論可知，大地介質中將會產生感應電磁場，此感應電磁場與一次場是同頻率的，引入波阻抗Z[10-12]。在均勻大地和水平層狀大地情況下，波阻抗是電場E和磁場H的水平分量的比值。

(1)

(2)

(3)

式中f——頻率，Hz；

ρ——電阻率，Ω·m；

E——電場強度，mV/km；

H——磁場強度，nT；

ΨΕ——電場相位，mard；

ΨH——磁場相位，mard。

必須提出的是，此時的E與H應理解為一次場和感應場的空間張量疊加后的綜合場，簡稱總場。在電磁理論中，把電磁場(E、H)在大地中傳播時其振幅衰減到初始值1/e時的深度，定義為穿透深度或趨膚深度(δ)[13-15]。

(4)

由式(4)可知，趨膚深度δ將隨電阻率ρ和頻率f變化。測量是在和地下深度相對應的頻帶上進行的，一般來說，頻率較高的數據反映淺部的電性特征，頻率較低的數據反映較深的地層特征。因此，在一個寬頻帶上觀測電場和磁場信息，并由此計算出視電阻率和相位，可確定出大地的地電特征和地下構造，這就是GMS-07e觀測系統的簡單原理。

3 音頻大地電磁測深反演及其推斷解釋

3.1地電模型及推斷解釋原則

該礦區成礦是在沉積成巖作用的基礎上，后期熱液改造疊加成礦、構造控礦。結合目前掌握的地質資料，得出以下結論：

1) 礦體多成于區內次級構造之中，礦體周圍存在破碎、弱蝕變等現象，因此，斷裂構造對探尋含礦區域起到了一定的指示作用。

2) 礦區雨量充沛，斷裂一般都富水，在二維電阻率反演剖面圖上呈現較明顯的低阻，且在形狀上表現為淺部低阻帶狀異常，這部分異常極化率值相對較低，區別于致礦異常。

3) 由于礦區礦體普遍存在于斷裂、孔隙和裂隙之中，所以在一定的埋深范圍內會表現為低阻高極化特征；而且由于礦區地表及地下干擾現象極少，極化率對礦體賦存位置有直接的指示作用，因此在異常區的位置及等級劃分上要充分結合視極化率特征。

4) 對于一些深部異常對應的低阻中極化率現象，要結合已知地質資料及深部工程的揭露結果綜合推斷。

3.2剖面反演成果及推斷解釋

3.2.1 30線和34線綜合推斷解釋

通過30線和34線綜合成果推斷圖(見圖1)可看出，在該區北段均存在一低阻帶，傾向北，傾角70(°)，該構造FⅡ-2很可能為地質資料上標注的構造F3。對應激電中高極化異常，鉆孔ZK340見有脈狀礦化體，說明該處具備礦化條件，后期要加大力度研究該區的構造分布，同時増加驗證孔揭露更多地質信息。

圖1 礦區30-34綜合成果推斷

3.2.2 70線和74線綜合推斷解釋

通過70-74線綜合成果圖(見圖2)可看出，兩條剖面均較好的反應為北端的構造FⅠ-4，構造形態清晰，延伸較好，地表分別經過70線點位8680，74線點位8740，同時該構造帶還對應較好的激電極化異常，推斷FⅠ-4為導礦構造的可能性較大，綜合評價為一級構造，建議后期綜合該范圍的地質情況，適當布設鉆孔進行異常驗證。

另外，在70線南部還反映出一形態清晰，延伸明顯的低阻帶，傾向南，傾角70(°)，地表出露位置在點號8400附近，命名為FⅡ-4，但由于74線剖面較短，未能有所體現，結合地質信息，推測74線南段對應位置也應該反應出低阻帶FⅡ-4，且FⅡ-4走向大致為北北西向，為白堊系和侏羅系地層在東部的分界線，后期如有需要可做跟蹤研究。

圖2 礦區70-74綜合成果推斷

3.2.3 66-2線和70-2線綜合推斷解釋

綜合66-2線與70-2線反演剖面(見圖3)可看出，兩條剖面形態具有一定的相似性和一致性，揭露出了3條構造；FⅠ-5、FⅡ-6、FⅡ-7，其中FⅠ-5、FⅡ-6兩條測線均有反應，FⅡ-7因走向及剖面長度的原因僅在66-2線有顯示。

1) FⅠ-5：走向近北東向，該構造穿越區域正處于曼崗組和烏沙河組地層分界線處，傾向NW，傾角60(°)～70(°)。，地表出露位置經過66-2線6 660點、70-2線7 080點，推測與主礦區構造F6、F7、F12同為一組北東向構造，同時，構造FⅠ-5穿越區域又對應激電極化率異常非常明顯的區域，綜合評價為一級構造，具有較好的找礦前景，建議作為后期找探礦的重點查明區域。

2) FⅡ-6：同樣處于曼崗組和烏沙河組地層分界線處，走向近北東向，傾向SE，傾角50(°)～60(°)，地表出露位置經過66-2線6 580點、70-2線的80點，構造規模不大，與FⅠ-5相鄰但傾向相反，推斷可能是層間裂隙或是附近斷裂錯動受力引起的次級小構造，綜合評價為二級構造，推測賦礦可能性較小且規模不大。

圖3 礦區66-2、70-2線綜合成果推斷

4 結 語

區內鉛鋅礦化與圍巖有很明顯的電性差異，具備開展音頻大地電磁測深等物探方法的物性條件。該方法有望為后續研究區內鉛鋅礦的勘查工作和區域同類型的鉛鋅礦找礦預測提供一定依據。建議下一步對礦區開展大范圍音頻大地電磁測深及對相應地區開展激電中梯測量，進行綜合推測及判斷礦體賦存位置。

根據本次6條測線剖面反演及推斷成果可知，FⅠ-4、FⅠ-5為導礦構造的可能性很大，綜合評價為一級構造，建議后期適當布置鉆孔進行驗證。

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AnApplicationofAMTintheExplorationofaCertainMineAreainYunnan

CUI Zhongliang1, HONG Tuo1, LIU Yang1, GUO Gangyang2, LI Junpu3

(1.KunmingUniversityofScienceandtechnology,Kunming,Yunnan650093,China; 2.No.3GeologicalExplorationInstitute，HenanProvincialBureauofGeo-explorationandMineralDevelopment,Zhengzhou,Henan450000,China; 3.ZhengzhouDesignResearchInstituteforCoalIndustryandCorporationLtd.,Zhengzhou,Henan450007,China)

On the basis of geological field reconnaissance, we combined with the results of previous studies to carry out the audio frequency magnetotelluric sounding. Based on the inversion and interpretation of the profile, we also linked with the previous geological data, including the drilling results and the results of induced polarization. The two-dimensional inversion of resistivity and inferred results are obtained.

AMT; Mineral exploration; Two dimensional inversion of resistivity

2016-08-20

崔中良(1990-)，男，河南安陽人，在讀碩士研究生，研究方向：成礦規律與找礦預測，手機：18468068820，E-mail：18468068820@163.com；通訊作者：洪托(1970-)，男，河南鶴壁人，副教授，研究方向：礦業經濟、成礦規律與找礦預測等，E-mail:425142135@qq.com.

P631.3

：Adoi：10.14101/j.cnki.issn.1002-4336.2016.04.008