音頻大地電磁法在張家口正溝多金屬礦區(qū)的找礦應(yīng)用

于 蒙

(華北地質(zhì)勘查局五一九大隊(duì)，河北 保定 071051)

0 前 言

現(xiàn)階段的音頻大地電磁法的發(fā)展基于平面波卡尼亞電阻率頻率域電磁測探法的研究成果，實(shí)現(xiàn)了輕重設(shè)備兩種不同的探測方法。重設(shè)備音頻大地電磁法是利用大功率可控音源來進(jìn)行探測，而輕設(shè)備音頻大地電磁法則選用天然源大地音頻的輕設(shè)備進(jìn)行探測，為了提高野外探測的能力，探測團(tuán)隊(duì)一般選用輕設(shè)備探測法展開探測[1]。

1 正溝多金屬礦區(qū)概述

1.1 成礦地質(zhì)背景

正溝多金屬礦區(qū)位于河北省張家口，在地質(zhì)構(gòu)造的歸屬中，屬于中朝準(zhǔn)地臺(tái)內(nèi)蒙古地軸沽源陷段束大灘中斷凹的南端西側(cè)，東部與黃旗巖漿巖亞帶毗鄰，南部則為紅旗營子臺(tái)穹。在區(qū)域內(nèi)，地層從近至古分別為第四紀(jì)地層—上侏羅統(tǒng)張家口組—上侏羅統(tǒng)白旗組—中侏羅統(tǒng)后城組—上太古界單塔子群。在張家口，巖漿活躍于一百百萬年前至八十百萬年前，主要為亞堿性火山噴溢、淺成/超淺成侵入活動(dòng)為主，從而形成區(qū)域內(nèi)火山巖、潛火山巖。其中，潛火山巖主要為石英正長斑巖、次山安巖、灰綠巖。在中朝準(zhǔn)地臺(tái)的北沿為銀銅成礦帶，目前已知礦床有萬金寺銀金礦床、青羊溝鉛鋅礦床、彭家溝銀礦床等。

1.2 蝕變破碎帶特征

在進(jìn)行地質(zhì)觀測中，對五條蝕變破碎帶進(jìn)行了由西向東sp1～sp5的編號(hào)。具體侵蝕情況如表1所示：

表1 張家口正溝蝕變破碎帶情況

2 運(yùn)用音頻大地電磁法進(jìn)行找礦

2.1 音頻大地電磁法選用

隨著發(fā)展，根據(jù)不同的礦山環(huán)境要求，音頻大地電磁法形成了輕設(shè)備法和重設(shè)備法兩種截然不同的勘探方法。本文為了能夠?qū)碛卸辔g變破碎帶正溝金屬礦區(qū)進(jìn)行勘探，選擇了具有設(shè)備輕便特點(diǎn)的輕設(shè)備天然源音頻大地電磁探測法[2]。在野外工作當(dāng)中，輕設(shè)備法通過張量測試使得傳統(tǒng)的矢量測試得以簡化，并放棄了頻率測量從而更加適用于張家口的地質(zhì)環(huán)境。輕設(shè)備探測法主要有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)：首先天然磁場作業(yè)能夠避免近場效果影響；其次在使用過程中，輕設(shè)備儀器輕便探測深度廣，能夠?qū)崿F(xiàn)多地形、多氣候條件的探測；其三工作效率高，運(yùn)用張量測試，可以使測試內(nèi)容更加逼真，不受通信條件制約，獲得實(shí)時(shí)成像效果[3]。

2.2 設(shè)備選用

為了能夠完全適應(yīng)石家莊正溝的地質(zhì)環(huán)境，本文選用了由德國metronix公司所生產(chǎn)的GMS系統(tǒng)設(shè)備，組建了標(biāo)量CSAMT觀測系統(tǒng)。系統(tǒng)由連個(gè)部分組成，下機(jī)位為TX發(fā)射機(jī)，通過利用電場振幅和磁場振幅對60(°)范圍內(nèi)的地下電阻率進(jìn)行探測。上機(jī)位為RX接收機(jī)，在接收機(jī)中，通過電場相位和磁場共同與下機(jī)位構(gòu)成通信回路，實(shí)現(xiàn)對卡尼亞阻抗相位的計(jì)算，從而對地下礦藏進(jìn)行勘探，如圖1所示。

圖1 標(biāo)量CSAMT測量裝置

2.3 地質(zhì)勘探

本文在對正溝地區(qū)彭家溝銀礦床進(jìn)行找礦時(shí)，選用了音頻大地電磁法進(jìn)行勘探。在勘探開始時(shí)首先需要對該地塊進(jìn)行地質(zhì)勘探。

在開始探測之前，首先應(yīng)當(dāng)利用鉆孔機(jī)對預(yù)先規(guī)劃的施工點(diǎn)進(jìn)行鉆孔，從而在地塊當(dāng)中形成試驗(yàn)剖面。供電系統(tǒng)和接收系統(tǒng)都沿用CSAMT系統(tǒng)的V8大功率設(shè)備，并運(yùn)用電場水平分量/磁場振幅裝置作為標(biāo)量旁側(cè)，在完成數(shù)據(jù)采集之后，運(yùn)用V8自帶的軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，再運(yùn)用專業(yè)的反演軟件進(jìn)行反演，最后運(yùn)行成圖。

通過反演圖的斷面觀察可以得到如下推斷：在反演圖中，可控源反演的電阻率在橫向上和與之相對應(yīng)的激電剖面電阻率值呈現(xiàn)出極強(qiáng)的對應(yīng)性，并在垂直上與激電測井電阻也擁有極強(qiáng)的對應(yīng)性，在深度方面，二者的反演低阻體也基本吻合。這表明在該地域中，地下應(yīng)當(dāng)存在低阻體。在圖中可以推測高阻位于巖體上部，因此底部應(yīng)當(dāng)為超基性巖，同時(shí)巖體可能呈南西向橢圓展布，屬于較大的小巖體。

2.4 深部找礦

在為進(jìn)行勘探某地塊中，本文運(yùn)用音頻大地電磁法開展了深部找礦。為了適應(yīng)正溝的地形特征，仍然選用CSAMT系統(tǒng)所代表的輕設(shè)備方式。

根據(jù)磁測結(jié)果，本文選用了c1線和c2線兩種典型剖面，其中，c1線通過磁測數(shù)據(jù)的正反異常穿越完成對異常區(qū)的覆蓋，而c2線則通過磁測結(jié)果正常區(qū)完成對平緩地區(qū)的穿越。在穿越過程中，可以通過低—高—低的異常方式，達(dá)到磁異常0值線的要求[4]。為了保證測線布置與磁測工作線相重合，兩條測線之間的測點(diǎn)距離同樣設(shè)置為40 m，同時(shí)保證兩線距離為7 m，形成共計(jì)81個(gè)測點(diǎn)，其中c1線測點(diǎn)為41個(gè)，c2線測點(diǎn)為40個(gè)，分別進(jìn)行標(biāo)號(hào)。標(biāo)號(hào)原則與之前相同，每20 m加標(biāo)號(hào)2進(jìn)行奇數(shù)標(biāo)號(hào)。

在工作區(qū)內(nèi)，將81個(gè)測點(diǎn)選取7個(gè)作為檢查點(diǎn)，其中c1線選取2個(gè)檢查點(diǎn)，c2線選取5個(gè)檢查點(diǎn)，使其可以滿足樣本數(shù)據(jù)5%的標(biāo)準(zhǔn)要求。之后還需要進(jìn)行反演處理，在處理當(dāng)中，可以根據(jù)歷史反演結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行參考，保證達(dá)到反演效果。通過反演結(jié)果可以推測該工作區(qū)為第四系鐵礦石覆蓋區(qū)。

3 結(jié) 語

綜上所述，在目前的礦藏勘探技術(shù)當(dāng)中，音頻大地電磁法擁有較為廣闊的應(yīng)用空間。本文在對張家口正溝多金屬礦區(qū)進(jìn)行找礦時(shí)，選用音頻大地電磁法取得了優(yōu)異的成績。在現(xiàn)階段的研究中，音頻大地電磁法除了能夠?qū)ΦV產(chǎn)資源的勘探起到幫助作用，同時(shí)在地?zé)帷⑺难芯康阮I(lǐng)域也有著突出貢獻(xiàn)。