淺析EH4在尋找金屬礦中的應用

王成

（新疆維吾爾自治區有色地質勘查局704隊 哈密 839000）

近年來，隨著淺地表自然資源被發現，逐漸消耗殆盡，找礦視野逐漸轉向深部尋找盲礦，找礦的腳步也逐漸邁向更為偏遠的山區。惡劣的通行條件限制了很多勘探手段的運用，輕便高效且能滿足勘探深度與精度的物探手段越發受到重視，EH4大地電磁法無疑是一個合適的選擇。它是一種通過觀察天然存在的或由人工建立的電場、電磁場分布，來研究地質構造、尋找礦產資源，解決工程、環境、災害等地質問題的一類地球物理勘探方法。尤其是其在高阻區尋找低阻異常的能力較為突出，為尋找水資源與金屬礦資源提供了有力的技術支持。

1 方法原理

圖1 EH4野外勘探儀器布置示意圖

EH-4連續電導率成像儀遵循大地電磁測深（MT）的基本原理，支持音頻大地電磁測深（AMT）和可控源音頻大地電磁測深（CSAMT）,屬于磁可控源與天然場源相結合的一種大地電磁測深系統。當天然交變電磁場射入大地，在地下以波的形式傳播時，由于電磁感應的作用，地面電磁場的觀測值會包含地下介質的電阻率分布信息。而由于不同頻率的電磁場信號具有不同穿透深度，因此大地電磁測深通過研究地表采集的電磁數據能夠反演出地下不同深度介質電阻率分布的信息。

EH-4具有較高的分辨率，接收頻點多達60個左右，為探測某些小的地質構造和區分電阻率差異不大的地層提供了可能性。EH-4采用兩個正交的半圓形發射天線，不存在接地問題，也不需要布設很長的發射導線。EH-4支持張量人工場源的測量，反演X-Y電導率張量成像剖面，對判斷二維構造特別有利。

EH-4連續電導率成像系統是一種電導率張量測量儀，利用不同介質具有不同導電率與導磁率原理，將地下不同介質體的電阻率分布情況反映出來。觀測的基本參數為：正交的電場分量（Ex,Ey）和磁場分量（Hx,Hy）的時間序列。然后通過傅立葉變化將時間域的電磁信號變成頻譜信號，得到Ex、Ey、Hx、Hy，基于麥克斯韋方程組，計算卡尼亞電阻率。

地表電場和磁場水平分量的比值為平面波阻抗：

由卡尼亞電阻率公式可知，電阻率隨頻率變化而變化，而電磁波的穿透深度或趨膚深度也與頻率有關。因此不同的頻率反應不同深度的電阻率。電磁波在大地介質中的穿透深度（或趨膚深度）與頻率

在一個寬頻帶上測量E和H，并由此計算出不同頻率下的卡尼亞視電阻率和相位，進而分析地下巖層的電性結構和地質構造。

通常把電磁波能量衰減到原來的50%時的傳播深度定義為勘探深度，它近似的由δ=356計算。

2 物性前提

測區內出露有大面積的巖漿巖，約占總區的4/5，巖漿巖主要為酸性侵入巖大巖體和小的脈巖。本區地處三大Ⅱ級構造單元的交匯部位，黃山深大斷裂位于測區南部，由于測區南部覆蓋面積較大，在與埃達克巖體的南接觸帶僅見有少量地層出露，地層表現為片理發育，局部破碎。本次EH4測深所要追索的目標巖體為橄欖輝長巖及礦化蝕變帶，與地層、酸性巖體有明顯的電阻率差異，是典型的高阻巖體中尋找低阻異常的情況，滿足EH4勘探的物性差異條件。

3 應用成果簡述

P-4線EH4測深斷面見圖2。

圖2 P-4線EH4測深斷面圖

圖2 為某銅鎳礦區P-4線EH4測深斷面圖，該斷面整體呈兩高夾一低的電阻率分布特征。對該測深斷面進行了3次鉆孔驗證后，取得了較好的找礦成果。其中ZK401和ZK402見礦，ZK401孔礦（化）體厚度較大，ZK402孔礦（化）體厚度減小，ZK403孔未見礦。礦體主要賦存于高低阻異常接觸帶上，電阻率值變化范圍為200～900 Ω·m，梯度值變化較大，構造控礦特征明顯。結合鉆孔巖性可知，礦（化）體南北兩側高阻區對應為硅質角礫凝灰巖和晶屑巖屑凝灰巖,其視電阻率大于900 Ω·m。

圖3 P-6線EH4測深斷面圖

圖3為礦區內P-6線EH4測深斷面，斷面整體呈三高夾兩低的電阻率分布特征。自北向南共布設5個鉆孔，其中北面4個鉆孔見礦。結合鉆孔巖性可知，該斷面高阻異常為砂巖引起，其視電阻率大于200 Ω·m。其中120號測點地表見鎳礦化蝕變，深部向南延伸，形成一條低阻異常帶，最大延伸深度約250 m，電阻率值為30～150 Ω·m。108號測點出露閃長玢巖，呈近直立狀，向深部延伸膨大，電阻率值小于75 Ω·m。

4 結論

⑴在淺覆蓋或高阻區，由于接地條件不好，一般的直流電法很難獲得可靠的數據，EH4測深作為電磁法勘探可以規避上述困難，發揮其在高阻中尋找低阻異常的優勢。

⑵EH4測深能夠清晰地分辨低阻異常，結合地質信息，能夠對比追索諸如蝕變帶、構造、礦（化）體的深部空間展布特征。本次勘探任務區內目標巖體有明顯的構造控礦特征，鎳礦（化）體均處在巖性接觸帶上，有明顯的電阻率梯度變化。

⑶相同目標巖體在不同巖性背景、深度下所引起的電阻率異常幅值有所不同，但其與圍巖的電阻率差異始終存在。這與其方法原理有直接關系，卡尼亞視電阻率不是某層介質的真正電阻率，而是地下層狀介質電性參數分布的綜合反映。一定頻段的大地電磁場有一定的穿透深度和影響范圍，而視電阻率就表示這一范圍內地電斷面的‘平均’效應。

[1]李金銘.地電場與電法勘探[M].地質出版社，2005,7.

[2]柳建新,童孝忠,等.大地電磁測深法勘探-資料處理、反演與解釋[M].科學出版社，2012.