音頻大地電磁法在貴州石阡青陽地區錳礦中的應用

蔣鑫 蔡盼盼 張解成 孔凡濤

摘? 要：通過在貴州石阡青陽地區選擇錳礦勘查程度較高、周緣含錳巖系出露較好、深部埋藏較為完整的礦區，按照200米點距布置測線開展音頻大地電磁（AMT）測量工作，獲取測區2.5千米深部電性結構模型。參考研究區及鄰區已有地質地球物理成果及鉆井等資料，遵循“大塘坡”式錳礦賦存的地層構造特征，對電性結構開展地質地球物理綜合解釋。大地電磁勘探成果查明了成錳槽盆的深部結構形態及含錳巖系的大致空間位置。

關鍵詞：音頻大地電磁測深;錳礦;貴州石阡;大唐坡式構造

中圖分類號：P631 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）08-0155-03

Abstract： The audiomagnetotelluric （AMT） survey is carried out by selecting the mining area with high degree of manganese exploration， good exposure of surrounding manganese-bearing rock series and relatively complete deep burial in Shiqian Qingyang area of Guizhou Province， and the survey line is arranged according to the distance of 200m points. The electrical structure model of 2.5 km deep in the survey area is obtained. Referring to the existing geological and geophysical results and drilling data in the study area and its adjacent areas， and following the stratigraphic and structural characteristics of the "Datangpo" type manganese ore， a comprehensive interpretation of the geological and geophysical structure of the electrical structure is carried out. The results of audiomagnetotelluric methodshow the deep structure of the manganese trough basin and the approximate spatial position of the manganese-bearing rock series.

Keywords： audiomagnetotelluric method （AMT）; manganese ore; Shiqian， Guizhou; Datangpo type structure

1 地質概況

工作區位于貴州石阡青陽地區，在貴州省石阡縣東南部，距石阡縣城約42公里。青陽地區以喀斯特石灰巖地質地貌為主并伴有少量丹霞地貌。青陽境內多高山，山巒起伏，溝谷縱橫，巖溶地貌明顯，平均海拔800米以上。

主要出露地層有清水江組、兩界河組、大塘坡組、南沱組、牛蹄塘組、變馬沖組、杷榔組、清虛洞組、石冷水組、婁山關組其巖性及厚度[1]（綜合成都理工對此地區的研究）見表1。

大地構造位置處于揚子準地臺東南緣與華南褶皺帶過渡地段。由于經歷了武陵、加里東、雪峰、燕山等多期構造運動的疊加使區內褶皺、斷裂構造較為發育，主要由北北東和北東向構造線組成基本格架，褶皺具有東陡西緩不對稱特征。

2 儀器及技術方法

2.1 儀器組成及測量原理

測量儀器采用加拿大鳳凰（Phoenix）公司V8多功能電法儀，音頻大地電磁有效響應頻率范圍為10400Hz-10Hz。

大地電磁測量野外數據采集采用張量測量方式，觀測Rxy與Ryx兩組視電阻率值及與電阻率相對應的兩組視相位值，每個有效測點觀測時間均大于1小時。

2.2 測線布置

根據地質任務要求，采用SOUTH南方測繪銷售的極智X5高精度手持GPS定點，布設兩條平行測線（圖1）。測線SG-2018-AMT-L1、SG-2018-AMT-L2，長度均為7km，點距200米，共72個測點，點位誤差<±5m。

1-奧陶系上統;2-奧陶系中統;3-奧陶系下統;4-寒武系中上統;5-寒武系中統;6-寒武系下統;7-寒武系下統九門沖組;8-震旦系;9-南華系;10-青白口系;11-斷層;12-礦層露頭線;13-AMT測線

2.3 野外觀測

本次工作野外施工的排列為一組Ex、Ey、Hx、Hy布設。水平布置的電極、磁棒的方位誤差均未超過1%，測繩確認電極距，極距誤差小于1%。

2.4 室內資料處理與成圖

使用原始數據繪制RXY極化模式與RYX極化模式視電阻率與相位斷面圖后推斷出貴州石阡地區的構造以一維或二維構造為主，因此采用“MTsoft2.4”MT數據處理與反演系統進行。

3 不同地層電性參數特征

根據在貴州石阡地區不同巖礦石的電性參數測試結果（表2），將不同地層巖礦石的電性特征概述如下。

通過物性資料分析，工作區的地層由新至老大致可以分為三個電性層，分別是寒武系上統地層-寒武系下統清虛洞的中高阻地層;寒武系下統杷榔組-南華系大塘坡組的中低阻地層;南華紀鐵絲坳組地層-青白口系板溪群高阻地層。中間低阻電性層與上下中高阻電性層數值差異明顯，由物性資料推斷主要的含錳地層在第二低阻層底部。

4 勘探效果分析

剖面SG-2018-AMT-L1線與剖面SG-2018-AMT-L2線垂直構造走向布置，兩條測線幾乎平行，從處理結果來看，兩條AMT勘探剖面所揭示的深部結構特征相似，說明處理結果正確可靠 （圖2）。

SG-2018-AMT-L1線里程0～5千米和SG-2018-AMT-L2線里程0～5.4千米左右為相對凹陷區，深部電性結構呈現為高阻-低阻-高阻的層狀電性結構特征，結合物性分析，推斷第一高阻地層為寒武系上統地層-寒武系下統清虛洞組的中高阻地層單元的綜合反映，第二低阻地層為寒武系下統杷榔組-南華系大塘坡組中低阻（中間夾薄層高阻）的綜合相應，第三高阻地層為前青白口系板溪群地層的綜合響應。

SG-2018-AMT-L1線里程5千米左右和SG-2018-AMT-L2線里程5.4千米左右存在一個從地表往深部延伸的低阻條帶異常，與地質圖上面的邊界斷裂帶位置基本吻合，推測為斷層破碎含水所致，但是由于本次處理為初步結果，低阻異常的空間展布形態有待進一步的精細處理解釋;SG-2018-AMT-L1線里程5～7千米左右和SG-2018-AMT-L2線里程5.4～7千米左右總體呈現為高阻電性結構特征，對應地質構造圖上的相對隆起區，地表出露含錳巖系大塘坡組地層以及青白口系板溪群地層等，因為含錳巖系相對厚度較薄，在電性結構反演剖面上的顯示不是很明顯，另外物性資料揭示前青白口系板溪群地層都呈現為相對高阻的電性特征，因此兩條剖面總體高阻的電性結構特征與地質及物性面的認識吻合。

研究區主要勘探目標是南華系大塘坡組地層，黑色錳礦主要賦存在大塘坡組一段，從電性差異判斷含錳巖系的標志是第二低阻電性層的下部。通過識別第二低阻層與第三高阻層過渡帶可以大致確定賦錳巖系的空間位置。

5 結束語

音頻大地電磁測深法在貴州石阡錳礦區的研究及應用，查明了該地區深部含錳巖系埋藏情況和地層構造形態，獲得了測區2.5千米深部電性結構模型。本次研究得出含錳巖系與上覆地層的物性差異較小，且與上覆地層一起呈現為中低阻的電阻率結構特征;但是與下伏地層的物性差異較大，因此可以以上述差異為基礎解釋含錳巖系的大致賦存位置，故而推測第二低阻層與第三高阻層的過渡帶即為含錳巖系的空間賦存位置。極大證明了音頻大地電磁法對大唐坡式含錳巖系深部構造識別的有效性。從兩條剖面所揭示的深部結構來看，成錳槽盆深部含錳巖系可能一直向西向深部延伸，具體延伸范圍及成錳槽盆的空間規模、樣式的精細確定需要進一步延長勘探剖面。

參考文獻：

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