CSAMT方法在沙坪溝鉬礦勘查中的應(yīng)用研究

陳海宏，楊志成，王興會

（安徽省勘查技術(shù)院，安徽 合肥 230031）

目前，可控源音頻大地電磁測深（CSAMT）法是中深部礦產(chǎn)勘查中常用的一種頻率域人工源電磁測深法[1][2]。使用大收發(fā)距進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，布設(shè)十字交叉的測線進(jìn)行測量，勘查結(jié)果表明CSAMT法不僅對于斷裂構(gòu)造具有較好的反應(yīng)，對于礦體的范圍也具有較好的劃分。

1 工作區(qū)概況

工作的主要區(qū)域位于北淮陽地區(qū)，在磨子潭-曉天斷裂北側(cè)，地理位置在金寨縣的西南部。行政區(qū)劃均屬金寨縣所轄，工作區(qū)內(nèi)交通四通八達(dá)。工作區(qū)域地處大別山腹地，地形陡峻，植被發(fā)育。地形總體呈南高北低，西高東低，山巒重疊，地形切割十分強(qiáng)烈。

2 地質(zhì)概況

秦嶺-大別造山帶是華北與揚(yáng)子兩大陸塊最終實(shí)現(xiàn)斂合形成的碰撞造山帶，是以深大斷裂構(gòu)造所圍限的"東寬西窄"的楔形地質(zhì)塊體，間夾于華北與揚(yáng)子陸塊之中。一系列走向北西-近東西向的區(qū)域斷裂控制了整個造山帶構(gòu)造格局，同時被數(shù)條近于平行的北東向斷裂所切割，形成"南北成帶，東西成塊"的構(gòu)造格局。

桐柏-大別造山帶屬秦嶺-大別造山帶東延，北淮陽褶皺構(gòu)造帶位于該帶北側(cè)。沙坪溝鉬礦區(qū)則位于北淮陽褶皺構(gòu)造帶東段（安徽部分）的西部，商城-麻城斷裂的東側(cè)。

工作區(qū)處于北淮陽東段（安徽境內(nèi)），地（巖）層主要有：新生界第三系-第四系是一套火山沉積地層、中生界侏羅-白堊系是一套陸相盆地堆積、上古生界是一套殘海或湖泊相沉積地層、新元古界-下古生界也是一套中淺變質(zhì)巖地層、中元古界是一套中淺變質(zhì)巖地層、新太古界-古元古界是一套大別雜巖地層。

3 野外工作方法

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由V8接收系統(tǒng)和TXU-30發(fā)射系統(tǒng)組成，實(shí)際施測時，通常一臺發(fā)射機(jī)兩臺接收機(jī)協(xié)同工作。按排列計(jì)，每個排列總共兩臺接收機(jī)（V8主機(jī)加上一臺輔助機(jī)）和一個探頭一起觀測6個測點(diǎn)。

極距選擇：發(fā)射源AB的長度控制在2公里左右，最大收發(fā)偏移距RMAX≤11.472km，最小收發(fā)偏移距RMIX≥10.885km。

觀測頻段：共設(shè)計(jì)56個頻點(diǎn)，野外施工頻段為0.125～9600Hz，各頻點(diǎn)之間的間隔分布相對均勻，在高頻和中頻段適當(dāng)?shù)募用茴l點(diǎn)，設(shè)置頻點(diǎn)時避開了50Hz以及相關(guān)的倍頻頻點(diǎn)。

4 數(shù)據(jù)處理流程

CSAMT數(shù)據(jù)處理以測線為單位進(jìn)行，處理過程詳見處理流程圖1所示[3]。但在數(shù)據(jù)處理時并不是每個過程、每個方法和所有工具都要使用。主要的數(shù)據(jù)處理流程分為三步，分別為測線數(shù)據(jù)預(yù)處理過程（流程圖中1～6）、反演過程（流程圖中7）、繪圖過程（流程圖中8，9）。

圖1 CSAMT法數(shù)據(jù)處理流程圖

圖2 沙坪溝PM2線CSAMT解釋剖面

數(shù)據(jù)預(yù)處理過程是關(guān)鍵，它直接影響到反演結(jié)果。處理數(shù)據(jù)時要把握客觀、合理、準(zhǔn)確的原則，特別是面積性工作，工區(qū)內(nèi)的測點(diǎn)和測線在處理方式及方法上要保持一致。數(shù)據(jù)預(yù)處理過程主要有：校正電極點(diǎn)的偏移、處理曲線上跳點(diǎn)、圓滑視電阻率及相位曲線、刪除壞測點(diǎn)的曲線、截?cái)嗵幚韮啥说膲念l段、剔除近場頻段或者進(jìn)行近場校正處理、處理校正靜態(tài)位移等。其中點(diǎn)位坐標(biāo)偏差校正不含Hy偏差校正，因而施工中必須使Hy磁棒嚴(yán)格垂直場源AB的軸線（誤差小于1°），對大跳點(diǎn)處理、高頻段曲線處理要慎重，它直接影響到靜態(tài)位移校正的結(jié)果，本次使用空間濾波法處理校正靜態(tài)位移。

CSAMT法在勘探中會出現(xiàn)近場效應(yīng)的問題，本次處理采用的主要技術(shù)手段有：

（1）直接刪除近場頻段不作任何處理校正；

（2）多項(xiàng)式校正法；

（3）由實(shí)測的卡尼亞視電阻率計(jì)算全頻率視電阻率法。

首先判斷卡尼亞電阻率-頻率曲線是否出現(xiàn)了近場效應(yīng)，如果出現(xiàn)了就選一種方式做處理。如果發(fā)現(xiàn)雙對數(shù)圖上低頻段卡尼亞電阻率曲線45度斜率上升、阻抗相位值逐步趨于零度，就要做近場效應(yīng)校正。

在數(shù)據(jù)的反演處理過程中，總共選擇了Bostick反演、MT二維反演、CSAMT擬二維反演三種方案[4][5]，它們的原理、模型假設(shè)以及算法及其復(fù)雜程度各不相同，所得反演結(jié)果并不一致。究竟使用哪一種，要由已知目標(biāo)剖面的反演結(jié)果來決定。并不是越復(fù)雜越好，也不是使用的方案越多越好。尤其是山區(qū)金屬礦地質(zhì)勘查，所面對的地電斷面和電性目標(biāo)都是復(fù)雜的三維地質(zhì)-電性結(jié)構(gòu)，與上述三種方案的假設(shè)都不完全相符，所得結(jié)果都只是近似的真電阻率參數(shù)；可能以均勻上覆層作假設(shè)的Bostick反演給出的電阻率視參數(shù)會更為有效、客觀。

5 CSAMT剖面解釋及反演方法對比結(jié)果

圖2為沙坪溝2線CSAMT解釋剖面圖，物性資料顯示花崗斑巖型鉬礦具有高阻高極化的特征。已知礦體對應(yīng)剖面中部突起的相對高阻異常，與物性資料一致。據(jù)已知地質(zhì)資料，該剖面穿過主礦體的中心，因此在剖面上反映的礦體范圍相對較大。

圖 中F7、F6、F2、F1斷裂處，電阻率等值線有明顯錯動或畸變，反應(yīng)較明顯。F6斷裂和F2斷裂控制礦體的南北邊界。

在數(shù)據(jù)的反演處理過程中，總共選擇了Bostick反演、MT二維反演、CSAMT擬二維反演三種方案（圖3），三種不同反演方法對編輯過的數(shù)據(jù)資料進(jìn)行反演。

圖3 沙坪溝PM2線CSAMT不同反演方法效果對比圖

6 認(rèn)識與結(jié)論

通過以上的反演計(jì)算及總結(jié)推斷解釋，可以得到以下結(jié)論。

（1）將電法推斷解釋結(jié)果和已知的地質(zhì)剖面進(jìn)行對比分析，可以更好的研究方法的有效性。將CSAMT反演結(jié)果與已知礦體進(jìn)行對比，對比結(jié)果表明CSAMT方法對已知礦體有較明顯的響應(yīng)，主礦體具有明顯的高阻異常。

（2）通過對CSAMT反演剖面的綜合研究，參考地質(zhì)資料、物探資料，對各剖面斷裂、巖體、礦體邊界進(jìn)行劃分，并進(jìn)行解釋；劃分?jǐn)嗔?條，并對斷裂性質(zhì)進(jìn)行描述；參考已知地質(zhì)資料，圈定工作區(qū)侵入巖。經(jīng)過綜合地質(zhì)研究，圈定了主礦體的大致范圍。

（3）三種反演方法的原理、模型假設(shè)以及算法及其復(fù)雜程度各不相同，所得反演結(jié)果并不一樣。但是整體上對電性結(jié)構(gòu)的劃分都基本上是一致的。Bostick反演對于細(xì)節(jié)的反映較好，而MT二維反演、CSAMT擬二維反演相對反映較粗。

（4）CSAMT不同反演方法對比結(jié)果表明：本次在處理斑巖型鉬礦床資料時，選擇一維Bostick反演方法，可以達(dá)到比較好的效果。