基于CR法和CSAMT法的深部隱伏礦床形態特征探測研究
——以安徽省沙坪溝斑巖型鉬礦床為例

王興會，楊志成，洪大軍，張愷，董博，梁迪文

（安徽省勘查技術院，安徽合肥 230041）

0 引言

隨著社會經濟的發展，淺部礦日益枯竭，尋找深部礦、盲礦、隱伏礦已成為當今社會的發展趨勢。近年來，地球物理勘探方法在深部找礦勘探工作中被廣泛應用。其中，電法手段是解析深部地質結構、“攻深探盲”的重要手段[1]。然而，不同電法具有不同的應用效果，具有不同的勘探對象和勘探深度，因此選擇適宜的電法手段發現深部礦體，更有效的圈定礦體范圍對于深部隱伏礦床的找礦勘探尤為重要[2]。復電阻率法（簡稱CR法）具有勘探深度大、應用范圍廣、可測參數多、中深部高分辨率等特點，可控源音頻大地電磁測深法（簡稱CSAMT 法）具有高阻層影響小、工作效率高等特點，均常被用于解析深部地質結構、了解深部礦體的形態特征等[3]。本文以安徽省金寨縣沙坪溝斑巖型鉬礦床為例，利用CR 法對研究區主礦體的空間分布進行綜合分析和解譯，并與CSAMT 法進行了對比研究。相關研究成果以期能夠用于探討不同電法的探測深部隱伏礦體的能力，使地球物理方法更好的服務于隱伏礦床的深部礦產勘查工作。

1 地質背景及地球物理特征

1.1 區域地質

沙坪溝鉬礦區位于安徽省六安縣，大地構造位置屬于北淮陽褶皺構造帶、商城-麻城斷裂的東側，一系列北北東向、北西向、近東西向斷裂控制了區域內的構造格局[4]（圖1）。

圖1 研究區區域構造圖（據313地質隊，2011修改）Figure 1.Regional structure map of the study area（modified after No.313 Unit,2011）

區域內地層主要出露新太古代-古元古代變質表殼巖和變形變質侵入體，中元古代-下古生代中淺變質巖系，上古生代泥盆世和石炭世輕微變質巖，中生代侏羅世-白堊世地層和新生代地層[5]。

區域內褶皺、斷裂構造較發育[4]。巖漿巖主要以火山巖和侵入巖為主，火山巖由晚侏羅世、早白堊世兩個旋回構成，大部分呈北西西向展布于北淮陽褶皺構造帶，少部分分布于郯廬斷裂帶東側。侵入巖的出露面積遠大于火山巖，基本沿北西西向斷裂帶分布，巖性主要有花崗巖、二長花崗巖、正長巖等[5]。

1.2 礦區地質

礦區內出露的巖漿巖主要以侵入巖為主，巖性主要為正長巖、隱爆角礫巖、二長花崗巖、花崗閃長巖（圖2）。殘留火山巖-沉積地層零星分布于研究區的西部。礦區內斷裂構造較發育，基本以北東向和北西向為主，其中北東向斷裂具有控礦作用，北西向斷裂具有控巖作用，后期活動控制區內的成礦作用[4]。沙坪溝鉬礦床礦體主要賦存在花崗斑巖體內及與正長巖接觸帶內，主礦體整體呈不規則巨大的橢球體。礦區內圍巖蝕變強烈，且分帶特征明顯，目前研究認為沙坪溝鉬礦床為典型的斑巖型鉬礦床[6]。

圖2 研究區地質簡圖（據313地質隊，2011修改）Figure 2.Geological sketch of the study area（modified after No.313 Unit,2011）

1.3 電性特征

安徽省金寨縣沙坪溝地區的物性參數來源于安徽省勘查技術院,統計表如表1所示。由表1可知，研究區內不同巖體視電阻率差異不大，但含礦巖體的視極化率較高，可作為物性特征刻畫礦體的空間分布。

表1 沙坪溝地區物性參數表Table 1.Physical parameters of the Shapinggou area

2 地球物理方法

為了開展本文研究，研究共布設3條剖面開展CR法測量，L1線剖面、L3線剖面主要用于解析礦體的深部及東西向展布特征，L2線剖面主要用于解析礦體的深部及南北向展布特征。為了與CSAMT方法進行對比研究，3條剖面同時開展CSAMT法測量（圖2）。

2.1 CR法

CR法是近幾十年發展起來的高密度測量電法勘探的一種，以人工場源為主，廣泛應用于石油、煤田構造、金屬礦、水文地質等方面[7]。相比其他電測深法，CR法具有探測深度深的特點，可以探測地下構造、地電異常，為深部找礦提供地電依據；同時，CR 法具有激電反映高的特點，同等供電電流強度下，CR法反映的激電異常強度高；另外，CR 法測量參數多，可為深部探測提供豐富的物探信息，通過多參數相互驗證，可降低后期資料解釋的多解性[8]。

本次研究野外數據采集選用多極距的軸向偶極—偶極排列裝置，觀測頻帶為28～2-5Hz，沿剖面方向進行野外數據采集。野外采集結束后，對原始數據進行預處理，然后進行誤差統計，剔除不合格曲線，統計譜曲線的合格率及優級頻率。譜曲線需要進行反演擬合，反演軟件采用安徽省勘查技術院在原SIP 反演軟件基礎上自主開發的程序，主要使用Core-Brown模型進行反演。

2.2 CSAMT法

CSAMT法是主動源電磁法，使用人工場源作為觀測源。它具有頻率可控的特征，擺平了音頻大地電磁測深法信號差、工作效率低的缺點，同時具有供電電流強度高、高阻層影響小的優點，被廣泛應用于金屬礦、地熱、非金屬礦等各個方面，并取得良好的效果，越來越受到人們的重視[9]。

本次研究，CSAMT法野外數據采集時采用標量測量，在供電極距中點為頂點的60°張角范圍內，選用收發距11km 進行野外測量，工作頻帶為0.125～9600Hz。野外測量結束后，進行數據預處理。處理過程主要包括電極點坐標偏差校正、畸變點再處理、曲線圓滑、極化模式識別、壞頻帶段處理、壞測點曲線刪除、靜態校正位移處理、地形校正處理、近場校正、空間濾波等。數據反演采用中國地質大學CSAMTSW軟件進行，以獲取地下的電性結果。

3 解譯結果與討論

CR法反演剖面結果如圖3所示。CR法反演參數中，高充電率的異常位置與已知主礦體位置存在較好的對應性。異常的頂板標高50m，底板最深標高約-800m，東西向延伸范圍約550m，南北向延伸范圍約700m，與實際鉆孔揭露的礦體空間展布近似，表明CR法的高充電率參數具有較好的表征深部斑巖型礦化空間形態的能力。然而，CR 法的高充電率參數對于控制礦區巖體侵入的斷裂指示性較弱，雖然電磁電阻率對于斷裂有一定的顯示，但較之CSAMT方法，指示效果明顯偏弱。CSAMT法反演成果如圖3所示，其電阻率指標對于控制巖體邊界的F6、F2 等斷裂具有較好的指示，能夠較好的描述斷裂的空間位置和傾角特征，然而CSAMT可能受到淺層地下水的影響，在研究區淺部顯示出層狀的低阻異常帶，同時由于研究區內不同巖體視電阻率差異不大，受制于勘探深度，CSAMT 方法對于本地區深部成礦巖體的水平界線也難以有效刻畫。

此外，CR 法和CSAMT 法均有一定的方法局限性。由于本區巖體之間的電性差異較小，因此剖面上巖體之間的邊界反映并不明顯，無法通過區分成礦及非成礦巖體，對礦化空間進行描述；CSAMT 方法在礦體和圍巖電阻率差異不大的條件下，無法有效刻畫礦體空間范圍，而CR法對斷裂構造刻畫不明顯，且難以對淺部地質結構和礦化描述，需結合其他地球物理方法進行聯合解譯，以提升解釋成果的可靠程度。

圖3 L2線電法綜合剖面圖Figure 3.Line L2 comprehensive section of electrical method

圖4 沙坪溝礦區綜合推斷圖Figure 4.Comprehensive inference map of the Shapinggou mineral district

基于上述分析特征，進一步研究可以根據反演結果對礦體和斷裂的水平展布進行刻畫（圖4）。斷裂方面，F2、F6與已知的斷裂基本吻合，為本區的控礦斷裂，能夠較好的利用地球物理方法控制主礦體的水平空間范圍。圈定的主礦體在平面上投影近似橢圓形，邊界受控礦斷裂控制，與地質鉆孔勘探成果吻合，顯示出地球物理電法具有較好的對斑巖型鉬礦床的深部探測能力。

4 結論

（1）復電阻率法的高充電率參數能夠較好的刻畫斑巖型鉬礦化的空間形態，獲得其礦化深度及礦化范圍，對于隱伏的斑巖型鉬礦床具有較好的深部探測能力。

（2）對比研究顯示，CR 方法具有更深的勘探深度，能夠較好的反映研究區深部的電性變化情況，對斑巖型礦化具有很好的指示意義；而CSAMT 方法對斷裂等構造特征表達的更為突出，淺部電性變化細節更為明顯。在對深部隱伏礦床進行找礦勘探時，需結合不同的探測對象和深度綜合使用，以提升解釋成果的可靠程度。