可控源變頻大地電磁法在構造勘查中的應用

趙明宣

(山西華冶勘測工程技術有限公司， 山西 太原 030002)

新疆某地金礦勘查區內，前期已進行了物化探測量，并圈出了物化探異常范圍，采用大地電磁法對物化探異常部位設計的4條剖面(10、15、23、31線)進行測深勘探，尋找對成礦有利的隱伏構造及巖體，并確定其空間分布形態，為地質找礦提供依據。

1 氣象、地質概況及地球物理前提

勘查區位于天山山脈東段北麓，海拔在1 865～2 140 m，高差約275 m，屬高中山區。勘查區屬溫帶亞干旱氣候區，冬季寒冷，夏季涼爽，年平均氣溫1.0 ℃；長年刮西北風、東南風，一般風力3～6級，最大可達10級；年平均降水量為203 mm，降雨多集中在6—9月，無地表徑流，有天山雪融水可供飲用；植被較發育，多草本，無大的樹木，屬于牧區。

勘查區位于哈薩克斯坦—準格爾板塊之準格爾構造區的哈爾里克晚古生代島弧帶與博格達晚古生代裂谷兩個三級構造單元的結合部位(圖1). 該區系北天山鐵、銅、鎳、金、鉬及稀有金屬成礦帶之哈爾里克銅鉬金(稀有金屬)石墨成礦亞帶。

圖1 大地構造略圖

長期以來，區內地應力活動強烈，構造作用復雜，巖漿活動頻繁，成礦作用顯著，為區內金、銀、銅等礦產的形成和就位提供了優越的成礦地質條件，區內的構造形式表現為褶皺和斷裂。

區域出露的地層及其組成巖石有泥盆系(D)、石炭系(C)、二疊系(P)、侏羅系(J)、第三系(N)、第四系(Q). 勘查區出露地層為石炭系中統居里得能組(C2j)和第四系(Q).

區內構造運動強烈，其中以華力西期構造運動最強，決定了區域構造格局，控制著地層、巖漿巖和礦產的分布。

區內褶皺和斷裂構造發育，區域構造線以近東西向為主。總體構造表現為近東西向的復式向斜，向斜核部地層為石炭系中統，兩翼不對稱，北翼廣泛出露泥盆系，南翼受斷裂構造影響未見泥盆系地層。

該次工作對區內出露主要巖(礦)石進行了標本的采集與測定。采用“標本測定法”對其進行了極化率η及電阻率ρ的測定，角礫巖、凝灰巖等存在顯著的電性差異，另外，物探時間為8月份，降雨集中，斷裂構造裂隙充填物較松散且含水量大，呈低阻反映，與圍巖電阻率差異較為明顯，因此，在該區運用大地電磁法AMT尋找構造具有良好的地球物理前提。

2 可控源變頻大地電磁法工作原理

3 工作布置

依設計在化探異常的高值部位和異常疊加較好的部位布設了4條剖面，點距40 m，測線尾部不足40 m時改為20 m，具體布置見圖2.

圖2 勘探線布置圖

4 資料解釋與成果推斷

成果推斷解釋是在確定反演結果可靠的基礎上，根據EH4所測得視電阻率異常分布特征與地質資料進行對比分析，并從已知到未知、由地表到深部進行異常推斷解釋。

該次勘查區地層位于泥盆系中統地層及石炭系中統和上統地層，區內構造運動強烈，褶皺和斷裂構造發育，構造線以近東西方向為主；區域內火山-巖漿活動強烈，有多期次的巖漿侵入活動，存在大小不等的十數個灰色花崗巖體(γ42b)，位于古生代泥盆系中統(D2)和石炭系中—上統(C2+3)地層中；從分布上看，嚴格受區域構造控制，多呈不規則狀，少數為巖株狀。

根據巖石標本測定結果，結合鉆孔資料及地質資料，推斷原則如下：

1) 700 Ω·m 以上的中高阻異常主要反應呈高阻的凝灰巖。2) 視電阻率值明顯高于淺部的中高阻異常，達到3 600 Ω·m以上，推測高阻異常由花崗巖體所引起。3) 視電阻率在700 Ω·m以下，推斷主要是由角礫巖或富水性好的斷層破碎帶所引起。

推斷成果圖見圖3，4,5，6. 推斷成果如下：

圖3 10勘探線物探綜合剖面圖

圖5 23勘探線物探綜合剖面圖

圖6 31勘探線物探綜合剖面圖

由圖3可知，10號剖面線長800 m，方位162°. 1) 推斷有兩處斷層：200～380 m段，南東傾斜，向下延伸約180 m. 620～680 m段,向北西陡傾斜，傾角較大,向下延伸約220余米。2) 標高1 700 m以下斷面，340 m以北660 m以南為花崗巖體，中間為凝灰巖。

由圖4可知，15號剖面線長700 m，方位162°. 1) 推斷有4處斷層：250 m處，南東陡傾斜，向下延伸約240 m；410 m處,向北西陡傾斜，向下延伸約170余米；510 m處斷層在剖面內向南東傾斜，向下延伸約230 m；位于640～720 m處的斷層范圍較寬，規模較大，在剖面內向北西傾斜，向下延伸約270 m. 2) 標高1 780～1 900 m層位上為凝灰巖的反應，標高1 650 m附近，剖面260～500 m為凝灰巖，其余為角礫巖反應。

由圖5可知，23號剖面線長680 m，方位162°. 1) 推斷有4處斷層：150～270 m段，南東傾斜，向下延伸約280 m；340 m處,向南東傾斜，向下延伸約110 m；440 m處斷層在剖面內向北西傾斜，向下延伸約170 m；位于550～790 m處的斷層范圍較寬，規模較大，在剖面內向北西傾斜，向下延伸約270 m. 2) 標高1 550～1 770 m層位上為凝灰巖的反應，其上部的薄層狀低阻異常則為角礫巖的反應。

由圖6可知， 31號剖面線長700 m，方位162°. 1) 推斷有3處斷層：240 m處，南東傾斜，向下延伸約210 m；560 m處,向北西傾斜，向下延伸約180 m；720 m處斷層在剖面內向北西傾斜，向下延伸約190 m. 2) 標高1 700 m以下，在剖面的200～660 m下部，視電阻率值明顯高于淺部的高阻閉合異常，達到3 600 Ω·m以上，推測該高阻異常由花崗巖體所引起，埋深210～290 m.

通過該次AMT剖面測量，在4條剖面上共推測由斷裂破碎帶引起的異常13處(圖7).根據31線、23線、15線推測的斷裂破碎帶異常特征，結合地質發現的已知斷裂的特征，在區內西南部通過該次AMT工作推測了3條斷裂破碎帶，其中位于北部和中部的推測斷裂為地質發現的2條已知斷裂的東延和西延部分，而位于南部的推測斷裂為該次工作新發現的隱伏斷裂。

圖7 AMT工作成果圖

在10線南北兩側、31線北側，發現強度較高的高阻異常，推斷為花崗巖體的反應，埋深介于200～300 m，見圖3，圖6.

5 對比驗證

該次探測結果與收集的資料及前期的物探結果進行了對比分析，AMT斷面圖淺層的視電阻率分布與激電測深電阻率分布基本吻合，在收集的地質構造資料圖上，15線上410 m和510 m處、23線150～270 m處及31線240 m處與地質發現的已知斷裂相吻合，其他新發現的隱伏斷層破碎帶由于廣泛覆蓋第四系全新統沖洪積物及殘坡積物，還需進一步驗證。

6 結 語

該次勘查工作說明可控源變頻大地電磁法可較好地反應地下構造，所解釋的異常與有關地質資料基本吻合，構造破碎帶是成礦的有利部位，而巖體是成礦的有利條件，可根據地質情況結合物探成果，進行綜合研究，指導該區的地質找礦工作。