評(píng)價(jià)綜合物探方法在新疆阿勒泰地區(qū)某鉛鋅礦區(qū)找礦的應(yīng)用

萬(wàn)啟華

（新疆地礦局第四地質(zhì)大隊(duì)，新疆 阿勒泰 836500）

鉛鋅礦找礦是鉛鋅金屬資源開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)，找礦需要采用先進(jìn)的技術(shù)方法，其中，以綜合物探法比較常用，該方法的應(yīng)用能為找礦提供可靠的參考依據(jù)[1]。現(xiàn)結(jié)合新疆阿勒泰地區(qū)某鉛鋅礦區(qū)實(shí)際情況，對(duì)其找礦過(guò)程中綜合物探法的實(shí)際應(yīng)用做如下深入分析。

1 礦區(qū)地質(zhì)

礦區(qū)所在位置為準(zhǔn)葛爾盆地以北，阿爾泰山以南。礦區(qū)范圍內(nèi)地質(zhì)條件比較簡(jiǎn)單，僅有上石炭統(tǒng)出露，局部可見(jiàn)碳酸鹽沉積。礦區(qū)中部以平頂山組下亞組為主，其巖性主要是中基性熔巖。在礦區(qū)范圍內(nèi)，可見(jiàn)北西向的斷層明顯發(fā)育。礦化體會(huì)受到沿北西向分布的斷層的影響與控制。礦區(qū)的東北部有侵入巖大量分布。

根據(jù)礦區(qū)現(xiàn)有資料可知，礦區(qū)范圍內(nèi)磁異常強(qiáng)度相對(duì)較低，分散情況異常，實(shí)際形態(tài)并不規(guī)則，走向主要為北西向。礦區(qū)內(nèi)的礦體大多分布于走向?yàn)楸蔽飨虻呢?fù)磁異常帶[2]。這一礦區(qū)范圍內(nèi)的激電異常主要呈面狀分布，強(qiáng)度相對(duì)較低，并不突出，但含礦帶和激電異常梯度之間存在十分密切的關(guān)系。

通過(guò)對(duì)礦區(qū)內(nèi)樣品的物性測(cè)定，有四種巖性實(shí)際極化率相對(duì)較低，這說(shuō)明含礦巖體具有低極化的特點(diǎn)。對(duì)閃長(zhǎng)巖和凝灰?guī)r而言，其電阻率相對(duì)較高，但玄武巖和砂巖的電阻率卻較低，存在十分明顯的電性差異。

2 物探方法

根據(jù)現(xiàn)有資料，在礦區(qū)中的地質(zhì)勘探線(xiàn)的基礎(chǔ)上布置1 條CSAMT 測(cè)線(xiàn)，同時(shí)設(shè)置2 條測(cè)深剖面。CSAMT 測(cè)線(xiàn)長(zhǎng)8.3km，點(diǎn)距為40m，在礦脈的兩側(cè)，將其點(diǎn)距加密至20m，總測(cè)點(diǎn)數(shù)量為260 個(gè)。2 條測(cè)深剖面的長(zhǎng)度也相等，均為1.5km，點(diǎn)距為40m，在礦脈的兩側(cè)，同樣將點(diǎn)距加密至20m。阿勒泰地區(qū)某鉛鋅礦CSAMT 視電阻率斷面圖如圖1 所示。

CSAMT 是指按照電磁感應(yīng)基本原理對(duì)大地中可控場(chǎng)源電磁場(chǎng)實(shí)際分布情況進(jìn)行觀測(cè)，進(jìn)而研究確定地下電性與地質(zhì)特征。由于天然電磁場(chǎng)自身信號(hào)強(qiáng)度相對(duì)較弱，所以可利用人工對(duì)發(fā)射源予以控制，借助發(fā)射電偶持續(xù)向地下發(fā)送頻率有所不同的交變電流，以此形成一個(gè)交變電磁場(chǎng)，在與場(chǎng)源相距足夠距離的位置通過(guò)對(duì)電場(chǎng)及磁場(chǎng)信號(hào)的準(zhǔn)確測(cè)量，確定地下不同介質(zhì)的阻抗相位與視電阻率。該方法最大的特點(diǎn)在于探測(cè)深度相對(duì)較大，采用標(biāo)準(zhǔn)公式可以對(duì)探測(cè)深度進(jìn)行初步估計(jì)。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)公式，探測(cè)深度和視電阻率之間為正比關(guān)系，而探測(cè)深度則和頻率為反比關(guān)系，當(dāng)頻率不變時(shí)，探測(cè)深度主要由電阻率決定。對(duì)于本次所用工作站，其頻率在0.125Hz～9600Hz 范圍內(nèi)，有效發(fā)射功率為30kW，探測(cè)深度通常為2000m～3000m。另外，分辨率很高，垂直方向上的分辨率是探測(cè)目標(biāo)厚度與埋深的比值的0.1～0.2倍，而水平方向上的分辨率則是接收電偶的長(zhǎng)度。相較于直流電測(cè)深，其頻譜更加豐富，可以從電阻較大的屏蔽層中穿過(guò)，且等值范圍相對(duì)較小。

為避免受到近場(chǎng)干擾因素的影響，同時(shí)處在有效范圍之內(nèi)進(jìn)行觀測(cè)，獲取符合要求的信號(hào)強(qiáng)度，發(fā)射極距要達(dá)到5km 以上，并且還要測(cè)線(xiàn)的方向保持平行。有效工作頻率在1-9600Hz 范圍內(nèi)，各頻點(diǎn)的發(fā)射時(shí)間相同，均為40s，然后按照1845s 的周期進(jìn)行采樣。將鋁箔作為供電電極，兩極接地電阻和供電電流分別為40-50Ω、17-18A。

激電測(cè)深可以在不均勻體分布研究中使用，而電阻率測(cè)深則主要用于分析確定層狀構(gòu)造沿垂直方向延伸的實(shí)際情況。本次所用系統(tǒng)主要由兩個(gè)部分構(gòu)成，即發(fā)射部分與接收部分，以此對(duì)視極化率及視電阻率進(jìn)行同時(shí)測(cè)量。

圖1 阿勒泰地區(qū)某鉛鋅礦CSAMT 視電阻率斷面圖

3 資料處理

對(duì)于可控源資料，主要由電法工作站進(jìn)行預(yù)處理，地下各介質(zhì)對(duì)應(yīng)的視電阻率與阻抗相位可采用以下公式計(jì)算得出：

式（1）中，f 表示發(fā)射頻率，Hz；ρx表示視電阻率，Ωm；Ex表示x 方向上的電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)，V/m；Hy表示y 方向上的磁場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)，A/m。

反演采用專(zhuān)門(mén)的軟件進(jìn)行，在輸出數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上加入高程，然后再將其輸入到軟件當(dāng)中，以此對(duì)數(shù)據(jù)做各項(xiàng)處理，包括剔除非值、降噪和精校等，最后通過(guò)快速松弛完成反演，所得的反演結(jié)果可借助surfer 完成網(wǎng)格化成圖。研究區(qū)的巖礦石電阻率正態(tài)分布如圖2 所示。

圖2 研究區(qū)的巖礦石電阻率正態(tài)分布

通過(guò)一系列數(shù)據(jù)處理過(guò)程，可獲得包含阻抗相位與電阻率等在內(nèi)的參數(shù)，根據(jù)這些參數(shù)能對(duì)地層實(shí)施橫縱方向的劃分，進(jìn)而確定斷層所在位置與傾向[3]。因采用的是剖面測(cè)量，可完成二維解釋?zhuān)栽谕獠織l件有利時(shí)，還能對(duì)斷裂空間實(shí)際展布形態(tài)予以準(zhǔn)確劃分。

基于激電測(cè)深方法的數(shù)據(jù)處理可以分成以下四個(gè)部分：其一，在野外測(cè)量過(guò)程中，繪制每個(gè)點(diǎn)的測(cè)深曲線(xiàn)，然后連續(xù)觀測(cè)突變點(diǎn)，同時(shí)對(duì)地形地質(zhì)情況進(jìn)行記錄；其二，野外工作完成后，將數(shù)據(jù)傳輸至計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)核對(duì)各項(xiàng)野外記錄，再用專(zhuān)門(mén)的軟件求取平均值，并進(jìn)行圓滑處理；其三，用現(xiàn)有電法工作站開(kāi)始數(shù)據(jù)反演，并借助surfer 為反演的數(shù)據(jù)實(shí)施白化或網(wǎng)格化的處理；最后，繪制專(zhuān)門(mén)的等值線(xiàn)圖。

4 資料解釋

在視電阻率方面，主要具有以下特征：

首先，在近地表約50m 的區(qū)域內(nèi)，存在視電阻率在1000Ωm 以?xún)?nèi)的低阻帶，其等值線(xiàn)和地形線(xiàn)之間保持平行，在橫向沒(méi)有太大的變化。其次，在斷面的中部，分別有陡立低阻帶與高阻異常帶，其異常中心比較突出。最后，斷面深部是保持相對(duì)平緩的中、高阻帶。

通過(guò)綜合分析可知，淺部異常帶和第四系實(shí)際分布情況之間有密切關(guān)系，第四系地層實(shí)際厚度在50m 左右；在斷面的中部，橫向上電阻率有很大的變化，這說(shuō)明存在斷裂等地質(zhì)構(gòu)造。另外，斷面深部是相對(duì)平緩的中、高阻帶，這是典型的老基底分布特征[4]。

在激電異常方面，對(duì)于視極化率，其異常強(qiáng)度相對(duì)較低，最大值在2%以?xún)?nèi)，是典型的低極化異常區(qū)。通過(guò)鉆孔未發(fā)現(xiàn)炭質(zhì)，而且金屬硫化物實(shí)際含量也較少[5]。在整個(gè)剖面上，視極化率表現(xiàn)出明顯的臺(tái)階狀異常，這說(shuō)明有地層分界存在，視電阻率有很大的變化；在縱向上，從淺到深視極化率不斷升高，其中，50m 以上部分的視極化率在1%以?xún)?nèi)，而50m 以下部分的視極化率明顯變大，但視電阻率發(fā)生的變化不均勻，對(duì)于視電阻率相對(duì)較低的情況，主要是由于存在斷層或礦化等現(xiàn)象。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，經(jīng)綜合分析可知以上三種方法所得視電阻率基本吻合，在變化規(guī)律上也保持一致，高阻和低阻的所在位置基本相對(duì)應(yīng)。

結(jié)合各異常特征，在成礦有利的地方進(jìn)行鉆孔。通過(guò)鉆孔，在900m～2100m 和5300m～5700m 等位置發(fā)現(xiàn)了礦化帶，這在一定程度上印證了以上綜合物探方法在鉛鋅礦找礦中的合理性、可信性和有效性。