可控源音频大地电磁法在广东某多金属矿区中的应用

池 江

（中化地质矿山总局广西地质勘查院，广西 南宁 530001）

该多金属矿床为一座正在开采的老矿山，矿区内工业游散电流比较大，对常规电法勘探工作干扰性也比较大。而美国生产的一大功率多功能电法仪可控源音频大地电磁法是用专业千瓦发电机组进行供电，其信号远大于矿山干扰信号，具有工作效率高、勘探深度范围大、抗干扰能力强、分辨力高、低阻敏感性、地形影响小、场源影响小、设计灵活等特点[1]。为更好地研究、了解块状硫化物矿体深部变化情况，选用可控源音频大地电磁法进行寻找致密块状硫化物矿体的研究及测试工作。

1 地质概况

本区处于新华夏构造体系雪山嶂复背斜地带，东邻翁城复向斜，西邻英德复向斜。区内广泛出露古生代地层，其中泥盆系石炭系碳酸盐岩分布最广，寒武系浅变质砂页岩居次，有少量下侏罗统、上白垩统碎屑岩分布。区内分布上有斜贯全区的北北东向官坪大断裂，其北西侧有北江大断裂通过，南东侧有铁屎塘断裂通过。这些断裂中的北东、北北东向者属吴川-赣州深大断裂带在本区通过之组成部分，从加里东期至燕山期均有活动，但以燕山期活动最为强烈。本区岩浆活动强烈，北部和南部分别为大东山-贵东花岗岩体和佛岗岩体的北缘部分，它们均沿东西向深大断裂侵入定位，形成时代属中生代燕山早期；而在两大岩体之间的大宝山-雪山嶂地区，分布有许多中-酸性浅成、超浅成小岩体[2]。

2 地球物理特征

（1）重力场特征。本区位于布格重力异常总体为扭曲的向北东东向拐折梯级带上，强度由南向北递减，幅值在-30～-44×10～5m/s2，布格重力等值线局部为重力高或局部扭曲是石炭系及泥盆系碳酸岩地层局部加厚的反映，这些地方是有利成矿部位。

（2）电性特征。本区各类岩石电阻率值一般在n×103～n×104Ω·m范围内，为高阻，极化率（η）值一般小于4%，为低极化；黄铁矿、磁黄铁矿、铜铅锌多金属矿石具低电阻、高极化特点；致密块状矿石电阻率ρ=0Ω·m～10Ω·m，极化率η=30%～50%，细脉浸染状矿石ρ=n×100Ω·m，η=30%，矿化岩石ρ=n×100Ω·m，η=10%。因此，矿石的物性特征是“二高一低”，即高磁化率，高极化率、低电阻率。

（3）岩（矿）石密度特征。本区不同类型岩石之间具有明显密度差异，如碳酸盐岩比岩体（花岗岩、花岗闪长岩）具有较高密度，两者密度差约为0.20kg/m3×103kg/m3。1：20万区域重力测量结果，沉积碳酸盐岩地层往往成重力高异常，而岩体形成重力低异常。

3 可控源音频大地电磁法（CSAMT）工作方法

（1）工作原理。可控源音频大地电磁法是利用人工偶极频域电场向地下发送，电磁场在地下介质中产生各种效应并不断向远处传播，在一定范围内通过对不同频率信号的接收，来反映地下不同深度情况介质性质的方法。供电电极采用30根铜电极，以增大接地面积，减少接地电阻，增大供电电流，提高观测精度。

（2）仪器设备及工作方法。采用美国GDP-32多功能电法仪，配大功率30KW发射机，仪器性能良好。在50线试验效果好并经上一次监审确认后，展开面上工作。标量测量、赤道装置，收发距为5.3km，AB=1026m，1024Hz以下供电电流不小于13A，频率1-8192Hz（21/2加密），计21个频点，5电道、1磁道。质检两个测线段9个测点（171个数据），质检率为3.56%，均方相对误差=±9.9%，超设计(±5%)要求，但均方相对误差众值很小，说明是少数点(且是反映浅部的频点，最高频2个8192、5765Hz）超差，资料经处理，可满足区内工作需求。

4 可控源音频大地电磁法（CSAMT）应用

（1）断裂构造的推断。从本区CSAMT二维反演的电阻率断面和经过静态二维反演的电阻率图比较可看出，没经过静态位移改正对局部异常反映比较明显。据此将采用没经过二维反演的电阻率断面图对电阻率差异特征可总结出推断本区断裂构造标志如下：

①岩体中断裂构造标志：从CSAMT电阻率等值线断面图上可见，在视电阻率等值线低阻同步下凹呈“V”字型或成串珠状低阻局部异常带。周围电阻率值大于1000Ω.m以上，带宽较窄约在20m左右，延伸长。这些局部有规律的电阻率低阻下凹或串珠状局部低阻异常往往就是断层引起。②地层中断裂构造标志：从CSAMT电阻率等值线断面图上可见，在电阻率等值线图上存在一些高低电阻率过渡带。电阻率值变化在n×10Ω.m～n×1000Ω.m间变化。过渡带往往以梯级带形式过渡，梯级带经过地方往往对应于断层的位置。

（2）矿体空间分布特征推断。根据不同埋深上电阻率分布规律，结合地质及钻探见矿情况，推断本区多金属矿位于测区北部，地表矿体分布范围较大，约占测区三分之二多，逐渐从800m高程向北东延深达100m高程以下。矿体延深较大比较乱，由于浅部地层位于地下水位以上，地层岩石含有金属矿品位以及湿度不一致，同一岩性具有不同电阻率，部分地段分布有高阻氧化铁帽。因此在浅层电性规律性差。但总体上可划分出三个电性特征区：北部低阻异常区对应于赋存厚大的钼矿区；中部高阻异常区对应于浅部钼矿变薄区；南部相对低阻异常区对应于含煤的侏罗系地层区。

（3）电阻率断面地质解释。CSAMT测量电阻率断面较好地反映了本矿区垂向地电分布情况，电阻率断面电阻率范围在0Ω.m～1000Ω.m呈现低阻特征。该处对应于侏罗系下统兰塘群岩性：上层为厚层状石英砂岩、粉砂岩及粉砂质页岩。中层为灰绿色、棕红色中厚层状细一中粒石英砂岩、长石石英砂岩，深灰绿、灰黑色绢云母页岩、泥岩，中部夹泥炭质页岩，岩层具复理式沉积特征。下层灰黑色底砾岩、砂砾岩、石英砂岩、石英粉砂岩，粉砂质页岩等。上部含0m～80m煤层及炭质绢云母页岩。这一套岩性电阻在0Ω.m～1000Ω.m。推断以F1断层和测线0～525号间为界的电阻率断面上1000Ω.m等值线圈定的低阻区域为侏罗系地层引起。侏罗系地层由北从底界在300米高程逐渐往南倾伏到100米以下，倾角在20度左右。从地质勘探钻孔揭露情况来看，浅层为英安斑岩，深部见英安斑岩钼矿，低阻异常与钻孔揭露钼矿对应，上层局部高阻为次英安斑岩反映，下层低阻区应为次英安斑岩钼矿反映，据此推断该区为英安斑岩出露区。50线电阻率断面图上深部电阻率幅值在1000Ω.m以上为高阻区，推断该高阻异常为深部岩体侵入引起。