【摘 要】可控源音頻大地磁法(CSAMT)是在大地電磁法(MT)和音頻大地電磁法(AMT)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種人工源頻率域的電磁測(cè)深方法。這一電磁測(cè)探方法探測(cè)密度大、抗干擾能力強(qiáng),現(xiàn)已經(jīng)廣泛應(yīng)用在礦區(qū)勘探中,并取得良好的效果。本文通過CSAMT(可控源音頻大地電磁測(cè)量)在某覆蓋區(qū)找礦工作中的具體運(yùn)用,包括試驗(yàn)方法、收發(fā)極距的確定、不同反演方法的選擇、異常解釋推斷以及與其它物探方法的相互印證等。為在覆蓋區(qū)運(yùn)用該方法如何找礦進(jìn)行了探索。
【關(guān)鍵詞】可控源音頻 實(shí)驗(yàn) 某覆蓋區(qū)
勘查區(qū)大部分區(qū)域?yàn)榈谒南蹈采w,僅在勘查區(qū)內(nèi)北部沿沖溝采集了部分標(biāo)本。
1 試驗(yàn)工作
開始測(cè)量之前,在383線(正南北向)已施工兩個(gè)鉆孔的部位開展了可控源試驗(yàn)工作。
試驗(yàn)剖面布置在383線P259點(diǎn)至P327點(diǎn)處,點(diǎn)距40m,共布置18個(gè)測(cè)點(diǎn),剖面長(zhǎng)680m。工作中分別按8km、12km、15.3km、19km進(jìn)行不同收發(fā)距的試驗(yàn),場(chǎng)源布置在測(cè)線正東方向。試驗(yàn)中,收發(fā)距8km、12km時(shí),部分頻點(diǎn)數(shù)據(jù)采集質(zhì)量不佳,15.3km以上,采集數(shù)據(jù)質(zhì)量較佳,之后進(jìn)行了Bostick、Occam、快速松馳、非線性共軛梯度等不同方法的反演,根據(jù)反演結(jié)果與鉆孔對(duì)照,收發(fā)距為15.3km、19km時(shí),反演效果較好,尤以快速松馳反演方法與鉆孔低阻礦化部位對(duì)應(yīng)較好,且與2013年工作推測(cè)地質(zhì)情況相吻合。
Bstick反演 Occam一維反演 快速松馳反演 非線性共軛梯度反演
圖1 可控源試驗(yàn)不同方法反演結(jié)果圖(收發(fā)距15.3km)
項(xiàng)目設(shè)計(jì)中,本年度物探測(cè)線沿2013年所布勘查線(333°方向)布置,即垂直磁異常梯度帶布置。但在工作中沿12勘查線進(jìn)行測(cè)量,場(chǎng)源布置在63°方向16km處,其它參數(shù)不作任何調(diào)整、數(shù)據(jù)采集質(zhì)量較好的情況下,無論采用何種方法進(jìn)行反演,反演斷面上在中深部一旦遇到低阻體,向下不能有效收斂,均呈垂直向下的“掛面條”形態(tài)(如下圖2)。之后結(jié)合區(qū)域遙感資料(下圖3),認(rèn)為可能是場(chǎng)源與測(cè)線之間或是場(chǎng)源A、B之間存在隱伏大斷裂的影響。
物探剖面不能按原布設(shè)的勘查線布置,不得已仍以正南北布設(shè)。
圖2 12勘查線可控源測(cè)量反演結(jié)果圖(收發(fā)距16km)
圖3 可控源場(chǎng)源布置示意圖(底圖為遙感影像圖)
2 工作方法及采用設(shè)備
可控源測(cè)量布置在2013年1:5000(50*20)高精度磁法測(cè)線上,點(diǎn)線編號(hào)沿用2013年1:5000磁測(cè)編號(hào)(從101開始,采用奇數(shù)編號(hào),即每20米編號(hào)加2)。
本次工作中,我們選取了代表性測(cè)線6條,分別為329線、337線、345線、361線、375線、383線,剖面長(zhǎng)度以貫穿磁異常所推測(cè)巖體為原則進(jìn)行布置,點(diǎn)距40m,每條線起始位置及長(zhǎng)度不同。
供電、接收系統(tǒng)采用加拿大V8大功率CSAMT系統(tǒng),測(cè)量采用標(biāo)量旁測(cè)Ex/Hy裝置。AB場(chǎng)源位于測(cè)線正東且平行于測(cè)線方向,供電極距AB為2km。收發(fā)距r(發(fā)射源到測(cè)線間的距離)為15.3~16.65km。
當(dāng)天數(shù)據(jù)采集后,采用V8自帶軟件進(jìn)行預(yù)處理。之后通過成都理工大學(xué)MTsoft2D Version2.3反演軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)反演,再suffer、Mapgis進(jìn)行成圖。
3 資料的解釋與推斷
據(jù)磁異常結(jié)合電法工作推測(cè),隱伏巖體呈橢圓狀,長(zhǎng)軸走向約63度,長(zhǎng)約4.7km,最大寬2.1km,分布面積約7.8km2,屬小巖體中較大的一類。
因有較強(qiáng)的磁異常,結(jié)合去年鉆孔揭露結(jié)果,推測(cè)整個(gè)巖體為中性-超基性巖體。
圖4 可控源329線反演電阻率真值斷面圖(等值線間距200Ω·m)
上為激電剖面視極化率、視電阻率曲線
由可控源反演斷面圖可看出,在推測(cè)巖體深部有一近水平相對(duì)低阻層分布。可控源反演的電阻率值橫向上與激電剖面電阻率值有很好的對(duì)應(yīng)性,垂向上與電阻率測(cè)井、激電測(cè)井電阻率值也有很好的對(duì)應(yīng)性,且兩者反演的低阻體的深度基本吻合。由此判斷,2014年工作中可控源反演的方法基本得當(dāng),電阻率深度斷面圖反映的信息基本可靠,其反映的低阻體應(yīng)該是客觀存在的。
以329線低阻體表現(xiàn)最為明顯,圖4為329線可控源反演電阻率真值斷面圖,從圖中可看出,推測(cè)巖體上部呈高阻,懸于深部低阻體之上,該低阻體在斷面圖中厚達(dá)200米以上,近水平分布,略向北傾,兩側(cè)翹起,呈明顯的盆狀。
2013年工作中認(rèn)為巖體有中心分異現(xiàn)象,在其中部劃分出了超基性巖相。目前推測(cè),巖體以垂向分異為主,底部可能均為超基性巖。本次電法工作剖面推斷的整個(gè)巖體邊界與去年依據(jù)磁法推測(cè)的巖體邊界基本吻合。推測(cè)巖體總體呈近東西向的橢圓形展布,長(zhǎng)約4.7km,最寬約2.1km,分布面積約7.8km2,屬小巖體中較大的一類。
與金川、黃山東、紅旗嶺1號(hào)、力馬河等成礦巖體類似(中國(guó)銅鎳硫化物礦床一般具有2-3個(gè)成巖成礦階段,劉月星等),本勘查區(qū)巖體推測(cè)為二次或二次以上侵入的復(fù)式侵入巖體,巖漿深部就經(jīng)歷了分異,可能分兩種情形:
一是深部分異不徹底,形成上部偏基性巖漿,下部偏超基性巖漿,之后上部偏基性巖漿沿構(gòu)造上侵,形成現(xiàn)在整個(gè)巖體的形態(tài),巖漿上侵就位后,分異不徹底的巖漿就地進(jìn)一步發(fā)生分異,形成底部富含金屬硫化物的超基性巖;第一次巖漿侵入就位后,由于后期構(gòu)造運(yùn)動(dòng),下部偏超基性的巖漿再一次上侵,形成巖體北半段的超基性巖體,本次侵入的巖漿也同樣發(fā)生就地分異作用,自上而下形成含金屬硫化物的輝石巖、輝橄巖。
二是深部分異較徹底,形成上部基性巖漿,下部超基性巖漿,上部基性巖漿上侵就位,下部超基性巖漿再一次沿尚未完全固結(jié)的前期巖漿底部接觸帶、構(gòu)造等薄弱部位等再一次上侵,在前期巖體北半段、底部等就位形成超基性巖,并與前期巖體底部接觸帶形成混染帶,致使與前期基性巖體底部沒有明顯的界線。在這之后可能還有侵入活動(dòng)發(fā)生,鉆孔巖心化探分析中,F(xiàn)e、Ti、Ni、MgO具有韻律性變化特征,巖石粒度的變化可能就是多期次巖漿侵入活動(dòng)所致。
從圖3遙感圖中可看出,本區(qū)導(dǎo)巖導(dǎo)礦構(gòu)造應(yīng)該為深大斷裂次級(jí)斷裂,這種次級(jí)斷裂一般具有多期次活動(dòng)的特點(diǎn),從而導(dǎo)致成巖成礦的多次性,也進(jìn)一步印證了上述分析的可能性。
巖體中斷裂構(gòu)造發(fā)育,去年依據(jù)磁法推測(cè)斷裂與本次工作推測(cè)斷裂位置、傾向完全一致,只是傾角有所不同。巖體中可能存在巖漿期后斷裂。
可控源反演的低阻體西半段主要位于750米深至1100深之間,東半段主要位于950米至1250之間,與激電試驗(yàn)判斷的金屬硫化物富集部位較吻合,對(duì)巖體底界面的判斷與視磁化強(qiáng)度反演的深度大致接近。判斷整個(gè)巖體成礦最有利部位在750米深至1100米之間。
4 結(jié)語
(1)本次工作進(jìn)行的可控源音頻大地電磁測(cè)深,與以前進(jìn)行的激電中梯剖面測(cè)量工作,其異常特征、反演結(jié)果吻合性較好,且與2013年磁法工作、鉆探工作取得的成果有良好的對(duì)應(yīng)性,說明本次工作質(zhì)量可靠,推測(cè)結(jié)果可信。
(2)通過上述工作推斷勘查區(qū)揭露出的隱伏巖體為二次或二次以上侵入形成的復(fù)式巖體。巖體平面呈近橢圓形,面積約7.8km2,垂向上呈巖盆狀,底界面在1100米至1250米之間。
(3)巖體深部呈底阻高極化,中-中高磁化強(qiáng)度,可能為巖漿分異形成的輝橄巖相。巖體深部金屬硫化物強(qiáng)烈發(fā)育,有利于形成銅鎳硫化物礦床。
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作者簡(jiǎn)介:孫立新,男,生于1967年1月,地質(zhì)工程師。先后畢業(yè)于原核工業(yè)部天水學(xué)校、中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)成人教育學(xué)院。從事地質(zhì)工作20余年,就職于甘肅省核地質(zhì)二一二大隊(duì),現(xiàn)仍在該大隊(duì)從事野外地質(zhì)找礦工作。