陳海鋒

(福建省地質(zhì)調(diào)查研究院， 福州，350013)

何屋礦區(qū)處于福建省重要的金、銀、銅等多金屬Ⅳ級成礦帶(云霄—上杭成礦帶)中，該成礦帶已探明的紫金山特大型高硫淺成低溫?zé)嵋盒豌~金礦床、悅洋大型中低溫?zé)嵋盒豌~銀礦床，羅卜嶺中型斑巖型銅(鉬)礦床等同屬一成礦系列礦床，表明該區(qū)具有良好的找銅、銀、金礦的前景?？煽卦匆纛l大地電磁法(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測深方法，以分辨率高、勘探深度大為主要優(yōu)點(diǎn)，是當(dāng)前物探“攻深找盲”的主流物探方法之一。2013年，在何屋礦區(qū)開展了CSAMT測量工作，在成礦有利地區(qū)布置了3條勘探剖面，查明了礦區(qū)地表下電性異常特征、了解構(gòu)造形態(tài)、圈定成礦有利低阻地段。

1 礦區(qū)地質(zhì)、地球物理物征

1.1 地層

礦區(qū)內(nèi)出露的地層較簡單，主要有早白堊世寨下組沉積-火山巖，晚白堊世沙縣組、崇安組陸相紅色碎屑巖系和第四紀(jì)沖洪積松散堆積層；礦區(qū)內(nèi)隱伏的地層主要有早震旦世樓子壩組淺海相細(xì)碎屑巖和早白堊世黃坑組上段火山巖。

1.2 構(gòu)造

礦區(qū)控礦斷裂主要發(fā)育于燕山早期中粗粒似斑狀二長花崗巖和中細(xì)?；◢弾r中。常沿中細(xì)?；◢弾r的上、下接觸面(上覆與黃坑組不整合接觸、下伏與中粗粒花崗巖接觸)附近形成一組緩傾角斷裂，并在中細(xì)粒花崗巖中形成一系列張剪性裂隙帶，為燕山晚期的火山-侵入活動(dòng)及銀多金屬成礦提供了良好的構(gòu)造環(huán)境。受基底控制，斷裂走向?yàn)楸蔽?，傾向南東，傾角總體較緩，部分?jǐn)嗔褞Ц浇殡S較強(qiáng)硅化蝕變。

1.3 侵入巖

礦區(qū)地表巖漿巖不發(fā)育，僅在礦區(qū)東北部與悅洋礦區(qū)交界處見少量石英斑巖，呈小巖瘤狀零星出露。據(jù)礦區(qū)鉆孔資料顯示，燕山早期花崗巖廣泛分布于崇安組、沙縣組、寨下組、黃坑組等蓋層之下，呈隱伏狀分布，與樓子壩組變質(zhì)巖共同組成盆地基底。巖性為中粗粒似斑狀黑云母二長花崗巖，中細(xì)粒、細(xì)粒花崗巖，呈巖被狀蓋于樓子壩組變質(zhì)巖基底之上，是礦區(qū)主要含礦層位，礦區(qū)內(nèi)的銀多金屬礦貯存于該花崗巖中。

1.4 圍巖蝕變

礦區(qū)圍巖蝕變十分強(qiáng)烈，種類多，面積大。主要蝕變有硅化、冰長石化、水云母化、黃鐵礦化、絹云母化、綠泥石化、地開石化和碳酸鹽化等，并以硅化、水云母化、絹云母化、綠泥石化分布最廣。從深部往地表形成絹云母帶(銅銀礦化)→硅化+冰長石化帶(銀、金礦化)→水云母+地開石化帶→碳酸鹽化帶的蝕變分帶。

1.5 礦體特征

在礦區(qū)北部ZK4907、ZK6001控制4個(gè)礦體，礦體主要貯存于燕山早期中細(xì)粒花崗巖中，礦體呈似層狀、透鏡狀、脈狀?？傮w走向?yàn)楸蔽?90°～320°，部分近東西向，受褶皺影響傾向自東往西、由北東轉(zhuǎn)向南西，傾角較平緩，一般為15°～30°。礦體控制厚度一般為1.00～1.90 m，最大5.08 m，單工程品位Cu 0.24%～1.93%、Ag 18～85.7 g/t。

1.6 礦石類型、構(gòu)造

礦區(qū)容礦巖石類型均為硅化花崗巖，按容礦巖石類型劃分為硅化花崗巖型硫(鐵)化礦石；按照金屬礦物共生關(guān)系主要可分為銀礦石、金銀礦石、鉛鋅銀礦石等。

礦石構(gòu)造以浸染狀、斑雜-浸染狀構(gòu)造為主，其次有微脈狀構(gòu)造，局部見有次塊狀、塊狀構(gòu)造。礦石中黃鐵礦等金屬礦物多以斑點(diǎn)狀形式分布于脈石礦物的間隙，形成浸染狀構(gòu)造或稀疏浸染狀構(gòu)造，或以斑雜狀不規(guī)則堆積和斑點(diǎn)狀分布于脈石礦物之間，形成斑雜-浸染狀構(gòu)造。礦石中黃鐵礦等金屬礦物沿裂隙或粒隙充填，形成的微脈狀構(gòu)造。礦石中黃鐵礦等金屬礦物以集合體形式局部富集，形成的次塊狀、塊狀構(gòu)造。

1.7 地球物理特征

礦區(qū)主要巖(礦)石的電性資料(表1)顯示，次流紋巖電阻率值變化一般在1 000 Ω·m以上，屬中高阻，其它主要巖石的電阻率值為n×10～102Ω·m，總體巖、礦石的視電阻率差異不明顯，含礦層為中細(xì)?；◢弾r，當(dāng)硅化帶含金屬硫化物較多或達(dá)到一定規(guī)模時(shí)，其電阻率呈一定的低阻反映，達(dá)到1個(gè)數(shù)量級以上差別，對找礦有一定指示作用，表明該區(qū)具備開展可控源音頻大地測深的物理前提。

表1 主要巖(礦)石標(biāo)本電阻率統(tǒng)計(jì)

2 CSAMT基本原理

可控源音頻大地電磁法(CSAMT)采用人工場源，AB兩極供電，電極距離一般為為1～2 km,測量工作布置在供電偶極中垂線±30°的扇形面積內(nèi),測線與供電AB極連線平行，這時(shí)的場源可以認(rèn)為是平面波(遠(yuǎn)區(qū)),通過變換供電頻率以達(dá)到測深的目的。

在遠(yuǎn)區(qū)測量電場的水平分量(Ex)和磁場分量(Hy)，反之就會(huì)在近區(qū)或過渡區(qū)，同時(shí)觀測與場源平行的電場水平分量、相位(Ep)和與其正交的磁場水平分量(Hx)、相位(Hp)，并由此計(jì)算出卡尼亞電阻率和阻抗相位[1]：

ψ=Ep-Hp

其中：ρs為在遠(yuǎn)場區(qū)得出的卡尼亞電阻率，Ex為電場水平分量，Hy為磁場分量，f為頻率，ψ為阻抗相位；Ep為電場相位，Hp為磁場分平分量。

根據(jù)電磁波的傳播原理可得其穿透深度即趨膚深度δ：

其中：ρ為巖層或介質(zhì)的電阻率(Ω·m)，f為發(fā)射頻率(Hz)，503為取大地磁導(dǎo)率的常見值1.256×10-6H/m時(shí)的理論公式推導(dǎo)值。

如果將電磁波能量衰減到50%時(shí)的深度稱為“勘探深度”， 根據(jù)理論推導(dǎo)得勘探深度(H)：

3 典型剖面CSAMT應(yīng)用效果

3.1 CSAMT剖面布置及測量

本次CSAMT勘探采用美國Zong公司生產(chǎn)的GDP-32Ⅱ電法工作站，測量方式采用標(biāo)量方式，測量裝置為扇形裝置，收發(fā)距r為5 600 m，發(fā)射偶極距AB為1 000 m，方位為40°，與測線平行，測量偶極距(MN)為40 m，選擇0.125～8 192常規(guī)頻點(diǎn)，磁道為排列中間位置，采用5個(gè)測量電極和1個(gè)磁性電極的4個(gè)物理點(diǎn)方式測量。

圖1 典型CSAMT測深曲線Fig.1 Typical CSAMT sounding curve

3.2 CSAMT數(shù)據(jù)處理

礦區(qū)97線典型CSAMT測深曲線類型為H或QH型(圖1)，曲線低頻部分存在近場效應(yīng)，即曲線呈近45°上升，數(shù)據(jù)會(huì)產(chǎn)生畸變，最低遠(yuǎn)區(qū)頻點(diǎn)在90 Hz左右，數(shù)據(jù)預(yù)處理應(yīng)做近場校正[2]；礦區(qū)處于山區(qū)，對地表局部不均勻電性體還應(yīng)做靜態(tài)校正，采用平衡移動(dòng)平均空間濾波法[3](Trimmed)，二維反演采用美國Zong公司的CSC數(shù)據(jù)處理，反演模型約束參數(shù)定為0.5，0.1，0.56和0.40(對應(yīng)模型的整體、背景、橫向及縱向電性值約束)。

3.3 CSAMT斷面異常解釋

礦區(qū)內(nèi)(97線)典型視電阻率斷面及工程鉆探綜合斷面圖(圖2，圖中橫坐標(biāo)為剖面長度，縱坐標(biāo)為海拔高程)?？梢钥闯?，斷面高低阻異常界線較清晰，低阻異常視電阻率值一般在n×100 Ω·m，低阻異常呈較寬緩的倒“U”型，中間埋深大，兩側(cè)淺，最大埋深在標(biāo)高-600 m左右，由該區(qū)巖(礦)石電性特征及低阻異常層位分析可知，低阻異常由含Cu、FeS、Pb強(qiáng)硅化中細(xì)?；◢弾r及構(gòu)造裂隙、蝕變引起的可能性較大。

圖2 測區(qū)典型剖面97線CSAMT綜合斷面圖Fig.2 CSAMT comprehensive profile of the typical section 97 Line

剖面東側(cè)為悅洋銅多金屬礦區(qū)，已有鉆探工程控制(ZK9701、ZK9703、ZK9705)資料顯示，均揭露銅銀金礦化體。礦體呈似層狀，傾角較緩，向西南延伸，礦體貯存于早白堊世地層不整合面之下與早震旦世樓子壩組基底之上的燕山早期中細(xì)?；◢弾r的強(qiáng)硅化碎裂蝕變帶中(圖3)，礦化帶所對應(yīng)低阻異常的電阻率值一般在n×100 Ω·m，局部才幾十歐姆米，而上覆層為白堊世次流紋巖、流紋巖夾砂礫巖，下伏層為黑云母二長花崗，其巖性電阻率值一般大于1 000 Ω·m，可見礦化帶與圍巖所引起的電阻率值具有較明顯的差值。據(jù)前人工作成果認(rèn)為，燕山早期中細(xì)?；◢弾r及其內(nèi)外接觸帶是間接的找礦標(biāo)志，而其中的硅化黃鐵絹云巖化發(fā)育的破碎帶或構(gòu)造角礫巖帶是直接的找礦標(biāo)志。

圖3 測區(qū)典型剖面97線地質(zhì)剖面圖Fig.3 Geological profile of the typical setion 97 Line in survey area1—晚白堊世沙縣組；2—早白堊世寨下組上段；3—早白堊世寨下組下段；4—早白堊世黃坑組上段；5—燕山早期中細(xì)?；◢弾r；6—華力西—印支期二長花崗巖；7—石英斑巖；8—硅化、綠泥石化；9—絹云母化，黃鐵礦化；10—實(shí)、推測地質(zhì)界線；11—實(shí)、推測角度不整合界線；12—實(shí)、推測銅銀金礦體及編號；13—鉆孔編號

何屋礦區(qū)緊鄰悅洋礦區(qū)西南側(cè)，根據(jù)97線斷面低阻異常特征及測區(qū)礦化體特征，圈定了一處找礦有利低阻異常帶，呈似層狀，傾角較緩，向西南延伸，該低阻異常帶東北側(cè)與悅洋礦區(qū)已知礦體、黃鐵絹云巖化破碎帶及構(gòu)造角礫巖引起的低阻異常相接且連接性較好。西南側(cè)被傾向北東(產(chǎn)狀較陡)的低阻帶截?cái)?，進(jìn)一步往深部延伸的可能性較小。根據(jù)斷面低阻異常特征、悅洋礦區(qū)已知礦體及蝕變碎裂帶引起的低阻異常特征，認(rèn)為何屋礦段97線圈定的低阻異常帶為多金屬礦體、黃鐵絹云巖化破碎帶及構(gòu)造角礫巖引起，對尋找銅銀多金屬礦化體有利。

同時(shí)，斷面西南段深部見有一明顯高阻異常，推測為深部巖體突起引起，且該處低阻異常帶相對狹窄，視電阻率曲線梯度變化也相對較大，且傾向與該區(qū)地層(或礦化體)整體產(chǎn)狀差距較大，該低阻帶推測為斷裂構(gòu)造(F1)引起。

3.4 CSAMT應(yīng)用效果

根據(jù)97線的CSAMT異常解釋推測，在97線1 040 m及1 680 m處分別打鉆驗(yàn)證，編號為ZK9702、ZK9721，從97線地質(zhì)剖面圖可以看出，揭露多個(gè)規(guī)模不等的礦體，形態(tài)均為似層狀，鉛直厚度1.60～5.12 m，真厚度1.45～4.64 m，厚度變化系數(shù)為74.08%。容礦巖石為強(qiáng)硅化中細(xì)粒花崗巖、弱硅化弱高嶺土化碎裂細(xì)?；◢弾r，并見有硅化黃鐵絹云巖化發(fā)育的破碎帶或構(gòu)造角礫巖，礦石類型主要有銀礦石、銀金礦石、銅銀礦石。礦區(qū)內(nèi)礦體貯存標(biāo)高一般為-270～-530 m。礦體控制的埋深為600～780 m，其覆蓋層具有東北薄西南厚的趨勢。

最終，根據(jù)該次CSAMT勘探所提供物探資料及地質(zhì)資料，在何屋礦區(qū)圈定出了約1.6 km2銅銀多金屬礦化帶(圖4)，并施工了4個(gè)異常驗(yàn)證孔，驗(yàn)證孔均揭露了銅銀金礦體及硫鐵礦化蝕變帶?？梢?，悅洋大型銀多金屬礦床已延伸至該區(qū)，含礦層位分布廣，層位較穩(wěn)定，找礦潛力較大。

圖4 礦區(qū)綜合成果圖Fig.4 Comprehensive result map of mining area

4 結(jié)語

通過在何屋礦區(qū)運(yùn)用CSAMT法找礦，圈定對找礦有利的低阻異常帶，經(jīng)布設(shè)鉆孔及已有鉆探、地質(zhì)成果資料驗(yàn)證，表明CSAMT法對該區(qū)銅銀多金屬礦體、硅化黃鐵絹云巖化發(fā)育的破碎帶及構(gòu)造角礫巖帶所引起的低阻異常能較清晰地反映。該區(qū)之所以取得較好的地質(zhì)成果，除了CSAMT法本身具有分辨率高、勘探深度大的優(yōu)點(diǎn)外，還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。

(1)礦區(qū)地處山區(qū)地帶，周邊又毗鄰其它已知礦區(qū)，在數(shù)據(jù)采集時(shí)極易產(chǎn)生靜態(tài)效應(yīng)，導(dǎo)致斷面低阻異常有較明顯的(向上)位移，造成假異常[4]，因此，在數(shù)據(jù)處理時(shí)應(yīng)注重靜態(tài)校正。

(2)礦區(qū)容礦巖石為強(qiáng)硅化中細(xì)粒花崗巖、弱硅化弱高嶺土化碎裂細(xì)?；◢弾r，巖石與圍巖電性差異不是非常大，斷面反演時(shí)不宜將縱、橫向電阻率約束參數(shù)設(shè)置過大，否則易造成異常范圍擴(kuò)大，礦化引起的低阻異常難以劃分。該礦區(qū)反演約束參數(shù)設(shè)置時(shí)，整體約束值不宜大于0.5，橫向約束略大于縱向，均不宜大于1.0。

(3)對礦區(qū)的礦體特征(產(chǎn)狀)、容礦巖石電性特征和周邊已知鉆孔資料等研究分析，參與最終CSAMT數(shù)據(jù)解釋是必不可少的，對CSAMT異常的定性分析起著關(guān)鍵作用。

(4)可控源音頻大地電磁法在銅銀金屬礦探測方面是行之有效的手段,可以有效地探測銅銀礦貯存有利區(qū),并可以推斷出區(qū)內(nèi)構(gòu)造、礦體大致傾向及礦體產(chǎn)出部位,從而為鉆探施工提供設(shè)計(jì)依據(jù),減少探礦風(fēng)險(xiǎn),加快了礦山的建設(shè)步伐。

1 湯井田，何繼善.可控源音頻大地電磁法及其應(yīng)用.長沙：中南大學(xué)出版社，2005.

2 孟紅星，花育才.可控源音頻大地電磁法在探測鋁土礦中的應(yīng)用.中國煤田地質(zhì)，2006，18(增刊).

3 張國鴻，李仁和，張良敏，等.可控源音頻大地電磁法若干方法技術(shù)問題的探討.安徽地質(zhì)，2009，12(2).

4 楊彥峰，楊生，周振義.CSAMT在陜西鳳太地區(qū)尋找隱伏金屬礦上的應(yīng)用.地質(zhì)找礦論叢，2002，17(2).