CSAMT法在祁漫塔格地区金属矿勘查中的应用

白国龙　李华　王昌勇

[摘要]祁漫塔格地区是我国极具找矿潜力的重要成矿区域，但其自然环境条件恶劣，有些地区常规电法工作无法满足找矿的需要，在此基础上利用，信号稳定，信噪比高，探测深度大，分辨率高，设备相对轻便的CSAMT法，以其独特的优势，在找矿过程中起到了重要的作用。文章结合实例，利用CSAMT法在该地区成功找到多金属矿体，验证了CSAMT法找矿的良好效果，说明CSAMT法在青藏高原地区找矿是可行的。

[关键词]祁漫塔格 CSAMT法 找矿 应用

[中图分类号] P624 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-3-156-2

1引言

可控源音频大地电磁测深法（CSAMT法）使用可控制的人工场源，利用改变频率进行不同深度的电测深，高阻屏蔽作用小，可以穿透高阻层。不仅增强了抗干扰能力，提高了工作效率，还一定程度上克服了地形的影响，在查明地下深部隐伏矿体位置、埋藏深度、起伏形态，显示出了其独特的优越性。

通过近几年在有色金属矿产勘查中深部找矿的应用，表明该方法不仅可以有效解决深层的地质问题，探矿效果显著。

2可控源音频大地电磁测深法原理[1]

CSAMT法是可控源音频大地电磁法的简称。该方法是上世纪八十年代末才兴起的一种地球物理勘探新技术，它基于电磁波传播理论和麦克斯韦方程组导出了水平电偶极源在地面上的电场及磁场公式，沿式沿x方向的电场（Ex）与沿y方向的磁场（ Hy ） 相比，并经过一些简单运算，就可获得地下的视电阻率 （ρs ）公式

式中f 代表频率。由（1）式可见，只要在地面上能观测到两个正交的水平电磁场（Ex，Hy）就可获得地下的视电阻率ρs ，称卡尼亚电阻率。

又根据电磁波的趋肤效应理论，导出了趋肤深度公式

式中H代表探测深度；ρ代表电阻率；f代表频率。

由（2）式可知，当地表电阻率固定时，电磁波的传播深度（或探测深度）与频率成反比，高频时，探测深度浅，低频时，探测深度深[4]。人们可以通过改变发射频率来改变探测深度，达到频率测深的目的。因此它的优点主要表现在：克服了大地电磁测深（MT）因场源信号随机而且微弱，是一种很有效的研究手段。

野外工作方法如下图所示（图1）。AB供电偶极子装置是CSAMT法采用的主要装置。在AB-MN赤道装置中，接收点在场源中垂线的夹角小于30°的扇形区域内进行测量。

利用人工场源激发地下岩石，在电流流过时产生的电位差，接收不同供电频率形成的一次场电位，由于不同频率的场在地层中的传播深度不同，所反映深度也就与频率构成一个数学关系，不同电导率的岩石在电流流过时所产生的电位和磁场是不同的，CSAMT方法就是利用不同岩石的电导率差异观测一次场电位和磁场强度变化的一种电磁勘探方法。

3应用实例

加拿大凤凰公司生产的大功率V8多功能电法仪给有色金属的探测带来了很大的方面，在实际生产也有广泛的应用，从以下几个方面来进行论述：

（1）CSAMT勘查野马泉多金属矿区

野马泉矿区平均海拔3800米以上，内出露地层自老至新有古元古代金水口岩群（Pt1J）、中元古代蓟县纪狼牙山组（Jx1）；寒武—奥陶纪滩间山群（∈OT）；晚泥盆世牦牛山组（D3m）；早石炭世大干沟组（C1dg）、晚石炭世缔敖苏组（C2d）；早-中二叠世打柴沟组（P1-2dc）；晚三叠世统鄂拉山组（T3e）；新近纪油沙山组（N2y）；第四纪（Q）。

区域构造活动强烈，北西西向、北西向压性、压扭性断裂组成了区域主体构造骨架，且对各时代地层分布、各类岩浆岩和变质作用及矿产等都起着主要的控制作用。中元古代蓟县纪狼牙山组（Jxl）、寒武—奥陶纪滩间山群（∈OT）和晚石炭世缔敖苏组（C2d）是区域主要赋矿地层，主要产出有层控型、矽卡岩（斑岩）型、热液型矿产。铁、多金属矿多赋存于构造的复合部位，矿体多产于向斜核部、岩体凹陷带及断裂交汇处[2]。

CSAMT勘查工作在2008年投入到野马泉矿区，探测出区内构造展布及低阻异常，与钻孔控制情况相吻合，对剖面北端的厚大炭质地层反应明显，取得了良好的物探工作效果。

（2）CSAMT勘查迎庆沟-景忍东多金属矿

迎庆沟-景忍东工区平均海拔4000米以上，内出露地层由老至新有：中元古代蓟县纪狼牙山组上岩段（碳酸盐岩段Jxlb）、奥陶-志留纪滩间山群火山岩组（OSTb）、早石炭世大干沟组（C1dg）、晚石炭世缔敖苏组（C2d）、晚三叠世鄂拉山组（T3e）及第四纪（Q4），与成矿与成矿有关的地层主要狼牙山组上岩段（碳酸盐岩段Jxlb）、 奥陶-志留纪滩间山群火山岩组（OsTb）、晚石炭世缔敖苏组（C2d）[3]。

动力变质作用在断裂构造带上表现突出，沿断裂带及挤压带呈条带状分布，主要构造岩有：压碎岩、碎裂岩、糜棱岩、角砾岩等。挤压强烈地段形成断层泥。由于动力变质作用可使断裂带附近的成矿物质进一步富集，同时断裂构造又为热液活动提供了良好的运移场所，对成矿十分有益。

通过资料的综合反演研究，圈定了了5处低阻异常区，43—59号点C1-1、71—89号点C1-2、149—165号点C1-3、185—193号点C1-4、245—261号点C1-5处，最终在C1-2（虚线钻孔）异常经行了钻探验证，实线钻孔为已施工钻孔。验证结果：500m附近（红框范围），共见多金属矿体4层，更加肯定了动力变质作用使断裂带附近的成矿物质进一步富集的成矿事实。可见CSAMT测量在深部金属矿产勘查中是有效的，钻孔结果与CSAMT异常推断结果完全相同，由此充分证明CSAMT异常的可靠性以及精确性。

4结论

通过在实际工作中的研究和应用，可以得出CSAMT法有如下优点。

（1）在野马泉矿区对厚大炭质地层明显反应，迎庆沟-景忍东工区有效找到的多金属矿体，均证明CSAMT法能够穿透高阻的永冻层，为在高原寒冷地区找矿提供了很好的参考依据。

（2）测量参数为电场与磁场之比，得出的是卡尼亚电阻率，可有效减少外来干扰，并减少地形的影响，探测深度范围大，横向分辨率较高，可以很好地发现断层及接触带，在深部隐盲金属矿勘查过程中能起到指导作用。但在实际应用中，由于是人工场源，不可避免地存在场源效应，应结合实际地质情况，合理选择场源方向、收发距和采样频率范围。

（3）资料解释应结合已知地质情况、地球物理特征和其他相关资料进行综合分析[4]，必要时打钻孔加以验证。

参考文献

[1]汤井田，何继善.《可控源音频大地电磁法及其应用》，中南大学出版2005.12.

[2]何书跃，张爱奎.青海省格尔木市野马泉地区铁矿调查评价2011年度工作方案.

[3]舒晓峰，李战业.青海省茫崖镇虎头崖地区多金属矿普查2005-2010年工作总结及2011年工作安排.

[4]黄力军.《可控源音频大地电磁测深法寻找隐伏金矿的作用》，物化探计算技术，[J]2007.10.（29）.