可控源音频大地电磁法（CSAMT）在坝西铜矿的应用效果

侯明利 王斯林

摘要：坝西铜矿位新疆伊吾县琼河坝地区中部，是新疆地矿局物化探大队2013年度所发现，由于其前人工作程度不高，并且矿区地表岩性出露较少，工作一度陷入僵局。本次引入可控源音频大地电磁法（CSAMT）测深工作，目的是为了了解矿区地质构造规模及矿体的空间展布特征，为下一步工作提供依据。

关键词：CSAMT； AMT ； 勘探深度大 ； 电阻率 ； 矿产 ； 应用效果

1、方法介绍

可控源音频大地电磁法（CSAMT）是在音频大地电磁法（AMT）的基础上发展出来的一种使用人工场源的大地电磁法，由于是人工场源，抗干扰性强，弥补了AMT数据在5000～1000Hz范围内的“死频”现象。而现在的物探仪器大部分都可以观测到10000Hz到1Hz的频率信号，所以其具有勘探深度大的优点，所以近年来受到越来越多的推广。

2、理论基础

当观测点到场源的距离足够远（一般要求大于三倍或五倍趋肤深度）时，观测点附近的电磁场可以看成垂直入射的平面波，即远场区。根据电磁波传播理论和麦克斯韦方程组[1]可以导出沿水平方向上的电场Ex和磁场Hx与视电阻ρs的关系。

ρs=|Ex|25f|Hy|2（f为频率）

根据电磁波的趋肤深度理论可知：

H=356ρ/f（H為趋肤深度）

若要满足测区在远场，那么收发距R要满足：

R≧6～8H

由以上公式可知，CSAMT探测深度跟频率呈负相关，与当地背景电阻率呈正相关，我们要根据野外实际地质情况，来选择合适的收发距，在保证正数据质量的情况下，不过早的进入近场[2]，以保证我们的勘探深度。

3、工作装置

本次工作采用赤道装置TM模式进行测量，具体参数设置如下：

①发距设置：为了达到远区平面电磁波接收条件，本次工作对收发距的选取进行了实验，最终定为12KM，所测数据显示：所有频点均可使用。②频率设置：加大频点密度可以最大限度的提高纵向分辨率及获得较大的勘探深度，本次工作频率范围设置为8533～15Hz，共计45个频点。③观测时间：本次工作单频点的观测时间为40秒，单个排列观测时间为30分钟。④发射偶极距：为了提高信噪比，在电流确定的情况下，AB偶极距选择3km。

4、工区地质背景

坝西铜矿出露地层为中泥盆统北塔山组，呈残留岛弧状环带分布，岩性为晶屑岩屑凝灰岩，安山岩，具角岩化、绿泥石化、绿帘石化蚀变。矿区侵入岩为一套钙碱性的中-酸性闪长岩组合，主要为黑云母花岗闪长岩、石英二长闪长岩、绢云母化化石英闪长岩、硅化角岩化细粒闪长岩，岩体侵位于中泥盆统北塔山组地层中，铜矿化主要赋存于石英闪长岩中。

5、工区岩（矿）石物性特征

由表1可知，工区岩（矿）石电阻率整体较高，孔雀石化蚀变石英闪长岩的电阻率在该工区主要表现为相对高极化、中高阻特性，所以结合激电异常寻找高极化、中高阻异常在本区后期的找矿方向具有一定的指导性意义。

6、成果的初步解释

该剖面近地表的低阻异常主要为该区风化残坡积、第四系覆盖等的电性反映。深部则表现为不同形态的高阻异常，以中央大断裂为界，该线主要可分为以下三个高阻异常区。

1、100-184点

该区域主要表现为高阻异常，局部高阻异常可达20000欧姆米，由南至北主要分为三个次级高阻异常：

①104点为中心的高阻异常，该异常呈椭圆形，近直立，阻值范围为1500-5000欧姆米，主要由南部花岗岩引起，对比AMT测深资料可知该异常埋深较浅，深部主要为花岗闪长岩体。

②以128点为中心的高阻异常，该异常呈椭圆形，异常近80度北倾，异常中心埋深近140米左右，阻值范围为2500-20000欧姆米，主要有近地表的二长花岗岩引起，该二长花岗岩体300米以下，则主要为花岗闪长岩体组成。由实际情况可知该区136-148点即二长花岗岩与花岗闪长岩接触部位有铜矿体出露，所以建议对该二长花岗岩体底部接触部位进行验证。

③以172点为中心的高阻异常，该异常呈椭圆形，倾向近直立，向下有一定的延伸性，阻值范围最高可达30000欧姆米，主要由花岗闪长岩体引起。该花岗闪长岩体与南部二长花岗岩体接触部位为本区成矿有利部位。

2、192-232点

该区域主要表现为中间的中高阻异常和两侧的低阻异常，两侧的低阻异常则为断裂引起，即本区F2、F5断裂。该区中高阻异常埋深近160米，最深处埋深400米，阻值范围为2500-10000欧姆米，主要为次生石英岩引起，400米以下推测为断裂充水。

3、236-312点

该区域主要表现为高阻异常，异常形态完整，阻值范围最高可达40000欧姆米主要为花岗山岩体与闪长岩体所引起。高阻异常体上间或有断裂带引起的低阻异常贯穿。

7、结论

1、通过本次CSAMT测深可知该区的高阻异常主要有花岗闪长岩、安山岩、二长花岗岩引起，低阻异常主要为矿体、矿化蚀变带、断裂冲水等因素引起。

2、该区矿致异常附近都出现在花岗闪长岩体接触部位，所以相对高阻、高极化异常体应为本区工作重点突破口。

3、AMT测深工作在该区与CSAMT相互对应的结果，并且AMT在纵向分辨率上弥补了CSAMT测深工作的不足，CSAMT多种方法联合反演对认识工区构造有一定的积极作用。

参考文献∶

[1]张胜业、潘玉玲.应用地球物理学 武汉 中国地质大学出版社[M]，2009.

[2]孙鸿雁、雷达、汤井田.电性可控源音频大地电磁法技术规程[S]中国地质调查局地质调查技术标准，2009.

[3]屈栓柱，徐敏山.新疆伊吾县琼河坝地区1：5万综合物探普查工作报告[R].新疆地矿局物化探大队，2011