CSAMT在银坑牛形坝矿区隐爆角砾岩体勘查中的应用

陈后扬， 熊应胜， 吴应昌

(江西省地质矿产勘查开发局物化探大队，江西 南昌 330000)



CSAMT在银坑牛形坝矿区隐爆角砾岩体勘查中的应用

陈后扬， 熊应胜， 吴应昌

(江西省地质矿产勘查开发局物化探大队，江西 南昌 330000)

银坑牛形坝矿区隐爆角砾岩型的成矿模式是亟需研究突破的重要课题，探索研究区内隐伏的隐爆角砾岩体的空间形态特征则是首先要解决的问题。通过分析区内岩石物性资料，隐爆角砾岩体相对围岩的电性差异及弱磁反应，采用以可控源音频大地电磁测深(CSAMT)为主并结合磁测的技术手段查明研究区内隐爆角砾岩体的空间分布。结果表明，CSAMT对隐爆角砾岩体具有较好的反映效果，显示地表出露的两处爆破角砾岩体在深部构造上同根，且隐爆角砾岩筒往深部横截面逐渐变大。根据CSAMT反演成果，利用Voxler软件，建立了隐爆角砾岩体的隐伏三维空间形态，为该区下一步勘查工作提供了有利的依据。

隐爆角砾岩；CSAMT；磁测；Voxler

陈后扬，熊应胜，吴应昌.2016.CSAMT在银坑牛形坝矿区隐爆角砾岩体勘查中的应用[J].东华理工大学学报：自然科学版，39(3)：273-278.

Chen Hou-Yang, Xiong Ying-Sheng, Wu Ying-Chang.2016.Application of CSAMT to the prospecting for cryptoexplosive breccia bodies in the Niuxingba ore district，Yinkeng town[J].Journal of East China University of Technology (Natural Science), 39(3)：273-278.

隐爆角砾岩筒是重要的控矿构造之一。隐爆角砾岩筒主要形成在浅成到超浅成中酸性斑岩体的顶部，这些斑岩体规模小，多为小岩株(如丰山洞岩体、龙角山岩体)，多数人认为其深部通常与较大的隐伏岩体相连。角砾岩筒与围岩之间的接触关系比较复杂，有些为截然接触，这种情况多数是以断裂或裂隙带为接触面，但常见的是角砾岩与未受破裂围岩之间存在着数米宽的过渡带(章增凤，1991)。

已有研究推论表明，牛形坝矿区内矿化为形成于同一时期、由同一成矿作用形成的斑岩型-隐爆角砾岩型-脉型“多位一体”矿化类型组合，与隐爆角砾岩筒有关的矿化模式，是近年来正在探索中的可能取得找矿突破的潜在矿化类型。研究区内的隐爆角砾岩筒具有复杂性、隐蔽性等特点，且以往深部勘探技术手段有限，对该区产出于晚元古代褶皱基底地层中隐爆角砾岩筒的空间分布形态和特征研究较少。CSAMT是1980年代末在大地电磁(MT)法基础上发展起来的，是一种频率域的电磁勘探方法，它克服了MT法天然场源信号的微弱性，具有勘探深度较大(吴信民等，2013)、抗干扰能力强、采集效率高等特点。目前已广泛应用于深部地质找矿、地热资源勘查等方面(何继善,1990；石昆法,1999；陈凯等，2013；崔江伟等，2015；于昌明，1998；施明兴等，2006；柳建新等，2008；李富等，2014)。本文通过介绍利用以CSAMT为主，并结合磁测的物探技术手段在牛形坝矿区查明隐爆角砾岩筒的应用实例，根据CSAMT反演成果，利用Voxler软件对隐爆角砾岩筒的空间形态进行了三维立体预测，取得了较好的应用效果。

图1 牛形坝矿区地质图Fig.1 Geological map of the Niuxingba mining area

1 地质背景

银坑地区位于大王山-于山北北东向花岗岩带与于山东西向构造带的夹持区域，处于南岭与武夷山成矿带结合部位，牛形坝矿区处在区域性北北东向断裂的上盘(图1)。地表出露新元古代青白口系(Pt31bk)、南华系(上施组(Nh1s)和沙坝黄组(Nh2s))和中侏罗统罗坳组(J2l)陆相断陷盆地沉积，以及第四系联圩组(Qhl)和莲塘组(Qptl)。

研究区内的隐爆角砾岩均产于晚元古代褶皱基底地层，总体呈北西串珠状延伸、近椭圆状分布于樟树坳、井笔山、桥子坑等地，出露面积0.005～0.02 km2，以裂隙式喷发侵入为主，具有多期性岩浆活动特点，是一套中偏基性-中性-中酸性的次火山岩体。次火山岩主要岩性为：闪长玢岩、安山玢岩-闪长玢岩和石英闪长玢岩-花岗闪长斑岩。

隐爆角砾岩的空间分布与近东西向花岗闪长斑岩、花岗斑岩脉和贵多金属矿带分布相伴，角砾成分主要为花岗闪长斑岩及围岩岩屑，而胶结物普遍由石英、绢云母和黄铁矿组成，具热液隐爆角砾岩特征，与铜、金的矿化富集有明显的成因联系，有的本身即是矿体。

火山及次火山活动所形成的隐爆角砾岩筒是与成矿有关的一个重要的构造形式，是银坑地区重要的控矿、贮矿构造。

2 地球物理特征及物探工作布置

2.1 地球物理特征

对实测的岩矿石极化率、电阻率、磁化率、密度、剩磁强度，准确确定名称，划分所属层位或时代的基础上合理分类，求出每类岩矿石各物性参数的算数平均值。研究区岩石物性参数统计见表1。银坑地区地层岩(矿)石标本均为弱磁性或无磁性,青白口纪老地层、隐爆角砾岩(Bt)有一定的弱磁性。地层岩性中，侏罗纪的泥质粉砂岩电阻率最低，其余地层单元的电阻率值均较高，普遍呈中阻、高阻特征响应，隐爆角砾岩(Bt)电阻率值中等偏低，当隐爆角砾岩筒内部破碎、矿化蚀变时表现为低阻。

表1 研究区岩石物性参数统计表①

2.2 物探工作布置

针对研究区出露的两处隐爆角砾岩筒，分别以其为中心，选用CSAMT结合磁测的物探手段，布置了3条物探剖面(图2)：A-A′测线方位角90°，测线长度2 km；B-B′和C-C′测线方位角0°，测线长度各1.5 km；CSAMT点距50 m，使用的设备为美国Zonge公司生产的GDP-32Ⅱ多功能电法仪，工作频率0.125～8129 Hz，收发距大于8 km，发射偶极矩2 km探测深度1 000 m；磁测点距20 m。

图2 物探工作布置图Fig.2 Distribution of the exploration sites and lines for the geophysical prospecting

3 应用效果

3.1 典型剖面分析

(1)AA′综合剖面分析。AA′线呈东西走向布置，同时横穿出露的2处隐爆角砾岩筒(图3)。

图3 AA′线综合剖面图Fig.3 Comprehensive geophysical prospecting results profile of AA′ line

AA′线ΔT磁异常总体相对较强，峰值在-90～92 nT之间，正磁异常分布较宽。其中，延剖面向东100#～132#、275#～300#区段ΔT磁异常范围在-22～22 nT之间，基本属正常场范围，推测负异常区为岩性接触面或断层；132#～166#为正异常区段，ΔT值在1～33 nT，底部可能为岩体或青白口系地层； 167#～175#区段对应正负磁异常梯度带，推测为断层F引起；176#～253#为AA′线上ΔT磁异常最强的地段，由隐爆角砾岩和花岗斑岩共同引起。

AA′线CSAMT反演断面在140#～220#区段深部有低阻隆起异常，卡尼亚电阻率值小于400 Ω·m，将东西两侧的高阻异常分隔开来，该区段地表出露有2处爆破角砾岩筒，且对应较强正磁异常，推测为隐爆角砾岩引起，并可能受推测断层F控制。

“低阻隆起”以西的高阻围岩，卡尼亚电阻率值大于1 000 Ω·m，根据磁异常推测的岩体或青白口系地层均可引起该高阻异常。“低阻隆起”以东的高阻围岩，卡尼亚电阻率值在800 Ω·m以上，在浅部多个地段出现扭曲分支现象，推测存在花岗斑岩体后期侵入活动，把隐爆角砾岩筒分割成若干小块。

(2)BB′和CC′综合剖面分析。BB′和CC′线沿南北布置，BB′线穿过井笔山隐爆角砾岩体，135#以南为南华系上施组(Nh1s)和沙坝黄组(Nh2s)，其余布置于下新元古代青白口系库里组(Pt31bk)地层。CC′线则穿过井笔山东侧另一高地上的隐爆角砾岩体，测线穿过地层均为下新元古代青白口系库里组(Pt31bk)。出露的2处隐爆角砾岩体以北岩脉比较发育(图4)。

图4 BB′线和CC′线综合剖面图Fig.4 Comprehensive geophysical prospecting results profile of BB′and CC′ line

BB′和CC′线的ΔT磁异常曲线均比较平缓，场值普遍在-25～75 nT，在隐爆角砾岩筒北侧，ΔT磁异常曲线呈锯齿状，主要由浅部地质体引起，推测多与花岗斑岩脉(γπ)有关。井笔山以南正磁异常范围均较大，异常相对平稳，可能与隐爆角砾岩筒和花岗斑岩体有关。

BB′和CC′线的CSAMT反演断面在总体形态上相似，均在井笔山一带的深部出现了低阻隆起，卡尼亚电阻率值均小于400 Ω·m，结合磁异常特征，推测为隐爆角砾岩筒引起。其两侧则均表现为高阻围岩，卡尼亚电阻率值均在1 000 Ω·m以上，推测为青白口系地层，其中CC′线南侧100#～140#区段在-400 m标高以上的区域卡尼亚电阻率值相对周围高阻区更高，推测也有可能存在后期侵入岩体。南北两侧“高阻围岩”在170#/BB′和165#/CC′附近被分隔开来，这两个地段表现为低阻凹陷带，卡尼亚电阻率等值线均呈现梯度变化，推测为断层F引起。另外，在浅部都出现了卡尼亚电阻率相对更高的扭曲、分支的高阻团状异常，卡尼亚电阻率峰值在5 000 Ω·m以上，它们多出现在井笔山以北的地段，结合地质资料分析，这些地段岩脉比较发育，推测是引起该异常的主要地质体，这些后期侵入的花岗斑岩脉可能穿切了隐爆角砾岩筒。

3.2 综合分析

CSAMT反演成果中，高阻异常(1 200 Ω·m以上)可判定为花岗斑岩(γπ)，低阻异常(350 Ω·m以下)为隐爆角砾岩，中阻异常(350～1 200 Ω·m)为青白口系库里组(Pt31bk)变质凝灰质砂岩、变质沉凝灰岩。三条断面中部600 m标高以下都有大范围的低阻隆起异常。

结合该区地质资料，推断中、浅部存在后期岩体侵入活动，花岗斑岩(γπ)岩枝或岩株的根部往北东方向延伸。CSAMT反演断面中的底部低阻隆起推测为隐爆角砾岩筒，后期侵入的花岗斑岩在中、浅部穿切了爆破角砾岩筒，“低阻隆起”中部卡尼亚电阻率等值线呈梯度带变化，推测为断层F，其走向大致为地表出露的两处爆破角砾岩筒的连线，倾向北东，产状较陡。

利用Voxler软件对CSAMT反演成果进行了三维立体成图，对“低阻隆起”的形态进行了模拟(图5)，发现推测隐爆角砾岩筒在底部为“同根”状态，即井笔山和樟树坳出露的2处爆破角砾岩筒为深部推测隐爆角砾岩筒的2个分支。

图5 预测隐爆角砾岩筒三维立体成果图①熊应胜.2014.江西于都银坑-宁都青塘整装勘查区大比例尺物化探与勘查技术方法组合研究[R].Fig.5 Three dimensional map of the results to cryptoexplosive breccia prediction

4 结论

(1)通过结合研究区地质、地球物理特征，分析CSAMT反演成果及磁测成果，推断出了隐爆角砾岩体隐伏形态、花岗斑岩体侵位空间及地层、断裂构造的空间位置。

(2)以CSAMT反演成果资料为主，综合分析发现CSAMT异常与隐爆角砾岩体、花岗斑岩体、地层、构造有很好的对应关系，结合地质资料，推断了花岗斑岩的根部及其很可能于后期侵入穿切隐爆角砾岩筒。

(3)在Voxler软件中制作了CSAMT反演成果三维切片图，预测模拟了隐伏隐爆角砾岩筒的空间分布，分析隐爆角砾岩筒的地表出露的分支及深部主体的赋存关系，结果显示，隐爆角砾岩筒整个表现为低阻隆起形态，而地表出露的2处隐爆角砾岩体为深部“同根”主岩体的2个分支，且整个隐爆角砾岩筒的水平横截面往深部有变大的趋势，约在950 m深度其水平横截面长轴已达到1 km左右,说明其在深部的主体规模较大。

(4)在银坑牛形坝矿区矿产勘查中进行CSAMT、高精度磁测的物探方法，取得了很好的效果，物探方法手段选择得当，测网布置合理，在前期勘查过程中发挥了高质、高效、经济的优势，为研究区下一步整装勘查工作提供了有利的物探依据。

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Application of CSAMT to the Prospecting for Cryptoexplosive Breccia Bodies in the Niuxingba Ore District，Yinkeng Town

CHEN Hou-Yang, XIONG Ying-Sheng, WU Ying-Chang

(Geophysical & Geochemical Exploration Brigade of Jiangxi,Nanchang,JX 330000,China)

The metallogenic model on cryptoexplosive breccia in Niuxingba ore district is an important subject needed to be researched badly. And the prime problem is to study the spatial morphological characteristic of concealed cryptoexplosive breccias bodies. Based on the analysis of rock physical properties, along with the electric property difference and weak magnetic response of the cryptoexplosive breccias relative to surrounding rocks, the controlled source audio-frequency magnetotellurics(CSAMT) method combining with magnetic survey are carried out in the study area to identify the spatial distribution of the cryptoexplosive breccias. The results show that the CSAMT method responds effectively to cryptoexplosive breccias.Two surface cryptoexplosive breccias have the same root in the deep structure,and the cross section of cryptoexplosive breccias gradually becoming larger with the increasing depth. On the basis of the CSAMT inversion results, the three-dimension model of concealed cryptoexplosive breccias bodies was established by Voxler software, which provides significant geophysical basis for the next phase of geological prospecting.

cryptoexplosive breccias；CSAMT；magnetic survey；Voxler

2016-04-08

中国地质调查局项目“江西于都银坑-宁都青塘金银多金属矿整装勘查区关键基础地质研究”(12120114034801)

陈后扬(1989—)，男，工程师，主要从事物探方面的技术工作。E-mail:812771997@qq.com

10.3969/j.issn.1674-3504.2016.03.011

P631.3+25

A

1674-3504(2016)03-0273-06