可控源音频大地电磁方法在古河谷砂岩型铀矿勘查中的应用效果评价

张江旭　邢立民

摘 要： 可控源音频大地电磁法（CSAMT）由于具有双向分辨率高、探测深度大等特点，近年来在各类地质勘查工作中得到广泛应用。本文通过在二连盆地新乌苏地区开展CSAMT测量工作，并结合地质、测井等资料进行综合解释，对CSAMT方法在古河谷砂岩型铀矿勘查中的应用效果进行了客观评价。

关键字： 可控源音频大地电磁法； 二连盆地； 古河谷砂岩型铀矿

新乌苏地区位于乌兰察布坳陷脑木根凹陷西南缘，前人资料显示，该区发育赛汉组古河谷，具有有利的铀成矿地质条件。但由于盆地内新生代地层覆盖较厚，地表露头极少，以往钻孔施工深度较浅，未有效揭穿目的层位—赛汉组，致使区内地层划分尚无统一认识。

可控源音频大地电磁法（CSAMT）是产生于MT和AMT基础上的一种频率域电磁测深方法，由于采用人工控制的场源进行信号发射，使得信号强度和抗干扰能力大大增强。近年来CSAMT在二连盆地铀矿找矿中得到了广泛应用，主要用于探测盆地基底埋深及起伏情况、深大隐伏构造，揭露各盖层地层结构及目标层赛汉组古河谷砂体空间展布特征等。

1. 区域地质及地球物理特征

1.1 地质特征

研究区位于乌兰察布坳陷脑木根凹陷西南缘，南北紧邻苏尼特隆起和哈达凸起等构造分区。区内主要分布北东向深大隐伏断裂构造，以拉张走滑断裂为主。

主要地层结构自下往上依次为：①华力西期—燕山期花岗岩及古生代变质岩。②下白垩统赛汉组下段以灰黑色泥岩、粉砂质泥岩夹砂岩为主，上段泥岩、砂岩、砂质砾岩和含砾中粗砂岩等为主。③古近系砂砾岩、粗砂岩、粉砂岩、泥岩等。④第四系。

1.2 地球物理特征

研究区主要存在两个电性分界面：一是前白垩高阻基底与中低阻的赛汉组地层之间的电性界面，二是赛汉组顶部的低阻泥岩段与上覆的古近系地层底部的中低阻砂砾岩之间的电性界面，另外在赛汉组地层内部，由下而上分为低—高—低的三层电性结构特征，底部为以湖沼沉积的泥岩、泥灰岩等为主的赛汉组下段地层，电阻率低于5Ω·m；中部是本区主要的找矿目标层赛汉组上段古河谷地层，其整体电阻率大于10Ω·m；上部则为赛汉组顶部的泛滥平原沉积的泥砂互层，电阻率一般小于5Ω·m。以上所有的电阻率差异特征为开展电法测量工作提供了物性前提。各地层（岩体）电性特征见表1-1。

2. 应用效果评价

通过对CSAMT数据处理、反演，并结合地质、钻孔等资料进行地质推断解释，对新乌苏地区的断裂构造、基底埋深、盖层结构及找矿目的层发育情况进行了深入研究。主要取得以下成果：

1. 区内中新生代地层主要由下白垩统、古近系及第四系构成（图2-1、2-2）。其中，第四系覆盖范围小，厚度很薄；古近系总厚度约150m（部分地段较厚），呈近水平层状分布，在垂向上大致分为三层结构，浅部主要由砂岩、粗砂岩、含砾粗砂岩、砂质砾岩组成，中部以泥岩为主，底部以含砾粗砂岩、粗砂岩沉积为主；下白垩统赛汉组上段可分为二层结构，顶部主要由泛洪相沉积的泥岩、含砾泥岩等组成，沉积平均厚度约50 m，最大厚度达80m，呈近似水平层状分布；底部则由河流相沉积为主的砂岩、砂质砾岩和含砾中粗砂岩组成，其厚度为50～400m，变化较大，以凹陷中心为对称轴，总体呈顶平底凸的透鏡状展布；下白垩统赛汉组下段，主要由湖泊和扇三角洲前缘沉积的泥岩夹砂岩、泥灰岩等组成，厚度变化及展布特征与赛汉组上段相似。

赛汉组上段顶部的泥岩与其下段泥岩共同构成找矿目的层赛汉组上段砂体的隔水顶、底板，空间上具有泥—砂—泥互层的地层结构。

2. 区内主要的断裂构造发育于赛汉组以下地层中（图2-3），以拉张走滑断裂为主，构成了走向NE的基底断块系统，控制了凹陷的边界，形成了一系列的单断箕状凹陷、双断型凹陷。控盆断裂形成于赛汉组沉积前期，并未完全切穿赛汉组下段地层。

3. 本区盆地基底主要由前白垩统变质岩及华力西期—燕山期花岗岩组成，呈北东向展布。基底埋深较深，总体超过1000m，自西往东有逐步加深的趋势，局部地段略有起伏，可能是盆地内部小型凸起所致。

3. 结论

可控源音频大地电磁（CSAMT）法作为一种高效便捷的物探测深方法，在探测盆地基底埋深与起伏状况、深部隐伏构造、划分盆地盖层结构及圈定古河谷砂体空间展布特征等方面效果显著，在寻找古河谷砂岩型铀矿床工作中具有很大的应用前景。

参考文献：

[1] 刘波，王浩峰等，内蒙古二连盆地中西部铀矿资源远景调查2016年度报告.

[2] 孟宪锋. 可控源音频电磁测量在豫西礼庄寨隐伏铝土矿床勘查中的应用[J]. 地质调查与研究， 2011， 34（2）：150-153.

[3] 底青云， 王若等. 可控源音频大地电磁数据正反演及方法应用[M]. 科学出版社， 2008.