音频大地电磁测量法在金属矿区地质构造测量中的应用研究

焦智伟，朱佳宁

（1.核工业航测遥感中心，河北 石家庄 050002；2.铀资源地球物理勘查技术中心重点实验室，河北 石家庄 050002）

目前，探测断裂构造的手段主要有地质调查、遥感、物探等。对断裂深部信息的探测主要采用电法、电磁法等。金属矿区正常矿石的电阻率普遍较高，断裂发育部位的矿石受构造活动及热液活动的影响，矿石结构、构造发生变化，表现为破碎、蚀变特征，其电阻率较围岩有大的变化。矿石的这种导电性差异为电磁法测量提供了有利的物性条件。笔者通过在赣南地区某矿体开展音频大地电磁测量，总结了断裂构造在反演电阻率断面图中的形态特征。

1 研究区地质概况

研究区大地构造位置位于华南褶皱系的赣西褶皱带，同时位于兴国～永丰～长洛复背斜的轴部[1]。

研究区主要矿物特性为燕山早期的粗中粒斑状矿物，其次是燕山晚期的细粒矿物（图1）。燕山早期的粗中粒斑状矿物分布于研究区北部、东部和东南部。研究区构造有北东向和近东西向两组。规模最大为北东向展布的鱼梁～石角塘矿层破碎带，是研究区主要控矿和储矿构造，该断裂有分支、复合、膨胀、收缩等特点，具有多期活动性，早期活动产物是沿张性断裂充填的矿脉。近东西向构造规模相对较小，分别以红化碎裂矿化带和煌斑破碎带的形式出现。由于矿石的机构、构造受到破坏而形成碎裂矿物，呈碱交代蚀变发育。研究区矿化对金属矿物岩性无明显的选择性，断裂构造是控制成矿的主要条件。矿体的产状与断裂带一致，为脉状或透镜状[1]。

图1 研究区地质及测线布置图[2]

2 区域主要矿物的电性特征

采用“露头小四极”法对研究区的主要矿物性进行电阻率参数测定。从表1中的测定结果可以得出，研究区矿石的电性差异主要表现在构造与围岩之间。燕山早期中粗粒斑状矿物电阻率值和燕山晚期细粒斑状矿物的电阻率值差异不大。

图2 L02线反演电阻率断面及钻孔剖面图

表1 矿物电阻率参数统计表[1]

3 数据采集与处理

在研究区共布置测线3条，测线方向为NW315°，单条测线长900m，测线主要穿过鱼梁～石角塘矿层破碎带（图1）。数据采集使用EH-4连续电导率剖面仪，采集频率范围10kHz～100kHz，张量测量方式。数据处理分为预处理和反演处理。初步预处理采用傅里叶变换将时间域信号转换为频率域信号，进而得出阻抗值。数据处理采用bostick法将频率～电阻率值转换成深度～电阻率值。

4 研究区电阻率特征分析

图3 反演电阻率断面立体示意图

再以经过钻孔的L02线反演电阻率断面图作分析（图2），钻孔ZK4-4及钻孔ZK4-2在深部均揭露到鱼梁～石角塘破碎带，ZK4-2在深部揭露到矿化，矿化产于硅化破碎带中。对比L02线反演电阻率断面图，在钻孔揭露位置出现舌状低阻体，沿北西向深部延伸，延深大致1 km，舌状低阻体较清晰的反映了鱼梁—石角塘破碎带（F1）的产状及延伸特征。综合三条测线的反演电阻率断面图分析（图3），断面图的形态基本一致，且在断面图的中部均出现了舌状低阻体，低阻体的中心位置基本与研究区的主构造鱼梁，China石角塘硅化破碎带对应，电法测量结果客观反映了该构造在深部的延伸形态。

5 结语

通过在研究区开展音频大地电磁测量，并将电磁法与地质、钻孔资料相结合作了综合分析，得出以下几点认识：

（1）研究区平面电阻率表现为自浅部向深部逐渐增高的特征，反映了研究区浅部受风化程度强，深部风化程度较弱。同一深度不同部位的平面电阻率也存在较大差异，反映了构造活动对矿体的改造程度不均。

（2）研究区的主构造鱼梁～石角塘硅化破碎带在电磁法反演电阻率断面图中表现为向北西陡倾的舌状低阻体，经过钻孔资料验证，音频大地电磁测量结果客观反映了该构造向深部的延伸形态。

（3）在数据处理过程中，采用了一维bostick反演方法，反演结果对断裂尤其是断裂在深部的形态有较为清晰的反映。

（4）从反演电阻率断面图可以看出，舌状低阻体的宽度较实际的断裂构造宽度要大，说明了电法测量的低阻异常规模大于实际地质体。