大功率激电和CSAMT法在矿山外围找矿中的应用

朱杰君 王亮 杨杰

【摘  要】我国矿产深部矿埋藏深度大，加上矿床深部的地质特征并不明显，因此对于矿产的勘查比较困难，而且勘查成本和勘查风险较大。对此，相关矿产勘查人员应该及时更新观念，引入先进的找矿技术，提升找矿的效率和水平。大功率激电和CSAMT法正是在这样的情况下，得到了广泛的普及和应用，在矿山外围、深部矿、隐伏矿的找矿中发挥着至关重要的作用。

【关键词】大功率激电;CSAMT法;矿山外围;找矿

在某矿山外围开展大功率激电扫面和CSAMT剖面测量工作，识别砂岩、炭质粉砂岩及中酸性脉岩的分界及深部的構造特征;确定硫化物矿化带分布等。结果表明：大功率激电扫面结果所找出的成矿有利地段均表现为低阻高极化特征，CSAMT法的反演结果浅部与大功率激电结果一致，并很好地反应了深部构造特征。

1.矿山概况

某工作区总体面积约为11.25平方公里，整体属于低山丘陵区域，区域内海拔相对高差在数十到近百米之间，大部分地段的地形为缓坡，冲沟坡轻微发育，在局部区域形成深达十余米的U形切割地形。该工作区位于某铜锡矿外围，区内除第四系大面积覆盖外，出露最广的是侏罗系上统白音高老组，岩性主要为流纹质凝灰熔岩及呈透镜状、似层状凝灰质粉砂质泥岩。次为二迭系大石寨组，由黑色一灰黑色安山岩组成。

经现场地质勘查，工作区内岩石物性特征包括：一般的粉砂岩、细粒杂砂岩等具有低极化、高电阻的特征，多金属矿石具有高极化率、高密度、低电阻率的特征，具备电法找矿的物理前提，而含碳质较高的岩石由于同样具备较高的极化率，会在一定程度上对找矿工作行程干扰，需要相关技术人员的重视。

2.大功率激电和CSAMT法概述

大功率激电是一种非常有效的矿产勘查方法，具有探测深度大、分辨信号强，勘查速度快，操作方便，成本低廉等优点，是对矿靶区是否存在金属硫化物进行快速评价的可靠手段。在实际测量中，应用大功率激电法，可以针对矿靶区进行面积普查或者剖面测量，找出矿靶区内存在的与矿体有关的极化率异常，同时在平面上对异常的位置进行确定，结合极化率和电阻率的异常形态，对矿靶区存在矿体的可能性进行分析，确保找矿工作的顺利展开。CSAMT法即可控源音频大地电磁法，属于一种测量卡尼亚电阻和相位的电磁测深新技术，是在大地电磁法（MT）和音频大地电磁法（AMT）的基础上发展起来的一种人工源频率域测深方法。其测量原理，主要是利用人工场源，激发地下岩石，在电流流过时，会产生相应的电位差，而接收不同供电频率所形成的一次场电位，由于频率的不同，在地层中传播的深度也存在相应的差异，其所反映的深度与频率会形成特定的数学关系，而CSAMT法就是利用不同岩石电导率的差异，对一次场电位和磁场强度变化进行观测的一种电磁勘探方法。其优点主要体现在：

（1）勘探深度大，受地形影响小;（2）灵敏度高，可以有效划分断层;（3）工作效率高，对于良导介质的分辨能力强。（4）高阻屏蔽作用小，可以穿透高阻层。CSAMT采用赤道—偶极装置标量观测，在发射偶极60°偏离角范围内地面上观测两个正交的水平电磁场（Ex，Hy），根据以下公式计算，就可获得地下的视电阻率电磁波的频率，使用不同频率的电磁波达到对不同深度地层的探测目的。s;通过人工改变探测式中，代表频率，Ex为沿x方向的电场，Hy为沿y方向的磁场。

3.大功率激电和CSAMT法的应用效果

（1）大功率激电应用效果

该勘测区地表第四纪覆盖相对较厚，矿体基本上都没有在地面露出，而在其中一段浅部槽的勘查中发现，浅层岩体整体向西倾斜，倾角在15°左右。区域内存在薯条天然冲沟，其下部岩体倾角较大，达到80°。由此判断，该工作区内地下岩脉产状不充分，需要结合大功率激电法，对其岩体产状进行准确判断。结合扫面数据的采集和整理，可以得到相应的扫面视电阻率、充电率分布图，并在其中发现3条异常区带，对其进行了编号和分析。其中，1号异常区中心位置宽50m，长300m，属于低阻、高充电率，异常视电阻率在200-6000Ω.m，充电率约在40以上。2号异常区横穿所有测线，位于中低阻部位，充电率达到50以上。经槽探揭露，发现矿化，西倾175°，倾角15°。不过由于该异常区并没有封闭，因此仅能从南部小部分初步推测异常深部倾角逐渐变陡。3号异常由于仅仅被部分覆盖，因此需要进一步开展相应的勘查工作，不过从现有数据可知，其位于高充电率、低阻部位，在东部200m以下，发现有富集的铅锌矿脉，判断其为成矿有力部位。

（2）CSAMT法应用效果

结合激电扫面，可以发现，该区域内高低阻异常差异明显，规模较大且呈条带状分布。因此，在此基础上，应用CSAMT法进行深入剖析，结合5条CSAMT测线，经相应的数据反演，得出CSAMT成果。下图为100线与130线的CSAMT反演结果（图1）：可以看出，100线的反演结果在940号点、112号点1以及1340至1480号点各存在一个低阻区，将其依次编号为1、2、3号异常，在异常区域，等值线相对密集，而且存在着低阻异常，呈条带状分布。三处异常分别对应了大功率激电扫面中的三个异常，结合激电与CSAMT二维反演结果，发现激电异常与地下岩体有一定的对应关系，推测为含矿或矿化蚀变构造的反映。而从110线的反演结果来看，低阻异常与激电扫面低阻异常非常吻合，而且低阻异常区视极化率较高。110线断面特征与100线相似，视极化率相对高值区与地下岩体电性差异有着明显的对应关系。

结语

该测区开展多种方法综合勘探，经过对中梯扫面、CSAMT成果对比，发现各种方法出现的异常位置相互吻合，具有较好的找矿前景。通过这次研究，更加证实了CSAMT法对于复杂地形下深部隐伏矿体探测的有效性，其勘探深度大、分辨率高、抗干扰能力强的特点，使得CSAMT成为解决老矿山资源危机的最有效的手段之一。

参考文献：

[1]王立群，刘国兴，韩江涛，金忠宝.大功率激电和CSAMT法在敦化团北地区查找锡钼矿的应用[J].吉林大学学报（地球科学版），2008，38（z1）：4-7.

（作者单位：青海省柴达木综合地质矿产勘查院）