基于CR法和CSAMT法的深部隐伏矿床形态特征探测研究——以安徽省沙坪沟斑岩型钼矿床为例

王兴会，杨志成，洪大军，张恺，董博，梁迪文

（安徽省勘查技术院，安徽合肥 230041）

0 引言

随着社会经济的发展，浅部矿日益枯竭，寻找深部矿、盲矿、隐伏矿已成为当今社会的发展趋势。近年来，地球物理勘探方法在深部找矿勘探工作中被广泛应用。其中，电法手段是解析深部地质结构、“攻深探盲”的重要手段[1]。然而，不同电法具有不同的应用效果，具有不同的勘探对象和勘探深度，因此选择适宜的电法手段发现深部矿体，更有效的圈定矿体范围对于深部隐伏矿床的找矿勘探尤为重要[2]。复电阻率法（简称CR法）具有勘探深度大、应用范围广、可测参数多、中深部高分辨率等特点，可控源音频大地电磁测深法（简称CSAMT 法）具有高阻层影响小、工作效率高等特点，均常被用于解析深部地质结构、了解深部矿体的形态特征等[3]。本文以安徽省金寨县沙坪沟斑岩型钼矿床为例，利用CR 法对研究区主矿体的空间分布进行综合分析和解译，并与CSAMT 法进行了对比研究。相关研究成果以期能够用于探讨不同电法的探测深部隐伏矿体的能力，使地球物理方法更好的服务于隐伏矿床的深部矿产勘查工作。

1 地质背景及地球物理特征

1.1 区域地质

沙坪沟钼矿区位于安徽省六安县，大地构造位置属于北淮阳褶皱构造带、商城-麻城断裂的东侧，一系列北北东向、北西向、近东西向断裂控制了区域内的构造格局[4]（图1）。

图1 研究区区域构造图（据313地质队，2011修改）Figure 1.Regional structure map of the study area（modified after No.313 Unit,2011）

区域内地层主要出露新太古代-古元古代变质表壳岩和变形变质侵入体，中元古代-下古生代中浅变质岩系，上古生代泥盆世和石炭世轻微变质岩，中生代侏罗世-白垩世地层和新生代地层[5]。

区域内褶皱、断裂构造较发育[4]。岩浆岩主要以火山岩和侵入岩为主，火山岩由晚侏罗世、早白垩世两个旋回构成，大部分呈北西西向展布于北淮阳褶皱构造带，少部分分布于郯庐断裂带东侧。侵入岩的出露面积远大于火山岩，基本沿北西西向断裂带分布，岩性主要有花岗岩、二长花岗岩、正长岩等[5]。

1.2 矿区地质

矿区内出露的岩浆岩主要以侵入岩为主，岩性主要为正长岩、隐爆角砾岩、二长花岗岩、花岗闪长岩（图2）。残留火山岩-沉积地层零星分布于研究区的西部。矿区内断裂构造较发育，基本以北东向和北西向为主，其中北东向断裂具有控矿作用，北西向断裂具有控岩作用，后期活动控制区内的成矿作用[4]。沙坪沟钼矿床矿体主要赋存在花岗斑岩体内及与正长岩接触带内，主矿体整体呈不规则巨大的椭球体。矿区内围岩蚀变强烈，且分带特征明显，目前研究认为沙坪沟钼矿床为典型的斑岩型钼矿床[6]。

图2 研究区地质简图（据313地质队，2011修改）Figure 2.Geological sketch of the study area（modified after No.313 Unit,2011）

1.3 电性特征

安徽省金寨县沙坪沟地区的物性参数来源于安徽省勘查技术院,统计表如表1所示。由表1可知，研究区内不同岩体视电阻率差异不大，但含矿岩体的视极化率较高，可作为物性特征刻画矿体的空间分布。

表1 沙坪沟地区物性参数表Table 1.Physical parameters of the Shapinggou area

2 地球物理方法

为了开展本文研究，研究共布设3条剖面开展CR法测量，L1线剖面、L3线剖面主要用于解析矿体的深部及东西向展布特征，L2线剖面主要用于解析矿体的深部及南北向展布特征。为了与CSAMT方法进行对比研究，3条剖面同时开展CSAMT法测量（图2）。

2.1 CR法

CR法是近几十年发展起来的高密度测量电法勘探的一种，以人工场源为主，广泛应用于石油、煤田构造、金属矿、水文地质等方面[7]。相比其他电测深法，CR法具有探测深度深的特点，可以探测地下构造、地电异常，为深部找矿提供地电依据；同时，CR 法具有激电反映高的特点，同等供电电流强度下，CR法反映的激电异常强度高；另外，CR 法测量参数多，可为深部探测提供丰富的物探信息，通过多参数相互验证，可降低后期资料解释的多解性[8]。

本次研究野外数据采集选用多极距的轴向偶极—偶极排列装置，观测频带为28～2-5Hz，沿剖面方向进行野外数据采集。野外采集结束后，对原始数据进行预处理，然后进行误差统计，剔除不合格曲线，统计谱曲线的合格率及优级频率。谱曲线需要进行反演拟合，反演软件采用安徽省勘查技术院在原SIP 反演软件基础上自主开发的程序，主要使用Core-Brown模型进行反演。

2.2 CSAMT法

CSAMT法是主动源电磁法，使用人工场源作为观测源。它具有频率可控的特征，摆平了音频大地电磁测深法信号差、工作效率低的缺点，同时具有供电电流强度高、高阻层影响小的优点，被广泛应用于金属矿、地热、非金属矿等各个方面，并取得良好的效果，越来越受到人们的重视[9]。

本次研究，CSAMT法野外数据采集时采用标量测量，在供电极距中点为顶点的60°张角范围内，选用收发距11km 进行野外测量，工作频带为0.125～9600Hz。野外测量结束后，进行数据预处理。处理过程主要包括电极点坐标偏差校正、畸变点再处理、曲线圆滑、极化模式识别、坏频带段处理、坏测点曲线删除、静态校正位移处理、地形校正处理、近场校正、空间滤波等。数据反演采用中国地质大学CSAMTSW软件进行，以获取地下的电性结果。

3 解译结果与讨论

CR法反演剖面结果如图3所示。CR法反演参数中，高充电率的异常位置与已知主矿体位置存在较好的对应性。异常的顶板标高50m，底板最深标高约-800m，东西向延伸范围约550m，南北向延伸范围约700m，与实际钻孔揭露的矿体空间展布近似，表明CR法的高充电率参数具有较好的表征深部斑岩型矿化空间形态的能力。然而，CR 法的高充电率参数对于控制矿区岩体侵入的断裂指示性较弱，虽然电磁电阻率对于断裂有一定的显示，但较之CSAMT方法，指示效果明显偏弱。CSAMT法反演成果如图3所示，其电阻率指标对于控制岩体边界的F6、F2 等断裂具有较好的指示，能够较好的描述断裂的空间位置和倾角特征，然而CSAMT可能受到浅层地下水的影响，在研究区浅部显示出层状的低阻异常带，同时由于研究区内不同岩体视电阻率差异不大，受制于勘探深度，CSAMT 方法对于本地区深部成矿岩体的水平界线也难以有效刻画。

此外，CR 法和CSAMT 法均有一定的方法局限性。由于本区岩体之间的电性差异较小，因此剖面上岩体之间的边界反映并不明显，无法通过区分成矿及非成矿岩体，对矿化空间进行描述；CSAMT 方法在矿体和围岩电阻率差异不大的条件下，无法有效刻画矿体空间范围，而CR法对断裂构造刻画不明显，且难以对浅部地质结构和矿化描述，需结合其他地球物理方法进行联合解译，以提升解释成果的可靠程度。

图3 L2线电法综合剖面图Figure 3.Line L2 comprehensive section of electrical method

图4 沙坪沟矿区综合推断图Figure 4.Comprehensive inference map of the Shapinggou mineral district

基于上述分析特征，进一步研究可以根据反演结果对矿体和断裂的水平展布进行刻画（图4）。断裂方面，F2、F6与已知的断裂基本吻合，为本区的控矿断裂，能够较好的利用地球物理方法控制主矿体的水平空间范围。圈定的主矿体在平面上投影近似椭圆形，边界受控矿断裂控制，与地质钻孔勘探成果吻合，显示出地球物理电法具有较好的对斑岩型钼矿床的深部探测能力。

4 结论

（1）复电阻率法的高充电率参数能够较好的刻画斑岩型钼矿化的空间形态，获得其矿化深度及矿化范围，对于隐伏的斑岩型钼矿床具有较好的深部探测能力。

（2）对比研究显示，CR 方法具有更深的勘探深度，能够较好的反映研究区深部的电性变化情况，对斑岩型矿化具有很好的指示意义；而CSAMT 方法对断裂等构造特征表达的更为突出，浅部电性变化细节更为明显。在对深部隐伏矿床进行找矿勘探时，需结合不同的探测对象和深度综合使用，以提升解释成果的可靠程度。