大功率激电和CSAMT在粤东鸿沟山矿区中的应用

杨锡丰

（广东省地质局第二地质大队，广东 汕头 515021）

19世纪人们就发现了岩石具有激发极化效应，20世纪60年代以来，激发极化法就是寻找无磁性的有色金属矿床，如铜、钼、铅、锑等矿床和部分无磁性或弱磁性黑色金属矿床，如赤铁矿、软锰矿等，以及硫铁矿和石墨矿的主要物探方法，在金矿和其他贵金属矿床勘探方面也具有广泛应用[1]。可控源音频大地电磁测深是利用人工交变电磁场研究地球结构的一种地球物理勘探方法，因其勘探设备较为轻便，勘探深度大、勘探费用低、纵横向分辨能力强等特点，该方法在普查石油、天然气、煤田、地热田，解决工程、环境地质问题及寻找金属矿产等方面应用，并取得了明显的地质效果[2]。

鸿沟山矿区处于武夷成矿带西南段外延，区内断裂构造发育，山火、岩浆活动频繁，物化探异常明显，成矿条件优越，具有良好的找矿前景。区内有北东、北西向两组断裂构造，其中北西向为鸿沟山矿区主要控矿、容矿构造。区内矿体主要产生于花岗闪长斑岩外接触带，硅化、绿泥石化、黄铁矿化蚀变强烈。以上矿区地质特征为本次物探工作提供前提条件，通过开展相应的物探方法并取得较好的应用。

1 区域地质

1.1 地层

矿区出露的地层老至新分主要为晚三叠世头木冲组（T3t）、晚三叠—早侏罗世银瓶山组（T3J1y）、中晚侏罗世热水洞组（J2-3r）及第四系（Q）。晚三叠世头木冲组（T3t）主要为含砾砂岩、中粗粒砂岩、细砂岩、炭质粉砂岩夹泥岩；晚三叠—早侏罗世银瓶山组（T3J1y）主要为砂岩、粉砂岩夹含砾砂岩；中—晚侏罗世热水洞组（J2-3r）主要为流纹质、英安流纹质火山碎屑岩，夹流纹质、英安流纹质熔岩；第四系（Q）主要为鹅卵石、卵石、岩块、岩屑、砂、细砂、亚黏土、黏土等松散沉积物。

1.2 构造

区内断裂构造发育，主要有北东向、北西向两组断裂，其次为近东西、近南北向断裂，其中北西向是本区重要控矿、容矿构造。其中北西向断裂组总体倾向北东，局部倾向南西，倾角中等偏陡，沿断裂带节理裂隙较发育，呈微细—细网脉状产出，硅化、绿泥石化、褐铁矿化、黄铁矿化广泛发育，是本区重要控矿容矿构造。北东向断裂组总体倾向南东，局部倾向北西沿断裂硅化、绿泥石化、褐铁矿化、碎裂岩化较发育。

图1 区域地质简图

2 岩矿石物性参数特征及工作方法

2.1 岩矿石物性参数测试

矿体与围岩具有足够大的物性差异是物探工作的充分必要条件[4]。采集区内主要岩矿石标本，并进行实地对称小四极测试，得出鸿沟山矿区岩矿石物性参数特征见表1。由表中可知：区内褐铁矿化、含铁砂岩的η值最高，其值大于4%，其中前者属于中高阻，后者属于中低阻；一般砂岩、泥岩属低极化体，其值均小于2%；花岗闪长岩属于高阻中极化极体；根据露头测定结果，砂岩、泥岩的 值有明显的方向性，其中北西向的η值大于南西向，这可能与岩石的电子导电排列方向有关；砂岩、泥岩的露头测定结果，值显著高于标本测定结果，这除了两者使用不同的仪器外，可能前者测定数量有限，代表性不够充分以及位置不同等有关。

表1 鸿沟山矿物物性测试成果

2.2 工作方法

激电扫面工作面积2.7km2，测线方位38°，采用中梯装置，AB=1,700m，MN=40m，正反向供电8s，断电延时200ms。外业工作敷设一次供电电极采用（三）台接收机同时观测，最大旁侧距离200m。

音频大地电磁测深是在完成激电中梯扫面后，再选择较好成矿有区域开展工作。CSAMT共完成测150个，共布置3条测线。本次工作采用的工作频段为1Hz～8192Hz，收-发距5km，发射极AB为1km，接收机极距为20m。

3 数据处理及资料解译验证

3.1 数据处理

激电中梯主要是绘制视电阻率、视极化率等值线平面图；可控源音频大地电磁测深通过对原始数据进行转换和数据整理后，通过仪器厂商自带的反演软件运算成图，主要有电极点位坐标差校正、曲线自动圆滑、跳变频点处理、两端坏频截断处理、坏测点曲线废弃删除或插值利用处理、近场校正、静态校正处理、测线断面反演处理、多测线数据高程切片及成果绘制等[5]。

3.2 激电中梯异常特征

通过对测量数据处理分校后可知，鸿沟山矿区视电阻率平均值为677Ωm，极化率平均值为3.59%。视电阻率低阻异常上限为170Ω·m；视极化率异常方差为0.95，异常下限为5.49%。

圈定视电阻率异常和视极化率异常范围，如下图所示。图2为电阻率异常图，从图上可知，电阻率异常共3个，分别为DZ1、DZ2和DZ3。DZ1位于鸿沟山南西侧，异常呈北西向展布，异常中心不明显，梯度较缓，其南东部未闭合。DZ2位于鸡笼山北部，异常呈北东向展布，梯度缓，其南西部未闭合。DZ3位于鸡笼山，呈北东向展布，梯度缓，呈狭长状。

图3为极化率异常图，从图上可知共划分了2个异常带，分别为IP1和IP2，其中IP1分IP1-1和IP1-2。IP1位于鸿沟山南西侧，总体呈北西展布，其中IP1-1梯度陡，异常中心明显，南东部未闭合；IP1-2梯度缓。

结合地质资料，DZ1和IP1异常区基本重叠，为低阻高极化，区内有V6、V7、V8和V9矿脉经过，且为北西向，该处化探异常良好，推测该异常区内为成矿有利部位。DZ2附近有褐铁矿化点出露，在其北侧有平行断裂经过，推断该异常区可能有断裂经过。DZ3和IP2有重叠区域，为低阻高极化，区内有V12、V13、V14和V15矿脉经过，为北西向，DZ3与北东断裂平行，化探异常良好，推测DZ3可能有断裂经过，IP2有成矿有得带。

图2 视电阻率等值线平面图

图3 视极化率等值线平面图

3.3 音频大地电磁测深异常特征

3.3.1 Ⅰ号线二维反演成果

如图4所示，Ⅰ线共有测点47个，测线长为1880m，测线剖面上电阻率值总体较高，有多处高阻异常，在中深部有层状电阻率带。

通过结合已竣工钻孔和岩石测试结果，对比本测线反演结果，圈定多处高阻异常，推测该高阻异常可能为岩体造成。在测线12～19号测点，标高约为-160至160m间，有一高阻异常区域，推测该异常区域可能为岩体造成。在测线22～24号测点，标高约20m～220m间，有一高阻异常区域，推测该异常区域可能为岩体造成。在该异常左侧，有一明显低异常，在测点22号附近，电阻率梯度大，推测该处可能为成矿有利带，编号为AMT1。在测线27号，和30至32号，有两处高阻异常区域，推测两个高阻异常可能为岩体造成，位于两个异常区间，测点29号附近有一低阻异常区，该处电阻率梯度大，推测该处可能为成矿有利带，编号为AMT2。

图4 I号线CSAMT二维反演推断解释剖面图

图5 Ⅲ号线CSAMT二维反演推断解释剖面图

在34至39号测点间，存在高阻异常区域，推测该异常区域可能为岩体造成。在41于47号测点间，也存在一个高阻异常区域，推测该异常区域可能为岩体造成。在测线上标高约-480至-240m间，电阻率变化较为平缓的，呈近水平层状分布，电阻率梯度缓，电阻率值约为几欧姆米至几百欧姆米，结合实际地质情况，推测该层可能为含碳砂岩。

Ⅰ号测线共圈定了2个较好的成矿有利带，需进一步加强地质予以查证。

3.3.2 Ⅲ号线二维反演成果

如图5所示，Ⅲ号线共有测点50个，测线长为2000m，总体电阻变化平缓，梯度小，呈平行层状分布，上部有多有个区域梯度变化大。

在测线6至8号测点间，标高约为-20m至100m，有一高阻异常区域，推测该异常区域可能为岩体造成。在8号测点附近，有一低阻区域，电阻率梯度大，推测该处可能为成矿有利带，编号为AMT4。

在测线19至23号，标高约为-70m至20m间，有两处高阻异常区域，推测该异常区域可能为岩体造成。在21、22号测点附近，有一低阻区域，电阻率梯度大，推测该处可能为成矿有利带，编号为AMT5。通过查阅地质资料发现，蚀变填图中，在该异常区域地表褐铁矿化较强。

在测线35号至38号测，标高约-140m至20m间，有一高阻异常区域，推测该异常区域可能为岩体造成。在该高阻异常左侧，局部电阻率梯度大，且低阻异常明显，推测该处可能为成矿有利带，编号AMT6。

在测线33号至50号测点间，中深部有一呈近水平层状分布，电阻率梯度缓，电阻率值约为几十欧姆米至几百欧姆米，结合实际地质情况，推测该层可能为碳质砂岩或泥质砂岩。

4 结论

通过激电中梯扫面和可控源音频大地电磁测等工作后，结合矿区矿体特征和成矿规律，矿体与燕山期岩浆活动有密切关系，多产于构造蚀变岩中，而蚀变岩中多为富含金属硫化物，与围岩电性差异明显。利用激电中梯测量共圈定异常5处，可控源音频大地电磁测深圈定6处。在激电异常IP1-1和可控源音频大地电磁测深AMT6附近布置验证钻孔ZK10002，通过钻孔揭露发现在ZK10002孔深133m至139m有6m连续矿体，另外孔中多处见矿，其中金最高品位为19.3g/t，银最高品位为223g/t，异常得验证，说明本次物探工作在寻找本矿区类型矿床方面有较好应用效果。