音频大地电磁测深法在鲁南地区金伯利岩勘查中的应用

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1、音频大地电磁测深法在鲁南地区金伯利岩勘查中的应用张健桥，史忠民，曹春国（山东省物化探勘查院，山东济南250013）摘要：本次勘查区位于鲁南地区的金刚石找矿Ⅰ级预测区内，该区东临沂沭断裂带、且位于蒙阴金刚石原生矿带的南延带上，成矿地质条件较好。通过对蒙阴已知金刚石矿区和其它地区所做的岩石物性测量结果的分析，得知金伯利岩岩管与围岩有着明显的电阻率差异，使得利用音频大地电磁测深法进行深部勘查有着充分的地球物理前提依据，最终圈定近于直立且下延较深的低阻异常体，成为寻找该区金伯利岩金刚石的重要标志。关键词：金刚

2、石原生矿，金伯利岩岩管，音频大地电磁测深，低阻异常体，找矿标志当前，寻找金刚石矿床已成为我国找矿工作的重点之一，相应找矿难度也较大。纵观世界各国的找矿经验及我们研究的综合勘查模式，地球物理勘查始终占据着重要的地位。目前，就山东省鲁南地区已知金刚石矿床的成矿特点，高分辨率、勘探深度大的地球物理方法的应用已迫在眉睫。因此，基于天然场源的音频大地电磁测深法（AMT），通过对地面电磁场的观测，来研究地下岩矿石电阻率的分布规律，将成为寻找金伯利岩的行之有效的地球物理探测方法。1矿区地质概况本次勘查区位于华北地台

3、（Ⅰ）东南部的山东部分、鲁西台背斜（Ⅱ）的南部，即尼山隆起（Ⅳ）区之临沂穹断（Ⅴ）东北部，东侧50公里为沂沭断裂带（Ⅲ）。区域地层主要有古生界寒武系、奥陶系及新生界第四系，各地层岩性由老至新分别为李官组（∈L）、朱砂洞组（∈）、馒头组（∈M）、张夏组（∈j）崮山组（∈jG）、炒米店组（∈j）、三山子组（∈—OjS）、马家沟组（OM）。该地区岩管周围广泛出露寒武系三山子组C段白云岩，其下岩性由灰岩、砂岩、页岩等组成。工作区内发育有两条构造角砾岩带和两条断裂构造，构造角砾岩带一条近南北向，位于岩筒的西侧，

4、另一条位于岩筒的东北侧，展布方向为北西向；两条断裂构造平行分布于岩筒的东南侧。除在岩管内见有凝灰角砾岩、凝灰岩、角砾凝灰岩外，区域上岩浆岩不发育。2地球物理特征2.1磁场特征在远离岩管的灰岩地层上，△T磁场显示强度为－10nT的平缓背景场，在穿过岩筒中心部位的东西向磁测剖面上，显示围岩和岩筒有明显的磁性差异，岩筒上靠近西边界5米处，显示20～35nT的低缓正磁异常。在平面图上，岩筒上东南角部分△T磁场值高达719nT，由10nT等值线圈定的正磁异常呈直径约40m的等轴状，且在正异常北侧伴生强度约－61

5、00nT的规整负磁异常。在正异常中心钻探揭露，测得68米深度处岩石磁化率1500～3500×10-64πSI，82m～84m处岩石磁化率2500～5200×10-64πSI，因与凝灰角砾岩混染且风化严重，未能对磁性岩石定名，但种种迹象表明磁性岩石可能为后期继承性喷发的安山岩，从其形成的磁异常特征看，异常源应为100m以浅、向南倾斜的柱状磁性体，但该磁性岩体并不能说明深部岩体的性质。2.2电性特征测区内未做过系统的电法勘探和岩石电参数测量工作，但从蒙阴已知金刚石矿区和其它地区所做的岩石物性测量结果（见表

6、1）看，各种金伯利岩的电阻率一般在50～530Ω·m之间，凝灰角砾岩电阻率一般在几百～几千Ω·m之间，灰岩、白云岩电阻率在1000～几万Ω·m以上。也就是说如果岩管深部有金伯利岩存在且具有一定的规模，它与围岩和上覆凝灰角砾岩间的电阻率差异将有可能在地表被观测到，这也正是我们利用电法勘探在本区探查金伯利岩的地球物理前提。蒙阴金刚石矿区及其它地区岩矿石物性测定统计表表1标本名称电阻率ρ（Ω·M）金伯利岩角砾岩280金伯利碳酸盐岩角砾岩530斑状金云母金伯利岩60～70含岩球的斑状金云母透辉石金伯利岩80～

7、100含围岩碎屑的斑状金伯利岩50石灰岩1000～40000凝灰角砾岩408～4579安山岩727～2820流纹岩8626花岗岩1500～11404二长花岗岩2000～11404苦甘玄武岩1479橄榄霞石岩42605～100732玄武岩60～24243工作方法及参数选择3.1AMT勘探原理及推断解释原则音频大地电磁测深（AMT）法所观测的物理参数是测点上的感应电场和感应磁场，而测得的电、磁场强弱变化又与地下岩（矿）石的电性分布有关。由于天然电磁场的频谱在104Hz～10－4Hz之间大致连续变化，当采集

8、时间充足时即可获得勘探深度范围内不同深度上的电磁场响应数据。通过对实测电、磁场数据转换处理，最终计算出测点下方不同深度的视电阻率参数，该参数与常规电法视电阻率参数物理意义相同，成果的解释推断原则亦相同。6本区探测的目标地质体是高阻围岩中相对低阻的金伯利岩岩管，按照金伯利岩和围岩的电性特点，以及金伯利岩的产状规律和形态特征，本区推断金伯利岩的物探异常标志为：在断面等值线图上表现为近于直立的、下延深度较大的低阻“U”形状、漏斗状、带状、鸡尾酒杯状等；在水平切