矿区金属矿勘探AMT法运用

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1、矿区金属矿勘探AMT法运用音频大地电磁测深(AMT,AudioMagnetotelluric)法主要用于金属矿、地热田、工程和埋藏不深的油气田勘探。20世纪60年代初，Strangway等提出LE音频人地电磁法。在20世纪70年代，Strangway等在应用音频大地电磁测深法寻找金属硫化矿床方面做了大量T作，取得了有意义的成果l_2Jo音频大地电磁测深法是通过观测由天然平面电磁波信号以确定地下的电阻率值的方法，具有対低阻体有较好的分辨率的优点，高效低成本。由于频率较高，对浅部的分辨率较高，更适于资源勘探，是重要的地球物理探勘手段。

2、缺点是场源不可控制并且信号微弱，易受自然环境的影响，尤其是在矿山、城区附近很难开展工作。下面，笔者利用软件处理解释某矿区的AMT数据,得到TM极化模式(横向极化模式)下的二维视电阻率断面图，根据对比地质剖面和钻孔资料，结合超基性岩体的矿化规律，论述了AMT法在某矿区金属矿勘查屮的应用效果。1矿区地质与地球物理特征1・1地质特征矿区地处太平洋板块向亚洲板块俯冲，消减形成一系列北东一北北东向深断裂以及东西向和北西向3组断裂构造并存的格子状断裂系统。这些格子状排列的断隆、断陷带和格子状断裂构造系统是该区主要的构造形式，它们不仅控制了中生

3、代断陷盆地，也控制了区内矿产的分布格局。该矿区地下岩体为中元古代超基性岩，山斜方辉右和贵橄榄石组成，岩石强烈镁铁闪石化，与其伴生较多金属矿物沿其矿物节理或空隙分布，属镁质超基性岩。地表见超基性岩，呈北东向透镜状产出，总体向北西陡倾斜，自北向南西侧伏。岩石主要矿物成分为橄榄石、普通辉石和片状金云母。橄榄岩面呈灰黑色，块状构造，较强蛇纹石化。1.2地球物理特征该矿区超基性岩体具低阻高极化异常特征。在矿区内共釆集了3个钻孔(井一1、井一2、井一3)岩芯、探槽及地表露头岩石标本，根据采集的岩芯和岩石标本发现该区的蚀变大理岩、橄榄岩的密度特

4、别高，平均值达3.OOg/cm。以上；角岩、辉绿岩的密度较高，平均密度值达2.90g/cmo以上;此类岩石若冇一定的规模，则能引起明显的局部重力高异常。在磁性方面,辉绿岩的磁性最强，磁化率值达2909X4nX10一(SI)；橄榄岩、花岗岩的磁性较强，磁化率平均值分别为1599X4nX10一s(SI)和1162X4nXlO-s(SI)；若此类岩石埋藏较浅，在地面则能引起峰值不同的局部高磁异常。2AMT原理及数据处理2.1AMT方法原理釆用标量的方式，即在测点同时观测相互垂直的电场(E)和磁场(E)分量，并按：/o计'算视电阻率，绘出

5、视电阻率曲线，并对它进行解释口］。式中，p口是视电阻率；是电磁波的频率；flo是真空中的磁导率。2.2反演算法DOccam反演Occam反演实际是求一个多层地球模型的最光滑解，即在一定的拟合误差标准下使模型的粗糙度最小。Occam反演以其稳定的收敛性在MT(Magnetotelluric,大地电磁测深法)中得到广泛应用，其稳定收敛性主要来自2个方面：对数等间隔的垂直剖分及求最光滑模型口］。2)非线性共辄梯度法该算法是为了计算MT的2D反演问题的正则化解，使H标函数最小以能使错位数据和电阻率的空间二次导数规则化[4],即校正错位数据

6、和模型的光滑度。二维非线性共轨梯度法反演广泛应用于MT的2D反演中。2.3数据处理1)数据的编辑野外采集工作，由于干扰和观测误差的存在，某些频段的频点数据有时会出现非正常的跳跃和飞点。根据相邻测点的曲线特征，对每一个测点进行编辑，对测点曲线进行圆滑或丢弃误差太大的频点，保留高质量的频点数据。2)1D反演根据实测的视电阻率喘线分层，并赋予每层电阻率值和厚度值，以此作为初始模型进行Occam反演，并对初始模型不断修改再反演，直到计算的视电阻率曲线和实测的视电阻率曲线拟合差达到所要求的精度。1D反演形成2D拟断面，并能得到视电阻率剖断面

7、。2)2D反演以lDOccam反演后得到的视电阻率剖断面作为2D反演的初始模型剖分网格，并设置反演参数进行2D非线性共轨梯度反演，最终得出2D反演视电阻率断面图。3成果资料解释在数据处理进行2D反演时，需要设定一些参数，以约束反演模型和迭代,比如平滑因子r、门槛误差、加权函数a和等。在TM极化模式下取平滑因子r—1,门槛误差TMRho=10和TMPhase一5,加权函数a—0.3和fl=0,迭代100次后，均方根误差RMS-2.123o最后得出2D反演视电阻率断面图和2D模型的实测的与计算的视电阻率拟断面拟合比较图，如图1和图2所

8、示。图2中，上半部为实测的2D视电阻率拟断面图，下半部为计算的2D视电阻率拟断面图。由图2可看出，计算的视电阻率值和相应深度绝大部分与实测视电阻率值和相应深度相符合，拟合效果是令人满意的。钻孔井一1井一2和井一3的位置分别处丁•测点L0—1300>