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1、CSAMT找矿实例CSAMT在陕西凤太地区寻找隐伏金属矿上的应用1 引言陕西凤太地区是我国西部重要的铅锌多金属矿产地,扩大矿区规模,充分利用资源优势,发展当地经济,在西部开发工作中具有重要意义。可控源音频大地电磁法(CSAMT)是一种频率域的电磁勘探方法,它具有勘探深度大,分辨率能力强,观测效率高等特点,是研究深部地质构造和寻找隐伏矿的有效手段。2000年在凤太地区开展了CSAMT工作,首先在已知剖面进行了特殊地质地球物理环境的试验工作；尔后在成矿有望地段布置了13条勘探剖面,查明了勘探剖面的地质构造分布的
2、断面特征,对异常体进行了空间定位。2 地质及地球物理特征2.1 地层本区出露地层为中泥盆统古道岭组(D2g)和上泥盆统星红铺组(D3x),上覆盖第四系坡积物。中泥盆统古道岭组(D2g),主要岩性为中薄-中厚层含碳生物灰岩、结晶灰岩、白云灰岩互层,间夹钙质、铁白云质千枚岩。上界面存在大型Pb,Zn(Cu)矿体,为主要含矿层位。划分古道岭组与星红铺组的分层界面,寻找界面矿体是本项目最重要的任务之一。上泥盆统星红铺组(D3x)分两段；下岩性段:以薄层灰岩、碳质千枚岩、方解石绢云母千枚岩为主,该层直接覆盖在古道岭组
3、灰岩上,为矿体上盘近矿围岩,一般比较稳定,围绕古道岭组灰岩,对称地分布在背斜两翼,但厚度变化大,从几米到百余米不等。有时因碳质含量高变成黑色碳质千枚岩。千枚岩普遍含有碳质,是本层的重要特征。上岩性段:以砂质千枚岩、绿泥千枚岩、铁白云质千枚岩、钙质绿泥石绢云母千枚岩及千枚岩为主。该层分布在矿区背斜两翼,基本对称,沿走向和倾向厚度均有较大变化。厚度从几米到几百米不等。2.2 矿区构造矿区构造主要为褶皱构造及断裂构造。背斜褶皱的幅度和高度之比为0.86-1.3,两翼夹角为30°～60°,属较紧密背斜,背斜构造决定
4、了矿体的生成、形态及空间分布。本区断裂构造分为纵向断裂及横向断裂。纵向断裂又称走向断裂,大体与地层走向一致。横向断裂较发育,规律性明显,大体上平行排列,垂直背斜轴和地层。2.3 矿(化)体特征:矿(化)体分为两种类型,一为界面矿体,为矿区的主要类型,矿体呈似层状产于古道岭组与星红铺组的分层界面上,且形成于背斜的轴部或两翼的界面接触带上。背斜及分层界面是界面矿体形成的两大条件。二为层间矿,为矿区的次要类型,多为小型矿体,层间矿主要受层位控制,主要含矿层位为古道岭组及星红铺组的下岩性段,矿体产于古道岭组和星红铺
5、组的接触带两侧百米范围内的灰岩或千枚岩中。实际上,背斜褶皱亦是形成层间矿体的重要条件。矿石以闪锌矿、方铅矿为主,伴有黄铁矿、少量黄铜矿等,近矿围岩碳化较强,并有黄铁矿浸染。2.4 地球物理特征为了能有效地开展CSAMT勘探工作,设计野外工作前,系统收集了本区矿体及围岩的电性资料(表1)。本区岩石电性主要分两大类,且差异明显,一为高阻的灰岩,二为中低阻千枚岩。矿体为低电阻体,含碳千枚岩及含碳灰岩可使电阻率明显降低,由于近矿围岩碳化较强,因此含碳围岩有可能成为寻找矿(化)低阻体的间接标志。从表1可看出:(1)古
6、道岭组灰岩与星红铺组千枚岩之间具有明显电性差异,可达数倍及一个级次以上,这是开展CSAMT法,利用电性划分层位并勾画构造形态的前提;(2)矿体与上下围岩之间具有明显的电性差异,当矿体具有一定厚度且埋深不甚大时可形成明显可区分的低阻异常;(3)近矿围岩明显碳化,扩大了矿化低阻体的范围,强化了低阻异常,使得CSAMT法有可能更容易发现含矿异常。3CSAMT法工作原理及数据处理方法3.1 工作原理CSAMT法即可控源音频大地电磁法,采用人工场源,AB两供电电极距离为1～2km.测量工作布置在供电偶极中垂线±45°
7、的扇形面积内,测线与供电AB极连线平行。这时的场源可以认为是平面波,通过变换供电频率以达到测深的目的。一般供电功率15～30kW,供电频率采用2n或Hz(n=-2,-1,0,1,…12)供电。CSAMT是在远场区测量相互正交的电场强度E和磁场强度H的水平分量,得出的是卡尼亚电阻率:它的相位提供了另一个重要参数,称为相位差或阻抗相位:φE=φE-φH电阻率和相位共同提供了一个解释大地响应的完整数据表。根据理论推导,CSAMT的勘探深度D与频率f、电阻率ρ之间的关系为:从这个关系式可以看出,随着供电频率从高到低
8、,勘探深度从浅到深,从而达到测深的目的。当然,勘探深度与地下岩石的电阻率有关。测量的电极距控制了横向分辨率,通常为最小探测目标的二分之一。3.2 数据处理方法由于实测数据有干扰噪音,少数测点的个别频点明显出现非正常跳跃,对此采用三次样条方法进行圆滑编辑,综合参考该频点电场幅值、磁场幅值,标准离差及有关野外记录,力求内插尽量可靠。在低频,观测数据会受到场源的影响,对此要进行校正。由于地表局部电性的不均匀会使观测结果
