综合物探方法在秦岭探测隐伏铅锌矿中的应用.pdf

第 3 1卷第 4期 2 0 0 7年 8月 物探与化探 GE O P HYS I C A L GE OC HE MI C AL E XP L O RAT I O N Vo 1 ． 31． No ． 4 Aug ．， 2 0 0 7 综合物探方法在秦岭探测隐伏铅锌矿中的应用 王元君 ， 杨轮 凯 ， 刘宏 1 ． 成都理工大学， 四川 成都 6 1 0 0 5 9 ； 2 ． 中国石油集团 东方地球物理公司， 河北 涿州0 7 2 6 5 6 摘 要中深层隐伏铅锌矿由于其埋藏深度大， 地表没有矿点出露， 以及往往与含炭质高的围岩伴生， 所以找矿难度 大。综合运用音频大地电磁测深法 A M T 和相干激电在秦岭地区探测铅锌矿 ， 取得了理想效果。相干激电法可以 区分炭质异常和金属硫化物矿所产生的矿异常， A MT法可以用来查明断裂的展布特征、 电性分层和低阻异常体的 空间分 布。 关键词 A M T法 ； 相干激电法； 隐伏铅锌矿 中图分类号 P 6 3 1 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 0 8 9 1 8 2 0 0 7 0 4 0 3 2 0 0 3 我国浅层金属矿产资源经过几十年的地质研究 和勘探， 地表矿床大多数已被发现。为了满足社会 经济发展对金属矿产资源 日 益增长的需要， 有色金 属矿产资源勘探目标转向中深部隐伏金属矿床。由 于中深部隐伏矿产的勘探 开发是一项高风险、 高投 入和高回报的产业 ， 因此 ， 开展地球物理工作十分必 要 。 1 区域地质及矿床地质特征 该铅锌矿位于秦岭地区， 属沉积改造型 ， 既受志 留纪古海盆沉积相控制， 又受区域变质、 变形主期的 应力场控制。铅锌矿体呈层状透镜体， 沉积相使含 矿层在海盆内南北方 向上较稳定 ， 变形变质改造又 造成本区东西方向上应力场、 地热场较稳定。在改 造过程 中， 铅 锌矿 向负 压空 间集 聚 如 背 向斜轴 部 ， 品位增高 ， 厚度增大 ， 连续性增强 ， 而在压应力 区 同斜褶皱的倒转翼 厚度变薄 ， 连续性减弱 ， 因 此铅、 锌沉积相区的后期改造负压段是利于形成较 大铅锌矿床的区段。 测区地表出露泥盆系和志留系地层 ， 赋矿地层 为志留系， 铅锌矿 的围岩为含炭质高 的千枚岩。致 密块状的铅锌矿和含炭质高的千枚岩均为高极化率 和低电阻率， 常规的激发极化法难以通过测量电阻 率和极化率来达到找矿的目的。地球物理工作者经 过多年的努力 ， 得出利用多频复合波相对相位差可 识别由炭质 和金属硫化物矿引起 的激 电异常 的结 论 。早在 1 9 7 3年， 地球物理工作者就开展了应用 A M T 进行矿产勘探的研究 ， 尤其是近年来 ， A M T 收稿 日期 2 0 0 6 0 61 5 的数据采 集系统 和处理技 术取得 了长足 的进步。 A MT法 的装置轻便 ， 适 于山区工作 ， 可以快速查找 高阻体中低电阻异常体的空间分布。综合测区的地 质、 矿床地质、 勘探任务和地球物理方法 自身的特 点， 确定综合运用 A M T法和相干激电法寻找隐伏铅 锌矿。 2 地球物理方法简介 2 ． 1 A MT法基本原理 A M T法是大地电磁测深法向 1 O～1 0 0 0 0 H z 频 率的简单延伸， 它是一种天然场源的电磁方法， 场源 由本 区和远 处雷爆 的闪 电产生 ， 其勘探 深度可达 1 0 0 0 I I1 左右。测量时， 通过观测不同频率的电磁信 号， 可获得不同深度的电性信息， 结合已知地质资料 和地层情况 ， 便可解译 目标层 的地质特征 。 A M T法从上个世纪 7 O年代早期 被提出 以来 ， 在采集系统和数据处理方面都取得了长足的进步。 尤其是近十年来 ， 一些新技术 ， 如 2 4位模数转换器、 卫星控制同步采集技术、 高灵敏度的磁传感器、 数字 滤波技术和 R O B U S T时间序列算 法都应用到 A M T 采集系统中， 确保 A MT数据采集系统记录数据时间 不到 1 h ， 在 1 O～1 0 0 0 0 H z 的频率范围内取得高质 量的数据 。在电磁噪声相对小 的地区工作， A MT法 比 C S A MT法更具优越性 A MT进行张量观测 ， 同 时可观测 5个分量， 既可以取得沿测线方向的资料， 同时还可 以取得垂直测 线方 向的资料 ， 而 C S A M T 仅作标量测量 ， 观测 2个分量 ， 仅取得沿测线方向的 资料， 这导致丢失有用信息； ②A M T频点密集， 分辨率 维普资讯 4期 王元君等 综合物探方法在秦岭探测隐伏铅锌矿中的应用 高， C S A MT采集频点为 2 8个 ， 分辨率相对较低 ； ⑧ C S A M T需 布设 场源， 在地 形复 杂 区施 工 困难 ， 而 A M T轻便， 适于山区勘探； ④C S A M T为人工场源， 所取得的资料存在近区场和过渡场的影响， 使得所 取得的资料失真。因此， 使用 A M T法可提高矿体探 测的准确性 。 2 ． 2 相干激电法 相干激 电法通过向大地发送复合波电流， 接收 地下被发送电流“ 激发出的” 信号 ， 采用相干检测技 术对复合波信号进行检测， 可同时获得视电阻率P 、 百分频率效应 P 和相位频率谱等综合参数的激 电 方法 。其中相位频率谱等参数主要用来区分异常的 性质 。当地下极化体性质不 同时 ， 相位频率谱低频 段的相位变化特征 与高频段 的相位变 化特征不相 同， 因此 ， 可通过相位谱特征识别矿异 常和炭 质异 常 。本次探测中， 相干激 电法观测发送复合波 的频 率为 0 ． 2 5 、 1 、 4 H z ， 同时观测到 P 、 P 和 2个相对相 位参数 中频与低频相位差 △ 一 、 高频与中频相位 6 芝 4 2 0 差 △ 一 。利用 P 参数可 以发现异常 ， 利用 △ 一 和 △ 一 参数可 以区分出矿异常和非矿异常。 3 数据分析 A M T法与相干激电综合剖面测线重合 ， A M T测 点距为 1 0 0 m， 相干激电综合剖面采集参数供 电极 距 A B1 6 0 0 m， i 贝 0 量 MN 4 0 m， 点距 2 0 m， 供电电 流为 2 9 0～6 0 0 m A。 测区的矿异常为铅锌矿产生的异常 ， 而非矿异 常为炭质岩层产生的异常 ， 因此 ， 本i 贝 0 区的探i 贝 0 目的 主要是区分出矿异常和炭质异常。本。 贝 0 区矿异常的 特征为 △ 一 和 △ 一 均大于零且 △ 一 曲线和 △ 一 曲线相互分开； 炭质异常的特征为 △ 和 △ 一 也均大于零， 但 △ 一 曲线 和 △ 一 曲线相 互趋于重合 。根据矿异常特征和炭质异常特征的差 异可以确定本测区的矿异常及其分布范围。 由图 1 可知 3 8～5 8 i 贝 『J | 间的 P 幅值大， 异常 最明显， 同时， 对应测点上的 △ 一 和 △ 一 均大于 l 5 O l 0 星 5 0 司 O -5 0 相干激电法测点 一A p H M 一 一．二 ’ 。 4 。 如 。 南 ’ 8 ’。 ～ 6 ’ 7 4 。 或 ’ ； 相干激电法测点 。 。 。 对 应AMT测点 7 0 8 0 d ／ m 图 2 A MT二维反演剖面 维普资讯 物探与化探 3 1 卷 零且 2条曲线相互分开 ， 故可推知此激 电异 常为矿 异常， 称为 1号矿异常 ； 6 8～8 2测点间的 P 幅值次 之 ， 异常较明显 ， 对应测点上的 △ 一 和 △ 一 均大 于零 ， 但 △ 一 曲线和 △ 一 曲线相互趋于重合 ， 故 可推知此激电异常为炭质异常。 A MT是一种电磁方法， 通常它对 良导的 目标体 探测效果好。A M T所获得的原始数据 重要的参数 有2个 视电阻率、 相位 经过数据解编、 静校正和 二维反演获得 了电阻率深度剖面结果。由图 2可 知 反演剖面在纵向上 可以分为4套电性层 ， 横 向上 由断裂控制 ， 分为 3部分 ， 并且在 7 0～ 7 8点、 埋深为 3 5 0～ 3 8 0 m之间存在一低阻异常体。 综合分析精密相干检测法和 A MT的勘探成果 ， 我们认为 在 A MT的7 0～ 7 8点之间 对应于精密相 干检测法测线 3 8 ～ 5 8 测点 存在一铅锌矿透镜体， 埋深在 3 5 0～3 8 0 m 之 间， 南倾 ， 厚度较 小。后 在 A M T 7 2 号测点上钻井验证异常体的性质， 在埋深 3 6 4 m处发现了致密块状铅锌矿体 。 4 结论 相干激电法是一种直接找矿的手段， 且分辨率 高 ， 它能区分 由炭质和铅锌矿产生的激电异常 ， 在炭 质干扰十分严重的工区内， 能真正地发现由矿体产 生的矿异常。 音频大地电磁测深法勘探设备轻便， 适于山区 勘探 ， 且其探测深度大， 可达 1 2 0 0 m。近十年来 ， A MT采集技术 和数据处理技术 的进步， 确保 A MT 法在不到 1 h的观测 时间内可 以取得质量好 的数 据。该方法不仅可以用来研究测区内断裂的展布特 征、 局部构造 以及 电性分层 ， 还可 以发现低阻异常 体 ， 提供有利靶区。 相干激电法和 A M T法在金属矿产勘探 中， 将具 有明显的社会效益和经济效益 ， 建议在金属矿产勘 探 中大力推广使用。 参考文献 [ 1 ] 张友 山． 多频复合波激 电差 分相位频率 简谱异常 区分法 [ J ] ． 中南大学学报 ， 1 9 9 4， 2 9 2 ． [ 2 ] S t r a n g w a y D W， S w i rl C M， Ho l me r R C ． T h e A p p l i c a t i o n o f A u d i o - F r e q u e n c y Ma g n e t o t e l l u r i c s A MT t o Mi n e r a l E x p l o r a t i o n [ J ] ． G e - o p h y s i c s ，1 9 7 3 ， 3 8 6 1 1 5 9 ． THE APPLI CATI oN oF THE I NTEGRATED GEoPHYS I CAL AND GEOCHEM I CAL M ETHOD T O THE S EARCH F OR CONCEALED LEAD- ZI NC D E P OS I T S I N QI N L I N G AR E A WA N G Y u a n - j u n ， Y A N G L u n ． k a i ， L I U H o n g 1 ． C h e n g d u U n i v e r s i t y o fT e c h n o l o g y ，C h e n g d u 6 1 0 0 5 9 ，C h i n a ； 2 ．B G P I n t e r n a t io n a l ，C N P C， Z h u o z h o u 0 7 2 6 5 6， C h i na Ab s t r a c t I t i s d i ffic u l t t o fi n d c o n c e a l e d l e a d - z i n c d e p o s i t s b u ri e d a t mi d d l e - g r e a t d e p t h ．E l e c t ri c a l a n o ma l i e s r e s u l t i n g f r o m Z n - P b d e - p o s i t s a n d t h o s e fr o m c a r b o n a c e o u s s t r a t a c a n b e d e t e c t e d b y u s i n g AMT a n d C o h e r e n t I P．T h e r e l a t i v e p h a s e p a r a me t e r s o f t h e c o h e r e n t I P c a n d i s t i n g u i s h an o ma l i e s c a u s e d b y Z n - P b d e p o s i t s f r o m t h o s e c a u s e d b y c a r b o n a c e o u s s t r a t a ．AMT c a n b e u s e d t o d e t e c t t h e d i s t r i - b u t i o n o f f a u l t s ，t h e e l e c t ri c l a y e rin g a n d t h e s p a t i a l d i s t r i b u t i o n o f l o w- r e s i s t i v i t y a n o malo u s b o d i e s ． Ke y wo r d s i n t e gra t e d g e o p h y s i c a l me t h o d ；AMT me t h o d ；C o h e r e n t I P；c o n c e ale d P b Z n d e p o s i t 作者简介 王元君 1 9 6 4一 ， 男， 副研究员， 成都理工大学地球探测及信息技术专业在读博士。 维普资讯