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摘要:以安徽省铜陵市黄狮涝金矿典型矿床的勘查研究成果为基础，介绍可控源音频大地电磁测深方法在寻找隐伏矿方面的定位预测作用和实际应用效果。
关键词: 可控源音频大地电磁法；黄狮涝金矿；寻找隐伏金属矿；定位预测
Abstract: taking tongling city in anhui province yellow gold ore deposits in the typical lion waterlogged exploration research results as the foundation, introduction of controlled source audio-frequency magnetotelluric sounding method in the search for concealed deposits location prediction of function and application effect.
Keywords: of controlled source audio-frequency electromagnetic method to the earth; Yellow lion waterlogged gold; Searching for concealed ore; Location prediction
中图分类号：P618.2文献标识码：A 文章编号：
一、前言
电法在金属矿产物探勘查工作中一直占有重要地位，随着找矿工作的进一步深入，要求电法在寻找隐伏金属矿床方面发挥更大作用。实际应用结果表明，在地质调查工作中,合理地使用电法，在确定成矿有利地段和隐伏矿定位预测等方面起到其它方法无法替代的重要作用。这里的电法定位预测实际上是指在详查找矿阶段，采用以电测深为主的方法手段对矿（化）体进行二维或三维空间定位，根据其产状、规模和延伸（深）情况，结合已知地质和其它资料进行合理地质解释的一种找矿方法技术。
为了进一步对安徽省铜陵市黄狮涝金矿典型矿床进行深部矿体定位预测，采用可控源音频大地电磁法（CSAMT），在研究工作区53、56勘探线进行了CSAMT测量，目标是大致查明实测剖面内异常地质结构或地质体（矿体）的电性特征，预测隐伏—深部矿的赋存有利部位（靶区），为深部找矿和工程验证钻孔提供依据。文中着重介绍可控源音频大地电磁测深的实际应用效果。
二、工作布置
测区位于安徽省铜陵市黄狮涝金矿，CSAMT测线近北西方向布设。测线分布示意图见图1。
两条测线端点坐标和供电点AB的坐标如下表1：
表1测线端点和供电点AB坐标
三、岩石电性特征和解释依据
测线附近无物性资料参考，只能结合邻近区域的岩石物性资料进行分析（表2）。我们可以通过对电磁测深数据的分析，推断测线下的地层和岩矿石分布。断层判断依据：由于断层造成了两边地层的错动，因此可以通过电性不连续，来判断断层的存在。再者，断层活动使断层附近可能存在破碎带，这样较陡立的低阻带也可能是断层存在的表现。
表2测区岩矿石电性参数见下表：
由于地质构造是复杂的，可能有多种多样的表现形式；不同岩性的电阻率也多有重叠部分。因此电磁测深的推断解释，往往存在多解性。故此在进行推断解释时，必须结合已知的地质和物探资料进行分析类比，反复推敲。
四、方法技术
1、方法原理
可控源音频大地电磁测深法（简称CSAMT法）是以有限长接地电偶极子为场源，在距偶极中心一定距离处同时观测电、磁场参数的一种电磁测深方法。本次勘查采用赤道偶極装置进行标量测量。同时观测与场源平行的电场水平分量Ex和与场源正交的磁场水平分量Hy。然后利用电场振幅Ex和磁场振幅Hy计算阻抗电阻率ρs。观测电场相位Ep和磁场相位Hp，用以计算阻抗相位φ。用阻抗电阻率和阻抗相位联合反演计算可控源反演电阻率参数，最后利用可控源勘探反演的电阻率进行地质推断解释。
可控源音频大地电磁测深法标量测量方式是用电偶极源供电，观测点位于电偶源中垂线两侧各15度角组成的扇形区域内。当接收点距发射偶极源足够远时（r＞3δ），测点处电磁场可近似于平面波，由于电磁波在地下传播时，其能量随传播距离的增加逐渐被吸收，当电磁波振幅减小到地表振幅的1/e时，其传播的距离称为趋肤深度（δ），即电磁法理论勘探深度。实际工作中，探测深度（d）和趋肤深度存在一定差距，这是因为探测深度是指某种测深方法的体积平均探测深度，其经验公式为：
由此可见，探测深度与频率成反比，我们可以通过改变发射频率来达到测深的目的。在实际勘查中，由于发射功率总是有限的，要保证有足够的信噪比，收发距就不能太大。这样往往不可能满足远区的条件，一部分频点可能处于过渡区。这时就要进行过渡区改正。在进行过渡区改正的前提下，要求rmin>0.5δ。
2、仪器设备
本次野外工作使用美国Zonge公司生产 的GDP－32Ⅱ型多功能电法仪。该仪器有八个接收通道，能够完成时域激发极化 （TDIP）、频域激发极化（RPIP）、复电阻率法（CR）、瞬变电磁法（TEM）、可控源音频大地电磁测深法（CSAMT）测量，其性能指标为工作频率0.125Hz～8192Hz，工作温度范围－20℃～60℃，工作湿度范围5%－100%，时钟稳定度＜5×10－10/24h，输入阻抗10MΩ/DC，动态范围190dB，最小检测信号电压0.03μv、相位±0。1mard（毫弧度），最大输入信号电压±32V，自动补偿电压±2.25V（自动），增益1/8－65536（自动）。
采用赤道偶极装置，测点距20米，供电电极距AB=1000米，测量电极距MN=20米，56线的收发距r=6600米，53线的收发距r=6450米（图2）。
五、电测结果和解释推断
本次勘查由于工区的人文干扰较大，导致观测数据质量不是太好。 在对实测资料进行精细预处理的基础上，采用带地形的二维反演技术获得了两条剖面的反演电阻率模型。
图3和图4分别是53线和56线CSAMT资料二维反演电阻率模型。每条测线的起始端均为北西端，两条测线的起点是不一致的，53线比56线往北西端偏出163米（见图1）。由图3和图4可见，两条测线的电阻率模型具有一些相似的特点，即北西端普遍电阻率高，南东端普遍电阻率低；在400米深度内，从北西端向南东端电阻率大致经历高—低—高—低—高的变化过程，且每条剖面均有三个局部异常体，位于剖面中间部位的高阻体与左右两侧的低阻体间等值线变化梯度比较大；在400米深度以下，从北西端向南东端电阻率大致只经历从高至低的变化过程。在两条测线的电阻率模型中也有不同之处，53线左端的高阻和低阻体位于超出56线的北西端，所以在56线上没有反映；53线中间部位的高阻体应与56线左端的高阻体相对应。上泥盆统五通组与中石炭统的接触界限附近是该地区SEDEX型和岩浆期后热液矿床的重要赋存层位，从成矿地质分析高阻体反映了五通组顶部石英砂岩体，对应的测线东侧低阻体反映的是中石炭统下部灰岩层位，高／低阻体过渡带不仅反映了上泥盆统与中石炭统的接触界面位置，而且其向深部延伸及其形态变化也反映了深部构造形态，－1000米以上界面产状未发生倒转，反映矿区北部矿体赋存层位向深部正常延伸；56线地表低阻体应是尾砂坝的反映。
六、工程验证成果
根据本矿床内2、11号矿体产出赋存层位和延深情况，结合CSAMT物探成果，在矿区北段56勘探线布置施工了ZK5606验证孔，该孔见矿情况非常好，共发现了5层金、硫、铅锌锰矿层，新发现了1号和12号矿体。
七、结论
实际应用结果表明，在详查找矿阶段合理的使用电测深方法对隐伏矿（化）体进行定位预测，可以减少不必要的工程投入，加快找矿工作进程。
上述实例虽然讨论的是可控源音频大地电磁测深在寻找隐伏金属矿方面的应用效果，其也可适用于其它电测深方法。事实表明，电测深方法在实际找矿工作中可以取得明显的地质效果。
参考文献：
于昌明. CSAMT 法在寻找隐伏金矿中的应用. 地球物理学报, 1998, 41( 1) : 133~ 138.
吴璐苹, 石昆法等. 可控源音频大地电磁法在地下水勘查中的应用研究. 地球物理学报, 1996, 39 (5) : 712~ 717.
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词: 可控源音频大地电磁法；黄狮涝金矿；寻找隐伏金属矿；定位预测
Abstract: taking tongling city in anhui province yellow gold ore deposits in the typical lion waterlogged exploration research results as the foundation, introduction of controlled source audio-frequency magnetotelluric sounding method in the search for concealed deposits location prediction of function and application effect.
Keywords: of controlled source audio-frequency electromagnetic method to the earth; Yellow lion waterlogged gold; Searching for concealed ore; Location prediction
中图分类号：P618.2文献标识码：A 文章编号：
一、前言
电法在金属矿产物探勘查工作中一直占有重要地位，随着找矿工作的进一步深入，要求电法在寻找隐伏金属矿床方面发挥更大作用。实际应用结果表明，在地质调查工作中,合理地使用电法，在确定成矿有利地段和隐伏矿定位预测等方面起到其它方法无法替代的重要作用。这里的电法定位预测实际上是指在详查找矿阶段，采用以电测深为主的方法手段对矿（化）体进行二维或三维空间定位，根据其产状、规模和延伸（深）情况，结合已知地质和其它资料进行合理地质解释的一种找矿方法技术。
为了进一步对安徽省铜陵市黄狮涝金矿典型矿床进行深部矿体定位预测，采用可控源音频大地电磁法（CSAMT），在研究工作区53、56勘探线进行了CSAMT测量，目标是大致查明实测剖面内异常地质结构或地质体（矿体）的电性特征，预测隐伏—深部矿的赋存有利部位（靶区），为深部找矿和工程验证钻孔提供依据。文中着重介绍可控源音频大地电磁测深的实际应用效果。
二、工作布置
测区位于安徽省铜陵市黄狮涝金矿，CSAMT测线近北西方向布设。测线分布示意图见图1。
两条测线端点坐标和供电点AB的坐标如下表1：
表1测线端点和供电点AB坐标
三、岩石电性特征和解释依据
测线附近无物性资料参考，只能结合邻近区域的岩石物性资料进行分析（表2）。我们可以通过对电磁测深数据的分析，推断测线下的地层和岩矿石分布。断层判断依据：由于断层造成了两边地层的错动，因此可以通过电性不连续，来判断断层的存在。再者，断层活动使断层附近可能存在破碎带，这样较陡立的低阻带也可能是断层存在的表现。
表2测区岩矿石电性参数见下表：
由于地质构造是复杂的，可能有多种多样的表现形式；不同岩性的电阻率也多有重叠部分。因此电磁测深的推断解释，往往存在多解性。故此在进行推断解释时，必须结合已知的地质和物探资料进行分析类比，反复推敲。
四、方法技术
1、方法原理
可控源音频大地电磁测深法（简称CSAMT法）是以有限长接地电偶极子为场源，在距偶极中心一定距离处同时观测电、磁场参数的一种电磁测深方法。本次勘查采用赤道偶極装置进行标量测量。同时观测与场源平行的电场水平分量Ex和与场源正交的磁场水平分量Hy。然后利用电场振幅Ex和磁场振幅Hy计算阻抗电阻率ρs。观测电场相位Ep和磁场相位Hp，用以计算阻抗相位φ。用阻抗电阻率和阻抗相位联合反演计算可控源反演电阻率参数，最后利用可控源勘探反演的电阻率进行地质推断解释。
可控源音频大地电磁测深法标量测量方式是用电偶极源供电，观测点位于电偶源中垂线两侧各15度角组成的扇形区域内。当接收点距发射偶极源足够远时（r＞3δ），测点处电磁场可近似于平面波，由于电磁波在地下传播时，其能量随传播距离的增加逐渐被吸收，当电磁波振幅减小到地表振幅的1/e时，其传播的距离称为趋肤深度（δ），即电磁法理论勘探深度。实际工作中，探测深度（d）和趋肤深度存在一定差距，这是因为探测深度是指某种测深方法的体积平均探测深度，其经验公式为：
由此可见，探测深度与频率成反比，我们可以通过改变发射频率来达到测深的目的。在实际勘查中，由于发射功率总是有限的，要保证有足够的信噪比，收发距就不能太大。这样往往不可能满足远区的条件，一部分频点可能处于过渡区。这时就要进行过渡区改正。在进行过渡区改正的前提下，要求rmin>0.5δ。
2、仪器设备
本次野外工作使用美国Zonge公司生产 的GDP－32Ⅱ型多功能电法仪。该仪器有八个接收通道，能够完成时域激发极化 （TDIP）、频域激发极化（RPIP）、复电阻率法（CR）、瞬变电磁法（TEM）、可控源音频大地电磁测深法（CSAMT）测量，其性能指标为工作频率0.125Hz～8192Hz，工作温度范围－20℃～60℃，工作湿度范围5%－100%，时钟稳定度＜5×10－10/24h，输入阻抗10MΩ/DC，动态范围190dB，最小检测信号电压0.03μv、相位±0。1mard（毫弧度），最大输入信号电压±32V，自动补偿电压±2.25V（自动），增益1/8－65536（自动）。
采用赤道偶极装置，测点距20米，供电电极距AB=1000米，测量电极距MN=20米，56线的收发距r=6600米，53线的收发距r=6450米（图2）。
五、电测结果和解释推断
本次勘查由于工区的人文干扰较大，导致观测数据质量不是太好。 在对实测资料进行精细预处理的基础上，采用带地形的二维反演技术获得了两条剖面的反演电阻率模型。
图3和图4分别是53线和56线CSAMT资料二维反演电阻率模型。每条测线的起始端均为北西端，两条测线的起点是不一致的，53线比56线往北西端偏出163米（见图1）。由图3和图4可见，两条测线的电阻率模型具有一些相似的特点，即北西端普遍电阻率高，南东端普遍电阻率低；在400米深度内，从北西端向南东端电阻率大致经历高—低—高—低—高的变化过程，且每条剖面均有三个局部异常体，位于剖面中间部位的高阻体与左右两侧的低阻体间等值线变化梯度比较大；在400米深度以下，从北西端向南东端电阻率大致只经历从高至低的变化过程。在两条测线的电阻率模型中也有不同之处，53线左端的高阻和低阻体位于超出56线的北西端，所以在56线上没有反映；53线中间部位的高阻体应与56线左端的高阻体相对应。上泥盆统五通组与中石炭统的接触界限附近是该地区SEDEX型和岩浆期后热液矿床的重要赋存层位，从成矿地质分析高阻体反映了五通组顶部石英砂岩体，对应的测线东侧低阻体反映的是中石炭统下部灰岩层位，高／低阻体过渡带不仅反映了上泥盆统与中石炭统的接触界面位置，而且其向深部延伸及其形态变化也反映了深部构造形态，－1000米以上界面产状未发生倒转，反映矿区北部矿体赋存层位向深部正常延伸；56线地表低阻体应是尾砂坝的反映。
六、工程验证成果
根据本矿床内2、11号矿体产出赋存层位和延深情况，结合CSAMT物探成果，在矿区北段56勘探线布置施工了ZK5606验证孔，该孔见矿情况非常好，共发现了5层金、硫、铅锌锰矿层，新发现了1号和12号矿体。
七、结论
实际应用结果表明，在详查找矿阶段合理的使用电测深方法对隐伏矿（化）体进行定位预测，可以减少不必要的工程投入，加快找矿工作进程。
上述实例虽然讨论的是可控源音频大地电磁测深在寻找隐伏金属矿方面的应用效果，其也可适用于其它电测深方法。事实表明，电测深方法在实际找矿工作中可以取得明显的地质效果。
参考文献：
于昌明. CSAMT 法在寻找隐伏金矿中的应用. 地球物理学报, 1998, 41( 1) : 133~ 138.
吴璐苹, 石昆法等. 可控源音频大地电磁法在地下水勘查中的应用研究. 地球物理学报, 1996, 39 (5) : 712~ 717.
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。