csamt找礦實(shí)例實(shí)用

會計(jì)學(xué)1csamt找礦實(shí)例實(shí)用可控源音頻大地電磁法(CSAMT)是一種頻率域的電磁勘探方法,它具有勘探深度大,分辨率能力強(qiáng),觀測效率高等特點(diǎn),是研究深部地質(zhì)構(gòu)造和尋找隱伏礦的有效手段。第1頁/共34頁2000年在鳳太地區(qū)開展了CSAMT工作,首先在已知剖面進(jìn)行了特殊地質(zhì)地球物理環(huán)境的試驗(yàn)工作；爾后在成礦有望地段布置了13條勘探剖面,查明了勘探剖面的地質(zhì)構(gòu)造分布的斷面特征,對異常體進(jìn)行了空間定位。第2頁/共34頁2地質(zhì)及地球物理特征2.1地層本區(qū)出露地層為中泥盆統(tǒng)古道嶺組(D2g)和上泥盆統(tǒng)星紅鋪組(D3x),上覆蓋第四系坡積物。中泥盆統(tǒng)古道嶺組(D2g),主要巖性為中薄-中厚層含碳生物灰?guī)r、結(jié)晶灰?guī)r、白云灰?guī)r互層,間夾鈣質(zhì)、鐵白云質(zhì)千枚巖。上界面存在大型Pb,Zn(Cu)礦體,為主要含礦層位。第3頁/共34頁劃分古道嶺組與星紅鋪組的分層界面,尋找界面礦體是本項(xiàng)目最重要的任務(wù)之一。上泥盆統(tǒng)星紅鋪組(D3x)分兩段；下巖性段:以薄層灰?guī)r、碳質(zhì)千枚巖、方解石絹云母千枚巖為主,該層直接覆蓋在古道嶺組灰?guī)r上,為礦體上盤近礦圍巖,一般比較穩(wěn)定,圍繞古道嶺組灰?guī)r,對稱地分布在背斜兩翼,但厚度變化大,從幾米到百余米不等。有時(shí)因碳質(zhì)含量高變成黑色碳質(zhì)千枚巖。千枚巖普遍含有碳質(zhì),是本層的重要特征。第4頁/共34頁上巖性段:以砂質(zhì)千枚巖、綠泥千枚巖、鐵白云質(zhì)千枚巖、鈣質(zhì)綠泥石絹云母千枚巖及千枚巖為主。該層分布在礦區(qū)背斜兩翼,基本對稱,沿走向和傾向厚度均有較大變化。厚度從幾米到幾百米不等。第5頁/共34頁2.2礦區(qū)構(gòu)造礦區(qū)構(gòu)造主要為褶皺構(gòu)造及斷裂構(gòu)造。背斜褶皺的幅度和高度之比為0.86-1.3,兩翼夾角為30°～60°,屬較緊密背斜,背斜構(gòu)造決定了礦體的生成、形態(tài)及空間分布。本區(qū)斷裂構(gòu)造分為縱向斷裂及橫向斷裂?？v向斷裂又稱走向斷裂,大體與地層走向一致。橫向斷裂較發(fā)育,規(guī)律性明顯,大體上平行排列,垂直背斜軸和地層。第6頁/共34頁2.3礦(化)體特征:礦(化)體分為兩種類型,一為界面礦體,為礦區(qū)的主要類型,礦體呈似層狀產(chǎn)于古道嶺組與星紅鋪組的分層界面上,且形成于背斜的軸部或兩翼的界面接觸帶上。背斜及分層界面是界面礦體形成的兩大條件。第7頁/共34頁二為層間礦,為礦區(qū)的次要類型,多為小型礦體,層間礦主要受層位控制,主要含礦層位為古道嶺組及星紅鋪組的下巖性段,礦體產(chǎn)于古道嶺組和星紅鋪組的接觸帶兩側(cè)百米范圍內(nèi)的灰?guī)r或千枚巖中。實(shí)際上,背斜褶皺亦是形成層間礦體的重要條件。礦石以閃鋅礦、方鉛礦為主,伴有黃鐵礦、少量黃銅礦等,近礦圍巖碳化較強(qiáng),并有黃鐵礦浸染。第8頁/共34頁2.4地球物理特征為了能有效地開展CSAMT勘探工作,設(shè)計(jì)野外工作前,系統(tǒng)收集了本區(qū)礦體及圍巖的電性資料(表1)。本區(qū)巖石電性主要分兩大類,且差異明顯,一為高阻的灰?guī)r,二為中低阻千枚巖。礦體為低電阻體,含碳千枚巖及含碳灰?guī)r可使電阻率明顯降低,由于近礦圍巖碳化較強(qiáng),因此含碳圍巖有可能成為尋找礦(化)低阻體的間接標(biāo)志。第9頁/共34頁第10頁/共34頁從表1可看出:(1)古道嶺組灰?guī)r與星紅鋪組千枚巖之間具有明顯電性差異,可達(dá)數(shù)倍及一個(gè)級次以上,這是開展CSAMT法,利用電性劃分層位并勾畫構(gòu)造形態(tài)的前提;(2)礦體與上下圍巖之間具有明顯的電性差異,當(dāng)?shù)V體具有一定厚度且埋深不甚大時(shí)可形成明顯可區(qū)分的低阻異常;第11頁/共34頁(3)近礦圍巖明顯碳化,擴(kuò)大了礦化低阻體的范圍,強(qiáng)化了低阻異常,使得CSAMT法有可能更容易發(fā)現(xiàn)含礦異常。3CSAMT法工作原理及數(shù)據(jù)處理方法3.1工作原理CSAMT法即可控源音頻大地電磁法,采用人工場源,AB兩供電電極距離為1～2km.第12頁/共34頁測量工作布置在供電偶極中垂線±45°的扇形面積內(nèi),測線與供電AB極連線平行。這時(shí)的場源可以認(rèn)為是平面波,通過變換供電頻率以達(dá)到測深的目的。一般供電功率15～30kW,供電頻率采用2n或Hz(n=-2,-1,0,1,…12)供電。CSAMT是在遠(yuǎn)場區(qū)測量相互正交的電場強(qiáng)度E和磁場強(qiáng)度H的水平分量,得出的是卡尼亞電阻率:第13頁/共34頁它的相位提供了另一個(gè)重要參數(shù),稱為相位差或阻抗相位:φE=φE-φH第14頁/共34頁電阻率和相位共同提供了一個(gè)解釋大地響應(yīng)的完整數(shù)據(jù)表。根據(jù)理論推導(dǎo),CSAMT的勘探深度D與頻率f、電阻率ρ之間的關(guān)系為:從這個(gè)關(guān)系式可以看出,隨著供電頻率從高到低,勘探深度從淺到深,從而達(dá)到測深的目的。第15頁/共34頁當(dāng)然,勘探深度與地下巖石的電阻率有關(guān)。測量的電極距控制了橫向分辨率,通常為最小探測目標(biāo)的二分之一。3.2數(shù)據(jù)處理方法由于實(shí)測數(shù)據(jù)有干擾噪音,少數(shù)測點(diǎn)的個(gè)別頻點(diǎn)明顯出現(xiàn)非正常跳躍,對此采用三次樣條方法進(jìn)行圓滑編輯,綜合參考該頻點(diǎn)電場幅值、磁場幅值,標(biāo)準(zhǔn)離差及有關(guān)野外記錄,力求內(nèi)插盡量可靠。第16頁/共34頁在低頻,觀測數(shù)據(jù)會受到場源的影響,對此要進(jìn)行校正。由于地表局部電性的不均勻會使觀測結(jié)果受靜態(tài)影響使曲線在對數(shù)軸內(nèi)平移,改正所采用的方法是,依據(jù)剖面相似原則進(jìn)行校正,對曲線特征相同而視電阻率有突變的測點(diǎn)作平移校正。Bostick反演是CSAMT的一個(gè)簡單的反演方法,依據(jù)下列公式計(jì)算出不同深度的電阻率值.第17頁/共34頁其中:ρa(bǔ)為實(shí)測電阻率,ω為角頻率,ρ為深度h上的真電阻率,f為頻率。一維反演采用廣義逆最小二乘法方法進(jìn)行,通過假定不同深度的真電阻率進(jìn)行反復(fù)擬合,更改假定值,直到理論數(shù)據(jù)和實(shí)測數(shù)據(jù)之離差達(dá)到最小。第18頁/共34頁4CSAMT法的應(yīng)用效果該地區(qū)采用CSAMT標(biāo)量裝置,儀器采用加拿大鳳凰公司的V5系統(tǒng),供電極距為2.1km,供電電極為不銹鋼電極組,供電回路電阻小于35Ω;采用單套頻率供電,頻率從4096～0.25Hz;供電電流穩(wěn)定,高頻電流為2A,低頻供電電流為12A,接受偶極信號電壓大于0.5mV;第19頁/共34頁收發(fā)距9.4～12.8km,偶極距為25m。采用實(shí)時(shí)監(jiān)控觀測誤差,中頻段(1～256Hz)實(shí)時(shí)誤差≤5%,其余頻段實(shí)時(shí)誤差≤10%,單頻點(diǎn)疊加次數(shù)在10次以上。隨著供電頻率由高到低,可以獲得逐個(gè)頻點(diǎn)的卡尼亞電阻率,得到測點(diǎn)的電阻率曲線。圖1是在已知剖面上的試驗(yàn)結(jié)果。第20頁/共34頁第21頁/共34頁1024Hz頻點(diǎn)以上總體表征為10Ωm以下的低阻,反映地表浮土及風(fēng)化層,1024Hz頻點(diǎn)以下反映地下不同巖性的電性特征。112～116點(diǎn)之間32Hz以下出現(xiàn)強(qiáng)烈的低阻凹陷,降低幅度數(shù)十倍,對比地質(zhì)圖和地質(zhì)剖面圖,該異常對應(yīng)于已被控制的已知礦體;106.5點(diǎn)下方也對應(yīng)一個(gè)低阻躍變,可能為斷層引起,不排除隱伏礦體的存在。第22頁/共34頁圖2是博氏蒂克反演和一維反演的結(jié)果。對應(yīng)112～116之間的低阻底部有高阻隆起,其頂翼有明顯的的低阻異?；虻妥璺忾]異常,可定為有望異常,判斷其頂部標(biāo)高在1300m左右,這與已知礦體標(biāo)高相近。若用1000Ωm等值線作為高阻體輪廊的表征線,則在其頂部出現(xiàn)低阻凹陷,對應(yīng)地表異常體出露部位。第23頁/共34頁第24頁/共34頁結(jié)果表明,電性分層明顯,高阻體的構(gòu)造輪廊清晰,低阻異常清楚,異常體空間定位較準(zhǔn)確。在高阻背斜的兩翼及頂部均出現(xiàn)低阻異?；蚍忾]的低阻異常帶,其空間定位與礦體出現(xiàn)位置和形態(tài)非常一致。而且低阻體常使異常形態(tài)沿其賦存空間擴(kuò)展。第25頁/共34頁若用1000Ωm等值線作為高阻體輪廊的表征線,可圈定出古道嶺組與星紅鋪組大致分層界線并勾畫出背斜構(gòu)造形態(tài),判斷地下隱伏背斜的存在。圖3是秦家梁地區(qū)4Hz和32Hz視電阻率平面等值線圖,該地區(qū)包括Y5,Y2及Y6線:該區(qū)地下構(gòu)造復(fù)雜,視電阻率-頻率擬斷面圖反映,在頻率64Hz以下,地下呈現(xiàn)多個(gè)起伏的高阻結(jié)構(gòu),經(jīng)博氏蒂克反演和一維模擬反演,清楚地表明地下存在大致3個(gè)背斜構(gòu)造：第26頁/共34頁第27頁/共34頁其一在100～110號點(diǎn)之間；其二在110～125號之間；其三在130～140號點(diǎn)之間,其背斜軸地表位置連線標(biāo)于圖3上。并發(fā)現(xiàn)多個(gè)低電阻陷落異常,自南向北編號依次為秦1-秦6。它們均處于成礦的有利部位。第28頁/共34頁該區(qū)地質(zhì)背景地表全為星紅鋪組千枚巖所覆蓋,未見古道嶺灰?guī)r。從地質(zhì)上分析,地下可能存在3個(gè)隱伏背斜,應(yīng)存在著古道嶺灰?guī)r隆起背斜,在其頂翼有存在界面礦的可能。且總體處于TEM大異常之中或邊部,分離了TEM異常源,表明TEM大異?？赡苁嵌鄠€(gè)低阻體總體表觀的結(jié)果。第29頁/共34頁根據(jù)確認(rèn)有望低阻異常的原則(背斜頂翼、古道嶺組與星紅鋪的接觸帶、TEM異常)我們認(rèn)為秦2、秦3、秦4、秦5異常較好,多數(shù)可能為界面Pb,Zn礦(化)體引起。5結(jié)論CSAMT法工作實(shí)踐表明,CSAMT法在進(jìn)行地電分層的基礎(chǔ)上,勾畫高阻隆起,確定構(gòu)造形態(tài),特別是背斜構(gòu)造形態(tài)是有效的,第30頁/共34頁同時(shí)也證明了該法可以發(fā)現(xiàn)低阻異常,驗(yàn)證了TEM異常,特別對低阻異常體的空間定位有較大的優(yōu)勢。結(jié)合地質(zhì)規(guī)律和其他物化探資料,特別是TEM資料,便于對低阻異常的性質(zhì)作出判斷。同時(shí)運(yùn)用博氏和一維連續(xù)剖面模擬反演,得出的成果更加合理,高阻體和異常的劃分更為直觀。第31頁/共34頁CSAMT