EH4大地电磁法在云南鹤庆锰矿勘查中的试验

杨庆亮

（云南省有色地质局地质地球物理化学勘查院，云南 昆明 650216）

EH4是近年兴起的一种快速有效的高分辨率的地球物理探测技术，其是以地壳中岩石和矿石的导电性差异为主要物性基础，根据电磁感应原理观测和研究电磁场空间与时间分布规律，从而达到寻找地下有用矿床或解决水文、工程等地质问题的一组电法分支，具有高精度、高分辨率、快速、轻便的优点。

1 工区地质概况

工区出露三迭系地层，为上统松桂组（T3sh)，中统北衙组（T2b）。由新至老为：上三迭统松桂组（T3sh）和中窝组（T3z），其中松桂组是鹤庆锰工区含矿地层，见图1。松桂组（T3sh）可分为两段，上段主要为泥质粉砂岩、中厚层状灰岩。下段主要为碳质泥岩、泥质灰岩。中窝组（T3z）上部为灰黑色灰岩夹少量灰绿色薄层状、透镜状泥岩。下部为灰黑色中厚层状泥质灰岩、黑色中厚层鲕粒灰岩。中三迭统北衙组（T2b）分为两段，上段（T2b2）为浅灰色块状灰岩、泥质灰岩。下段（T2b1）为灰黑色中厚层泥质灰岩、角砾状内碎屑灰岩，见图1。

工区主要发育有东西向断层F24断裂，是玄武岩侵入主要通道。工区岩浆岩出露有晚三迭系松桂期晚期沿F24断裂喷溢的玄武岩。锰矿体主要赋存于上三叠统松桂组的灰岩中。含矿层为一套灰黄、灰绿色粉砂泥质岩建造。

2 地球物理特征

工区中的岩石电参数统计表，见表1。

上三迭统松桂组地层中灰岩总体电阻率在3680Ω.m左右，为此地层中的高阻体。砂质泥岩的电阻率在270Ω.m左右，泥质粉砂岩的电阻率在400Ω.m左右为此地层中的低阻体。长石石英杂砂岩的电阻率数值变化较大，岩石中石英含量大时，其电阻率也较高，岩石电阻率均值在870Ω.m左右。在上三迭统松桂组的碎屑岩中，除了灰岩外，其他不同岩性地层之间电阻率差异并不大，且各岩性地层互层交错出现，地层整体电阻率数值变化较大。

图1 工区地质及EH4剖面位置图

表1 工区岩石电参数统计表(单位:Ω.m)

中三迭中统北衙组地层中灰岩的电阻率在3800Ω.m左右，为此地层中的高阻体。泥质灰岩的电阻率在710Ω.m左右。中三迭统北衙组上段地层岩石以块状灰岩为主，也有泥质灰岩及角砾状生物碎屑灰岩，总体呈高阻特征；而下段地层岩石以泥质灰岩主，也有长石石英杂砂岩、泥岩、及生物碎屑灰岩，总体呈中等偏低电阻率特征。北衙组地层岩石埋藏较深，地层整体电阻率变化不大。工区内玄武岩为晚三迭系松桂期晚期沿断裂喷溢的玄武岩，该套玄武岩具块状玄武岩、角砾熔岩，该玄武岩的电阻率在1430Ω.m左右，具有中等电阻率特征。

工区内的氧化矿石为氧化锰和氢氧化锰，为本矿体的主要矿石类型。氧化锰矿的电阻率一般500Ω.m左右，具中等偏低电阻率特征，铁锰矿石的电阻率甚至只有十几欧姆.米。

3 工作技术方法

3.1 剖面布设

本次工作共布设EH4剖面2条，编号为45、37号。测线间距100m，测深点距40m。测线上测点点号从由西南至北东方向按顺序编排，编号为1、2、3、…、26，每条测线上共26个测点。

3.2 数据处理

在EH4电磁法数据处理时，采用Stratagem电磁系统系统自带软件（imagem处理软件）分析处理。首先对原始观测的电磁场时间序列信号数据经过FFT变换后，获得频率域的电场和磁场数据；然后对频率域的电场和磁场数据进行一维的BOSTIC反演；对一维反演数据进行分析处理后，再用二维成像软件进行二维电磁成像，获得剖面上各测点的深度—电阻率二维数据。利用已知剖面上地形高程数据，把深度—电阻率二维数据，转换成高程—电阻率二维数据，并制作相应图件。对图件内容研究分析后，结合该工作区的地质情况圈定出异常。

3.3 推断解释

图2 37线EH4电磁法剖面图

在EH4电磁法异常解释推断中，以猴子坡的37线为例，进行文字论述。45线电磁法剖面的解释推断文中不再作文字性论述。解释成果见图2，从图中该剖面视电阻率数值总体偏低，即使有一定规模的高视电阻率数值也就2000Ω.m左右，这总体反应了上三迭统松桂组碎屑岩的电阻率特征。剖面上部低电阻率异常为浅部浮土、松散堆积体及地层岩石的风化层引起，随着深度的增大，视电阻率数值逐渐增大，这反应逐渐进入深部未风化的地层。在电阻率等值线断面图中，水平方向，中等深度，即高程为2700m～2900m的水平区域，其视电阻率数值在整个断面图中呈现相对高电阻率特征，这反应了该区域中松桂组上段地层中未风化的石英杂砂岩、灰岩所占比重大。在剖面中部16～18号测点地段，竖直方向，从地表下延至深部，电阻率等值线形态出现明显的相对低电阻率度变化特征，这反应了该处存在断层破碎带。

对EH4电磁法剖面图较详细的分析可知，局部地段电性变化较大，有以下具体特征：在剖面最左边的2～3号测点地段，从上至下，向左下延出现相对低电阻率梯度带，表明在该地段有断层存在，并且断层向剖面左侧陡倾。在剖面左边3～4号测点地段，从上至下，向右下延出现相对低电阻率梯度带，表明在该地段有断层存在，并且断层倾向剖面右侧。根据已知钻孔地质资料，该地段有两条断层存在，其中一条为已知断层F24，但由于地下介质对场源的体积效应影响，在EH4电阻率断面图上没有呈现出明显的两条低电阻率梯度带，也就无法分辨出它们来。为便于下一步综合研究，结合已知钻孔地质资料，在推测地质剖面图中粗略地把断层图示出来。另外，在剖面左侧3～9号测点地段及中部14～17号测点地段，在地质剖面内玄武岩与围岩间是岩性界线的，但在EH4视电阻率断面图上没有明显的电性界线可识别。由于玄武岩为晚三迭系松桂期晚期沿断裂喷溢的，玄武岩处于断层破碎带中或其一侧，此探测到的玄武岩的电阻率数值较低；玄武岩的另一侧岩石为电阻率相近的灰岩或石英杂砂岩；玄武岩围岩的深度厚度比小了等诸多因素使玄武岩与围岩间电阻率差异较小，地质上的岩性界线在EH4电阻率断面图没有表现出可识别电性界线来。为便于下一步综合研究，在已知地质资料基础上，结合EH4电阻率断面图上一些电性特征，在推测地质剖面图中图示玄武岩的岩性界线来。

在剖面左边的4～6号测点间、高程为3050m～3100mm区域，存在相对低电阻率部分，EH4电磁法视电阻率值小于300Ω.m。该低电阻率异常处于松桂组上段地层中灰岩与沿F24断裂喷溢的玄武岩之间；地表没有电磁干扰。该低电阻率异常规模小、不明显，但它位于成矿地层、构造有利部位。对该低电阻率异常及其所处地段的地质特征综合研究分析后，推断该异常为含铁量较大的铁锰矿所产生的EH4电磁法异常。

4 结语

在鹤庆锰矿地区开展EH4电磁法勘探，应用效果理想。各地层间及矿体与围岩间有一定电阻率差性，以电阻率参数为主的物探方法具备一定物性前提条件，对EH4电磁法剖面进行深入处理，为最大程度地应用EH4信息，结合实际测区地质及剖面上已知钻孔地质资料进行综合分析研究后，可推断断层位置及其向下延伸情况，以及部分地层、岩性界线并可粗略地圈出铁锰矿异常。