浅析EH4在寻找金属矿中的应用

王成

（新疆维吾尔自治区有色地质勘查局704队 哈密 839000）

近年来，随着浅地表自然资源被发现，逐渐消耗殆尽，找矿视野逐渐转向深部寻找盲矿，找矿的脚步也逐渐迈向更为偏远的山区。恶劣的通行条件限制了很多勘探手段的运用，轻便高效且能满足勘探深度与精度的物探手段越发受到重视，EH4大地电磁法无疑是一个合适的选择。它是一种通过观察天然存在的或由人工建立的电场、电磁场分布，来研究地质构造、寻找矿产资源，解决工程、环境、灾害等地质问题的一类地球物理勘探方法。尤其是其在高阻区寻找低阻异常的能力较为突出，为寻找水资源与金属矿资源提供了有力的技术支持。

1 方法原理

图1 EH4野外勘探仪器布置示意图

EH-4连续电导率成像仪遵循大地电磁测深（MT）的基本原理，支持音频大地电磁测深（AMT）和可控源音频大地电磁测深（CSAMT）,属于磁可控源与天然场源相结合的一种大地电磁测深系统。当天然交变电磁场射入大地，在地下以波的形式传播时，由于电磁感应的作用，地面电磁场的观测值会包含地下介质的电阻率分布信息。而由于不同频率的电磁场信号具有不同穿透深度，因此大地电磁测深通过研究地表采集的电磁数据能够反演出地下不同深度介质电阻率分布的信息。

EH-4具有较高的分辨率，接收频点多达60个左右，为探测某些小的地质构造和区分电阻率差异不大的地层提供了可能性。EH-4采用两个正交的半圆形发射天线，不存在接地问题，也不需要布设很长的发射导线。EH-4支持张量人工场源的测量，反演X-Y电导率张量成像剖面，对判断二维构造特别有利。

EH-4连续电导率成像系统是一种电导率张量测量仪，利用不同介质具有不同导电率与导磁率原理，将地下不同介质体的电阻率分布情况反映出来。观测的基本参数为：正交的电场分量（Ex,Ey）和磁场分量（Hx,Hy）的时间序列。然后通过傅立叶变化将时间域的电磁信号变成频谱信号，得到Ex、Ey、Hx、Hy，基于麦克斯韦方程组，计算卡尼亚电阻率。

地表电场和磁场水平分量的比值为平面波阻抗：

由卡尼亚电阻率公式可知，电阻率随频率变化而变化，而电磁波的穿透深度或趋肤深度也与频率有关。因此不同的频率反应不同深度的电阻率。电磁波在大地介质中的穿透深度（或趋肤深度）与频率

在一个宽频带上测量E和H，并由此计算出不同频率下的卡尼亚视电阻率和相位，进而分析地下岩层的电性结构和地质构造。

通常把电磁波能量衰减到原来的50%时的传播深度定义为勘探深度，它近似的由δ=356计算。

2 物性前提

测区内出露有大面积的岩浆岩，约占总区的4/5，岩浆岩主要为酸性侵入岩大岩体和小的脉岩。本区地处三大Ⅱ级构造单元的交汇部位，黄山深大断裂位于测区南部，由于测区南部覆盖面积较大，在与埃达克岩体的南接触带仅见有少量地层出露，地层表现为片理发育，局部破碎。本次EH4测深所要追索的目标岩体为橄榄辉长岩及矿化蚀变带，与地层、酸性岩体有明显的电阻率差异，是典型的高阻岩体中寻找低阻异常的情况，满足EH4勘探的物性差异条件。

3 应用成果简述

P-4线EH4测深断面见图2。

图2 P-4线EH4测深断面图

图2 为某铜镍矿区P-4线EH4测深断面图，该断面整体呈两高夹一低的电阻率分布特征。对该测深断面进行了3次钻孔验证后，取得了较好的找矿成果。其中ZK401和ZK402见矿，ZK401孔矿（化）体厚度较大，ZK402孔矿（化）体厚度减小，ZK403孔未见矿。矿体主要赋存于高低阻异常接触带上，电阻率值变化范围为200～900 Ω·m，梯度值变化较大，构造控矿特征明显。结合钻孔岩性可知，矿（化）体南北两侧高阻区对应为硅质角砾凝灰岩和晶屑岩屑凝灰岩,其视电阻率大于900 Ω·m。

图3 P-6线EH4测深断面图

图3为矿区内P-6线EH4测深断面，断面整体呈三高夹两低的电阻率分布特征。自北向南共布设5个钻孔，其中北面4个钻孔见矿。结合钻孔岩性可知，该断面高阻异常为砂岩引起，其视电阻率大于200 Ω·m。其中120号测点地表见镍矿化蚀变，深部向南延伸，形成一条低阻异常带，最大延伸深度约250 m，电阻率值为30～150 Ω·m。108号测点出露闪长玢岩，呈近直立状，向深部延伸膨大，电阻率值小于75 Ω·m。

4 结论

⑴在浅覆盖或高阻区，由于接地条件不好，一般的直流电法很难获得可靠的数据，EH4测深作为电磁法勘探可以规避上述困难，发挥其在高阻中寻找低阻异常的优势。

⑵EH4测深能够清晰地分辨低阻异常，结合地质信息，能够对比追索诸如蚀变带、构造、矿（化）体的深部空间展布特征。本次勘探任务区内目标岩体有明显的构造控矿特征，镍矿（化）体均处在岩性接触带上，有明显的电阻率梯度变化。

⑶相同目标岩体在不同岩性背景、深度下所引起的电阻率异常幅值有所不同，但其与围岩的电阻率差异始终存在。这与其方法原理有直接关系，卡尼亚视电阻率不是某层介质的真正电阻率，而是地下层状介质电性参数分布的综合反映。一定频段的大地电磁场有一定的穿透深度和影响范围，而视电阻率就表示这一范围内地电断面的‘平均’效应。

[1]李金铭.地电场与电法勘探[M].地质出版社，2005,7.

[2]柳建新,童孝忠,等.大地电磁测深法勘探-资料处理、反演与解释[M].科学出版社，2012.