可控源音频大地电磁测深法在江西省尖峰坡地区深部资源调查中的应用

张玲玲，鲁 杏*，陆大进，钟 波

(1.安徽省勘查技术院，安徽 合肥 230031；2.江西省地质矿产勘查开发局 九一六大队，江西 九江 332000)

江西省尖峰坡地区地处长江中下游成矿带，是彭山—坳下锡多金属矿集区的重要组成部分，近年来区内相继发现了黄金洼锡矿、张十八铅锌矿、尖峰坡锡矿等一批大中型矿床[1-2]。该地区的锡多金属矿床有多种成因类型，是燕山期中酸性侵入体成岩成矿事件的统一产物[3-4]。区域重磁与钻探资料显示，彭山地区的隐伏岩基向NWW延伸至瑞昌市坳下地区，形成一个平行于九瑞矿集区、与早白垩世中深成S型花岗岩密切相关的岩浆期后热液型锡多金属矿集区。彭山—坳下隐伏岩基与白云母花岗岩岩株为该矿集区的成矿岩体，其与有利层位接触形成矽卡岩型或蚀变花岗岩型锡矿体。综合前人研究成果，尖峰坡地区的锡矿主要受地层、隐伏花岗岩和构造控制，具有多个矽卡岩型和蚀变岩型锡矿床的有利成矿部位。

尖峰坡地区的隐伏复式岩体主要由燕山晚期不同单元的酸性花岗岩组成，在不成矿的大岩基中寻找成矿岩株难度较大，需要配合精细的物探方法进行综合勘查。该地区以往仅开展过大比例尺重磁测量工作，急需开展大比例尺电磁法测深工作，并与重磁、地质资料联合分析来获取深部地质信息。可控源音频大地电磁测深法(CSAMT)是在大地电磁法(MT)和音频大地电磁法(AMT)的基础上发展起来的一种人工源频率域电磁测深方法，具有工作效率高、探测深度大、抗干扰能力强等特点，是深部精细勘查的重要方法[5-8]，已广泛应用于各种金属和非金属矿深部勘查[9-16]。本文开展CSAMT法应用研究，结合重磁、地质资料，为尖峰坡地区的深部资源调查提供物探依据。

1 地质与地球物理特征

1.1 地层

研究区出露地层由老至新依次有奥陶系上统汤头组(O3tt)、志留系下统梨树窝组(S1l)及第四系(图1)。奥陶系上统汤头组分布于研究区东部闵家铺一带，岩性为青灰、紫红色瘤状灰岩、泥质条纹灰岩。志留系下统梨树窝组在研究区内广泛分布，岩性主要为石英砂岩类粉砂岩、砂质页岩、泥岩，是区内主要控矿地层。第四系为残坡积砂页岩碎块、亚砂土、亚粘土和河流冲积形成的砂、砾石及粘土等。

图1 研究区地质简图及测点位置图

1.2 构造

研究区位于彭山穹隆构造北西转折端北西翼外缘，地层总体呈单斜构造，倾向NWW，倾角缓—中等，局部较陡。区内断裂构造较发育，区域性断裂呈NE—近SN向贯穿研究区东南部，但大部分被第四系所覆盖。受区域性断裂影响，区内发育一些小规模的硅化破碎带和近SN向展布的裂隙带，构成本区主要储矿构造。

1.3 岩浆岩

研究区内岩浆岩不甚发育，地表零星出露煌斑岩、闪长岩岩脉，一般贯入在NE向或近SN向的断层内。区内岩脉普遍具硅化、锡石矿化等围岩蚀变。

1.4 物性特征

研究区内砂岩具中低电阻率，一般为10～102Ω·m；硅质岩电阻率值较高，一般在103Ω·m以上；页岩类具低电阻率，多数低于102Ω·m；白云岩、灰岩等碳酸盐类具高电阻率，多数为103～104Ω·m，其中泥质灰岩电阻率值变化范围相对较大；板岩类具中低电阻率，约10～102Ω·m；花岗岩类电阻率值均在103Ω·m以上。燕山期花岗岩体表现为低密度、高阻、中等—弱磁性；有一定规模的矿化体表现为低阻、高磁性；沉积岩一般无磁性，密度一般高于花岗质侵入体，电阻率与岩性及破碎关系密切。炭质地层会形成明显低阻，甚至会形成低阻屏蔽。构造破碎明显的张性断裂表现为电阻率等值线凹陷，压性断裂则表现为电阻率梯级带。

1.5 重磁场特征

研究区重力异常特征见图2。研究区位于区域重力低异常中心位置，区内重力异常总体呈NE向展布，受NE向构造控制，其延展范围受NW向构造约束。区内重力异常大致分为三个区块：①F5断层北西侧为重力弱高异常区，总体呈NE向串珠状展布，局部存在NW向高异常组合，异常宽度约600 m，属重磁同源异常；②F5、F9、F3、F8断层围成的区块，为重力弱低异常区，异常长度约2.1 km，宽度约1.5 km，推测为深部偏酸性侵入体隆起所致；③F8断层以南重力值抬高，且伴有弱磁高背景，推测为碳酸盐岩隆起引起。依据重力异常形态(含局部正扭曲)将全区分为5个异常(图2)，编号为G-1—G-5。

图2 研究区布格重力异常平面图

研究区磁异常特征见图3。研究区处于航磁高值异常中心部位，磁场值均为正值，其背景值约为300 nT。根据磁△T化极等值线可在全区划分5个异常，编号分别为DC-1—DC-2。磁异常总体呈NE向展布，与NE向构造方向一致，大致分三段：①F5断层北西侧为NE向串珠状高磁异常区，异常宽度约600 m，推测为埋深300 m左右的蚀变岩引起，该磁异常对应重力弱高异常区；②F5断层南东侧至F3与F4断层之间中部位置为低缓高磁异常区，对应重力低异常区，推测为深部偏酸性侵入体隆起所致；③南东侧弱低磁异常区往南东方向延展，对应重力值往南东方向抬升，推测偏酸性侵入体往南东埋深加大，碳酸盐岩往南东埋深逐渐减小。

图3 磁△T化极等值线平面图

2 CSAMT成果分析

CSAMT采用赤道偶极装置进行电性源标量测量，工作频率频段选择0.125～9 600 Hz，发射偶极距AB=2 000 m，收发距>9.9 km，测量电极距MN=50 m，测点距=50 m。完成2条剖面(B1线和B2线)，累计长度为4.5 km。CSAMT资料经过原始编辑、曲线坏频点坏频段处理、静态位移校正等处理得到卡尼亚视电阻率和相位。图4和图5是B1线2460号点处理前后的视电阻率和相位曲线图，通过对比可以发现，处理后的视电阻率和相位数据质量明显改善，但曲线整体形态并没有发生改变。

图4 B1线2460号点原始视电阻率和相位曲线图

图5 B1线2460号点处理后视电阻率和相位曲线图

CSAMT的资料解释充分参考了已知的钻孔和重磁资料。ZK001位于研究区东南侧(图1)，终孔深度为1 100 m，在1 001 m处见黑云母二长花岗岩。区内布格重力值由南东往北西逐渐减小，说明岩体往北西方向埋深越来越浅，至布格重力极低值处达到最浅。ZK1位于研究区强磁异常中心部位，对应布格重力弱高值，终孔深度为706.66 m，主要揭露志留系砂岩。

B1线解释成果如图6所示。依据电阻率特征，CSAMT剖面在纵向上可分为四层，总体呈现出低—高—低—高的分布特征。第一层浅部电阻率值较低(<300 Ω·m)，结合钻孔推测为志留系浅部地层风化破碎导致。第二层电阻率值较高，推测为志留系砂岩。第三层为低阻层，总体西倾，深度为400～600 m，推测为古生代碳酸盐岩破碎导致。第四层深部为高阻层，推测为深部岩体。1835—2085号点处，上部电阻率明显偏低，推测为志留系浅部地层风化破碎导致电阻率降低；下部电阻率值整体较高，推测为奥陶系地层。2085号点处CSAMT电阻率曲线突变明显，为布格重力异常水平一阶导数曲线极大值处，推测为断层反映(F6)。2085—2535号点处上部电阻率明显偏低，推测为志留系浅部地层风化破碎导致电阻率降低；下部电阻率值相对较高，电性界面往南倾斜，推测为志留系砂岩；深部电阻率值变高，推测为奥陶系地层；志留系砂岩中存在明显的磁异常，具有一定宽度，布格重力异常相对弱高，推测为埋深300 m左右的蚀变岩引起。2535号点处CSAMT电阻率曲线突变明显，对应布格重力异常水平一阶导数曲线极大值处，推测为断层反映(F5)。2535—3035号点处上部电阻率明显偏低，推测为志留系浅部地层风化破碎导致电阻率降低；下部电阻率值相对较高，电性界面往南倾斜，推测为志留系砂岩；深部阻值变低，推测为奥陶系碳酸盐岩破碎导致；更深部磁异常相对低缓，处于布格重力低异常区，推测为深部偏酸性侵入体隆起所致。3035号点处CSAMT电阻率曲线突变明显，对应布格重力异常水平一阶导数曲线极大值处，推测为断层反映(F4)。3035—3935号点处上部电阻率明显偏低，推测为志留系浅部地层风化破碎所致，下部电阻率值相对较高，电性界面往南倾斜，推测为志留系砂岩；深部电阻率值变低，推测为奥陶系碳酸盐岩破碎导致；更深部布格重力值往南逐渐变大，磁异常逐渐减弱，推测深部偏酸性岩体往南埋深加大，奥陶系地层往南埋深变小。3935—4035号点深部高阻部位凸起，对应重力极大值点，磁场值相对较低，推测为深部偏酸性岩体往南埋深加大，奥陶系地层往南埋深变小所致。

图6 尖峰坡地区B1线综合剖面及地质推断图

B2线解释成果如图7所示。1595—2145号点处上部电阻率明显偏低(<300 Ω·m)，结合钻孔认为是志留系浅部地层风化破碎导致电阻率降低且重力值较低；下部电阻率值相对较高，电性界面往南倾斜，推测为志留系砂岩；深部为奥陶系地层，电阻率值更高。2145号点处CSAMT电阻率曲线突变明显，对应磁△T异常水平一阶导数曲线极大值处，推测为断层反映(F6)。2145—2695号点处上部电阻率明显偏低，推测为志留系浅部地层风化破碎；下部电阻率值相对较高，电性界面往南倾斜，推测为志留系砂岩；深部电阻率值变低，推测为奥陶系碳酸盐岩破碎导致。2295—2545号点处存在明显的磁异常，且具有一定宽度，布格重力异常相对弱高，推测为埋深300 m左右的偏中性侵入体引起。2695号点处CSAMT电阻率曲线突变明显，对应布格重力异常水平一阶导数曲线极大值处，推测为断层反映(F5)。2695—3145号点处磁异常相对低缓，处于布格重力低异常区，推测为深部偏酸性侵入体隆起所致。在CSAMT剖面F4和F5断层之间岩基顶部电阻率值偏低，可能为岩体二次侵入的反映。3145号点处CSAMT电阻率曲线突变明显，对应布格重力异常水平一阶导数曲线极大值处，推测为断层反映(F4)。3145—3795号点处上部电阻率明显偏低，推测为志留系地层；下部电阻率值整体较高，推测为奥陶系地层。布格重力值往南逐渐变大，磁异常逐渐减弱，推测深部偏酸性岩体往南埋深加大。综合物探和地质认识，建议布置钻孔ZK04(图7)，控制深度在1 000 m。

图7 尖峰坡地区B2线综合剖面及地质推断图

3 找矿预测

依据CSAMT剖面异常特征，综合重磁、地质等资料，圈定了3个找矿靶区(图8)。其中I号靶区和Ⅱ号靶区为蚀变岩成矿有利区，Ⅲ号靶区为矽卡岩成矿有利区(详见表1)，建议着重开展勘查工作。

表1 物探推测找矿靶区及依据表

图8 推测靶区分布图

4 结论

通过对CSAMT资料处理、反演和解释，精细刻画了尖峰坡地区的地下电性结构，综合重、磁、地质等资料，较客观地划分了地下地层、隐伏岩体、推测断层的分布情况，圈定了3个找矿靶区，为研究区深部找矿勘查提供了有益参考依据。