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1、可控源音频大地电磁法(CSAMT)是一种频率域的电磁勘探方法,它具有勘探深度大,分辨率能力强,观测效率高等特点,是研究深部地质构造和寻找隐伏(ynf)矿的有效手段。第1页/共34页第一页，共35页。2000年在凤太地区开展了CSAMT工作,首先在已知剖面进行了特殊地质地球物理环境的试验工作；尔后在成矿(chnkun)有望地段布置了13条勘探剖面,查明了勘探剖面的地质构造分布的断面特征,对异常体进行了空间定位。第2页/共34页第二页，共35页。2地质及地球物理特征2.1地层本区出露地层为中泥盆统古道岭组(D2g)和上泥盆统星红铺组(D3x),上覆盖第四系坡积物。中泥盆统古道岭组(D2g),主要岩
2、性为中薄-中厚层含碳生物灰岩、结晶(jijng)灰岩、白云灰岩互层,间夹钙质、铁白云质千枚岩。上界面存在大型Pb,Zn(Cu)矿体,为主要含矿层位。第3页/共34页第三页，共35页。划分古道岭组与星红铺组的分层界面,寻找界面矿体(kunt)是本项目最重要的任务之一。上泥盆统星红铺组(D3x)分两段；下岩性段:以薄层灰岩、碳质千枚岩、方解石绢云母千枚岩为主,该层直接覆盖在古道岭组灰岩上,为矿体(kunt)上盘近矿围岩,一般比较稳定,围绕古道岭组灰岩,对称地分布在背斜两翼,但厚度变化大,从几米到百余米不等。有时因碳质含量高变成黑色碳质千枚岩。千枚岩普遍含有碳质,是本层的重要特征。第4页/共34页第
3、四页，共35页。上岩性段:以砂质千枚岩、绿泥千枚岩、铁白云质千枚岩、钙质绿泥石绢云母千枚岩及千枚岩为主。该层分布(fnb)在矿区背斜两翼,基本对称,沿走向和倾向厚度均有较大变化。厚度从几米到几百米不等。第5页/共34页第五页，共35页。2.2矿区构造矿区构造主要为褶皱构造及断裂构造。背斜褶皱的幅度和高度(god)之比为0.86-1.3,两翼夹角为3060,属较紧密背斜,背斜构造决定了矿体的生成、形态及空间分布。本区断裂构造分为纵向断裂及横向断裂。纵向断裂又称走向断裂,大体与地层走向一致。横向断裂较发育,规律性明显,大体上平行排列,垂直背斜轴和地层。第6页/共34页第六页，共35页。2.3矿(化
4、)体特征:矿(化)体分为两种类型,一为界面矿体,为矿区的主要类型,矿体呈似层状产于古道(do)岭组与星红铺组的分层界面上,且形成于背斜的轴部或两翼的界面接触带上。背斜及分层界面是界面矿体形成的两大条件。第7页/共34页第七页，共35页。二为层间矿,为矿区的次要类型,多为小型矿体,层间矿主要受层位控制,主要含矿层位为古道岭组及星红铺组的下岩性段,矿体产于古道岭组和星红铺组的接触带两侧(linc)百米范围内的灰岩或千枚岩中。实际上,背斜褶皱亦是形成层间矿体的重要条件。矿石以闪锌矿、方铅矿为主,伴有黄铁矿、少量黄铜矿等,近矿围岩碳化较强,并有黄铁矿浸染。第8页/共34页第八页，共35页。2.4地球物
5、理特征为了(wile)能有效地开展CSAMT勘探工作,设计野外工作前,系统收集了本区矿体及围岩的电性资料(表1)。本区岩石电性主要分两大类,且差异明显,一为高阻的灰岩,二为中低阻千枚岩。矿体为低电阻体,含碳千枚岩及含碳灰岩可使电阻率明显降低,由于近矿围岩碳化较强,因此含碳围岩有可能成为寻找矿(化)低阻体的间接标志。第9页/共34页第九页，共35页。第10页/共34页第十页，共35页。从表1可看出:(1)古道岭组灰岩与星红铺组千枚岩之间具有明显电性差异(chy),可达数倍及一个级次以上,这是开展CSAMT法,利用电性划分层位并勾画构造形态的前提;(2)矿体与上下围岩之间具有明显的电性差异(chy
6、),当矿体具有一定厚度且埋深不甚大时可形成明显可区分的低阻异常;第11页/共34页第十一页，共35页。(3)近矿围岩明显碳化,扩大了矿化低阻体的范围,强化了低阻异常,使得CSAMT法有可能更容易发现含矿异常。3CSAMT法工作原理及数据处理方法3.1工作原理CSAMT法即可控源音频大地(dd)电磁法,采用人工场源,AB两供电电极距离为12km.第12页/共34页第十二页，共35页。测量工作布置在供电偶极中垂线45的扇形面积内,测线与供电AB极连线平行。这时的场源可以认为是平面波,通过变换供电频率以达到测深的目的(md)。一般供电功率1530kW,供电频率采用2n或Hz(n=-2,-1,0,1,
7、12)供电。CSAMT是在远场区测量相互正交的电场强度E和磁场强度H的水平分量,得出的是卡尼亚电阻率:第13页/共34页第十三页，共35页。它的相位提供了另一个重要(zhngyo)参数,称为相位差或阻抗相位:E=E-H第14页/共34页第十四页，共35页。电阻率和相位共同提供了一个解释(jish)大地响应的完整数据表。根据理论推导,CSAMT的勘探深度D与频率f、电阻率之间的关系为:从这个关系式可以看出,随着供电频率从高到低,勘探深度从浅到深,从而达到测深的目的。第15页/共34页第十五页，共35页。当然,勘探深度与地下岩石的电阻率有关。测量的电极距控制了横向分辨率,通常为最小探测目标的二分之
8、一。3.2数据处理方法由于实测数据有干扰噪音,少数测点的个别频点明显出现非正常跳跃(tioyu),对此采用三次样条方法进行圆滑编辑,综合参考该频点电场幅值、磁场幅值,标准离差及有关野外记录,力求内插尽量可靠。第16页/共34页第十六页，共35页。在低频,观测数据会受到场源的影响,对此要进行校正。由于地表局部电性的不均匀会使观测结果受静态(jngti)影响使曲线在对数轴内平移,改正所采用的方法是,依据剖面相似原则进行校正,对曲线特征相同而视电阻率有突变的测点作平移校正。Bostick反演是CSAMT的一个简单的反演方法,依据下列公式计算出不同深度的电阻率值.第17页/共34页第十七页，共35页。
9、其中:a为实测(shc)电阻率,为角频率,为深度h上的真电阻率,f为频率。一维反演采用广义逆最小二乘法方法进行,通过假定不同深度的真电阻率进行反复拟合,更改假定值,直到理论数据和实测(shc)数据之离差达到最小。第18页/共34页第十八页，共35页。4CSAMT法的应用效果该地区采用CSAMT标量装置,仪器采用加拿大凤凰公司的V5系统,供电(ndin)极距为2.1km,供电(ndin)电极为不锈钢电极组,供电(ndin)回路电阻小于35;采用单套频率供电(ndin),频率从40960.25Hz;供电(ndin)电流稳定,高频电流为2A,低频供电(ndin)电流为12A,接受偶极信号电压大于0.
10、5mV;第19页/共34页第十九页，共35页。收发距9.412.8km,偶极距为25m。采用实时监控观测误差,中频段(1256Hz)实时误差5%,其余频段实时误差10%,单频点叠加次数在10次以上。随着供电频率(pnl)由高到低,可以获得逐个频点的卡尼亚电阻率,得到测点的电阻率曲线。图1是在已知剖面上的试验结果。第20页/共34页第二十页，共35页。第21页/共34页第二十一页，共35页。1024Hz频点以上总体表征为10m以下的低阻,反映地表浮土及风化层,1024Hz频点以下反映地下不同岩性的电性特征。112116点之间32Hz以下出现强烈的低阻凹陷(oxin),降低幅度数十倍,对比地质图和
11、地质剖面图,该异常对应于已被控制的已知矿体;106.5点下方也对应一个低阻跃变,可能为断层引起,不排除隐伏矿体的存在。第22页/共34页第二十二页，共35页。图2是博氏蒂克反演和一维反演的结果。对应112116之间的低阻底部有高阻隆起,其顶翼有明显的的低阻异常或低阻封闭异常,可定为有望异常,判断其顶部标高在1300m左右,这与已知矿体标高相近。若用1000m等值线作为高阻体轮廊的表征线,则在其顶部出现低阻凹陷(oxin),对应地表异常体出露部位。第23页/共34页第二十三页，共35页。第24页/共34页第二十四页，共35页。结果表明,电性分层明显,高阻体的构造轮廊清晰,低阻异常清楚,异常体空间
12、定位(dngwi)较准确。在高阻背斜的两翼及顶部均出现低阻异常或封闭的低阻异常带,其空间定位(dngwi)与矿体出现位置和形态非常一致。而且低阻体常使异常形态沿其赋存空间扩展。第25页/共34页第二十五页，共35页。若用1000m等值线作为高阻体轮廊的表征线,可圈定出古道岭组与星红铺组大致分层界线并勾画出背斜构造形态,判断地下隐伏背斜的存在(cnzi)。图3是秦家梁地区4Hz和32Hz视电阻率平面等值线图,该地区包括Y5,Y2及Y6线:该区地下构造复杂,视电阻率-频率拟断面图反映,在频率64Hz以下,地下呈现多个起伏的高阻结构,经博氏蒂克反演和一维模拟反演,清楚地表明地下存在(cnzi)大致3
13、个背斜构造：第26页/共34页第二十六页，共35页。第27页/共34页第二十七页，共35页。其一在100110号点之间；其二在110125号之间；其三在130140号点之间,其背斜轴地表位置连线标于图3上。并发现多个低电阻陷落异常,自南向北编号依次(yc)为秦1-秦6。它们均处于成矿的有利部位。第28页/共34页第二十八页，共35页。该区地质背景地表全为星红铺组千枚岩所覆盖,未见古道岭灰岩。从地质上分析(fnx),地下可能存在3个隐伏背斜,应存在着古道岭灰岩隆起背斜,在其顶翼有存在界面矿的可能。且总体处于TEM大异常之中或边部,分离了TEM异常源,表明TEM大异常可能是多个低阻体总体表观的结果
14、。第29页/共34页第二十九页，共35页。根据确认有望低阻异常的原则(背斜顶翼、古道岭组与星红铺的接触(jich)带、TEM异常)我们认为秦2、秦3、秦4、秦5异常较好,多数可能为界面Pb,Zn矿(化)体引起。5结论CSAMT法工作实践表明,CSAMT法在进行地电分层的基础上,勾画高阻隆起,确定构造形态,特别是背斜构造形态是有效的,第30页/共34页第三十页，共35页。同时也证明了该法可以发现低阻异常,验证了TEM异常,特别对低阻异常体的空间定位有较大的优势。结合地质规律和其他物化探资料,特别是TEM资料,便于对低阻异常的性质(xngzh)作出判断。同时运用博氏和一维连续剖面模拟反演,得出的成
15、果更加合理,高阻体和异常的划分更为直观。第31页/共34页第三十一页，共35页。CSAMT法是电阻率-频率测深,它具有探测深度大、快捷、能及时提供视电阻率-频率拟断面图等优点,但也有静态效应、近场效应、场源附加效应,以及(yj)所测电阻率参数单一等因素增加解释难度的不足。第32页/共34页第三十二页，共35页。即使这样,由于成本低、效率高、探深大、提供资料及时,解释手段(shudun)逐渐完善、先进,有多种减少或去干扰的手段(shudun),再配合其他物化探地质资料,在地质找矿、地下构造填图、工程探测、石油勘探等方面不失为先进的物探方法之一。第33页/共34页第三十三页，共35页。感谢您的欣赏(xnshng)！第34页/共34页第三十四页，共35页。内容(nirng)总结可控源音频大地电磁法(CSAMT)是一种频率域的电磁勘探方法,它具有勘探深度大,分辨率能力强,观测效率高等特点,是研究深部地质构造和寻找隐伏矿的有效手段。上界面存在大型(dxng)Pb,Zn(Cu)矿体,为主要含矿层位。该层分布在矿区背斜两翼,基本对称,沿走向和倾向厚度均有较大变化。横向断裂较发育,规律性明显,大体上平行排列,垂直背斜轴和地层。本区岩石电性主要分两大类,且差异明显,一为高阻的灰岩,二为中低阻千枚岩第三十五页，共35页。
