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[摘 要]陕西南部赋存了多种矿产资源，特别是铅锌矿储量居全国前列，但是由于该地区地形复杂、高程落差大，铅锌矿埋藏深度大，地表没有矿点出露，往往与含炭质高的围岩伴生，所以找矿难度大。本文介绍了音频大地电磁测深法（AMT）和相干激电法在该区探测铅锌矿中的应用，指出了综合物探方法寻找铅锌矿的准确性，为下一步地质工作提供良好的基础。
[关键词]铅锌矿音频大地电磁测深法相干激电法
中图分类号：K261.35 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）36-0342-01
1 引言
综合物探方法是指用两种或两种以上的物探方法，对勘探区进行勘查，然后对各种资料进行综合处理、解释、提出结论。根据该区铅锌矿的赋存特性，运用了音频大地电磁测深法（AMT）和相干激电法。相干激电法可以区分炭质异常和金属硫化物矿所产生的矿异常，AMT法可以用来查明断裂的展布特征、电性分层和低阻异常体的空间分布。
2 区域地质特征
研究区铅锌矿位于陕西南部，属沉积改造型，既受志留纪古海盆沉积相控制，又受区域变质、变形主期的应力场控制。铅锌矿带中铅锌矿主要赋矿层位为中、上泥盆统杨岭沟组、石家沟组、大枫沟组和南羊山组。赋矿岩石为礁灰岩、白云石化灰岩、白云岩、生物碎屑灰岩或微晶灰岩。铅锌矿化明显受近东西向、北西西向断裂和地层岩相的控制。矿体呈透镜状、扁豆状、团块状产出，因受层间滑动裂隙的影响，沉积相使含矿层在海盆内南北方向上较稳定，变形变质改造又造成本区东西方向上应力场较稳定。在改造过程中，铅锌矿向负压空间集聚，品位增高，厚度增大，连续性增强，而在压应力区厚度变薄，连续性减弱，因此铅、锌沉积相区的后期改造负压段是利于形成较大铅锌矿床的区段。研究区地表出露泥盆系和志留系地层，赋矿地层为志留系，铅锌矿的围岩为含炭质高的千枚岩。密块状的铅锌矿和含炭质高的千枚岩均为高极化率和低电阻率，常规的激发极化法难以通过测量电阻率和极化率来达到找矿的目的。经过多年的努力，得出利用多频复合波相对相位差可识别由炭质和金属硫化物矿引起的激电异常的结论，结合音频大地电磁测深法，音频大地电磁测深法的装置轻便，适于山区工作，可以快速查找高阻体中低电阻异常体的空间分布。综合研究区的地质、矿床地质、地球物理方法自身的特点，综合运用AMT法和相干激电法寻找铅锌矿。
3 综合物探方法简介
3.1 音频大地电磁测深法的原理
音频大地电磁测深法是大地电磁法的一个分支，它是利用雷电活动所引起的天然音频大地电磁场作为场源，观测互相垂直的两个方向上若干频率的电场和磁场之比（波阻抗）来解决找矿、研究地质等问题。该方法探测最大深度深度在2000左右，频率范围在10～10 000 Hz，勘查时，通过观测不同频率的电磁信号，可获得不同深度的电性信息，结合已知地质资料和地层情况，便可解译目标层的地质特征。
3.2 相干激电法的原理
相干激电法通过向大地发送复合波电流，接收地下被发送电流激发出的信号，采用相干检测技术对复合波信号进行检测，可同时获得视电阻率ρs、百分频率效应Ps和相位频率谱等综合参数的激电方法。其中相位频率谱等参数主要用来区分异常的性质。当地下极化体性质不同时，相位频率谱低频段的相位变化特征与高频段的相位变化特征不相同，因此，可通过相位谱特征识别矿异常和炭质异常。该研究区探测中，相干激电法观测发送复合波的频率为0. 25、1、4Hz，同时观测到ρs、Ps和2个相对相位参数：中频与低频相位差ΔφM -L、高频与中频相位差ΔφH -M。利用Ps参数可以发现异常，利用ΔφM -L和ΔφH-M参数可以区分出矿异常和非矿异常。
4 综合物探方法应用、分析
研究区音频大地电磁测深法与相干激电综合剖面测线重合， 音频大地电磁测深法测距为100 m，相干激电综合剖面采集参数供电极距AB=1 800m，测量MN=30m，点距20m，供电电流为280～580 mA。探测区的矿异常为铅锌矿产生的异常，而非矿异常为炭质岩层产生的异常，因此，本测区的探测目的主要是区分出矿异常和炭质异常。本测区矿异常的特征为： ΔφM -L和ΔφH -M均大于零且ΔφM -L曲线和ΔφH -M曲线相互分开；炭质异常的特征为： ΔφM -L和ΔφH -M也均大于零，但ΔφM -L曲线和ΔφH -M曲线相互趋于重合。根据矿异常特征和炭质异常特征的差异可以确定本测区的矿异常及其分布范围由图1可知： 35～53测点间的Ps幅值大，异常最明显，同时，对应测点上的ΔφM -L和ΔφH -M均大于零且2条曲线相互分开，故可推知此激电异常为矿异常，称为A段矿异常； 65～74测点间的Ps幅值次之，异常较明显，对应测点上的ΔφM -L和ΔφH -M均大于零，但ΔφM -L曲线和ΔφH -M曲线相互趋于重合，故可推知此激电异常为炭质异常。AMT是一种电磁方法，通常它对良导的目标体探测效果好。音频大地电磁测深法所获得的原始数据（重要的参数有2个：视电阻率、相位）经过数据解编、静校正和二维反演获得了电阻率深度剖面结果。由图2可知：反演剖面在纵向上可以分为4套电性层，横向上由断裂控制，分为3部分，并且在68～74点、埋深为350～380m之间存在一低阻异常体。综合分析精密相干检测法和音频大地电磁测深法的勘探成果，我们认为：在音频大地电磁测深法的66～78点之间（对应于精密相干检测法测线38～58測点）存在一铅锌矿透镜体，埋深在350～380 m之间，南倾，厚度较小。后在音频大地电磁测深法（AMT）72号测点上钻井验证异常体的性质，在埋深360 m处发现了致密块状铅锌矿体。
5 结论
陕南地区对于铅锌矿富积的典型区域，有必要深入研究，摸清其成矿规律，对今后铅锌矿探测和高效生产都有指导意义。音频大地电磁测深法的优点是经济、高效、精度高，迄今为止，已成为较重要的地球物理技术，多年来，它已为人们解决了许多矿产能源勘探的难题。本次研究区的勘探工作，充分说明音频大地电磁测深法和相干激电法勘探在陕南地区，尤其是在地形复杂、高程落差大的地区，具有效率高、经济、目的性强、环保等优点，值得把这种综合物探方法引入陕南山区探矿工作。
参考文献
[1] 张友山.多频复合波激电差分相位频率简谱异常区分法[J].中南大学学报，1994，29（2）.
[2] 宋小文，侯满堂，等1陕西旬阳地区志留系铅锌矿矿集区特征及其成因初探[J].陕西地质，2003，21（1）.
[3] 敬荣中，鲍光淑，郭仁敏.矿山可持续发展综合物探技术方法研究[J].矿产与地质，2002，16（3）：187-190.
[关键词]铅锌矿音频大地电磁测深法相干激电法
中图分类号：K261.35 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）36-0342-01
1 引言
综合物探方法是指用两种或两种以上的物探方法，对勘探区进行勘查，然后对各种资料进行综合处理、解释、提出结论。根据该区铅锌矿的赋存特性，运用了音频大地电磁测深法（AMT）和相干激电法。相干激电法可以区分炭质异常和金属硫化物矿所产生的矿异常，AMT法可以用来查明断裂的展布特征、电性分层和低阻异常体的空间分布。
2 区域地质特征
研究区铅锌矿位于陕西南部，属沉积改造型，既受志留纪古海盆沉积相控制，又受区域变质、变形主期的应力场控制。铅锌矿带中铅锌矿主要赋矿层位为中、上泥盆统杨岭沟组、石家沟组、大枫沟组和南羊山组。赋矿岩石为礁灰岩、白云石化灰岩、白云岩、生物碎屑灰岩或微晶灰岩。铅锌矿化明显受近东西向、北西西向断裂和地层岩相的控制。矿体呈透镜状、扁豆状、团块状产出，因受层间滑动裂隙的影响，沉积相使含矿层在海盆内南北方向上较稳定，变形变质改造又造成本区东西方向上应力场较稳定。在改造过程中，铅锌矿向负压空间集聚，品位增高，厚度增大，连续性增强，而在压应力区厚度变薄，连续性减弱，因此铅、锌沉积相区的后期改造负压段是利于形成较大铅锌矿床的区段。研究区地表出露泥盆系和志留系地层，赋矿地层为志留系，铅锌矿的围岩为含炭质高的千枚岩。密块状的铅锌矿和含炭质高的千枚岩均为高极化率和低电阻率，常规的激发极化法难以通过测量电阻率和极化率来达到找矿的目的。经过多年的努力，得出利用多频复合波相对相位差可识别由炭质和金属硫化物矿引起的激电异常的结论，结合音频大地电磁测深法，音频大地电磁测深法的装置轻便，适于山区工作，可以快速查找高阻体中低电阻异常体的空间分布。综合研究区的地质、矿床地质、地球物理方法自身的特点，综合运用AMT法和相干激电法寻找铅锌矿。
3 综合物探方法简介
3.1 音频大地电磁测深法的原理
音频大地电磁测深法是大地电磁法的一个分支，它是利用雷电活动所引起的天然音频大地电磁场作为场源，观测互相垂直的两个方向上若干频率的电场和磁场之比（波阻抗）来解决找矿、研究地质等问题。该方法探测最大深度深度在2000左右，频率范围在10～10 000 Hz，勘查时，通过观测不同频率的电磁信号，可获得不同深度的电性信息，结合已知地质资料和地层情况，便可解译目标层的地质特征。
3.2 相干激电法的原理
相干激电法通过向大地发送复合波电流，接收地下被发送电流激发出的信号，采用相干检测技术对复合波信号进行检测，可同时获得视电阻率ρs、百分频率效应Ps和相位频率谱等综合参数的激电方法。其中相位频率谱等参数主要用来区分异常的性质。当地下极化体性质不同时，相位频率谱低频段的相位变化特征与高频段的相位变化特征不相同，因此，可通过相位谱特征识别矿异常和炭质异常。该研究区探测中，相干激电法观测发送复合波的频率为0. 25、1、4Hz，同时观测到ρs、Ps和2个相对相位参数：中频与低频相位差ΔφM -L、高频与中频相位差ΔφH -M。利用Ps参数可以发现异常，利用ΔφM -L和ΔφH-M参数可以区分出矿异常和非矿异常。
4 综合物探方法应用、分析
研究区音频大地电磁测深法与相干激电综合剖面测线重合， 音频大地电磁测深法测距为100 m，相干激电综合剖面采集参数供电极距AB=1 800m，测量MN=30m，点距20m，供电电流为280～580 mA。探测区的矿异常为铅锌矿产生的异常，而非矿异常为炭质岩层产生的异常，因此，本测区的探测目的主要是区分出矿异常和炭质异常。本测区矿异常的特征为： ΔφM -L和ΔφH -M均大于零且ΔφM -L曲线和ΔφH -M曲线相互分开；炭质异常的特征为： ΔφM -L和ΔφH -M也均大于零，但ΔφM -L曲线和ΔφH -M曲线相互趋于重合。根据矿异常特征和炭质异常特征的差异可以确定本测区的矿异常及其分布范围由图1可知： 35～53测点间的Ps幅值大，异常最明显，同时，对应测点上的ΔφM -L和ΔφH -M均大于零且2条曲线相互分开，故可推知此激电异常为矿异常，称为A段矿异常； 65～74测点间的Ps幅值次之，异常较明显，对应测点上的ΔφM -L和ΔφH -M均大于零，但ΔφM -L曲线和ΔφH -M曲线相互趋于重合，故可推知此激电异常为炭质异常。AMT是一种电磁方法，通常它对良导的目标体探测效果好。音频大地电磁测深法所获得的原始数据（重要的参数有2个：视电阻率、相位）经过数据解编、静校正和二维反演获得了电阻率深度剖面结果。由图2可知：反演剖面在纵向上可以分为4套电性层，横向上由断裂控制，分为3部分，并且在68～74点、埋深为350～380m之间存在一低阻异常体。综合分析精密相干检测法和音频大地电磁测深法的勘探成果，我们认为：在音频大地电磁测深法的66～78点之间（对应于精密相干检测法测线38～58測点）存在一铅锌矿透镜体，埋深在350～380 m之间，南倾，厚度较小。后在音频大地电磁测深法（AMT）72号测点上钻井验证异常体的性质，在埋深360 m处发现了致密块状铅锌矿体。
5 结论
陕南地区对于铅锌矿富积的典型区域，有必要深入研究，摸清其成矿规律，对今后铅锌矿探测和高效生产都有指导意义。音频大地电磁测深法的优点是经济、高效、精度高，迄今为止，已成为较重要的地球物理技术，多年来，它已为人们解决了许多矿产能源勘探的难题。本次研究区的勘探工作，充分说明音频大地电磁测深法和相干激电法勘探在陕南地区，尤其是在地形复杂、高程落差大的地区，具有效率高、经济、目的性强、环保等优点，值得把这种综合物探方法引入陕南山区探矿工作。
参考文献
[1] 张友山.多频复合波激电差分相位频率简谱异常区分法[J].中南大学学报，1994，29（2）.
[2] 宋小文，侯满堂，等1陕西旬阳地区志留系铅锌矿矿集区特征及其成因初探[J].陕西地质，2003，21（1）.
[3] 敬荣中，鲍光淑，郭仁敏.矿山可持续发展综合物探技术方法研究[J].矿产与地质，2002，16（3）：187-190.