王 瑾 刘香凤 杨 朋 张 国 贾玉国/辽宁省化工地质勘查院



AMT在含墨地层中寻找铅锌矿床的应用

王 瑾 刘香凤 杨 朋 张 国 贾玉国/辽宁省化工地质勘查院

【摘 要】在含墨地层中常规的直流电法勘探效果欠佳，利用音频大地电磁法(Audio magnetotelluric method)对工作区进行勘探，反演结果清晰显示了盖层、侵入岩、断裂构造的展布情况，有效的圈定成矿的有利部位。钻孔结果证实了音频大地电磁法在含墨地层中寻找铅锌矿床的可行性。

【关键词】音频大地电磁法；铅锌矿勘探；含墨地层

1.前 言

辽东地区分布大量早元古界辽河群地层，该地层变质岩中大多含石墨[1]。受石墨干扰，常规电法在该地区勘探铜铅锌等金属矿时有严重的低阻屏蔽效应，勘探效果总是差强人意，特别是对浅部盖层为含墨地层的隐伏矿体勘探，几乎无法划分矿体异常。音频大地电磁法根据不同频率的电磁波的探测不同深度的地下地质体，能有效穿透含墨地层，查清深部构造破碎带的发育情况、侵入岩的分布状态以及圈定成矿有利部位。

2.方法与技术

音频大地电磁法(AMT)以天然交变电磁场为场源，其频率范围在10000Hz～1Hz，当交变电磁场以波的形式在地下介质中传播时，由于电磁感应作用，地面电磁场的观测值将包含有地下介质电阻率分布的信息[2～3]。而且由于电磁场的趋肤效应，不同周期的电磁场信号具有不同的穿透深度，因此，研究大地对天然电磁场的频率响应，可以获得地下不同深度介质电阻率分布信息[4～10]。

根据麦克斯韦方程组，可推导出由高空垂直入射的平面波在均匀大地介质中正交电磁场分量Ex和Hy的波动方程：

将电磁波振幅衰减到地面数值的1/e的深度定义为趋肤深度，

可以看出当介质电阻率为ρ时，探测深度H与趋肤深度P严格相关，随频率f 而改变，频率f越大，探测深度越浅，频率f越小，探测深度越深。

3.探测实例

3.1勘查区地质概况

勘查区为长白山系的南延部分，属辽东低山～丘陵区，地形切割剧烈。出露地层为早元古界辽河群变质岩系，由大石桥组（Ptllhd）主要为石墨大理岩、白云质大理岩、含墨变粒岩及斜长角闪岩。盖县组(Pt1lhgx) 主要为含墨片麻岩、绢云母石英片岩、含墨黑云片岩、黑云斜长变粒岩、黑云斜长浅粒岩。构造主要为北东向断裂，多为压性断裂。岩浆岩有中侏罗世花岗岩（γ52（2）a），晚侏罗世流纹岩(λ52（3）1)。铅锌矿成因类型为中低温热液裂隙充填型，多产于构造裂隙带中，受北东向及东西向构造控制。大石桥组石墨大理岩、含墨变粒岩、盖县组含墨片麻岩、含墨黑云片岩等含墨岩石表现为高极化率低电阻率的物性特征。其它岩石如斜长角闪岩、白云质大理岩、花岗岩及流纹岩等表现为低极化率中高电阻率的物性特征。铅锌矿（化）体也属于低阻高极化。含墨岩石对铅锌矿体的探测形成严重的干扰，只有查清控矿构造的发育情况和侵入岩的分布状态，才能圈定铅锌矿成矿有利部位。

图1　a线剖面综合图

3.2成果分析

图1(a)为12线AMT法电阻率二维反演剖面，反演电阻率值普遍在200～14000Ω.m之间，剖面浅部116-132、148-176表现为低阻，对应地表出露为大理岩和片麻岩；132至148、176-180的浅中部位反应为中高阻，对应地表出露为花岗岩和流纹岩，可见电性层的划分与实际地层吻合较好。中深部以高电阻率特征为主，高阻异常电阻率在2000～12000Ω.m之间，依据地表出露和ZK1201和ZK1202的标定，将 116点至144点深部高阻体圈定为花岗侵入岩，148-180深部高阻体圈定为流纹岩。反演电阻断面140点到144中深部有明显的低电阻率异常，界限清晰，近似直立，下延较深，电阻率在50～1000Ω.m之间，对应深部断裂F及其蚀变带所致。

剖面中部被不连贯串珠状的低阻异常贯穿，局部低阻异常与高阻体的伴生，低阻异常电阻率在500～1000Ω.m之间，根据研究区成矿条件，认为是有利的成矿部位。经过钻孔验证(图1(b))，在侵入岩体与片麻岩的接触带上均有铅锌矿体，矿体最高品味5.6％。

4.结 论

（1）AMT法能有效穿透含墨地层低阻屏效应，反演成果清晰显示了盖层、侵入岩、断裂构造的展布情况，能有效圈定成矿的有利部位，勘探效果比常规直流电法好。

（2）AMT法二维反演能消除地形起伏、地表不均匀体的影响，反演的效果相对激电测深电阻率拟断面较好。

参考文献:

[1] 辽宁省地质矿产局．辽宁省区域地质志[M]．北京：地质出版社，1989．

[2] 陈乐寿、刘任、王天生．大地电磁测深资料处理与解释[M]．北京：石油工业出版社，1989．

[3] 陈乐寿，王光鄂．大地电磁测深法［M］．北京：地质出版社，1990．

[4] 刘益中、詹少全、李爱勇等．AMT在印尼某铁矿勘查中的应用 [J]．物探与化探，2012，36(4)，559-560．