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广域电磁仪案例展示---安徽某铜矿勘探

发布时间: 2017-04-12


项目概况

安徽省铜陵市某区铜矿床,是我国著名的大型矽卡岩型铜矿床,其特点是埋深大、规模大、似层状,其规模和矿体分布范围基本上由地表钻孔控制。目前,矿床南段在施工开采,电动车的运行产生很大的电磁噪声,而矿床北段仍未开采。某区铜矿区是一个工业干扰很大的矿区,地面电力线、民房、管线横跨,特别是部分矿体所在位置的地面被民用与矿山建筑所覆盖。

该区铜矿位于繁昌--铜陵复向斜中的青山背斜北段,属矽卡岩型层控矿床。主矿体赋存于青山背斜的轴部及两翼,严格受石炭系中、上统黄龙--船山组层位控制,局部出现跨层现象(在背斜隆起部位和岩体接触带部位常上跨至二叠系下统栖霞组层位,成为矿体肥厚地段)。矿体底界与泥盆系上统五通组顶界产状接近,偶有矿体底界延至该组顶部下0.61~2.67m,幅度不大。矿体呈似层状,产状与控矿岩层近于一致。矿体走向北东35~40°,倾向与背斜两翼一致,分别为北西和南东;矿体中部倾角较缓,一般均小于10°。而西北及东南边部较陡,一般为30~40°。矿体形态与背斜深部形态相吻合,空间上以背斜隆起部位的赋矿标高最高,呈一个不完整的穹隆状,沿走向及倾角均显舒缓波状起伏。结合矿床北段矿体的产状,总趋势向北东倾伏,倾角10°左右。矿体埋藏深度大,底板赋存标高-745~-1007m。

在2006~2008年,由中国地质科学院物化探所牵头,组织全国14个不同行业的单位、81名技术人员、10种国内外电磁法仪器、5大类电磁法,在安徽铜陵的某矿区,指定了两条已知剖面,进行比对,其目的是为了通过在已知矿区同一条剖面上开展不同电(磁)方法、不同类型仪器设备的比对工作,以及开展数据处理和资料解释比对工作,来判断方法及设备对类似某区矿区勘探条件下的有效性。

地球物理特征

如表4-1所示,某区矿区的地层除二叠系地层外,其余地层具有高阻低极化电性特征,其电阻率平均值在1000Ω.m以上,极化率为2~3%。而二叠系大隆组和孤峰组电阻率为几十到几百Ω.m,极化率大于40%。这两组地层可视为电磁法勘探的最大地质干扰层。侵入岩(闪长岩类)为中等电阻率,多为几百Ω.m,极化率为2~4%。矿体电性随矿化性质及矿化程度而异,主要表现为低阻高极化特征,电阻率一般小于100Ω.m,极化率大于60%。

表4-1  某区矿区岩(矿)石电阻率参数表

工作部署

试验结果

地电模型的具体情况如图4-3某区理论模型示意图所示,模型中矿体的顶部埋深800m左右,底部埋深1000m左右。从图中可以看出该区域具有5个电性分层的背斜构造,一目了然。通过对该模型进行正演计算,然后将正演计算的结果进行一维连续介质反演和二维反演,其反演结果如图4-4所示。

由模型的反演结果可以看出:在深度为800m到1000m之间有明显的低阻出现,横向0~800m,深度400处出现低阻,与模型中矿体的位置和第二层低阻层的位置对应。第一层与第四层高阻层反演效果明显。但是对于第三层的反演效果不是很明显,主要原因是:在某区矿区的矿体上方存在低阻的二叠系煤系地层,电磁法很难区分开煤系地层和矿体的具体位置,只能表现为一个低阻体。

在这样一个电性构造上,参加比对的各种方法和仪器的效果不是很好。比对的审查意见指出,所有现有的商品化仪器(含目前国外先进的GDP-32,V-8等)抗干扰能力均有限,在持续的强干扰地区均不能获得符合规范要求的高质量数据。

     

与V-8相比,广域电磁法数据质量也略有优势。在50~100Hz以及数千Hz附近,V-8出现干扰引起的尖峰,深部(10Hz以下)V-8出现近区抬起,而广域没有。如下图。

 

从地质效果看,广域电磁法对地质断面反映较真实,而CSAMT与真实地质断面相差甚远。如下图。

 

广域视电阻率明显分为5层,为H-K-H型,接近钻孔控制的地质断面。如下图。

在剖面-200m以浅电阻率呈现中低阻,电阻率值为n×102Ω.m,应为二叠系上统大隆组(P2d)~三叠系(T)地层;在51~60号测点-200~-600m之间出现明显的低阻异常体,推断可能有矿化,在88~110号测点-1000m以下电阻率较低,解释为石炭系(C)地层。本区铜矿体受控于泥盆系和石炭系之间的层间滑脱构造带,主要赋存于石炭系地层内,与已知信息一致。推断测线小号点还存在成矿的空间,该处低阻异常推断为矿体或矿化引起。在92~105号测点下方800m到1000m出现了明显的低阻层,该处所反映的低阻位置与主矿体的位置有一定的对应关系。