王林

湖南省地球物理地球化學勘查院 湖南長沙 410116

1 案例基本情況

銅山嶺—祥霖鋪地區(qū)銅鉛鋅多金屬礦位于湖南省南部，南嶺山系中段，分屬湖南省江永縣、江華瑤族自治縣、道縣管轄，區(qū)內(nèi)海拔范圍為300-1000米。全面系統(tǒng)收集區(qū)內(nèi)地質(zhì)、物探、化探、礦產(chǎn)、科研等地質(zhì)成果資料，以銅鉛鋅為主攻礦種，以深部找礦為主攻目標，產(chǎn)學研相結(jié)合，采用新方法、新理論，對典型礦床進行解剖，總結(jié)規(guī)律，建立成礦模式。以綜合方法開展靶區(qū)驗證，對全區(qū)銅鉛鋅多金屬礦進行總體評價，探求333+334資源量[1]。

2 銅山嶺-祥霖鋪地區(qū)鎢錫銅鉛鋅多金屬礦物探方法概述

2.1 高精度磁測

1:2.5萬高精度磁測面積工作按規(guī)則網(wǎng)布設(shè)，網(wǎng)度250m×25m，測線方向138°，與重力測量測網(wǎng)重合，點距加密。用1:10000地形圖進行定點，用GPS（RTK）控制半自由網(wǎng)及測點位置及高程。點位平面均方誤差一般小于0.3米，為0-0.5米，最大0.5米；高程均方誤差一般小于0.2米，為0-0.3米，最大0.6米?；c為整個工區(qū)的零點，即異常起算點，位于1:5萬航磁零值線附近（茶花坪），附近沒有磁性干擾物，磁場的水平梯度變化為和垂直梯度變化為。具體方法是通過作長十字剖面（以基點為中心，向四個方向輻射≥500m）確定。一般情況下高精度磁測采取的都是GSM-19T型質(zhì)子磁力儀，其具有較好的抗干擾能力，可以在較為平穩(wěn)的磁場中進行相應測定。

2.2 激電測深

此種物探方式主要采取的是DZD-6A多功能激電儀來進行，不同的電極采取的是不同方式，其中供電極采取的為紫銅，而接收極采取的是含有硫酸銅溶液的不極化電極。在實際操作中往往會將所測導線貼地設(shè)置，要確保接地電阻＜15kΩ，同時要保證電極坑內(nèi)部足夠清潔，不能存在石子、樹枝等雜物。要特別重視重復數(shù)據(jù)的觀測，將其和原始數(shù)據(jù)同樣看待，同時要加強重復觀測數(shù)據(jù)的有效計算，獲取平均值，將其當作測點最終觀測數(shù)據(jù)。參與平均的一組ηS中，最大值與最小值之差與其平均值之比不超過為設(shè)計觀測均方相對誤差）。誤差過大的觀測數(shù)據(jù)不參與計算平均值，舍去的次數(shù)少于總觀測次數(shù)的三分之一（因某些故障或突然性干擾影響而中斷的觀測，不作舍數(shù)計算）[2]。

2.3 可控源音頻大地電磁測深

儀器為美國產(chǎn)的GDP-32Ⅱ多功能電法站，此次采用的是30kw大功率發(fā)電機與發(fā)射機供電。供電電極A、B與測線M、N方位角誤差為2°；A、B布設(shè)避開高壓線、礦山等可能引起場源效應的地區(qū)。為了壓制干擾，首先在工區(qū)完成儀器內(nèi)部校準，在每天出工前一小時，將XMT-32S和接收機石英鐘預熱，然后進行石英鐘與接收機同步。同步完成后，將XMT-32S和發(fā)射機相接，由石英鐘控制發(fā)射機供電，從而達到發(fā)射機和接收機的同步，逐個改變測量頻點（趨膚深度）來達到各點不同深度的測量。

2.4 瞬變電磁測量

此種測量主要采取的是GDP-32Ⅱ多功能電法站，此種電法站主要采取的是大功率發(fā)電機實施供電。線框布設(shè)時避開高壓線，對無法避開的干擾因素時，舍點；發(fā)射線框角點采用GPS定位，保證線框面積誤差小于5%；有剩余電線沒敷設(shè)完時，將其呈“S”形鋪于地面。采集前由專人校對測量樁號的準確性；觀測時接收探頭水泡保持居中；曲線出現(xiàn)畸變時，重復觀測。經(jīng)反演后，電阻率對比圖如圖1（選取6個點）所示，可以看出，在早中期窗口信噪比較強，數(shù)據(jù)重復性較好；而晚期窗口，干擾較大，數(shù)據(jù)重復性較差，曲線形態(tài)有較大的偏差[3]。

圖1 瞬變電磁質(zhì)檢反演電阻率對比圖

2.5 音頻大地電磁測深

此種物探方式采取的是連續(xù)電導率成像系統(tǒng)EH-4來進行的，此設(shè)備主要應用的是天然長源大地電磁信號來獲取測量點下的電性結(jié)構(gòu)。在實際操作中主要是對設(shè)計測點實施大地電磁測深測量，在此基礎(chǔ)上觀測X以及Y方向電阻率以及相位參數(shù)。為了能夠獲取準確的探測數(shù)據(jù)，主要采取4個電極（兩個一組）進行電場信號監(jiān)測，兩組信號分別和測線方向平行、垂直布設(shè)。磁棒離開前置放大器＞5米，為了消除人文干擾，兩個磁棒埋在地下至少5厘米，用地質(zhì)羅盤定方向，使其相互垂直，誤差控制在＜±2°且水平。所有的工作人員要離開磁棒至少10米，盡量選擇遠離房屋、電纜、大樹的地方布置磁棒。主機要放置在遠離AFE（前置放大器）至少10米的一個平臺上，而且操作員最好能看到AFE和磁棒的布置。獲得可靠的野外數(shù)據(jù)后，再開展反演工作，反演方法采用二維帶地形的反演方法進行，經(jīng)過多參數(shù)、多次反演對比地質(zhì)資料，得出較為可靠的結(jié)果。

2.6 重力測量

重力測量分1:25000面積測量和1:10000剖面測量，儀器采用CG-5型高精度自動測量重力儀。

2.6.1 重力觀測

（1）布格異?？偩扰c誤差分配.布格重力異?？偩仁侵笇y點的重力值進行布格、地形、正常重力值等多項改正后得到的重力異?？偩?。測地精度包含測點平面位置和高程精度，均以均方誤差衡量。

（2）重力儀格值測定。采用汽車運送的雙程往返觀測法，以1-0-1-2-2-1……1-2-2-1方式進行觀測，讀數(shù)時間60秒。固體潮改正由儀器自帶程序進行。格值場段差為-203.523×10-5m/s2。

2.6.2 GPS測量

（1）GPS基準站的選擇與聯(lián)測。基準站都建在交通條件較好、易于作業(yè)、視野開闊的駐地樓頂或作業(yè)區(qū)山頂上，其周圍無視角≥15°的成片障礙物，遠離高壓線及微波通道在50米以上，遠離大功率發(fā)射源（電視發(fā)射塔、電臺、微波站等）在200米以上。

（2）測點觀測。觀測方法采用實時動態(tài)定位（RTK）方式，控制半徑10km，觀測時間5秒，并求得三維坐標的固定解。

（3）測地總精度統(tǒng)計。以GPS基準站精度以及測點觀測精度二者平方和的二次方根（均方誤差）作為測地總精度。計算公式：包括平面位置均方誤差和高程均方誤差。

2.6.3 重力地形改正

地形改正分0-20m（近區(qū)）、20m-2000m（中區(qū)）、2km-166.7km（遠區(qū)）三個區(qū)進行。

2.6.4 重力異?？偩?/p>

重力調(diào)查以布格重力異常值的均方誤差作為總精度。布格重力異?？偩仁侵笢y點的重力值進行布格、地形、正常重力值等多項改正后得到的重力異常精度。

3 多金屬礦物探方法有效性分析

3.1 已有鉆孔剖面物探測量結(jié)果分析（祥霖鋪魏家8線）

第一，8線物性參數(shù)特征。801鉆孔電阻率測量顯示，灰?guī)r和白云巖具有基本相似的電性，花崗巖電阻率平均值為1500Ω·m，極化率1.06%；矽卡巖電阻率平均值為7500Ω·m，極化率2.21%?；◢弾r體為低阻低極化率體，與灰?guī)r和白云巖電阻率存在近10倍的差值，極化率相差不大；與矽卡巖電阻率存在5倍的差值，極化率相差1%，目標體與圍巖電阻率差異明顯。

第二，物探異常特征。從8線可控源音頻大地電磁測深測量結(jié)果來看，斷面大致可分為四層：地表低阻層反應了第四系覆蓋層的厚度。近地表層（-300m高程以上）為高阻和低阻混雜區(qū)，與近地表基巖的起伏以及斷裂構(gòu)造的分布有關(guān)。斷面中深部的中阻層，深度范圍為-300--600m，距地表深度500-700m，中阻層有三個低阻異常區(qū)，西邊異常區(qū)中心點為80點，呈向下凹形；中間異常中心點為132點，呈水平狀；東邊異常區(qū)最大，異常呈彎月形，傾向西，傾角約10°，往東部有明顯的抬升且顯示為明顯的低阻異常，異常中心點為244點，低阻異常區(qū)與隱伏花崗巖體位置基本相吻合。推斷低阻異常為隱伏花崗巖體。

瞬變電磁測量數(shù)據(jù)受干擾較嚴重，處理后成圖呈明顯掛面條狀，可靠性較低，不做解釋。

音頻大地電磁法測量段為100-216點之間，視電阻率曲線在高程為100米以下多表現(xiàn)為局部高值封閉。144-164點之間，有一垂直產(chǎn)狀的低阻區(qū)，在801鉆孔巖體段視電阻率與圍巖沒有明顯區(qū)別。

8線激電測深視極化率斷面顯示測線西段視極化率相對較低，小于5%，東段相對較高，最大為17%。166點到188點有一傾向東的高極化異常帶，高程0--500米，異常帶有兩個極化中心，高程在-100米和-400米左右。激電測深視電阻率斷面顯示此處為高阻與中阻體的分界線。172點高程為-100米處的極化率異?？赡苡商假|(zhì)灰?guī)r引起[4]。

結(jié)合已知地質(zhì)鉆孔資料，綜合分析各物探工作方法測量結(jié)果認為，激電測深斷面淺部（高程-200米以上）、CSAMT測量中深部與已知鉆孔揭露地質(zhì)情況基本吻合。結(jié)合局部重磁異常特征，據(jù)此推斷CSAMT視電阻率斷面中深部低阻區(qū)為隱伏巖體，激電測深212-292點淺部為含礦隱伏巖體。根據(jù)重磁電局部異常及地質(zhì)特征等綜合信息，布置了三個鉆孔ZK802、ZK803、ZK70，經(jīng)鉆孔揭露，分別見到隱伏花崗類巖體。

3.2 未知剖面物探測量結(jié)果分析（祥霖鋪魏家6線）

6線可控源音頻大地電磁測深測量結(jié)果顯示斷面大致可分為四層：地表低阻層反應了第四系覆蓋層的厚度。近地表層（-400m高程以上）為高阻和低阻混雜區(qū)，與近地表基巖的起伏以及斷裂構(gòu)造的分布有關(guān)。斷面中深部的中阻層，深度范圍為-400--850m，距地表深度550-900m，中阻層東部有一低阻異常區(qū)，異常區(qū)東邊未封閉，異常中心點為216點，視電阻率為100-600Ω·m，激電測深斷面圖未反應到該深度。底部（-900m高程以下）高阻層，推斷為灰?guī)r或白云巖。

瞬變電磁測量數(shù)據(jù)處理后成圖同樣呈明顯掛面條狀，可靠性較低，不做解釋，數(shù)據(jù)可能受周圍供電線影響。

音頻大地電磁法測量段為100-172點之間，視電阻率曲線多表現(xiàn)為局部高值封閉。132-156點之間，有一垂直產(chǎn)狀的低阻區(qū)，164-176點高程-100--176點之間有一高阻區(qū)，大號點方向未封閉，推斷為隱伏巖體。

激電測深視極化率斷面圖在顯示在214點至278點視極化率相對較高，為5%-9%，視電阻率相對較低，為100-1000Ω·m，呈低阻高極化特征，剖面磁異常在該段跳動變化劇烈，最小值為-10，最大值為120nT，變化幅度達130nT，顯示該處存在一定程度的礦化蝕變。該地段重力變化相對不明顯，但也顯示為重力低異常。結(jié)合重磁電異常特征及地質(zhì)特征，推斷在214點至278點存在隱伏含礦巖體。后經(jīng)鉆探驗證，在6線220點處見到含礦巖體。

3.3 分析結(jié)果

通過已知剖面8線和未知剖面6線的物探試驗測量結(jié)果分析及鉆探驗證，認為本區(qū)有效的物探方法組合為重磁測量、可控源音頻大地電磁法和激電測深測量。

4 結(jié)語

本文主要闡述了銅山嶺—祥霖鋪地區(qū)銅鉛鋅多金屬礦的物探方法，重點介紹了高精度磁測法、激電測深、可控源音頻大地電磁測深、瞬變電磁測量、音頻大地電磁測深等多種方法，在此基礎(chǔ)上對于不同物探方法的具體應用有效性進行了分析，從中可知本區(qū)有效的物探方法組合為重磁測量、可控源音頻大地電磁法和激電測深測量。通過本文的介紹能夠?qū)︻愃频V物的物探提供一定參考和幫助，對于推動礦業(yè)發(fā)展具有現(xiàn)實意義。