音頻大地電磁測深法在魯南地區(qū)金伯利巖勘查中的應(yīng)用

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1、音頻大地電磁測深法在魯南地區(qū)金伯利巖勘查中的應(yīng)用張健橋，史忠民，曹春國（山東省物化探勘查院，山東濟南250013）摘要：本次勘查區(qū)位于魯南地區(qū)的金剛石找礦Ⅰ級預(yù)測區(qū)內(nèi)，該區(qū)東臨沂沭斷裂帶、且位于蒙陰金剛石原生礦帶的南延帶上，成礦地質(zhì)條件較好。通過對蒙陰已知金剛石礦區(qū)和其它地區(qū)所做的巖石物性測量結(jié)果的分析，得知金伯利巖巖管與圍巖有著明顯的電阻率差異，使得利用音頻大地電磁測深法進行深部勘查有著充分的地球物理前提依據(jù)，最終圈定近于直立且下延較深的低阻異常體，成為尋找該區(qū)金伯利巖金剛石的重要標志。關(guān)鍵詞：金剛

2、石原生礦，金伯利巖巖管，音頻大地電磁測深，低阻異常體，找礦標志當前，尋找金剛石礦床已成為我國找礦工作的重點之一，相應(yīng)找礦難度也較大?？v觀世界各國的找礦經(jīng)驗及我們研究的綜合勘查模式，地球物理勘查始終占據(jù)著重要的地位。目前，就山東省魯南地區(qū)已知金剛石礦床的成礦特點，高分辨率、勘探深度大的地球物理方法的應(yīng)用已迫在眉睫。因此，基于天然場源的音頻大地電磁測深法（AMT），通過對地面電磁場的觀測，來研究地下巖礦石電阻率的分布規(guī)律，將成為尋找金伯利巖的行之有效的地球物理探測方法。1礦區(qū)地質(zhì)概況本次勘查區(qū)位于華北地臺

3、（Ⅰ）東南部的山東部分、魯西臺背斜（Ⅱ）的南部，即尼山隆起（Ⅳ）區(qū)之臨沂穹斷（Ⅴ）東北部，東側(cè)50公里為沂沭斷裂帶（Ⅲ）。區(qū)域地層主要有古生界寒武系、奧陶系及新生界第四系，各地層巖性由老至新分別為李官組（∈L）、朱砂洞組（∈）、饅頭組（∈M）、張夏組（∈j）崮山組（∈jG）、炒米店組（∈j）、三山子組（∈—OjS）、馬家溝組（OM）。該地區(qū)巖管周圍廣泛出露寒武系三山子組C段白云巖，其下巖性由灰?guī)r、砂巖、頁巖等組成。工作區(qū)內(nèi)發(fā)育有兩條構(gòu)造角礫巖帶和兩條斷裂構(gòu)造，構(gòu)造角礫巖帶一條近南北向，位于巖筒的西側(cè)，

4、另一條位于巖筒的東北側(cè)，展布方向為北西向；兩條斷裂構(gòu)造平行分布于巖筒的東南側(cè)。除在巖管內(nèi)見有凝灰角礫巖、凝灰?guī)r、角礫凝灰?guī)r外，區(qū)域上巖漿巖不發(fā)育。2地球物理特征2.1磁場特征在遠離巖管的灰?guī)r地層上，△T磁場顯示強度為－10nT的平緩背景場，在穿過巖筒中心部位的東西向磁測剖面上，顯示圍巖和巖筒有明顯的磁性差異，巖筒上靠近西邊界5米處，顯示20～35nT的低緩正磁異常。在平面圖上，巖筒上東南角部分△T磁場值高達719nT，由10nT等值線圈定的正磁異常呈直徑約40m的等軸狀，且在正異常北側(cè)伴生強度約－61

5、00nT的規(guī)整負磁異常。在正異常中心鉆探揭露，測得68米深度處巖石磁化率1500～3500×10-64πSI，82m～84m處巖石磁化率2500～5200×10-64πSI，因與凝灰角礫巖混染且風(fēng)化嚴重，未能對磁性巖石定名，但種種跡象表明磁性巖石可能為后期繼承性噴發(fā)的安山巖，從其形成的磁異常特征看，異常源應(yīng)為100m以淺、向南傾斜的柱狀磁性體，但該磁性巖體并不能說明深部巖體的性質(zhì)。2.2電性特征測區(qū)內(nèi)未做過系統(tǒng)的電法勘探和巖石電參數(shù)測量工作，但從蒙陰已知金剛石礦區(qū)和其它地區(qū)所做的巖石物性測量結(jié)果（見表

6、1）看，各種金伯利巖的電阻率一般在50～530Ω·m之間，凝灰角礫巖電阻率一般在幾百～幾千Ω·m之間，灰?guī)r、白云巖電阻率在1000～幾萬Ω·m以上。也就是說如果巖管深部有金伯利巖存在且具有一定的規(guī)模，它與圍巖和上覆凝灰角礫巖間的電阻率差異將有可能在地表被觀測到，這也正是我們利用電法勘探在本區(qū)探查金伯利巖的地球物理前提。蒙陰金剛石礦區(qū)及其它地區(qū)巖礦石物性測定統(tǒng)計表表1標本名稱電阻率ρ（Ω·M）金伯利巖角礫巖280金伯利碳酸鹽巖角礫巖530斑狀金云母金伯利巖60～70含巖球的斑狀金云母透輝石金伯利巖80～

7、100含圍巖碎屑的斑狀金伯利巖50石灰?guī)r1000～40000凝灰角礫巖408～4579安山巖727～2820流紋巖8626花崗巖1500～11404二長花崗巖2000～11404苦甘玄武巖1479橄欖霞石巖42605～100732玄武巖60～24243工作方法及參數(shù)選擇3.1AMT勘探原理及推斷解釋原則音頻大地電磁測深（AMT）法所觀測的物理參數(shù)是測點上的感應(yīng)電場和感應(yīng)磁場，而測得的電、磁場強弱變化又與地下巖（礦）石的電性分布有關(guān)。由于天然電磁場的頻譜在104Hz～10－4Hz之間大致連續(xù)變化，當采集

8、時間充足時即可獲得勘探深度范圍內(nèi)不同深度上的電磁場響應(yīng)數(shù)據(jù)。通過對實測電、磁場數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理，最終計算出測點下方不同深度的視電阻率參數(shù)，該參數(shù)與常規(guī)電法視電阻率參數(shù)物理意義相同，成果的解釋推斷原則亦相同。6本區(qū)探測的目標地質(zhì)體是高阻圍巖中相對低阻的金伯利巖巖管，按照金伯利巖和圍巖的電性特點，以及金伯利巖的產(chǎn)狀規(guī)律和形態(tài)特征，本區(qū)推斷金伯利巖的物探異常標志為：在斷面等值線圖上表現(xiàn)為近于直立的、下延深度較大的低阻“U”形狀、漏斗狀、帶狀、雞尾酒杯狀等；在水平切