CSAMT法二维反演初始模型参数选择及其在找矿预测中的应用

可控源音频大地电磁法在实际勘探中的应用作者简介：汪㊀正（１９９０－），男，安徽铜陵人，本科，助理工程师，主要从事地球物理勘查工作㊂汪㊀正（安徽省地质矿产勘查局３１２地质队，安徽蚌埠２３３０４０）摘㊀要：随着我国经济的发展，常规的电法勘探已经无法满足野外的工作需求㊂ＣＳＡＭＴ具有勘探深度大㊁分辨率强㊁观测效率高等特点，尤其是作为普通电阻率法和激发极化法的补充，可以解决深层的地质问题㊂在物探综合剖面（电阻率联合剖面㊁激电测深）工作结果的基础上布置可控源音频大地电磁测深剖面，可进一步研究本区地质特征及地下深部构造㊂关键词：可控源音频大地电磁测深；二维反演；中深部构造中图分类号：Ｐ６３１文献标识码：Ａ文章编号：２０９６－２３３９（２０１８）０１－００１２－０２㊀㊀可控源音频大地电磁法（ＣＳＡＭＴ）是在大地电磁法（ＭＴ）和音频大地电磁法（ＡＭＴ）的基础上发展起来的一种人工源频率域测深方法㊂ＣＳＡＭＴ作为普通电阻率法和激发极化法的补充，可以解决深层的地质问题，在研究盆地基低起伏和埋深㊁构造形态及断裂展布㊁探测高阻层覆盖区下伏构造㊁预测目标层岩性分布及厚度等方面均取得了较好的地质效果㊂ＣＳＡＭＴ法是采用可控制的人工场源的一种电磁法，是勘探地下金属㊁非金属矿产的有效方法之一㊂１㊀区域地质概况工作区地层属华北地层大区晋冀鲁豫地层区徐淮地层分区㊂区域地层主要为新太古界五河群，元古界凤阳群，青白口系淮南群，古生界寒武系㊁奥陶系等㊂东部地段分布有中生界侏罗系㊁白垩系，北部沉陷盆地中分布有古近系㊁新近系及第四系㊂区域上属于华北地块南缘徐淮地块的蚌埠隆起东段，著名的北北东向郯庐郯断带从东部通过，受其影响区域上以东西向构造及北北东向构造为主构造格架㊂区域岩浆活动频繁，时代大体可划分为蚌埠期㊁燕山晚期和喜山期㊂蚌埠期以磨盘山混合钾长花岗岩体为代表㊂燕山期以涂山二长花岗岩㊁淮光花岗闪长岩㊁曹山二长岩㊁霸王城石英正长斑岩及张家洼石英闪长玢岩体为代表㊂喜山期以郭集次橄玄武岩㊁岗集次安山玄武岩体为代表㊂一般认为蚌埠期花岗岩为花岗岩化作用（包括重熔岩浆作用）产物，为原地或半原地花岗岩㊂区内火山岩有两个世代产物：一是五河群中的变火山岩，有变酸性岩类和变基性岩类；二是晚侏罗世火山岩，主要为中酸性火山岩，有粗安岩㊁英安岩㊁流纹岩及闪长玢岩等㊂工作区大部分为第四系覆盖，出露地层主要为新太古界的五河群西堌堆组㊂西堌堆组出露的岩性主要为斜长角闪片麻岩㊁斜长角闪岩㊁角闪斜长片麻岩㊁花岗质片麻岩㊁片麻花岗岩及与成矿有关的石英脉及构造蚀变岩（构造破碎带）㊂２㊀数据采集及处理２．１㊀可控源音频大地电磁法原理可控源音频大地电磁法是在大地电磁法（ＭＴ）和音频大地电磁法（ＡＭＴ）的基础上发展起来的一种人工源频率域测深方法㊂通过观测人工供电产生的音频电磁场，实质上是人工卡尼亚电阻率测深法㊂通过有限长（１ ３ｋｍ）的接地导线中供音频电流，来产生对应频率的电磁场㊂可控源大地电磁测深法的收㊁发距可达到十几公里，因而探测深度较大，在地热资源勘查和水文工程地质勘查及固体矿产深部找矿等方面都得到广泛的应用㊂２．２㊀工作方法为进一步综合研究本区地质特征，在物探综合剖面（电阻率联合剖面㊁激电测深）工作结果的基础上布置可控源音频大地电磁测深（ＣＳＡＭＴ）剖面（图１）㊂本次共布设测线２条，测线方向南北向㊂野外工作仪器采用由德国Ｍｅｔｒｏｎｉｘ公司制造的ＡＤＵ－０７ｅ，发射机电流为１０Ａ，收发距９．２ｋｍ＜ｒ＜１０ｋｍ㊂２．３㊀数据处理野外数据采集质量是数据处理的基础，在勘探期间严格按照规范的标准进行数据采集工作，应用现场处理软件进行实时处理㊂在后期资料处理上对每个测点的视电阻率和相位曲线进行评定，消除实测频谱中的干扰，剔除畸变频点，确保数据质量㊂对ＣＳＡＭＴ的资料解释遵循从已知到未知㊁由易到难㊁定性解释和定量解释相结合及反复深化的原则㊂反演初始模型与地质㊁地球物理资料相结合，运用二维反演的方法获取电性体的物性参数和几何参数，结合现有的资料进行定性解释，根据电性层变化推测岩性变化，对工作区内的构造㊁断层等建立整体的认识㊂２１图１㊀ＣＳＡＭＴ发射装置布置图２．４㊀资料分析ＣＳＡＭＴ测深剖面１２０线位于工区中部，南北向布置，长约４ｋｍ㊂从１２０剖面二维反演断面图可以看出（图２），剖面南部下部基本为完整岩性，剖面中北部下部有几条地质构造，推测断层Ｆ１㊁Ｆ２㊁Ｆ３分别对应中深部地质构造和浅层局部构造㊂图２㊀１２０线ＣＳＡＭＴ二维反演断面图由于１２０线下部构造位于工区范围内，在其东侧１５０ｍ布置旁测剖面１３５线（图３），１３５线反应的地质构造与１２０线形态相似，中心点向南偏移１００ｍ㊂推断地质构造的走向为北西向，角度３０４ʎ；从异常形态初步推测地质构造产状为北东向㊂３㊀结论ＣＳＡＭＴ在本次勘探中体现出其较强的抗干扰能力㊁图３㊀１３５线ＣＳＡＭＴ二维反演断面图勘探深度大㊁高分辨率的特点㊂结合资料解释的结果，我们大致推测出勘探区较大的构造发育规模及深度等信息；大致查明部分隐伏构造的位置及规模，为以后的地质及物探工作的展开提供了依据㊂参考文献：［１］㊀何继善．可控源音频大地电磁法［Ｍ］．长沙：中南工业大学出版社，１９９８．［２］㊀张兴昶，罗延钟，高勤云．ＣＳＡＭＴ技术在深埋隧道岩溶探测中的应用效果［Ｊ］．工程地球物理学报，２００４（４）：３７０－３７５．［３］㊀柳建新，王㊀浩，程云涛，等．ＣＳＡＭＴ在青海锡铁山隐伏铅锌矿中的应用［Ｊ］．工程地球物理学报，２００８（３）：２７４－２７８．［４］㊀何传江，张㊀毅，李维耿．可控源音频大地电磁法在西南地热资源勘查中的应用［Ｊ］．矿产与地质，２０１５（４）：５３１－５３４．［５］㊀黄兆辉，底青云，候胜利．ＣＳＡＭＴ的静态效应校正及应用［Ｊ］．地球物理学进展，２００６（４）：１２９０－１２９５．３１。

伴随着经济的快速发展，金属矿产资源被持续开采，寻找深部隐伏矿体成为矿产勘查人员的主要工作。

深部矿产的勘查预测需要物探技术，以深部岩层不同位置的不同电性特征来勘探是否具有金属矿产。

自D.W.Strangway 提出CSAMT 法后，深部铁矿勘查得到了快速发展，形成了相对成熟和稳定的勘查预测体系，为预测深部铁矿控矿构造特征打下基础。

1 CSAMT 法在矿产勘查中的技术要点1.1 充分利用已知资料，明确控矿因素深部铁矿因形成时期地质条件的不同而有明显差别。

在进行实地勘查前，需要结合已有资料，明确控矿因素。

比如：根据矿产勘查位置对区域矿带和矿物成分进行分析含铁矿体的电性特征；根据勘查区域山体的背斜、向斜、断层、岩体走向等判断控矿的大致走向，也可从已挖掘的岩体中寻找铁矿特征；根据航磁、重力以及遥感影像等易获取数据进行磁场、重力场异常以及地形走向等方面的判断。

总之，在未布设观测线路前，应利用已有资料，降低找矿难度。

1.2 野外布设标准化，降低噪声干扰野外布线分为发射端和接收端2部分，发射端需靠近供电源且平行于接收端导线布设方向，向一定距离外的勘探区域发射电波。

接收端在测量线路上以40m 为间距布设测点，并根据具体的地质条件进行有选择观测，尤其要避开河流、矿区、施工场地等。

为了降低噪声干扰，需要在野外布设中做到2点：1）采用配套的测量设备，即勘探仪器与数据采集设备相匹配，确保接收到全部信号；2）多条平行布设，即在测区内以合理间距进行平行布设，综合分析各观测剖面反演模拟效果，突出矿床构造特征，降低噪声干扰。

1.3 交叉验证模拟结果，明确控矿构造特征CSAMT 法可通过正反演模拟推断深部矿产控矿构造特征，但无论正演模拟还是反演模拟，都会丢失部分信息，导致模拟结果发生偏差。

根据“富铁矿低电阻率，贫铁矿中电阻率，围岩高电阻率”的特征，可以正演模拟出低电阻体的位置和控矿构造，但会受其他低电阻率岩层的影响而有畸变，需要反演模拟进行真伪识别。

广域电磁法和可控源音频大地电磁法在生产矿山探测效果的比对——以水口山为例石郝;裴婧;罗振军;李柳德【摘要】为了优选适合在生产矿山开展探矿工作的人工源频率域电磁法,在已知地质剖面上开展了广域电磁法和可控源音频大地电磁法(CSAMT)的试验勘探.在施工条件和参数相近的情况下,对比两种方法的信号强度、抗干扰能力、施工效率、成本和探测效果.广域电磁法采用伪随机信号、只测量水平电场分量,在电场信号强度相近的情况下,其相比于可控源音频大地电磁法抗干扰能力更强,工作效率提高至少7倍,成本更低,探测效果与已知地质资料吻合度更高.试验结果表明,在强干扰的金属矿区,广域电磁法有更好的应用前景.%In order to determine the optimal artificial source frequency domain electromagnetic method for the exploration works in the production mine,the wide field electromagnetic method and the controlled source audio frequency magnetotelluric method (CSAMT )were applied inarea in which geological profile was known.When construction conditions and parameters were similar,the two methods were compared in terms of signal strength,anti-interference ability,construction efficiency,cost and detection efficiency.Wide field electromagnetic method used pseudo random signal to measure the horizontal electric field component only in the electric field.With similar signal strength,wide field electromagnetic method showed better anti-inter-ference ability than controlled source audio frequency magnetotelluric method did,and the work efficiency was at least seven times higher with lower cost,and the measurement effect was moreconsistent with the known geological data.The experimental results showed that the wide field electromagnetic method had bet-ter application prospect in the metal mining area with strong interference.【期刊名称】《矿产与地质》【年(卷),期】2017(031)004【总页数】7页(P766-772)【关键词】广域电磁法;CSAMT;电磁干扰;方法对比;水口山铅锌矿【作者】石郝;裴婧;罗振军;李柳德【作者单位】有色金属成矿预测与环境监测教育部重点实验室,湖南长沙 410083;中南大学地球科学与信息物理工程学院,湖南长沙 410083;中南大学地球科学与信息物理工程学院,湖南长沙 410083;湖南省有色地质勘查研究院,湖南长沙 410000;中南大学庄胜矿冶研究院,湖南长沙 410083【正文语种】中文【中图分类】P631对于地球物理勘探，特别是生产矿山金属矿地球物理勘探，能否找到一种抗干扰能力强，勘探效果好的新方法；能否对勘探工作所发现的异常进行科学合理的评价，有效地分辨矿体异常，是地球物理工作者长期要面对的难题。

CSAMT在福建何屋铜银多金属矿勘探中的应用陈海锋【摘要】何屋矿区为低山丘陵地貌,处于紫金山矿田的西南侧,矿体呈似层状、透镜状或脉状,主要贮存于燕山早期中细粒花岗岩及其强硅化碎裂蚀变带中,其岩性电阻率具中低阻电性特征,当硅化带含金属硫化物达到一定规模或碎裂蚀变带中储含构造裂隙水时,其电阻率具低阻特征.通过开展CSAMT探测,结合地质、物性等资料分析CSAMT异常成因,圈定出有利的隐伏矿化蚀变异常及位置,经实测地质及钻孔验证,证实CSAMT勘探对该区找隐伏铜银多金属矿有指示作用.【期刊名称】《福建地质》【年(卷),期】2017(036)001【总页数】7页(P54-60)【关键词】CSAMT;视电阻率;静态校正;福建何屋【作者】陈海锋【作者单位】福建省地质调查研究院,福州,350013【正文语种】中文何屋矿区处于福建省重要的金、银、铜等多金属Ⅳ级成矿带(云霄—上杭成矿带)中，该成矿带已探明的紫金山特大型高硫浅成低温热液型铜金矿床、悦洋大型中低温热液型铜银矿床，罗卜岭中型斑岩型铜(钼)矿床等同属一成矿系列矿床，表明该区具有良好的找铜、银、金矿的前景。

可控源音频大地电磁法(CSAMT)是在大地电磁法(MT)和音频大地电磁法(AMT)的基础上发展起来的一种人工源频率域测深方法，以分辨率高、勘探深度大为主要优点，是当前物探“攻深找盲”的主流物探方法之一。

2013年，在何屋矿区开展了CSAMT测量工作，在成矿有利地区布置了3条勘探剖面，查明了矿区地表下电性异常特征、了解构造形态、圈定成矿有利低阻地段。

1 矿区地质、地球物理物征1.1 地层矿区内出露的地层较简单，主要有早白垩世寨下组沉积-火山岩，晚白垩世沙县组、崇安组陆相红色碎屑岩系和第四纪冲洪积松散堆积层；矿区内隐伏的地层主要有早震旦世楼子坝组浅海相细碎屑岩和早白垩世黄坑组上段火山岩。

1.2 构造矿区控矿断裂主要发育于燕山早期中粗粒似斑状二长花岗岩和中细粒花岗岩中。

多功能电法数据处理解释软件系统及其应用效果刘明文;顾观文;吴文鹂【摘要】首先对多功能电法数据处理解释软件系统(DPEMDataPI)的功能、特点等方面进行介绍,然后对软件系统与多功能电磁探测仪器配套的一个重要环节(即原始数据转换为视电阻率、相位等信息)的处理过程和方法进行总结,最后在一定范围内与国外同类软件比较,结果表明,本软件系统在功能及反演效果方面与国外同类软件相当.同时通过本系统对实测数据的处理反演应用说明,多功能电法数据处理解释软件系统能对多种电法数据进行处理和反演,并取得明显效果.【期刊名称】《物探化探计算技术》【年(卷),期】2015(037)004【总页数】8页(P444-451)【关键词】电法勘探;数据处理解释;软件系统【作者】刘明文;顾观文;吴文鹂【作者单位】重庆地质仪器厂,重庆400033;中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所,廊坊065000;中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所,廊坊065000【正文语种】中文【中图分类】P631.3物探数据处理技术是地球物理观测数据与形成地质解释成果的桥梁，电(磁)法勘探作为资源勘查的主要手段，其数据处理解释技术的发展，对于提升资源勘查的质量和效率具有重要意义。

在提高电法探测仪器的研发、创造水平的同时，也更应该重视数据处理解释软件系统的研究和开发。

国外非常重视物探数据处理解释技术的软件化工作，在电(磁)勘探领域，软件主要以两种方式存在：一种方式是与探测仪器相配套的数据处理解释软件，如美国ZONGE公司针对其多功能电法仪器开发了包括TDIP、CSAMT/MT和TEM等方法的数据处理解释软件；美国AGI公司的高密度电阻率法仪器也配套了相应的二维、三维电阻率成像软件。

另一种方式是较为通用、综合的物探数据处理解释软件，如加拿大PetRos EiKon公司的EMIGMA软件，在电磁方面主要涉及的方法包括IP、AMT、CSAMT和TEM；美国Geotomo公司针对于高密度电阻率法开发的ResXDInv电阻率成像软件。