論文導讀：中國核工業(yè)地質(zhì)局制定了《鈾礦地質(zhì)科研“十五”計劃實施意見》，提出實施“產(chǎn)、學、研”相結(jié)合，運用新理論、新技術(shù)、新方法創(chuàng)新性地開展鈾礦地質(zhì)科研工作，努力開展攻深找盲的系列物探技術(shù)方法研究。
隨著找礦勘探難度的不斷增大，在大比例尺構(gòu)造控礦特征研究以及隱伏礦體定位預測方面,開展新技術(shù)、新方法攻關(guān)已成共識。針對南方復雜地形地質(zhì)條件下的深部礦和隱伏礦勘探，如何有效地利用當代地球物理探測技術(shù)進行大比例尺構(gòu)造控礦特征研究，并指導找礦預測工作,具有重要的理論和現(xiàn)實意義。
本課題與生產(chǎn)實際需求緊密結(jié)合，針對廣泛應用于多個領域、頗有發(fā)展前景的可控源音頻大地電磁測深法(CSAMT)進行應用研究，尤其對于熱液型等構(gòu)造控礦明顯的礦床，此技術(shù)方法在開展隱伏構(gòu)造—礦化帶的空間定位、控礦構(gòu)造基本格局分析和找礦有利部位定位預測等方面，應用效果明顯，值得進一步推廣。
關(guān)鍵詞
CSAMT；花崗巖型鈾礦；低阻體；構(gòu)造控礦
1. 引言
中國核工業(yè)地質(zhì)局制定了《鈾礦地質(zhì)科研“十五”計劃實施意見》，提出實施“產(chǎn)、學、研”相結(jié)合，運用新理論、新技術(shù)、新方法創(chuàng)新性地開展鈾礦地質(zhì)科研工作，努力開展攻深找盲的系列物探技術(shù)方法研究。要求開展對不同地區(qū)和不同鈾礦類型，因地制宜并有選擇性的開展復雜地形條件下非常規(guī)地震勘探技術(shù)、非線性區(qū)域物(化)探成礦信息提取技術(shù)、鈾成礦深部定位的高精度磁法探測技術(shù)和電磁勘探技術(shù)、大深度的井中地球物理探測技術(shù)、航空放射性測量定量解釋方法技術(shù)以及車載伽瑪全能譜測量方法技術(shù)等方面的研究。
近年來，隨著找礦勘探深度的不斷增大，地-物-化-遙聯(lián)合攻關(guān)，已經(jīng)成為地質(zhì)研究的基本技術(shù)途徑。在中小比例尺構(gòu)造控礦規(guī)律研究方面，航磁、重力資料及遙感技術(shù)方法已在區(qū)域性控礦構(gòu)造格局研究方面得以廣泛的應用。然而，針對具體的礦區(qū)和礦床而言，尤其是針對南方山區(qū)（復雜地形地質(zhì)條件），大比例尺控礦構(gòu)造格局研究的難度很大，一般地球物理和遙感資料分辨率偏低。因此，在南方山區(qū)探索控礦構(gòu)造格局研究的方法，有重要的現(xiàn)實意義。
可控源音頻大地電磁法(CSAMT法)是以有限長接地導線為場源，在距偶極中心一定距離r處同時觀測電、磁場參數(shù)的一種電磁測深方法。
2.工區(qū)地質(zhì)與地球物理特征
工區(qū)位于貴東巖體的東部,在區(qū)域構(gòu)造上處于華夏古陸西緣、加里東隆起西南緣與湘、桂、粵北海西—印支坳陷的結(jié)合部，南嶺緯向構(gòu)造帶中帶，是地殼淺部地質(zhì)構(gòu)造急劇變化的地帶。區(qū)內(nèi)燕山晚期細�；◢徺|(zhì)小巖體及中基性巖脈(墻)極為發(fā)育,并有火山巖、次火山巖出露,巖性較復雜，是我國南方重要的鈾礦成礦集中區(qū)。
區(qū)內(nèi)鈾成礦活動有早晚兩期,都發(fā)生于晚期巖漿演化過程之中。早期鈾礦化主要賦存于NWW向斷裂帶與NE(含NNE、NEE)向斷裂帶的交匯部位和次火山花崗巖內(nèi)外接觸帶及其產(chǎn)狀變異且向內(nèi)凹陷的部位;晚期鈾礦化則與NNE 向斷裂帶關(guān)系密切。論文參考網(wǎng)。通常富鈾礦的形成多為早晚兩期鈾礦化活動疊加的結(jié)果。
工區(qū)巖礦石物性參數(shù)經(jīng)測定統(tǒng)計，見表2-1。論文參考網(wǎng)。論文參考網(wǎng)。
表2-1 工區(qū)物性參數(shù)特征表
分析表2-1物性可以得出：礦體與圍巖蝕變之間，蝕變圍巖與未蝕變巖石間，存在較大的電性差異, 礦體中金屬硫化物的富集會使其電阻率明顯降低。而控礦脆性斷裂、韌性剪切帶、蝕變破碎帶的出現(xiàn)，均可導致礦體與周圍巖層(體)間明顯的電性差異。輝綠巖因遭受硅化斷裂帶的破壞，使破碎的巖石含水量增大，因而在交點軌跡內(nèi)呈低阻異常。硅化斷裂帶規(guī)模愈大巖石愈破碎，則異常愈明顯。這種低阻特征反映到電測深斷面上就是沿傾向具有范圍較大并相對明顯的低阻異常帶。故此，構(gòu)造帶中的低阻異常是應用CSAMT找鈾礦的重點部位。
由于區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造與輝綠巖相互交匯，構(gòu)成棋盤格子狀，控制了鈾礦床的分布。鈾礦化嚴格受構(gòu)造控制，鈾礦化類型按控礦因素分為硅化帶大脈型、硅化帶群脈型、“交點”型、碎裂巖型、變質(zhì)巖型等五種。由于硅化帶電性差異與圍巖的電性差異較大，可以直接圈定硅化帶。硅化帶破碎、蝕變、傾角變緩等為鋁土礦富集部位，硅化帶電阻率為幾千到上萬歐姆米，與破碎蝕變處電性(幾十到幾千歐姆米)差異較大。根據(jù)上述特征，我們找出硅化斷裂帶，根據(jù)低阻異常帶來判斷鈾礦富集部位。
3．CSAMT方法的應用效果
3.1野外工作方法
測量采用標量CSAMT裝置 ,用發(fā)送機通過兩個接地電極A、B向地下供交變電流場，實際探測中AB=1400m, 考慮到勘探深度要求, 測量頻率為9600HZ 一13.3HZ共30 個頻點,測量點距為30m,為了使測區(qū)盡可能地處于遠場區(qū) , 選擇收發(fā)距R=10KM,測量電場的X分量Ex和磁場的Y分量Hy，隨著由高到低逐個改變頻率,獲得每個頻點的卡尼亞電阻率，進而得到各個測點的卡尼亞電阻率測深曲線.
野外工作結(jié)束后,通過計算機對原始數(shù)據(jù)進行近場改正和靜態(tài)改正, 在此基礎上進行斷面反演和一維正、反演計算,由反演計算結(jié)果結(jié)合已有地質(zhì)資料進行地質(zhì)解釋,并繪出解釋圖件.
通過地表露頭電阻率測量，建立工作區(qū)電性參數(shù)找礦模型。工作區(qū)電阻率與巖性對應關(guān)系大致劃分為：花崗巖電阻率一般范圍160～880Ω·m，平均值345Ω·m，表現(xiàn)為中阻，在斷面圖上為背景場。輝綠巖電阻率一般范圍1400～13000Ω·m，平均值4273Ω·m，表現(xiàn)為高阻層，在色譜圖上表現(xiàn)為亮色。構(gòu)造裂隙帶內(nèi)巖石較破碎含地下水，電阻率較完整硅化帶低。在卡尼亞視電阻率擬斷面圖上表現(xiàn)為：存在構(gòu)造裂隙的地段由于電阻率中等，表現(xiàn)在等值線斷面圖上為向下凹陷帶或等值梯度帶。不含水的斷裂帶表現(xiàn)為高阻，但較輝綠巖電阻率為低。鈾礦電阻率變化范圍0.5～50Ω·m，平均值17.0Ω·m，表現(xiàn)為低阻體，在色譜圖上表現(xiàn)為暗色。圖3-1 46剖面線上的鉆孔圖
3.3反演及資料解釋
可控源視電阻率的反演計算，分一維、二維兩種反演，三維反演還在研究之中。實驗工作和實際工作表明，一維反演結(jié)果的地電斷面異常往往呈上下延伸的陡立條帶狀，二維反演結(jié)果的地電斷面異常，特別是深部異常往往呈平緩漸變的“層”狀。那么，到底是用一維反演還是用二維反演呢？目前人們有所認識，在巖層陡立的變質(zhì)巖山區(qū)，用平滑模型的一維反演；在沉積盆地區(qū)，用二維反演。
本次反演計算，我們采用WinGLink軟件進行。該軟件可以進行MT、AMT、CSAMT數(shù)據(jù)反演計算。對于CSAMT可以進行一維反演和二維反演。具體步驟主要有：預處理、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、圓滑、靜態(tài)校正、地形校正、一維反演及成圖、最后根據(jù)反演的視電阻率斷面圖并結(jié)合地質(zhì)鉆孔情況進行地質(zhì)解釋。
本次異常特征分析以典型剖面線46進行，該線長1020米，測點距30米、測點35個，在18號點（剖面550m處）23號點（剖面700m處）有鉆孔資料。根據(jù)鉆孔剖面圖（圖3-1）可見在標高-170m構(gòu)造帶由陡變緩部位存在3段工業(yè)礦體，礦段厚6.50m，3段工業(yè)礦賦存于蝕變碎裂正長巖，特征長石發(fā)紅、充填灰色石英。主帶充填淺紫色螢石見有2段異常。
圖3-2 綜合解釋圖鈾礦（礦化）位置預測
從等值線圖看，推斷在剖面390m～430m位置處存在一硅化帶、在510m～540m位置左右存在一硅化帶,上述二條硅化帶擬為硅化斷裂帶。依據(jù)鈾礦層低電阻率特征以及賦存于硅化帶或硅化帶與輝綠巖交點處的特點，推斷在記錄點46-19～46-21，標高-200米處有一低阻凹陷區(qū)可能存在鈾礦體,推斷擬為鈾礦體。結(jié)合地質(zhì)資料解釋，鉆孔1在388.90－486.60 m見帶,其中 388.90－473.40m為硅化、碎裂花崗巖、破碎正長巖等，473.40－486.60 m為主帶，與推斷吻合。在標高-170m構(gòu)造帶由陡變緩部位存在3段工業(yè)礦體，在46線視電阻率擬斷面圖上顯示為低阻等值線圈內(nèi)，與地質(zhì)資料吻合。
鉆孔2在孔深318-340m見一硅化帶，地面傾向NW，傾角80-85°，中間近直立。-100m轉(zhuǎn)向SE，構(gòu)造帶蝕變碎裂較強，帶內(nèi)在標高-150m見礦化段及視厚度5.90m異常段。從地質(zhì)資料來看該帶規(guī)模不大且產(chǎn)狀較陡。從46線視電阻率擬斷面圖推斷可見，在記錄點46-14～46-15位置，標高-150m處存在一硅化帶，在-200～-150m存在一低阻等值線圈擬為礦體，與地質(zhì)資料吻合。
4.小結(jié)
CSAMT法是電阻率-頻率測深，它具有探測深度大、快捷、能及時提供視電阻率-頻率擬斷面圖等優(yōu)點，但也有靜態(tài)效應、近場效應、場源附加效應，以及所測電阻率參數(shù)單一等因素增加解釋難度的不足，有它的局限性。對于探測深部礦體,CSAMT法有一定效果,通過對該地區(qū)采用CSAMT法鈾礦勘探，驗證了 CSAMT 方法對鈾成礦地質(zhì)環(huán)境測量的有效性.大致查清了工作區(qū)內(nèi)的頂板埋深、蓋層結(jié)構(gòu)、基底起伏埋形態(tài)、斷裂構(gòu)造格等，達到了物探電磁測量資料指導鉆探的目的，加快了找礦工作的進程。而且CSAMT法成本低、效率高、探測深度大、提供資料及時，解釋方法逐漸完善，是尋找鈾礦的有效物探方法。特別是對某些無法用常規(guī)傳導類電法探明的高阻蓋層下的地質(zhì)體，用CSAMT法可得到好的勘探效果。
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