MT在粤东北某铀矿床中的应用

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摘要：在矿区采用大地电磁测深法，结合地质综合分析，有效的揭示了该矿床的控矿构造在深部的延伸和展布，为下一步开展地质调查和勘探提供了依据。

关键词：大地电磁测深法；控矿构造；

中图分类号：O741+.2 文献标识码：A 文章编号：

1、前言

经多年的地质勘查找矿分析得出，该矿区近东西向麻楼断裂带为一条逆冲推覆构造，与成矿之间有较密切的关系；F1构造是该矿床控矿构造，主要工业矿体赋存于该构造下盘0～20m以内的赤铁矿化褪色化细-中斑状次流纹斑岩中，工业矿体的产状及展布形式受F1制约。为探测推覆构造及F1构造深部延伸及展布，了解F1构造下盘次流纹斑岩的深部找矿工作，故采用大地电磁测深方法对深部推覆构造和断裂进行探测。

2、地质及地球物理特征

矿区位于华南加里东褶皱系，永安—梅县晚古生代坳陷，河源深断裂东北部，处于东西向南岭成矿带东端与北东向武夷山成矿带南西端的交汇部。区内地层单一，断裂构造发育，早期火山活动强烈，具有多期多阶段喷发和多韵律特点，岩性、岩相变化较大，属典型的陆相火山喷发、喷溢为主的巨厚层火山杂岩堆积，晚期岩浆活动进入尾声，除有基性岩浆活动外，还有次火山岩侵入，同时形成热液型铀矿床。

矿床内构造主要为断裂构造，按规模、产状分为三组（NWW向、NNE向和EW向），其中NWW向即F1构造为主要控矿构造，其产出部位恰处于寒武系浅变质岩与次流纹斑岩上界交界处。走向295°，倾向南西，倾角50～70°，延伸大于2km，宽0.5～2m。呈舒缓波状，有分支复合、尖灭再现的特点。充填变质岩、石英砂岩、次流纹斑岩等角砾。在变质岩中常见挤压破碎带、片理化构造泥。力学性质为压扭性。已探明的工业矿体主要赋存于该构造下盘0～20m以内的赤铁矿化、褪色化细—中斑状次流纹斑岩中。次流纹斑岩岩体呈狭长的带状、岩墙状产出，延伸长5.5km，宽度一般80～100m，最宽270m，最窄36m，走向变体大，麻楼村以东，走向290°，以西呈东西向。倾向南，倾角45～68°，上界面产状平直，下界面呈不规则锯齿状或舌状体隐伏于地下。岩体东段、中段出露高，剥蚀深，分相明显；西段则出露低，有顶盖相及上覆岩层保留，自东向西侧伏。矿物成份：主要为钾长石（正长石、透长石），占10～20%，石英占15～20%；其次还有少量斜长石，占2%，黑云母占1%，基质为长英质，副矿物有锆石、磁铁矿、磷灰石、金红石、白铁矿等。

3、工作方法及原理

本次工作采用EH – 4电导率成像仪、该仪器是由美国EMI 电磁仪器公司与GEOMETRICS 公司联合开发的STRATAGEM(TM) 电导率成像系统，是一种便携式、能测量地层电阻率的先进仪器。该系统使用天然的和人工的电磁场信号,能在各种地形上产生电导率连续剖面。系统同时测量远处的天然场源和人工源激发的电场和磁场来计算大地电阻率。测量是在和地下研究深度相对应的频带上进行。频率较高的数据反应浅部的特征,频率较低的数据反应较深地层的信息。

EH-4电磁仪的设计原理是应用大地电磁探深法。大地电磁探深法(Magnettotelluric Sounding) ,简称mt ,是利用交变电磁场研究地球电性结构的一种地球物理勘探方法。理论为:在均匀各向同性介质中,大地电磁场有以下特征:

(1) Ex 只与Hy 有关(或Ey 只与Hx 有关) , Ez 和Hz 都为零, E 与H 互相垂直并分别与传播方向正交。

(2) 电场分量和电场分量的振幅和相位不仅与介质的电阻率及电磁场的频率有关,而且与入射大地电磁场的性质有关。因此单用电场或磁场分量来研究或确定介质的电阻率是不可能的。但是电场分量与磁场分量之比,即阻抗却只与介质的电阻率和电磁波频率有关:

(1)

由式(1) 求得电阻率为

(2)

式中μ为真空磁导率,ρ是电阻率,单位是Ω. m , E的单位是mV/ km , H 的单位是nT , f 为电磁波频率。

在一般的非均匀介质中,不是介质的真实电阻率,而是在电磁场分布范围内,介质电阻率的综合反映,称为视电阻率。表面阻抗的完整描述是含有四个元素的张量,每个元素与场的正交分量有关。

由于不同种类的岩石电阻率存在明显的差异,通过研究电阻率差异,来研究地下电性界面,依此来区分地下异常体,获得研究对象的地质构造。EH -4 电磁成象系统同时记录互相垂直的电磁场分量, 计算阻抗张量,依此解释复杂的地质构造。

EH- 4 系统与其它电磁法勘探仪器相比,突出的特点是: (1) 巧妙地采用了天然场和人工场相结合的方式。采用部分可控源人工场补充天然场缺失或不足部分的方式完成整个工作频段的测量,减少了低频发射的笨重设备; (2) 采用了半径约2 m 的两个正交半圆形天线,发射1～100 kHz 的高频电磁波,构思新颖,收发距缩短,便于野外工作; (3) 高密度的数据采集,提供丰富的地质信息。该系统既可做单点测深又可做连续剖面观测,点距、频点密集,能较充分地反映地下的地质信息; (4) 在每个测点工作结束后,提供电磁场功率谱、振幅谱、视电阻率、相位、相关度、一维反演等信息,以便检查质量,确保野外资料可靠; (5) 现场给出连续剖面(至少三个相邻测点) 的拟二维反演结果。

根据需要解决的地质任务及工作区的实际情况，沿勘探线共布设了两条测线（走向23°30′）,测点共84个，测线总长度为1640M。测点距为20m，电极距一般20m—30m。Ex电极方向与测线方向一致，Ey电极方向与测线方向垂直，磁棒方向与和相应的电极方向垂直。

4、探测结果与异常评价

图1 18号线和24号线EH4电阻率等值线图

由18号线等值线图可知，在500-650m处电阻率值变化较大，在已施工的两个钻孔ZK1801、ZK1802中，分别在标高0M和-60M处发现F1构造产出，并在F1构造下盘发现较高品位的工业矿体，故通过电阻率的分布，从而划出F1的展布，并推测F1在深部沿垂向延伸。而在24号线450-700m、标高0至-300处电阻率值变化趋势和18号线相似，故推测其为F1构造在东部的延伸。

5、结论与建议

此次在矿区开展MT法取得了良好的成果，通过钻孔的验证，在矿区东部基本了解了F1构造的延伸及展布情况，为以后攻深找盲提供了可靠的依据。建议在24号线布置几个钻孔进行验证，在24号线的东部继续布置两条测深线。

作者简介：

张玮（1988--） 现工作于广东省核工业地质局二九二大队 助理工程师 近期从事铀矿物探工作