贵州铜仁松桃锰矿 AMT 探测及地形影响研究

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作者程正璞
来源中国地质大学(北京)
出版年2015
摘要
我国现阶段矿产资源勘查主导方向是在复杂地形地质条件下寻找深部矿和隐伏矿,音频大地电磁法(AMT)是固体资源矿产攻深找盲的有效方法之一,但复杂山区地形对 AMT 资料的观测和处理带来很大困难,必须予以消除,否则会导致解释结果不准确甚至完全错误。在现代工业中,锰及其化合物应用于国民经济的各个领域,但由于矿床类型及其围岩的不同,锰矿的勘探方法有很大差别。其次锰矿的物理性质一般与围岩没有明显差异,因此锰矿的勘探难度很大。尤其是埋深较大、后期改造强烈的矿床,勘探难度更大,目前没有很好的办法对其进行勘查,需要探索新的勘查技术方法或体系。早震旦统南华系大塘坡期作为我国南方重要的成锰时期,大塘坡式锰矿层位稳定,分布广泛,储量巨大。而贵州铜仁松桃锰矿是典型的大塘坡式锰矿,且为全隐伏矿床,埋藏较深,工区地形起伏剧烈,勘探难度很大,本文主要选择AMT方法对该区含锰岩系进行实验研究,并对复杂地形影响进行初步探讨,以期得出一些结论为实际工作提供理论指导,以便为后续锰矿的AMT探测提供参考依据,结合相关地质、物探、钻孔、物性资料,建立以电阻率参数圈定含锰岩系,以电性剖面特征评价后期构造对含锰岩系的保存、改造程度的大塘坡式锰矿地球物理找矿模型,对在我国寻找隐伏型超大型锰矿床具有重要意义。首先对AMT法的基础理论、地形影响及校正的理论背景进行论述,其次构建理论地形模型,从极化模式、测点位置、地形落差、山顶宽度、地形坡度及地下介质的均匀性等六个方面研究了不同地形条件下AMT资料的畸变特征,结果表明:○1 TM(yx曲线) 模式较TE模式(xy曲线)更容易受到起伏地形的影响而发生畸变;○2TM 模式视电阻率曲线畸变程度随着测点靠近悬崖边而增大,山顶测点比山谷测点更容易受到起伏地形的影响,其TM模式视电阻率曲线偏移方向也不尽相同,山谷测点的TM视电阻率值偏大,山顶测点的TM视电阻率值偏小;○3山顶宽度的变化对TM模式下视电阻率曲线的变化影响剧烈,山顶越窄,地形影响越严重,视电阻率曲线畸变越严重。而山谷宽度的变化对TM模式下视电阻率曲线的变化影响不大;○4地形落差越大,影响越大;○5地形越陡,地形影响越大;○6TM模式(yx曲线)的相位曲线也受地形影响,落差越大,地形越陡,影响越大;○7地表浅层的电性不均匀体可以加剧地形影响也可以弥补部分地形影响,地下介质为非均匀介质时,地形影响与静场效应叠加在一起,对视电阻率曲线的影响更复杂。本文采用带地形的二维反演间接消除地形影响,根据同一测线不同测点的实际高程,按比例把每个测点分割成不同网格,构建符合实际地形的网格模型,结合表层电阻率构建一个带地形的2D地电模型,再对模型作2D正反演计算,从而间接消除地形影响。通过对比理论模型的1D_occam反演图、不带地形2D_TE模式反演图、带地形2D_TE模式反演图,发现带地形的二维反演可以有效的消除地形影响,并应用到后续实测AMT资料处理解释中。最后通过对勘查区实测AMT数据进行相关处理、定性分析、反演解释,并结合相关地质、物探、物性资料,圈定了锰矿控盆构造及断裂,预测了含锰岩系的空间展布情况,从区域地球物理特征、含锰岩系的物性特征(电阻率、磁性、密度等)、控矿构造等方面总结归纳出大塘坡式锰矿的地球物理找矿模型。勘查区表现为负的布格重力异常,变化较陡;负的磁异常,变化平缓;含锰岩系位于南华系大塘坡组下段底部,高密度值、弱-中等磁性、高极化率、次低阻,电阻率范围在25-40Ω?m,电阻率值变化不大,受断裂控制明显。

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