２０１２年第５期　西部探矿工程　１２７　

ＣＳＡＭＴ在下庄矿田铀矿找矿的应用　

胡　飞　

（广东省核工业地质局二九三大队，广东广州５１０８００）　

摘要：简要介绍ＣＳＡＭＴ法的工作原理及广东省下庄矿田的地质和地球物理特征，重点论述　

ＣＳＡＭＴ法在下庄矿田南部地区铀矿勘查中的应用效果。经过ＷｉｎＧｌｉｎｋ、Ｂｏｓｔｉｃｋ等多种处理方法　的比较，ＣＳＡＭＴ法在建立剖面视电阻率的基础上，能较准确地定位花岗岩低阻地段的起伏和埋藏深　

度，结合铀矿的成矿规律，能对区内铀矿的赋存做出判断。　关键词：ＣＳＡＭＴ；铀矿；ＷｉｎＧｌｉｎｋ；低阻异常　

中图分类号：Ｐ６１９．１４文献标识码：Ｂ文章编号：１Ｏ０４—５７１６（２０１２）０５—０１２７一Ｏ５　

下庄矿田是我国最先突破的花岗岩型铀矿田。近　几年来，通过对区内各类地质、地球物理资料及钻探资　

料的综合分析和研究，确认矿田的找矿潜力巨大，深部　

可能存在隐伏的富大铀矿。为了对该矿田的铀矿找矿　

潜力做出合理评价及为花岗岩型隐伏铀矿床的寻找提　供切实可行攻深找盲方法，在下庄矿田南部开展了可控　

源大地电磁测深工作，对这种探测技术在下庄花岗岩型　

铀矿田“攻深找盲”中的应用效果进行了研究，进而联系　

地质研究成果，指导找矿，取得了良好的效果。　

可控源音频大地电磁法（ＣＳＡＭＴ）是一种频率域　

的电磁勘探方法，它具有勘探深度大、分辨率能力强、观　

测效率高等特点，是研究深部地质构造和寻找隐伏矿的　有效手段－１］。笔者在下庄地区开展了ＣＳＡＭＴ测量工　

作，对隐伏铀矿进行勘查。为保证方法的有效性，先在　

有钻孔剖面进行了方法的测试和工区地球物理参数的　

建立，后在成矿靶区布置了６条勘探剖面，查明了勘探　

剖面下地质构造分布的视电阻率断面特征，对古地貌的　起伏进行了判定，对铀矿的富集部位进行了空间定位。　

现以剖面上资料解释程序和成果，来说明ＣＳＡＭＴ方　

法在寻找铀矿方面的应用。　

１地质及地球物理特征　

１．１地质特征　

矿区位于贵东岩体的东部，在区域构造上处于华夏　古陆西缘、加里东隆起西南缘与湘、桂、粤北海西一印支　

坳陷的结合部，南岭纬向构造带中带，是地壳浅部地质　

构造急剧变化的地带。区内燕山晚期细粒花岗质小岩　体及中基性岩脉（墙）极为发育，并有火山岩、次火山岩　

出露，岩性较复杂。断裂构造比较复杂，具有多期、多　

向、长期活动和继承性的特点，以ＮＥ（含ＮＮＥ、ＮＥＥ）　

向为主，Ｎｗｗ向次之，它们相互交织组成了矿田的棋　

盘格式构造格局，为铀成矿提供了有利的构造地质环　

境。区内铀成矿活动有早晚两期，都发生于晚期岩浆演　

化过程之中。早期铀矿化主要赋存于ＮｗＷ向断裂带　

与ＮＥ（含ＮＮＥ、ＮＥＥ）向断裂带的交汇部位和次火山　

花岗岩内外接触带及其产状变异且向内凹陷的部位；晚　

期铀矿化则与ＮＮＥ向断裂带关系密切。通常富铀矿　的形成多为早晚两期铀矿化活动叠加的结果［引。各期　

次花岗岩体从早到晚变化特征为：①从黑云母花岗岩演　

化到二云母花岗岩，最后为浅色白云母花岗岩，颜色从　

深到浅；②结构上从粗粒巨斑状一中粗粒长斑状一中粒　

小斑状一中细粒小斑状一细粒；③硅、碱等浅色组分增　

高，铁、镁等暗色组分减少；④从早到晚铀含量增加，钍　

降低，钍铀比值减少。岩体伽马背景值为６～　

８．７５ｎｃ／（ｋｇ・ｈ），其中过渡相的为７．８～　

８．４ｎｃ／（ｋｇ・ｈ），补体、中心相稍低；据航空伽马能谱数　

值换算，花岗岩体的铀、钍平均含量分别为７．２×１０　

和３１．８　Ｘ　１０～，外带沉积岩的铀、钍平均含量分别为　

２．２×１Ｏ　和１０．９Ｘ１０一。岩体铀、钍、钾含量分布，东　部钾高、铀高、钍低，西部钍高、铀低、钾低，钍与钾不相　

关，铀与钍、铀与钾成正相关关系¨４］。　

１．２地球物理特征　

工区岩矿石物性参数经测定统计，见表１。　

＊收稿日期：２０１１—０８—０３修回日期：２０１１—０８—３０　基金项目：中央地勘基金项目：广东省下庄矿田南部铀矿普查（项目编号：２００９４４１００２）。　作者简介：胡Ｗ￣（１９８５一），男（汉族），四川西昌人，助理工程师，现从事固体矿产地球物理勘查工作。

　１２８　西部探矿工程　２０１２年第５期　

表１下庄矿田物性参数特征表　

岩石名称　取样位置　（ｇ密度／ｃｍ３）　是　

矿体与围岩蚀变之间，蚀变围岩与未蚀变岩石间，　

存在较大的电性差异，矿体中金属硫化物的富集会使其　

电阻率明显降低。而控矿脆性断裂、韧性剪切带、蚀变　

破碎带的出现，均可导致矿体与周围岩层（体）间明显的　

电性差异。辉绿岩因遭受硅化断裂带的破坏，使破碎的　

岩石含水量增大，因而在交点轨迹内呈低阻异常。硅化　

断裂带规模愈大岩石愈破碎，则异常愈明显。这种低阻　

特征反映到电测深断面上就是沿倾向具有范围较大并　相对明显的低阻异常带。故此，构造带中的低阻异常是　

应用ＣＳＡＭＴ找铀矿的重点部位。　２　ＣＳＡＭＴ工作原理与数据处理方法　

２．１方法原理　

可控源音频大地电磁法（ＣＳＡＭＴ法）是以有限长　

接地导线为场源，在距偶极中心一定距离ｒ处同时观测　

电、磁场参数的一种电磁测深方法。本次采用赤道偶极　

装置进行标量测量，同时观测与场源平行的电场水平分　量　六道和与场源正交的磁场水平分量Ｈ　一道。　

水平电偶极源在地面上的电场及磁场公式为：　

Ｅ一　．（３ＣＯＳ２０－－２）　（１）　

Ｅ产　・２０ｓｉｎ　（２）　，＝————■——　——一　４７订一ｕ　

）　・√　．ｃＯｓ　（３）　

一（１　・√　…　ｓｉｎ　（４）　

（１　・　・（３ｃｏｓＺ０－－２）　

ｎ　

式中：，——供电电流强度；　

ＡＢ——供电偶极长度；　（５）　

（６）　

ｒ场源到接收点之间的距离。　

将（１）式沿方向的电场（Ｅ）与（５）式沿ｙ方向的磁　

场（Ｈ　）相比，并经过一些简单运算，就可获得地下的视　电阻率（　）公式　

一耕群　（７）　

式中：－卜代表频率。　

由（７）式可见，只要在地面上能观测到两个正交的　

水平电磁场（　，Ｈｙ）就可获得地下的视电阻率　，即卡　

尼亚电阻率。　

又根据电磁波的趋肤效应理论，导出了趋肤深度公　

式：　

厂　Ｈ￣３５６　／　（８）　

式中：Ｈ——探测深度；　

电阻率；　

．卜频率。　

从（８）式可见，当地表电阻率固定时，电磁波的传播　

深度（或探测深度）与频率成反比，高频时，探测深度浅；　

低频时，探测深度深。可以通过改变发射频率来改变探　

测深度，达到频率测深的目的［４＿引。　

２．２仪器及工作参数　

野外工作使用加拿大凤凰公司Ｖ８多功能电法仪，　

该系统使用３套ＧＰＳ同步时钟，分别控制发射、接收主　

机盒子和辅助盒子，使得接收和发射完全同步。本次工　

作采用标量测量，一个排列采集３个测点的测深数据，　

ＡＢ发射极距为１．４ｋｍ，接收极距ＭＮ为３０ｍ，ＡＢ和　

ＭＮ平行，相距ｒ为８ｋｍ，接收点在发射极ＡＢ中垂线　

±３０。角覆盖范围之内，接收点首尾相联，进行ＥＭＡＰ　

法澳０量。为确保发射信号的强度，低频段发射电流大于　

１２Ａ，高频段发射电流大于２Ａ。工作频率见表２。　

表２频点采集参数设置表　

２．３资料处理　

数据处理流程图如图１所示。　

对资料初步处理：　

（１）曲线的圆滑：野外采集的原始视电阻率，由于干　

扰和观测误差的存在，相邻两频点的数据有时会出现非　

正常的跳跃，尤其是高压线、村庄附近的测点在５０Ｈｚ　２０１２年第５期　西部探矿工程　１２９　

图１数据处理流程　

倍频的频点上。根据相邻测点的曲线特征，结合干扰记　

录对曲线进行圆滑或弃频点。对每一个测点进行编辑，　

舍掉畸变的频点，保留高质量的频点数据。　

（２）静校正：由于浅层不均匀的存在或地形不平，会　

使得某点视电阻率曲线发生平移。在野外工作期间通　

过加盐水、适当移点等方法尽量使同一地质条件下各不　

极化电极接地电阻一致。静态位移的判断，我们是观测　

整条剖面上各测点卡尼亚电阻率一频率测深曲线的高　

频端曲线，结合野外地层出露来判断是否要进行静态位　

移校正　。　

（３）近场校正：观测曲线低频端是否有４５。拐点［　；结　

合Ｂ０　ＩＣ初步反映，对反演深度大于３０００ｍ的数据。　

判断深部数据是否进入了近场，删除进入近场数据。　

３成果资料解释　

３．１建立找矿模型　

（１）地质模型是物探成果定量解释与定性解释之间　

的纽带。由于区内断裂构造与辉绿岩相互交汇，构成棋　

盘格子状，控制了铀矿床的分布。已探明１８个铀矿床，　

铀矿化严格受构造控制，铀矿化类型按控矿因素分为硅　

化带大脉型、硅化带群脉型、“交点”型、碎裂岩型、变质　

岩型等５种。由于硅化带电性差异与围岩的电性差异　

较大，可以直接圈定硅化带。硅化带破碎、蚀变、倾角变　

缓等为矿富矿部位，硅化带电阻率为几千到上万欧姆　

米，与破碎蚀变处电性（几十到几千欧姆米）差异较大。　

根据上述特征，我们找出硅化断裂带，根据低阻异常带　

来判断铀矿富集部位。　

（２）通过地表露头电阻率测量，建立工作区电性参　

数找矿模型。工作区电阻率与岩性对应关系大致划分　

为：花岗岩电阻率一般范围１６０～８８ＯＱ・ｒｎ，平均值　

３４５Ｑ・ｍ，表现为中阻，在断面图上为背景场。构造裂　隙带内岩石较破碎含地下水，电阻率较完整硅化带低。　

在卡尼亚视电阻率拟断面图上表现为：存在构造裂隙的　

地段由于电阻率中等，表现在等值线断面图上为向下凹　

陷带或等值梯度带。不含水的断裂带表现为高阻，但较　

辉绿岩电阻率为低。铀矿电阻率变化范围０．５～　

５０１２・ｍ，平均值１７．０１２・ｍ，表现为低阻体，在色谱图　

上表现为暗色。　

３．２数据解释　

数据处理用多种软件进行成图，在测区（焦坑４６　

线）剖面进行软件绘制电性断面图对比。在１８号点（剖　

面５５０ｍ处）２３号点（剖面７００ｍ处）有钻孔资料。根据　

钻孔剖面图（图２）可见在标高一１７０ｍ构造带由陡变缓　

部位存在３段工业矿体，矿段厚６．５０ｍ，３段工业矿赋　

存于蚀变碎裂正长岩，特征长石发红、充填灰色石英。　

主带充填浅紫色萤石见有２段异常。　

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图２　４６线钻孔剖面图　

对剖面上各测深点卡尼亚电阻率一频率测深曲线　

进行分析，结合已知地质资料和地层的物性条件，划分　

剖面的电性分层。用分析出的电性层为标准对实测曲　

线进行拟合，多次拟合后的数据进行一维剖面成图（图　

３）。ｗＥＮＧＩ　ＩＮＫ１Ｄ反演受静态位移影响较大，等量　

线跳跃变化巨烈。对数据静态位移校正较好时，曲线对　

断层等垂向构造反映较好。ＷＩＮＧＩ　ＩＮＫ２Ｄ反演能有　

效压制静态效应，对低阻异常带反映较好，不足之处是