0 引言

随着固体矿产的开采，国内各金属矿山相继进入危机矿山行列，浅部及大规模矿体已开采殆尽，需要开展大深度、小规模矿体及盲矿体的勘探工作 （滕吉文等，2007a；陈喜峰，2011），同时矿山建设也日趋成熟，生产生活用电、巷道铁轨、井壁金属网等造成的电磁干扰严重，对用于金属矿勘探的常规电磁法产生了极大的影响（李帝铨和胡艳芳，2015；曾何胜等，2020）。滇东北会泽铅锌矿位于典型的碳酸盐岩矿区，作为行业内的排头兵，其经营规模大，矿石品位高（韩润生等，2001）。然而经过近70年的生产开采，也面临资源量接替问题，上文中提到的技术瓶颈和电磁干扰等问题在会泽矿山表现尤为突出。面对成熟矿山攻深找盲的勘探任务，常规电磁法探测深度有限、对深部信息的分辨能力降低、抗干扰能力较差，难以满足勘探需求（汤井田等， 2015；底青云等，2019；何继善，2019；柳建新等， 2019；马健等，2023）。而直流电法、激发极化法 （IP）和重磁法，则对目标地质体的深部延伸情况反映不足（滕吉文等，2007b；曹令敏，2011；吕庆田等， 2019；何继善，2020；王凯垒等，2021；符坚等， 2023）。本研究将前人研发的广域电磁法（何继善， 2010）应用于会泽铅锌矿区，开展探索性试验，评价该方法在强干扰碳酸盐岩矿区的应用效果，为矿山深部找矿提供指导。

1 矿区概况

1.1 区域地质

云南会泽铅锌矿区位于扬子准地台西南缘，滇黔褶断区的西部，滇东北褶断束南东部东川—镇雄构造带中的会泽金牛厂—矿山厂成矿带上。东临威宁—郎岱坳陷褶断束，南濒牛首山隆起褶断束，西以康滇地轴东缘的小江深大断裂为界，北连凉山褶断束（图1）。

1.2 矿区地质

矿区地层及岩性分布见表1，石炭系摆佐组、泥盆系宰格组和震旦系灯影组是目前已知的含矿层，即为本次研究的目标层，其岩性主要为碳酸盐岩类。矿区主要构造为北东向逆掩断层，即矿山厂、麒麟厂、银厂坡断层组成的三重叠瓦状构造，断层具多期活动特点，是重要的导矿构造。此外，以这3 条主要断层为主线派生的次级构造，也可能成为容矿构造。矿区地层及3条主要逆冲断层倾向以南东为主，倾角 30°～80°不等。矿区岩浆活动主要在海西—印支期，喷发形成大面积峨眉山玄武岩，具有岛弧拉斑玄武岩特征，为地幔部分熔融产物。

1.3 矿区生产与干扰现状

会泽铅锌矿区始建于1951年，目前开采深度已超过 1500 m，已经属于第二深度空间采矿。矿山经过70余年的生产和建设，地表生产高压电线和民用电线广泛分布，地下竖井斜井、水平运输大巷、沿脉穿脉、斜坡道等密布，且有铁轨、金属网支护，井下巷道均通有生产及照明用电，加之地表地形切割强烈，属于典型的复杂地形强电磁干扰矿区。

以往在本区开展过的音频大地电磁法（AMT） 和可控源音频大地电磁法（CSAMT），通过收发距实验，加大供电电流，表明无法压制天然场噪声，均受到不同程度的干扰，实测曲线见图2。AMT 数据随机性大，且低频的视电阻率幅度较小；从干扰程度来看，200 Hz 以上的数据误差较小，200 Hz 以下的数据误差较大，曲线整体跳点较多，受干扰较强，信噪比差。相比 AMT 数据而言，CSAMT 视电阻率曲线则表现出较小的随机性，低频的视电阻率幅度无明显下降；但是同样的，200 Hz 以上的数据误差小于 200 Hz 以下的数据误差，前者信噪比优于后者，且曲线中部跳点较多，受干扰较强。总体而言，对于会泽这类强电磁干扰矿区，应用传统的 AMT 和 CSAMT 方法，难以保证数据质量，解译成果不能排除干扰异常，容易引起误判。

2 矿区物性特征

本研区的物性测量采用 SQ-3C双频激电仪，对研究区内出露地层进行小四极测量工作，各类岩 （矿）石标本的电性测量结果统计见表2。由表2可看出矿体与围岩存在明显的电性差异常，极化率差异一般10~20倍，电阻率差异常十几至几十倍不等。具备开展电法勘探的前提。

3 方法技术

为突破电法类大深度探测的技术瓶颈，准确提取地球深部地电信息，前人历经多年科研攻关，发明了广域电磁法，研发了具有完全自主知识产权的大深度高精度探测技术与装备（何继善，2010，2019）。广域电磁法在实际应用中通常只测一个电场分量，大大提高了探测精度，其电场分量的表达式为：

式（1）、（2）中，I—发射电流；ρ—大地电阻率；dL —发射源长度；r—收发距；i—纯虚数；k—波数；φ—发射源与x方向夹角；ω—角频率；δ—电导率；μ—磁导率。

实际测量中E_x是通过测量两点间的电位差来实现的，故

定义装置系数

故

式（3）、（5）中，$f_{e-e_x}（ikr）$含有未知电阻率 ρ，反演时采用迭代计算，逐步逼近，获取视电阻率的最佳值。广域电磁法从理论上实现了大深度、高精度及高效率测量。

4 应用效果评价

在矿区布设两条平行测线（图3），方位122°，点距 40 m。通过野外试验确定了工作频率范围 8192～0.625 Hz，共计 56 个频点。发射源长度 1.2 km，发射电流108 A，收发距12 km。根据广域电磁法勘探成果与矿区已知地质信息的比对，探讨该方法在工区的实验效果，通过综合分析在矿区深部圈定具有找矿意义的物探异常，为下一步探矿工程指示方向。

4.1 干扰压制效果

由广域电磁法和CSAMT的实测曲线对比图（图4）可知，作为人工场源的 CSAMT，在实际应用时要面对大量游离杂散电流、金属物及生活工业电线的电磁干扰，导致曲线跳点多，数据误差大，低频数据质量较差且数据点不足，不利于提取深度地质信息。广域电磁法利用伪随机信号发射技术，采用大功率供电来压制随机干扰信号，大幅度提高信噪比，野外实测曲线光滑，无明显跳点，数据误差小。

4.2 试验效果

广域测深勘探 2 线标高 1274 m 以浅的地质信息已通过地下工程控制，且该测线穿过生产区，各类干扰信号较强。本测线在验证方法有效性的同时，通过与浅部已知地质信息比对，检验探测结果的准确性，对生产区深部探矿进行指导。从 2 线反演结果（图5）可以得出以下信息：

（1）已知断层有明显电性响应，视电阻率等值线在矿山厂逆断层、东头断裂、麒麟厂逆断层及银厂坡逆断层处发生畸变，形成明显的低阻下凹甚至低阻通道，与井下工程揭露的实际情况吻合较好。

（2）已知矿体（GY02 异常位置）在电性剖面上具有较明显的响应，大致位于低阻及高低阻变化梯度带上。

（3）低阻地层在剖面上反映明显。位于矿山厂逆断层和东头断裂之间的地层（P₁l）砂岩夹炭质灰岩，上覆地层（P₁q+m）灰岩白云岩，下伏地层（C₃m） 灰岩，该地层在剖面上正好对应低阻条带，上下围岩均为中高阻。

（4）此外，剖面显示在 X=2720 m 位置有一竖直的低阻通道，向下延伸至 1274 m 标高左右，正好对应三号竖井位置，由于竖井井壁受锚喷网支护，竖井内有罐笼等设备运行，此处受金属物及工业用电游散电流等干扰而呈低阻特征。

综上所述表明广域电磁法应用于会泽铅锌矿区，能够有效压制干扰，能较准确的反映已知地质信息，因此在复杂地形强电磁干扰的碳酸盐岩矿区，利用该方法探测构造、低阻层及矿体是切实可行的。

1—中二叠统峨眉山玄武岩组铁灰色玄武岩；2—下二叠统栖霞茅口组灰岩加白云岩；3—下二叠统梁山组砂岩夹炭质灰岩；4—上石炭统马平组角砾状灰岩；5—中石炭统威宁组乱网状白云质灰岩；6—下石炭统摆佐组白云岩夹灰岩，含矿层；7—下石炭统大塘组灰岩夹砂页岩；8—上泥盆统宰格组第三段灰岩、白云岩；9—上泥盆统宰格组第二段硅质白云岩；10—中泥盆统宰格组第一段中晶及泥晶白云岩；11—中泥盆统海口组泥质粉砂岩；12—下寒武统筇竹寺组泥质页岩；13—上震旦统灯影组硅质白云岩；14—实测逆断层；15—实测正断层；16—推测断层；17— 牛栏江；18—广域电磁法测线及编号

4.3 应用效果

（1）地层构造的识别

从另外一条测线反演结果（图6）可以看出，广域电磁法对本区地层界线和构造进行有效识别。玄武岩主要为高阻，而反演剖面在近地表呈中低阻含团块状中高阻，这是由于地表构造发育玄武岩含水造成。低阻砂页岩地层（P₁l、D₂h、ϵ₁q）相比碳酸盐岩类高阻围岩，其电性特征表现为高阻体内存在中低阻通道。从构造识别效果来看，4 大断层在剖面上均有明显的反映，在两条剖面上的位置也互相对应。此外，在矿山厂逆断层以西，剖面电性特征显示地层逐渐变缓，该处接近背斜核部。

1—推断有利找矿位置；2—推断地层界线；3—推断断层；4—已知矿体；5—中二叠统峨眉山玄武岩组；6—下二叠统栖霞茅口组；7—下二叠统梁山组；8—上泥盆统宰格组；9—中泥盆统海口组；10—中震旦统灯影组；11—中震旦统陡山沱组

1—推断有利找矿位置；2—推断地层界线；3—推断断层；4—已知矿体；5—中二叠统峨眉山玄武岩组；6—下二叠统栖霞茅口组；7—下二叠统梁山组；8—上泥盆统宰格组；9—中泥盆统海口组；10—中震旦统灯影组；11—中震旦统陡山沱组）

（2）异常圈定

所圈定的异常在反演剖面上特征相似，均位于已知赋矿层位或有利容矿层中，且靠近控矿构造或次级构造（提供热液运移通道），或为浅部异常的深部延伸，均有一定的找矿意义，为矿区深边部探矿提供了指示方向。

5 结论与探讨

（1）广域电磁法应用于强电磁干扰的生产矿区，能够有效的压制干扰，获得可靠的数据，对已知地质信息反映准确，试验效果较好。

（2）该方法能有效识别深部的低阻薄层和小规模矿体，反映断层在深部的延伸情况，在深部圈定了具有找矿意义的异常，为矿区下一步探矿工程指明了方向。

（3）在复杂地形强电磁干扰的碳酸盐岩矿区开展攻深找盲探矿工作，广域电磁法能够实现高精度大深度探测，抗干扰能力强，工作效率高，可作为一种深部找探矿的技术手段。

参考文献