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连续电导率观测系统在五龙金矿深部找矿预测中的应用研究

更新时间:2016-07-05

1 前言

音频大地电磁法AMT是20世纪50年代初法国学者Cagniard (Cagniard,1953)等基于大地电磁MT原理提出的一种较新的地球物理探测方法。该物探方法通过观测地面电磁场来进行地下岩矿石电性分布研究,具有观测频带宽、工作效率高、勘探深度大等优点(陈乐寿,2009),已经广泛应用于近地表3km内的导电结构成像相关的问题 (Garcia et al., 2002),在寻找深部隐伏金属矿体中发挥了重要作用(梁涛等,2012;沈远超等,2007;杨大方等,2015;陈伟军等,2016a,2016b;尹利君等,2016;周普红等,2017;高鹏等,2017;赵维俊等,2017)。由于物探异常解释具有多解性,实际应用中应结合地质及其它勘查手段,使解释成果更贴切实际地质情况(闫清华等,2016)。20世纪90年代,由美国Geometrics和EMI公司联合成功研制了EH4连续电导率观测系统。作为一种大地电磁测深系统,EH4结合了部分可控源(CSAMT)和天然场源(MT),并采用最新的数字信号处理器的硬、软件装置。

五龙金矿位于辽宁省丹东市北西15km处,行政区划隶属于丹东市振安区管辖。矿区范围东至罗圈背沟,西至鸡心岭,北至林场沟,南至灰菜沟。矿区与丹长公路相通,公路运输距离为29km,交通便利,是一个大型热液石英脉型金矿。截至目前矿山开采深度已达近千米,寻找复杂的、难识别的深部隐伏矿的任务日益突出。

针对五四时期儿童文学翻译研究的方法主要可以分为两大类:第一类是五四时期儿童文学翻译家研究;第二类是五四时期儿童文学翻译原则和方法探讨。

三分天下二分田,枉被西南雨露天。接野菅荆失官陌,透蓬桑枣识民阡。去程削断行人迹,惊觑频过猛兽边。弹压官军早屯宿,晚炊崖竹汲河堧。(后集卷二二桑门)

本文以五龙金矿为研究对象,针对矿区中南部主要控矿及成矿构造,特别是区内发育规模最长、开采深度最深、北西走向的163号矿体及可能相关的北东向复合控矿构造如80号矿体。结合1∶5万区域航磁资料,采用EH4连续电导率观测系统开展音频大电磁法测量,在认真分析矿区地质、构造及岩矿石物性的基础上,对163矿体的空间展布位置及延伸方向进行了解释。预测五龙矿区163主矿体向下仍有较大的开采空间,矿体在已经勘探的东南端及与80号矿体可能存在复合的位置,继续向东南方向延伸,在矿区东南部及其外围形成有利的成矿靶区或成矿部位。

2 区域地质背景和成矿特征

2.1 区域地质背景

五龙金矿是辽东南地区最大的一个石英脉型金矿床,有着近80余年的勘探和开发历史,目前已产出黄金超过50吨(成曦晖,2017)。该金矿床位于华北克拉通的东北缘,辽宁营口至宽甸古隆起的南部,NE向鸭绿江走滑断裂带的西侧(图1)。

研究区域地层不发育,仅有古元古代辽河群变质岩系偶尔出露,并分布于大面积的中生代花岗岩、片麻状二云母花岗岩中,呈不连续残留块体。辽河群层状变质岩系主要由变粒岩、片岩、大理岩等组成,自上而下主要有盖县组、大石桥组、高家峪组和里尔峪组,走向一般NE70°左右,倾向SE,倾角一般为70°左右,在空间上总体呈单斜形式产出。这套岩系是金的初始矿源层,并且其金丰度较高,它们为区内金矿床的形成奠定了物质基础(李兴国等,2007)。

图1 五龙金矿区域地质简图(据注释①;Zhu et al., 2015) Fig.1 Regional geological map of the Wulong gold deposit(after Note ①, Zhu et al., 2015) 1-第四系;2-片麻状二云母花岗岩;3-上侏罗系小东沟组;4-震旦系钓鱼台组;5-辽河群;6-斑状黑云母花岗岩;7-花岗闪长岩;8-红色中粒 花岗岩;9-中细粒花岗岩;10-闪长玢岩;11-水库;12-断裂;13-推测断裂;14-金矿 1-Quaternary; 2-gneissic two-mica granite; 3-Upper Jurassic Xiaodonggou Formation; 4-Sinian Diaoyutai Formation;5-Liaohe group; 6-porphyritic biotite granite;7-granodiorite; 8-medium grained granite; 9-medium-fine grained granite;10-dioritic dyke; 11-reservoir/river; 12-fault; 13-specu- lated fault;14-gold deposit

“中国市场是民族企业的根,把根维护好有助于企业的良好发展,但如果想要扩大品牌影响和企业实力,海外市场是检验民族企业的真正考场。”毕总说,“如今,比亚迪叉车已经在海外市场取得了一定成功,如在欧美市场,比亚迪叉车与来自德国、美国、日本等众多知名品牌同台竞技,不仅没有依靠价格优势去占领市场,反而因为在锂电领域的技术优势,获得了极好的市场认可度和保有量,市场能有这样的反应,用两个字概括——便是‘品质’。”

研究区域岩浆活动频繁,不同时期的侵入体,分布广泛其出露面积约占总面积90%及以上。区域上发育燕山期片麻状二云母花岗岩(163±7Ma,Wu et al.,2005),燕山早期闪长岩-花岗闪长岩-花岗岩及伴随侵入的大量岩脉。与矿化密切相关且形成于燕山期的三股流花岗闪长岩体以及其他中酸性侵入杂岩广泛分布,主要出露于五龙矿区的南端。该地区的金矿大多分布在三股流花岗闪长岩体附近,金矿化形成的最佳位置在岩体1km~3km范围内,同时也是多数富矿体聚集地(图1)。在五龙金矿区,细粒闪长岩与花岗斑岩形成于成矿前,煌斑岩与辉绿岩形成于成矿后。其中,金矿脉与成矿前的中酸性脉岩关系密切(Wei et al.,2004;肖国洪等,2003; 2004)。

2.2 矿床基本特征

五龙金矿是以石英脉型为主、硅化蚀变岩型为辅的大型金矿床。矿区已经查明449条含金矿体,其中包含382条含金石英脉和67条硅化蚀变岩带。金矿床分布于片麻状二云母花岗岩中,严格受NW向与NNE向两组断裂构造控制,矿体定位于近SN、NW向压扭性断裂中,严格受脆性断裂控制,主要控矿断裂有NE、NNE、NW向三组,宏观上表现为一系列沿上述三个方向产出的岩浆岩脉(见图2)。其中NNE向断裂带属压扭性,NW向断裂则属张扭性,不同类型的脉岩,以及全区的含金石英脉、破碎带的分布均由它们控制。

矿床与岩浆岩关系紧密。在空间上,矿体均围绕三股流花岗闪长岩体周围产出;在时间上,矿床在岩浆岩侵入相接近的时代形成。金矿化集中在三股流花岗闪长岩体西北侧,含金石英脉与细粒闪长岩脉常常紧密伴随产出。

矿脉的主要直接围岩是细粒闪长岩脉,其次为花岗斑岩脉及片麻状二云母花岗岩。成矿围岩受成矿热液作用并普遍发生热液蚀变,蚀变由矿脉依次向外变弱。蚀变类型主要有硅化、黄铁矿化、绢云母化、碳酸盐化、绿泥石化等(彭艳东,1994)。

截止目前,五龙金矿开采深度达1000m左右,其中最具代表性的主力开采矿体为163号脉矿体和80号脉矿体(图2)。163号脉呈NW315°~320°走向,走向长1230m,西段倾向NE,倾角65°,东段倾向SW,倾角65°~70°。163矿体赋存标高-379m~-750m,埋深495m~743m,水平厚度0.50m~11.60m,平均2.14m,金品位一般0.10×10-6~101.00×10-6,平均9.45×10-6;金属矿物主要为细粒黄铁矿,局部可见辉铋矿;80号脉为走向NE10°,走向长430m,倾向南东100°,倾角80°,矿体赋存标高-360m~-597m,埋深500m~817m,水平厚度0.30~2.50m,平均1.13m,金品位0.02×10-6~70.40×10-6,平均10.54×10-6,金属矿物主要为细粒黄铁矿。NW向163号脉与NNE向80号脉的北东延长线在矿区中南部相交(图2) 。通过井下观察,有观点认为163号脉在与80号脉的交汇部位发生转折,并与80号脉复合成矿。

2.3 找矿标志

根据五龙金矿的成矿背景以及成矿规律,总结前人研究成果及已有资料分析,可归纳为以下几点地质找矿标志(李兴国等,2007;徐山,2013):

(1)构造标志:金矿体主要控矿构造NNE向和NW向断裂构造。

(2)施工现场按符合防火、防风、防雷、防洪、防触电等安全规定及安全施工要求进行布置,并完善各种安全标识的布置。

(2)岩体标志:含金石英脉型金矿体的主要产出部位在燕山期三股流花岗闪长岩体的周围。

(3)岩石标志:片麻状二云母花岗岩是主要的赋矿围岩。破碎和糜棱岩化的片麻状二云母花岗岩是寻找该类金矿床的主要标志。

(4)蚀变标志:蚀变类型主要有硅化、黄铁矿化、绢云母化、碳酸盐化、绿泥石化等。尤其是硅化,往往石英细脉带发育地段的深部有金矿(化)体。

(5)矿化标志:黄铁矿、磁黄铁矿与烟灰色细粒石英为矿物共生组合,细粒闪长岩脉、花岗斑岩脉和闪长玢岩脉等脉岩的发育地段。

结合已知地质资料对515线反演结果进行分析,发现在断面图800~900号测点附近存在有相对明显的低阻异常带,异常带延深大约-2000m,产状较陡,倾向略向西倾,对比已知地质资料,认为该梯度带与鸡心沟断裂带位置相对应,推测由该断裂引起的低阻带。从该项低阻带向东,在测深点1000号点至1400号测点范围,在整体呈现相对低阻实际电阻率依然较高的背景上,出现两条明显的低阻异常带,分别位于1000点和1300点附近,根据实际观测点地形地貌和干扰环境的影响,推测虽然受地表存在多股高压线干扰影响,造成该测量范围电阻率整体呈现降低的趋势,但经过静态改正和空间滤波的处理,依然能够反映出上述两条低阻带的存在特征,只是显示低阻带的发育规模和发育深度相对较小。在测点1400~2000号点范围内,整体表现为高电阻率的影像特征,其中在1420~1550号点附近,标高0~-300m处的半封闭低阻异常恰好对应一采空塌陷区,局部高阻可能与地下采空有关。在该采空塌陷区的东侧1650~1800号点附近,在地下深部出现一条明显的低阻异常带,该低阻梯度带由-300m延伸至-3000m,且产状较陡,略向西倾,显示构造发育规模较大。结合已知地质资料,发现该低阻异常带恰好位于163脉与其它几组不同方向岩脉出露位置相对应,推测该异常可能为163脉与其它方向构造产生复合现象引起,考虑到静态效应改正和空间滤波的实际应用效果,推测该异常带可延深至地下深部-1000~-2000m范围内,具有较大的成矿空间和较好的成矿研究价值。从2000号测点至2900号测点范围内,反演断面图整体显示为高电阻率电性特征,局部出现多条沿垂向变化的小的低阻构造(图5),显示该区域小构造发育,不排除与发育规模较小的含金石英脉及其构造有关。从2900~3800号测量点,整体呈现低阻电性特征,其中在3000~3100号测点范围内,出现明显的低阻异常,低阻带两侧呈现明显的东高西低的电阻率影像特征,构造发育规模较大。结合已知地质资料,认为该异常带是研究区东侧100#脉断裂在本断面图中反映出的构造影像特征,其与金矿床的关系,还有待进一步研究。

该方面的问题主要在如下几个方面中:首先,配电箱箱体电焊孔过大或者过小的问题,加上配电箱板厚比较厚而直接影响线材进入到内部空间中,同时也存在有配合部件缺少的情况存在。在配电箱固定安装施工的过程中,一般都会直接将其固定到墙壁位置上,但是在安装施工之前应该及时将垃圾、杂质清除干净,同时也存在一定的导线混乱布置的情况,没有将其进行绑扎和固定。在确定电箱位置的过程中,在固定的过程中没有达到平整性的要求,造成了箱体出现了倾斜的问题,安装后的精确度未能达到要求。安装施工完成之后,也没有立即进行配电箱位置的调整和核对,也没有及时的将安装数据进行填写和记录。

3 区域地球物理特征

3.1 岩矿石的物性特征

岩矿石的物性测试是地球物理工作中不可缺少的一个环节,直接影响到异常解释成果的正确性。

1) 原灰的重金属浸出浓度不仅与其含量有关,还与原灰的pH相关。pH越小,所消耗的螯合剂越多,可通过添加石灰等碱性物质调整pH进行预处理。

图2 五龙金矿区地质与工程布置简图 Fig.2 Geological and engineering deployment map of the Wulong gold deposit 1-第四系;2-片麻状二云母花岗岩;3-花岗斑岩;4-细粒闪长岩; 5-煌斑岩;6-辉绿岩;7-断裂;8-矿体;9-矿体延长线;10-勘探线;11-预测区 1-Quaternary; 2-gneissic two-mica granite; 3-granitic porphyry; 4-fine-grained diorite; 5-lamprophye; 6-diabase; 7-fault; 8-orebody; 9-orebody extension line; 10-exploration line; 11-forecast area

为了保证异常解释的客观性、合理性,笔者在系统收集前人采集的研究区岩矿石物性参数的基础上(徐山,2013;李文庆,2015),适当补充一些矿区岩矿石标本进行了物性参数测定,详见表1、表2。

从表1的分析结果来看,研究区古元古界辽河群的大理岩、片岩、变粒岩呈现无磁至弱磁性,磁铁石英岩、磁铁矿石具有很强的磁性,而当地层中含有磁铁矿颗粒时显示相对高磁性特征。中生代侵入体普遍具有一定的磁性,其中花岗岩基本无磁性,花岗闪长岩具有弱磁性特征。不含矿的石英脉岩表现为弱磁性或无磁性,而含矿石英脉岩因为含有一定的磁黄铁矿颗粒,其磁性略强。

从表2的分析结果来看,矿体围岩的细粒闪长岩、花岗斑岩和片麻状二云母花岗岩均具有高阻低极化特征,不含矿石英脉岩也具有高阻低极化特征,含矿石英脉岩为低阻高极化特征。上述岩石物性测试与分析为本次在五龙矿区开展电磁法工作奠定了必要的物性前提。

3.2 区域磁异常特征

通过数字化处理,重新绘制了研究区及外围1∶5万航磁异常等值线平面图(图3)。分析发现,区域航磁异常具有明显的北高南低的磁异常特征,具体表现在,区域航磁的西北部主要表现为NE向的正航磁异常特征,区域航磁的北东部主要表现为NW向的正航磁异常特征,航磁异常正负交界的0等值线发生转折的部位恰好位于五龙矿区北部,显示该区域发生了明显的构造转变,在NE向构造的基础上叠加了NW向构造;在区域航磁的南部,主体表现为呈NE向展布的负航磁异常特征,其中发育两个明显的负磁异常的圈闭,南侧负磁异常的圈闭推测为中元古代的中细粒花岗岩引起,北侧负磁异常的圈闭推测为与金成矿密切相关的燕山期的三股流花岗闪长岩体引起,突出表现为两个NE向排列的负磁异常圈闭。该区出露的地质体主要为第四系、燕山期片麻状二云母花岗岩、燕山期三股流花岗闪长岩、中元古代中细粒花岗岩、古元古界辽河群和震旦系地层。

图3 五龙地区区域航磁ΔT等值线平面图 Fig. 3 Aeromagnetic contour map of the Wulong area 1-断裂及编号;2-岩体;3-AB航磁剖面;4-五龙矿区 1-fault and number; 2-rock mass; 3-aeromagnetic profile of AB line; 4-Wulong gold mine

表1 研究区岩石磁性参数统计表(据李文庆2015修改补充)

Table 1 Statistics of rock magnetism in the mining area (modified and replenished based on Li, 2015)

岩性磁化率(4π×10-6SI)剩余磁化强度(10-3A/m)备注变化区间常见值变化区间常见值大理岩0~26220~1074古元古界片岩0~129500~5819古元古界变粒岩0~5001550~2202.66~2.84古元古界磁铁石英岩2000~6100001479842900~47900083526磁铁矿石72000~1810001810003200~68400042430花岗岩0~9873200~704289中生代燕山期花岗闪长岩1100~39001900930~61003600中生代燕山期花岗斑岩30~39077中生代燕山期中细粒花岗岩∗618404中元古代片麻状二云母花岗岩∗22540中生代燕山期石英脉岩∗弱磁弱磁含矿石英脉岩∗34001800

注:“*”岩矿石物性由中国科学院地质与地球物理研究所电磁勘探实验室测试,测试时间:2017-6-20。

表2 矿区岩石电性参数统计表

Table 2 Statistics of rock electric parameters in the mining area

岩性电阻率(Ω·m)极化率(%)样品数(块)细粒闪长岩∗3100~110900.35~1.46花岗斑岩∗4500~130000.3~1.56片麻状二云母花岗岩∗4471~149550.2~0.76石英脉岩∗103~1050.1~0.327含矿石英脉岩∗165~25052.54~5.328

注:“*”岩矿石物性由中国科学院地质与地球物理研究所电磁勘探实验室测试,测试时间:2017-6-20。

综合分析认为,NE向异常带与NE向断裂构造位置基本相吻合,NW向异常与NW向断裂构造位置也基本相吻合,图3中F1、F2、F3、F4分别为韩家堡子断裂、红石断裂、杨家断裂、鸡心沟断裂,F5为黑沟断裂、F6为郑家堡断裂、F7为鸭绿江大断裂。五龙矿区-大孤顶子-四道沟金矿一带有一明显的负磁异常带,呈NW向展布,异常带东南部与三股流花岗闪长岩体引起的两个负磁异常叠加在一起,推测该区域存在明显的NW向断裂带或蚀变构造带,穿过五龙金矿区。在图3上做横穿五龙矿区(图4)AB线磁法剖面,剖面全长15km,显示五龙矿区恰好都位于负磁异常区。

图4 五龙金矿区AB航磁ΔT剖面图 Fig.4 A aeromagnetic ΔT profile along line AB of the Wulong gold mine area

4 连续电导率观测系统与数据解释

4.1 连续电导率观测系统基本原理

EH4连续电导率观测系统是通过发射和接收地面电磁波,来达到探测地下电阻率的目的。其基本原理是把人工场源与天然场源作为激发场源,然后根据地下岩矿石的电性特征差异,并以卡尼亚视电阻率和趋肤深度公式为基础,建立视电阻率与深度之间的关系,从而获得视电阻率的地电断面等值线图。

音频大地电磁法通常采用两种观测方式,标量观测方式与矢量观测方式。标量观测方式的基本参数:Ex电场分量与Hy磁场分量。矢量观测方式的基本参数:(Ex,Ey)正交的电场分量与(Hx,Hy)磁场分量。

在数据处理中,将大地近似为水平层状介质,空间电磁场为垂直投射到地下的平面电磁波,将仪器采集到的正交电场和磁场分量通过公式(1)可获得不同频率的视电阻率值;通过公式(2)可获得不同频率的趋肤深度。

ρ

(1)

515线工程布置见图2,布设该测线的主要目的是,准确探测五龙矿区南部东西两侧主要控矿构造,西侧NNE向鸡心沟断裂和东侧近SN向100#脉断裂的空间展布位置及发育程度,同时探测矿区内部断裂构造的空间展布特征,重点了解NW向163脉与其它SN向或NNE向(如80号脉体)构造可能出现构造交汇部位的空间电性特征及发育深度。测线全长3.4km,测线方向正东西向。测量采用TM标量测量模式,对原始观测数据进行了包括静态改正、空间滤波、数据圆滑等常规处理。由于测量剖面同时跨越多条NE、NNE、NW及SN向构造,给确定构造主轴方向带来一定难度,未能开展有针对性的阻抗张量转换工作,一定程度上降低了推断解释的准确性。因此,下述的分析解释只代表本文的一种推测和认识。

δ

(2)

式中δ为趋肤深度(m)。通过计算获得测深断面的视电阻率拟断面图,或通过BOSTICK一维反演程序获得地下粗略的电阻率影像特征。在此基础上,开展进一步的精细正反演研究。本文主要采用的是正则化共轭梯度反演技术。

组织专家完成2012年重点县建设资金省级绩效考评;对第三四批重点县2013年度标准文本,第四批重点县2014年度标准文本及第五批重点县3年建设方案进行合规性审查;编制了《中央财政小型农田水利设施建设中一般中型灌区立项指南》和《一般中型灌区配套改造实施方案编写大纲》。

4.2 正则化共轭梯度反演基本算法

4.2.1 建立目标函数

使用有限元法计算灵敏度矩阵时可使用电磁法中的互易定理。因为互易定理中源与接收点之间能够互换,如将一个点源放置在测点处做一次正演计算, 对每个单元都进行积分时,则与该测点平行走向的场对全体单元的电导率偏导数均可得出。该方法的优势在于能把正演次数由模型变量个数减少至测点个数,计算速度得到很大提高。

Pα(m)=φ(m)+as(m)

(3)

式中:φ(m)为数据残差方程,φ为描述地下模型的标量函数,定义m为电导率σd为实测数据;s(m)为稳定函数,s(m)=‖m-mref2,式中mref为参考模型;α为正则化因子,为一个在数据残差最小和模型最小寻找平衡的正小数。正则化因子的选取是反演正则化问题的关键,选取方法通常有L-曲线法、广义交叉验证法等。传统的方法有输入经验值的试错法。

本次物探工作结合五龙金矿的成矿特点,分别布设了515线、500线、300线和100线(图2),测量点距40m,由于测区平均电阻率普遍偏高,趋肤深度大,探测深度可达2000m或以上,有效显示了深部电阻率的空间展布特征及可能的断裂构造发育位置,有利于推测成矿的有利部位。由于篇幅有限,本文重点开展了与矿区控矿构造及163脉主矿体有关的515线和300线的资料分析与解释。

由于MT观测数据和模型之间存在复杂的非线性关系,其数学表达式:d=A(m),A是MT正演算子;d是MT观测数据的向量,需要对数据做离散化处理。数据离散化后,反演目标函数(式(3))可表示为:

Pα(m)=(WdA(m)-Wdd)*(WdA(m)-Wdd)+

α(m-mref)*Wm(m-mref)

(4)

其中Wd为数据权重系数、Wm为模型权重系数。拟合结果为求解(4)式的最优化问题极小值。

4.2.2 正则化共轭梯度算法

可以通过共轭梯度法来求解(4)式的极小值。迭代算法过程如下:

改善经营的方式是提升农民专业合作社贷款业务的主要方法,应用自己独立的运行方式,用自己来把握其发展的方向和前景,其次可以加大贷款的宣传力度,让更多的人知道和了解到合作社贷款。加强自己独立办公环境和设备的搭建,让自己的运营更合理、更正常,让农民专业合作社走上正常的运行轨迹,使农民进行贷款的程序可以简化、快捷一些。

在共轭方向上采用连续线性搜索:

mn+1=mn+δ

(5)

其中,第n+1次迭代模型值为mn+1,第n次迭代后的梯度向量为,灵敏度矩阵为,矩阵的转置用*表示。

梯度向量作为首次迭代(n=0)的共轭梯度向量:

α

(6)

此次迭代梯度向量和上一次迭代共轭梯度向量的线性组合作为第n+1次(n≥1)迭代共轭梯度向量:

对区域构造研究发现,该矿区的控矿构造主要是断裂构造,其次是褶皱构造。金矿体整体上受西侧鸭绿江大断裂NNE向的一系列次级断裂控制,其产出位置大体上也与断裂构造位置相一致。断裂构造主要为中生代晚期构造运动的NNE向和NW向压性断裂,断裂间距分别为2km~4km和4km~6km,延伸均在10km以上,该两组断裂形成菱形格子状构造(见图1)。

当下国内教师培养的“实践”取向固然没错,但一味强化实践不及其余的做法,却使得教师培养的具体过程常常发生偏离,甚至误入歧途。教师培养,必须整体观照儿童、学科与课程教学,并致力于促进教师的全人发展。教师职前培养的实践环节是涵养与养成的教育,要充分发挥“养成性实践教学”的综合效应,重在养成教师的专业情意、思维方式和行为特征。

(7)

其中:α系数,它确保了两次梯度向量是共轭的。

重复(5) ~(7)式的计算,直到使得目标函数收敛到误差阈值内时,算法终止(Chong et al., 2013)。

每次反演迭代都是建立在理论响应与观测数据模型参数之间的偏导数正演计算的基础上,理论观测响应函数的计算采用计算二次场的有限元法。大地电磁场可分为两部分, 第一部分是在均匀背景中源产生的一次场(EpHp ),采用解析法求解;第二部分是将地下目标体作为散射源时产生的二次场(EsHs ),采用有限元法求解。将一次场和二次场的场值求和后,计算视电阻率和阻抗相位。

反演中最常遇到是病态方程问题。病态方程解通常具有不稳定性与多解性,而且不能得到真实的构造特征,并给解释带来困难。如何将病态反问题的解利用一组良态问题的解替代,为此,吉洪诺夫等(Tikhonow,1963)提出了一种正则化目标函数:

4.3 野外工作方法与设计

实际野外观测时,由于地形起伏变化大等原因,测量装置选用标量TM测量模式。测量电极Ex沿主测线方向布设,为了压制浅部噪声,在尽量将电极深埋入地下,保持与土壤接触良好的同时,移动测量过程中保持电极首尾衔接。磁棒Hy垂直于主测线方向布设,将磁棒水平埋入土中,用水平尺确保其水平放置。EH4野外观测频段采用标准配置:10Hz~1kHz,750Hz~92kHz。其中低频段 10Hz~1kHz采集低频信号,叠加次数为16次;高频段750Hz~92kHz采集高频信号,叠加次数为14次。将上述两段观测数据叠加在一起,实际参加数据处理与正反演的频率范围为:10Hz~92kHz。实际野外测量电极距与测深点距保持一致,同为40m。

实际观测中,为了保证观测数据质量,每个测点通常重复观测三次或以上,然后选择质量较好的两组或两组以上取平均值作为最终的观测数据。根据每个测点的测量结果,包含视电阻率、相关度、相位和振幅曲线,对数据的质量进行实时分析,剔除或重复观测不可靠的数据,以确保野外观测数据的真实可靠性。

在此基础上开展静态改正、空间滤波等有效数据资料处理等工作(罗延钟等,1991)。在上述工作基础上,利用正则化共轭梯度反演技术或方法,结合已知地质资料和岩石物性特征,重构地质模型并且该模型应具有合理性,然后开展2D正反演研究,并结合已知地质资料开展进一步地质解释。

根据阅读时参与的人数,阅读可以分为个人阅读和齐声朗诵。在语文教学中,有时需要让某个学生阅读某一段文字,在阅读完成后,让其他学生进行评价,教师简单点评,从而提升这个学生的阅读能力。有时,一段文字,则需要全班同学进行齐声朗诵,以突出文本的气势,教师引导学生在阅读的过程中体味本文的价值和意义。

4.4 连续电导率观测数据解译

4.4.1 515线数据处理成果与解释

式中ρ为视电阻率(Ω·m),f为电磁场频率(Hz),E为电场强度分量(V/m),H为磁场强度分量(A/m)。

图5为515线二维反演断面图。由于本区地表植被发育,近地表松软盖层对EH4观测结果产生一定的影响,致使电阻率断面图浅部产生部分畸形变化。根据本区岩石物性测量结果和EH4电阻率成像断面图显示,本区电阻率值较大,我们均采用电阻率的对数形式来反映电阻率的变化,便于突出异常,下文叙述的低阻异常、高阻异常均为电阻率的对数。

(6)地球物理标志:五龙金矿区处于负磁区,由三股流花岗闪长岩体至矿区形成NW向负磁异常带(图3);低阻高极化率是断裂构造成矿的有利部位。

在进行实证分析之前,先对六个指数收益率序列进行描述性统计分析,这样有利于后文更好地分析数据之间的相依性。

4.4.2 300线数据处理成果与解释

根据对515线的电导率连续观测结果及地质分析解释,追踪163脉是否向东南方向延伸,布置了300线(图2)。测线方向为NE47°,全长1km,测量点距40m,测线位于515线东南段,从已知163脉沿走向延伸方向及地表发育有多条NW向岩浆岩脉看,163脉如果发育,应恰好位于剖面中心位置附近通过。图6为300线二维反演断面图,图中显示在2450号点至2600号测量点位置发育一条明显的低电阻率异常梯度带,异常带产状较陡,略向西南方向倾,垂向延深约标高-2000m,该变化梯度带与163号脉东南向延伸位置相对应,同时与515线1650~1800号测量点位置探测到的163脉与其它构造复合部位的电阻率影像特征有些相似,只是300线反映的深度相对较浅,推测该低阻异常由163号脉及其控矿构造引起。因此,推断163号脉并未在515线相应构造复合位置附近发生终止或转折,而是继续向东南方向延伸。根据航磁异常图(图3),NW向延伸的163号脉及其控矿构造与区域上三股流花岗闪长岩体至五龙金矿区的NW向负磁异常相关联,且位置与方向也基本吻合。

图5 515线EH4二维精细反演断面图 Fig. 5 2D fine inversion section of EH4 along line No. 515

5 深部成矿预测

深部成矿预测已成为五龙金矿当务之急,需要进一步加强矿区内精细地球物理探测及找矿工作。通过本文所展示的部分电导率连续观测及断面反演推断解释成果,提供了五龙矿区深部地质结构的重要信息,对控制研究区深部地质结构特征具有较重要意义。

根据建构主义理论,影响学生学习的最重要的因素是学生头脑里已有的东西。学生的大脑并不是一张白纸,生活使他们积累了许多经验,大众媒体也给了他们许多知识,因此,对学生原有的知识结构要有正确的估计,在引入探究课题,创设探究情境时,要剖析学生的原有知识结构,找到切入点,并加以合理的应用。探究情境的创设要贴近学生已有的经验。

图6 300线EH4二维精细反演断面图 Fig.6 2D fine inversion section of EH4 along line No. 300

通过对1∶5万的区域航磁异常的研究,发现与研究区的宏观地质构造格架相吻合。特别是从五龙矿区至三股流花岗闪长岩体所呈现的NW向的负磁异常带,从一个侧面证明五龙金矿的成矿可能与三股流花岗闪长岩体岩浆期后热液有关(程培起等,2015),同时推测NW向展布的蚀变构造带或断裂控制着五龙金矿区发育规模较大的金矿体。结合本区已知地质资料,163号矿脉向南东的延伸方向,目前仍为金成矿的空白区,根据515线和300线音频大地电磁反演结果,推测163矿脉垂向延深较大,且穿过515线所揭示的构造复合部位,继续向矿区东南部方向延伸。因此,五龙金矿东南部及其外围可能存在一个较大的成矿空间。

手术中,护理人员要严格执行无菌操作,在保证满意的麻醉状况下进行关腹,动作要轻柔,避免腹壁组织的撕裂;同时,要选择合适的缝合材料,达到彻底止血,再逐层细致缝合;做好患者切口的保护措施,预防切口感染发生。

6 结论

本次辽宁五龙金矿区物探工作,在1∶5万区域航磁分析的基础上,利用连续电导率观测系统对100线、300线、500线和515线4条剖面进行了观测及二维反演。重点分析515线、300线断面反演结果,对比已知地质资料进行了数据分析解释。

从515线的测量结果分析认为,矿区西侧的鸡心沟断裂和矿区东侧100#脉断裂电阻率影像反映十分清楚,其整体控制着矿区内部含矿构造的发育,其中在163脉与其它构造可能产生复合的部位,电阻率低阻异常反映较突出,推测含矿构造垂向延深较大,最深可达地下-1500m或更深。同时300线测量结果所反映出的低阻异常构造,表明163脉可能继续向东南方向延伸,在矿区的东南部及其外围形成有利的找矿空间。

由于上述分析结论是在原始数据或资料未能开展有针对性的阻抗旋转及分解工作上进行的,可能给解释精度及可靠性带来一定影响。为了更准确地掌握地下深部金矿成矿信息,今后有必要进一步开展张量音频大地电磁测量及更为精细的数据处理工作。同时在该地区开展与金属硫化物密切相关的激发极化测量工作,从而进一步准确把握地下的极化率的空间展布特征。

致谢:本次研究工作得到了辽宁五龙黄金矿业有限责任公司的大力支持,同时对审稿专家表示衷心的感谢。

[注 释]

① 辽宁环宇矿业咨询有限公司.2011.辽宁省丹东市五龙金矿资源储量核实报告[R].

② 辽宁省第七地质队.2016.辽宁省丹东市五龙金矿资源储量核实报告[R].

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《地质与勘探》 2018年第02期
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