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九瑞矿集区三维电性结构研究 1 铜多金属矿床分析 九瑞矿集区是长江中下游铜多金属成矿带的重要组成部分（真云青等，2009；吕庆田等，2011）。经过几十年的地质调查和勘探，在九瑞矿集区发现了具有长江中下游成矿特征的“三位一体”（含油气、板岩、盐层控制）和“多才多艺”铜多金属矿床。铜和金资源丰富，性质众多。是中国重要的铜多金矿床（殷卓等，2009；蒋少永等，2010）。该区域内矿质资料包括城门山铜矿和武山铜矿，以及丁家山铜矿、五家金矿、邓家山铜矿、东雷湾铜矿、金鸡窝银锌矿、杨树湾银锌矿等小型矿床和众多小型矿床（曹忠青等，2006；陈波河占岗乐，2007）。九瑞地区资源潜力巨大，但一些矿山资源匮乏（如凤山铜矿位于中国东部最危机的采矿带）。为了勘探和开发深层资源，需要进行专业勘探和开发。 近年随着勘查和科研工作大量投入,九瑞矿集区作为全国重点整装勘查区之一,已在城门山矿区外围、金鸡窝银矿区深部、城门坝矿段、邓家山矿区西部等地区新发现铜多金属矿床(点),预示着该区深部及外围仍蕴藏或隐伏着巨大的金属矿床(王会敏等,2012).地球物理方法作为开展深部找矿工作的主要手段,越来越受到矿产勘查界的重视(滕吉文等,2007;曹新志等,2009;周平等,2009),国内许多学者在九瑞地区开展了系列地球物理勘查和深部外围找矿.张虎生等(2001)在该区开展反射地震方法试验,试图圈定隐伏或半隐伏侵入岩体,查明与围岩的接触关系.然而,受该区复杂地层倒转影响勘探效果并不理想.由于勘探成本过高,该项工作难于大面积开展.王冲等(2009)在城门山矿区深部及外围地区利用EH-4电导率成像仪开展电磁勘探,圈定了地下岩层的展布状态,说明电磁法对揭示富矿体和深部岩体有一定的效果.江西省地球物理勘查技术院(2009)在武山周边开展频谱激电(SIP),根据电阻率分布特征查明各地层分布规律及岩体分布形态,但其激发极化特征受区内碳质地层高极化影响较大.王大勇(2010)通过对九瑞矿集区的大地电磁数据反演解释,揭示了岩浆岩体和深大断裂的分布形态和深部地层展布特征.邓震等(2012)通过对1∶5万重磁资料进行多尺度边缘检测和准三维反演,分析岩体的基性程度,为寻找与火山岩、侵入岩体有关的金属矿提供信息.张寒韬(2013)在武山矿区及其外围开展综合地球物理探测研究,揭露深部地质构造特征,为深部探测提供技术借鉴.虽然前人在九瑞矿集区开展了大量的地球物理工作,但大部分工作都是试验性或局部勘探,对研究区的整体格架、构造和岩浆岩的分布特征并不清晰.杨龙彬等(2014)在西准噶尔包古图地区开展多条测线音频大地电磁法(AMT)观测,通过OCCAM反演获取地下三维电性结构,揭示地下岩体的展布特征.Tuncer等(2006)在Athabasca盆地不整合铀矿区开展面积性AMT勘查工作,获取地下三维电性结构并查明深部成矿有利区.姚大为等(2015)在九瑞地区武山矿区及其外围开展音频大地电磁工作,勘探结果表明该方法能够很好地探测地下目标地质体,清晰划分标志性地电层及分层结构.因此,利用面积性AMT勘探以查明九瑞矿集区构造、岩浆岩和基底起伏等与成矿有关的地质特征具有可行性. 本文依托在九瑞矿集区已完成的面积性音频大地电磁测量数据开展研究.选择典型剖面AMT数据开展带约束二维非线性共轭梯度(NLCG)反演,确定参与反演的数据极化模式及拉格朗日乘子,结合地质和钻孔资料进行地质解译,为本区其他测线数据处理和解释建立样板.在此基础上对九瑞矿集区其他AMT测线数据进行反演解释,并通过三维网格化集成得到研究区地下三维电性结构.结合研究区地质和钻孔资料,我们进一步揭示深部主要容矿、控矿构造的空间分布形态,为深部资源勘查提供理论依据、指明找矿方向. 2 研究区域的地质特征和电性特征 2.1 震旦系-奥陶系地层特征 九瑞矿集区在构造位置上属扬子陆块的下扬子坳陷带西段,南、北分别位于江南地块、淮阳隆起毗邻,地处构造转折部位.矿集区基底为一套厚度巨大的深海—浅海相渐变的浅变质岩系(中元古界双桥山群),基底褶皱构造发育强烈.盖层出露的地层比较齐全(图1),除缺失志留系部分地层外,从震旦系至第四系均有出露.奥陶系至三叠系广布于区内,发育齐全,而第四系主要分布于中-东南部的江河湖滨.奥陶系与志留系组成了背斜构造核部,泥盆系与二叠系分布于背、向斜构造翼部,而三叠系地层组成了向斜构造核部,第三系地层只零星分布在断陷盆地中.震旦系以碳酸盐岩建造为主,局部有凝灰岩.奥陶系出露中上统碳酸盐岩,以炭泥质碳酸盐建造为主.志留系出露上统砂页岩,为泥砂质碎屑岩建造.泥盆系出露上泥盆统五通组含砾石英砂岩,为碎屑岩建造.石炭系出露中石炭统黄龙组白云岩和灰岩,为碳酸盐建造.二叠系出露下中统碳酸盐岩,以碳酸盐建造为主,煤建造为次.三叠系出露下中统碳酸盐岩