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音频大地电磁测深：揭示乌拉嘎断裂的地质密码

一、引言

1.1研究背景与意义

地球内部结构复杂多样，断裂作为重要的地质构造，对地球的演化和地质活动有着深远影响。音频大地电磁测深（AudioMagnetotelluricsounding，简称AMT）作为一种地球物理探测方法，在地质研究领域具有独特的优势和重要的应用价值。它基于电磁感应原理，通过测量天然电磁场中不同频率的电场和磁场响应，来推断地下地质结构的电性特征。由于不同地质体具有不同的电阻率，因此可以利用AMT技术识别出地下的断层、褶皱、地层变化等构造信息。在矿产勘探方面，许多金属矿床与断裂构造密切相关，断裂不仅是矿液运移的通道，也是矿体定位的重要控制因素，AMT技术能够有效圈定可能存在断裂的区域，为矿产勘探提供重要线索，大大提高找矿效率。在工程地质领域，断裂的存在可能影响工程的稳定性，利用AMT技术可以对工程选址区域进行详细的地下结构探测，评估断裂对工程建设的潜在影响，保障工程的安全实施。在地质灾害研究中，断裂与地震、滑坡等灾害的发生有着密切联系，通过AMT技术对断裂的研究，可以更好地了解地质灾害的形成机制，为灾害预测和防治提供科学依据。

乌拉嘎断裂位于嘉荫凹陷的东缘，在区域地质构造中占据关键位置，对乌拉嘎金矿的成矿起着至关重要的作用。从地质构造角度来看，乌拉嘎断裂是区域构造运动的产物，它的形成和演化与区域的板块运动、地壳变形等密切相关。断裂的活动导致了岩石的破碎和变形，为成矿作用提供了有利的空间和条件。在乌拉嘎金矿的形成过程中，断裂充当了矿液运移的通道，深部的含矿热液沿着断裂上升，在合适的地质条件下沉淀富集，形成了金矿体。地质推断表明，乌拉嘎断裂位于金矿的北部呈NNE展布，然而，目前对于该断裂的详细特征，如断裂的宽度、深度、产状以及内部结构等，仍然缺乏深入的了解。这些信息的缺失严重制约了对乌拉嘎金矿成矿机制的深入研究，也影响了该地区进一步的矿产勘探和开发工作。因此，运用音频大地电磁测深技术对乌拉嘎断裂进行详细研究，具有重要的科学意义和实际应用价值。通过AMT技术，可以获得高分辨率的视电阻率剖面图，直观地展示断裂的电性特征，从而推断断裂的几何形态和结构特征。这不仅有助于深入理解乌拉嘎断裂的地质演化过程，还能为揭示乌拉嘎金矿的深部成矿机制提供关键依据，为该地区的矿产资源勘探和开发提供有力的技术支持，具有重要的经济价值和社会效益。

1.2国内外研究现状

音频大地电磁测深技术自诞生以来，在国内外都得到了广泛的研究和应用。国外方面，早在20世纪后期，欧美等发达国家就开始将AMT技术应用于地质研究中。例如，在加拿大的一些矿产勘探项目中，利用AMT技术成功圈定了与断裂相关的低阻异常区域，为后续的钻探工作提供了重要指导，发现了多个具有经济价值的矿体。在欧洲的一些地质构造研究中，通过AMT技术对古老山脉中的断裂系统进行了详细探测，揭示了这些断裂在地质历史时期的活动特征和对区域构造演化的影响。随着技术的不断发展，国外在AMT数据处理和解释方面也取得了显著进展，开发了一系列先进的数据处理算法和解释软件，能够更加准确地从原始数据中提取有用的地质信息，提高了对地下地质结构的成像精度。

在国内，AMT技术的应用也日益广泛。在矿产勘探领域，许多学者利用AMT技术对不同类型的矿床进行研究。如在胶东金矿集中区，通过AMT测量识别出了多条与金矿成矿相关的断裂构造，为该地区金矿的深部找矿提供了重要依据。在西南地区的多金属矿勘探中，AMT技术同样发挥了重要作用，帮助确定了断裂的位置和延伸方向，发现了一些新的矿化线索。在工程地质和地质灾害研究方面，AMT技术也有诸多应用。在大型水电工程的选址和建设中，利用AMT技术探测地下断裂构造，评估工程场地的稳定性，确保了工程的安全。在地震研究中，通过对断裂带的AMT探测，研究其深部结构和电性特征，为地震的孕育和发生机制研究提供了重要资料。

针对乌拉嘎断裂的研究，前人已经开展了一些工作。早期主要通过地质调查和遥感解译等方法，对断裂的地表出露特征和大致走向进行了初步确定。随着地球物理技术的发展，一些地球物理方法逐渐应用于乌拉嘎断裂的研究中。如采用重力和磁力测量方法，对断裂引起的重力和磁力异常进行了分析，初步推断了断裂的深部延伸情况。然而，这些研究在揭示断裂的详细电性特征和内部结构方面存在一定的局限性。重力和磁力测量只能提供间接的信息，对于断裂的具体位置和宽度等参数的确定不够精确。而现有的地球物理研究中，对乌拉嘎断裂的深部结构和两侧地质体的电性差异研究还不够深入，缺乏系统的、高分辨率的探测结果。在断裂与金矿成矿关系的研究中，虽然已经认识到断裂对成矿的重要控制作用，但对于断裂如何具体影响矿液的运移和富集，以及断