寧蕪地區(qū)地質(zhì)—地球物理綜合探礦模型

董軍林1,2 , 董平1，馮潤海1 （1.南京大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院，南京 210093；2.江蘇省有色金屬華東地質(zhì)勘查局，南京 210007）

寧蕪地區(qū)地質(zhì)—地球物理綜合探礦模型

董軍林1,2 , 董平1，馮潤海1 （1.南京大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院，南京 210093；2.江蘇省有色金屬華東地質(zhì)勘查局，南京 210007）

本文在從事多年綜合物探方法找礦的基礎(chǔ)上，結(jié)合寧蕪地區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)及其地球化學(xué)特征，總結(jié)出了一套地質(zhì)——地球物理綜合探礦模型：用高精度磁測查明斷裂構(gòu)造，圈定礦體和礦化體異常帶，利用電法對成礦有利地段的地球化學(xué)異常開展激發(fā)極化法異常查證，配合電測深和電磁測深法查明異常體的地下展布，合理布置鉆探工作。利用該探礦模型在尖山～蕎麥山勘查區(qū)取得了較好的找礦效果，對寧蕪地區(qū)尋找多金屬礦有較好的指導(dǎo)意義。

綜合物探；地質(zhì)——地球物理模型；寧蕪；多金屬礦

1 引言

近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，多金屬礦產(chǎn)的需求量越來越大，勘查重點(diǎn)逐步轉(zhuǎn)移到攻深找盲方向，因此，地質(zhì)找礦的難度也不斷加大。作為深部找礦的重要手段，綜合物探方法發(fā)揮著越來越重要的作用。通過地表銅金礦化脈中礦物組合和圍巖蝕變以及火山巖、次火山巖的關(guān)系特征分析，認(rèn)為尖山～蕎麥山勘查區(qū)礦床成因是火山后期以中溫（為主）-低溫?zé)釟鉄嵋毫黧w脈動形成礦脈或礦化脈［1］。如何科學(xué)合理地選用有效的地質(zhì)勘查方法，找到異常并區(qū)分礦與非礦異常，由點(diǎn)到面建立地質(zhì)——地球物理探礦模式，成為在該區(qū)域探礦突破的關(guān)鍵因素。

2 工區(qū)成礦地質(zhì)背景

2.1 地層

尖山～蕎麥山勘查區(qū)所見地層可分上、下兩個(gè)構(gòu)造層。下構(gòu)造層為三疊系至侏羅系的陸源碎屑沉積；上構(gòu)造層為侏羅系陸相碎屑沉積和陸相火山碎屑沉積。根據(jù)地表出露及鉆孔資料，由老到新分述如下：

2.1.1 上三疊統(tǒng)黃馬青組（T3h）：上部紫紅色泥質(zhì)粉砂質(zhì)、細(xì)砂巖，本區(qū)厚度約為673-728m；頂部為青灰、灰白泥質(zhì)粉砂巖、細(xì)砂巖，頁巖，厚5-10m。出露在蕎麥山東南坡。

2.1.2 中、下侏羅統(tǒng)象山群（J1-2xn）：

象山群下段（J1-2xn1），灰白色粗-細(xì)粒石英砂巖，泥質(zhì)粉砂巖，底部有5.8m厚的底礫巖。地層傾向北西，傾角15°～40°，與下伏地層為假整合接觸。分布于蕎麥山。

象山群上段（J1-2xn2），灰白色中、細(xì)粒長石石英砂巖，粉砂巖夾泥巖，含礫巖粗砂巖。分布于蕎麥山，西坳村等地。

2.1.3 上侏羅系統(tǒng)龍王山組（J3l）：淺灰色、灰紫色角礫熔巖，局部夾凝灰?guī)r，集塊角礫巖，與下伏地層為不整合接觸。主要分布于鯰魚山。

2.1.4 上侏羅系統(tǒng)云臺山組（J3y）：紫灰色層凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)粉砂巖，層凝灰角礫巖夾凝灰質(zhì)砂巖、泥質(zhì)粉砂巖，粉砂頁巖，在本區(qū)厚度約5-10m，與下伏地層為不整合接觸。主要分布于鯰魚山。

2.1.5 上侏羅系統(tǒng)大王山組（J3d）：淺灰色、灰褐色角礫熔巖，局部夾角礫凝灰?guī)r，層凝灰?guī)r，與下伏地層為不整合接觸。主要分布于尖山。

2.1.6 第四系（Q）：灰、灰黃色，沖、坡積物，主要為砂質(zhì)粘土。

2.2 構(gòu)造

2.2.1 褶皺

褶皺以蕎麥山背斜為主，本區(qū)為背斜西側(cè)，表現(xiàn)為一北西西向傾斜的單斜層，背斜核部為黃馬青組成，翼部由象山群組成。

2.2.2 斷裂

NW向的凹山－小丹陽和NNE向大平山－尖山兩條基底斷裂從本區(qū)通過。另有三條北西向次級斷裂（F2、F3、F4），一條近東西向次級斷裂（F1）。見圖1所示。

圖1 工作區(qū)地質(zhì)圖Figure 1 The geological map of the working area

2.3 侵入巖

礦區(qū)地表出露的侵入巖主要為淺成、超淺成的侵入巖，有輝石安山玢巖、角閃石閃長玢巖、流紋斑巖。

輝石安山玢巖主要分布于礦區(qū)西北的寶塔山，巖石蝕變較強(qiáng)烈，主要為高嶺土化，次為綠簾石化、碳酸鹽化。

角閃閃長玢巖主要分布于礦區(qū)南側(cè)的南山，呈啞鈴狀，該巖體侵入于蕎麥山背斜軸部黃馬青組地層中。

流紋斑巖呈巖脈產(chǎn)出，分布于尖山南坡，斷續(xù)出露，該巖體的侵入對地層中的成礦元素的活化和富集具有重要意義。

2.4 圍巖蝕變及礦化

圍巖蝕變有硅化、高嶺土化、綠泥石化、碳酸鹽化、綠簾石化、絹云母化、重晶石化等。蝕變組合及分布形態(tài)對成礦有比較密切的關(guān)聯(lián)，對找礦起有標(biāo)志作用。

礦化主要有褐鐵礦、鏡鐵礦（赤鐵礦）礦化、黃鐵礦化。褐鐵礦鏡鐵礦（赤鐵礦）多為復(fù)脈—網(wǎng)脈狀出現(xiàn)，常與硅化、銅礦化呈組合出現(xiàn)。鏡鐵礦多在淺部出現(xiàn)。在其深部則有銅礦物出現(xiàn)，為銅金的找礦標(biāo)志蝕變，在寧蕪北段地區(qū)普遍存在［1］。

3 工區(qū)地球物理特征

本工區(qū)開展了物性標(biāo)本的采集工作，測定了主要巖礦石的磁性參數(shù)和電性參數(shù)，測定結(jié)果見表1和表2。

表1 巖礦石磁性參數(shù)統(tǒng)計(jì)表Table 1 The statistic chart of the magnetic parameters of the rock samples

表2 巖礦石電性參數(shù)統(tǒng)計(jì)表Table 2 The statistic chart of the electrical parameters of the rock samples

從表1、表2可以看出物性特征分布為：角閃閃長玢巖具有高磁低阻中極化；石英砂巖具有弱磁高阻弱極化；角礫熔巖具有中磁高阻弱極化；泥質(zhì)砂巖具有低磁低阻高極化。物性參數(shù)的差異為開展綜合物探方法找礦提供了必要的地球物理前提條件［6，7］。

4 地質(zhì)——地球物理探礦模型

依據(jù)本區(qū)內(nèi)已有的工作成果，以及已揭露的礦化帶所對應(yīng)的各類地質(zhì)、地球物理分布特征，本人通過多年在該地區(qū)的找礦實(shí)踐，建立該礦區(qū)以黃銅礦為主的熱液型多金屬礦產(chǎn)綜合地質(zhì)——地球物理探礦模型如下：

① 首先進(jìn)行礦區(qū)的地質(zhì)填圖和土壤地球化學(xué)測量工作［10-12］，尋找靶區(qū)；

② 布置高精度磁法測量查明該區(qū)第四系覆蓋層下的隱伏巖體及其構(gòu)造分布；［2-5，8］

③ 根據(jù)地球化學(xué)異常和高精度磁異常，結(jié)合構(gòu)造、礦化的分布情況，圈定隱伏礦體的可能賦存部位；

④ 以查證異常為目的，在圈定地段進(jìn)行可控源音頻大地電磁測深（CSAMT）剖面工作，尋找有利于成礦的隱伏接觸帶構(gòu)造；

⑤ 通過異常中心布置若干激電測深剖面，進(jìn)一步勘查隱伏接觸帶中是否存在礦體；

⑥ 結(jié)合地質(zhì)化探資料，綜合分析磁電異常，預(yù)測深部礦化富集地段，確定鉆探位置，利用鉆探驗(yàn)證預(yù)測結(jié)果，揭露并控制深部礦體。

5 綜合找礦模型在工作區(qū)的應(yīng)用效果

工作區(qū)內(nèi)HⅠ號異常是本次土壤地球化學(xué)掃面工作發(fā)現(xiàn)的最主要異常，是以Cu為主的Cu-Mo-Bi-Ag多元素組合異常，如圖2所示。通過1：5000高精度磁測結(jié)果表明，HⅠ號地球化學(xué)異常正好位于WⅢ號磁異常圈定的區(qū)域，通過對異常剖面進(jìn)行視深度濾波處理和2D磁源深度計(jì)算［9］，WⅢ號磁異常地下磁性體分布深度在100—200m。磁異常平面圖如圖3所示。

圖2 化探平面圖F i g u r e 2 T h e g e o c h e m i c a l exploration map

圖3 磁力(ΔZ)化極剩余異常平面圖Figure 3 The residual aeromagnetic anomaly map of RTP

按照上述探礦模型，進(jìn)行了可控源音頻大地電磁測深工作（8號線，位置見圖3），點(diǎn)距為40m，電偶極子AB為1.1Km，電流=5A～18A。其卡尼亞視電阻率斷面圖如圖4所示。

圖4 可控源卡尼亞電阻率擬斷面圖Figure 4 The simulated profile of the Cagniard Resistivity

圖5 激電測深視電阻率及視極化率等值線擬斷面圖Figure 5 The simulated contoured profile of the apparent resistivity and the apparent polarizability by IP sounding method

在圖4中，有兩處異常應(yīng)加以重視。異常A：在15號測點(diǎn)處存在一低阻帶，電阻率平均為200Ω·m，傾向南東，傾角約85度，延伸深度約700m。異常B：在27～29點(diǎn)之間，-50m～-200m深度，視電阻率圖顯示為低阻，該位置正處于WⅢ號磁異常中心。

為了進(jìn)一步查證，沿8號線進(jìn)行了激電測深工作，采用對稱四極裝置，點(diǎn)距為40m，最小 AB/2 為3m，最大 AB/2為 1500m。等值線斷面圖如圖5所示。

由圖5可見，8線11~15號點(diǎn)附近有明顯向下的延伸低阻帶，對應(yīng)可控源卡尼亞視電阻率圖（圖4）在8線15號點(diǎn)附近亦有向下延伸的低阻帶存在（異常A）。根據(jù)已有地質(zhì)資料顯示，該點(diǎn)位于斷層F1附近，且在象山群、黃馬青組及角閃閃長玢巖的巖性分界面附近，推測該電性異常為斷裂構(gòu)造帶的反映。

8線25~31號點(diǎn)之間，-75m~-250m深度范圍，顯示相對的低阻高極化，對應(yīng)可控源卡尼亞視電阻率圖顯示為低阻（異常B）。結(jié)合1：5000地質(zhì)填圖資料，推斷該異常為黃馬青組砂巖及角閃閃長玢巖巖體在底部不整合接觸，其接觸帶可能破碎充水或者礦化蝕變引起。

蕎麥山位于基底斷裂交匯處及背斜的傾伏端，構(gòu)造條件良好，根據(jù)寧蕪地區(qū)成礦規(guī)律，閃長玢巖與黃馬青地層接觸破碎帶成礦潛力大。

在綜合找礦模型的指導(dǎo)下，基于上述綜合解釋成果，在8線28號點(diǎn)位布置鉆孔（ZK0901）。鉆探揭露多層黃銅礦（化）體，礦化帶中黃銅礦主要以星點(diǎn)狀分布于鏡鐵礦或碳酸鹽細(xì)脈中，1m內(nèi)含數(shù)條至數(shù)十條含銅細(xì)脈不等：11.15-12.15m，Cu品位 0.78%，；128.55-129.82m，Cu品 位0.49%；290.86～302.86m，見3層細(xì)脈型黃銅礦化帶，Cu品位為0.97%～0.35%，部分含礦巖芯樣見圖6。

圖6 含礦巖芯局部特寫圖Figure 6 The close-up map of the ore-bearing core sample

6 結(jié)論

6.1 通過多年的找礦實(shí)踐，將建立的適合本區(qū)的地質(zhì)——地球物理綜合探礦模型用于異常的查證之中，并經(jīng)過了后期的鉆探驗(yàn)證，從而證實(shí)了所建綜合探礦模型的有效性。該模型不僅對本區(qū)深入找礦工作具有重要意義，而且對寧蕪地區(qū)相近成礦條件開展深部找礦工作具有指導(dǎo)意義。

6.2 地質(zhì)找礦中物探方法很多，但不是每種方法對解決實(shí)際問題都有效，根據(jù)工區(qū)地質(zhì)構(gòu)造和主要巖（礦）石的物性參數(shù)，建立適合本區(qū)的地質(zhì)——地球物理綜合探礦模型，是提高找礦效果的重要途徑。

1 丁金海，侯紹良. 江蘇省小丹陽尖山地區(qū)普查報(bào)告，華東有色地勘局807隊(duì)，1989

2 張勝業(yè)，潘玉玲. 應(yīng)用地球物理學(xué)，武漢：中國地質(zhì)大學(xué)出版社，2005.

3 李大心. 地球物理方法綜合應(yīng)用與解釋，武漢：中國地質(zhì)大學(xué)出版社，2005.

4 Robert Desbrandes,Encyclopedia of well logging,Gulf Publishing Company,Paris,1985.

5 James K.Hallenburs,Geophysical logging for mineral and engineering applications.Pennwell Publishing Campany,Tulsa.Oklahome,U. S.,1985.

6 辛福成，辛良，黃福學(xué). 綜合物探方法在多金屬礦產(chǎn)勘查中的應(yīng)用，地質(zhì)與資源，2007.6.130-133

7 何俊美. 綜合物探方法在金屬礦評價(jià)中成功用用實(shí)例，西部探礦工程，2006年增刊.230-232

8 閉遺山，張小路，羅潤林. 高精度磁法和大功率激點(diǎn)在金礦探測中的應(yīng)用，工程地球物理學(xué)報(bào)，2011.8（6）.744-749

9 地面磁測資料解釋推斷手冊編寫組.地面磁測資料解釋推斷手冊,北京，地質(zhì)出版社，1979.

10 劉崇民，馬生明，胡樹起. 金屬礦床原生暈勘查指標(biāo)，物探與化探，2010，34（6）.765-771

11 李惠，張國義，王支農(nóng).構(gòu)造疊加暈法在預(yù)測金礦區(qū)深部盲礦中的應(yīng)用效果，物探與化探，2003，27（6）.438-440

12王啟，蔣永建，于海波.浙西南南弄鉛鋅多金屬礦床原生暈特征與隱伏礦預(yù)測，物探與化探，2011，35（2）.170-175

The geological - geophysical comprehensive exploration guiding model in Nanjing -Wuhu region

Dong Junlin，Dong Ping，F(xiàn)eng Runhai
（Nanjing University，Nanjing 210093，China）

Based on years of integrated geophysical exploration, we sum up a set of geological -geophysical exploration guiding model integrated with the geological, mineral and geochemical characteristics in Nanjing-Wuhu area. It will use the highprecision magnetic method to identify faults， delineate ore bodies and divide anomalous zone of mineralized bodies. Also it will apply the electrical method―induced polarization, to the verification of geochemical anomalies in the favorable area of mineralization, in conjunction with the electrical and electromagnetic sounding method to check the distribution of the underground anomalous body so as to arrange a reasonable drilling schedule. With the application of this guiding model in the Jian ~ Qiaomai area, we have achieved a good result, hence, it can provide a relative reliable role to prospect the polymetallic deposits inNanjing-Wuhu region.

Integrated Geophysical method；Geological - Geophysical Model；Nanjing-Wuhu Region；Polymetallic Deposits

董軍林（1971-），男，高級工程師，從事地球物理勘探多年。