對郭家溝分形銅異常的多方法驗證

張 雙 奎

(山西省地球物理化學(xué)勘查院，山西 運城 044004)

對郭家溝分形銅異常的多方法驗證

張 雙 奎

(山西省地球物理化學(xué)勘查院，山西 運城 044004)

結(jié)合大中條地區(qū)1∶20萬水系沉積物地球化學(xué)測量數(shù)據(jù)進行弱信息提取(多重分形法)，利用物探航磁異常圈定郭家溝找礦靶區(qū)，并在郭家溝工區(qū)布置地質(zhì)物化探剖面進行驗證，進而有效指導(dǎo)后續(xù)的找礦工作。

多重分形法，化探，物探，驗證

中條山是中國重要的銅多金屬成礦帶，擁有著名的晚太古代“變斑巖型”銅礦峪大型銅礦床和元古代“層控型”胡家峪—篦子溝銅礦床[1]。自20世紀50年代末期見礦以來，作為我國主要銅礦產(chǎn)地之一，為我國的銅礦事業(yè)做出了巨大貢獻[2]。當(dāng)前，中條山已探明的銅礦資源將近采完，沒有發(fā)現(xiàn)新的中大型銅礦床，中條山礦區(qū)面臨資源危機。因此，我院開展“山西省大中條地區(qū)區(qū)域資料二次處理與成礦預(yù)測研究”，意在應(yīng)用新的技術(shù)手段對以往資料進行處理和分析，結(jié)合已知礦床的分布規(guī)律和成礦規(guī)律，發(fā)現(xiàn)新的經(jīng)濟礦床。

1 郭家溝地質(zhì)及化探異常特征

在化探數(shù)據(jù)多重分形方法和航磁異常的篩選下，優(yōu)選了多個找礦靶區(qū)，選擇聞喜縣郭家溝工區(qū)做驗證，用來驗證多重分形方法的可靠性，郭家溝工區(qū)處于上玉坡短軸背斜北西側(cè)邊緣，主要出露的巖性有涑水群中的斜長片麻巖、斜長角閃巖、花崗質(zhì)片麻巖、輝長巖、鉀長片麻巖、二長片麻巖、磁鐵石英巖和絳縣群中的云母片巖等，另外伴隨一些偉晶巖脈侵入。為了驗證20萬分形異常，在郭家溝工區(qū)布置了3.48 km地質(zhì)物化探綜合剖面進行驗證，地質(zhì)和物探觀測點距20 m,化探采樣點距40 m。

在20萬銅地球化學(xué)圖(累頻)上，郭家溝工區(qū)位于垣曲強銅異常的邊緣，郭家溝地區(qū)異常較弱，按常規(guī)的找礦方法，該地區(qū)不會被劃為異常區(qū)；但在20萬銅分形圖(S—A法)上(見圖1)，郭家溝地區(qū)有較好的銅異常。

2 野外踏勘及發(fā)現(xiàn)

斜長片麻巖、鉀長片麻巖、花崗質(zhì)片麻巖是剖面中出露最多的巖性，整體地層向南東傾，發(fā)育粒狀變晶結(jié)構(gòu)，片麻狀構(gòu)造，粒度以中?！至橹?；由于蝕變影響在野外鉀長片麻巖和花崗片麻巖出露范圍均多于斜長片麻巖?；詭r脈主要出露在剖面中部560點～610點之間，巖性以斜長角閃巖、輝長巖、角閃石巖、變閃長巖等為主，斜長角閃巖發(fā)育粒狀變晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造、片麻狀構(gòu)造，細中?！写至＃拭}狀侵入片麻巖中(見圖2)，在基性侵入巖接觸帶或附近片麻巖大多數(shù)發(fā)生鉀化蝕變；輝長巖呈灰黑色，自形粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，輝石顆粒在0.5 mm～3 mm之間，寬度將近300 m，發(fā)育在開山公路584點附近；角閃石巖發(fā)育自形粒狀結(jié)構(gòu)，新鮮面角閃石顆粒呈綠色調(diào)，長柱狀，在角閃石巖中發(fā)育著銅礦化，本次剖面測量過程中在67層、68層中的角閃石巖中發(fā)現(xiàn)了孔雀石、磁鐵礦以及藍銅礦等礦化，角閃石巖受變質(zhì)程度較弱，寬度在100 m～200 m之間；變閃長巖基本沿片麻理方向侵入，最易受風(fēng)化呈碎末狀，較難采集標(biāo)本，巖石呈灰白色，中粗粒結(jié)構(gòu)，片麻狀構(gòu)造，主要組成礦物是斜長石(65%)、角閃石(25%)和云母(10%)。云母片巖為主要出露在剖面末端，發(fā)育片狀構(gòu)造，不整合于涑水群之上。剖面上蝕變最多的為鉀化，根據(jù)野外觀察可判斷其成因與基性巖侵入關(guān)系密切，從基性巖到斜長片麻巖，鉀化逐漸減弱。除鉀化外，硅化、綠簾石化、綠泥石化等等蝕變亦發(fā)育，同時還有極少數(shù)的絹英巖化。礦化主要以磁鐵礦化、銅礦化、褐鐵礦化、黃鐵礦化為主。磁鐵礦化比較普遍，在野外從斜長片麻巖、斜長角閃巖中經(jīng)常能用磁筆吸出小顆粒磁鐵礦；銅礦化主要以孔雀石和藍銅礦為主(見圖3)，產(chǎn)在角閃石巖中；褐鐵礦化一般產(chǎn)在斷裂帶附近，呈土黃色；黃鐵礦化一般以稀疏浸染狀為主。

3 物化探方法的綜合驗證

化探采樣主要采集巖石樣，對于沒有基巖出露地區(qū)采取土壤樣，化探樣品分析Cu，Ni，Co，Ag，Pb和Zn共6個元素。

Cu元素在550和564兩個點上是高值，含量在100 ppm以上，對應(yīng)的地質(zhì)體分別為斜長角閃巖和角閃石巖，其中角閃石巖中的Cu含量較踏勘時揀塊樣分析的要低很多，為基性巖脈的不同位置Cu含量差異而致。Co元素整體含量在30 ppm以下，個別點含量在20 ppm～30 ppm之間，其高值與Ni，Cu吻合比較多，高值區(qū)對應(yīng)基性侵入巖、斜長角閃巖或鉀化斜長片麻巖。Ni元素整體比較低，含量在66 ppm以下，且其起伏規(guī)律也與基性巖產(chǎn)出位置不是很吻合。Pb，Zn，Ag含量分別在20 ppm，200 ppm和0.25 ppb之內(nèi)變化，整體不存在異常高值，說明本區(qū)中低溫?zé)嵋夯顒虞^少，Pb，Zn，Ag金屬熱液成礦元素富集不明顯(見圖4)。

高精度磁法測量曲線上共發(fā)育兩處連續(xù)的磁異常，分布在535點～565點之間和655點～680點之間(見圖5)。535點～565點磁異常處對應(yīng)的巖性野外定名為黃鐵礦化中粒閃長巖、鉀長片麻巖等，閃長巖巖石發(fā)育斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，手標(biāo)本上發(fā)育一定的黃鐵礦化，后經(jīng)室內(nèi)仔細觀察定名為輝長巖，該巖脈出露寬度不到50 m，與磁異常的高值(500 nT)位置較吻合；鉀長片麻巖中磁異常在200 nT～300 nT之間變化。在基性巖連續(xù)出露的區(qū)域磁法沒明顯異常。

郭家溝重力異常曲線變化特別大，呈上下“跳躍狀”分布，整體分布在-18 mG～-9 mG之間。已知礦化點564點～570點位之間為高重異常，該高重異常延續(xù)到585點，對應(yīng)地質(zhì)體為角閃石巖；594點～600點之間也存在著一高重異常，該異常對應(yīng)地質(zhì)體為角閃石巖，在野外該段略有黃土覆蓋，基巖出露較少，因此未發(fā)現(xiàn)有意義的礦化露頭；610點～625點也存在一個較連續(xù)的高重異常，該異常對應(yīng)的地質(zhì)體主要為鉀長片麻巖，中間穿插著斜長角閃巖和輝綠巖等巖脈。剖面650以后巖性比較穩(wěn)定，主要為云母片巖，因此重力異常曲線比較平穩(wěn)。

AMT共進行了1.5 km反演和3 km反演。在1.5 km反演圖中可以觀察到從560點位置開始到600點，在標(biāo)高800 m～900 m的位置發(fā)育一低阻體，該低阻體呈橢球狀水平展布，除此之外在581點～600 點位置從800 m標(biāo)高往下延伸發(fā)育一寬度約200 m的豎直低阻帶，該低阻帶在800 m標(biāo)高處，向左右兩側(cè)延伸，其中左側(cè)延伸較遠，包含上述橢球狀低阻體，右側(cè)延伸至地表；在低阻帶的豎直部分也存在著3個封閉的小低阻體。目前認為該低速帶為含硫化物的基性巖漿上侵通道，橢球狀低阻體可能為Cu—Ni硫化物礦體。另外在630點～644點之間的850 m標(biāo)高處，同樣也存在一個小橢球狀低阻體，該橢球狀低阻體呈封閉狀分布在高阻體中間。

在3 km反演圖中，581點～600點的低阻體消失，轉(zhuǎn)化為上述豎直低阻帶的一部分，該豎直低阻帶在700 m標(biāo)高位置向兩側(cè)延伸，630點～644點的小低阻體亦消失。

從AMT解譯圖中，低阻體出現(xiàn)的位置與基性巖的侵位位置基本吻合，豎直的低阻帶可能是基性巖巖漿的侵位通道，由于含有硫化物，因此顯示低阻；在800 m標(biāo)高位置出現(xiàn)的呈水平展布的橢球狀低阻體，可能是Cu—Ni硫化物熔漿在流出巖漿通道后，由于空間位置變大，使其含礦熔漿減速而導(dǎo)致硫化物的沉積形成低阻體。因此建議對該低阻體應(yīng)進行更加細致的研究。

4 結(jié)果與討論

1)在化探剖面圖上，564點～570點的Cu和Co異常與發(fā)現(xiàn)礦體吻合，有效的驗證多重分形方法的可靠性和可應(yīng)用性。

2)在AMT圖上，在輝長巖侵入位置的800 m標(biāo)高的位置存在一個長200 m的呈水平方向展布的橢球狀低阻體，并且還存在一個豎直的低阻帶，推測該低阻帶為含硫化物基性巖漿的侵位通道，上述橢球狀低阻體為硫化物礦體，具有很好的找礦前景。

郭家溝剖面在多重分形技術(shù)和航磁異常指導(dǎo)下而設(shè)置，在本次實測剖面基本控制了基性巖的侵位位置、寬度及其走向，并在輝長巖巖體上發(fā)現(xiàn)了Cu礦化，說明本區(qū)存在著由基性巖、超基性巖巖體形成的巖漿礦床。

[1] 趙 斌.中條山涑水雜巖的同位素年代學(xué)研究及其地質(zhì)意義[J].地質(zhì)科學(xué)與環(huán)境學(xué)報，2012(5)：96-98.

[2] 張東紅.中條山主要銅礦床的地質(zhì)特征及找礦方向[J].太原理工大學(xué)學(xué)報，2003(13)：27-29.

On calculation with various methods for fractal copper anomaly at Guojiagou area

Zhang Shuangkui

(ShanxiGeophysicalGeochemicalandExplorationInstitute,Yuncheng044004,China)

The paper undertakes the weak information extraction for the geophysical and geochemical measurement data of sediment of 1∶200 000 stream at Zhongtiao area, adopts the geophysical prospecting aeromagnetic anomaly to identify the prospecting targets at Guojiagou area, proves the geological exploratory profile of the area, so as to have the effective instruction for following construction.

multifractal method, chemical prospecting, geophysical prospecting, proving

2015-02-06

張雙奎(1987- )，男，助理工程師

1009-6825(2015)11-0086-02

P642

A