綜合找礦方法在寧蕪北火山巖覆蓋區(qū)的應(yīng)用——以南門頭工區(qū)為例*

張　景，陳國光，曾　勇，魯勝梅，湛　龍，王俊濤

(1 中國地質(zhì)調(diào)查局南京地質(zhì)調(diào)查中心， 南京 210016)　(2 安徽省地質(zhì)調(diào)查院， 合肥 230001)

?

綜合找礦方法在寧蕪北火山巖覆蓋區(qū)的應(yīng)用——以南門頭工區(qū)為例*

張景1，陳國光1，曾勇1，魯勝梅1，湛龍1，王俊濤2

(1 中國地質(zhì)調(diào)查局南京地質(zhì)調(diào)查中心， 南京 210016)(2 安徽省地質(zhì)調(diào)查院， 合肥 230001)

以寧蕪北火山巖覆蓋區(qū)南門頭工區(qū)為例，利用地質(zhì)、物探等綜合找礦方法進行深部礦勘查方法技術(shù)的探索。通過研究巖石物性特征，綜合分析研究區(qū)重力、航磁異常、1:10000面積性高精度磁法測量和重力測量、電法(CR法)綜合剖面測量資料，對異常進行綜合分析和解釋，并對成礦有利部位進行鉆探驗證，輔以井中物探，取得了較好的應(yīng)用效果。以南門頭工區(qū)勘查工作為例，總結(jié)了火山巖覆蓋區(qū)勘查過程中制約找礦的干擾因素，為今后類似覆蓋區(qū)開展深部找礦工作提供參考。

綜合找礦；寧蕪北部；覆蓋區(qū)

寧蕪地區(qū)是長江中下游鐵銅多金屬最有利的成礦區(qū)之一[1]。目前，該地區(qū)已開展大量地質(zhì)調(diào)查、礦產(chǎn)勘查、物探、化探、遙感等地質(zhì)調(diào)查工作[2-3]，工作程度較高，先后發(fā)現(xiàn)了梅山、吉山、鳳凰山等礦床。由于受火山巖覆蓋區(qū)勘查方法技術(shù)的限制，該區(qū)深部鐵銅礦勘查工作尚未取得實質(zhì)性進展[4-5]。寧蕪北火山巖覆蓋區(qū)處于寧蕪盆地北緣，由于寧蕪盆地下陷，早期的斷裂在此處復(fù)合、加深，地質(zhì)構(gòu)造極其復(fù)雜，且覆蓋區(qū)出露較少，深部找礦難度較大[6-7]。為了在該火山巖覆蓋區(qū)實現(xiàn)找礦突破，近幾年，項目組在寧蕪北部南門頭工區(qū)開展了深部鐵銅礦勘查工作，使用了包括磁法、重力、電法等物探手段和鉆探手段，取得了一定成果。本文梳理了綜合找礦方法在寧蕪北部覆蓋區(qū)的找礦勘查流程(資料收集→根據(jù)航磁異常優(yōu)選示范區(qū)→高精度面積性磁法測量和重力測量→結(jié)合地質(zhì)，分析重磁異常，篩選重點勘查區(qū)→大比例尺高精度地磁和重力剖面、CR法或CSAMT法測量→對異常進行綜合解譯→優(yōu)選成礦有利部位鉆探驗證→井中磁測→綜合研究)，分析火山巖覆蓋區(qū)制約找礦的干擾因素，對寧蕪火山巖覆蓋區(qū)深部鐵銅礦勘查具有一定參考。

1　區(qū)域地質(zhì)概況

南門頭工區(qū)位于江蘇省南京市江寧區(qū)南部，構(gòu)造位置屬寧蕪盆地北緣。該工區(qū)基本被第四系覆蓋，地表偶見姑山組(K1g)粗面巖出露，其下部地層依次為大王山組(K1d)和龍王山組(K1l)。大王山組(K1d)上段主要為火山角礫巖、凝灰質(zhì)粉砂巖夾沉火山質(zhì)礫巖，中段為輝石安山巖，下段為安山質(zhì)角礫熔巖、角礫凝灰?guī)r[8]；龍王山組(K1l)上段為粗安巖、粗面巖、凝灰?guī)r等，下段為石英安山巖、凝灰?guī)r、粉砂巖等。區(qū)內(nèi)侵入體主要為正長巖、二長巖及(輝石、角閃)閃長玢巖，多侵入于大王山組(K1d)地層中(圖1)。

區(qū)內(nèi)存在兩組斷裂，分別為橫切火山巖盆地的北西向斷裂帶和縱切火山巖盆地的北東向斷裂帶[10]。北西向斷裂帶有多條斷裂組成，斷層走向約315°，斷層傾向南西，傾角較陡；斷層引起龍王山組(K1l)、大王山組(K1d)地層及北東向斷裂帶錯動，沿斷層見二長巖和正長巖體分布。北東向斷裂帶也由多條斷裂組成，斷層走向約50°，斷層傾向南東，傾角較陡；斷層控制火山巖盆地邊界并導(dǎo)致龍王山組(K1l)、大王山組(K1d)兩旋回界線錯動，沿斷層見正長巖體分布。

2　巖石物性及勘查方法選擇

2.1巖石物性特征

通過統(tǒng)計區(qū)域內(nèi)鉆孔實測物性數(shù)據(jù)[9]，發(fā)現(xiàn)姑山組(K1g)、大王山組(K1d)、龍王山組(K1l)火山巖系密度較大(除龍王山組底部硅化凝灰?guī)r)，多介于2.65～2.80 g/cm3；磁性強且變化范圍大，介于(200～3000)×103A/m之間；電阻率較高，極化率較低(一般低于5%)，少數(shù)略高。閃長巖呈高密度高剩磁高阻高極化特征；閃長玢巖較閃長巖表現(xiàn)為密度、剩磁、電阻率、極化率略低及較高的磁化率，但蝕變后各參數(shù)均明顯減小，具有顯著的低密度低磁低阻低極化的特點；正長巖為低密度低極化中等磁性及高電阻率；石英二長巖具有較高密度和磁性，高阻及中等極化。鐵銅礦石低阻、高密度、高極化。硅化后的鐵銅礦石具有高阻、高密度、高極化的特征。

2.2勘查方法選擇

結(jié)合上述巖石物性特征，首先選擇區(qū)內(nèi)航磁異常顯著位置進行大比例尺面積性高精度磁法測量和重力測量工作。綜合分析區(qū)內(nèi)重磁異常特征后，在篩選出的重點異常區(qū)開展高精度重、磁、電綜合剖面測量。結(jié)合區(qū)域地質(zhì)背景和成礦規(guī)律，對異常進行綜合解譯，圈出成礦有利層位，對成礦有利部位進行鉆探驗證，并進行井中磁測，檢查是否存在旁側(cè)異常。物探方法包括：1:10000面積性高精度磁法測量、1:10000面積性高精度重力測量、1:10000高精度磁法剖面測量、1:10000高精度重力測量、CR法、CSAMT法剖面測量及井中磁測等。

3　綜合找礦方法的應(yīng)用

南門頭勘查示范區(qū)地磁(ΔT)異常分為西北負磁場區(qū)、東部正磁場區(qū)、中部雜亂磁場區(qū)以及東南部北東向正磁場區(qū)，正負異常最大差值1800 nT以上(圖2)。中部雜亂磁場區(qū)為正負異常交替出現(xiàn)的復(fù)雜磁異常區(qū)，異常松散、零亂。正異常最大值400 nT，規(guī)模小，強度低，呈星點狀分布；西北部平靜負磁場區(qū)，為北東向八字形，長2.5 km，寬0.2～1.0 km。磁異常最小值為-440 nT，有多個負異常中心。

從布格重力異常圖(圖3)可看出，布格重力值變化范圍為(-5.5～-2.0)×10-5m/s2，在工區(qū)內(nèi)整體表現(xiàn)為“東高西低、北高南低”，推斷可能存在北東向斜構(gòu)造。東部大王山組(K1d)、龍王山組(K1l)地層受構(gòu)造影響整體抬升，中部重力低可由厚度較大、密度較低的姑山組(K1g)引起，西北部重力高可能大王山組(K1d)和龍王山組(K1l)地層抬升引起。

通過CR法剖面，在南門頭重磁異常區(qū)深部發(fā)現(xiàn)多處電性異常區(qū)(圖4)。為了驗證異常，綜合考量重磁電異常及區(qū)域地質(zhì)背景后，在南門頭地區(qū)共部署7個鉆孔，均見不同程度的礦化及蝕變，其中3個礦化程度較好的鉆孔特征如下。

(1)400線(ZK4001孔)

400線為北西向重磁電綜合剖面，穿過ZK4001孔、ZK4002孔，布格重力異常曲線整體為西北重力低、東南重力高，向上延拓100 m(圖5)。

磁測ΔT、ΔT化極、ΔT化極上延100 m曲線變?yōu)槲鞑看艌龈?、中部磁場低、東部磁場高形態(tài)，其與重力異常不一致，西側(cè)磁高異常對應(yīng)于重力低異常，東側(cè)磁高異常對應(yīng)重力高異常。復(fù)電阻率(CR)法視電阻率斷面表現(xiàn)為三層結(jié)構(gòu)，推測上層應(yīng)為姑山組(K1g)低阻地層、中部為大王山組(K1d)較高阻地層，下部為高阻巖體，整體有西低東高、逐漸抬升的趨勢。

結(jié)合ZK4001和ZK4002均處于磁高異常區(qū)，且底部存在高阻體，推測底部的高阻體可能為閃長玢巖體，高阻體的頂部可能存在磁鐵礦體。

驗證結(jié)果表明ZK4001全孔具一定磁性，在243.66～246.16 m、356.27～360.85 m兩段見明顯的鏡鐵礦晶體呈團塊狀和脈狀分布于巖芯中，樣品分析結(jié)果顯示其全鐵品位最高達34.49%。在950.2～956.97 m段見黃銅礦晶體呈團塊狀和脈狀分布于巖芯中，樣品分析結(jié)果顯示其銅品位最高達0.518%。在1107.88～1108.64 m段見黃銅礦化，黃銅礦晶體呈脈狀分布于巖石裂隙中，樣品分析結(jié)果顯示銅品位最高達0.676%。1166 m后見二長花崗巖。ZK4001孔多見含暗色礦物的安山質(zhì)熔巖，其物性特征表現(xiàn)為中高等的密度和磁化率，說明其具有磁高重高的異常特征。1166 m后的二長花崗巖體對應(yīng)電法測量的高阻體。

(2)15線(ZK4031孔)

南門頭工區(qū)15線CR法剖面圖(圖6)顯示，位于15線的199.5號點左右有兩層較強的CR法異常，一淺(600 m)一深(1000 m)。該點位于電阻率梯級帶上，下部高阻，應(yīng)為高阻巖體，具有成礦的地質(zhì)條件。結(jié)合重、磁及地質(zhì)資料綜合分析認為，該點位于重、磁高值異常區(qū)，故在此點布ZK4031孔，推測在約900 m出現(xiàn)礦體，約1100 m見巖體。

圖5　南門頭工區(qū)400線CR法剖面圖Fig.5　CR profiles of exploration line 400 in the Nanmentou work area

圖6　南門頭工區(qū)15線CR法剖面圖Fig.6　CR profiles of exploration line 15 in the Nanmentou work area

驗證結(jié)果表明，ZK4031全孔見兩層礦化體。835.28～841.31 m見黃鐵(銅)礦化，圍巖為角礫安山巖，礦化巖芯長3.5 m，礦化帶呈脈狀，與石英脈共生，礦石見黃鐵礦、黃銅礦、方黃銅礦。Cu為0.09%，TFe為8.4%，Au為0.03g/t。849.21～856.25 m見黃銅礦化和磁鐵礦化，圍巖為角礫安山巖，礦芯長1.8 m，浸染狀，礦石見黃銅礦、黃鐵礦、磁鐵礦，Cu為2.15%，TFe為7.58%。至1089.3 m見二長花崗巖體。ZK4031孔的異常推斷和最終鉆探結(jié)果基本吻合。

(3)433線(ZK4331孔)

南門頭工區(qū)433線CR法剖面圖(圖7)顯示，位于433線的195號點左右，有兩層較強的CR法異常，一淺(1000 m)一深(1500 m)；該點位于電阻率梯級帶上，下部高阻，應(yīng)為高阻巖體，有成礦條件；結(jié)合重、磁及地質(zhì)資料綜合分析認為，該點位于重、磁高值異常區(qū)。故在此點布ZK4331孔，推測在約500～1100 m見不連續(xù)的多段礦體，在約1100 m出現(xiàn)巖體。

圖7　南門頭工區(qū)433線CR法剖面圖Fig.7　CR profiles of exploration line 433 in the Nanmentou work area

驗證結(jié)果表明，ZK4331孔整體中等磁性，磁性不連續(xù)，巖性主要為安山巖。471.44～-472.55 m段見黃銅礦(圖8)、黃鐵礦、鏡鐵礦礦脈，脈石礦物為石英，圍巖為安山質(zhì)凝灰?guī)r等，Cu為5.44%、TFe為31.88%、Ag為3.9g/T， 真厚度0.6 m。942.70 m見角閃安山巖與安山巖互層，至985.1 m過渡為角閃安山巖，弱碳酸鹽化和綠簾石化。1150～1280 m見強硅化、黃鐵礦化帶；1280～1400 m見二長巖巖體。ZK4331孔960 m以上均為大王山組(K1d)地層。巖心底部的二長花崗巖較好對應(yīng)了電法測量的高阻體。

圖8　ZK4331孔黃銅礦化Fig.8　Chalcopyritization in drill-hole ZK4331

4　討論

重高磁高異常在南門頭火山巖覆蓋區(qū)顯示火山巖地層的局部隆起區(qū)，重磁異常對區(qū)內(nèi)的構(gòu)造具有指示意義。CR法電磁電阻率、視充電率、視電阻率對火山巖地區(qū)巖體的分布具有指示意義，在巖體上部顯示較好的視充電率異常、電磁電阻率異常，巖體顯示為高視電阻率異常。視充電率異常與高電磁電阻率異常迭合，指示硅化(硅質(zhì)巖)、黃鐵礦化。視充電率異常與中等視電阻率迭加，顯示黃鐵礦化火山巖[4]。視充電率異常、低電磁電阻異常、低視電阻率異常可能指示礦體。

在火山巖覆蓋區(qū)利用物理勘探方法指導(dǎo)深部找礦存在局限。首先，物探方法的工作質(zhì)量直接影響物探異常的空間位置，包括測網(wǎng)密度和測量面積的選擇以及觀測精度對物探工作的質(zhì)量具有影響。其次，物探異常的地質(zhì)原因較多，在復(fù)雜情況下需多種物探方法相互配合。選擇合適的物探方法組合是影響找礦成敗的重要因素，選擇的方法不恰當可能導(dǎo)致盲目布鉆。例如，在火山巖地區(qū)，某些具有一定強度的磁異常并不一定指示磁鐵礦，很可能是剩磁強度大的火山巖引起[11]。低阻異常不一定指示礦體，可能是破碎帶或碳質(zhì)巖層。高阻異常也不一定指示巖體，可能是含暗色礦物較多的火山熔巖。再者，物探成果與地質(zhì)工作結(jié)合的程度、物探定量反演中正常場的選擇等對最終的找礦結(jié)果具有重要影響[12]。

5　結(jié)語

方法技術(shù)及設(shè)備的局限使在火山巖覆蓋區(qū)深部找礦具有挑戰(zhàn)性。結(jié)合工作區(qū)地質(zhì)背景，深入研究區(qū)內(nèi)物性特征和成礦規(guī)律，分析物化探綜合異常，去偽存真、大膽推測、小心求證的工作思路是現(xiàn)階段較可行的工作手段。

[1]常印佛，劉湘培，吳言昌．長江中下游銅鐵成礦帶[M].北京：地質(zhì)出版社，1991：71.

[2]盧冰，胡受奚，藺雨時，等．寧蕪型鐵礦床成因和成礦模式的探討[J]. 礦床地質(zhì)，1990，9(1)：13-25，48,97-98.

[3]吳良芳，魏新良，景山，等．寧蕪盆地臥兒崗鐵礦成礦地質(zhì)特征及找礦方向探討[J]. 地質(zhì)與勘探，2012，48(4)：760-767.

[4]杜建國，常丹燕．長江中下游成礦帶深部鐵礦找礦的思考[J]．地質(zhì)學(xué)報，2011，85(5)：687-698.

[5]翟裕生，鄧軍，王建平，等．深部找礦研究問題[J]．礦床地質(zhì)，2004，23(2)：142-149.

[6]葉天竺，薛建玲．金屬礦床深部找礦中的地質(zhì)研究[J]. 中國地質(zhì)，2007，34(5):855-869.

[7]吳志華．關(guān)于現(xiàn)代地質(zhì)深部找礦的實踐與思考[J]. 國土資源情報，2009，62(10)：49-52.

[8]王元龍，張旗，王焰．寧蕪火山巖的地球化學(xué)特征及其意義[J]. 巖石學(xué)報，2001，17(4)：565-575.

[9]郭坤一，陳國光，袁平，等．長江中下游地區(qū)深部礦勘查方法技術(shù)示范成果報告[R].南京：南京地質(zhì)調(diào)查中心，2013：289-309.

[10]侯龍海．淺析寧蕪北段銅礦地質(zhì)特征、找礦前景與方向[J].地質(zhì)學(xué)刊，2008，32(4)：263-270.

[11]婁德波，宋國璽，李楠，等．磁法在我國礦產(chǎn)預(yù)測中的應(yīng)用[J]. 地球物理學(xué)進展，2008，23(1)：249-256.

[12]張景，陳國光，張明，等.寧蕪盆地白象山礦區(qū)物化探異常特征及找礦意義[J].華東地質(zhì)，2016,37(2)：147-151.

Application of the integrated ore-prospecting methods in the northern Ningwu volcanic covering areas:An example from the Nanmentou work area

ZHANG Jing1, CHEN Guo-guang1, ZENG Yong1, LU Sheng-mei1, ZHAN Long1, WANG Jun-tao2

(1 Nanjing Center, China Geological Survey, Nanjing 210016, China)(2GeologicalSurveyofAnhuiProvince,Hefei230001,China)

Taking the Nanmentou work area in the northern Ningwu volcanic covering areas as an example, this study applied the integrated ore-prospecting methods of geological and geophysical prospecting to explore the deep ore exploration. In combination with petrophysical characteristics in the studied area, we have conducted comprehensive analyses on and interpretation for the gravity and aeromagnetic anomalies, 1:10000 high-precision magnetic and gravity measurements and electric comprehensive profile measurement. Drilling verification, supplemented with borehole geophysical prospecting, has achieved good results in advantageous positions of mineralization. With a case study in the Nanmentou area, authors summarized the interference factors restricting ore prospecting in volcanic covering areas, providing reference for future deep ore-prospecting in volcanic rock covering areas.

comprehensive prospecting; northern Ningwu area; covering area

10.16788/j.hddz.32-1865/P.2016.03.009

2015-09-30改回日期：2015-12-27責任編輯：譚桂麗

中國地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)調(diào)查項目“長江中下游深部礦勘查方法技術(shù)示范”(項目編號：1212011120554)資助。

張景，1982年生，男，助理研究員，從事地質(zhì)礦產(chǎn)勘查及科研工作。

P631

A

2096-1871(2016)03-221-08