銅陵礦集區(qū)沙灘腳西南地區(qū)隱伏巖體及深部找礦潛力分析

何柳昌

（安徽省勘查技術(shù)院， 安徽合肥 230031）

0 引言

研究區(qū)位于銅陵礦集區(qū)中東部，處于銅陵-戴家匯構(gòu)造-巖漿-成礦帶中的新屋里復(fù)式向斜核部[1、2]，南陵縣沙灘腳西南地區(qū)；區(qū)內(nèi)分布的銅礦（化）點(diǎn)較多，主要集中在白上揚(yáng)—聞家山一帶。調(diào)查區(qū)為一弱磁異常區(qū)，外圍有鳳凰山、新橋、舒家店、沙灘腳等較強(qiáng)磁異常組成環(huán)形分布的磁異常帶。至目前為止，在研究區(qū)系統(tǒng)開展的物探工作主要是80年代 1∶5萬綜合物化探及正在實(shí)施的安徽省南陵縣沙灘腳深部及西南地區(qū)金銅多金屬礦調(diào)查評價項(xiàng)目。雖然在研究區(qū)內(nèi)實(shí)施了幾十個驗(yàn)證鉆孔，由于主要分布在負(fù)磁異常區(qū)內(nèi)，揭露的地質(zhì)體主要為巖脈或地層，對橋頭揚(yáng)巖體的形成至今沒有統(tǒng)一的認(rèn)識，對研究區(qū)深部的找礦潛力缺乏系統(tǒng)分析，研究程度相對薄弱。本文通過對航磁ΔT化極進(jìn)行垂向一階導(dǎo)數(shù)、小波變換及滑動平均等方法提取了局部磁異常，但局部磁異常特征不明顯，無法正確甄別隱伏巖體的賦存狀態(tài)；為此，通過對不同參數(shù)變換結(jié)果進(jìn)行分析對比，選擇了航磁ΔT化極斜導(dǎo)數(shù)作為基本解釋圖。根據(jù)斜導(dǎo)數(shù)異常查明了橋頭揚(yáng)巖體的中心為 “漏斗”狀，向南陡傾；在高山疃地區(qū)圈定了一不規(guī)則的隱伏巖體，且與鳳凰山巖體存在同源的可能。利用正在實(shí)施項(xiàng)目中物化探成果，結(jié)合以往的區(qū)域物化探成果及研究區(qū)內(nèi)外礦（化）點(diǎn)的分布規(guī)律進(jìn)行綜合分析，認(rèn)為在高山疃地區(qū)深部是尋找銅金多金屬礦的有利地段，找礦潛力較大。

1 地質(zhì)背景

銅陵礦集區(qū)是長江中下游成礦帶中重要的成礦區(qū)帶，位于揚(yáng)子陸塊的北緣，大別造山帶的前陸褶斷帶上，屬下?lián)P子臺坳中的貴池-繁昌凹斷褶皺束的一部分[3]。銅陵礦集區(qū)周邊被四條深大斷裂所圍限，呈近似菱形。南北以東西向隱伏斷裂為界，東西分別以北東向斷裂帶與中—新生代盆地相鄰（圖1）。

圖1區(qū)域構(gòu)造單元劃分圖（據(jù)唐永成等，1998）Fig.1 Division diagram of regional tectonic units (after Tang Yongcheng et al., 1998)

研究區(qū)位于銅陵-戴家匯東西向構(gòu)造-巖漿-成礦帶[4]東部；處于新屋里復(fù)式向斜北東部。新屋里復(fù)向斜北西與舒家店背斜、南東與戴公山背斜相毗鄰。復(fù)向斜長大于16km，寬約5km，軸向北東50°～60°，軸面傾向南東，傾角65°～75°，樞紐向南西傾伏，傾伏角5°～15°。復(fù)向斜在橋頭楊以西出露較好，舒展開闊，構(gòu)造輪廓清晰。復(fù)向斜核部由三疊系中統(tǒng)東馬鞍山組、月山組組成，兩翼地層出露齊全，由志留系至三疊系下統(tǒng)地層組成。北西翼地層傾向北西，傾角60°～80°；南東翼地層傾向南東，傾角50°～70°，為倒轉(zhuǎn)翼。表現(xiàn)為一倒轉(zhuǎn)扇型復(fù)式向斜。向斜核部自西向東分布有鳳凰山巖體、橋頭楊巖體、沙灘腳巖體、姚家?guī)X巖體（圖2）。

圖2 地質(zhì)及研究區(qū)位置圖Fig. 2 Geology and study area location map

研究區(qū)內(nèi)主要發(fā)育中生界三疊統(tǒng)及二疊統(tǒng)碳酸鹽地層，是主要的賦礦層位；區(qū)內(nèi)隱伏構(gòu)造及次級褶皺構(gòu)造發(fā)育，是巖漿侵入的有利場所。區(qū)內(nèi)橋頭揚(yáng)花崗閃長斑巖體主要出露在橋頭揚(yáng)一帶，呈北東向伸展；寬0.2～1km，長達(dá)7km，面積約5km2。巖體呈巖株?duì)钋秩氲叫挛堇飶?fù)向斜核部，傾向南南東，傾角35°左右。接觸面平坦，與圍巖層理基本一致，為典型的侵入接觸。南西端由于北東向?qū)娱g裂隙發(fā)育，導(dǎo)致巖體多次分支及復(fù)合，平面呈“多尾帶狀”。上述產(chǎn)狀特征表明，巖漿由南東向北西平緩超覆上侵。調(diào)查區(qū)外圍已發(fā)現(xiàn)新橋、鳳凰山、沙灘腳、姚家?guī)X、戴家匯等中、大型銅多金屬礦床，顯示本區(qū)找礦前景廣闊。

2 巖（礦）石的物性特征

根據(jù)以往綜合物化探成果[5]歸納如下：

2.1 巖（礦）石磁性特征：

中性巖漿巖具中-強(qiáng)磁性（磁化率為2000×10-6～4000×10-64πSI），酸性弱些（磁化率小于1000×10-64πSI），當(dāng)?shù)V石礦物組合含有磁鐵礦時，具有強(qiáng)磁性（磁化率約為80000×10-64πSI），而沉積巖圍巖皆為無磁性或弱磁性。

2.2 巖（礦）石密度特征：

沉積巖類中，密度變化較大，粉砂巖密度較小，約為2.60×103kg/m3，灰?guī)r密度較大，一般在2.70×103kg/m3。巖漿巖密度一般在2.60×103kg/m3左右變化，中基性閃長巖類密度較大，一般大于2.60×103kg/m3，酸性花崗巖類密度較小，矽卡巖礦(化)石密度最大。

2.3 巖（礦）石電性特征

礦石與圍巖的電性差異比較明顯。主要的圍巖如大理巖為高阻（大于n×103Ω.m）低極化；花崗閃長巖電阻率相對較低；斑巖、矽卡巖電阻率偏高，能引起一定的極化率異常；含銅礦石、蝕變礦化帶或硫化物礦體具有低阻高極化特征。

3 重磁數(shù)據(jù)處理及參數(shù)換算思路

本次研究成果主要采用1∶50000重力和航磁數(shù)據(jù)，采用中國地質(zhì)調(diào)查局發(fā)展研究中心研發(fā)的重磁電數(shù)據(jù)處理軟件RGIS軟件、中國地質(zhì)大學(xué)研發(fā)的MAGS3.0處理軟件，對重磁異常進(jìn)行垂向一階導(dǎo)數(shù)、滑動平均、小波變換及水平方向?qū)?shù)模計(jì)算。主要根據(jù)小波變換是將信號分解成各種不同頻率或尺度及數(shù)學(xué)顯微鏡的特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)對重磁異常進(jìn)行淺源場和深源場的分離。根據(jù)垂向一階導(dǎo)數(shù)突出局部異常、水平方向?qū)?shù)模在極值點(diǎn)趨于0值的特點(diǎn)，對不同階數(shù)小波變換分離后的區(qū)域場進(jìn)行垂向一階導(dǎo)數(shù)與水平方向?qū)?shù)模計(jì)算，根據(jù)垂向一階導(dǎo)數(shù)與水平方向?qū)?shù)模的比值的反正切函數(shù)M=atan（ΔThz/ΔThs）突出弱磁異常中的局部異常。

4 物探異常特征及其解釋

4.1 航磁異常特征

圖3A航磁ΔT化極異常圖中顯示，研究區(qū)為弱磁異常區(qū)，異常值僅為230nT～310nT間，局部異常不明顯，主要分布在白上揚(yáng)—聞家山間的北東向弱低磁異常帶和位于高山疃—張家山的北東向弱高磁異常帶組成，異常幅值均小于20nT；推測低磁異常主要是三疊系碳酸鹽地層及第四系的反映，高磁異?？赡苁巧畈侩[伏中酸性巖體引起。

圖3 航磁ΔT化極異常及其上延200m局部異常圖Fig. 3 Aeromagnetic ΔT reduction-to-the-pole anomaly and local anomaly of its upward 200m extension

為了突出研究區(qū)內(nèi)的局部磁異常，查明隱伏巖體的分布規(guī)律，對航磁ΔT化極上延200m后進(jìn)行了垂向一階導(dǎo)數(shù)、窗口3km的滑動平均及3階小波變換計(jì)算，其結(jié)果見圖3（B、C、D）。圖中可見，區(qū)內(nèi)的局部異常特征仍不明顯，僅在研究區(qū)西南部的高山疃地區(qū)分布一低緩的局部弱磁異常，其幅值均小于20nT，無法正確圈定隱伏巖體。

為此，對航磁ΔT化極進(jìn)行多階小波變換，對提取的區(qū)域異常進(jìn)行斜導(dǎo)數(shù)計(jì)算，結(jié)果顯示利用航磁ΔT化極斜導(dǎo)數(shù)異常圈定隱伏巖體特征明顯（圖4、圖5）。

圖4 航磁ΔT化極2階小波變換區(qū)域場斜導(dǎo)數(shù)異常圖Fig.4 Tilt derivative anomaly map of aeromagnetic ΔT reductionto-the-pole 2nd order wavelet transform regional field

圖（4、5）中顯示，不同深度的斜導(dǎo)數(shù)異常能清晰地反映不同深度巖體引起的弱磁異常，根據(jù)異常特征的變化能有效地判別隱伏巖體賦存狀態(tài)。

圖5 航磁ΔT化極4階小波變換區(qū)域場斜導(dǎo)數(shù)異常圖Fig.5 Tilt derivative anomaly map of aeromagnetic ΔT reductionto-the-pole 4th order wavelet transform regional field

當(dāng)采用2階小波計(jì)算時斜導(dǎo)數(shù)異常較為明顯（圖4），以白上揚(yáng)—張家山為界，北部負(fù)磁異常區(qū)，南部為正磁異常區(qū)，覆蓋面積基本相同。在負(fù)磁異常區(qū)內(nèi)分布大量的完工鉆孔，揭露的地質(zhì)體主要為巖脈或地層；其中zk31、zk32孔由本項(xiàng)目實(shí)施，其鉆探成果分別為，zk31鉆孔在二疊系孤峰組開孔，依次穿過二疊系棲霞組、石炭系黃龍組、石炭系船山組，最終在泥盆系五通組終孔（孔深1026.56m）。zk32鉆孔在三疊系東馬鞍山組開孔，依次穿過三疊系南陵湖組、三疊系和龍山組、三疊系殷坑組、三疊系和龍山組，最終在三疊系南陵湖組終孔（孔深1091.9m）。說明研究區(qū)北部的負(fù)磁異常主要是碳酸鹽地層的反映。在負(fù)磁異常中分布一北東延伸的隨圓形正磁異常，可能是橋頭揚(yáng)巖體的中心部位，隨著計(jì)算階數(shù)的增加，異常逐漸減弱直至消失，下延深度有限；根據(jù)斜導(dǎo)數(shù)異常特征分析，該該巖體形態(tài)為“漏斗”狀，深部向東南陡傾的可能。

南部正磁異常特征明顯，異常中心位于研究區(qū)西南部的高山疃地區(qū)，面積較大；北西延至龍?zhí)缎さ貐^(qū)、北東延至張家山地區(qū)，分別發(fā)現(xiàn)小型金礦和白鎢礦點(diǎn)。隨著反映深度的增加，磁異常與西部的鳳凰山巖體引起的磁異常組成近東西向延伸的“亞鈴”形磁異常，異常形態(tài)規(guī)則（圖5）。磁異常區(qū)位于隱伏構(gòu)造的交匯處，次級褶皺構(gòu)造發(fā)育，是巖漿侵入的有利部位。依托安徽省南陵縣沙灘腳深部及西南地區(qū)金銅多金屬礦調(diào)查評價項(xiàng)目，在高山疃磁異常的北東側(cè)布設(shè)了一條綜合剖面，結(jié)果見圖6?；匠晒@示，異常區(qū)對應(yīng)的高溫元素鉬含量均遠(yuǎn)高于調(diào)查區(qū)其它地區(qū)，區(qū)內(nèi)存在巖漿熱液活動。為此認(rèn)為高山疃磁異常由隱伏巖體引起。根據(jù)區(qū)域物探推測隱伏構(gòu)造位置及zk401孔900m以下揭露的巖體分析，認(rèn)為橋頭揚(yáng)巖體的形成與高山疃隱伏巖體有關(guān)。

圖6 L1線綜合剖面成果圖Fig. 6 Comprehensive profile L1 results

5 找礦潛力分析

（1）研究區(qū)位于銅陵礦集區(qū)沙灘腳西南地區(qū)，出露地層主要為三疊系碳酸鹽巖地層，是銅金多金屬礦的主要賦礦地層；下伏為二疊紀(jì)地層，其中弧峰組、棲霞組為碳酸鹽巖賦礦地層。區(qū)內(nèi)主要發(fā)育花崗閃長斑巖（石英閃長玢巖[6]），總體上沿構(gòu)造方向展布；圍繞調(diào)查區(qū)分布有新橋、鳳凰山、沙灘腳、姚家?guī)X、戴家匯等中、大型銅金多金屬礦床及龍?zhí)缎ば⌒徒鸬V床，礦體以接觸矽卡巖型為主，成礦背景與調(diào)查區(qū)基本相似。

（2）研究區(qū)內(nèi)銅多金屬礦化點(diǎn)分布較多，主要集中在白上揚(yáng)—聞家山一帶的出露的花崗閃長斑巖體（石英閃長玢巖體）的接觸帶附近；目前僅在聞家山附近發(fā)現(xiàn)一處小型銅多金屬礦，主要原因是雖然具備了良好的成礦地質(zhì)背景，但巖漿侵入到地表附近形成巖體時的溫度下降較快、成礦作用時間短所致。但根據(jù)橋頭揚(yáng)巖體中心的磁異常特征分析，推測巖體往東南傾，角度較大，在巖體西北部的下接觸部位是找礦的有利部位。

（3）圖6顯示，高山疃異常區(qū)附近，位于L1剖面4200～5400點(diǎn)間，對應(yīng)的鉬、銅鉛鋅金等多金屬化探異常明顯，成礦元素相對富集；伴隨明顯的低阻異常，具備礦化蝕變帶特征。

圖7 布格重力2階小波變換區(qū)域場斜導(dǎo)數(shù)異常圖Fig.7 Tilt derivative anomaly map of Bouguer gravity 2nd order wavelet transform regional field

（4）圖7顯示，通過與鳳凰山銅礦區(qū)的磁異常對比分析，磁異常特征相同，成礦地質(zhì)背景基本相似。同時具有局部重力高分布，該重力高與地層走向?yàn)橐粖A角，可能是碳酸鹽捕虜體及礦化富集體的綜合反映。

綜上所述，認(rèn)為在研究區(qū)西南部高山疃地區(qū)深部尋找銅金多金屬礦的潛力較大。

6 結(jié)論

（1）銅陵礦集區(qū)是最新規(guī)劃中安徽省的五個大型能源資源基地之一，主攻銅多金屬礦，以矽卡巖型為主。以往的調(diào)查工作主要重視較強(qiáng)的磁異常區(qū)，探測目標(biāo)的埋深小于1000m；對弱磁異常區(qū)或大于1000m目標(biāo)地質(zhì)體引起的低緩物探異常重視程度相對薄弱。本文通過航磁異常的磁參數(shù)變換對橋頭揚(yáng)巖體引起的弱磁異常進(jìn)行探討，基本查明了橋頭揚(yáng)巖體的賦存狀態(tài)及巖體的中心位置；在研究區(qū)西南部的高山疃地區(qū)圈定了一隱伏巖體；根據(jù)深部磁異常特征提出了高山疃隱伏巖體與鳳凰山巖體的關(guān)聯(lián)；是否與橋頭揚(yáng)巖體的形成有關(guān)有待進(jìn)一步探討。該成果為物探異常類似地區(qū)開展勘查工作提供了參考依據(jù)。

（2）研究區(qū)西南部高山疃地區(qū)的化探異常明顯且伴有明顯的低阻異常（圖5）；其外圍分布有新橋、鳳凰山、沙灘腳、姚家?guī)X、戴家匯等中、大型矽卡型銅多金屬礦床及龍?zhí)缎ば⌒徒鸬V床，區(qū)內(nèi)主要分布二疊系孤峰組、棲霞組及三疊系碳酸鹽巖賦礦地層，褶皺構(gòu)造發(fā)育，高溫元素含量明顯偏高，區(qū)內(nèi)成礦地質(zhì)背景與鳳凰山礦區(qū)較為相似，成礦條件優(yōu)越；據(jù)此，認(rèn)為在研究區(qū)西南部高山疃附近深部尋找銅金多金屬礦的潛力較大。