月山礦集區(qū)朱沖鐵礦的磁異常特征分析及找礦意義

陳小友

(安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局326地質(zhì)隊(duì)，安徽 安慶 246003)

0 前言

安慶月山地區(qū)是長(zhǎng)江中下游成礦帶重要的銅、鐵礦集中區(qū)，圍繞著月山巖體已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有以月山銅礦、安慶銅礦和朱沖鐵礦等為代表的大中型礦床。朱沖鐵礦床屬于月山巖體外圍新近發(fā)現(xiàn)的深部鐵銅礦床，該礦床位于三疊紀(jì)銅頭尖組砂巖覆蓋下的月山巖體東支的深部北延伸段，是月山礦田迄今發(fā)現(xiàn)的規(guī)模最大、最有代表性的深部礦床。

近年來(lái)，隨著已有礦床資源量的逐日銳減，尋找新的資源量迫在眉睫，在現(xiàn)有礦田的周邊或成礦帶上尋找深部隱伏礦體已成為地質(zhì)找礦的重點(diǎn)。由于深部隱伏礦體在地表的磁異常相對(duì)于地表礦、淺層礦來(lái)說(shuō)較弱，如何利用弱小磁異常信息，分離出更有效的礦體信息或控礦指示信息，從而進(jìn)行深部隱伏礦體的定位定量預(yù)測(cè)，一直是礦產(chǎn)預(yù)測(cè)中的難題。本文以朱沖鐵礦一號(hào)礦段和二號(hào)礦段為例，通過(guò)系統(tǒng)地分析研究礦區(qū)磁異常特征，揭示深部隱伏鐵銅多金屬礦床與重磁異常的關(guān)系，為尋找深部隱伏鐵銅多金屬礦體提供新思路。

1 地質(zhì)概況

區(qū)域地層區(qū)劃屬揚(yáng)子地層區(qū)下?lián)P子分區(qū)長(zhǎng)江兩岸小區(qū)，除缺失中下泥盆統(tǒng)和第三系外，從前寒武系至第四系均有出露[1]。

月山巖體為一小型中淺成多支狀閃長(zhǎng)巖，出露面積11 km2，平面形態(tài)結(jié)構(gòu)由東、北、西、西南四個(gè)分支構(gòu)成。

巖體北部與中三疊統(tǒng)銅頭尖組砂頁(yè)巖接觸，南部主要與扁擔(dān)山組灰?guī)r接觸，接觸帶產(chǎn)狀：東、西兩支大體傾向北，傾角中等；北支兩側(cè)均傾向圍巖，傾角中等——陡，西南支東側(cè)為斷層接觸，亦傾向圍巖。東支南接觸帶產(chǎn)狀在中深部位由傾向巖體轉(zhuǎn)為傾向圍巖。大理巖在閃長(zhǎng)巖中構(gòu)成一舌狀體，為區(qū)內(nèi)內(nèi)生成礦極為有利的構(gòu)造形態(tài)與部位。

巖體的主要巖石類(lèi)型為閃長(zhǎng)巖，次有鉀長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖等。

本區(qū)有較豐富的內(nèi)生礦床，已查明的主要礦床有六處，它們是：安慶銅礦、劉家凹銅鐵礦、銅牛井銅鉬礦床、劉家大排鐵礦、鐵鋪嶺、龍門(mén)山銅礦及本文研究的深部礦——朱沖鐵銅礦。

2 月山地區(qū)巖礦物性特征

根據(jù)月山地區(qū)巖礦物性測(cè)定成果可知該地區(qū)雜色粉砂巖(T2y3)電阻率最高，閃長(zhǎng)巖(δ)及紫紅色粉砂巖(T2t)電阻率次之，白云石方解石大理巖(T2y1)、石膏層(T2y2)及石灰?guī)r電阻率中等，炭質(zhì)泥巖夾砂巖(J1m2)、條帶狀灰?guī)r(T1h)電阻率較低，硅化炭質(zhì)板巖(P2d)及透輝石化含銅磁鐵礦最低。閃長(zhǎng)巖(δ)及透輝石化含銅磁鐵礦呈現(xiàn)很高的磁性外，其余巖石均呈弱磁性或無(wú)磁性。

3 朱沖礦區(qū)重磁異常特征

研究區(qū)近地表礦產(chǎn)不是本文研究的目的，剔除了近地表附近的各種磁性體異常和勘探深度之外區(qū)域場(chǎng)的二階小波細(xì)節(jié)異常更有利于我們分析研究該地區(qū)隱伏巖體的分布及其形狀[2]。所以決定以小波二階細(xì)節(jié)異常作為本文研究所用的剩余異常。

3.1 朱沖礦區(qū)磁異常特征

從月山巖體及周邊1∶1萬(wàn)磁異常(ΔT)中提取朱沖礦區(qū)磁異常數(shù)據(jù)，并進(jìn)行網(wǎng)格化處理、北向擴(kuò)邊處理、磁異?；瘶O處理、小波多尺度分解處理及其他多項(xiàng)數(shù)據(jù)處理工作。為了便于朱沖地區(qū)磁異常的深入及細(xì)化研究，現(xiàn)將該地區(qū)1∶1萬(wàn)磁異常、磁化極異常及經(jīng)小波多尺度分解后得到的一階逼近異常、二階細(xì)節(jié)異常繪制成如圖1所示的比對(duì)圖。

從從圖1可見(jiàn)：在單獨(dú)提取的朱沖地區(qū)磁異常(圖1左上)中主體區(qū)域處于負(fù)磁異常中，但隱約可見(jiàn)幾個(gè)相對(duì)高的局部異常，正是這幾個(gè)異常引起了我們對(duì)朱沖地區(qū)磁異常的關(guān)注，認(rèn)為有必要對(duì)該地區(qū)磁異常作進(jìn)一步處理研究；經(jīng)化極處理的磁異常(圖1右上)把朱沖地區(qū)磁場(chǎng)值整體抬升，使其處于一個(gè)正磁異常水平，從磁化極異?？梢钥闯?，朱沖地區(qū)磁異常存在3縱1橫的線性強(qiáng)干擾異常，嚴(yán)重分割了該地區(qū)的磁場(chǎng)，很難分析其磁場(chǎng)的基本特征，不利于地質(zhì)解釋工作；為了有效消除線性強(qiáng)干擾異常還該地區(qū)磁場(chǎng)本來(lái)面目，我們選擇了俗稱(chēng)“剝皮法”的小波多尺度分解對(duì)其分離處理，分離出有效的磁化極一階逼近異常(圖1左下)和磁化極二階細(xì)節(jié)異常(圖1右下)，在原本處于負(fù)磁異常區(qū)域并具有明顯干擾異常的朱沖地區(qū)發(fā)現(xiàn)4個(gè)非常完整的磁局部異常，在磁化極二階細(xì)節(jié)異常圖中，異常幅值在60～140 nT之間，其中A、B、C三個(gè)異常呈似等軸狀，D號(hào)異常呈北北西向展布的橢圓狀。

在磁化極二階細(xì)節(jié)異常圖中：異常等值線比較舒緩(尤其是A、B兩個(gè)局部異常更甚)、南部?jī)蓚€(gè)局部異常(C、D)在數(shù)值上高于北部?jī)蓚€(gè)局部異常(A、B)，這說(shuō)明朱沖地區(qū)隱覆巖體的存在并呈南高北低的態(tài)勢(shì)，4個(gè)局部異常對(duì)應(yīng)的是該巖體的4個(gè)向上突起部位，是由巖體突起部及其與圍巖接觸帶內(nèi)外礦化物、礦體構(gòu)成的磁性綜合體的磁場(chǎng)反映。

局部異常幅值的大小主要表示為磁性體頂界面距離地表的淺深的不同，即B號(hào)異常對(duì)應(yīng)的磁性體最深、D號(hào)異常對(duì)應(yīng)的磁性體最淺。從4個(gè)局部異常外圍等值線兩兩相連的展布形態(tài)也能看出，4個(gè)磁性體共同發(fā)育在朱沖地區(qū)的一個(gè)隱覆巖體上，且這個(gè)隱覆巖體與月山巖體東支相連，即整體組成月山巖體東支深部的北延隱伏部分。

目前，我國(guó)的智慧城市建設(shè)試點(diǎn)城市已超過(guò)100個(gè)，其中有一些知名旅游城市，如杭州、重慶、昆明等，傳統(tǒng)的旅游資源優(yōu)勢(shì)再加上智慧城市的建設(shè)將為這些城市打造智慧旅游產(chǎn)業(yè)帶來(lái)良好的機(jī)遇，同時(shí)也為北京市智慧旅游的發(fā)展帶來(lái)了競(jìng)爭(zhēng)壓力與威脅。

3.2 朱沖礦區(qū)重磁異常組合特征

為了便于研究朱沖礦區(qū)重磁異常的組合特征及其相關(guān)性分析，作重磁異常比對(duì)圖如圖2所示。

圖2 朱沖礦區(qū)剩余重力異常(左)、磁剩余異常(右)比對(duì)圖

圖2中重磁異常的區(qū)域完全重疊，網(wǎng)格線呈一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，異常范圍為東西、南北各2 500 m。從圖中可以清楚地看出：A、C、D三個(gè)磁力高異常分別對(duì)應(yīng)著三個(gè)重力低異常，磁異常B則處于朱沖礦區(qū)外東北重力高的重力梯級(jí)帶上，而由A、B、C、D四個(gè)磁異常所構(gòu)成的矩形中心磁力低則對(duì)應(yīng)著一個(gè)重力高。綜合前述，朱沖礦區(qū)重磁異常組合特征是：重低磁高或重邊磁高的局部重磁異常組合，這與長(zhǎng)江中下游地區(qū)內(nèi)生型金屬礦普遍性的重磁異常組合特征相一致。

4 朱沖礦區(qū)重磁異常解釋

4.1 朱沖礦區(qū)重磁異常與各礦段關(guān)系分析

朱沖鐵銅礦床為一大型以鐵、銅為主的多金屬礦床，其一號(hào)、二號(hào)礦段位于朱沖隱伏巖體(月山巖體東支深部北外延隱伏巖體)北側(cè)及其接觸帶上，該區(qū)域重磁異常的小波二階細(xì)節(jié)異常與一、二號(hào)礦段深部平面斷面組合圖如圖3所示。

圖3 朱沖礦區(qū)一、二號(hào)礦段區(qū)域剩余重力異常(左)、磁化極二階細(xì)節(jié)異常(右)、一號(hào)礦段-1 050 m斷面、二號(hào)礦段-850 m斷面比對(duì)圖

圖3中的重磁異常是按照朱沖礦區(qū)提交的一、二號(hào)礦段深部平面斷面圖坐標(biāo)繪制，礦體斷面均為各自最大橫向斷面。一號(hào)礦段、二號(hào)礦段分別處于B、A磁異常中心偏北的異常擴(kuò)邊區(qū)內(nèi)；在重力剩余異常圖中，一號(hào)礦段處于與B號(hào)磁異常對(duì)應(yīng)的重力梯級(jí)帶上，二號(hào)礦段處于與A號(hào)磁異常對(duì)應(yīng)的重力低異常中心偏北位置。

從重磁異常與一、二號(hào)礦段的位置關(guān)系可以清楚地看出：

① 朱沖鐵銅礦床主礦體(一號(hào)礦段)具有重邊磁高的重磁局部異常組合特征。

② 朱沖鐵銅礦床次礦體(二號(hào)礦段)具有重低磁高的的重磁局部異常組合特征。

4.2 朱沖礦區(qū)重磁異常的鉆探印證

經(jīng)過(guò)14.08萬(wàn)米鉆探工作(166孔)歸納朱沖鐵銅礦總結(jié)如下：

閃長(zhǎng)巖型銅礦體主要分布于朱沖礦區(qū)豐沖礦段(Ⅲ礦段)(位于D號(hào)磁異常與其對(duì)應(yīng)的重力低異常組合的西側(cè)梯級(jí)帶上)，有一定規(guī)模的礦體有5個(gè)，以及零星礦體39個(gè)。該類(lèi)礦體占銅金屬資源量的18.69%。

大理巖巖型銅礦體主要分布于朱沖礦區(qū)Ⅱ礦段，有一定規(guī)模的礦體有3個(gè)，零星礦體1個(gè)。占銅金屬資源量的8.36%。

硬石膏礦體分布于朱沖礦區(qū)Ⅰ礦段，呈透鏡狀分布于月山組二段角礫狀大理巖以及月山組三段雜色粉砂巖中。

鉆探資料說(shuō)明朱沖礦區(qū)各礦段均有明顯的重磁異常反映，其主礦體Ⅰ號(hào)礦體位于B號(hào)磁異常(重力梯級(jí)帶)中心的北偏西位置，對(duì)應(yīng)于隱伏巖體與圍巖的北側(cè)接觸帶上，礦體埋深較大、在地表千米以下的-1 050～-1 150 m的空間內(nèi)賦存，礦體最大部位位于-1 050 m附近，而后呈一“弓”狀以近南北向向下延伸，“弓”的北半部分位于隱伏巖體與圍巖的北偏西接觸帶上、南端則扎入巖體之中；次礦體Ⅱ號(hào)礦體位于A號(hào)磁異常(重力低異常)中心的北側(cè)，對(duì)應(yīng)于隱伏巖體與圍巖的北側(cè)接觸帶上，由磁鐵礦、鐵銅礦、銅礦疊加組成，埋深較大、在地表以下的-750～-950 m空間內(nèi)賦存，礦體最大部位位于-850 m附近，礦體呈近直立狀、下端略偏向東北。

4.3 朱沖地區(qū)巖礦石磁性參數(shù)

為了進(jìn)一步解釋各個(gè)磁異常，總結(jié)了該區(qū)的鉆探巖芯物性資料，資料表明，月山巖體為閃長(zhǎng)巖體，巖體上覆地層為中三疊統(tǒng)銅頭尖組砂巖和粉砂巖，其磁性參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 巖礦物性測(cè)定結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

備注：月山巖體。

從表1中可看出圖1所示的A、B、C、D等4個(gè)磁異常主要有月山閃長(zhǎng)巖的隱伏部分引起，或許疊加有磁鐵礦體異常。磁鐵礦磁性雖強(qiáng)，但因矽卡巖型礦體規(guī)模有限及其較大的埋深導(dǎo)致其不是引起磁異常的主要因素，這也就是各個(gè)礦體均位于異常中心外側(cè)的原因。

5 找礦意義與結(jié)論

從月山地區(qū)重磁異常特征分析，再具體到處于深覆蓋區(qū)的朱沖礦區(qū)的重磁異常特征分析，經(jīng)過(guò)必要的數(shù)據(jù)處理及巖礦石(露頭及巖芯)物性參數(shù)對(duì)比研究、重磁異常與礦體的平面位置的比較分析及剖面正演計(jì)算后發(fā)現(xiàn)，屬于隱伏礦床的朱沖鐵銅礦的重磁異常特征與淺成(或地表礦)月山主巖體周邊礦床的重磁異常特征的截然不同之處：同一閃長(zhǎng)巖巖體，在其出露區(qū)表現(xiàn)為微弱的重力高異常，導(dǎo)致由其成礦的礦異常為重高磁高特征；而在巖體深部的北延伸區(qū)(朱沖地區(qū))巖體異常則表現(xiàn)為重力低異常，導(dǎo)致由其成礦的礦異常為重低磁高特征或重邊(主要是受其它臨近重力高的旁側(cè)影響，只是數(shù)據(jù)分離技術(shù)不到位)磁高特征。由月山礦集區(qū)地表礦(含淺成礦)為代表的重高磁高異常組合對(duì)于現(xiàn)代找礦主打隱伏礦、深部礦來(lái)說(shuō)，不再具有指導(dǎo)意義；而朱沖鐵同礦為代表的重低磁高重邊磁高異常特征，對(duì)于在深覆蓋區(qū)找礦具有很好的指導(dǎo)意義，尤其是月山巖體的南側(cè)還有一批未待研究的重低磁高組合異常具有很強(qiáng)的指導(dǎo)意義。