廣西五圩銻多金屬礦田深部隱伏巖體探索與找礦預(yù)測(cè)

趙 毅，黃理善，唐艷萍，王建超，吳小雷，劉 偉

(中國(guó)有色桂林礦產(chǎn)地質(zhì)研究院有限公司，廣西 桂林 541004)

0 引言

五圩銻多金屬礦礦區(qū)位于廣西河池市220°方向，直距約19 km的五圩鎮(zhèn)五圩村一帶，礦區(qū)位于江南古陸南緣、右江再生地槽北部邊緣的丹池多金屬成礦帶南段[1-3]，經(jīng)區(qū)域重力異常、航磁異常及地質(zhì)等綜合資料分析，認(rèn)為五圩礦區(qū)存在隱伏酸性巖體[4-5]，過(guò)去工作程度較高，但多限于地表及淺部，深部找礦工作未系統(tǒng)開(kāi)展。重力測(cè)量和可控源音頻大地電磁測(cè)深可用于尋找隱伏巖體[6-15]，推斷隱伏巖體的分布范圍及其頂界面深度。為此，在深入分析礦床地質(zhì)特征及成礦規(guī)律基礎(chǔ)上，筆者等在礦區(qū)開(kāi)展了重力測(cè)量和可控源音頻大地電磁測(cè)深工作，以礦區(qū)中泥盆統(tǒng)層狀和脈狀銻多金屬礦為主要找礦目標(biāo)，并探索可能存在的隱伏巖體上部層狀錫多金屬礦[16]，為礦區(qū)深部找礦決策提供地球物理依據(jù)。選擇成礦有利地段開(kāi)展工程驗(yàn)證，探求資源量。

1 礦區(qū)地質(zhì)背景

1.1 礦區(qū)地層

礦區(qū)內(nèi)出露地層有下泥盆統(tǒng)塘丁組、中泥盆統(tǒng)羅富組、第四系(圖1)，地層由老至新分述如下：

下泥盆統(tǒng)塘丁組(D1t)：分布于整個(gè)礦區(qū)，為礦區(qū)內(nèi)主要含礦層位，其巖性可分為四段，礦區(qū)內(nèi)均有出露。① 第一段(D1t1)：主要為灰黑色條帶狀及薄層狀絹云母泥巖。其中下部含較多硅質(zhì)結(jié)核和窄條帶，分布于礦區(qū)中部，為礦區(qū)主要含礦層位。此巖性段厚240～894 m；② 第二段(D1t2)：為灰—深灰色中薄層泥巖夾深灰色中薄層條帶狀泥巖，局部夾有薄層砂巖透鏡體和砂質(zhì)泥巖，巖石中普遍見(jiàn)有浸染狀黃鐵礦，為礦區(qū)主要含礦層位；③ 第三段(D1t3)：為深灰色薄—厚層泥巖夾中層狀粉砂質(zhì)泥巖，巖石風(fēng)化色為褐黃色，多呈球狀風(fēng)化，巖石中見(jiàn)有少量黃鐵礦化；④ 第四段(D1t4)：為灰—深灰色薄層泥巖，局部夾薄層泥質(zhì)粉砂巖，局部含有炭質(zhì)，巖石風(fēng)化后多呈鱗片狀，見(jiàn)有黃鐵礦浸染，主要分布在礦區(qū)東北部。

1—百逢組上段砂巖夾粉砂質(zhì)泥巖 2—百逢組中段細(xì)砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖 3—百逢組下段含粉砂質(zhì)泥巖夾凝灰質(zhì)泥巖、凝灰?guī)r 4—羅樓組上段粉砂質(zhì)泥巖夾灰?guī)r 5—羅樓組下段灰泥巖、粉砂質(zhì)泥巖夾泥巖 6—雍里組硅質(zhì)巖、硅質(zhì)泥巖、粉砂質(zhì)泥巖7—棲霞組灰?guī)r、泥灰?guī)r、硅質(zhì)巖 8—南丹組下段硅質(zhì)條帶灰?guī)r、微晶灰?guī)r 9—南丹組上段硅質(zhì)條帶灰?guī)r、微晶灰?guī)r 10—大埔組白云巖、含生物硅質(zhì)條帶灰?guī)r 11—巴定組泥巖、硅質(zhì)泥巖 12—五指山組灰?guī)r 13—榴江組硅質(zhì)巖、硅質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r 14—羅富組上段泥質(zhì)灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r 15—羅富組中段泥灰?guī)r夾泥巖 16—羅富組下段鈣質(zhì)泥巖、砂質(zhì)泥巖、泥灰?guī)r 17—塘丁組四段泥巖 18—塘丁組三段泥巖、粉砂質(zhì)泥巖 19—塘丁組二段泥巖夾砂質(zhì)泥巖 20—塘丁組一段泥巖 21—正斷層 22—逆斷層 23—平移斷層 24—地質(zhì)界線 25—重力測(cè)點(diǎn)及編號(hào) 26—可控源測(cè)點(diǎn)及編號(hào)

中泥盆統(tǒng)羅富組(D2l)：分布于工作區(qū)的北部，其巖性可分為三段。① 第一段(D2l1)：深灰色、灰黑色鈣質(zhì)泥巖、砂質(zhì)泥巖夾泥灰?guī)r，上部為泥灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r夾少量泥巖，近中下部夾約10 m的化石層，下部以雙凸貝類(lèi)為主，化石多產(chǎn)在泥灰?guī)r中；中部是含單、群體珊瑚化石的厚層灰?guī)r。苫布為豐產(chǎn)勾嘴貝化石的灰?guī)r，該段由南向北，厚度增大，鈣質(zhì)增高，厚206～290 m；② 第二段(D2l2)：上部為深灰色薄層至中厚層狀泥灰?guī)r夾泥巖，下部為灰至深灰色泥巖夾泥灰?guī)r，南薄北厚，厚37～221 m；③ 第三段(D2l3)：為灰至深灰色厚層狀泥質(zhì)灰?guī)r，頂部為生物碎屑灰?guī)r，此層不穩(wěn)定，常變相為礫狀灰?guī)r或泥質(zhì)灰?guī)r。

第四系(Q)：分布于礦區(qū)東南部，河流兩側(cè)及山坡上，為坡、沖積的砂土，含鐵質(zhì)結(jié)核，厚3～10 m。

1.2 礦區(qū)構(gòu)造

礦區(qū)內(nèi)具多期次構(gòu)造疊加活動(dòng)的特點(diǎn)，致使區(qū)內(nèi)斷裂發(fā)育及次級(jí)小斷裂、裂隙、小型揉皺特別發(fā)育，礦床內(nèi)發(fā)育了三組斷裂：一組為NNW向張扭性斷裂，走向約350°，傾向東，傾角65°～85°，是礦區(qū)主要斷裂，礦化體均產(chǎn)于該組斷裂構(gòu)造帶之中，它是本礦床的主要控礦構(gòu)造，礦脈的產(chǎn)狀及形態(tài)，嚴(yán)格受其控制；另一組為NNE向扭性斷裂，分布在礦床西側(cè)及北東側(cè)，有切穿NNW向斷裂的現(xiàn)象，多充填有乳白色石英脈，局部有輝銻礦化，為第二期形成的斷裂，在礦床主要地段未發(fā)現(xiàn)，對(duì)礦脈無(wú)破壞性；第三組為EW向斷裂，為成礦后斷裂，分布較少，僅礦區(qū)南部可見(jiàn)，主要為一些小斷裂，對(duì)礦體破壞性很小，基本上不影響礦體的完整性和連續(xù)性，部分地段處僅將礦脈切斷而不發(fā)生位移。

1.3 圍巖蝕變

礦區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)的蝕變有硅化、碳酸鹽化、絹云母化、黃鐵礦化、葉臘石化、炭化及高嶺石化等。其中硅化、碳酸鹽化、絹云母化和炭化與礦化關(guān)系較密切。

1.4 礦體特征

礦脈賦存于下泥盆統(tǒng)塘丁組第二段的構(gòu)造裂隙中，受NNW走向斷裂構(gòu)造控制，呈脈狀、細(xì)網(wǎng)脈狀、條帶狀充填在斷裂帶中，沿走向和傾向厚度變化大，分支復(fù)合、尖滅再現(xiàn)現(xiàn)象均有出現(xiàn)，大部分礦脈傾向70°～90°，少量?jī)A向250°～270°，傾角為60°～85°，局部直立，主要礦脈走向長(zhǎng)50～1400 m，傾向延深50～650 m，主要礦脈厚度變化統(tǒng)計(jì)表明，礦脈厚0.12～21.48 m，平均厚度為1.58 m；次要礦脈走向長(zhǎng)一般為200～600 m，厚0.22～2.81 m，傾向延深50～330 m。礦脈厚度變化系數(shù)多在55%～115.46%之間，平均為79.8%，屬于較穩(wěn)定到不穩(wěn)定的類(lèi)型。

2 地球物理特征

2.1 區(qū)域重磁場(chǎng)特征

丹池成礦帶內(nèi)分布著多個(gè)隱伏花崗巖體，成礦帶從西北到東南排列有芒場(chǎng)、羅富、大廠、北香等礦田，每個(gè)礦田都存在有隱伏巖體，五圩礦田位于丹池成礦帶東南段，由廣西壯族自治區(qū)1∶50萬(wàn)航磁、布格重力異常圖可知，芒場(chǎng)礦田—大廠礦田—五圩礦田一帶出現(xiàn)明顯重力低異常，芒場(chǎng)、羅富、大廠、五圩箭豬坡出現(xiàn)高磁異常，在五圩背斜北段呈高磁異常，異常呈橢圓形，軸向NNW，推測(cè)此異常為隱伏巖體的磁性蝕變帶引起，該隱伏巖體位于箭豬坡礦床北北東方向3～13 km，東西寬6 km，面積約50 km2范圍內(nèi)。

2.2 巖礦石物性特征

五圩礦田巖礦石物性參數(shù)見(jiàn)表1。由表1可見(jiàn)，含礦巖石具有低電阻率、高極化率特征，圍巖普遍具有中高電阻率、低極化率特征，含礦巖石與圍巖具有明顯的電性差異，具備開(kāi)展可控源音頻大地電磁測(cè)量的物性前提。區(qū)域出露的地層從下泥盆統(tǒng)塘丁組至中三疊統(tǒng)均有，是高密度層，以泥巖、碳酸鹽巖為主，其巖性密度值相對(duì)較高且較為穩(wěn)定，一般約為2.71 g/cm3；酸性侵入巖密度值相對(duì)較低，一般約為2.61 g/cm3，具備開(kāi)展重力勘探的物性前提。

3 重力反演

根據(jù)區(qū)域重力資料，在礦區(qū)北面布置了一條10 km的重力剖面，測(cè)線布設(shè)見(jiàn)圖1。測(cè)線方位80°，數(shù)據(jù)經(jīng)各項(xiàng)改正后，得到剖面的布格重力異常曲線圖(圖2)。布格重力異常總體呈西低東高的特點(diǎn)，在測(cè)線0～4300 m地段布格重力異常呈負(fù)異常特征，該段地層主要為泥盆系和石炭系，主要巖性為粉砂質(zhì)泥巖和灰?guī)r等相對(duì)高密度體，該段出現(xiàn)重力負(fù)異常，根據(jù)巖礦石密度測(cè)定結(jié)果，推測(cè)重力負(fù)異常為與礦產(chǎn)成因密切聯(lián)系的隱伏花崗巖體引起。利用二度半體人機(jī)交互反演(中國(guó)地質(zhì)大學(xué)MAGS4.0)對(duì)五圩礦重力異常做了反演擬合，巖體、圍巖密度分別取2.61 g/cm3、2.71 g/cm3，擬合結(jié)果見(jiàn)圖2。由圖2可見(jiàn)，整個(gè)巖體凸起的中心位置位于測(cè)線2000 m處，即箭豬坡礦床往西約4 km處，巖體頂界面埋深為2400～2800 m，巖體局部突起是巖漿活動(dòng)相對(duì)活躍的地段，熱變質(zhì)作用相對(duì)強(qiáng)烈，導(dǎo)致圍巖礦化蝕變，是形成工業(yè)礦床的有利地段。

4 二維可控源音頻大地電磁(CSAMT)反演及推測(cè)解釋

經(jīng)礦區(qū)地質(zhì)資料研究，在礦區(qū)北面布置了一條6 km的可控源音頻大地電磁(CSAMT)測(cè)深剖面，測(cè)線布設(shè)見(jiàn)圖1，測(cè)線方位80°，根據(jù)測(cè)區(qū)巖礦石電性特征，礦區(qū)內(nèi)與低阻因素有關(guān)的是斷裂破碎帶、礦化蝕變及炭質(zhì)巖層，因此圈定低阻異常區(qū)是本次電法工作的重點(diǎn)，可控源音頻大地電磁(CSAMT)電阻率二維反演剖面見(jiàn)圖3，整個(gè)剖面可圈定6處直立或傾斜的帶狀低阻異常，編號(hào)分別為①～⑥，對(duì)圈定的低阻異常解釋見(jiàn)表2。

圖2 五圩銻多金屬礦布格重力異常反演圖

5 結(jié)論

1)1∶1萬(wàn)重力剖面測(cè)量結(jié)果顯示，位于測(cè)線2000 m點(diǎn)號(hào)、箭豬坡礦床往西約4 km處，出現(xiàn)重力負(fù)異常，推測(cè)該異常為隱伏花崗巖體產(chǎn)生，整個(gè)巖體凸起的頂界面埋深為2400～2800 m，巖體局部突起是巖漿活動(dòng)相對(duì)活躍的地段，熱變質(zhì)作用相對(duì)強(qiáng)烈，導(dǎo)致圍巖礦化蝕變，是形成工業(yè)礦床的有利地段。

2)CSAMT法圈定6處低阻異常帶，推測(cè)①～⑥號(hào)低阻異常帶與礦化破碎帶(礦脈組)有關(guān)，是尋找受斷裂構(gòu)造控制的礦化帶的有利位置，低阻異常往深部仍有延深，表明賦礦斷裂破碎帶往深部延深較大，礦區(qū)深部找礦仍具有較大空間，⑤號(hào)低阻異常深部高程-600 m與⑥號(hào)低阻異常連接交匯，形成層狀低阻異常，為在礦區(qū)深部尋找層狀礦體提供了地球物理依據(jù)。

圖3 五圩銻多金屬礦可控源音頻大地電磁測(cè)深電阻率剖面圖

1—大埔組 2—巴定組 3—五指山組 4—羅富組上段 5—羅富組中段 6—羅富組下段 7—塘丁組四段 8—塘丁組三段 9—塘丁組二段 10—推測(cè)構(gòu)造及編號(hào) 11—含礦破碎帶 12—已施工鉆孔及編號(hào)

表2 五圩銻多金屬礦電阻率特征及推測(cè)解釋匯總表