廬樅盆地東北部馬鞭山—黃屯—鶴毛河地區(qū)地球物理特征及找礦

預(yù)測許強(qiáng)平 付光明 周乾

摘要： 馬鞭山—黃屯—鶴毛河地區(qū)位于廬樅火山盆地東北部，深部巖漿活動頻繁。在該區(qū)開展了高精度磁法勘探和可控源音頻大地電磁測深（Controlled Source Audio Magnetotellurics，CSAMT），查明深部巖體及構(gòu)造展布情況，進(jìn)一步預(yù)測找礦靶區(qū)。為了評價地球物理勘探成果的可靠性，在推測斷層FT1和FT2的復(fù)合部位進(jìn)行鉆探追索，在ZK181鉆孔100～250 m深部發(fā)現(xiàn)金銅礦體;在勘探18線設(shè)計ZK182鉆孔，進(jìn)一步圈定金銅礦體范圍，擴(kuò)大找礦成果。

關(guān)鍵詞： 磁異常特征;可控源音頻大地電磁測深;找礦預(yù)測;廬樅盆地;安徽

中圖分類號：P631

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：20961871（2020）0215108

廬樅盆地是長江中下游成礦帶整裝勘查區(qū)，也是深部找礦的重點(diǎn)示范區(qū)[14]。馬鞭山—黃屯—鶴毛河地區(qū)位于廬樅盆地東北部，區(qū)內(nèi)巖漿成礦活動頻繁，主要分布龍橋、馬鞭山、下灣和三驛橋等金屬礦床（點(diǎn)），這些金屬礦床（點(diǎn)）多數(shù)以黃屯礦區(qū)為中心，集中分布于馬鞭山—黃屯—鶴毛河地區(qū)，是廬樅盆地東北部重要的巖漿成礦活動中心。

馬鞭山—黃屯—鶴毛河地區(qū)礦產(chǎn)類型多樣，主要有：與輝石閃長巖有關(guān)的龍橋、馬鞭山、下灣沉積熱液疊加改造型鐵礦床，黃屯、小嶺熱液型硫鐵礦床及鐘山隱爆角礫巖型鐵硫礦床;與中酸性巖漿有關(guān)的岳山、銅盤山、朱崗斑巖型鉛鋅銀礦床和西灣熱液型鉛鋅礦床;近期新發(fā)現(xiàn)的黃屯熱液型金銅礦床。目前，對黃屯金銅礦床的成因，有學(xué)者認(rèn)為是與深部閃長玢巖有關(guān)的隱爆角礫巖型[5]，也有學(xué)者認(rèn)為是受構(gòu)造破碎帶控制的熱液型礦床[6]，說明黃屯銅金礦床與巖漿熱液活動有關(guān)。值得注意的是，黃屯銅金礦床位于黃屯硫鐵礦床采礦權(quán)范圍西側(cè)，與黃屯硫鐵礦呈斷層接觸，是繼寧蕪火山盆地在梅山鐵礦床的礦體頂部及外圍礦化蝕變帶中發(fā)現(xiàn)金礦床后，廬樅火山盆地實現(xiàn)的又一次找礦突破。因此，通過對馬鞭山—黃屯—鶴毛河地區(qū)開展地球物理特征研究，根據(jù)磁性和電性特征查明金銅礦（化）體的深部構(gòu)造及展布情況，并進(jìn)行找礦預(yù)測及鉆探驗證，對進(jìn)一步擴(kuò)大該區(qū)找礦成果具有重要意義。

1地質(zhì)背景

馬鞭山—黃屯—鶴毛河地區(qū)位于廬樅火山盆地東北部。廬樅盆地地處揚(yáng)子地塊北緣、郯廬斷裂帶南東側(cè)，受中生代古太平洋板塊與歐亞板塊相互作用及郯廬斷裂帶活動制約[4，710]。廬樅火山盆地屬下?lián)P子地層分區(qū)，出露的地層主要有志留系、泥盆系、石炭系、二疊系、三疊系、侏羅系、白堊系及第四系，總厚度>6 300 m，志留系—侏羅系主要出露于盆地周邊，早白堊世陸相火山巖構(gòu)成廬樅火山盆地的主體（圖1）。

馬鞭山—黃屯—鶴毛河地區(qū)地層主要有龍門院組（K1l）、磚橋組（K1z）、東馬鞍山組（T2d）、銅頭尖組（T2t）、拉犁尖組（T3l）、磨山組（J1m）、羅嶺組（J2l）及第四系（Q），出露的巖體主要有粗安玢巖、角閃閃長巖、閃長玢巖、石英閃長玢巖及正長斑巖。研究區(qū)斷裂主要為NE向、NNE向、NW向、NNW向及近NS向，西南部龍橋礦區(qū)以NE向和NNE向斷裂為主，東部岳山地區(qū)以NW向斷裂為主。在黃屯礦區(qū)已查明1條NE向斷層，地表未岀露，已被深部鉆孔工程控制，斷層水平寬1～20 m，垂直斷距40～280 m，導(dǎo)致該區(qū)火山巖與基底不整合接觸界線錯斷。

2礦床地質(zhì)特征

馬鞭山鐵礦的賦礦層位為東馬鞍山組（T2d），巖性主要為含鐵質(zhì)、鈣質(zhì)泥質(zhì)粉砂巖，夾含鈣質(zhì)結(jié)核泥質(zhì)粉砂巖及透鏡狀灰?guī)r、泥灰?guī)r、角礫狀灰?guī)r，頂部夾薄層狀中細(xì)粒長石石英砂巖[4]。黃屯硫鐵礦是以硫鐵礦為主，共（伴）生鐵、銅、金、銀的大型隱伏硫鐵礦床，根據(jù)勘探18線施工鉆孔揭露（圖2），礦體主要賦存于龍門院組火山巖系與下伏地層接觸部位的不整合面及其附近，控礦構(gòu)造主要為不整合面及次火山穹窿，成礦作用為中低溫?zé)嵋撼涮罱淮?，礦體圍巖主要為粗安巖、泥（鈣）質(zhì)粉砂巖和泥（灰）巖等。黃屯金銅礦（化）床位于黃屯硫鐵礦采礦權(quán)范圍西側(cè)，與黃屯硫鐵礦呈斷層接觸。在黃屯礦區(qū)ZK181鉆孔內(nèi)100～250 m深部見金銅礦體，設(shè)計ZK182鉆孔，以期進(jìn)一步追索金銅礦體，擴(kuò)大研究區(qū)找礦成果。岳山銀鉛鋅礦床為中型規(guī)模的斑巖型銀鉛鋅礦床，礦體主要賦存在龍門院組粗安玢巖中，其次賦存在下伏拉犁尖組沉積巖和磨山組下段砂頁巖中。

3地球物理特征

31磁性特征

對區(qū)內(nèi)各類巖（礦）石的磁性進(jìn)行統(tǒng)計分析（表1）。結(jié)果表明：磁鐵礦磁性強(qiáng)、密度高，磁化率κ為 170 000×4π×10-6SI，剩余磁化強(qiáng)度Jr為15 000×10-3 A/m;膏輝巖磁性較強(qiáng)，磁化率κ為18 000×4π×10-6 SI，剩余磁化強(qiáng)度Jr為5 300×10-3 A/m;正長巖、二長巖、閃長玢巖、粗面斑巖、輝石粗安（玢）巖、龍門院組角閃粗安巖、磚橋組輝石粗安巖、雙廟組粗面玄武巖和浮山組粗面巖具一定磁性，磁化率κ為（800～4 000）×4π×10-6 SI，剩余磁化強(qiáng)度Jr為（500～1 000）×10-3 A/m;次生石英巖、硅化巖、凝灰?guī)r、砂礫巖（白堊紀(jì)—古近紀(jì)紅層）、侏羅系砂巖和三疊系灰?guī)r為微磁性或基本無磁性。

32磁異常特征

在研究區(qū)開展了1∶10 000高精度磁法測量。磁異常包含不同層次的場源信息，可從不同角度認(rèn)識磁異常特征[4，7]。通過對磁異常進(jìn)行化極數(shù)據(jù)處理，提取深源異常信息，獲得深部地質(zhì)體異常響應(yīng)特征。研究區(qū)地磁ΔT異常明顯存在2條磁異常帶：一是下灣—黃屯—彭墩—竹園NE向異常帶，稱為Ⅰ號異常帶;二是陽家墩—土公山—陽畈NE向異常帶，稱為Ⅱ號異常帶（圖3）。

（1）下灣—黃屯—彭墩—竹園NE向異常帶（Ⅰ號異常帶）。形態(tài)規(guī)則、正負(fù)相伴的低緩正異常帶。自西向東，幅值由1 000 nT逐漸下降為200 nT，負(fù)極值由-800 nT下降為-100 nT，梯度較緩。Ⅰ號異常帶為重要的成礦構(gòu)造巖漿帶，具有較好的找礦潛力。異常帶上有C1—C4號局部異常。根據(jù)地質(zhì)及物性資料，推測C1號異常由馬鞭山鐵礦和下灣鐵礦引起，C2號異常由黃屯硫鐵礦下部鐵礦引起，C3號異常由岳山鉛鋅礦隱伏粗安玢巖（含礦）引起。C4號異常ΔT幅值約100 nT，北側(cè)有較弱的負(fù)磁異常，負(fù)極值約-30 nT，化極后提取的深源異常寬緩，呈近EW向，ΔT化極深源幅值約80 nT，中心位于竹園附近，異常區(qū)地表出露拉犁尖組上段石英砂巖和EW向鉛鋅礦化體。綜合地質(zhì)和物性資料，推測該異常由中深部粗安斑巖體或與東馬鞍山組灰?guī)r有關(guān)的磁鐵礦體所引起。

（2）陽家墩—土公山—陽畈NE向異常帶（Ⅱ號異常帶）。由C5—C8號呈串珠狀沿NEE向展布高磁異常組成。異常（C7）最大幅值為1 300 nT，異常（C8）最小幅值為600 nT，負(fù)極值范圍為-300～-100 nT，異常梯度大，化極提取的深源異常均形態(tài)規(guī)則，認(rèn)為C5—C7號磁異常是淺部高磁性正長巖或閃長巖體引起。C7號磁異常化極后，中心位于陽畈東側(cè)虎形澗與鮑家沖之間，呈不規(guī)則橢圓狀，其長軸方向近EW向，幅值達(dá)1 300 nT，梯度大，推測存在淺源和深源疊加異常，淺源異常為出露地表具較高磁性的正長巖體引起，深源異?？赡苡缮畈块W長巖體（磁鐵礦化）引起，與“高村式”鐵礦的磁性特征類似[11]，推測存在此類鐵礦床。在C7號磁異常東側(cè)存在1條近NS向條帶狀展布的磁異常帶，長約7 000 m，寬400～600 m，異常最大幅值為1 000 nT，北部異常幅值達(dá)300～400 nT，向北逐漸降低。該區(qū)域出露受斷裂破碎帶控制的磁鐵礦化體露頭，推測異常由近NS向斷裂帶內(nèi)的不均勻磁鐵礦化引起的。C8號磁異常位于鶴毛河鎮(zhèn)北東約1 000 m處，異常區(qū)被第四系覆蓋，呈橢圓形，在深源異常疊加淺源次級異常，異常總強(qiáng)度達(dá)800 nT，北側(cè)伴隨負(fù)異常，負(fù)極值為-300 nT。淺源異常零亂，幅值達(dá)200～300 nT，根據(jù)巖石物性特征，推斷其主要為火山巖引起。從區(qū)域地質(zhì)背景分析，C8號異常深部可能存在中三疊統(tǒng)東馬鞍山組灰?guī)r，與“龍橋式鐵礦”地質(zhì)特征[12]類似，在火山巖地層下部可能存在又一“龍橋式鐵礦”。

33可控源音頻大地電磁測深

可控源音頻大地電磁測深（Controlled Source Audio Magnetotellurics，CSAMT）研究地下介質(zhì)的導(dǎo)電性差異，觀測電磁場的頻率、場強(qiáng)和方向可由人工控制，其極化方向明顯，信噪比高，易于觀測，屬于人工源頻率域電磁測深方法，可研究大地的電磁響應(yīng)，探測地下電性分布及地質(zhì)構(gòu)造[13]。為進(jìn)一步查明研究區(qū)深部巖體及構(gòu)造展布，開展了1線、10線、26線及Z1線CSAMT測量工作（圖1，圖3）。

10線CSAMT測量結(jié)果如圖4（a）所示。剖面被第四系覆蓋，反演深度300 m以淺為中低阻，幅值為0～360 Ω·m，可能是第四系—白堊系的反映;反演深度300～700 m為中等電阻，幅值為360～1 000 Ω·m，是三疊系的反映;反演深度700～1 000 m為高阻，幅值為1 000～16 000 Ω·m，是巖體的反映。推測橫向距離X為1 300 m和1 600 m處存在斷裂，編號分別為FT1和FT2。根據(jù)已知鉆孔資料，橫向距離X為1 600～2 000 m，反演深度300～400 m為礦體的反映。

26線CSAMT測量結(jié)果如圖4（b）所示。26線與10線平行，被第四系覆蓋，反演深度300 m以淺為中低阻，幅值為0～360 Ω·m，是第四系—白堊系的反映。反演深度300～700 m為中等電阻，幅值為360～1 000 Ω·m，是三疊系的反映。反演深度700～1 000 m為高阻，幅值為1 000～16 000 Ω·m，是巖體的反映。推測X為1 450 m處存在斷裂，編號為FT2。根據(jù)鉆孔資料，橫向距離X為1 600～2 000 m，反演深度300～400 m為礦體的反映。

Z1線CSAMT測量結(jié)果如圖5所示。剖面長1 km，方位35°，垂直于10線和26線，被第四系覆蓋。橫向距離X為1 000～1 300 m電性為高阻，結(jié)合NW向剖面，推測是沿FT1和FT2斷裂侵位巖體的反映。橫向距離X為1 350 m附近出現(xiàn)電阻率呈明顯“臺階”狀，推測是斷層FT1和FT2在該位置復(fù)合引起。橫向距離X為1 300～2 000 m，反演深度300 m以淺為中低阻，幅值為0～360 Ω·m，是第四系—白堊系的反映;反演深度300～700 m為中等電阻，幅值為360～1 000 Ω·m，是三疊系的反映;反演深度700～1 000 m主要為高阻，幅值為1 000～16 000 Ω·m，是巖體的反映。橫向距離X為1 500 m反演深度約600 m，推測有金銅礦體（化）體存在，該位置位于FT1和FT2復(fù)合部位附近，也是巖體的接觸位置，是研究區(qū)金銅礦（化）體賦存的有利位置。

1線CSAMT測線長度為55 km，方位為125°，CSAMT測量結(jié)果縱向大致劃分為低值（1～200 Ω·m）、中值（200～1 000 Ω·m）以及高值（>1 000 Ω·m）3層;橫向高低起伏，分布不均勻，表明該區(qū)巖漿熱液活動較劇烈（圖6）。根據(jù)巖石物性資料，推測研究區(qū)下層高值區(qū)為巖體，中層中值區(qū)為侏羅系或三疊系中高阻地層，上層低值區(qū)為第四系—白堊系。在橫向距離X為3 000 m位置附近存在一低阻區(qū)，推斷為含水破碎帶引起;在橫向距離X為3 400～4 400 m、5 800～6 500 m位置，深度150～300 m區(qū)域為低阻區(qū)，推測分別為岳山鉛鋅礦化體和鶴毛河鐵礦化體引起。推測1線存在5條斷裂，編號分別為FT1、FT2、FT5、FT7和FT8，F(xiàn)T2位于ΔT梯級帶，與10線、26線的CSAMT測量結(jié)果具有較好的對應(yīng)性。

綜上，研究區(qū)CSAMT測量在垂向上驗證對比了已知礦床的深度信息，進(jìn)一步了解了研究區(qū)地層、巖體及構(gòu)造等地質(zhì)體的電性特征，有效探測了空間位置（尤其是深度）。結(jié)果表明，淺層（300 m以淺）為第四系—白堊系，中層（約500 m）多為三疊系，深部（700 m以下）為巖體。由于受地質(zhì)構(gòu)造影響，推測的地層深度在研究區(qū)不同位置略有不同，不同位置的地層、巖體相對抬升或下降，而構(gòu)造及巖體發(fā)育位置在以往鉆孔中多見礦（化）體，可為研究區(qū)找礦預(yù)測及鉆探驗證提供依據(jù)。

4找礦預(yù)測

馬鞭山—黃屯—鶴毛河地區(qū)位于廬樅火山盆地東北部航磁梯度帶上，包括由多個次級異常組成的2條NE向磁異常帶。異常帶上的局部磁異常明顯，已發(fā)現(xiàn)的金屬礦床多與局部明顯磁異常有關(guān)，如馬鞭山鐵礦對應(yīng)C1磁異常，黃屯礦區(qū)對應(yīng)C2磁異常。研究區(qū)的磁異常既可能是由磁鐵礦引起（C1、C2磁異常），也可能是巖體引起（C3、C5、C6、C7磁異常），還有一些磁異常（C4）地質(zhì)原因不明確。C8異常深部可能在火山巖下部存在又一“龍橋式鐵礦”，表明磁異常特征對研究區(qū)金屬礦床找礦預(yù)測具有重要意義。

綜合地質(zhì)及磁異常特征和CSAMT測量工作，在推測斷裂FT1和FT2復(fù)合部位進(jìn)行鉆探驗證，在ZK181鉆孔100～250 m深部見金銅礦體，沿勘探18線在ZK181北西端設(shè)計ZK182鉆孔，以期進(jìn)一步追索金銅礦體，擴(kuò)大研究區(qū)找礦成果。研究區(qū)金成礦研究表明金的背景值受不同級別火山機(jī)構(gòu)形成的火山巖建造控制[1417]。研究區(qū)找礦預(yù)測選區(qū)應(yīng)考慮綜合信息，如重力、可控源、原生暈等，同時注意綜合找礦，特別是在沉積地層區(qū)，要重視尋找與火山-侵入活動有關(guān)的鐵礦。

5結(jié)論

（1）馬鞭山—黃屯—鶴毛河地區(qū)磁異常梯度帶多為構(gòu)造的反映，局部磁異常多與礦（化）體及巖體有關(guān)，部分磁異?？赡苁俏床槊鞯牡V體引起。

（2）馬鞭山—黃屯—鶴毛河地區(qū)推斷了5條斷裂，分別為FT1、FT2、FT5、FT7和FT8，其中FT1和FT2復(fù)合部位是銅金礦體賦存的有利位置。在FT1、FT2復(fù)合部位進(jìn)行鉆探（ZK181鉆孔）驗證，在孔深100～250 m發(fā)現(xiàn)了金銅礦體。

參考文獻(xiàn)

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

[2]吳明安，侯明金，趙文廣.安徽省廬樅地區(qū)成礦規(guī)律及找礦方向[J].資源調(diào)查與環(huán)境，2007，28（4）：269277.

[3]鄔宗玲，盛勇，黃博，等.安徽廬樅火山巖礦集區(qū)東南部成礦系列及成礦規(guī)律[J].華東地質(zhì)，2017，38（3）：194202.

[4]尚世貴.廬樅火山巖盆地北部馬鞭山鐵礦床磁異常特征及找礦預(yù)測[J].安徽地質(zhì)，2014，24（1）：1012.

[5]孫思，李永剛，張小允，等.山東七寶山隱爆角礫巖型金銅礦床含礦蝕變斑巖石英顆粒中高溫高鹽度沸騰包裹體的發(fā)現(xiàn)及其意義[J].巖石學(xué)報，2010，26（11）：33193326.

[6]唐菊興，丁帥，孟展，等.西藏林子宗群火山巖中首次發(fā)現(xiàn)低硫化型淺成低溫?zé)嵋盒偷V床——以斯弄多銀多金屬礦為例[J].地球?qū)W報，2016，37（4）：461470.

[7]丁海紅，陳雪，劉敦華，等.寧蕪北段東帶礦集區(qū)重磁25D反演聯(lián)立剖面特征研究[J].華東地質(zhì)，2017，38（2）：138146.

[8]祁光，呂慶田，嚴(yán)加永，等.基于先驗信息約束的三維地質(zhì)建模：以廬樅礦集區(qū)為例[J].地質(zhì)學(xué)報，2014，88（4）：466477.

[9]呂慶田，劉振東，湯井田，等.廬樅礦集區(qū)上地殼結(jié)構(gòu)與變形：綜合地球物理探測結(jié)果[J].地質(zhì)學(xué)報，2014，88（4）：447465.

[10]胡文瑄，任啟江，徐兆文.從地質(zhì)環(huán)境演化看寧蕪—廬樅地區(qū)成礦系列與找礦方向[J].江蘇地質(zhì)，1993，17（2）：6572.

[11]施張燕，楊西飛，芮明林.馬蕪地區(qū)高村鐵礦深部成礦預(yù)測[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2016（6）：160162.

[12]尚世貴，劉湘培.龍橋鐵礦的磁法找礦效果[J].安徽地質(zhì)，1991（1）：6773.

[13]何繼善.可控源音頻大地電磁法[M].長沙：中南工業(yè)大學(xué)出版社，1991.

[14]吳長年，任啟江，阮惠礎(chǔ)，等.安徽廬樅盆地東北部火山機(jī)構(gòu)與金的背景值關(guān)系研究[J].礦產(chǎn)與地質(zhì)，1994，8（2）：108113.

[15]車英丹，吳明安，張舒，等.安徽廬樅盆地黃屯閃長玢巖地球化學(xué)特征及其地質(zhì)意義[J].安徽地質(zhì)，2017，27（4）：241247.

[16]高守業(yè)，王麗娟，陸建軍，等.寧蕪和廬樅盆地含礦巖體地球化學(xué)特征對比[J].華東地質(zhì)，2017，38（1）：2127.

[17]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）：147151.