綜合物探方法在覆蓋區(qū)找礦中的應(yīng)用
——以皖東五河金礦整裝勘查為例

張家嘉，張順林，汪青松，顧大年

(安徽省勘查技術(shù)院，合肥 230031)

0 引言

物探是一種重要的找礦方法，特別是在隱伏礦產(chǎn)的勘查中發(fā)揮著重要作用[1]。但物探異常具有多解性，依靠單一的物探方法通常不能取得較好的勘查效果[2-6]。不同的物探方法在不同的勘查階段或在解決不同的地質(zhì)問題時(shí)所發(fā)揮的作用是不同的，運(yùn)用綜合物探方法從多維角度解析異?？梢杂行У販p少成果解釋的多樣性。研究區(qū)位于華北陸塊南緣與秦嶺—大別造山帶交匯部位的郯廬斷裂帶南段。郯廬斷裂帶控制著我國(guó)東部眾多特大型、大型及中小型金礦床的分布，形成了中國(guó)東部規(guī)模巨大的NE向金礦成礦帶[7]。研究區(qū)斷裂構(gòu)造發(fā)育，成礦地質(zhì)條件優(yōu)越，但區(qū)內(nèi)地表多被第四系覆蓋，自20世紀(jì)70年代以來，區(qū)內(nèi)開展了大量的基礎(chǔ)地質(zhì)研究工作，只發(fā)現(xiàn)3個(gè)小型金礦，即長(zhǎng)淮金礦、西坂金礦和大鞏山金礦，累計(jì)探明資源儲(chǔ)量?jī)H6.6 t，而有關(guān)物探工作只在20世紀(jì)90年代以前開展了1∶5萬(wàn)區(qū)域重磁測(cè)量。由于以往物探工作程度低、物探方法不夠全面，難以全面提取該區(qū)復(fù)雜的地質(zhì)信息，找礦工作沒有取得大的突破。五河金礦整裝勘查項(xiàng)目研究人員通過開展中大比例尺綜合物探掃描和大比例尺綜合物探剖面工作，初步建立了本地區(qū)構(gòu)造格架、精細(xì)探測(cè)深部地質(zhì)結(jié)構(gòu)，在綜合研究地質(zhì)和物探資料的基礎(chǔ)上，圈定找礦靶區(qū)，為地質(zhì)找礦和勘探工程布置提供依據(jù)，取得了郯廬斷裂帶(安徽段)找金新的突破，為皖東覆蓋區(qū)找礦提供了重要的參考意義。

1 整裝勘查區(qū)地質(zhì)概況

五河金礦整裝勘查區(qū)位于皖東北地區(qū)的五河縣東部，面積400 km2，橫跨淮河兩岸，屬于皖北淮河中下游平原及低丘地貌。地表大部分被第四紀(jì)松散層覆蓋，厚度120～160 m?；鶐r為前寒武紀(jì)變質(zhì)巖和白堊紀(jì)“紅層”，僅在大鞏山地區(qū)有零星基巖露頭[8](圖1)。

1.新近系；2.白堊系上統(tǒng)邱莊組；3.白堊系下統(tǒng)新莊組；4.白堊系下統(tǒng)青山群；5.太古宙峰山李巖組；6.太古宙莊子里巖組；7.太古宙西堌堆巖組；8.古元古代花崗閃長(zhǎng)巖；9.燕山期鉀長(zhǎng)花崗巖；10.花崗閃長(zhǎng)斑巖；11.花崗斑巖；12.鉀化帶；13.實(shí)測(cè)、推測(cè)斷層及編號(hào)；14.實(shí)測(cè)、推測(cè)地質(zhì)界線；15.小型金礦；16.中型金礦；17.五河金礦整裝勘查區(qū)范圍；18.激電測(cè)深剖面位置及編號(hào)

整裝勘查區(qū)位于近EW向蚌埠復(fù)背斜構(gòu)造東段與NNE向郯廬斷裂帶的交匯部位，區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜。朱頂—石門山主干斷裂呈近SN向從整裝勘查區(qū)中部穿過。西側(cè)上升，基巖地層為五河巖群變質(zhì)巖系；東側(cè)下降，基巖地層為白堊系新莊組紅色砂礫巖，鉆探揭示厚達(dá)800 m以上。整裝勘查區(qū)大致以近SN向五河—紅心鋪斷裂為西界，以近SN向的董莊—周莊斷裂為東界，區(qū)內(nèi)NE向和SN向斷裂構(gòu)造發(fā)育?？辈閰^(qū)巖漿巖主要有太古宙蚌埠期的玉皇山巖體和燕山晚期的女山巖體，巖性主要為鉀長(zhǎng)花崗巖和花崗閃長(zhǎng)巖；在大鞏山一帶出露少量中酸性巖脈。

2 綜合物探方法應(yīng)用效果

2.1 工作部署

在區(qū)域研究的基礎(chǔ)上(選區(qū))，工作布置遵循“綜合物探掃面(定靶)、綜合剖面勘查(定位)、鉆探驗(yàn)證(定性)”的 “一選三定四階段反復(fù)循環(huán)”的勘查模式(圖2)。

圖2 “一選三定四階段反復(fù)循環(huán)”找礦技術(shù)路線

“中大比例尺組合”勘查為：1∶2.5萬(wàn)綜合物探掃面，進(jìn)行物探異常推斷解釋，查明區(qū)內(nèi)基本地質(zhì)信息；在異常區(qū)開展1∶1萬(wàn)綜合物探剖面測(cè)量，篩選物探異常，為鉆探布置提供依據(jù)；最后利用鉆探手段進(jìn)行驗(yàn)證，進(jìn)而評(píng)價(jià)區(qū)內(nèi)金多金屬礦成礦條件，提交普查基地。

2.2 綜合物探掃面成果解釋

2.2.1 重磁場(chǎng)特征及推斷解釋

在分析布格重力異常和磁化極異常的基礎(chǔ)上，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料，劃分了勘查區(qū)斷裂構(gòu)造?？辈閰^(qū)重力場(chǎng)宏觀上受控于NNE向或近SN向構(gòu)造，在SN向重力異常帶上疊加了NE向局部異常。其中榮渡—古沛重力高值背景場(chǎng)的重力低值帶分布區(qū)，是尋找金礦的重要區(qū)段。該帶內(nèi)根據(jù)重力低值推斷的隱伏中酸性巖體內(nèi)外接觸帶是金礦賦存的主要位置(圖3)。

1.布格重力剩余異常等值線圖；2.中型金礦；3.小型金礦；4.五河金礦整裝勘查區(qū)范圍；5.激電測(cè)深剖面位置及編號(hào)

整裝勘查區(qū)可劃分為3個(gè)特征不同的磁場(chǎng)區(qū)(圖4)，即東部董莊—古沛高磁背景異常區(qū)、朱頂—峰山李低緩磁場(chǎng)區(qū)以及西部榮渡—太平集低磁背景高磁異常區(qū)。其中西部低磁背景高磁異常區(qū)是尋找金礦的遠(yuǎn)景區(qū)。而榮渡—五河的規(guī)則高磁異常區(qū)上疊加有4條NE向的異常帶，中間被磁場(chǎng)降低帶分割，整個(gè)磁場(chǎng)向NE方向撒開，向SW方向收縮，形成SW—NE向掃帚狀。磁場(chǎng)梯級(jí)帶是地下斷裂構(gòu)造的反映，為礦床的形成提供了空間[9]。

1.實(shí)測(cè)斷裂；2.推測(cè)主干斷裂；3.推測(cè)次級(jí)斷裂；4.中型金礦；5.小型金礦；6.整裝勘查區(qū)；7.激電測(cè)深剖面位置及編號(hào)；8.找礦靶區(qū)；9.普查控制區(qū)；10.磁異常等值線。普查控制區(qū)域：① 以往發(fā)現(xiàn)的長(zhǎng)淮金礦；② 2017年五河整裝勘查項(xiàng)目發(fā)現(xiàn)的河口中型鉛金礦；③ 2018年發(fā)現(xiàn)的天井湖小型鉛金礦；④ 2019年發(fā)現(xiàn)的方庵小型金礦東區(qū)；⑤ 尚在勘查中的方庵金礦西區(qū)

2.2.2 激電異常特征及推斷解釋

整裝勘查區(qū)電阻率與極化率異常主要受近SN向斷裂構(gòu)造的控制，其次受控于NE向及NW向2組構(gòu)造。全區(qū)電阻率具有條帶狀高低相間排列的特征，并呈SN向展布。勘查區(qū)北部的相對(duì)電阻率低值區(qū)中具有高極化率特征的區(qū)域是尋找金礦的主要位置，如榮渡地區(qū)及長(zhǎng)淮金礦一帶(圖5)。

圖5 五河金礦整裝勘查區(qū)北部視電阻率(左)和極化率(右)等值線

3 圈定靶區(qū)

根據(jù)區(qū)域成礦背景、地質(zhì)構(gòu)造條件、綜合物探異常及典型礦床特征，在全區(qū)共圈定找礦靶區(qū)14個(gè)(圖6)。整裝勘查區(qū)北部覆蓋區(qū)，剝蝕少，五河巖群地壘東西兩側(cè)主干斷裂構(gòu)造帶附近成礦深度大，存在升降差異，礦體保存相對(duì)較好，為下一步找礦工作的重點(diǎn)地區(qū)。

1.預(yù)測(cè)一級(jí)找礦靶區(qū)及編號(hào)；2.預(yù)測(cè)二級(jí)找礦靶區(qū)及編號(hào)；3.金礦床；4.鐵礦床；5.推測(cè)斷裂；6.設(shè)計(jì)鉆孔及編號(hào)；7.激電測(cè)深剖面

河口金鉛鋅礦一級(jí)找礦靶區(qū)(YⅠ-1): 第四系覆蓋區(qū)，基巖為西堌堆巖組，屬NE向背斜構(gòu)造區(qū)，近SN向和NE向構(gòu)造發(fā)育，榮渡金礦床位于其中；區(qū)內(nèi)分布有SN走向的低緩重力場(chǎng)、電阻率場(chǎng)和NE走向的磁場(chǎng)，它們均呈高低相間平行分布，極化率場(chǎng)高低背景明顯，榮渡金礦區(qū)位于高極化率背景區(qū)中的重梯、磁梯和電阻率梯級(jí)帶中。

天井湖金鉛鋅礦二級(jí)找礦靶區(qū)(YⅡ-11)：第四系覆蓋區(qū)，基巖為西堌堆巖組，屬NE向背斜構(gòu)造區(qū)，近SN向和NE向構(gòu)造發(fā)育；區(qū)內(nèi)分布有NW走向的磁異常低值帶分割了NE向磁異常條帶，西部為近SN向的布格重力梯級(jí)帶，存在圓形剩余重力高，南側(cè)為圓形剩余重力低，電阻率場(chǎng)強(qiáng)度微弱，有2個(gè)極化率異常。

4 效果驗(yàn)證

以整裝勘查區(qū)北部為重點(diǎn)勘查區(qū)，在河口地區(qū)(YⅠ-1靶區(qū))和天井湖地區(qū)(YⅡ-11靶區(qū))布置激電測(cè)深剖面。激電測(cè)深剖面可以檢查1∶2.5萬(wàn)激電中梯異常是否由基巖地層引起，排除第四系碳質(zhì)腐殖層引起的異常，為布置鉆探提供依據(jù)。

根據(jù)河口地區(qū)20線激電測(cè)深剖面結(jié)果，選取低阻高極化位置布置ZK2002鉆孔驗(yàn)證(圖7)。該孔處于相對(duì)低緩異常區(qū)NE向線性低值帶和NE向高極化率異常帶上。鉆探依據(jù)為：NE向低緩磁異常區(qū)和線性磁異常低值帶皆因磁性較強(qiáng)的角閃片麻巖蝕變消磁引起，有蝕變就可能有礦化；NE向構(gòu)造蝕變帶屬于NNE向郯廬斷裂帶次級(jí)構(gòu)造，有利于成礦。

圖7 河口地區(qū)20線激電測(cè)深視極化率(上)、視電阻率(下)斷面

驗(yàn)證結(jié)果表明: 在378.18～379.55 m處發(fā)現(xiàn)了塊狀含金方鉛礦化石英脈，鉛品位23.93%，金品位5.14 g/t; 另外，在230 m處還發(fā)現(xiàn)一層厚度0.7 m、金品位2.22 g/t、鉛品位7.5%的礦體，該處鉛孔見礦效果好，并沿20線在ZK2002孔西60 m處施工了ZK2011，也發(fā)現(xiàn)2段金礦層。

根據(jù)TJH激電測(cè)深剖面結(jié)果，布置ZK8606鉆孔，該處有明顯的低阻帶且處于NE向磁異常低值帶和NW向磁異常低值帶交匯處，推測(cè)是斷裂構(gòu)造的反映(圖8)。

圖8 TJH線激電測(cè)深剖面電阻率(上)、極化率(下)斷面圖

驗(yàn)證結(jié)果表明，ZK8606在255.99～256.69 m和333.20～334.18 m發(fā)現(xiàn)2處金礦體，金礦品位分別為2.61 g/t和4.40 g/t，金礦賦存于石英脈中。

5 找礦突破

通過綜合物探方法，主要依據(jù)磁異常梯級(jí)帶以及其他方法獲得的異常信息進(jìn)行綜合研究，確定找礦靶區(qū)，并分批進(jìn)行鉆探驗(yàn)證，不斷總結(jié)驗(yàn)證效果，逐步實(shí)現(xiàn)找礦突破。新發(fā)現(xiàn)中型規(guī)模金礦床2處，小型金礦1處(圖4)。

(1)河口鉛金礦，規(guī)模中型。估算333類資源量(推斷的內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)資源量)：金總金屬量5 657.43 kg，平均品位10.25 g/t；鉛總金屬量8 524.97 t，平均品位1.42%[9-10]。

(2)天井湖鉛金礦，規(guī)模中型。估算(333+334)類資源量(推斷的內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)資源量+預(yù)測(cè)的資源量)：金總金屬量8 308.89 kg(含伴生)，平均品位4.54 g/t；鉛總金屬量19 699.85萬(wàn)t，平均品位1.08%[11]。

(3)方庵金礦，規(guī)模小型。估算(331+332+333)類資源量(探明的內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)資源量+控制的內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)資源量+推斷的內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)資源量)：金金屬量1 506.93 kg，平均品位3.74 g/t，鉛金屬量9 020.84 t，平均品位2.24%[12]。方庵金礦的西礦段尚在勘查階段，其為天井湖礦帶向南的延伸。

至此，在五河整裝勘查區(qū)北部20 km2范圍內(nèi)已發(fā)現(xiàn)3個(gè)金多金屬礦床，金金屬量為20 t(含長(zhǎng)淮金礦約5 t)，達(dá)大型規(guī)模。這是安徽省首個(gè)達(dá)大型規(guī)模的獨(dú)立金礦，且共、伴生鉛銅銀多礦種，實(shí)現(xiàn)了郯廬斷裂帶找礦新突破，不僅填補(bǔ)了郯廬斷裂帶在安徽省境內(nèi)發(fā)現(xiàn)大中型金礦的空白，更是突破了礦種的限制，郯廬斷裂帶在山東省以單一金礦為主，在五河地區(qū)金銀銅鉛多礦種共、伴生。而且目前控制的深度僅限600 m以淺，隨著后期工作的開展，金資源量有望繼續(xù)擴(kuò)大。

6 結(jié)論

(1)“中大比例尺組合”覆蓋區(qū)基巖地質(zhì)探測(cè)技術(shù)并結(jié)合“一選三定四階段反復(fù)循環(huán)”的勘查模式，解決了五河金礦整裝勘查區(qū)查明基巖地質(zhì)構(gòu)造、探測(cè)礦化帶和圈定找礦靶區(qū)的難題，具有分辨率高、成本低的優(yōu)勢(shì)，對(duì)其他覆蓋區(qū)找礦具有啟示意義。

(2)NNE向的磁異常梯級(jí)帶是次級(jí)斷裂的反映，也是整裝勘查區(qū)重要的找礦標(biāo)志；先后在調(diào)查區(qū)北部2個(gè)磁異常梯級(jí)帶新發(fā)現(xiàn)3個(gè)金多金屬礦床，實(shí)現(xiàn)了皖東地區(qū)金礦找礦的重大突破，也為五河地區(qū)以后的礦產(chǎn)勘查工作指明了方向。