綜合物探方法在廣西社垌礦區(qū)的應(yīng)用效果

楊富強(qiáng)，陳 康，劉文勛，龍永鋒，呂昶良

(1.廣西壯族自治區(qū)地球物理勘察院，廣西 柳州 545005；2.廣西壯族自治區(qū)第七地質(zhì)隊(duì)，廣西 柳州 545005 )

0 引言

廣西蒼梧縣社垌礦區(qū)是一個(gè)多年來經(jīng)過地質(zhì)、化探調(diào)查圈定的成礦條件較好的區(qū)域，特別是以尋找銅、鎢、鉬、鉛、鋅為主的多金屬礦的有利地段。通過進(jìn)行1∶5萬化探普查，土壤地球化學(xué)測量圈出了W、Cu、Pb等元素異常。認(rèn)為元素含量高、組合好，經(jīng)初步查證見到了鎢鉬礦(化)體，地表礦化現(xiàn)象普遍，但因覆蓋較厚，多年的找礦工作沒有明顯突破。2009年，在社垌礦區(qū)開展了高精度磁法掃面，并配合激電中梯剖面測量工作，圈定磁法、激電異常。根據(jù)磁異常特征，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造特征、地球化學(xué)特征及重力場特征等綜合成果，推斷出的礦化蝕變體，布置鉆探工程驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)所推斷的礦化蝕變體接觸帶內(nèi)外普遍分布含鎢鉬礦化的石英小脈，部分富集成鉬礦體，最大見礦厚度為33.69 m。綜合物探方法的應(yīng)用為解決地質(zhì)勘查工作的部署提供了依據(jù)。

1 地質(zhì)概況

1.1 區(qū)域地質(zhì)背景

社垌礦區(qū)位于南華準(zhǔn)地臺(tái)桂中—桂東臺(tái)陷區(qū)內(nèi)的大瑤山凸起東北部，憑祥—大黎深斷裂的東段，大瑤山東部金多金屬成礦帶上[1-3]。同時(shí)也是處于我國著名的欽杭成礦帶中南段[4](圖1)，該區(qū)集中了我國57%鎢礦資源，廣泛發(fā)育與燕山期花崗巖有關(guān)的鎢錫銅鉛鋅多金屬礦床[5-6]，成礦地質(zhì)條件十分優(yōu)越。

圖1 社垌礦區(qū)區(qū)域地質(zhì)簡圖(據(jù)文獻(xiàn)[4])Fig.1 Regional and geological map of Shedong mining area[4]

1.2 礦區(qū)地質(zhì)特征

1.2.1 地層

礦區(qū)出露地層主要為寒武系小內(nèi)沖組、黃洞口組下段至中段、第四系等[7-8]。為一套淺海相類復(fù)理石砂泥質(zhì)沉積，巖性主要為粉砂巖、細(xì)砂巖及其與頁巖、炭質(zhì)頁巖互層，局部夾有灰?guī)r。各組之間均為連續(xù)沉積，呈整合接觸關(guān)系(圖2)。由老至新分述如下：

圖2 社垌礦區(qū)地質(zhì)簡圖

小內(nèi)沖組(∈x)：分布在礦區(qū)北西角，主要巖性為塊狀砂巖、長石石英砂巖、粉砂質(zhì)頁巖及頁巖，整體表現(xiàn)為砂巖夾頁巖。

黃洞口組下段(∈h1)：礦區(qū)大部分地區(qū)都有分布，出露廣泛，為礦區(qū)的主要賦礦圍巖、重要的填圖標(biāo)志。可分為上下兩部分，下部巖性為淺灰色、青灰色厚層-塊狀含長石中—細(xì)石英雜砂巖夾深灰色中—薄層狀粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖。上部為紋層極發(fā)育的淺灰色、深灰色薄層粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖夾少量薄層粉砂質(zhì)泥巖，斜層理、包卷層理大量發(fā)育?？偤穸?382～1780 m。黃洞口組下段(∈3h1)的砂巖多為輕變質(zhì)的中—細(xì)粒石英雜砂巖，粒度更小些則為粉砂巖，部分石英雜砂巖發(fā)生泥化、硅化、碳酸鹽化、絹云母化、綠泥石化、黃鐵礦化等，有些砂巖受巖漿熱液接觸作用，多變質(zhì)為角巖。

黃洞口組中段(∈h2)：分布在礦區(qū)外南東角，巖性主要為石英粉砂巖、中—細(xì)粒石英砂巖與頁巖、炭質(zhì)頁巖互層，底部為厚約3 m的含礫砂巖。厚度大于1473 m。

第四系(Q)：分布于礦區(qū)西部、中部地勢相對低洼地帶。為坡殘積-沖積層，由砂礫、亞砂土、砂土及黏土物質(zhì)組成，面積較小。

1.2.2 構(gòu)造

1.2.2.1 斷層

斷層以NW向?yàn)橹?，主要有F3、F4、F7斷層等。

其中F3斷層即區(qū)域性平頂沖-嶺腳逆斷層，傾向西，傾角約70°，破碎帶寬0.6～1.0 m，沿?cái)鄬佑薪堑[巖帶、硅化，黃鐵礦、石英脈和花崗巖脈等。礦區(qū)中部為近SN走向，南部折向SE，兩端延伸至礦區(qū)外[7-9]。

F4斷層分布在礦區(qū)南部，呈NWW向，產(chǎn)狀215°∠80°，切割寶山花崗閃長巖體，表現(xiàn)性質(zhì)為正斷層。破碎帶寬0.5～20 m，具強(qiáng)烈硅化(或石英脈化)、黃鐵礦化等，在龍?zhí)链逡詵|的BT9見強(qiáng)烈石英脈化、黃鐵礦化，兩側(cè)具高嶺土化，局部見銅鉛鋅錫礦化。在寶山一帶有石英斑巖沿破碎帶侵入，并形成寶山斑巖型鉛鋅銅礦。

F7斷層：位于平頭背北東面，Ⅱ號(hào)鎢鉬礦帶的外側(cè)，長約1 km，傾向220°，傾角60°～80°，破碎帶寬1～2 m，具硅化角礫巖及強(qiáng)烈的黃鐵礦化，表現(xiàn)為張性斷裂。地表普遍具褐鐵礦化，含Au范圍為0.1×10-6～0.3×10-6，BT21、TC212等工程見金品位范圍為0.78×10-6～0.9×10-6的金礦化。

1.2.2.2 褶皺

測區(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造發(fā)育，呈線狀緊密排列，褶皺形態(tài)非常復(fù)雜，小的向背斜轉(zhuǎn)換頻繁且無明顯規(guī)律，地層重復(fù)出現(xiàn)。

比較明顯的褶皺為平頭背不對稱背斜，軸部位于平頭背村一帶，軸向近EW，長度大約為1.5 km，南西段被F3切割而不完整。北西翼出露不全，北東部轉(zhuǎn)折端較為舒緩，傾向350°～40°，傾角20°～40°；南東翼傾向約140°，傾角50°～70°，轉(zhuǎn)折劇烈。有兩組相向的裂隙帶橫切平頭背背斜，傾向30°或210°，傾角50°～85°，并充填有含鎢鉬礦的石英脈、花崗斑巖脈等，形成了礦區(qū)主要的兩個(gè)含礦構(gòu)造帶——Ⅱ號(hào)礦帶及Ⅲ號(hào)礦帶。

1.2.3 巖漿巖

礦區(qū)分布有加里東期和燕山期侵入巖，呈巖株、巖枝、巖墻和巖脈產(chǎn)出，巖石類型為花崗閃長巖、花崗斑巖等[9-12]。社山巖體出露于社山一帶，巖性為加里東期早志留世淺灰色蝕變中細(xì)粒黑云母花崗閃長巖(S1γδ)[13-14]，侵入于寒武系黃洞口組第一段中，長約3 km，寬約1 km，長軸走向?yàn)镹W300°，在巖體中及與圍巖接觸帶附近發(fā)現(xiàn)了鎢鉬礦和銅鉛鋅礦體。其間有兩個(gè)燕山晚期晚白堊世超淺成小巖株侵入，規(guī)模約500 m×300 m，巖性為淺灰-肉紅色花崗斑巖(K2γπ)，因受構(gòu)造作用及熱液蝕變作用，普遍黃鐵礦化、絹云母化、局部重晶石化，與成礦關(guān)系密切，已發(fā)現(xiàn)了銅多金屬礦床[15-16]。平頭背巖枝分布于平頭背一帶，與社山巖體同期，侵入于平頭背背斜寒武系黃洞口組第一段砂巖中，巖性為花崗閃長斑巖，呈SE—NW向展布，地表出露長度約100 m，厚度為10～30 m，深部向北西方向延伸，并在巖體及其旁側(cè)變質(zhì)碎屑巖中發(fā)現(xiàn)有了石英脈型或矽卡巖型鎢鉬礦體。

1.2.4 圍巖蝕變

工作區(qū)內(nèi)圍巖蝕變較普遍，主要有角巖化、矽卡巖化、硅化(石英巖化)、(磁)黃鐵礦化、云英巖化、絹云母化、局部重晶石化、螢石化等，其中與礦化關(guān)系密切的為矽卡巖化、石英巖化、磁黃鐵礦化及絹云母化等。

2 區(qū)域重磁異常分析

通過對航磁和區(qū)重成果的研究(圖3)，重力異常呈明顯的重力低，推斷以社山為中心的深部存在較大的巖漿巖基；航磁異常呈弱磁力高，局部磁異常主要反映了古龍巖體具一定的磁性，社山巖體不具磁性，兩巖體應(yīng)為不同期次的巖體；在社垌周邊磁異常圖上磁異常的線性展布特征明顯，主要有NW向和NE向兩組，反映了區(qū)內(nèi)構(gòu)造發(fā)育，礦區(qū)處于區(qū)域構(gòu)造復(fù)合部位；NW向構(gòu)造控巖特征明顯，沿大黎—古龍—社垌—人和一線的NW向航磁異常帶與出露的巖體展布的位置對應(yīng)較好，表明磁異常與區(qū)內(nèi)出露的燕山期巖體關(guān)系密切，可較好地圈定同類的隱伏巖體。

圖3 社垌預(yù)測區(qū)古龍—社山巖體綜合剖析圖Fig.3 Comprehensive analysis map of Gulong-Sheshan rock mass in Shedong prediction area

從社垌礦區(qū)周邊航磁異常圖(圖4)可見工作區(qū)處于NW向相對高磁異常帶的南西端，磁異常帶存在兩個(gè)正負(fù)相伴的局部異常，主要反映了出露的大黎巖體和古龍巖體，社山巖體沒有形成明顯的磁異常，表明巖體的成巖時(shí)代和巖性可能存在一定的差異。

圖4 社垌礦區(qū)航磁異常圖Fig.4 Aeromagnetic anomaly map of Shedong mining area

3 物探工作及成果解釋

3.1 物性特征分析

通過對礦區(qū)采集的標(biāo)本進(jìn)行物性統(tǒng)計(jì)(表1)，發(fā)現(xiàn)礦區(qū)金屬礦或金屬礦化巖礦石極化效應(yīng)較強(qiáng)，視電阻率較低，而砂巖、泥巖等圍巖的極化效應(yīng)相對較弱，視電阻率較高。兩者存在明顯的電性差異，為開展電法類勘測提供了物理前提。但炭質(zhì)巖的電性特征與金屬礦或金屬礦化巖礦石相近似，會(huì)對電法電法類勘測產(chǎn)生一定的干擾，因此在電法勘測時(shí)應(yīng)引起注意。

表1 礦床巖礦石的電性參數(shù)Table 1 Electrical parameters of rocks and ores in the deposit

由表2可見，泥巖、砂巖一般具微磁性—極微磁性，花崗斑巖、石英巖和弱蝕變體一般具有弱磁性—中等磁性，礦石或礦化巖石一般具有強(qiáng)磁性或極強(qiáng)磁性，隨著礦化程度增高磁性亦增強(qiáng)，礦石或礦化巖石與圍巖磁性差異明顯，因此該區(qū)開展磁測工作具有較好的地球物理前提。

表2 測區(qū)主要巖、礦石磁化率測定及統(tǒng)計(jì)結(jié)果Table 2 Magnetic susceptibility measurement and statistical results of main rocks and ores in the survey area

3.2 電、磁異常特征

在社垌礦區(qū)實(shí)施了1∶1萬的高精度磁測掃面工作和1∶1萬激電掃面工作。分別圈定了電、磁異常。

通過高精度磁測掃面，磁異常主要以一組NW向條帶狀、串珠狀展布為特征(圖5)，主要有3條異常帶異常強(qiáng)度大、連續(xù)性好，蝕變強(qiáng)，是找礦的最有利部位。從異常的分布特征看，Ⅰ、Ⅱ號(hào)異常帶強(qiáng)度大，連續(xù)性好，可能與區(qū)域性的構(gòu)造帶形成的蝕變區(qū)帶有關(guān)，Ⅲ號(hào)異常帶為低磁異常帶，與Ⅱ號(hào)異常帶平行，呈串珠狀展布，主要反映巖體蝕變形成的磁性體異常特征。出露的寶山巖體區(qū)為低磁異常異常區(qū)，巖體周邊多個(gè)局部異常呈環(huán)形展布，巖體不具磁性，局部異常主要反映了巖體周邊礦化蝕變形成的磁性體異常特征。

圖5 廣西蒼梧縣社垌銅多金屬礦區(qū)1∶1萬高精度磁測ΔT等值線平面圖Fig.5 ΔT contour plan map of 1：10，000 high-precision magnetic survey in Shedong copper polymetallic mining area in Cangwu County， Guangxi

通過對磁異常作向上延拓1000 m數(shù)據(jù)處理，異常特征主要表現(xiàn)為北高南低的兩大異常分區(qū)，推斷礦區(qū)北側(cè)深部可能存在一較大的磁性界面，與重力推斷的隱伏的社垌中酸性巖體頂界面形成的蝕變有關(guān)，深部具有較好的找礦潛力。

開展1∶1萬激電中梯剖面測量，宏觀上呈北側(cè)為高極化區(qū)，南側(cè)為相對低極化區(qū)。共圈出了多條激電異常帶，大致呈NW310°展布，與磁異常帶的展布特征相近(圖6)，其中多條異常帶與磁異常帶重合，認(rèn)為可能與多金屬礦化有關(guān)。通過綜合地質(zhì)物探異常特征分析，磁Ⅰ號(hào)異常帶與激電異常Dηs1、Dηs3、Dηs4、Dηs5相關(guān)性較好，處于巖體的外接觸帶具有較好的成礦條件，是找隱伏礦較好的區(qū)域，通過施工兩個(gè)物探驗(yàn)證孔賦礦圍巖為黃洞口組的碎屑巖，白云母角巖化強(qiáng)烈。現(xiàn)在288線、300線各有1個(gè)鉆孔控制，相距600 m，見有5個(gè)細(xì)脈狀的邊界品位鉛鋅礦體和8個(gè)白鎢礦體。鎢礦體厚度為1.0～9.46 m，w(WO3)為0.078%～0.5%，局部見鉬礦化，初步認(rèn)為是似層狀礦體。

圖6 廣西蒼梧縣社垌銅多金屬礦區(qū)1∶1萬視極化率等值線平面圖Fig.6 1∶10000 apparent polarizability contour plan map of Shedong copper polymetallic mining area in Cangwu County， Guangxi

3.3 推斷解釋礦致異常

1)寶山礦段Ⅵ號(hào)銅鉛鋅鎢鉬礦帶

該礦帶是依據(jù)物探異常驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)并確立的。Ⅵ號(hào)礦帶位于社山巖體北東接觸帶上，激電異常有Dη1、Dη3、Dη4，異常特征為中—高阻、中—高極化異常，主要局部磁異常對應(yīng)C8-1～C8-5，其中C8-2、C8-4異常幅值較大，C8-1、C8-3異常相對平緩。該礦帶總體上以白鎢礦(化)體為主，主礦體埋深較大，延深也較大，在-600m高程以下仍存在白鎢礦(化)體。地質(zhì)勘探288線橫穿Dη3平面極化異常帶及C8-2局部磁異常帶。288線地質(zhì)剖面顯示(圖7)，中淺部以銅鉛鋅礦(化)體為主，深部主要是白鎢礦(化)體，賦礦圍巖既有細(xì)砂巖也有角巖及花崗閃長巖。從該勘探線激電測深斷面圖可看到，總體上極化率較大，淺部和深部各存在一高極化異常，且深部的異常未封閉有向下延深的趨勢。根據(jù)激電測深的勘探深度推測斷面激電異常主要反映中淺部以銅鉛鋅礦及黃鐵礦為主的礦化蝕變層，對于深度大于400 m的白鎢礦體，中功率激電的勘探深度是達(dá)不到的。從鉆孔巖心可見白鎢礦伴生有較多的磁黃鐵礦，推測磁黃鐵礦是引起C8-3磁異常的主要因素，因此磁異常對于尋找盲礦有間接的指導(dǎo)意義。ZK28005激電測井在孔深90～300 m段的銅鉛鋅礦化層有極化異常反應(yīng)，尤其是鉛鋅礦部位出現(xiàn)明顯極化異常。此外，石英白云母角巖夾層及粉砂巖夾層也出現(xiàn)激電異常，因此可以認(rèn)為該區(qū)域的平面激電異常主要是中淺層礦化圍巖(銅鉛鋅及黃鐵礦化)及局部粉砂巖、角巖夾層引起，激電異常對于指導(dǎo)尋找盲礦體同樣存在積極意義。

2)寶山礦段Ⅰ號(hào)鎢礦帶

Ⅰ號(hào)礦帶主要分布于社山巖體內(nèi)寶山村一帶，以鎢礦礦為主，Ⅰ號(hào)礦帶范圍內(nèi)有局部磁異常C9及平面激電異常Dη20與之對應(yīng)，Dη20范圍內(nèi)還有Ⅳ號(hào)錫銅鉛鋅礦帶。Dη20異常特征為相對的高極化，異常幅值不大，電阻率與圍巖差異不明顯；局部磁異常C9為南正北負(fù)的平緩磁異常。地質(zhì)勘探130線橫穿Ⅰ、Ⅵ號(hào)礦帶。從130線的激電測深斷面圖(圖8)可看見，巖體內(nèi)極化率背景值較低，富礦部位激電異常特征表現(xiàn)為相對的高極化。目前寶山村一帶鉆孔揭露的富鎢礦層位較淺，處于激電勘探深度范圍內(nèi)，白鎢礦與黃鐵礦、磁黃鐵礦有一定的共生關(guān)系。激電測井結(jié)果顯示，在含礦部位有相對高極化異常反映。分析認(rèn)為蝕變花崗閃長巖是引起Dη20激電異常及局部磁異常C9的主要因素。此外，通過對原始ΔT磁異常向上延拓處理發(fā)現(xiàn)，C9異常區(qū)范圍內(nèi)的ΔT上延至200 m后磁異常基本消失，說明局部磁異常C9主要是由淺部的磁性物引起；利用RGIS反演軟件對12～148號(hào)點(diǎn)段?傄cT磁異常進(jìn)行2.5維反演擬合結(jié)果顯示，40～80號(hào)點(diǎn)段的擬合磁性體位置與Ⅰ號(hào)礦帶含礦段位置基本吻合，說明磁異常的產(chǎn)生與礦體及礦化蝕變帶是有聯(lián)系的，磁異常主要是磁鐵礦化、矽卡巖化引起。巖體界面大致在92號(hào)點(diǎn)附近，界面較陡。反演擬合結(jié)果顯示在巖體接觸帶也存在一定規(guī)模的磁性體，可能與Ⅵ號(hào)礦帶相對應(yīng)，具有間接找礦指示意義。

4 結(jié)論

綜合上述平頭背礦段及寶山礦段地質(zhì)與物探成果分析認(rèn)為，綜合物探方法在社垌礦區(qū)配合地質(zhì)找礦是卓有成效的。

1)社垌礦區(qū)的重力低異常主要與隱伏巖體有關(guān)，社山巖體為其中一個(gè)出露巖株，由于規(guī)模較大且與圍巖的密度差明顯，因此在社山巖體形成重力低異常中心。平頭背一帶形成相對的重力高異常，一方面與由于該區(qū)域隱伏巖體界面較深有關(guān)，半隱伏斑巖巖枝不足以形成重力異常；二是平背頭較厚的礦化蝕變帶形成高密度巖層引起重力值的變化。巖體上侵過程中氣水熱液與圍巖發(fā)生交代蝕變，金屬元素局部聚集于巖層的中淺部，形成工業(yè)礦體。

2)社垌礦區(qū)成礦作用與巖漿活動(dòng)有直接關(guān)系，含礦熱液沿著裂隙通道運(yùn)移過程中與旁側(cè)圍巖發(fā)生交代(輝鉬礦以充填為主)作用而形成鎢鉬礦體，深部礦體與淺部礦體具同源性，在平面位置上往往有對應(yīng)性，因此確定淺部礦化蝕變帶的平面分布范圍具有間接指導(dǎo)深部找礦的作用。

3)宏觀上，社垌礦區(qū)已知礦帶上的激電異常特征：中高電阻率、中高極化率異常，在平面上呈帶狀分布。鎢鉬礦體以細(xì)脈狀產(chǎn)出為主，與角巖化、矽卡巖化、硅化蝕變關(guān)系非常密切，賦礦圍巖以矽卡巖、石英巖、細(xì)砂巖為主，相比普通圍巖極化效應(yīng)略強(qiáng)一些，但不具有低阻特性。激電測量側(cè)重于淺部蝕變帶的劃分，配合地質(zhì)及化探成果解決淺部找礦靶區(qū)的圈定，對礦脈走向延伸的追索是有效的。

在成礦條件較好的區(qū)域及外圍的找礦，尋找深部礦、隱伏礦，通過開展區(qū)域重力調(diào)查，圈定出隱伏、半隱伏巖體的空間展布特征及起伏形態(tài)；結(jié)合電、磁異常，初步查明測區(qū)異常的展布規(guī)律，結(jié)合區(qū)內(nèi)地質(zhì)、物、化、遙等綜合信息開展綜合評價(jià)；據(jù)礦點(diǎn)內(nèi)鎢、鉬多金屬礦控礦地質(zhì)條件和含礦構(gòu)造帶、礦化有利地段，優(yōu)選成礦研究靶區(qū)據(jù)有重要意義。