宁芜地区地质—地球物理综合探矿模型

董军林1,2 , 董平1，冯润海1 （1.南京大学地球科学与工程学院，南京 210093；2.江苏省有色金属华东地质勘查局，南京 210007）

宁芜地区地质—地球物理综合探矿模型

董军林1,2 , 董平1，冯润海1 （1.南京大学地球科学与工程学院，南京 210093；2.江苏省有色金属华东地质勘查局，南京 210007）

本文在从事多年综合物探方法找矿的基础上，结合宁芜地区地质矿产及其地球化学特征，总结出了一套地质——地球物理综合探矿模型：用高精度磁测查明断裂构造，圈定矿体和矿化体异常带，利用电法对成矿有利地段的地球化学异常开展激发极化法异常查证，配合电测深和电磁测深法查明异常体的地下展布，合理布置钻探工作。利用该探矿模型在尖山～荞麦山勘查区取得了较好的找矿效果，对宁芜地区寻找多金属矿有较好的指导意义。

综合物探；地质——地球物理模型；宁芜；多金属矿

1 引言

近年来，随着我国经济的迅速发展，多金属矿产的需求量越来越大，勘查重点逐步转移到攻深找盲方向，因此，地质找矿的难度也不断加大。作为深部找矿的重要手段，综合物探方法发挥着越来越重要的作用。通过地表铜金矿化脉中矿物组合和围岩蚀变以及火山岩、次火山岩的关系特征分析，认为尖山～荞麦山勘查区矿床成因是火山后期以中温（为主）-低温热气热液流体脉动形成矿脉或矿化脉［1］。如何科学合理地选用有效的地质勘查方法，找到异常并区分矿与非矿异常，由点到面建立地质——地球物理探矿模式，成为在该区域探矿突破的关键因素。

2 工区成矿地质背景

2.1 地层

尖山～荞麦山勘查区所见地层可分上、下两个构造层。下构造层为三叠系至侏罗系的陆源碎屑沉积；上构造层为侏罗系陆相碎屑沉积和陆相火山碎屑沉积。根据地表出露及钻孔资料，由老到新分述如下：

2.1.1 上三叠统黄马青组（T3h）：上部紫红色泥质粉砂质、细砂岩，本区厚度约为673-728m；顶部为青灰、灰白泥质粉砂岩、细砂岩，页岩，厚5-10m。出露在荞麦山东南坡。

2.1.2 中、下侏罗统象山群（J1-2xn）：

象山群下段（J1-2xn1），灰白色粗-细粒石英砂岩，泥质粉砂岩，底部有5.8m厚的底砾岩。地层倾向北西，倾角15°～40°，与下伏地层为假整合接触。分布于荞麦山。

象山群上段（J1-2xn2），灰白色中、细粒长石石英砂岩，粉砂岩夹泥岩，含砾岩粗砂岩。分布于荞麦山，西坳村等地。

2.1.3 上侏罗系统龙王山组（J3l）：浅灰色、灰紫色角砾熔岩，局部夹凝灰岩，集块角砾岩，与下伏地层为不整合接触。主要分布于鲶鱼山。

2.1.4 上侏罗系统云台山组（J3y）：紫灰色层凝灰岩、凝灰质粉砂岩，层凝灰角砾岩夹凝灰质砂岩、泥质粉砂岩，粉砂页岩，在本区厚度约5-10m，与下伏地层为不整合接触。主要分布于鲶鱼山。

2.1.5 上侏罗系统大王山组（J3d）：浅灰色、灰褐色角砾熔岩，局部夹角砾凝灰岩，层凝灰岩，与下伏地层为不整合接触。主要分布于尖山。

2.1.6 第四系（Q）：灰、灰黄色，冲、坡积物，主要为砂质粘土。

2.2 构造

2.2.1 褶皱

褶皱以荞麦山背斜为主，本区为背斜西侧，表现为一北西西向倾斜的单斜层，背斜核部为黄马青组成，翼部由象山群组成。

2.2.2 断裂

NW向的凹山－小丹阳和NNE向大平山－尖山两条基底断裂从本区通过。另有三条北西向次级断裂（F2、F3、F4），一条近东西向次级断裂（F1）。见图1所示。

图1 工作区地质图Figure 1 The geological map of the working area

2.3 侵入岩

矿区地表出露的侵入岩主要为浅成、超浅成的侵入岩，有辉石安山玢岩、角闪石闪长玢岩、流纹斑岩。

辉石安山玢岩主要分布于矿区西北的宝塔山，岩石蚀变较强烈，主要为高岭土化，次为绿帘石化、碳酸盐化。

角闪闪长玢岩主要分布于矿区南侧的南山，呈哑铃状，该岩体侵入于荞麦山背斜轴部黄马青组地层中。

流纹斑岩呈岩脉产出，分布于尖山南坡，断续出露，该岩体的侵入对地层中的成矿元素的活化和富集具有重要意义。

2.4 围岩蚀变及矿化

围岩蚀变有硅化、高岭土化、绿泥石化、碳酸盐化、绿帘石化、绢云母化、重晶石化等。蚀变组合及分布形态对成矿有比较密切的关联，对找矿起有标志作用。

矿化主要有褐铁矿、镜铁矿（赤铁矿）矿化、黄铁矿化。褐铁矿镜铁矿（赤铁矿）多为复脉—网脉状出现，常与硅化、铜矿化呈组合出现。镜铁矿多在浅部出现。在其深部则有铜矿物出现，为铜金的找矿标志蚀变，在宁芜北段地区普遍存在［1］。

3 工区地球物理特征

本工区开展了物性标本的采集工作，测定了主要岩矿石的磁性参数和电性参数，测定结果见表1和表2。

表1 岩矿石磁性参数统计表Table 1 The statistic chart of the magnetic parameters of the rock samples

表2 岩矿石电性参数统计表Table 2 The statistic chart of the electrical parameters of the rock samples

从表1、表2可以看出物性特征分布为：角闪闪长玢岩具有高磁低阻中极化；石英砂岩具有弱磁高阻弱极化；角砾熔岩具有中磁高阻弱极化；泥质砂岩具有低磁低阻高极化。物性参数的差异为开展综合物探方法找矿提供了必要的地球物理前提条件［6，7］。

4 地质——地球物理探矿模型

依据本区内已有的工作成果，以及已揭露的矿化带所对应的各类地质、地球物理分布特征，本人通过多年在该地区的找矿实践，建立该矿区以黄铜矿为主的热液型多金属矿产综合地质——地球物理探矿模型如下：

① 首先进行矿区的地质填图和土壤地球化学测量工作［10-12］，寻找靶区；

② 布置高精度磁法测量查明该区第四系覆盖层下的隐伏岩体及其构造分布；［2-5，8］

③ 根据地球化学异常和高精度磁异常，结合构造、矿化的分布情况，圈定隐伏矿体的可能赋存部位；

④ 以查证异常为目的，在圈定地段进行可控源音频大地电磁测深（CSAMT）剖面工作，寻找有利于成矿的隐伏接触带构造；

⑤ 通过异常中心布置若干激电测深剖面，进一步勘查隐伏接触带中是否存在矿体；

⑥ 结合地质化探资料，综合分析磁电异常，预测深部矿化富集地段，确定钻探位置，利用钻探验证预测结果，揭露并控制深部矿体。

5 综合找矿模型在工作区的应用效果

工作区内HⅠ号异常是本次土壤地球化学扫面工作发现的最主要异常，是以Cu为主的Cu-Mo-Bi-Ag多元素组合异常，如图2所示。通过1：5000高精度磁测结果表明，HⅠ号地球化学异常正好位于WⅢ号磁异常圈定的区域，通过对异常剖面进行视深度滤波处理和2D磁源深度计算［9］，WⅢ号磁异常地下磁性体分布深度在100—200m。磁异常平面图如图3所示。

图2 化探平面图F i g u r e 2 T h e g e o c h e m i c a l exploration map

图3 磁力(ΔZ)化极剩余异常平面图Figure 3 The residual aeromagnetic anomaly map of RTP

按照上述探矿模型，进行了可控源音频大地电磁测深工作（8号线，位置见图3），点距为40m，电偶极子AB为1.1Km，电流=5A～18A。其卡尼亚视电阻率断面图如图4所示。

图4 可控源卡尼亚电阻率拟断面图Figure 4 The simulated profile of the Cagniard Resistivity

图5 激电测深视电阻率及视极化率等值线拟断面图Figure 5 The simulated contoured profile of the apparent resistivity and the apparent polarizability by IP sounding method

在图4中，有两处异常应加以重视。异常A：在15号测点处存在一低阻带，电阻率平均为200Ω·m，倾向南东，倾角约85度，延伸深度约700m。异常B：在27～29点之间，-50m～-200m深度，视电阻率图显示为低阻，该位置正处于WⅢ号磁异常中心。

为了进一步查证，沿8号线进行了激电测深工作，采用对称四极装置，点距为40m，最小 AB/2 为3m，最大 AB/2为 1500m。等值线断面图如图5所示。

由图5可见，8线11~15号点附近有明显向下的延伸低阻带，对应可控源卡尼亚视电阻率图（图4）在8线15号点附近亦有向下延伸的低阻带存在（异常A）。根据已有地质资料显示，该点位于断层F1附近，且在象山群、黄马青组及角闪闪长玢岩的岩性分界面附近，推测该电性异常为断裂构造带的反映。

8线25~31号点之间，-75m~-250m深度范围，显示相对的低阻高极化，对应可控源卡尼亚视电阻率图显示为低阻（异常B）。结合1：5000地质填图资料，推断该异常为黄马青组砂岩及角闪闪长玢岩岩体在底部不整合接触，其接触带可能破碎充水或者矿化蚀变引起。

荞麦山位于基底断裂交汇处及背斜的倾伏端，构造条件良好，根据宁芜地区成矿规律，闪长玢岩与黄马青地层接触破碎带成矿潜力大。

在综合找矿模型的指导下，基于上述综合解释成果，在8线28号点位布置钻孔（ZK0901）。钻探揭露多层黄铜矿（化）体，矿化带中黄铜矿主要以星点状分布于镜铁矿或碳酸盐细脉中，1m内含数条至数十条含铜细脉不等：11.15-12.15m，Cu品位 0.78%，；128.55-129.82m，Cu品 位0.49%；290.86～302.86m，见3层细脉型黄铜矿化带，Cu品位为0.97%～0.35%，部分含矿岩芯样见图6。

图6 含矿岩芯局部特写图Figure 6 The close-up map of the ore-bearing core sample

6 结论

6.1 通过多年的找矿实践，将建立的适合本区的地质——地球物理综合探矿模型用于异常的查证之中，并经过了后期的钻探验证，从而证实了所建综合探矿模型的有效性。该模型不仅对本区深入找矿工作具有重要意义，而且对宁芜地区相近成矿条件开展深部找矿工作具有指导意义。

6.2 地质找矿中物探方法很多，但不是每种方法对解决实际问题都有效，根据工区地质构造和主要岩（矿）石的物性参数，建立适合本区的地质——地球物理综合探矿模型，是提高找矿效果的重要途径。

1 丁金海，侯绍良. 江苏省小丹阳尖山地区普查报告，华东有色地勘局807队，1989

2 张胜业，潘玉玲. 应用地球物理学，武汉：中国地质大学出版社，2005.

3 李大心. 地球物理方法综合应用与解释，武汉：中国地质大学出版社，2005.

4 Robert Desbrandes,Encyclopedia of well logging,Gulf Publishing Company,Paris,1985.

5 James K.Hallenburs,Geophysical logging for mineral and engineering applications.Pennwell Publishing Campany,Tulsa.Oklahome,U. S.,1985.

6 辛福成，辛良，黄福学. 综合物探方法在多金属矿产勘查中的应用，地质与资源，2007.6.130-133

7 何俊美. 综合物探方法在金属矿评价中成功用用实例，西部探矿工程，2006年增刊.230-232

8 闭遗山，张小路，罗润林. 高精度磁法和大功率激点在金矿探测中的应用，工程地球物理学报，2011.8（6）.744-749

9 地面磁测资料解释推断手册编写组.地面磁测资料解释推断手册,北京，地质出版社，1979.

10 刘崇民，马生明，胡树起. 金属矿床原生晕勘查指标，物探与化探，2010，34（6）.765-771

11 李惠，张国义，王支农.构造叠加晕法在预测金矿区深部盲矿中的应用效果，物探与化探，2003，27（6）.438-440

12王启，蒋永建，于海波.浙西南南弄铅锌多金属矿床原生晕特征与隐伏矿预测，物探与化探，2011，35（2）.170-175

The geological - geophysical comprehensive exploration guiding model in Nanjing -Wuhu region

Dong Junlin，Dong Ping，Feng Runhai
（Nanjing University，Nanjing 210093，China）

Based on years of integrated geophysical exploration, we sum up a set of geological -geophysical exploration guiding model integrated with the geological, mineral and geochemical characteristics in Nanjing-Wuhu area. It will use the highprecision magnetic method to identify faults， delineate ore bodies and divide anomalous zone of mineralized bodies. Also it will apply the electrical method―induced polarization, to the verification of geochemical anomalies in the favorable area of mineralization, in conjunction with the electrical and electromagnetic sounding method to check the distribution of the underground anomalous body so as to arrange a reasonable drilling schedule. With the application of this guiding model in the Jian ~ Qiaomai area, we have achieved a good result, hence, it can provide a relative reliable role to prospect the polymetallic deposits inNanjing-Wuhu region.

Integrated Geophysical method；Geological - Geophysical Model；Nanjing-Wuhu Region；Polymetallic Deposits

董军林（1971-），男，高级工程师，从事地球物理勘探多年。