对郭家沟分形铜异常的多方法验证

张 双 奎

(山西省地球物理化学勘查院，山西 运城 044004)

对郭家沟分形铜异常的多方法验证

张 双 奎

(山西省地球物理化学勘查院，山西 运城 044004)

结合大中条地区1∶20万水系沉积物地球化学测量数据进行弱信息提取(多重分形法)，利用物探航磁异常圈定郭家沟找矿靶区，并在郭家沟工区布置地质物化探剖面进行验证，进而有效指导后续的找矿工作。

多重分形法，化探，物探，验证

中条山是中国重要的铜多金属成矿带，拥有著名的晚太古代“变斑岩型”铜矿峪大型铜矿床和元古代“层控型”胡家峪—篦子沟铜矿床[1]。自20世纪50年代末期见矿以来，作为我国主要铜矿产地之一，为我国的铜矿事业做出了巨大贡献[2]。当前，中条山已探明的铜矿资源将近采完，没有发现新的中大型铜矿床，中条山矿区面临资源危机。因此，我院开展“山西省大中条地区区域资料二次处理与成矿预测研究”，意在应用新的技术手段对以往资料进行处理和分析，结合已知矿床的分布规律和成矿规律，发现新的经济矿床。

1 郭家沟地质及化探异常特征

在化探数据多重分形方法和航磁异常的筛选下，优选了多个找矿靶区，选择闻喜县郭家沟工区做验证，用来验证多重分形方法的可靠性，郭家沟工区处于上玉坡短轴背斜北西侧边缘，主要出露的岩性有涑水群中的斜长片麻岩、斜长角闪岩、花岗质片麻岩、辉长岩、钾长片麻岩、二长片麻岩、磁铁石英岩和绛县群中的云母片岩等，另外伴随一些伟晶岩脉侵入。为了验证20万分形异常，在郭家沟工区布置了3.48 km地质物化探综合剖面进行验证，地质和物探观测点距20 m,化探采样点距40 m。

在20万铜地球化学图(累频)上，郭家沟工区位于垣曲强铜异常的边缘，郭家沟地区异常较弱，按常规的找矿方法，该地区不会被划为异常区；但在20万铜分形图(S—A法)上(见图1)，郭家沟地区有较好的铜异常。

2 野外踏勘及发现

斜长片麻岩、钾长片麻岩、花岗质片麻岩是剖面中出露最多的岩性，整体地层向南东倾，发育粒状变晶结构，片麻状构造，粒度以中粒～粗粒为主；由于蚀变影响在野外钾长片麻岩和花岗片麻岩出露范围均多于斜长片麻岩。基性岩脉主要出露在剖面中部560点～610点之间，岩性以斜长角闪岩、辉长岩、角闪石岩、变闪长岩等为主，斜长角闪岩发育粒状变晶结构，块状构造、片麻状构造，细中粒～中粗粒，呈脉状侵入片麻岩中(见图2)，在基性侵入岩接触带或附近片麻岩大多数发生钾化蚀变；辉长岩呈灰黑色，自形粒状结构，块状构造，辉石颗粒在0.5 mm～3 mm之间，宽度将近300 m，发育在开山公路584点附近；角闪石岩发育自形粒状结构，新鲜面角闪石颗粒呈绿色调，长柱状，在角闪石岩中发育着铜矿化，本次剖面测量过程中在67层、68层中的角闪石岩中发现了孔雀石、磁铁矿以及蓝铜矿等矿化，角闪石岩受变质程度较弱，宽度在100 m～200 m之间；变闪长岩基本沿片麻理方向侵入，最易受风化呈碎末状，较难采集标本，岩石呈灰白色，中粗粒结构，片麻状构造，主要组成矿物是斜长石(65%)、角闪石(25%)和云母(10%)。云母片岩为主要出露在剖面末端，发育片状构造，不整合于涑水群之上。剖面上蚀变最多的为钾化，根据野外观察可判断其成因与基性岩侵入关系密切，从基性岩到斜长片麻岩，钾化逐渐减弱。除钾化外，硅化、绿帘石化、绿泥石化等等蚀变亦发育，同时还有极少数的绢英岩化。矿化主要以磁铁矿化、铜矿化、褐铁矿化、黄铁矿化为主。磁铁矿化比较普遍，在野外从斜长片麻岩、斜长角闪岩中经常能用磁笔吸出小颗粒磁铁矿；铜矿化主要以孔雀石和蓝铜矿为主(见图3)，产在角闪石岩中；褐铁矿化一般产在断裂带附近，呈土黄色；黄铁矿化一般以稀疏浸染状为主。

3 物化探方法的综合验证

化探采样主要采集岩石样，对于没有基岩出露地区采取土壤样，化探样品分析Cu，Ni，Co，Ag，Pb和Zn共6个元素。

Cu元素在550和564两个点上是高值，含量在100 ppm以上，对应的地质体分别为斜长角闪岩和角闪石岩，其中角闪石岩中的Cu含量较踏勘时拣块样分析的要低很多，为基性岩脉的不同位置Cu含量差异而致。Co元素整体含量在30 ppm以下，个别点含量在20 ppm～30 ppm之间，其高值与Ni，Cu吻合比较多，高值区对应基性侵入岩、斜长角闪岩或钾化斜长片麻岩。Ni元素整体比较低，含量在66 ppm以下，且其起伏规律也与基性岩产出位置不是很吻合。Pb，Zn，Ag含量分别在20 ppm，200 ppm和0.25 ppb之内变化，整体不存在异常高值，说明本区中低温热液活动较少，Pb，Zn，Ag金属热液成矿元素富集不明显(见图4)。

高精度磁法测量曲线上共发育两处连续的磁异常，分布在535点～565点之间和655点～680点之间(见图5)。535点～565点磁异常处对应的岩性野外定名为黄铁矿化中粒闪长岩、钾长片麻岩等，闪长岩岩石发育斑状结构，块状构造，手标本上发育一定的黄铁矿化，后经室内仔细观察定名为辉长岩，该岩脉出露宽度不到50 m，与磁异常的高值(500 nT)位置较吻合；钾长片麻岩中磁异常在200 nT～300 nT之间变化。在基性岩连续出露的区域磁法没明显异常。

郭家沟重力异常曲线变化特别大，呈上下“跳跃状”分布，整体分布在-18 mG～-9 mG之间。已知矿化点564点～570点位之间为高重异常，该高重异常延续到585点，对应地质体为角闪石岩；594点～600点之间也存在着一高重异常，该异常对应地质体为角闪石岩，在野外该段略有黄土覆盖，基岩出露较少，因此未发现有意义的矿化露头；610点～625点也存在一个较连续的高重异常，该异常对应的地质体主要为钾长片麻岩，中间穿插着斜长角闪岩和辉绿岩等岩脉。剖面650以后岩性比较稳定，主要为云母片岩，因此重力异常曲线比较平稳。

AMT共进行了1.5 km反演和3 km反演。在1.5 km反演图中可以观察到从560点位置开始到600点，在标高800 m～900 m的位置发育一低阻体，该低阻体呈椭球状水平展布，除此之外在581点～600 点位置从800 m标高往下延伸发育一宽度约200 m的竖直低阻带，该低阻带在800 m标高处，向左右两侧延伸，其中左侧延伸较远，包含上述椭球状低阻体，右侧延伸至地表；在低阻带的竖直部分也存在着3个封闭的小低阻体。目前认为该低速带为含硫化物的基性岩浆上侵通道，椭球状低阻体可能为Cu—Ni硫化物矿体。另外在630点～644点之间的850 m标高处，同样也存在一个小椭球状低阻体，该椭球状低阻体呈封闭状分布在高阻体中间。

在3 km反演图中，581点～600点的低阻体消失，转化为上述竖直低阻带的一部分，该竖直低阻带在700 m标高位置向两侧延伸，630点～644点的小低阻体亦消失。

从AMT解译图中，低阻体出现的位置与基性岩的侵位位置基本吻合，竖直的低阻带可能是基性岩岩浆的侵位通道，由于含有硫化物，因此显示低阻；在800 m标高位置出现的呈水平展布的椭球状低阻体，可能是Cu—Ni硫化物熔浆在流出岩浆通道后，由于空间位置变大，使其含矿熔浆减速而导致硫化物的沉积形成低阻体。因此建议对该低阻体应进行更加细致的研究。

4 结果与讨论

1)在化探剖面图上，564点～570点的Cu和Co异常与发现矿体吻合，有效的验证多重分形方法的可靠性和可应用性。

2)在AMT图上，在辉长岩侵入位置的800 m标高的位置存在一个长200 m的呈水平方向展布的椭球状低阻体，并且还存在一个竖直的低阻带，推测该低阻带为含硫化物基性岩浆的侵位通道，上述椭球状低阻体为硫化物矿体，具有很好的找矿前景。

郭家沟剖面在多重分形技术和航磁异常指导下而设置，在本次实测剖面基本控制了基性岩的侵位位置、宽度及其走向，并在辉长岩岩体上发现了Cu矿化，说明本区存在着由基性岩、超基性岩岩体形成的岩浆矿床。

[1] 赵 斌.中条山涑水杂岩的同位素年代学研究及其地质意义[J].地质科学与环境学报，2012(5)：96-98.

[2] 张东红.中条山主要铜矿床的地质特征及找矿方向[J].太原理工大学学报，2003(13)：27-29.

On calculation with various methods for fractal copper anomaly at Guojiagou area

Zhang Shuangkui

(ShanxiGeophysicalGeochemicalandExplorationInstitute,Yuncheng044004,China)

The paper undertakes the weak information extraction for the geophysical and geochemical measurement data of sediment of 1∶200 000 stream at Zhongtiao area, adopts the geophysical prospecting aeromagnetic anomaly to identify the prospecting targets at Guojiagou area, proves the geological exploratory profile of the area, so as to have the effective instruction for following construction.

multifractal method, chemical prospecting, geophysical prospecting, proving

2015-02-06

张双奎(1987- )，男，助理工程师

1009-6825(2015)11-0086-02

P642

A