砀山县周寨地区地球物理场特征及盐矿找矿前景分析

陈社教，汪青松，程治民，郭信（安徽省勘查技术院，安徽合肥 230031）

砀山县周寨地区地球物理场特征及盐矿找矿前景分析

陈社教，汪青松，程治民，郭信
（安徽省勘查技术院，安徽合肥 230031）

根据研究区区域地质背景，对砀山县黄口地区重力场、航磁场及电法异常特征进行了深入研究，分析了区内水化学特征，依据其附近钻井勘探成果及成矿地质条件，并综合邻区盐类矿产分布特征，认为砀山县黄口坳陷周寨凹陷盐类矿产的成矿地质条件优越，具有良好的找矿前景。

地球物理场；盐类矿产；异常特征；找矿前景

0　引言

砀山县周寨凹陷位于安徽省砀山县玄庙镇—周寨镇—葛集镇一带，东南与萧县相邻，西南与河南省夏邑和永城县接壤，北与江苏省丰县及山东单县交界。研究区距离东北部的丰县师寨镇史小桥盐矿仅21km，而周寨凹陷与史小桥盐矿同处于丰沛凸起南北侧凹陷内，构造位置及其相似，因此黄口坳陷周寨凹陷具有盐类矿产的勘探前景。本文对周寨地区的区域重力场、航磁场及电法等地球物理场深入分析的基础上，结合区内水化学分析结果和成矿地质条件，深入探讨了本区盐类矿产的找矿前景。

研究区为厚覆盖区，开展地质工作难度大，20世纪70、80年代仅进行过一些区域性地质工作。物探工作也多以区域性重力和磁力测量为主。研究区周边进行过一些以找煤为主的电法工作和少量的钻井工作。

1　区域地质背景

研究区所属地层区划，属华北地层区鲁西地层分区徐州——宿县地层小区。区域上地层除上奥陶统至下石炭统缺失外，从太古界至第四系均有发育。出露地层仅为青白口系至奥陶系中统和石炭系中、上统，二叠系下统下石盒子组。位于华北地台南缘，地层结构与华北地台其它地区相似。由新至老依次为第四系、古近、新近系、二叠系、石炭系、奥陶系及其以下地层，中间缺失奥陶系上统、志留系、泥盆系和石炭系下统。第四系、古近、新近系为黏土、砂土、夹砾石层等组成，厚度由南往北逐渐加大，变化从300～2700m；二叠系以砂岩、页岩、粉砂岩及煤层组成，总厚度可达900m左右；石炭系以薄层灰岩为主，厚度为100～150m；奥陶系以致密块状灰岩组成，厚度大都在500m以上。本区为黄淮冲积平原分布区，地表已被新近纪地层所覆盖，没有基岩露头。

研究区位于华北地台南缘，一级构造单元为华北陆块（Ⅰ），二级构造单元为徐淮地块（Ⅰ1），三级构造单元为淮北断褶带（Ⅰ11）。结晶基底为下元古代和太古代的变质岩系，内部褶皱构造复杂。古生界也普遍发生褶皱变形。中、新生界以断裂构造变形为主。区域构造线方向近东西-北西西向，东西向重要断裂构造有丁楼断裂、符离集断裂，北北东向重要断裂构造有西阳集、花沟断裂等。黄口坳陷为淮北断褶带内的次一级构造单元，坳陷内主要由古近系组成，周寨凹陷为其次级构造单元，北与丰沛凸起相邻，南与回龙集斜坡带相接。区内岩浆岩不甚发育。新生代未见岩浆岩。

2　区域地球物理场特征

2.1区域重力场

由研究区及周边布格重力异常图1可见，研究区位于玄庙镇—

图1　研究区及周边布格重力异常图Fig.1 Bouguer gravity anomaly map for the study area and the neighborhood

由测区及周边剩余重力异常图2可见，在去除区域场后，周寨重力低表现更为醒目，总体为轴向近东西向的椭圆状，异常中心位于周寨附近，-10×10-5m/s2等值线形成

由区域航磁异常图3可见，研究区位于玄庙镇—周寨镇一带的航磁负异常区，航磁异常呈轴向东西向展布、东大西小的葫芦状，幅值约为-35nT,该负磁异常反映了周寨凹陷结晶基底埋藏深、无磁性沉积地层厚度大的特征，其北为东西向圈闭，圈闭的面积约为160km2,负重力异常的幅度达到了-5×10-5m/ s2，根据黄1井的勘探成果，推算周寨凹陷沉积中心新生界古近系底界面深度应该在2400~2600m之间。剩余重力异常大致反应了周寨凹陷中新生界地层的展布特征，周寨附近为中新生界沉积中心，地层厚度达2500m左右，向北丰沛凸起，中新生界厚度不足1000m，向东梁寨镇一带为周寨凹陷与敬安一四户凹陷的鞍部低凸起，地层为新生界大汶口组、官庄组，厚度推测在1500m左右，向西玄庙镇一带为周寨凹陷与虞城凹陷的鞍部低凸起，中新生界厚度推测在1800m左右。

由图1、图2可见，周寨凹陷与师寨镇史小桥盐矿所在的常店─鹿楼凹陷以华山低凸起相隔，二者沉积地层同为新生界大汶口组、官庄组。

图2　研究区及周边剩余重力异常图Fig.1 Residual gravity anomaly map for the study area and the neighborhood

2.2磁场展布的高磁异常带，该带仅分布于丰沛凸起西部的终兴镇一带，而丰沛凸起东部丰县—华山镇─沛县一带则为平静的低磁异常区，此种现象反映了反应了丰沛凸起东西基底岩性差异较大的特征，西部的终兴镇一带的的高磁异常带为弱磁性太古界地层隆起及中等磁性的石英闪长岩体的共同引起，而东部丰县—华山镇─沛县一带平静的低磁异常区，则反应了引起丰沛凸起东段重力高、磁力低的因素为凸起由高密度、无磁性的古生界所引起。测区南侧分布范围较大的正磁异常，反映了结晶基底隆起的高磁背景上发育了弱磁性的中酸性岩体，测区西侧分布诸多的正磁异常，反映了中弱磁性的中酸性岩体较为发育，这些局部正磁异常具有找铁矿资源的潜力。测区东侧为平静的磁场区，反应了黄口坳陷无磁性的新生界大汶口组和官庄组沉积厚度大、结晶基底埋藏深的特征。

图3　研究区及周边航磁异常图Fig.3 Airborne magnetic anomalies map in the study area and the neighborhood

2.3电法异常

根据1979年安徽省煤田地质物探测量队《安徽省砀山地区电法勘探报告》，研究区及周边电测深视电阻率等值线图见下图4所示，总体反应了研究区的视电阻率的分布特征。周寨凹陷反映出较开阔的低阻区，等值线稀疏且成东西向变化，通过对研究区8条南北向电测深剖面的解释，基本查清了地层的结构特征，个别地段形成低阻等值线闭合。研究区内以南曹庄─砀山─唐寨一带为回龙集单斜构造，反应为高阻异常区。

电测深曲线反映低阻层厚度大，推断解释新生界厚度为600～2600m，高阻电性标志层（约相当于石炭、奥陶系灰岩）埋藏很深，一般为1200～3500m，有些地段超过3500m，凹陷沉积中心在周寨-玄帝庙一带。在官庄─玄庙─周寨一带存在一个低阻异常区，视电阻率的极小值在4Ω·m以下，出现如此低的视电阻率，推测地下可能存在低阻矿床，或因地层中含盐矿化度较高的卤水所致。

图4　研究区及周边电测深视电阻率等值线平面图（AB/2=3250m）Fig.4 Electrical sounding apparent resistivity isoline plane （AB/2=3250m） for the study area and the neighborhood

3　水化学特征

根据1964年安徽省地质局323地质队编制的砀山幅水化学图，在黄口坳陷周寨凹陷内地表水的矿化度普遍偏高，大部分地区地下水的矿化度为1～3g/L，矿物以氯化物为主，在马良集和西大门等处矿化度达3g/L以上。可能指示地下存在盐类可溶性水向上运移，致使地表水矿化度升高。

4　钻井资料

研究区内无钻孔资料，在测区南部的回龙集单斜构造上开展找煤勘探的浅钻，其东部如黄910井、黄31井和朱庄74-2、74-4孔等浅孔。根据1980地矿部华北石油局第四物探大队在测区西部夏邑凹陷为找油完成的黄1井，该井位于刘集东约3.7km，钻穿新近系，古近系的底界深度为3400m。根据以上钻孔资料，初步推测周寨凹陷沉积中心古近系底界深度约为2500m左右，这与电测深推断的2600m的深度相一致。推测盐类矿产所在大汶口组、官庄组厚度约在800~1500m左右。

5　找矿前景

根据区域地质资料，黄口坳陷内大汶口组、官庄组沉积厚度大，钻孔分层结果表明，本区古近系可与山东泰安地区对比，分为官庄组和大汶口组。官庄组岩性主要为肉红色砂岩、砾岩、粉砂岩及砾石，不整合于二叠系山西组之上，厚度大于323m。大汶口组岩性主要为红褐、灰绿色泥岩、浅灰色条带状砂质页岩，夹7层以上薄层软石膏，厚度大于353m。由黄口坳陷古近系大汶口组的岩性特征可见，盆地发育有盐湖相沉积物，在凹陷沉积中心，大汶口组的厚度会更大。

根据有关资料，山东省汶上县大汶口盆地为70年代发现的中型盐类矿床，主要是石膏矿和钾盐矿，含矿层位是古近系大汶口组，矿床埋深约1000m左右。前述的丰县师寨镇史小桥盐矿的含矿层位是古近系大汶口组，矿床埋深约800~1500m左右。

因此，周寨凹陷具备盐类矿产的成矿地质条件，大汶口组为本区找盐类矿床的有利层位，凹陷中心该套地层厚度大，为盐类矿床的有利部位。

6　结论

周寨凹陷为盐类矿产的找矿有利区，重力和电测深资料推断沉积中心深度约为2500m，且发育盐湖相沉积的大汶口组，电测深资料反映在800~1500m深度存在低阻体，推测可能为低阻的盐类矿床所引起。在黄口坳陷北侧的常店─鹿楼凹陷中已发现丰县师寨镇史小桥盐矿，其已探明盐矿面积达64km2，2007年底，累计查明资源储量NaCl 37882.4×104t，保有储量5512.1×104t、基础储量NaCl 21990.3×104t及资源量NaCl 15555×104t，预测资源量25×108t。可以推断，周寨凹陷内盐类矿产具有很好的资源潜力，在研究区部署必要的勘探工作，能够实现找矿重大突破。

[1]安徽省地质矿产局区调队.砀山幅、宿县幅、灵璧幅区域地质调查报告[R].1977.

[2]安徽省地质矿产局物探队综合研究分队.安徽省区域岩石密度磁性参数测定与研究[R].1986.

[3]安徽省地质矿产局地质环境监测总站.砀山县1/10万区域水文地质调查报告[R].1997.

[4]安徽省煤田地质局物探测量队.安徽省砀山地区电法勘探报告[R].1979.

[5]张凯，汪青松，金世恒，等. 中盐东兴盐矿塌陷区及其外围高密度电法及浅层地震勘查报告[R].安徽省勘查技术院. 2006.

[6]徐州市国土资源局《.徐州市矿产资源总体规划（2008—2015年）》[EB/OL].(2010-9-17)[2015-6-11] http://www.xzgtzy.gov.cn/sitecn/ display.aspx?id=41156&pid=801_956 _0_0_0.

feAtureS of GeoPhySiCAl field And AnAlySiS of SAlt exPlorAtion ProSPeCt in the zhouzAizhAi AreA, dAnGShAn County

Chen She-jiao, WAnG Qing-song,ChenG zhi-min,Guo xing
( Institute of Exploration Technology of Anhui Province, Hefei, Anhui 230031,China)

Based on regional geological setting in the study area, this paper made an in-depth study of features of gravity field, airborne magnetic field and electrical method anomalies, analyzed features of water chemistry in the area, based on the neighboring drilling exploration results and metallogenic geological conditions, considering distribution features of salt resources in the neighborhood, concluded that geological conditions are superior and exploration prospect is good for salt deposit formation in the Zhouzhai sag, Huangkou depression, Dangshan County.

geophysical field; salt resources; anomaly features; exploration prospect

P619.211

A

1005－6157（2016）01－032－4

2015-06-11

陈社教（1963-），男，陕西周至人，高级工程师，主要从事重磁勘探数据处理及解释工作。周寨镇—西南门镇—宋楼镇一带，布格重力异常等值线基本呈东西向展布，反映出轴向呈东西向展布的负重力异常的轮廓，异常形态为长方形，异常中心位于周寨镇附近，玄庙镇附近为重力异常的鞍部低凸起，该重力负异常即为黄口坳陷的次级构造周寨凹陷的重力场效应，重力异常的中心也就是周寨凹陷的新生界沉积中心。其北侧终兴镇—丰县—沛县一带为重力高值带，为以太古界地层为主的丰沛凸起的重力效应，周寨重力低和丰沛重力高之间为密集的重力异常梯级带，它是丁楼断裂的重力效应。周寨凹陷南侧为砀山县—黄口镇—大屯镇—夏邑县一带为宽大的重力异常高值区，周寨重力低与南侧重力高之间为重力异常等值线呈东西向平行展布的宽缓梯级带，为基底由北而南逐步抬升的回龙集斜坡带的重力效应。周寨重力低东侧的敬安镇重力低值区则为黄口坳陷内敬安凹陷的重力效应。周寨重力低西侧为张集镇─虞城县─高韦庄镇一带的重力低为夏邑坳陷虞城凹陷的重力效应，反应了虞城凹陷沉积了巨厚的低密度中新生界地层，如张集西南的黄1井钻至3400m，仍未穿透新生界古近系。