综合找矿方法在宁芜北火山岩覆盖区的应用——以南门头工区为例*

张　景，陈国光，曾　勇，鲁胜梅，湛　龙，王俊涛

(1 中国地质调查局南京地质调查中心， 南京 210016)　(2 安徽省地质调查院， 合肥 230001)



综合找矿方法在宁芜北火山岩覆盖区的应用——以南门头工区为例*

张景1，陈国光1，曾勇1，鲁胜梅1，湛龙1，王俊涛2

(1 中国地质调查局南京地质调查中心， 南京 210016)(2 安徽省地质调查院， 合肥 230001)

以宁芜北火山岩覆盖区南门头工区为例，利用地质、物探等综合找矿方法进行深部矿勘查方法技术的探索。通过研究岩石物性特征，综合分析研究区重力、航磁异常、1:10000面积性高精度磁法测量和重力测量、电法(CR法)综合剖面测量资料，对异常进行综合分析和解释，并对成矿有利部位进行钻探验证，辅以井中物探，取得了较好的应用效果。以南门头工区勘查工作为例，总结了火山岩覆盖区勘查过程中制约找矿的干扰因素，为今后类似覆盖区开展深部找矿工作提供参考。

综合找矿；宁芜北部；覆盖区

宁芜地区是长江中下游铁铜多金属最有利的成矿区之一[1]。目前，该地区已开展大量地质调查、矿产勘查、物探、化探、遥感等地质调查工作[2-3]，工作程度较高，先后发现了梅山、吉山、凤凰山等矿床。由于受火山岩覆盖区勘查方法技术的限制，该区深部铁铜矿勘查工作尚未取得实质性进展[4-5]。宁芜北火山岩覆盖区处于宁芜盆地北缘，由于宁芜盆地下陷，早期的断裂在此处复合、加深，地质构造极其复杂，且覆盖区出露较少，深部找矿难度较大[6-7]。为了在该火山岩覆盖区实现找矿突破，近几年，项目组在宁芜北部南门头工区开展了深部铁铜矿勘查工作，使用了包括磁法、重力、电法等物探手段和钻探手段，取得了一定成果。本文梳理了综合找矿方法在宁芜北部覆盖区的找矿勘查流程(资料收集→根据航磁异常优选示范区→高精度面积性磁法测量和重力测量→结合地质，分析重磁异常，筛选重点勘查区→大比例尺高精度地磁和重力剖面、CR法或CSAMT法测量→对异常进行综合解译→优选成矿有利部位钻探验证→井中磁测→综合研究)，分析火山岩覆盖区制约找矿的干扰因素，对宁芜火山岩覆盖区深部铁铜矿勘查具有一定参考。

1　区域地质概况

南门头工区位于江苏省南京市江宁区南部，构造位置属宁芜盆地北缘。该工区基本被第四系覆盖，地表偶见姑山组(K1g)粗面岩出露，其下部地层依次为大王山组(K1d)和龙王山组(K1l)。大王山组(K1d)上段主要为火山角砾岩、凝灰质粉砂岩夹沉火山质砾岩，中段为辉石安山岩，下段为安山质角砾熔岩、角砾凝灰岩[8]；龙王山组(K1l)上段为粗安岩、粗面岩、凝灰岩等，下段为石英安山岩、凝灰岩、粉砂岩等。区内侵入体主要为正长岩、二长岩及(辉石、角闪)闪长玢岩，多侵入于大王山组(K1d)地层中(图1)。

区内存在两组断裂，分别为横切火山岩盆地的北西向断裂带和纵切火山岩盆地的北东向断裂带[10]。北西向断裂带有多条断裂组成，断层走向约315°，断层倾向南西，倾角较陡；断层引起龙王山组(K1l)、大王山组(K1d)地层及北东向断裂带错动，沿断层见二长岩和正长岩体分布。北东向断裂带也由多条断裂组成，断层走向约50°，断层倾向南东，倾角较陡；断层控制火山岩盆地边界并导致龙王山组(K1l)、大王山组(K1d)两旋回界线错动，沿断层见正长岩体分布。

2　岩石物性及勘查方法选择

2.1岩石物性特征

通过统计区域内钻孔实测物性数据[9]，发现姑山组(K1g)、大王山组(K1d)、龙王山组(K1l)火山岩系密度较大(除龙王山组底部硅化凝灰岩)，多介于2.65～2.80 g/cm3；磁性强且变化范围大，介于(200～3000)×103A/m之间；电阻率较高，极化率较低(一般低于5%)，少数略高。闪长岩呈高密度高剩磁高阻高极化特征；闪长玢岩较闪长岩表现为密度、剩磁、电阻率、极化率略低及较高的磁化率，但蚀变后各参数均明显减小，具有显著的低密度低磁低阻低极化的特点；正长岩为低密度低极化中等磁性及高电阻率；石英二长岩具有较高密度和磁性，高阻及中等极化。铁铜矿石低阻、高密度、高极化。硅化后的铁铜矿石具有高阻、高密度、高极化的特征。

2.2勘查方法选择

结合上述岩石物性特征，首先选择区内航磁异常显著位置进行大比例尺面积性高精度磁法测量和重力测量工作。综合分析区内重磁异常特征后，在筛选出的重点异常区开展高精度重、磁、电综合剖面测量。结合区域地质背景和成矿规律，对异常进行综合解译，圈出成矿有利层位，对成矿有利部位进行钻探验证，并进行井中磁测，检查是否存在旁侧异常。物探方法包括：1:10000面积性高精度磁法测量、1:10000面积性高精度重力测量、1:10000高精度磁法剖面测量、1:10000高精度重力测量、CR法、CSAMT法剖面测量及井中磁测等。

3　综合找矿方法的应用

南门头勘查示范区地磁(ΔT)异常分为西北负磁场区、东部正磁场区、中部杂乱磁场区以及东南部北东向正磁场区，正负异常最大差值1800 nT以上(图2)。中部杂乱磁场区为正负异常交替出现的复杂磁异常区，异常松散、零乱。正异常最大值400 nT，规模小，强度低，呈星点状分布；西北部平静负磁场区，为北东向八字形，长2.5 km，宽0.2～1.0 km。磁异常最小值为-440 nT，有多个负异常中心。

从布格重力异常图(图3)可看出，布格重力值变化范围为(-5.5～-2.0)×10-5m/s2，在工区内整体表现为“东高西低、北高南低”，推断可能存在北东向斜构造。东部大王山组(K1d)、龙王山组(K1l)地层受构造影响整体抬升，中部重力低可由厚度较大、密度较低的姑山组(K1g)引起，西北部重力高可能大王山组(K1d)和龙王山组(K1l)地层抬升引起。

通过CR法剖面，在南门头重磁异常区深部发现多处电性异常区(图4)。为了验证异常，综合考量重磁电异常及区域地质背景后，在南门头地区共部署7个钻孔，均见不同程度的矿化及蚀变，其中3个矿化程度较好的钻孔特征如下。

(1)400线(ZK4001孔)

400线为北西向重磁电综合剖面，穿过ZK4001孔、ZK4002孔，布格重力异常曲线整体为西北重力低、东南重力高，向上延拓100 m(图5)。

磁测ΔT、ΔT化极、ΔT化极上延100 m曲线变为西部磁场高 、中部磁场低、东部磁场高形态，其与重力异常不一致，西侧磁高异常对应于重力低异常，东侧磁高异常对应重力高异常。复电阻率(CR)法视电阻率断面表现为三层结构，推测上层应为姑山组(K1g)低阻地层、中部为大王山组(K1d)较高阻地层，下部为高阻岩体，整体有西低东高、逐渐抬升的趋势。

结合ZK4001和ZK4002均处于磁高异常区，且底部存在高阻体，推测底部的高阻体可能为闪长玢岩体，高阻体的顶部可能存在磁铁矿体。

验证结果表明ZK4001全孔具一定磁性，在243.66～246.16 m、356.27～360.85 m两段见明显的镜铁矿晶体呈团块状和脉状分布于岩芯中，样品分析结果显示其全铁品位最高达34.49%。在950.2～956.97 m段见黄铜矿晶体呈团块状和脉状分布于岩芯中，样品分析结果显示其铜品位最高达0.518%。在1107.88～1108.64 m段见黄铜矿化，黄铜矿晶体呈脉状分布于岩石裂隙中，样品分析结果显示铜品位最高达0.676%。1166 m后见二长花岗岩。ZK4001孔多见含暗色矿物的安山质熔岩，其物性特征表现为中高等的密度和磁化率，说明其具有磁高重高的异常特征。1166 m后的二长花岗岩体对应电法测量的高阻体。

(2)15线(ZK4031孔)

南门头工区15线CR法剖面图(图6)显示，位于15线的199.5号点左右有两层较强的CR法异常，一浅(600 m)一深(1000 m)。该点位于电阻率梯级带上，下部高阻，应为高阻岩体，具有成矿的地质条件。结合重、磁及地质资料综合分析认为，该点位于重、磁高值异常区，故在此点布ZK4031孔，推测在约900 m出现矿体，约1100 m见岩体。

图5　南门头工区400线CR法剖面图Fig.5　CR profiles of exploration line 400 in the Nanmentou work area

图6　南门头工区15线CR法剖面图Fig.6　CR profiles of exploration line 15 in the Nanmentou work area

验证结果表明，ZK4031全孔见两层矿化体。835.28～841.31 m见黄铁(铜)矿化，围岩为角砾安山岩，矿化岩芯长3.5 m，矿化带呈脉状，与石英脉共生，矿石见黄铁矿、黄铜矿、方黄铜矿。Cu为0.09%，TFe为8.4%，Au为0.03g/t。849.21～856.25 m见黄铜矿化和磁铁矿化，围岩为角砾安山岩，矿芯长1.8 m，浸染状，矿石见黄铜矿、黄铁矿、磁铁矿，Cu为2.15%，TFe为7.58%。至1089.3 m见二长花岗岩体。ZK4031孔的异常推断和最终钻探结果基本吻合。

(3)433线(ZK4331孔)

南门头工区433线CR法剖面图(图7)显示，位于433线的195号点左右，有两层较强的CR法异常，一浅(1000 m)一深(1500 m)；该点位于电阻率梯级带上，下部高阻，应为高阻岩体，有成矿条件；结合重、磁及地质资料综合分析认为，该点位于重、磁高值异常区。故在此点布ZK4331孔，推测在约500～1100 m见不连续的多段矿体，在约1100 m出现岩体。

图7　南门头工区433线CR法剖面图Fig.7　CR profiles of exploration line 433 in the Nanmentou work area

验证结果表明，ZK4331孔整体中等磁性，磁性不连续，岩性主要为安山岩。471.44～-472.55 m段见黄铜矿(图8)、黄铁矿、镜铁矿矿脉，脉石矿物为石英，围岩为安山质凝灰岩等，Cu为5.44%、TFe为31.88%、Ag为3.9g/T， 真厚度0.6 m。942.70 m见角闪安山岩与安山岩互层，至985.1 m过渡为角闪安山岩，弱碳酸盐化和绿帘石化。1150～1280 m见强硅化、黄铁矿化带；1280～1400 m见二长岩岩体。ZK4331孔960 m以上均为大王山组(K1d)地层。岩心底部的二长花岗岩较好对应了电法测量的高阻体。

图8　ZK4331孔黄铜矿化Fig.8　Chalcopyritization in drill-hole ZK4331

4　讨论

重高磁高异常在南门头火山岩覆盖区显示火山岩地层的局部隆起区，重磁异常对区内的构造具有指示意义。CR法电磁电阻率、视充电率、视电阻率对火山岩地区岩体的分布具有指示意义，在岩体上部显示较好的视充电率异常、电磁电阻率异常，岩体显示为高视电阻率异常。视充电率异常与高电磁电阻率异常迭合，指示硅化(硅质岩)、黄铁矿化。视充电率异常与中等视电阻率迭加，显示黄铁矿化火山岩[4]。视充电率异常、低电磁电阻异常、低视电阻率异常可能指示矿体。

在火山岩覆盖区利用物理勘探方法指导深部找矿存在局限。首先，物探方法的工作质量直接影响物探异常的空间位置，包括测网密度和测量面积的选择以及观测精度对物探工作的质量具有影响。其次，物探异常的地质原因较多，在复杂情况下需多种物探方法相互配合。选择合适的物探方法组合是影响找矿成败的重要因素，选择的方法不恰当可能导致盲目布钻。例如，在火山岩地区，某些具有一定强度的磁异常并不一定指示磁铁矿，很可能是剩磁强度大的火山岩引起[11]。低阻异常不一定指示矿体，可能是破碎带或碳质岩层。高阻异常也不一定指示岩体，可能是含暗色矿物较多的火山熔岩。再者，物探成果与地质工作结合的程度、物探定量反演中正常场的选择等对最终的找矿结果具有重要影响[12]。

5　结语

方法技术及设备的局限使在火山岩覆盖区深部找矿具有挑战性。结合工作区地质背景，深入研究区内物性特征和成矿规律，分析物化探综合异常，去伪存真、大胆推测、小心求证的工作思路是现阶段较可行的工作手段。

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Application of the integrated ore-prospecting methods in the northern Ningwu volcanic covering areas:An example from the Nanmentou work area

ZHANG Jing1, CHEN Guo-guang1, ZENG Yong1, LU Sheng-mei1, ZHAN Long1, WANG Jun-tao2

(1 Nanjing Center, China Geological Survey, Nanjing 210016, China)(2GeologicalSurveyofAnhuiProvince,Hefei230001,China)

Taking the Nanmentou work area in the northern Ningwu volcanic covering areas as an example, this study applied the integrated ore-prospecting methods of geological and geophysical prospecting to explore the deep ore exploration. In combination with petrophysical characteristics in the studied area, we have conducted comprehensive analyses on and interpretation for the gravity and aeromagnetic anomalies, 1:10000 high-precision magnetic and gravity measurements and electric comprehensive profile measurement. Drilling verification, supplemented with borehole geophysical prospecting, has achieved good results in advantageous positions of mineralization. With a case study in the Nanmentou area, authors summarized the interference factors restricting ore prospecting in volcanic covering areas, providing reference for future deep ore-prospecting in volcanic rock covering areas.

comprehensive prospecting; northern Ningwu area; covering area

10.16788/j.hddz.32-1865/P.2016.03.009

2015-09-30改回日期：2015-12-27责任编辑：谭桂丽

中国地质调查局地质调查项目“长江中下游深部矿勘查方法技术示范”(项目编号：1212011120554)资助。

张景，1982年生，男，助理研究员，从事地质矿产勘查及科研工作。

P631

A

2096-1871(2016)03-221-08