“物化遥”综合信息在圈定黔北硫铁矿成矿远景区中的应用

葛金国

（中化地质矿山总局贵州地质勘查院，贵州 贵阳 550002）

在现代找矿工作中，尤其是资源危机矿山深、边部找矿，大量的新技术如地质方法、物探方法、化探方法、遥感地质方法被相继研发并应用于找矿领域，产生了良好的找矿效果。由于易探易采矿产资源的开发利用及逐渐减少，深部找矿以扩大资源量、满足社会发展需求成为当前找矿行业的重要课题，因此开展地、物、化、遥及联合找矿成为找矿行业的重要方向。不同岩性、矿物组合、元素组合在物探、化探、遥感信息中均会呈现差异化特征，可提取相关地质信息，圈定找矿靶区及成矿远景区［1-2］。

黔北地区是贵州重要的硫铁矿资源赋存区域，硫铁矿层受岩性、地层、区域构造控制明显。文章拟通过分析、讨论黔北地区的物探、化探、遥感数据，圈定该区域硫铁矿的成矿远景区，为该类型矿床找矿提供研究思路及方向。

1 成矿地质背景

1.1 大地构造背景

该区构造属扬子陆块之黔北大区，跨及毕节弧形褶皱区、凤岗南北向褶断区及织金短轴褶皱区3个四级构造分区。按构造线走向方位，变形强度及褶皱断裂的组合样式可划分为两个构造区域，其分界线大致在遵义市北面的回面山向斜-西侧的核桃窝背斜一线，西边为松林-桑木场弧形褶皱及弱变形区，东边为凤岗-遵义近南北向褶皱区。

从出露地层层序看，除有部分地层缺失外，皆无明显的角度不整合，地壳运动多以升降为主，结合大区域地质构造特征分析，该区现今构造形态当是定形于燕山运动晚期。突出的构造变形是近南北向、北东向及东东西向三类。

1.2 岩相古地理与硫铁矿化关系

在晚二叠世初期，该区处于广阔的滨海潮坪及滨浅海潮坪地带，地面自北西微向南东倾斜，大致以绥阳黄杨-凤岗-余庆敖溪连线为界，西侧为滨海区，东侧为滨浅海区，沉积物皆为陆源细碎屑及沼泽派生物；滨海区又以习水-遵义蒲场-遵义三岔河为界，划分为两个相带，即滨海潮坪细碎屑岩沼泽亚相带和滨海潮坪细碎屑岩沼泽化泻湖亚相带。滨海潮坪细碎屑岩沼泽亚相带分布于研究区西部，呈舌状向东延伸，沉积物主要为黄铁矿层及含星散状黄铁矿及植物化石之粘土岩层，局部粘土岩具鲕状结构。分布于滨海潮坪细碎屑岩沼泽亚相带东部，为星散状黄铁矿及植物化石之粘土岩层，硫铁矿成矿作用与滨海潮坪细碎屑岩沼泽亚相带相比渐次减弱，无论是矿床(点)的数量及规模，皆稍有逊色［4］。

上述研究表明，晚二叠世初期沉积的物源区在西北部，与火山活动关系密切，成矿作用向东部减弱，因此，该区西部滨海潮坪细碎屑岩沼泽及沼泽化泻湖相带显然是硫铁矿形成的有利相带。

2 布格重力异常分析

布格重力异常是地下不同密度体的综合反映，从布格异常可反映出地下密度的变化趋势，从而展现构造特征，综合地质、化探、矿产等其它资料，推断深部隐伏构造寻找成矿有利地段［3］。研究区布格布重力异常值变化范围：-148×10-5m/s2至-106×10-5m/s2，变化幅值为42×10-5m/s2，东部以北东、近南北向重力梯级带展布,中部呈相对稀疏封闭重力异常或近南北向重力梯级带变化,西部为1：20万重力资料与1：50万重力资料接边资料,呈向东凸起的弧形布格重力异常（图1）。硫矿床点主要分布在布格重力异常梯级带上、梯级带边部或封闭重力异常周边,重力异常梯级带一般为地质构造线及台阶、台地边界等不同地质构造特征反映，反映地质构造运动轨迹，从而造成密度界面的不同变化规律。黔北硫矿床点为沉积型矿产，主要分布在二叠系龙潭组地层中，在布格重力异常图上看，多分布在布格重力异常梯级带边部及封闭重力异常周边，反映硫矿床点沉积环境可能受这些构造运动的控制、制约。

图1 黔北地区硫铁矿布格重力异常及重力推断地质构造图（1-硫矿点；2-布格重力异常等值线及注记；3-重力推断裂及编号；4-重力推荐断酸性岩体及编号；5-重力推断基-超基性岩体及编号；6-预测区界线；7-省界）

图2 黔北地区硫铁矿剩余重力异常平面等值线图（R=30km）

分别对研究区按10公里、18公里、30公里、50公里、60公里方域半径求取剩余异常进行对比，认为研究区内30公里方域半径求取剩余异常能较好反映区内重力异常特征。从30公里方域半径求取研究区剩余重力异常图上看（图2），剩余重力异常在遵义市以东及东南主要为北东向正负相间条带状封闭重力异常展布，遵义市以西重力异常转折为南北向排列的正负相间封闭圆形重力异常为主。硫矿床点主要分布在剩余重力异常零值线附近或两个剩余高值异常之间相对较多。

硫铁矿含矿地层为二叠系地层P1l，平均地层密度2.64×103kg/m3与周边三叠系地层T1y平均密度2.48×103kg/m3相比，存在0.16×103kg/m3的密度差异，这可能是由于含硫地层与围岩的密度差所致。但由于重力异常不仅仅是单个地层的反映，还叠加的其余地层、构造等因素的影响，不能由此说明，重力高值异常就是含矿地层。

结合地质资料，推断研究区重力构造见图1，重力推断矿区周边有隐伏基性-超基性岩体存在，重力推断隐伏构造主要呈北东向展布，与地层构造线展布方向相同。硫矿床点分布在预测区中西部较多，部分矿点分布在重力推断构造线交叉部位，沿断裂构造线方向硫矿床点分布相对集中，但在无重力构造区域也有硫床点分布，从有利成矿构造来说，构造线交叉部位往往是构造多次活动的地方，能为成矿提供热源或通道，对后期成矿的沉积环境进行改造，控制矿产的沉积分布。研究区重力资料为1：20万、1：50万重力资料，比例尺较小，仅能反映区域性构造特征，对矿产的沉积环境、深部隐伏构造研究提供基础资料，故仅作为研究区成矿远景区圈定的参考因素。

3 磁异常分析

在黔北地区硫铁矿航磁△T等值线图上（图3），磁异常总的显示北部、中部磁异常较为平缓，东西部磁异常变化剧烈。硫矿点主要分布在航磁△T封闭等值线、梯级带边部，磁异常平缓区域。航磁△T异常化极后,磁异常北移、变窄，研究区主要磁异常呈南北的向展布。对航磁△T异常进行化极求取垂向一阶导数后，磁异常呈现封闭小面积磁异常，研究区东西两边呈正负相间磁异常排列，中部以负磁异常为主。通过对研究区航磁资料推断，研究区以近南北向断裂构造为主，北部存在隐伏东西向断裂构造，南部以遵义断裂贵F003断裂为交叉点推断一条隐伏北东、一条北西向断裂构造，研究区主要构造线方向与地表地质构造线方向基本一致（图4）。

图3 黔北地区硫铁矿航磁△T等值一平面图

图4 黔北地区硫铁矿航磁推断地质构造图（1-硫铁矿点；2-航磁推断一级断裂；3-航磁推断二级断裂；4-航磁推断三级断裂；5-研究区界线；6-省界）

硫矿床点分布在磁异常平缓地区。从研究区地层磁性资料可知，弱磁性地层为关岭组、龙潭组、长兴组，中等磁性地层为龙潭组、紫云组、大冶组、飞仙关组、夜郎组，矿区地层中有一定磁性物质分布。研究区磁异常可能与地层中所含磁性物质相关。硫矿床点分布在垂向一阶导数图上既有位于圈闭磁异常边部，也有位于磁异常上，部分分布在无磁异常的地区，表明含矿的地层龙潭组的磁性物质分布不均匀，沉积型硫矿床与磁性地层关系对应关系不明显。

研究区航磁资料比例尺较小，由三块不同数据的分别处理与拼接，未调平，研究区航磁资料对区域性的断裂构造有一定反映，对沉积型硫铁矿反映不明显，在研究区航磁推断地质构造图看，硫铁矿分布与航磁推断断裂构造对应关系不明显，仅作为分析隐伏成矿控制构造，圈定成矿远景区参考因素。

4 地球化学异常分析

根据黔北地区硫铁矿典型矿床三岔河硫铁矿地球化学特征（图5），矿床表生地球化学异常构成为：成矿元素异常组合：S-Fe；直接指示元素异常组合：Fe-Cr-V-Ti-Cu；间接指示元素异常组合：Y-Nb-Zr。选取Fe-Cr-Ni-Ti作为黔北硫铁矿的地球化学找矿指示组合异常元素。

通过对1∶20万资料中Fe、Cr、Ni、Ti等4种元素异常进行分析研究，黔北地区有Fe-Cr-Ni-Ti元素组合异常、综合异常分布。硫矿的成矿与Fe、Cr、Ni、Ti元素富集有一定联系。

图5 三岔河硫铁矿所在位置区域地球化学异常特征图

黔北硫铁矿研究区共有22个Fe-Cr-Ni-Ti组合异常，组合异常主要分布于研究区北西部的习水及南部的遵义一带。22个Fe-Cr-Ni-Ti组合异常中，除HS组-3、5、8、9、21、22等6个异常没有Fe元素异常外，其余15个Fe-Cr-Ni-Ti组合异常均有Fe元素异常分布。其中又以HS组-1、19、20等异常规模大，Fe元素异常较为发育。

HS组-1位于研究区北西部习水一带，Fe-Cr-Ni-Ti组合异常整体北东向展布，面积达116 km2。异常以Fe元素异常为主，Fe元素异常浓集中心强度为三级，异常面积为112 km2；Ni、Ti元素异常浓集中心强度为二级；Cr元素异浓集中心强度为一级。

HS组-19位于研究区南部的遵义南白镇一带，Fe-Cr-Ni-Ti组合异常整体东西向展布，面积达494 km2。异常以Fe元素异常为主，面积为336km2，有5个异常，其中4个异常浓集中心强度为一级，1个异常浓集中心强度为三级。在组合异常浓集中心Ni、Ti元素异常浓集中心强度为二级；Cr元素异浓集中心强度为三级。

HS组-20位于研究区南部的遵义铜锣井一带，Fe-Cr-Ni-Ti组合异常整体南北向展布，面积达263 km2。Fe元素异常浓集中心强度为一级，异常面积为120 km2；Cr元素异浓集中心强度为一级；Ni、Ti元素异常浓集中心强度为二级。

5 遥感信息分析

5.1 含矿岩系地质特征

研究区硫铁矿产于龙潭组底部，茅口组侵蚀面上，层位较稳定。龙潭组为一套碎屑岩并夹有多层煤，中部为灰岩或泥灰岩，局部炭质页岩中含有透镜状或脉状黄矿（称“黑矿”）。底部为浅灰色、灰白色粘土岩，含星散状及团块状黄铁矿（“白矿”），一般厚0.5-2.2m，最厚7.26m。粘土岩硫铁矿（“白矿”）：位于含矿岩组底部，矿体呈层状，矿物成分有硫铁矿、粘土矿物及少量有机质、石英、岩屑及白铁矿等。炭质页岩黄铁矿（“黑矿”）：位于含矿岩组上部及顶部煤层之下的炭质页岩中，矿物成分有黄铁矿、粘土矿物、炭质及少量有机质、石英、锆石、绢云母等［5］。

5.2 含矿岩系遥感特征

研究区含硫铁矿的龙潭组层位固定，基本连续延伸，岩性为黑色含炭质页岩，炭质页岩，灰色、深灰色似鲕状粘土岩，浅灰色、灰白色粘土岩，地貌上为一负地形，顺岩层走向可见稀疏的垂直冲沟等为标志，下伏地层为茅口组灰岩呈岩溶地质特点，之间为一小平台，为含矿的碎屑岩组与茅口组灰岩之间界线。

5.3 遥感解译及成矿远景区划分

根据矿产地质特征，有工业价值的硫铁矿产于龙潭组底部，茅口组侵蚀面上，层位较稳定，矿体呈层状、似层状、透镜状及少部分脉状产出，分布在二郎背斜附近、官店向斜永安段附近、长岗向斜中段芝麻镇附近、鸭溪向斜中段核部以及团溪向斜中段因北东向左行扭动呈S形弯曲构造叠加部位。上述含矿岩组成矿构造、地层岩性标志在遥感影像上均可识别。据成矿地质背景，结合已知矿点的分布，遥感异常与含矿地层的吻合情况等条件，研究区可划分出容光成矿远景区，山盆成矿远景区，遵义成矿远景区，新南成矿远景区，凤冈成矿远景区等5个最小成矿远景区。

6 结论

滨海潮坪细碎屑岩沼泽及沼泽化泻湖相带显然是硫铁矿形成的有利相带；黔北硫矿床点为沉积型矿产，主要分布在二叠系龙潭组地层中，在布格重力异常图上看，多分布在布格重力异常梯级带边部及封闭重力异常周边，反映硫矿床点沉积环境可能受这些构造运动的控制、制约；黔北地区有Fe-Cr-Ni-Ti元素组合异常、综合异常分布，硫矿的成矿与Fe、Cr、Ni、Ti元素富集有一定联系，黔北硫铁矿研究区共有22个Fe-Cr-Ni-Ti组合异常；据成矿地质背景，结合已知矿点的分布，遥感异常与含矿地层的吻合情况等条件，研究区可划分出容光成矿远景区、山盆成矿远景区、遵义成矿远景区、新南成矿远景区、凤冈成矿远景区等5个最小成矿远景区。

［1］王佳武.贵州唐房-舍居乐地区“地物化遥”综合找矿标志及铅锌矿成矿预测［J］.贵州地质，2016，33（1）：29-35.

［2］王亮，龙秀洪，张应文，等.贵州1：20万重力异常分布特征与透露的区域地质构造新信息［J］.贵州地质，2007，24（1）：64-69.

［3］范祥发.从1：50万重力异常探讨贵州省区域地质构造格架［J］.贵州地质，1999，16（3）：195-198.

［4］冯学士、王尚彦，等.贵州省区域矿床成矿系列与成矿规律［M］.北京：地质出版社，2004．

［5］冯学仕、罗孝恒，等.贵州主要矿床成矿系列［J］.贵州地质，2002，19（3）：141-147.