休宁县天井山金矿物探方法有效性试验

吴冀明，何世忠，哈文，吴磊

（1安徽省地质矿产勘查局332地质队，安徽黄山 245000；2安徽省地质矿产勘查局311地质队，安徽安庆 246000）

0 引言

天井山矿区位于安徽省休宁县境内，是皖南地区唯一投入生产的石英脉型岩金矿[1]，曾经一度引起了地质学者的广泛兴趣，撰写了多方面的学术论文，包含了从成矿机制到控矿条件，从矿床类型到成矿岩体的年龄特征等等，几乎包罗万象。唯独缺乏地球物理特征方面的专著论文，笔者在此推出拙著一篇，意在抛出引玉，引起更多地球物理方面的专家学者对该地区的关注和兴趣，以弥补这方面的缺憾。在该矿区典型剖面上开展物探方法有效性研究，对于发现和评价本地区深部盲矿体、隐伏矿体，扩大矿区资源量具有现实的指导意义。2018年6月份，笔者利用在天井山外围工作的闲暇之际，对天井山矿区的典型地质剖面开展了有限的试验工作，工作方法包括激发极化法(简称激电)、自然电场法（自电）、磁法和伽马能谱法等，取得了明显的地质找矿效果，达到了预期的目的。

1 矿区地质概述

研究区在大地构造位置上处于江南隆起带东段，在成矿区带上位于2010 年新增列的钦杭成矿带的江南隆起东段成矿亚带[2]。

地层岀露主要为北西一侧中元古界牛屋组地层和东南一侧青白口井潭组地层，前者为一套变质碎屑岩系，岩性主要为千枚状砂岩，粉砂质千枚岩等，后者一套火山碎屑岩系，岩性主要为变质安山岩、凝灰质粉砂岩、浅变质流纹岩等。

图1 休宁天井山金矿地质略图Figure 1.Geological sketch of the Tianjingshan gold ore deposit in Xiuning

矿区内断裂构造发育。除了早期的韧性剪切带外，矿区主要构造为灵山花岗岩体接触带以及晚期叠加在剪切带上的断裂构造。

矿区内主要侵入岩体为晋宁期片麻状花岗岩和燕山期花岗斑岩。

2 岩石和矿石的地球物理特征

天井山矿区含矿主岩是含金石英脉，围岩是千枚岩、流纹岩、花岗岩和其它矿化蚀变岩。对矿区几种主要岩性进行野外露头小四极法测定，统计得出如下电性参数（表1）。

表1 天井山地区岩矿石物性参数统计表Table 1.Statistics of physical properties of rocks and ores in the Tianjingshan area

物性参数统计结果表明，电阻率以石英脉最高，约为6000～7000Ω·m，片麻状花岗岩次之，约为5500Ω·m，千枚岩和流纹岩约为4000Ω·m左右。矿化蚀变岩约为3000Ω·m。极化率以矿化蚀变岩最大，约4%～6%，含金石英脉约为3%，其它正常围岩极化率在2%上下，非矿化石英脉低于1%。

概括起来，矿区内含金石英脉具有高阻中极化特征，与金矿体关系密切的蚀变岩具有低阻高极化特征，因此利用激电异常圈定含金石英脉和矿化蚀变带具备基本的地球物理前提[3]。

3 天井山金矿体地球物理场特征

3.1 天井山金矿的激电、自电异常特征

图2 天井山金矿激电、自电异常特征Figure 2.Features of IP and self-potential anomalies in the Tianjingshan gold ore deposit

图2a为对称四极激电异常图，对照下方的地质剖面（图2e），可以发现三处金矿体与高值极化率异常对应较好，激电剖面的12、26和44点分别出现了相对高值激电异常，峰值分别为2.4%、2.6%和2.8%，分布在金矿体Au3、Au1和Au2露头点偏东南一侧，说明矿脉向东南方向倾斜，偏移距的大小大致反映了矿体倾角的陡缓；从电阻率异常来看，仅中间的一号金矿体（Au1）为高阻，视电阻率峰值在3600Ω·m 以上，显示出典型的石英脉型金矿的高阻高极化特征，两边的矿体2（Au2）和矿体3（Au3）上方视电阻率分别为700和1000Ω·m，表现为低阻高极化或中阻高极化特征，说明这两处矿体比较破碎，或者矿体周围附近还存在的蚀变岩型金矿体。

图2b为自然电位及电位梯度激电异常图，对照下方的地质剖面（图2e），可以发现三处金矿体与自然电位及电位梯度低值异常对应较好，自电剖面的12、24和42点分别出现了相对低值自电异常，电位谷值分别为-2mV、-22mV和-44mV，分布在金矿体Au3、Au1和Au2 露头点偏东南一侧，说明矿脉向东南方向倾斜，和激电异常对比，自然电位的谷值点比激电峰值点更接近矿体露头，说明自电异常反映的异常体深度略小于100m极距的对称四极激电异常反映的深度。电位梯度异常形态和电位异常相似，谷值点的位置大致重合，仅有中间矿体（Au1）上的梯度异常较电位异常向露头方向略有偏移。

3.2 天井山金矿磁法、能谱法异常特征

图3 天井山金矿磁法、能谱法异常特征Figure 3.Features of magnetic and Gamma ray spectrum anomalies in the Tianjingshan gold ore deposit

图3c为磁异常△T异常图（红实曲线），蓝虚线为磁化率异常曲线；对照下方的地质剖面（图2e），可以发现三处金矿体上方有一点微弱的磁异常反映，异常峰值点与矿体露头点对应，异常峰值在30nT以下，因此用磁法圈定石英脉型金矿体效果不是很好，这是因为伴随金矿形成的一系列蚀变作用，造成岩矿石中的磁铁矿结构被破坏，产生了退磁作用[4]，区域上金矿区的磁异常则以低缓弱磁异常为特征。

图3d为伽马能谱异常图，其中红实曲线为钾钍比值曲线，黑虚线为钾铀比值曲线，对照下方的地质剖面（图2e），可以发现矿体2（Au2）和矿体1（Au1）上方均有明显的能谱比值异常，而且峰值点的位置和矿体露头位置高度重合，矿体3（Au3）上方有一定的钾钍比值异常，钾铀比值异常位于矿体异常的两侧一定的位置，说明伴随矿体3（Au3）的钾化蚀变不强。

4 结论与建议

（1）通过在天井山已知矿体上的综合物探方法有效性试验，我们发现在金矿体上方有明显的激电异常，自电异常和伽马能谱异常反应，磁法异常相对微弱。

（2）激电异常、磁法异常和伽马能谱异常在矿体上方为正值异常或峰值异常，自电异常在矿体上方为负值异常或低谷异常。

（3）伽马能谱异常跟矿体露头点对应较好，激电异常和自电异常的峰值点和谷值点都位于露头点偏东南一侧，说明伽马能谱异常勘探深度浅，对矿体露头反应敏感，激电异常和自电异常勘探深度相对较大，是有一定延伸的矿体的综合反映，峰值点（或谷值点）偏移露头点的方向，代表的矿体的倾向，偏移距的大小一定程度上反映了矿体倾角的陡缓。

（4）石英脉型金矿体上方的激电异常和自电异常显然是由金属硫化物引起，而不是由金矿颗粒直接引起，因为金矿含量是克吨级别，无论其本身的激电效应如何都不足以引起可观测的激电异常，然而，在成矿有利地段，既有含金矿源层，又有岩浆热液活动，由于金的亲硫性，石英脉中金属硫化物的含量与金的含量正相关，因此应用激电或自电方法找到了硫化物丰富的石英脉，也就相当程度上找到了石英脉型金矿体。

（5）激电方法必须同其他地质物化探方法配合使用，在金矿有利地段开展普查和详查工作，才能取得较好的找矿效果。

（6）建议在天井山及其周围地区开展全面的激电中梯普查工作，在此基础上选择有利地段，开展综合地质物化探的剖面详查工作，经过综合研究，筛选优等综合异常进行工程验证。在做足做细物探工作的基础上，进行钻探施工，可以达到降低勘探风险、提高见矿概率和缩短找矿工期的目的。