江西彭山岩体重力异常特征研究

徐 浩,盛 勇,廖圣柱

(1.安徽省地球物理地球化学勘查技术院，安徽 合肥 230022;2.中国科学技术大学 地球与空间科学学院，安徽 合肥 230026)

1 引 言

江西彭山矿田位于扬子板块东南部中下扬子坳陷与江南地块过渡地带——“江南碰撞剪切带”的北部边缘偏扬子板块一侧，矿田是一个以锡、铅、锌为主的大型多金属矿田，各类矿床以岩体为中心呈“晕圈式”分布，从内到外由高温矿种过渡为低温矿种[1，2]。

张十八锡铅锌多金属矿位于“晕圈”的中低温区域。良好的区域成矿条件是张十八铅锌矿形成的重要前提。前期勘探成果中多聚焦于地质、地球化学成果认识[3-5]，对矿区地球物理特征的研究偏少，尤其是对该区中大比例尺重力异常特征研究尚未发现有相关专门文献。本文以实测重力资料为基础，结合以往的地质及区域地球物理资料，在彭山矿田曾家垄-张十八一带圈定局部重力异常，寻找与含锡铅锌等多金属矿热液交代低密度岩浆岩重力异常特征相似或相近的地段，从而确定类似的矿或矿化点[3]，筛选出有进一步勘探意义的异常，为区内找矿工作提供指示方向。

2 区域地质地球物理特征

2.1 区域地质概况

彭山地区位于扬子台坳中段南缘，区域上总体构造格架是近东西向的九江-瑞昌印支期褶断带，东端横叠着一个面积约180 km2呈南北向伸展的短轴背斜(彭山弯窿)，其东西北三面以一个环弧状层间滑动断裂带与印支期褶断带相分割，南缘则以一条长期活动的东西向断裂(高塘-瑞昌-路口断裂)与近东西向印支期褶断带相接[4]。喜山期的一组近南北深断裂分别纵切整个彭山穹窿构造。区内地层分布有基底的青白口系双桥山群安乐林组筲箕洼段，盖层主要为南华系、震旦系、寒武系及志留系等地层组成[2],如图1所示。彭山穹窿构造是一个由震旦系至奥陶系组成的长期处于相对隆起状态,最后在燕山晚期定型的底辟穹窿构造。它是由一个富含锡多金属矿质及挥发分的隐伏花岗杂岩体(由中深成相的二云母碱长花岗岩及黑云母二长花岗岩组成)内核、一系列同心状环弧型层间重力滑动断层和周边放射状横断裂组成的开阔短轴背斜[3]。

1.第四系；2.上泥盆系砂砾岩；3.志留系页岩；4.奥陶系灰岩、白云岩；5.寒武系泥质条带灰岩、页岩夹灰岩；6.震旦系硅质岩、石灰岩夹页岩细砂砾岩；7.前震旦系板岩夹石英角斑岩及细碧岩；8.闪斜煌斑岩；9.花岗斑岩；10.滑裂岩；11.断层；12.层间重力滑动断层及产状图1 彭山地区地质构造Fig.1 Geological structure map of Pengshan rea

彭山锡多金属矿田中大多数矿体均为环绕隐伏花岗岩体的外接触带分布，并且顺层分布于各有利层位的矿石之间，少数分布在后期叠加改造的断裂破碎带内。

2.2 区域地球物理场特征

2.2.1 区域地层、岩浆岩密度特征

据前人研究的成果[4-8]，认为赣北地区地层存在两个密度界面，第一个界面为主要密度界面，在三叠系和侏罗系之间，密度差值分别为-0.07 g/cm3和-0.1 g/cm3。第二个密度界面为次要界面，在寒武系和震旦系之间，密度差值分别为-0.08 g/cm3和-0.05 g/cm3，如表1所示。可以看出，赣北赣中地区地层及密度参数具有以下变化规律：①时代不同岩性相同的岩石，一般时代越老，密度值越大，时代相同，岩性不同的岩石密度差异也较大；②岩浆岩从酸性—中性—基性—超基性，密度值依次增高；同源侵入的岩浆岩从深成相—浅成相—喷出相，密度值逐渐降低；③变质岩的密度值低于超基性岩，高于其他各类岩石；④花岗岩随时代变新而密度变小，且一般小于较老地层的密度值。

表1 彭山地区地层物性参数[9]Table 1 Rock(ore) physical parameter statistics in Pengshan area

因此在赣北赣中地区重力异常图上，基底隆起区一般表现为重力高，有一定规模的岩浆岩活动区一般表现为重力低。

2.2.2 彭山重力低异常与隐伏岩体找矿意义

图2为根据重磁异常推断的隐伏岩体分布平面图，隐伏岩体分布呈北西向，彭山穹窿构造部位的岩体仅为其中的一部分。在大屋村以西梁家山以北的位置，萤石矿矿区内，搜集到10个钻孔打到了主岩体[10]，深度一般在150～200 m 之间，还有一个孔51 m见到主岩体。梁家山正好在重力异常的最小值线(-26 mgal)范围内[11]。酸性岩的平均密度为2.60～2.70 g/cm3之间,地层岩石的密度在2.66～2.72 g/cm3之间，岩体与地层的密度在-0.12～-0.02 g/cm3，另据文献[12]可知，新地层的磁化强度远低于岩体的磁化强度，结合区内磁值高异常，可以认为重力低是由酸性岩体引起。

2.2.3 区域航磁异常特征及初步分析

从图2还可以看出，区域布格重力低异常对应的两个区域彭山和青山地区，磁力异常均为高值，航磁ΔT化极异常幅值分别为263.86 nT和331 nT。结合区域物性差异，可以看出，岩体的磁性远高于被侵入的地层，故密度低磁性强的岩体侵入到密度高磁性低的地层中，在重磁异常中岩体可表现为低重高磁[13,14]。另外重力异常与航磁异常形态和位置如此接近，是由同源引起。彭山地区从航磁、区域重力等物探异常角度证实了该地区存在有利的岩浆活动，是寻找锡铜等矿的重要工作远景区[8]。

图3 研究区布格重力异常及典型剖面位置Fig.3 Bouguer gravity anomaly and location map of typical profile in the study area

据彭山岩体的重力、航磁、地面磁法及化探异常特征，彭山锡矿田的主要锡矿体与隐伏岩体存在密切的关系。因此，在本区寻找锡多金属矿产的前提就是要先找到岩体,今后若要在本区寻找深部隐伏矿体，那么彭山西北面重力异常范围内将是工作的重点地段[15]。而岩浆岩重力异常定量解释结果表明，西北部隐伏岩体的顶部埋深可能相对穹窿构造核部埋深加大，是今后开展深部找矿值得关注的地段。

3 研究区重力异常特征分析

3.1 研究区重力异常分布情况

从本次研究区重力测量的成果图来看，工作区中有一范围较大、幅值较高的近南西向长轴状重力低异常，异常区位于德安县城北西约40 km的彭山—桃花尖一带[14,15]。异常中心分布在曾家垄、甘上堪、梁家山一带，最小幅值线为-26 mgal， 为一长轴状负异常，走向北西，以-20 mgal圈定长轴为40 km，短轴为12 km，异常梯度东南约2 mgal/km，西北约0.25 mgal/km。据此研究认为，引起彭山重力低异常的主要原因为隐伏酸性岩浆岩，结合谢勇等[10]人研究资料，彭山地区隐伏岩体分布范围长32 km、宽11 km，底面最大埋深12.5 km。这一计算结果基本与前期的小比例尺重力调查结果吻合，并与磁异常计算结果相似。

3.2 重力异常特征分析

通过以上分析，可以看出研究区内的重力低值异常分布范围广异常幅值较大[16]。现选取研究区内典型剖面4号线数据并进行重力场分离，笔者参考文献[17,18]中的方法并利用不同软件(MORPAS 3.0和GeoIPAS V3.2)分别进行上延法和偏差法场分离，比较后确定采用GeoIPAS V3.2上延500 m的方法进行场分离，效果较好，结果见图4所示。

如图4所示，深源异常在100号点至150号点之间有一个极大范围的低值异常区，这里对应着曾家垄锡矿附近深部岩浆岩；剖面最西端也出现异常低值，但未穿过，只揭露了部分异常段。浅源异常虽有部分跳点，但总体的趋势是可靠的，在剖面最西端低速异常明显，浅源可能有低密度的岩浆岩存在；同样在100号点至150号点之间也存在浅部重力低异常，可能与当前开发的曾家垄锡矿有关。

图4 典型剖面(4#)重力场分离曲线Fig.4 Gravity field separation curve of typical profile(4#)

3.3 研究区找矿有意义重力异常

研究工作表明，以曾家垄至彭山为中心，在其附近具有较大规模的重力低值异常，该异常可能对应地下低密度花岗岩体，为矿化有利岩体。推测该区深部为一北西向中型花岗岩基，在穹隆下方为一燕山晚期彭山隐伏花岗岩株[19,20]。因此圈定曾家垄附近局部重力低异常区为寻找矿化有利地段，同时圈定红桥水库附近为找矿远景区，为以后在该区域找矿指明了方向。

4 结 论

通过对研究区的重力场特征进行研究，基本查明了区内重力场分布特征。通过对剖面重力数据的处理，能够较清晰看出勘查区剖面上的异常段；同时根据布格重力异常并结合其不同高度的解析延拓处理结果，对勘查区内的不同深度的地质体有所反映。综合重力异常特征，区内重力场特征情况已能够较为明显地反映出来，并就导致重力低异常的地质原因给出了简单的推断——隐伏酸性岩浆岩。综合以上分析认为，该远景区成矿地质条件良好，具有良好的找矿潜力，是寻找中温热液交代层控型及矽卡岩型锡铅锌多金属矿有利地区。

重力剖面测量只能在大区域上给出地下地质体的分布特征[21]，因此对各种重力异常的解释在具体小区域内有一定的不确定性，较详细的成果研究应该结合磁法、电法资料综合分析。建议以后加强工作区的相关地质资料尤其是矿(化)点、钻孔资料的收集，重点集中在曾家垄至彭山张十八一带区域及西部较大重力低异常带。并参考其他物探(如电法)方法成果，综合研究，对剖面异常进行联合反演，获得引起各重力异常地质体的各种物性参数及空间位置信息。