陳社教，汪青松，程治民，郭信（安徽省勘查技術(shù)院，安徽合肥 230031）

碭山縣周寨地區(qū)地球物理場(chǎng)特征及鹽礦找礦前景分析

陳社教，汪青松，程治民，郭信
（安徽省勘查技術(shù)院，安徽合肥 230031）

根據(jù)研究區(qū)區(qū)域地質(zhì)背景，對(duì)碭山縣黃口地區(qū)重力場(chǎng)、航磁場(chǎng)及電法異常特征進(jìn)行了深入研究，分析了區(qū)內(nèi)水化學(xué)特征，依據(jù)其附近鉆井勘探成果及成礦地質(zhì)條件，并綜合鄰區(qū)鹽類礦產(chǎn)分布特征，認(rèn)為碭山縣黃口坳陷周寨凹陷鹽類礦產(chǎn)的成礦地質(zhì)條件優(yōu)越，具有良好的找礦前景。

地球物理場(chǎng)；鹽類礦產(chǎn)；異常特征；找礦前景

0　引言

碭山縣周寨凹陷位于安徽省碭山縣玄廟鎮(zhèn)—周寨鎮(zhèn)—葛集鎮(zhèn)一帶，東南與蕭縣相鄰，西南與河南省夏邑和永城縣接壤，北與江蘇省豐縣及山東單縣交界。研究區(qū)距離東北部的豐縣師寨鎮(zhèn)史小橋鹽礦僅21km，而周寨凹陷與史小橋鹽礦同處于豐沛凸起南北側(cè)凹陷內(nèi)，構(gòu)造位置及其相似，因此黃口坳陷周寨凹陷具有鹽類礦產(chǎn)的勘探前景。本文對(duì)周寨地區(qū)的區(qū)域重力場(chǎng)、航磁場(chǎng)及電法等地球物理場(chǎng)深入分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合區(qū)內(nèi)水化學(xué)分析結(jié)果和成礦地質(zhì)條件，深入探討了本區(qū)鹽類礦產(chǎn)的找礦前景。

研究區(qū)為厚覆蓋區(qū)，開(kāi)展地質(zhì)工作難度大，20世紀(jì)70、80年代僅進(jìn)行過(guò)一些區(qū)域性地質(zhì)工作。物探工作也多以區(qū)域性重力和磁力測(cè)量為主。研究區(qū)周邊進(jìn)行過(guò)一些以找煤為主的電法工作和少量的鉆井工作。

1　區(qū)域地質(zhì)背景

研究區(qū)所屬地層區(qū)劃，屬華北地層區(qū)魯西地層分區(qū)徐州——宿縣地層小區(qū)。區(qū)域上地層除上奧陶統(tǒng)至下石炭統(tǒng)缺失外，從太古界至第四系均有發(fā)育。出露地層僅為青白口系至奧陶系中統(tǒng)和石炭系中、上統(tǒng)，二疊系下統(tǒng)下石盒子組。位于華北地臺(tái)南緣，地層結(jié)構(gòu)與華北地臺(tái)其它地區(qū)相似。由新至老依次為第四系、古近、新近系、二疊系、石炭系、奧陶系及其以下地層，中間缺失奧陶系上統(tǒng)、志留系、泥盆系和石炭系下統(tǒng)。第四系、古近、新近系為黏土、砂土、夾礫石層等組成，厚度由南往北逐漸加大，變化從300～2700m；二疊系以砂巖、頁(yè)巖、粉砂巖及煤層組成，總厚度可達(dá)900m左右；石炭系以薄層灰?guī)r為主，厚度為100～150m；奧陶系以致密塊狀灰?guī)r組成，厚度大都在500m以上。本區(qū)為黃淮沖積平原分布區(qū)，地表已被新近紀(jì)地層所覆蓋，沒(méi)有基巖露頭。

研究區(qū)位于華北地臺(tái)南緣，一級(jí)構(gòu)造單元為華北陸塊（Ⅰ），二級(jí)構(gòu)造單元為徐淮地塊（Ⅰ1），三級(jí)構(gòu)造單元為淮北斷褶帶（Ⅰ11）。結(jié)晶基底為下元古代和太古代的變質(zhì)巖系，內(nèi)部褶皺構(gòu)造復(fù)雜。古生界也普遍發(fā)生褶皺變形。中、新生界以斷裂構(gòu)造變形為主。區(qū)域構(gòu)造線方向近東西-北西西向，東西向重要斷裂構(gòu)造有丁樓斷裂、符離集斷裂，北北東向重要斷裂構(gòu)造有西陽(yáng)集、花溝斷裂等。黃口坳陷為淮北斷褶帶內(nèi)的次一級(jí)構(gòu)造單元，坳陷內(nèi)主要由古近系組成，周寨凹陷為其次級(jí)構(gòu)造單元，北與豐沛凸起相鄰，南與回龍集斜坡帶相接。區(qū)內(nèi)巖漿巖不甚發(fā)育。新生代未見(jiàn)巖漿巖。

2　區(qū)域地球物理場(chǎng)特征

2.1區(qū)域重力場(chǎng)

由研究區(qū)及周邊布格重力異常圖1可見(jiàn)，研究區(qū)位于玄廟鎮(zhèn)—

圖1　研究區(qū)及周邊布格重力異常圖Fig.1 Bouguer gravity anomaly map for the study area and the neighborhood

由測(cè)區(qū)及周邊剩余重力異常圖2可見(jiàn)，在去除區(qū)域場(chǎng)后，周寨重力低表現(xiàn)更為醒目，總體為軸向近東西向的橢圓狀，異常中心位于周寨附近，-10×10-5m/s2等值線形成

由區(qū)域航磁異常圖3可見(jiàn)，研究區(qū)位于玄廟鎮(zhèn)—周寨鎮(zhèn)一帶的航磁負(fù)異常區(qū)，航磁異常呈軸向東西向展布、東大西小的葫蘆狀，幅值約為-35nT,該負(fù)磁異常反映了周寨凹陷結(jié)晶基底埋藏深、無(wú)磁性沉積地層厚度大的特征，其北為東西向圈閉，圈閉的面積約為160km2,負(fù)重力異常的幅度達(dá)到了-5×10-5m/ s2，根據(jù)黃1井的勘探成果，推算周寨凹陷沉積中心新生界古近系底界面深度應(yīng)該在2400~2600m之間。剩余重力異常大致反應(yīng)了周寨凹陷中新生界地層的展布特征，周寨附近為中新生界沉積中心，地層厚度達(dá)2500m左右，向北豐沛凸起，中新生界厚度不足1000m，向東梁寨鎮(zhèn)一帶為周寨凹陷與敬安一四戶凹陷的鞍部低凸起，地層為新生界大汶口組、官莊組，厚度推測(cè)在1500m左右，向西玄廟鎮(zhèn)一帶為周寨凹陷與虞城凹陷的鞍部低凸起，中新生界厚度推測(cè)在1800m左右。

由圖1、圖2可見(jiàn)，周寨凹陷與師寨鎮(zhèn)史小橋鹽礦所在的常店─鹿樓凹陷以華山低凸起相隔，二者沉積地層同為新生界大汶口組、官莊組。

圖2　研究區(qū)及周邊剩余重力異常圖Fig.1 Residual gravity anomaly map for the study area and the neighborhood

2.2磁場(chǎng)展布的高磁異常帶，該帶僅分布于豐沛凸起西部的終興鎮(zhèn)一帶，而豐沛凸起東部豐縣—華山鎮(zhèn)─沛縣一帶則為平靜的低磁異常區(qū)，此種現(xiàn)象反映了反應(yīng)了豐沛凸起東西基底巖性差異較大的特征，西部的終興鎮(zhèn)一帶的的高磁異常帶為弱磁性太古界地層隆起及中等磁性的石英閃長(zhǎng)巖體的共同引起，而東部豐縣—華山鎮(zhèn)─沛縣一帶平靜的低磁異常區(qū)，則反應(yīng)了引起豐沛凸起東段重力高、磁力低的因素為凸起由高密度、無(wú)磁性的古生界所引起。測(cè)區(qū)南側(cè)分布范圍較大的正磁異常，反映了結(jié)晶基底隆起的高磁背景上發(fā)育了弱磁性的中酸性巖體，測(cè)區(qū)西側(cè)分布諸多的正磁異常，反映了中弱磁性的中酸性巖體較為發(fā)育，這些局部正磁異常具有找鐵礦資源的潛力。測(cè)區(qū)東側(cè)為平靜的磁場(chǎng)區(qū)，反應(yīng)了黃口坳陷無(wú)磁性的新生界大汶口組和官莊組沉積厚度大、結(jié)晶基底埋藏深的特征。

圖3　研究區(qū)及周邊航磁異常圖Fig.3 Airborne magnetic anomalies map in the study area and the neighborhood

2.3電法異常

根據(jù)1979年安徽省煤田地質(zhì)物探測(cè)量隊(duì)《安徽省碭山地區(qū)電法勘探報(bào)告》，研究區(qū)及周邊電測(cè)深視電阻率等值線圖見(jiàn)下圖4所示，總體反應(yīng)了研究區(qū)的視電阻率的分布特征。周寨凹陷反映出較開(kāi)闊的低阻區(qū)，等值線稀疏且成東西向變化，通過(guò)對(duì)研究區(qū)8條南北向電測(cè)深剖面的解釋，基本查清了地層的結(jié)構(gòu)特征，個(gè)別地段形成低阻等值線閉合。研究區(qū)內(nèi)以南曹莊─碭山─唐寨一帶為回龍集單斜構(gòu)造，反應(yīng)為高阻異常區(qū)。

電測(cè)深曲線反映低阻層厚度大，推斷解釋新生界厚度為600～2600m，高阻電性標(biāo)志層（約相當(dāng)于石炭、奧陶系灰?guī)r）埋藏很深，一般為1200～3500m，有些地段超過(guò)3500m，凹陷沉積中心在周寨-玄帝廟一帶。在官莊─玄廟─周寨一帶存在一個(gè)低阻異常區(qū)，視電阻率的極小值在4Ω·m以下，出現(xiàn)如此低的視電阻率，推測(cè)地下可能存在低阻礦床，或因地層中含鹽礦化度較高的鹵水所致。

圖4　研究區(qū)及周邊電測(cè)深視電阻率等值線平面圖（AB/2=3250m）Fig.4 Electrical sounding apparent resistivity isoline plane （AB/2=3250m） for the study area and the neighborhood

3　水化學(xué)特征

根據(jù)1964年安徽省地質(zhì)局323地質(zhì)隊(duì)編制的碭山幅水化學(xué)圖，在黃口坳陷周寨凹陷內(nèi)地表水的礦化度普遍偏高，大部分地區(qū)地下水的礦化度為1～3g/L，礦物以氯化物為主，在馬良集和西大門(mén)等處礦化度達(dá)3g/L以上。可能指示地下存在鹽類可溶性水向上運(yùn)移，致使地表水礦化度升高。

4　鉆井資料

研究區(qū)內(nèi)無(wú)鉆孔資料，在測(cè)區(qū)南部的回龍集單斜構(gòu)造上開(kāi)展找煤勘探的淺鉆，其東部如黃910井、黃31井和朱莊74-2、74-4孔等淺孔。根據(jù)1980地礦部華北石油局第四物探大隊(duì)在測(cè)區(qū)西部夏邑凹陷為找油完成的黃1井，該井位于劉集東約3.7km，鉆穿新近系，古近系的底界深度為3400m。根據(jù)以上鉆孔資料，初步推測(cè)周寨凹陷沉積中心古近系底界深度約為2500m左右，這與電測(cè)深推斷的2600m的深度相一致。推測(cè)鹽類礦產(chǎn)所在大汶口組、官莊組厚度約在800~1500m左右。

5　找礦前景

根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，黃口坳陷內(nèi)大汶口組、官莊組沉積厚度大，鉆孔分層結(jié)果表明，本區(qū)古近系可與山東泰安地區(qū)對(duì)比，分為官莊組和大汶口組。官莊組巖性主要為肉紅色砂巖、礫巖、粉砂巖及礫石，不整合于二疊系山西組之上，厚度大于323m。大汶口組巖性主要為紅褐、灰綠色泥巖、淺灰色條帶狀砂質(zhì)頁(yè)巖，夾7層以上薄層軟石膏，厚度大于353m。由黃口坳陷古近系大汶口組的巖性特征可見(jiàn)，盆地發(fā)育有鹽湖相沉積物，在凹陷沉積中心，大汶口組的厚度會(huì)更大。

根據(jù)有關(guān)資料，山東省汶上縣大汶口盆地為70年代發(fā)現(xiàn)的中型鹽類礦床，主要是石膏礦和鉀鹽礦，含礦層位是古近系大汶口組，礦床埋深約1000m左右。前述的豐縣師寨鎮(zhèn)史小橋鹽礦的含礦層位是古近系大汶口組，礦床埋深約800~1500m左右。

因此，周寨凹陷具備鹽類礦產(chǎn)的成礦地質(zhì)條件，大汶口組為本區(qū)找鹽類礦床的有利層位，凹陷中心該套地層厚度大，為鹽類礦床的有利部位。

6　結(jié)論

周寨凹陷為鹽類礦產(chǎn)的找礦有利區(qū)，重力和電測(cè)深資料推斷沉積中心深度約為2500m，且發(fā)育鹽湖相沉積的大汶口組，電測(cè)深資料反映在800~1500m深度存在低阻體，推測(cè)可能為低阻的鹽類礦床所引起。在黃口坳陷北側(cè)的常店─鹿樓凹陷中已發(fā)現(xiàn)豐縣師寨鎮(zhèn)史小橋鹽礦，其已探明鹽礦面積達(dá)64km2，2007年底，累計(jì)查明資源儲(chǔ)量NaCl 37882.4×104t，保有儲(chǔ)量5512.1×104t、基礎(chǔ)儲(chǔ)量NaCl 21990.3×104t及資源量NaCl 15555×104t，預(yù)測(cè)資源量25×108t?？梢酝茢?，周寨凹陷內(nèi)鹽類礦產(chǎn)具有很好的資源潛力，在研究區(qū)部署必要的勘探工作，能夠?qū)崿F(xiàn)找礦重大突破。

[1]安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)局區(qū)調(diào)隊(duì).碭山幅、宿縣幅、靈璧幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告[R].1977.

[2]安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)局物探隊(duì)綜合研究分隊(duì).安徽省區(qū)域巖石密度磁性參數(shù)測(cè)定與研究[R].1986.

[3]安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)局地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站.碭山縣1/10萬(wàn)區(qū)域水文地質(zhì)調(diào)查報(bào)告[R].1997.

[4]安徽省煤田地質(zhì)局物探測(cè)量隊(duì).安徽省碭山地區(qū)電法勘探報(bào)告[R].1979.

[5]張凱，汪青松，金世恒，等. 中鹽東興鹽礦塌陷區(qū)及其外圍高密度電法及淺層地震勘查報(bào)告[R].安徽省勘查技術(shù)院. 2006.

[6]徐州市國(guó)土資源局《.徐州市礦產(chǎn)資源總體規(guī)劃（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

陳社教（1963-），男，陜西周至人，高級(jí)工程師，主要從事重磁勘探數(shù)據(jù)處理及解釋工作。周寨鎮(zhèn)—西南門(mén)鎮(zhèn)—宋樓鎮(zhèn)一帶，布格重力異常等值線基本呈東西向展布，反映出軸向呈東西向展布的負(fù)重力異常的輪廓，異常形態(tài)為長(zhǎng)方形，異常中心位于周寨鎮(zhèn)附近，玄廟鎮(zhèn)附近為重力異常的鞍部低凸起，該重力負(fù)異常即為黃口坳陷的次級(jí)構(gòu)造周寨凹陷的重力場(chǎng)效應(yīng)，重力異常的中心也就是周寨凹陷的新生界沉積中心。其北側(cè)終興鎮(zhèn)—豐縣—沛縣一帶為重力高值帶，為以太古界地層為主的豐沛凸起的重力效應(yīng)，周寨重力低和豐沛重力高之間為密集的重力異常梯級(jí)帶，它是丁樓斷裂的重力效應(yīng)。周寨凹陷南側(cè)為碭山縣—黃口鎮(zhèn)—大屯鎮(zhèn)—夏邑縣一帶為寬大的重力異常高值區(qū)，周寨重力低與南側(cè)重力高之間為重力異常等值線呈東西向平行展布的寬緩梯級(jí)帶，為基底由北而南逐步抬升的回龍集斜坡帶的重力效應(yīng)。周寨重力低東側(cè)的敬安鎮(zhèn)重力低值區(qū)則為黃口坳陷內(nèi)敬安凹陷的重力效應(yīng)。周寨重力低西側(cè)為張集鎮(zhèn)─虞城縣─高韋莊鎮(zhèn)一帶的重力低為夏邑坳陷虞城凹陷的重力效應(yīng)，反應(yīng)了虞城凹陷沉積了巨厚的低密度中新生界地層，如張集西南的黃1井鉆至3400m，仍未穿透新生界古近系。