皮玉蓮,朱文科,李超男
(安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局312地質(zhì)隊(duì),安徽蚌埠 233040)
磁法勘探以巖石磁性差異為基礎(chǔ),探測地層、巖性的不同磁性,通過磁異常來推斷地質(zhì)構(gòu)造或地層空間分布情況,是物探最常用的方法之一[1]。用磁法能圈定斷裂帶、破碎帶,是因?yàn)閿嗔训漠a(chǎn)生或者改變了巖石的磁性,或者改變了地層的產(chǎn)狀,或者沿?cái)嗔褞О橛泻笃诨蛲趲r漿活動(dòng),或者沿?cái)嗔褍蓚?cè)有不同的構(gòu)造特征[2]。
斷裂在磁異常特征上的主要標(biāo)志有:①磁異常分界線,即異常梯級帶;②磁異常等值線沿走向有規(guī)律性的扭曲和錯(cuò)斷;③串珠狀磁異常;④雁行狀異常帶;⑤放射狀異常帶組。
礦區(qū)地處蚌埠隆起花園湖段近核部南翼與郯廬斷裂帶皖東段北部西緣復(fù)合部位[3]。主要地層為新太古界五河群小張莊組(Ar3xz)、古近系定遠(yuǎn)組(E1dn)和第四系表土。小張莊組(Ar3xz)廣泛分布于礦區(qū)內(nèi),地層為一套綠片-角閃巖相變質(zhì)巖,其巖性為黑云母微斜長片麻巖、變粒巖。古近系定遠(yuǎn)組(E1dn)主要分布于礦區(qū)東南部,地表零星出露,地層巖性為砂礫巖。第四系(Q)廣泛分布于礦區(qū)內(nèi),由黏土-粉質(zhì)黏土及巖屑坡積物構(gòu)成。
中家山鉛鋅(金銀)礦床的控礦構(gòu)造為受郯廬斷裂帶及次級斷裂影響派生的低序次張、壓扭性斷裂構(gòu)造,主要表現(xiàn)形式為北東向、近東西向兩組斷裂構(gòu)造[3]。其中關(guān)山-中家山斷裂構(gòu)造蝕變帶走向北東,傾向南東;龜山-馬山構(gòu)造蝕變帶走向北西西,總體傾向北東;鳳凰山構(gòu)造蝕變帶走向北東,傾向南東。
根據(jù)鉆探揭露和礦產(chǎn)開采情況可知,中家山段鉛礦體、馬山段鉛鋅金銀礦體、鳳凰山段鉛礦體嚴(yán)格受以上三個(gè)構(gòu)造蝕變帶控制。
磁測工作使用重慶奔騰數(shù)控技術(shù)研究所生產(chǎn)的WCZ-1 高精度質(zhì)子磁力儀,觀測精度為0.1nT,測量參數(shù)為地磁場總強(qiáng)度T。野外開工前、收工后按《地面高精度磁測技術(shù)規(guī)程》DZ/T0071-93要求進(jìn)行儀器性能測定。
選擇符合規(guī)程要求的日變站,日變站儀器采樣間隔5s,與其他野外觀測儀器做到秒級同步。
野外作業(yè)觀測探頭高度2.0m,探頭方向?yàn)闁|西向。每天觀測始于儀器校正點(diǎn),終于儀器校正點(diǎn)。觀測過程中遇到干擾,合理避讓,相鄰測點(diǎn)數(shù)值變化較大時(shí)進(jìn)行重復(fù)觀測,在異常段適當(dāng)加密點(diǎn)距,并做好記錄。質(zhì)量檢查嚴(yán)格按照“一同三不同”(同一觀測點(diǎn)、不同時(shí)間、不同人員、不同儀器)原則執(zhí)行。
本次高精度磁測工作測線方位角為0°,網(wǎng)度為100m×20m,面積14.0km2。
野外原始數(shù)據(jù)通過日變改正、高度改正、正常場改正后得到磁異常ΔT[4]。使用中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)磁法勘探軟件MAGS4.0 進(jìn)行ΔT化極、圓滑、向上延拓、水平方向一階導(dǎo)數(shù)處理。利用Surfer13.0軟件繪制成果圖件。
從ΔT剖面平面圖(圖1)可以看出:礦區(qū)中部以正磁異常為主,呈近東西向展布,分布在鳳凰山—馬山一帶。北部下李家一帶為弱的正磁異常區(qū)域。南部在新莊、斗塘山、鄒家一帶,分布著近東西向、正負(fù)間隔的條帶狀磁異常。在已發(fā)現(xiàn)的中家山礦段沿礦體走向分布著弱正磁異常,其東南側(cè)也分布有北東向的弱正磁異常。其他區(qū)域?yàn)樨?fù)磁異常。
圖1 磁測ΔT剖面平面圖Figure 1. Magnetic survey ΔT section plan
依據(jù)化極后的ΔT等值線特征(見圖2),在礦區(qū)內(nèi)圈定M1、M2、M3、M4、M5、M6共6處磁異常。
圖2 磁測ΔT化極等值線平面圖Figure 2. Magnetic survey ΔT isolines plan after reductionto-the-pole
M1 位于下殷家以北—下李家一帶,北北東向分布,異常幅值為50nT。
M2位于中家山一帶,走向?yàn)楸北睎|向,與中家山礦段基本一致,異常幅值為40nT,表現(xiàn)為負(fù)背景場上的弱正磁異常。在由正異常向負(fù)異常過渡的梯度帶上分布著已知的中家山礦體,且礦體受構(gòu)造控制,見礦較好的鉆孔多分布在ΔT為-40~20nT的區(qū)域。
M3位于中家山西南側(cè),北東向分布,異常幅值為10nT,表現(xiàn)為負(fù)背景場上的弱正磁異常。
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M4 位于小壩山—小賈家—馬山—龜山一帶,近東西向分布,長約3000m,寬約600m,由4個(gè)異常中心組成,異常幅值為150nT,是查區(qū)最強(qiáng)的磁異常。在由正異常向負(fù)異常過渡的梯度帶上分布著已知的馬山礦體,且礦體嚴(yán)格受構(gòu)造控制。見礦較好的鉆孔多分布在ΔT為-30~30nT的區(qū)域。
M5 位于新莊—鄒后—小澗張一帶,近東西向分布,長約3450m,寬約220m,異常幅值為130nT。
M6 位于M5 異常南側(cè),新莊以南—鄒前一帶,近東西向分布,長約3500m,寬約200m,異常幅值為140nT。
根據(jù)磁場特征及鉆孔資料推測M1、M4、M5、M6是深部含磁性礦物的巖體引起的,M2、M3 是由含磁性礦物的巖脈沿?cái)嗔殉涮钜鸬摹?/p>
對化極后的磁異常ΔT求方向?qū)?shù),可以更好地突出構(gòu)造信息,各水平一階方向?qū)?shù)主要反映與其垂直方向上的構(gòu)造。
圖3 ΔT水平0°、45°、90°、135°一階導(dǎo)數(shù)圖Figure 3. ΔT first derivatives of horizontal 0°, 45°, 90°and135°
根據(jù)各個(gè)方向可能存在的構(gòu)造,結(jié)合地質(zhì)資料,篩選得到區(qū)內(nèi)主要的構(gòu)造分布。推測中家山地區(qū)存在如圖3所示的F1、F2、F3、F4、F5、F6構(gòu)造。其中F1、F2 為北北東向,F(xiàn)3 為北東向,F(xiàn)4、F5、F6 為近東西向。其中F2、F4 已通過前期的鉆探揭露和礦產(chǎn)開采工作被證實(shí)。
綜合分析地質(zhì)、鉆探、三維激電測深、磁法資料可以看出:中家山鉛鋅(金銀)礦床是受兩組(北北東—北東、北西西向)構(gòu)造擠壓破碎帶控制的構(gòu)造蝕變巖型礦床,已開采的馬山段礦體、中家山段礦體分別受F2、F4 構(gòu)造蝕變帶控制。礦體主要分布在磁異常值由正向負(fù)過渡的梯度帶內(nèi)(即ΔT零值附近的區(qū)域)。
根據(jù)以上分析,在礦區(qū)內(nèi)圈定4個(gè)找礦靶區(qū):
(1)鳳凰山段:鳳凰山以南三維激電測深圈定的IP1激電異常區(qū),推測存在F5構(gòu)造,ΔT為-30~40nT,異常特征與馬山段相似,成礦條件良好。
(2)馬山西段:39線以西三維激電測深圈定的IP5激電異常區(qū),存在F4 構(gòu)造,ΔT為-10~40nT,與Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ號礦體相對應(yīng)。
(3)馬山東段:27線以東可能是F3、F4構(gòu)造的結(jié)合(轉(zhuǎn)折)部位,存在Qy19、Qy20兩個(gè)淺部高極化低阻異常,ΔT為-30~30nT,成礦條件較好。
(4)鄒后—斗塘山一帶:三維激電測深圈定的IP3異常區(qū),推測存在F5、F6構(gòu)造,ΔT為-40~70nT,異常特征與馬山段相似,成礦條件良好。
建議在以上4 個(gè)靶區(qū)開展電法激電聯(lián)合剖面、激電測深測量工作,多種方法互相補(bǔ)充,查清構(gòu)造走向、傾向,查明極化體(礦化體)賦存情況,綜合地質(zhì)、物探成果選擇有利位置進(jìn)行鉆探驗(yàn)證。