江蘇宜興周鐵地區(qū)地質(zhì)地球物理場特征及找礦潛力

魏邦順，黃順生

(江蘇省地質(zhì)調(diào)查研究院，江蘇 南京 210018)

0 引言

江蘇宜興周鐵地區(qū)屬于長江中下游Ⅲ級成礦區(qū)帶中宣州—蘇州Ⅳ級成礦帶。Ⅳ級成礦帶內(nèi)以鉛鋅銀和優(yōu)質(zhì)高嶺土礦產(chǎn)為特色，礦產(chǎn)地有蘇州小茅山—吳宅、迂里鉛鋅銀礦、蘇州潭山鉛鋅(銀)硫鐵礦床及溧陽土包山金礦等礦床，與酸性、中酸性巖漿作用有關(guān)的接觸交代矽卡巖型鐵、銅鉛鋅銀多金屬礦較為發(fā)育，礦床(礦點)眾多，是江蘇重要的多金屬成礦區(qū)(江蘇省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1995;黃震等，2013)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

該區(qū)大地構(gòu)造位置處于下?lián)P子陸塊蘇錫地體南西段，次級構(gòu)造位于張渚—芳橋斷褶隆起區(qū)之宜興—芳橋凸起，西北界以歸徑—和橋斷裂與常州凹陷為鄰(圖1)。印支運動使古生代和中生代早期蓋層褶皺隆起，后受燕山運動影響，在局部地區(qū)發(fā)生凹陷，形成中生代盆地。中生代以來構(gòu)造變動強烈，早期有明顯的擠壓，后期有較強烈的拉升和升降運動，形成一系列褶皺、斷裂、隆坳構(gòu)造，同時伴有巖漿侵入活動(江蘇省地質(zhì)礦產(chǎn)局區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊，1988;江蘇省地質(zhì)礦產(chǎn)局第四地質(zhì)大隊，1989;江蘇省地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查研究所，1998;江蘇省地質(zhì)調(diào)查研究院，2001a，2001b)。

1.1 地層

研究區(qū)處于揚子地層區(qū)之江南地層分區(qū)，地層具有江南型特征。區(qū)域上地層出露不全，隆起區(qū)宜興芳橋鎮(zhèn)太陽山見奧陶紀(jì)侖山組(O1l)灰?guī)r，屺亭屺山見志留紀(jì)茅山組(S2m)砂巖及泥盆紀(jì)五通組(D3w)砂巖，凹陷區(qū)堆積了巨厚的白堊系—古近系沉積物。

宜興市芳橋鎮(zhèn)地?zé)崞詹楣ぷ髦幸娸^厚的二疊系龍?zhí)督M含煤巖系，表明張渚—芳橋斷褶隆起區(qū)之宜興—芳橋凸起位置存在石炭系—三疊系碳酸鹽巖的可能性大。

1.2 構(gòu)造

在漫長的地質(zhì)發(fā)展歷史中，研究區(qū)經(jīng)歷了基底形成、褶皺蓋層形成和瀕太平洋大陸邊緣活動3個主要發(fā)展階段。印支運動之前該區(qū)是蓋層穩(wěn)定發(fā)展階段，印支期以強烈的褶皺造山運動為主，形成了一系列北東向展布褶皺構(gòu)造及該方向的低角度逆沖斷裂，逆沖推覆構(gòu)造發(fā)育，巖漿活動強烈。燕山晚期(晚白堊世)以北東向斷陷為主，并控制了古近紀(jì)盆地沉積。

1.2.1 褶皺構(gòu)造 研究區(qū)主要褶皺，卷入的地層由泥盆系—三疊系，構(gòu)造線方向為北東—北東東，褶皺形態(tài)多以短軸、開闊褶皺為主，軸向大致平行，往往向北東向傾伏。由于受后期構(gòu)造運動的改造，所見者均為殘缺、斷續(xù)的褶皺，其背斜往往隆起形成山嶺而出露，向斜則隱伏于平原中。

圖1 周鐵地區(qū)基巖地質(zhì)圖Fig.1 Bedrock geological map of the Zhoutie area

1.2.2 斷裂構(gòu)造 自印支運動以來，斷裂構(gòu)造十分發(fā)育，不同時期形成的斷裂主要有：北東向、北西向及近東西向3組。區(qū)內(nèi)多期、多階段的構(gòu)造變動使同一方向的斷裂成生于不同時代或同一條斷裂具有多期活動特征。

1.2.3 推覆構(gòu)造 區(qū)內(nèi)推覆構(gòu)造十分普遍，大多是隆起與凹陷的邊界斷裂，大多被第四系覆蓋，地表可直接觀察到的構(gòu)造形跡較少，主要以工程(槽探、鉆探)揭露和地球物理資料分析及理論推斷獲得。據(jù)在無錫馬山施工水文鉆孔時，鉆孔穿過中志留統(tǒng)茅山組砂巖后遇二疊紀(jì)煤系地層;常熟福山—張家港廟橋煤田詳查時，含煤盆地東南緣，茅山組推覆在青龍組之上。區(qū)內(nèi)馬山—福山推覆體控制長度90 km，推覆面則呈低角度向南傾斜。

1.2.4 凹陷 研究區(qū)西側(cè)為徐舍凹陷，位于徐舍—前黃一帶，呈北東—北東東方向延伸，長約40 km，寬約15 km。在布格重力異常圖上，凹陷中心重力異常以強低異常為主，兩側(cè)則為密集的梯度帶(斷裂)。凹陷內(nèi)堆積了巨厚的白堊系—古近系沉積物。據(jù)部分鉆孔及物探資料，凹陷南東側(cè)地層傾向北西，傾角較陡，達 30°～40°;北西側(cè)地層傾向南東，傾角緩，組成一個南東陡、北西緩的不對稱和緩向斜。

1.3 巖漿巖

區(qū)內(nèi)巖漿巖分布廣泛，主要由中酸性—酸性侵入巖和中酸性火山巖組成。

1.3.1 侵入巖 該區(qū)侵入巖比較發(fā)育，規(guī)模較大的主要有無錫復(fù)式巖體、周鐵復(fù)式巖體。

無錫復(fù)式巖體由1個“犁頭”形巖株和多個小巖株構(gòu)成，隱伏于第四系之下，分布面積5～50 km2，侵入于志留紀(jì)—三疊紀(jì)地層中，巖體中部被上白堊統(tǒng)和新近系覆蓋。巖體與圍巖的接觸面不規(guī)則，總體北傾60°左右。同位素年齡值為117.7 Ma(江蘇省地質(zhì)礦產(chǎn)局區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊，1991)，巖漿活動期為早白堊世。巖性主要為二長閃長巖、石英二長巖。

周鐵復(fù)式巖體位于周鐵—漕橋一帶，與巖體上覆晚白堊世地層或第三紀(jì)地層為沉積不整合接觸。扶風(fēng)鉆孔見到了石英閃長斑巖;漕橋南部鉆孔揭露巖石類型為斑狀石英二長巖，巖體具有豐富的鎢礦化，WO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般為0.24% ～0.99%，平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.92%(江蘇省地質(zhì)礦產(chǎn)研究所，1990);芳橋鉆孔ZK004見到了石英閃長巖。從區(qū)域上來看，巖體受北東向梅嶺—新芳橋斷裂控制，呈小巖株產(chǎn)出。根據(jù)航磁異常資料，推測周鐵巖體的面積達70 km2左右。

此外，在宜興市屺山、無錫市南部等地，沿斷裂裂隙侵入形成一些巖脈，巖性主要為花崗斑巖、閃長玢巖、流紋斑巖等。

1.3.2 火山巖 主要為中生代侏羅系大王山旋回火山巖，屬裂隙式噴發(fā)兼中心式噴發(fā)。以中酸性、酸性火山熔巖為主，巖性主要為流紋質(zhì)凝灰熔巖、凝灰?guī)r、凝灰角礫巖、流紋巖及火山碎屑沉積巖為主。

1.4 礦化特征

宜溧周鐵地區(qū)因有一定厚度的第四系覆蓋，地質(zhì)工作程度較低。至今尚未發(fā)現(xiàn)規(guī)模較大的礦床，研究區(qū)附近已發(fā)現(xiàn)的內(nèi)生金屬礦產(chǎn)主要有鐵、錳、錫等，均為礦點、礦化點，主要有川頭橋多金屬礦點、吼山鐵礦點、塌山鐵礦點、軍嶂山鐵礦點、馬山錳礦化點、龍王山錳礦化點，均與中低溫?zé)嵋撼涮钣嘘P(guān)?，F(xiàn)以軍嶂山鐵礦點為例簡述如下。

軍嶂山鐵礦點礦區(qū)構(gòu)造部位屬馬山—惠山背斜之東南翼，出露地層為茅山組砂巖及五通組石英砂巖，附近未見巖漿巖出露，僅鉆孔中見有花崗閃長巖，軍嶂山一帶茅山砂巖為單斜構(gòu)造。地層產(chǎn)狀340°∠22°。圍巖蝕變有硅化、高嶺土化、絹云母化。礦體賦存于茅山組砂巖的破碎帶中，破碎帶主要有2條，分別在山腰及山頂東側(cè)，礦體呈脈狀，共有8條，主要礦體走向NE 15°，傾角陡，近直立。各礦體互相平行呈側(cè)幕式。主礦體長30～60 m，5號礦體最長250 m，厚2～3 m，延深5～9 m，礦體已采光。礦石礦物以赤鐵礦為主，次為鏡鐵礦、褐鐵礦、磁鐵礦。脈石礦物為石英。據(jù)揀塊化學(xué)分析結(jié)果：TFe 47.08%，Mn 1.47%，Zn 0.2%，Ag 19.80 g/t(江蘇省地質(zhì)礦產(chǎn)局第四地質(zhì)大隊，1989)。

1.5 地球物理場特征

研究區(qū)處于蘇南航磁復(fù)雜異常區(qū)中南部，溧陽雜亂磁場區(qū)與蘇州環(huán)狀帶異常之間，涵蓋規(guī)模較大的宜興周鐵重、磁同高異常，其北西側(cè)為徐舍平靜磁場、重力低異常、南東側(cè)為丁蜀鎮(zhèn)寬緩磁場、重力低異常(圖2、圖3)。

圖2 周鐵地區(qū)布格重力異常等值線平面圖Fig.2 Contours showing bouger gravity anomalies in the Zhoutie area

圖3 周鐵地區(qū)航磁化極異常等值線平面圖Fig.3 Contours showing aeromagnetic anomalies in the Zhoutie area

周鐵重、磁同高異常呈現(xiàn)走向北東、帶狀展布，航磁ΔT異常為強度高、規(guī)模較大的正負(fù)伴生異常，幅值大于340 nT，位于宜興周鐵鎮(zhèn)—新莊鎮(zhèn)一帶，考慮到斜磁化影響，一般航磁ΔT化極異常與磁性地質(zhì)體水平投影范圍有較好的對應(yīng)性，而航磁ΔT異常明顯向南位移。航磁ΔT化極異常極值＞300 nT，150 nT等值線走向長15 km，寬8.5 km，位于宜興周鐵鎮(zhèn)—萬石鎮(zhèn)—芳橋鎮(zhèn)之間。布格重力異常極值＞14×10－5m/s2，6×10－5m/s2等值線走向長15 km，寬10 km，航磁化極異常與重力異常位置、形態(tài)、軸向并不完全一致。重力高異常主要反映了古生界地層及基底隆起，航磁異常則主要為隱伏巖體所引起。從重、磁異常展布特征看，明顯受北東、北西向斷裂構(gòu)造控制。

周鐵重、磁同高異常北西為徐舍平靜負(fù)磁、重力低異常，航磁ΔT化極表現(xiàn)為平靜負(fù)磁場特征，范圍寬大，強度一般在－100 nT左右;重力場上顯示為相對重力低，布格重力異常小于－18×10－5m/s2，區(qū)域地質(zhì)資料證實：徐舍平靜負(fù)磁、重力低異常為厚度很大的無磁性、低密度白堊系、第三系沉積地層引起。

周鐵重、磁同高異常以南為丁蜀鎮(zhèn)寬緩磁場、重力低異常，位于丁蜀鎮(zhèn)一帶，表現(xiàn)為重力低異常區(qū)，布格重力異常小于－8×10－5m/s2;磁場總體較平靜，航磁ΔT化極在－50 nT左右，局部有雜亂磁場疊加。重磁場特征反映為相對凹陷區(qū)，主要為無磁性、低密度白堊系、第三系沉積地層有關(guān)，局部疊加的雜亂磁場反映了巖漿活動。

2 區(qū)域成礦模式

蘇南東部成礦區(qū)溧陽—蘇州成礦亞區(qū)以鐵銅鉛鋅銀和優(yōu)質(zhì)高嶺土礦產(chǎn)為特色，也是江蘇省重要的多金屬成礦區(qū)。銅鉛鋅銀等多金屬礦產(chǎn)相對集中分布在蘇州西部和無錫查橋地區(qū);溧陽南部有金及多金屬礦。區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)銅、金、多金屬礦床、礦點30處，其中銅礦1處、金礦6處、多金屬礦23處。除吳宅、迂里、潭山3處中型多金屬礦床外，其他皆為小型礦床和礦點。此外，區(qū)內(nèi)還查明或發(fā)現(xiàn)中、小型鋅鐵或鐵礦床12處，大、中型高嶺土礦床4處及具有良好找礦前景的錫多金屬和鈮鉭礦床等。

根據(jù)成礦地質(zhì)特征、成礦作用方式及成礦元素組合規(guī)律等，內(nèi)生金屬礦床類型可分為矽卡巖型、熱液充填型和斑巖型等(江蘇省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1995)。

2.1 矽卡巖型礦床

矽卡巖型礦床為區(qū)域上最重要的礦床類型，包括蘇州西部地區(qū)的多金屬礦和鋅鐵礦以及溧陽地區(qū)的部分金礦與多金屬礦等。礦體主要分布在酸性—中酸性侵入巖體(花崗斑巖、花崗巖、石英閃長斑巖等)與石炭系—二疊系和三疊系碳酸鹽巖層的內(nèi)、外接觸帶及其附近的圍巖中。例如：迂里鉛鋅銀礦體產(chǎn)于花崗斑巖與石炭系—二疊系和三疊系碳酸鹽巖層接觸帶及其附近，石炭系—二疊系碳酸鹽巖層的層間構(gòu)造是重要的賦礦部位。礦體處于重磁異常梯度帶上的扭曲或凸出部位。

2.2 熱液充填型礦床

是區(qū)域上較多見的礦床類型，包括迂里多金屬礦中部分礦體及大賢嶺金礦(點)等。此類礦床(點)的礦體多產(chǎn)在侵入體接觸帶附近或一定距離范圍內(nèi)，受區(qū)域裂隙控制。礦體形態(tài)復(fù)雜，變化大。例如迂里礦礦體多產(chǎn)于逆推斷裂上盤蝕變砂頁巖的裂隙帶中，呈平行的礦脈群;大賢嶺金礦體受逆沖斷裂控制，呈陡傾的透鏡狀產(chǎn)于破碎帶中。此類礦床(點)的另一特征是礦體與圍巖界線清晰，近礦圍巖蝕變?nèi)酰傻V作用方式以充填作用為主。

2.3 斑巖型礦床

該類型礦床為區(qū)域上重要的礦床類型，如吳宅部分鉛鋅銀多金屬礦體，產(chǎn)于花崗斑巖與泥砂質(zhì)圍巖接觸帶的內(nèi)側(cè)和舌狀巖體破碎裂隙帶中。

矽卡巖型、熱液充填型、斑巖型礦床?？稍谕坏V區(qū)圍繞巖體接觸帶的不同部位相繼出現(xiàn)，形成成礦元素組合基本相同、成礦類型不同的“多型一體”礦床組合。例如：蘇州西部迂里、吳宅等礦區(qū)，均屬于矽卡巖型為主的“多型一體”礦床組合。

2.4 地球物理找礦標(biāo)志

區(qū)域物性可知：中酸性侵入巖體具有一定的磁性，密度相對較低;石炭系—二疊系和三疊系碳酸鹽巖無磁性，密度相對較高;而區(qū)域上鉛鋅銀多金屬礦體一般伴生磁鐵礦物。因此，一定規(guī)模的花崗斑巖、花崗巖、石英閃長斑巖等酸性—中酸性侵入巖體反映為相對高的磁異常和相對低的重力異常特征;石炭系—二疊系和三疊系碳酸鹽巖表現(xiàn)為平靜的磁場和相對高的重力異常特征，酸性—中酸性侵入巖體與石炭系—二疊系和三疊系碳酸鹽巖接觸帶反映重磁異常的梯度帶特征，其上局部地磁異?；蛑亓Ξ惓Ｅで?、凸出部位，則是尋找含磁鐵礦物鉛鋅銀多金屬礦的重要地球物理找礦標(biāo)志。

典型礦床特征分析：蘇州小茅山—吳宅銅鉛鋅多金屬礦是以銅、鉛、鋅、銀為主的中型接觸交代型和中溫?zé)嵋撼涮钚偷V床，區(qū)內(nèi)第四系廣布，地層主要為石炭系—二疊系沉積巖，巖漿活動強烈，以中酸性巖體為主，礦體受北東向逆掩斷層控制，賦存于石英斑巖體與圍巖接觸帶及其附近。共探明銅鉛鋅銀多金屬礦石量180.4萬t，埋深一般在－14～－414 m不等。礦體為含磁鐵礦鉛鋅銀礦，礦石磁性強，K平均213 126 × 10－5～ 244 667 × 10－5SI，Jr平均138 100×10－5～271 800×10－3A/m，巖體與圍巖均為無磁性—弱磁性(王傳禮等，2002)。

從小茅山—吳宅銅鉛鋅銀礦水平投影與重、磁異常等值線平面圖(圖4)可以看出：小茅山磁異常(M23)為一正負(fù)伴生的磁異常，形似梨狀，走向北西40°，400 nT等值線長 260 m，寬 150 m，極大值 829 nT，北側(cè)伴生負(fù)－91 nT負(fù)異常，磁異常梯度變化較陡;吳宅磁異常(M24)為一正負(fù)伴生的磁異常，形似橢圓形，走向近南北，350 nT等值線長300 m，寬150 m，極大值448 nT，磁異常梯度變化較緩。已探明含磁鐵礦鉛鋅銀礦水平投影范圍對應(yīng)磁異常極大值至北側(cè)梯度帶附近，重力異常22×10－5～24×10－5m/s2等值線梯度帶扭曲或相對凸出部位(華東地質(zhì)勘查公司814隊，1986)。

圖4 蘇州小茅山—吳宅銅鉛鋅銀礦水平投影與重力、磁異常等值線平面圖Fig.4 Horizontal projection，gravity and magnetic anomaly contours of the Xiaomaoshan－Wuzhai Cu－Zn－Pb－Ag deposit in Suzhou

3 找礦潛力探討

3.1 成礦地質(zhì)條件優(yōu)越

該區(qū)位于張渚—芳橋斷褶隆起區(qū)之宜興—芳橋凸起位置，宜興芳橋鎮(zhèn)太陽山、屺亭屺山出露奧陶系—泥盆系地層(圖5)。此外，地?zé)崞詹橘Y料推斷該凸起位置可能存在石炭系—三疊系碳酸鹽巖地層。緊鄰出露奧陶系—泥盆系地層以東，周鐵—漕橋一帶，即航磁推測的復(fù)式巖體，分布面積達70 km2左右，其中：芳橋ZK004鉆孔約120 m以下見石英閃長巖;漕橋南部鉆孔揭露巖石類型為斑狀石英二長巖，巖體具有豐富的鎢礦化。從區(qū)域上來看，巖體受北東向梅嶺—新芳橋斷裂控制，呈小巖株產(chǎn)出。此外，在宜興市屺山沿斷裂裂隙侵入形成一些巖脈，巖性主要為花崗斑巖、閃長玢巖等。北東、北西向斷裂構(gòu)造發(fā)育。

圖5 周鐵地區(qū)地質(zhì)、1∶1萬地磁ΔT化極異常等值線平面圖Fig.5 Map showing geology and magnetic pole anomaly contours at a scale of 1∶10 000 in the Zhoutie area

從上述成礦地質(zhì)背景看，研究區(qū)具有尋找矽卡巖型鐵、鉛鋅銀多金屬或熱液充填型銅多金屬礦產(chǎn)的良好條件。

3.2 物探異常良好

區(qū)域重磁場特征很好地反映了研究區(qū)內(nèi)老地層、侵入巖體及斷裂構(gòu)造的分布，北東向重力高異常主要反映了宜興—芳橋凸起，即：奧陶系—泥盆系以及可能存在的石炭系—三疊系碳酸鹽巖等高密度體的反映，航磁異常主要為石英閃長巖、斑狀石英二長巖等中酸性巖體反映。

從1∶5萬航磁ΔT化極等值線平面圖(圖6)看，區(qū)域上北東走向的航磁異常分解成多個走向各異的局部異常突起或扭曲(地質(zhì)礦產(chǎn)部航空物探遙感中心，1989)，反映該區(qū)地質(zhì)構(gòu)造的復(fù)雜性，奧陶紀(jì)侖山組灰?guī)r及可能存在的石炭系—三疊系碳酸鹽巖等與石英閃長巖、斑狀石英二長巖等中酸性巖體接觸部位的局部航磁異常，宜興市屺山—萬石鎮(zhèn)—武進區(qū)潘家鎮(zhèn)一帶，無疑是尋找矽卡巖型鐵、鉛鋅銀多金屬或熱液充填型銅多金屬礦產(chǎn)的有利地段。

圖6 周鐵地區(qū)1∶5萬航磁ΔT化極異常等值線平面圖Fig.6 Contours of aeromagnetic pole anomalies at a scale of 1∶50 000 in the Zhoutie area

近年來宜溧地區(qū)開展的遠景調(diào)查工作中，在宜興周鐵重磁異常位置進行了局部小范圍的1∶1萬地面磁法測量(圖5)，從地磁結(jié)果看：磁異常由西向東場值逐漸增大，地磁化極異常平面圖上，以150 nT等值線為界線基本上可將測區(qū)磁場劃分為西部平靜的負(fù)背景場區(qū)和東部高磁異常區(qū)。西部平靜的負(fù)背景場區(qū)大致對應(yīng)宜興芳橋鎮(zhèn)太陽山、屺亭屺山出露奧陶系—泥盆系地層分布范圍，東部高磁異常區(qū)總體與航磁高值異常推斷的中酸性巖體吻合。由此說明開展地面磁測工作可以有效地圈定沉積地層、侵入巖體和接觸帶分布范圍。

在地磁異常高值范圍開展了1∶1萬激電中梯測量，發(fā)現(xiàn)一個走向北東、規(guī)模較小，強度較弱的極化率異常，經(jīng)鉆孔(ZK004)驗證為黃鐵礦化的石英閃長巖引起，進一步證實相對航磁、地磁高值異常與石英閃長巖等中酸性巖體有關(guān)。

地磁化極異常平面圖上，反映周鐵中酸性巖體地磁異常北西方向，有局部磁異常向中陽橋—顧家塘一帶延伸，長度達2 500 m，寬度約600 m，磁場強度達350～450 nT，位于剩余重力高中心附近，地質(zhì)上處在推測的宜興周鐵中酸性侵入巖體與沉積地層接觸部位，該類局部磁異常是區(qū)內(nèi)尋找接觸交代型含磁鐵礦多金屬礦(化)體重要線索。值得進一步開展大比例尺磁法、重力和激電等工作，以期該地區(qū)在尋找鐵、銅鉛鋅銀多金屬礦的突破。

4 結(jié)論

通過江蘇宜興周鐵地區(qū)地質(zhì)背景、地球物理場特征的分析研究，周鐵地區(qū)既有尋找矽卡巖型鐵、鉛鋅銀多金屬或熱液充填型多金屬礦產(chǎn)的成礦地質(zhì)背景條件，又有良好的重磁異常反映。結(jié)合宣州—蘇州Ⅳ級成礦帶找礦模式和鐵、銅鉛鋅銀多金屬礦產(chǎn)典型礦床重磁場特征，認(rèn)為江蘇宜興周鐵地區(qū)具有較大的找礦潛力。

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