綜合地質(zhì)、物化探信息在安徽桐城曉棚地區(qū)找礦中的應(yīng)用

魏長(zhǎng)帥

(安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局326地質(zhì)隊(duì)，安徽 安慶 246000)

0 引言

大別造山區(qū)先后發(fā)現(xiàn)了金寨縣沙坪溝特大型斑巖型鉬礦床及其他多處的金礦、鉛鋅礦，是良好的找礦前景區(qū)[1]。安徽桐城曉棚地區(qū)位于桐柏—大別山造山帶東端與孔城槽地北西部結(jié)合部位[2]，具有銅多金屬找礦潛力。本文在系統(tǒng)總結(jié)曉棚地區(qū)地質(zhì)特征的基礎(chǔ)上，通過(guò)地球物理勘查及地球化學(xué)測(cè)量，進(jìn)行多元多信息分析找礦線索，提出了找礦方向。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

安徽桐城曉棚地區(qū)位于桐柏—大別山造山帶東端與孔城槽地北西部結(jié)合部位，區(qū)域地層區(qū)劃屬南秦嶺—大別山地層區(qū)分區(qū)，基底為大別式角閃巖相、榴輝巖相超高壓變質(zhì)巖，出露地層有前寒武系黃家龍組合，蓋層為侏羅系鐘山組與江鎮(zhèn)組、白堊系汪公廟組與赤山組、第三系望虎墩組與痘姆組及第四系。

區(qū)內(nèi)褶皺及韌性剪切帶發(fā)育，主要分三期分布于工作區(qū)陶沖鎮(zhèn)—掛車鎮(zhèn)西北側(cè)。早期褶皺變形主要為變質(zhì)表殼巖組合；中期褶皺變形不僅有變質(zhì)表殼巖組合還有變質(zhì)侵入巖組合；晚期褶皺發(fā)育于變質(zhì)表殼巖和變質(zhì)侵入巖中，褶皺樣式為寬緩的直立褶皺。

區(qū)內(nèi)構(gòu)造巖分為糜棱巖系列和碎裂巖系列，主要分為三期分布于工作區(qū)陶沖鎮(zhèn)—掛車鎮(zhèn)西北側(cè)。依據(jù)變質(zhì)程度可分為構(gòu)造角礫巖、碎裂巖、糜棱巖，糜棱巖分為榴輝巖相糜棱巖、角閃巖相糜棱巖、綠片巖相糜棱巖。碎裂巖系列主要有斷層泥、碎粒巖。

區(qū)內(nèi)巖漿巖發(fā)育，主要有兩類：一類為變質(zhì)侵入巖組合，另一類為中生代末變質(zhì)侵入巖。變質(zhì)侵入巖為陶沖、胡沖片麻巖組合，主要巖性為細(xì)粒二長(zhǎng)花崗片麻巖；中生代末變質(zhì)侵入巖主要為五聚嶺超單元，巖性為鉀長(zhǎng)花崗巖、石英二長(zhǎng)巖，曉棚侵入體巖性為鉀長(zhǎng)花崗巖、花崗斑巖、楊樹坳獨(dú)立單元巖性為閃長(zhǎng)巖，其中曉棚侵入體的鉀長(zhǎng)花崗巖位于曉棚附近。

2 研究區(qū)地質(zhì)特征

2.1 研究區(qū)地質(zhì)背景

研究區(qū)位于桐城火山巖盆地內(nèi)[2,3]，由于第四系掩蓋等原因，出露的火山巖互不相連，火山巖的基底為前寒武系陶沖片麻巖和侏羅系鐘山組，蓋層為汪公廟組、赤山組、第三系、第四系(圖1)。

圖1 研究區(qū)地質(zhì)圖

研究區(qū)的構(gòu)造主要為脆性變形構(gòu)造巖，構(gòu)造角礫巖見于掛車鎮(zhèn)—陶沖壓扭性斷裂帶及張性斷裂中，巖石具角礫狀結(jié)構(gòu)，角礫多為棱角狀，無(wú)定向性，粒徑>2 mm，碎粉及碎粒、鐵質(zhì)、硅質(zhì)膠結(jié)，常見有花崗質(zhì)角礫巖、糜棱角礫巖等。

研究區(qū)巖漿巖發(fā)育，包括侵入巖和火山巖兩類。侵入巖又分為變質(zhì)侵入巖和未變質(zhì)侵入巖及脈巖。區(qū)內(nèi)變質(zhì)侵入巖組合為陶沖片麻巖，主要出露于查區(qū)西北部、北部、南部的李鋪等地，巖性為中細(xì)粒二長(zhǎng)花崗片麻巖，與前寒武系變質(zhì)巖呈侵入關(guān)系并共同變形，常見有榴閃(輝)巖包體，在強(qiáng)變形域形成縻棱巖帶。未變質(zhì)侵入巖為曉棚侵入體，出露于曉棚兩側(cè)，呈不規(guī)則橢球狀產(chǎn)出，面積0.13 km2，與陶沖片麻巖、侏羅系江鎮(zhèn)組火山巖、白堊系汪公廟組呈侵入接觸，巖性為碎裂鉀長(zhǎng)花崗巖、花崗斑巖。區(qū)內(nèi)脈巖為閃長(zhǎng)玢巖，主要出露于李鋪、曉棚、呈北東走向透鏡?；鹕綆r分布于掛車鎮(zhèn)火山巖盆地，出露于掛車鎮(zhèn)—曉棚一帶及周家灣，地表僅見江鎮(zhèn)噴發(fā)旋回，屬安山巖—英安巖—粗安巖組合，由安山巖、英安巖、粗安質(zhì)火山角礫巖、凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)粉砂巖組成。

2.2 變質(zhì)作用與蝕變特征

前寒武紀(jì)二長(zhǎng)花崗巖區(qū)域變質(zhì)為二長(zhǎng)花崗質(zhì)片麻巖，熱液蝕變有綠泥石化、綠簾石化、碳酸鹽化、鉀化、硅化等。

3 地球物理特征及其找礦線索

3.1 地磁特征

在“桐城一帶穩(wěn)定正磁場(chǎng)帶”的南東邊緣[4]，80～160 nT等值線向南東方向“半島狀”伸出，航磁異常皖C-76-224位于半島核部，由200～320 nT組成，呈北西—南東方向橢圓狀分布，經(jīng)1∶10000磁法掃描，ΔT等值線以0～100 nT為廣闊背景。100 nT以上呈兩條“列島”狀突起，一條呈北西西—南東東(命名為Ⅱ號(hào)帶)，另一條呈北北東—南南西(命名為Ⅰ號(hào)帶)，兩帶近于直角共點(diǎn)相交，頂點(diǎn)位于北。100～400 nT構(gòu)成大致協(xié)調(diào)的梯度帶，400 nT以上呈分散峰。平面形態(tài)上，Ⅰ號(hào)帶西側(cè)異常梯度較陡，東側(cè)異常梯度較緩。自北向南有3個(gè)峰值異常區(qū)，最大幅值1 260 nT；Ⅱ號(hào)帶沿走向上由4個(gè)規(guī)模小，呈串珠狀分布的磁異常組成，最大幅值1 304 nT(圖1)。

據(jù)鉆孔資料，Ⅱ號(hào)帶淺部為江鎮(zhèn)組火山巖和凝灰質(zhì)粗安巖，Ⅰ號(hào)帶淺部均為粗安巖，通過(guò)對(duì)火山巖磁參數(shù)測(cè)定，磁化率不均勻。綜合研究認(rèn)為：火山巖普遍具有磁性，但不強(qiáng)，在磁場(chǎng)上反映為疊加于正負(fù)區(qū)域性磁場(chǎng)之上的鋸齒狀，波動(dòng)起伏的二次峰值，或形成狹窄而強(qiáng)度不大且沿走向強(qiáng)度穩(wěn)定的圓滑規(guī)則的異常。其中，安山巖類巖石可引起強(qiáng)度較高、狹窄、跳動(dòng)的磁異常，往往具多個(gè)中心。區(qū)內(nèi)曉棚鉀長(zhǎng)花崗巖、變質(zhì)侵入巖—二長(zhǎng)花崗質(zhì)片麻巖、紅層砂礫巖均為低磁化率巖石，磁異常為曉棚鉀長(zhǎng)花崗巖與火山巖侵入接觸帶磁性礦物引起。

3.2 可控源音頻大地電磁測(cè)深(CSAMT)

區(qū)內(nèi)開展的CSAMT剖面測(cè)量顯示，縱橫向立體電性連續(xù)性較好，變化規(guī)律強(qiáng)，與區(qū)內(nèi)地質(zhì)圖巖性變化范圍也相當(dāng)吻合，通過(guò)電阻率大小粗略劃分Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)、Ⅲ區(qū)，特征相當(dāng)明顯。

推測(cè)的F3斷層和弧形低阻破碎帶的位置隨著1～3線測(cè)線的變化逐漸向南東方向位移，表明具橢球狀曉棚巖體(εγ、γπ)在地下隱伏地向東或向南東推進(jìn)。深埋的陶沖片麻巖(Tgn)、第三系下覆的白堊系地層、江鎮(zhèn)組火山巖頂界面起伏變化較大，西南埋藏淺、北東埋藏深。

隨著向縱深發(fā)展，深部地質(zhì)特征漸漸凸顯出來(lái)。F3斷裂線條清晰向南東微移；破碎帶以低阻條帶狀展現(xiàn)隨深度增加而向北西向偏移；東部電阻越來(lái)越高，深埋隱伏的陶沖片麻巖(Tgn)或白堊系上統(tǒng)赤山組(K2c)礫巖顯露出來(lái)；測(cè)區(qū)內(nèi)曉棚巖體沿破碎帶向東(南東)逆沖上侵。

結(jié)合地磁異常特征圈定的Ⅰ號(hào)異常與推測(cè)的F3斷裂和低阻破碎帶淺部的位置較為吻合，說(shuō)明Ⅰ號(hào)異常主要由侵入巖東接觸帶的巖、礦(化)體引起。斷裂構(gòu)造和巖體侵入接觸破碎帶及其交會(huì)部位均是成礦的有利部位，當(dāng)其內(nèi)部充填水或近區(qū)金屬礦(化)體程度較高、規(guī)模較大時(shí)基本上以低阻顯示。本區(qū)推測(cè)的F3斷層和弧形破碎帶均呈低阻帶狀，又與地磁高值異常相對(duì)應(yīng)，值得重視和進(jìn)一步工作。Ⅱ號(hào)串珠狀異常帶與CSAMT法的3線走向一致，異常帶位于侵入巖北侵入接觸帶附近，可能是接觸帶磁性礦物突變的反映。

3.3 視極化率及視電阻率電性特征

淺部視極化率ηs異常值由西向東呈低—高—低變化特征，ηs異常幅值在0.8%～1.8%～0.6%范圍變化，中、深部ηs異常也呈類似的變化特征。視電阻率ρs異常特征為：研究區(qū)西部主要為中高阻反映，東部整體主要呈低阻特征。東部淺部主要為第三紀(jì)地層，巖性為中厚層礫巖、含礫粗砂巖；西部主要為江鎮(zhèn)組火山巖地層，其間有曉棚巖體(鉀長(zhǎng)花崗巖)侵入，下部有更老地層存在。由淺至深，西部視電阻率ρs異常呈現(xiàn)高—低—高的變化特征，局部淺、中部出現(xiàn)一相對(duì)高阻隆起帶，兩側(cè)為相對(duì)低阻區(qū)，而ηs異常出現(xiàn)在相對(duì)高阻隆起帶區(qū)域內(nèi)。整個(gè)ηs異常處于地磁異常的西側(cè)邊緣的零值區(qū)域內(nèi)，此部位為碎裂鉀長(zhǎng)巖分布區(qū)，有Cu、Au多金屬礦化前緣暈As、Pb、Zn、Sb、Ba元素異常，成礦較為有利。

大功率激電測(cè)深顯示的電法異常特征為相對(duì)中高阻相對(duì)高極化特征，異常所處部位均在地磁異常西側(cè)零值區(qū)范圍內(nèi)，地磁異常主要為侵入巖體接觸帶的反映，接觸帶為碎裂鉀長(zhǎng)花崗巖，有物探、化探異常，是尋找構(gòu)造蝕變巖型多金屬礦有利部位，對(duì)地質(zhì)成礦部位較為有利。

4 地球化學(xué)特征及找礦線索

1∶10000巖石原生暈剖面以及鉆探成果顯示，江鎮(zhèn)組火山巖、赤山組礫巖的Cu、Pb、Zn、Ag比之曉棚巖體、陶沖片麻巖要高2～3倍，而江鎮(zhèn)組火山巖是個(gè)多旋迴的噴發(fā)巖系。經(jīng)鉆孔揭露，研究區(qū)埋深78.12～84.65 m處的輝石粗安巖與其上、下其他火山巖均有明顯的豐度差異：Cu 320×10-6、Pb>1 000×10-6、Zn 450×10-6、Ag 1.68×10-6、As 265×10-6、Au 137.5×10-9，該巖性層可視為一個(gè)獨(dú)立的地球化學(xué)資源塊體。

通過(guò)鉆探ZK101成果，發(fā)現(xiàn)研究區(qū)埋深40～70 m處形成Pb、Zn、Ba、Sb、As等元素異常，這些元素為低溫元素組合，化探異常部位為碎裂鉀長(zhǎng)花崗巖部分孔段，碎裂、蝕變巖段對(duì)應(yīng)并且與大功率激電異常對(duì)應(yīng)，這些元素為Cu、Au熱液礦體前緣暈，預(yù)示下部有Cu、Au多金屬礦體存在。礦區(qū)有較多的閃長(zhǎng)玢巖脈，有形成斑巖型礦的巖漿巖條件[5]。

5 結(jié)語(yǔ)

(1)安徽桐城曉棚地區(qū)位于桐柏—大別山造山帶東端與孔城槽地北西部結(jié)合部位，具有良好的成礦條件，受郯—廬斷裂的誘導(dǎo)，在拉分盆地形成期，巖漿事件相伴發(fā)生，曉棚巖體是區(qū)內(nèi)最年輕的侵入巖，從它與赤山組的接觸界線以及稀土配分曲線反映出它是燕山晚期或第三紀(jì)的產(chǎn)物，同時(shí)也是巖漿演化最晚階段的產(chǎn)物，是有利于形成斑巖型銅鉬礦的巖石類型。

(2)曉棚磁異常及電性特征明顯，相對(duì)中高阻、相對(duì)高極化及地磁異常是尋找構(gòu)造蝕變巖型多金屬礦有利的地球物理依據(jù)。

(3)鉆探資料顯示，部分孔段有較好的低溫成礦元素組合，下一步應(yīng)加強(qiáng)研究巖體東部是否存在北北東向構(gòu)造、礦化、蝕變帶及深部礦化情況以及礦區(qū)南西側(cè)閃長(zhǎng)玢巖脈或巖株分布，查清巖性、蝕變、產(chǎn)狀、含礦性等地質(zhì)特征。