綜合地質、物化探信息在安徽桐城曉棚地區找礦中的應用

魏長帥

(安徽省地質礦產勘查局326地質隊，安徽 安慶 246000)

0 引言

大別造山區先后發現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[1]。安徽桐城曉棚地區位于桐柏—大別山造山帶東端與孔城槽地北西部結合部位[2]，具有銅多金屬找礦潛力。本文在系統總結曉棚地區地質特征的基礎上，通過地球物理勘查及地球化學測量，進行多元多信息分析找礦線索，提出了找礦方向。

1 區域地質背景

安徽桐城曉棚地區位于桐柏—大別山造山帶東端與孔城槽地北西部結合部位，區域地層區劃屬南秦嶺—大別山地層區分區，基底為大別式角閃巖相、榴輝巖相超高壓變質巖，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。

區內褶皺及韌性剪切帶發育，主要分三期分布于工作區陶沖鎮—掛車鎮西北側。早期褶皺變形主要為變質表殼巖組合；中期褶皺變形不僅有變質表殼巖組合還有變質侵入巖組合；晚期褶皺發育于變質表殼巖和變質侵入巖中，褶皺樣式為寬緩的直立褶皺。

區內構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陶沖鎮—掛車鎮西北側。依據變質程度可分為構造角礫巖、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。

區內巖漿巖發育，主要有兩類：一類為變質侵入巖組合，另一類為中生代末變質侵入巖。變質侵入巖為陶沖、胡沖片麻巖組合，主要巖性為細粒二長花崗片麻巖；中生代末變質侵入巖主要為五聚嶺超單元，巖性為鉀長花崗巖、石英二長巖，曉棚侵入體巖性為鉀長花崗巖、花崗斑巖、楊樹坳獨立單元巖性為閃長巖，其中曉棚侵入體的鉀長花崗巖位于曉棚附近。

2 研究區地質特征

2.1 研究區地質背景

研究區位于桐城火山巖盆地內[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 研究區地質圖

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

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

2.2 變質作用與蝕變特征

前寒武紀二長花崗巖區域變質為二長花崗質片麻巖，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“桐城一帶穩定正磁場帶”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號帶)，另一條呈北北東—南南西(命名為Ⅰ號帶)，兩帶近于直角共點相交，頂點位于北。100～400 nT構成大致協調的梯度帶，400 nT以上呈分散峰。平面形態上，Ⅰ號帶西側異常梯度較陡，東側異常梯度較緩。自北向南有3個峰值異常區，最大幅值1 260 nT；Ⅱ號帶沿走向上由4個規模小，呈串珠狀分布的磁異常組成，最大幅值1 304 nT(圖1)。

據鉆孔資料，Ⅱ號帶淺部為江鎮組火山巖和凝灰質粗安巖，Ⅰ號帶淺部均為粗安巖，通過對火山巖磁參數測定，磁化率不均勻。綜合研究認為：火山巖普遍具有磁性，但不強，在磁場上反映為疊加于正負區域性磁場之上的鋸齒狀，波動起伏的二次峰值，或形成狹窄而強度不大且沿走向強度穩定的圓滑規則的異常。其中，安山巖類巖石可引起強度較高、狹窄、跳動的磁異常，往往具多個中心。區內曉棚鉀長花崗巖、變質侵入巖—二長花崗質片麻巖、紅層砂礫巖均為低磁化率巖石，磁異常為曉棚鉀長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深(CSAMT)

區內開展的CSAMT剖面測量顯示，縱橫向立體電性連續性較好，變化規律強，與區內地質圖巖性變化范圍也相當吻合，通過電阻率大小粗略劃分Ⅰ區、Ⅱ區、Ⅲ區，特征相當明顯。

推測的F3斷層和弧形低阻破碎帶的位置隨著1～3線測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。深埋的陶沖片麻巖(Tgn)、第三系下覆的白堊系地層、江鎮組火山巖頂界面起伏變化較大，西南埋藏淺、北東埋藏深。

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

結合地磁異常特征圈定的Ⅰ號異常與推測的F3斷裂和低阻破碎帶淺部的位置較為吻合，說明Ⅰ號異常主要由侵入巖東接觸帶的巖、礦(化)體引起。斷裂構造和巖體侵入接觸破碎帶及其交會部位均是成礦的有利部位，當其內部充填水或近區金屬礦(化)體程度較高、規模較大時基本上以低阻顯示。本區推測的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應，值得重視和進一步工作。Ⅱ號串珠狀異常帶與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地層，巖性為中厚層礫巖、含礫粗砂巖；西部主要為江鎮組火山巖地層，其間有曉棚巖體(鉀長花崗巖)侵入，下部有更老地層存在。由淺至深，西部視電阻率ρs異常呈現高—低—高的變化特征，局部淺、中部出現一相對高阻隆起帶，兩側為相對低阻區，而ηs異常出現在相對高阻隆起帶區域內。整個ηs異常處于地磁異常的西側邊緣的零值區域內，此部位為碎裂鉀長巖分布區，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。

大功率激電測深顯示的電法異常特征為相對中高阻相對高極化特征，異常所處部位均在地磁異常西側零值區范圍內，地磁異常主要為侵入巖體接觸帶的反映，接觸帶為碎裂鉀長花崗巖，有物探、化探異常，是尋找構造蝕變巖型多金屬礦有利部位，對地質成礦部位較為有利。

4 地球化學特征及找礦線索

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，而江鎮組火山巖是個多旋迴的噴發巖系。經鉆孔揭露，研究區埋深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獨立的地球化學資源塊體。

通過鉆探ZK101成果，發現研究區埋深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花崗巖部分孔段，碎裂、蝕變巖段對應并且與大功率激電異常對應，這些元素為Cu、Au熱液礦體前緣暈，預示下部有Cu、Au多金屬礦體存在。礦區有較多的閃長玢巖脈，有形成斑巖型礦的巖漿巖條件[5]。

5 結語

(1)安徽桐城曉棚地區位于桐柏—大別山造山帶東端與孔城槽地北西部結合部位，具有良好的成礦條件，受郯—廬斷裂的誘導，在拉分盆地形成期，巖漿事件相伴發生，曉棚巖體是區內最年輕的侵入巖，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的產物，同時也是巖漿演化最晚階段的產物，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，相對中高阻、相對高極化及地磁異常是尋找構造蝕變巖型多金屬礦有利的地球物理依據。

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