综合电法在安徽西湾铅锌矿勘探中的应用.pdf
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1、第47 卷第2 期2023年6 月doi:10.3969/j.issn.1674-3636.2023.02.014摘要:通过在安徽无为西湾地区大量的物探工作,综合物化探及钻探等勘查手段,在庐枞盆地北东缘发现了大型隐伏铅锌矿床。在前人工作的基础上,对西湾铅锌矿16 勘探线进行了可控源音频大地电磁测深(CSAMT)和大功率时间域激电测深(TDIP)方法试验,通过数据处理解释与研究,推断含矿有利部位,结合已有钻孔和激电测井数据进行检验,证明在覆盖区找矿工作中可控源音频大地电磁测深和时间域激电测深两种方法组合具有较好的效果。关键词:CSAMT;TDIP;隐伏矿床;铅锌矿;安徽西湾地区中图分类号:P61
2、8.4:P631.3*25文献标识码:A0 引 言庐枞火山岩盆地位于长江中下游成矿带中段北部(常印佛等,19 9 1;翟裕生等,19 9 2),扬子板块北缘,郑庐断裂带南东侧,受印支运动及燕山期构造岩浆作用,形成以北东向为主的构造格架(吴明安等,1996),拥有丰富的铁、铜、铅、锌等矿产资源(吴明安等,2 0 0 7;张冠华等,2 0 12)。安徽无为西湾地区位于庐枞盆地北东缘,区内地形平坦,第四系覆盖层厚,找矿信息少,找矿难度大,需综合物探方法探索深部隐伏矿体(程培生等,2 0 13;李壮等,2 0 2 0 a、b)。为了更好地进行可控源音频大地电磁测深(CSA M T)及时间域激发极化法(
3、TDIP)找矿有效性试验,选择地质情况较为清楚的西湾地区16 勘探线(张建明等,2 0 2 1),先后使用CSAMT及TDIP等方法进行勘探,并对资料进行处理解释检验,结果表明2种方法组合在覆盖区找矿中具有较好的效果。1地质背景1.1区域地质特征庐枞火山岩盆地内早白垩世陆相火山岩广泛发育,总厚度 2 50 0 m(任启江等,19 9 3),以角度不整合覆收稿日期:2 0 2 2-0 9-2 0;修回日期:2 0 2 2-12-19;编辑:陈露基金项目:安徽省地质勘查基金项目“无为县西湾铁多金属矿普查”(2 0 12-1-4、2 0 15-2-4、2 0 18-1-1、2 0 2 1-1-续1)
4、作者简介:王芝水(19 8 5),男,高级工程师,长期从事地球物理勘查工作,E-mail:17 30 119 48 q q.c o m地质学刊Journal of Geology综合电法在安徽西湾铅锌矿勘探中的应用王芝水1-2,缪旭煌12,张建明1-2,张阳阳1-2,程培生12,李壮1,2(1.安徽省勘查技术院,安徽合肥2 30 0 31;2.安徽省地矿局能源勘查中心,安徽合肥2 30 0 31)等,2 0 2 1;张建明等,2 0 2 1)。1.2研究区地质特征西湾研究区为第四系全覆盖,处于黄姑一黄泥岗一祈雨山背斜的核部及其南东翼(程培生等,2022)。区内下伏地层由老到新主要有中三叠统周冲
5、村组(T,z)及黄马青组(T,h)、下白垩统龙门院组(K,l),走向北东,倾向南东(图2)。周冲村组(T,z):主要为膏岩层、角砾状灰岩、钙铁质粉砂岩,厚度 6 40 m;黄马青组(T,h):主要为钙质粉Vol.47 No.2Jun.2023文章编号:16 7 4-36 36(2 0 2 3)0 2-0 2 0 8-0 8盖于基底沉积岩层之上。沉积岩层主要岩性有早-中三叠世膏(盐)层、碳酸盐岩、海相和海陆交互相碎屑岩,以及早-中侏罗世陆相碎屑岩(吴明安等,19 9 6)。区域构造以北东和近东西向为主,受郑庐断裂和长江深断裂的复合作用控制(陈志洪等,2 0 16;杨波等,2 0 19)。火山体、
6、次级放射状和环状构造及基底隆起构造为重要的控岩与控矿构造(李道志等,2 0 2 0)。该区燕山期岩浆活动频繁,内部及周边地区有大面积次火山岩和侵入岩分布,矿化作用强烈,铁、硫、明矾石、铜、铅锌银等矿产丰富(图1)。已发现罗河、泥河、龙桥等大型铁矿(张景等,2 0 16),以及黄屯铜金矿(谢杰等,2 0 19)、朱岗铅锌矿(蔡晓兵等,2 0 15)、岳山铅锌矿(张矿等,2 0 19)等。西湾大型铅锌矿床位于朱岗铅锌矿床北东7 km、岳山北东4km处(程培生等,2 0 13;李壮等,2 0 2 0 a、b;杜东旭第47 卷第2 期王芝水等等:综合电法在安徽西湾铅锌矿勘探中的应用209郑北板块N合肥
7、。大别构造带庐庐江断安庆9裂巴坛岩体姥山岩体毛王届体大红蜜岩体罗岭岁体花山岩体沙墩凹岩体KK,s2K,z3K,112131-下白垩统浮山组;2-下白垩统双庙组;3-下白垩统砖桥组;4-下白垩统龙门院组;5-上侏罗统罗岭组;6-二长岩;7-正长岩;8-A型花岗岩;9-铁矿床;10-铜矿床;11-铅锌矿床;12-铀金矿床;13-断裂砂岩、石英砂岩、砂岩,厚度 8 8 6 m;龙门院组97.4万t(李壮等,2 0 2 0 a、b)。(K,l):主要为粗安质岩屑、晶屑(沉)角砾凝灰岩、矿石矿物成分简单。表生金属矿物为褐铁矿;内凝灰质砂岩、(沉)凝灰岩等,厚度30 150 m,与下生金属矿物主要为方铅矿
8、、闪锌矿,次要为黄铁矿及伏地层呈不整合接触。少量自然银、黄铜矿、毒砂等。主要脉石矿物有方解研究区位于北东与北西向断裂的交会部位。北石、石膏、硬石膏、高岭石、斜长石、钾长石、重晶石等。东向断层4条(F,一F4),为黄屯一杨桥基底断裂及1.3西湾16 勘探线矿体地质特征其次级断裂在矿区的反映;北西向断层1条(F,),I号主矿体赋存于下白垩统龙门院组(图3),受为洪港断裂在矿区的反映。裂隙控制,呈薄板状、透镜状,矿石主要为细脉状低区内岩浆岩主要有周扬村闪长岩和西南部的粗安品位铅锌矿。矿体总体走向北东东,倾向北北西,倾斑岩:闪长岩与周冲村组接触带有弱大理岩化,无明显角8 2 4矿化;粗安斑岩主要产于龙
9、门院组的火山岩中。号主矿体赋存于下白垩统龙门院组与中三叠西湾隐伏铅锌矿床共圈定4个主矿体35个小统周冲村组接触带附近,主要受接触带控制,其次受矿体,矿体主要赋存于周冲村组角砾状灰岩中,次要裂隙控制,呈似层状、透镜状,矿石主要为脉状、浸染脉状铅锌矿赋存在周冲村组上部火山岩和下部灰状工业铅锌矿。矿体总体走向北东东,倾向北北西,岩、膏溶角砾岩中,初步估算主矿体铅锌资源量为倾角2 45。O庐江县南京芜湖0V50km罗河铁矿小包庄铁矿/小岭岩体K,f/土地山岩体KisK.KzKK/z拔茅山铜矿拔茅山岩体K城山岩体青山岩体J.I古塘冲岩体君体何家凹岩体热阳枞阳县岩体图1庐枞盆地地质简图(据周涛发等,2 0
10、 10 修改)Fig.1Geological sketch of the Luzong Basin(modified from Zhou et al.,2010)N矿龙桥岩体龙桥铁矿西湾铅锌矿尖山岩K/盘石岭铁矿朱岗铅锌矿大岭铁矿泥河铁矿/Kz巴家滩岩体K门脂铜矿马口岩体马口铁矿/34矿床凤凰山岩体J.678绿山铅锌矿一J/二沙岩体一焦冲岩体长山一枫岭岩体谢瓦泥岩体井边铜矿K黄梅尖岩体J,13440矿床010 km10210地质学刊2023年N石桥。西湾F燕墩K,l500mJizT.r1-下白垩统龙门院组;2-下侏罗统钟山组;3-上三叠统范家塘组;4-中三叠统黄马青组;5-中三叠统周冲村组;6
11、-下三叠统南陵湖组;7-粗安斑岩;8-闪长岩;9-推测地质界线;10-推测断层及编号;11-矿体水平投影范围;12-探矿权范围;13-16 勘探线剖面;14-钻孔位置及编号号主矿体赋存于中三叠统周冲村组角砾状灰岩中部破碎带,呈似层状、透镜状,为浸染状工业铅锌矿体。矿体总体走向北东东,倾向北北西,倾角8 58。IV号主矿体赋存于中三叠统周冲村组角砾状灰岩下部破碎带,呈似层状、透镜状,矿石主要为浸染状工业铅锌矿。矿体总体走向北东东,倾向北北西,倾角8 6 2 1.4岩(矿)石电性特征在西湾地区采集了30 2 块岩(矿)石物性标本,分析结果(表1)显示,硬石膏、角砾状灰岩、铅锌矿化角砾状灰岩和闪长岩
12、电阻率较高,幅值在2 0 0 0 5000Qm之间;粗安斑岩、角砾凝灰岩、粉砂岩和安山质角砾凝灰岩等电阻率相对较低,幅值几十至几百Qm不等。铅锌矿化角砾状灰岩极化率最高,其次为硬石膏、粗安斑岩和粉砂岩,其他岩性相对较低,差异较小。含矿与不含矿的角砾状灰岩电阻率差异不大,但极化率差异明显,故极化率异常可作为找矿的主要识别标志,电阻率异常可作为识别地层界面的标志。综上,含矿角砾状灰岩具有相对低阻、高极化特征,其围岩角砾状灰岩具有高阻、低极化特征。T,nF安中村Tn新建许艾TK/lF16ZK1625TO元161ZK1607长ZK2824孟湖QZK1606Y6迎小t元T2h4T2zFig.2 Geol
13、ogical sketch of bedrock in the Xiwan areaTF周家村F。周杨村KlFK,lT元符家渡TfT元河ZK2040T元岳山村Tin6T元7图2 西湾矿区基岩地质简图岩(矿)石名称变化范围平均值变化范围平均值角砾凝灰岩17255沉凝灰岩、35 510凝灰质粉砂岩粉砂岩构造角砾岩角砾状灰岩(铅锌矿化)角砾状灰岩硬石膏安山质角砾凝灰岩和熔岩粗安斑岩闪长岩2方法技术可控源音频大地电磁测深(CSAMT)采用电性源赤道偶极装置,V8多功能电法系统(加拿大)。场源AB间距为16 8 5m,位于测线北东侧7 6 41mTFF5FFTfFT:f东湾J2812表1西湾地区主要岩矿
14、石物性特征Table 1 Physical characteristics of mainrocks(ores)in the Xiwan area电阻率/(Q.m)762098765255170.43 1.57811 2 1131 4000.17 0.2716 15 1022.2823.04 43.004512 95239110.64 1.11433 17 5894.5600.17 4.97505362660.862.1826 3371240.07 2.6130110 10518490.54 5.11TF116ZK160614极化率/%0.68 1.950.930.65 1.010.801.1
15、00.2219.550.721.641.101.170.88第47 卷第2 期(收发距),测量点距、电极距为40 m。观测电场分量E,和磁场分量H,,频率范围为0.12 5 9 6 0 0 Hz。最大发射功率为13kW,发射电流为18 A。完成物理点2 9 个,其中检查点3个,视电阻率均方相对误差为2.18%。大功率时间域激电测深(TDIP)采用对称四极装置,全波形接收机(法国IRIS)和V8发射机TXU-30(加拿大)。考虑到矿体埋深超过8 0 m(图3)、第四系覆盖较厚且水网密布,舍弃小极距(MN40m、AB/2120 m)测量,MNmax=200 m、M Nmi n=40 m,ABmax
16、=3km、A Bm i n=32 0 m(表2);点距=8 0 m,局部加密40 m;供电电流为10 2 0 A,采样延时32 0 ms,脉宽40 ms。完成物理点18 个,其中检查点1个,视电阻率均方相对误差为1.2 5%,极化率均方相对误差为1.7 6%。ZK1625高程(m)-100-200-300-400-500-6001-第四系;2-下白垩统龙门院组;3-中三叠统周冲村组中段;4-中三叠统周冲村组下段;5-粗安斑岩;6-地层界线;7-膏岩层界线;8-铅锌矿体;9-矿体编号;10-钻孔位置及编号Fig.3 Geological profile of the exploration li
17、ne16 of the Xiwan area3方法试验3.1CSAMT异常特征16勘探线CSAMT反演视电阻率断面(图4)显名称AB/2MN王芝水等:综合电法在安徽西湾铅锌矿勘探中的应用ZK16130高程(m)-100-200-300-400-500-600-700-800-900点号10 0 0ZK1613ZK1607QT元K/lT,21T2K,l2T3一TT元589ZK1607米10图3西西湾16 勘探线地质剖面图Table 2Pole distance distribution of IP sounding1602404060211143ZK162501160Pp,(Q2m)80ZK16
18、01ZK1606T元K,lT2Tz80m表2 激电测深极距分布极距/m32048080100ZK1607QT元T2512T21320143Q8ZK16259图416 勘探线CSAMT反演视电阻率断面1-第四系;2-下白垩统龙门院组;3-中三叠周冲村组中段;4-中三叠统周冲村组下段;5-粗安斑岩;6-地质界线;7-膏岩界线;8-铅锌矿体;9-钻孔及编号Fig.4Apparent resistivity section by CSAMTinversion of the exploration line 16示,在标高-2 0 0 -350 m之间存在一电性界面,纵向上将电阻率断面分成2 块,即浅部
19、低阻区(2 0 0 m),由北西至南东低阻区厚度逐渐增大,主要由第四系及局部火山碎屑岩引起;相对高阻区主要由三叠系灰岩引起,随着深度的增加电阻率值逐渐增大,且在18 0 0/16一2 10 0/16 点间隆起,与该区致密的三叠系灰岩及硬石膏层上隆相对应。位于火山岩与周冲村组接触带的铅锌矿体和周冲村组内的矿体,对应电阻率等值线形态呈下凹状特征。3.2TDIP 异常特征16勘探线TDIP勘探深度以AB/6计算的结果(陈腊春等,2 0 0 9;孙仁斌等,2 0 17)(图5)与CSAMT反演深度大体相似,TDIP视电阻率断面(图6 a)显600800120160ZK16011.0241480K,lT
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