鄭光文，張 凱，吳明安，侯明金

(1.安徽省地質調查院，安徽合肥 230001;2.安徽省勘查技術院，安徽合肥 230031)

安徽沙溪銅礦床位于安徽廬江縣境內，處于廬樅火山巖盆地西北緣、郯廬斷裂帶和礬山－銅陵深斷裂的復合部位(常印佛，1991)，是長江中下游地區(qū)最為典型的中生代斑巖型銅(金)礦床，包含鳳臺山、銅泉山、斷龍頸、龍頭山四個礦段，總資源儲量(銅金屬量)已達65萬t以上，且其外圍和深部尚未控制，最近安徽省地勘局327地質隊在外圍鼓架山的勘查取得了很大的進展，使銅金屬量再次擴大。

1 沙溪銅礦地質特征

沙溪地區(qū)出露的地層有志留紀高家邊組和墳頭組砂頁巖，泥盆紀五通組石英砂礫巖，早、中侏羅世陸相碎屑巖。有陸相火山活動(芮宗瑤，2003)，發(fā)育晚侏羅世－早白堊世火山巖(圖1)。巖漿活動強烈，巖漿巖主要是沿著背斜核部及縱向斷裂侵位而成的淺成中酸性雜巖體，呈似巖床、巖鐘狀，與圍巖接觸界線明顯。銅(金)礦體主要賦存在石英閃長斑巖(全巖 Rb－Sr等時線年齡為127.9±1.6Ma)(徐兆文，2000)中，少量產(chǎn)于圍巖中，局部地段因風化淋濾而形成次生富集礦體。含礦斑巖體主要侵位于背斜的核部，巖體的埋深在背斜的核部較淺，而在背斜的兩翼相對較深。在淺部巖體主要呈脈狀產(chǎn)出，在深部巖體主要呈浸染狀產(chǎn)出。

蝕變與礦化具明顯的分帶現(xiàn)象，從上至下依次為:青磐巖化蝕變帶、石英絹云母化蝕變帶、鉀質蝕變與青磐巖化蝕變疊加帶、鉀質蝕變帶。與典型斑巖銅礦相比，沙溪斑巖型銅金礦床蝕變模式有所差別，表現(xiàn)在泥化帶僅局部發(fā)育(楊曉勇，2011)。主礦體賦存于鉀質蝕變與青磐巖化蝕變疊加帶、鉀質蝕變帶中，金礦化以伴生金為主，少數(shù)呈獨立的銅金礦體。

針對沙溪斑巖銅礦，前人還做了成礦地球化學、成礦流體及構造地球化學成礦背景等方面的研究(邱檢生，1991;傅斌，1996;楊曉勇，1998;孫立廣，1998)。部分專家結合流體包裹體和穩(wěn)定同位素的研究，認為沙溪銅礦具有“閃長巖”成礦模式①。有些學者認為，沙溪斑巖銅礦具有“埃達克巖”的特征，為中生代太平洋板塊向中國大陸俯沖帶來的洋殼物質重熔結晶分異的結果(余良范，2008;余良范，2010)，為深俯沖和交代成因(芮宗瑤，2006)。

2 找礦方法試驗

圖1 沙溪斑巖銅礦床地質簡圖(根據(jù)安徽省地勘局327地質隊資料修改)Fig.1 Simplified geological map of the Shaxi porphyry copper deposit(modified from data of 327 Geological Team，Anhui Province Bureau of Geology and Mineral Resources Exploration)

沙溪地區(qū)在剩余重力異常圖中為明顯的相對重力高值區(qū)，磁場以平穩(wěn)負磁場為特征，ΔT等值線近似平行，走向北東。在此背景上疊加著串珠狀展布的局部正異常群，總體走向也為北東向。根據(jù)1∶5萬航磁所提取的異常，由多個大體等距的呈北東向展布的局部異常所組成，異常帶總體長達10km，其南部的四個異常分別與沙溪斑巖銅礦田中已知的四個礦床相對應。地磁ΔZ異常形態(tài)規(guī)則，走向北東，幅值達300nT，巖芯磁參數(shù)測定顯示含銅斑巖磁化率 K=1000 ×10－64πSI，而非含銅巖體及志留系地層均無磁或微磁，難以引起磁異常。

圖2 鳳臺山礦段6線地質剖面圖(根據(jù)安徽省地勘局327地質隊資料修改)Fig.2 Geological profile of the Fengtai mountain ore block along the prospecting line No.6(modified from data of 327 Geological Team，Anhui Province Bureau of Geology and Mineral Resources Exploration)

深部找礦，物探先行。在新一輪攻深找盲尋找緊缺礦產(chǎn)資源的熱潮中，我們面臨的都是埋藏深、不易發(fā)現(xiàn)的隱伏礦體，找礦難度很大。物探技術方法很多，不同方法各有其適應性和優(yōu)勢與不足之處。選擇一種有效的物探方法組合，更好的應用于深部找礦，廣大新老地質工作者(王福同等，2001;周云滿，2006;董平等，2009;馬振波，2011)均在做積極的探索，有的已經(jīng)摸索出適合本地區(qū)的找礦方法組合。

為了解多種物探技術在本地區(qū)找礦中的效果，進而確定物探找礦方法的信息標志，建立適合區(qū)內隱伏－中深部礦勘查的有效方法或方法組合，利用其物探勘查模型直接探測深部異常地質體，為尋找隱伏－中深部礦體提供依據(jù)，以實現(xiàn)地質找礦新突破，優(yōu)選了沙溪斑巖銅礦鳳臺山礦段的6線進行逾1000m長的物探綜合方法試驗剖面，包括高精度磁測、激電測深、CSAMT和SIP法四種。

2.1 鳳臺山礦段6線礦體特征

鳳臺山含礦斑巖體主要侵位于背斜的核部，巖體的埋深在背斜的核部較淺，而在背斜的兩翼相對較深。銅礦體空間分布具有淺部為脈狀，上部呈斜板狀，深部為鐘狀的特征(圖2)。其蝕變與礦化特征與閃長巖模式相近，具明顯的分帶現(xiàn)象，主礦體賦存于鉀質蝕變與青磐巖化蝕變疊加帶、鉀質蝕變帶中。

2.2 地球物理特征

2.2.1 磁異常特征

圖3為本次實測的磁異常ΔT曲線，由圖中可看出，磁異常在78/6點附近為正異常，ΔT值最高，向兩側逐淅降低過渡到負值異常，曲線呈對稱形態(tài)。58/6、70/6兩點分別對應ZK608和ZK607兩見礦鉆孔，也是深部鐘狀礦體的地面投影區(qū)段，皆位于ΔT高值異常區(qū)。正異常峰值位于78/6近側，形態(tài)規(guī)則，與隱伏閃長斑巖體位置相吻合，說明磁異常為含礦閃長斑巖的反映。

圖3 鳳臺山礦段6線磁異常ΔT曲線Fig.3 Magnetic anomaly ΔT curve of the Fengtai mountain ore block along the prospecting line 6

因此，定性分析認為沙溪礦區(qū)航磁、地磁異常為含銅斑巖體引起，磁異?？勺鳛閷ふ冶緟^(qū)斑巖型銅金礦床的重要指示信息。

2.2.2 激電測深異常特征

激電測深共獲得視電阻率(ρs)和視極化率(ηs)兩種參數(shù)，代表著不同的電性屬性。測深點4900/6和5000/6分別位于鉆孔ZK608和ZK607，剖面地形起伏較大，對激電測深的勘查效果存在一定的影響。

由圖4可以看出，在點5000/6附近，有一較寬的高阻隆起異常帶，兩側為對稱的低阻，極化率較高，最大達14%，以5000/6點為中心向兩側分別伸展至4800/6、5100/6，向下延伸逐漸變窄。此高阻隆起帶對應已知的閃長斑巖侵入巖體，高極化說明斑巖體中含有可極化的硫化類物質(黃銅礦)。高阻高極化是尋找斑巖銅礦體的標志。高極化帶淺部較深部寬而極值高，說明淺部銅礦脈或斜板狀銅礦體對深部鐘狀主礦體具有屏蔽作用，淺部礦脈反映較好而深部礦體則不明顯。

2.2.3 CSAMT 異常特征

圖5是經(jīng)過一系列處理、反演后所獲得的CSAMT反演視電阻率(卡尼亞電阻率)擬斷面圖，圖中清晰地反映了該剖面地下的電性特征。ZK608和ZK607分別位于CSAMT測深點1680/6和1790/6。圖中從1670/6～1900/6，有一較寬的高阻隆起，兩側為對稱的低阻，一直向下延深，顯然這是侵入巖體形成的背斜構造，兩側低阻為石英閃長斑巖體與志留系砂巖的接觸帶。淺部礦脈與巖體接觸帶皆呈低阻顯示。因徑深比較小及淺部礦脈屏蔽，深部背斜核部鐘狀銅礦體并未完全分辨出來，只是巖體中部等值線有輕微下凹顯示。

2.2.4 SIP 異常特征

本次在6線上進行了軸向偶極排列(D－D排列)頻譜激電(SIP)測量試驗工作，利用中國地質大學(武漢)與加拿大鳳凰公司聯(lián)合開發(fā)的頻譜激電數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進行反演，反演方法采用最小二乘法，擬合誤差小于 0.03，求出了激電頻譜參數(shù)(ρa、ma、τa、ca)，并繪制了如圖6擬斷面圖。與CSAMT點位相同，鉆孔 ZK608與測點 1680/6點重合，鉆孔ZK607則與1790/6點相對應。

從四個參數(shù)的擬斷面圖中可清楚地看出每個頻譜參數(shù)對礦體的表現(xiàn)特征。視幾何電阻率ρa等值線表現(xiàn)為向右下方開口形狀，由上而下阻值漸增，與巖體特征相一致，略向東傾，巖體接觸帶等值線密集，但銅礦體與高阻母巖界線不清。視充電率ma主要在1520/6～2240/6有一個高極化異常區(qū)(ma＞30%)，該異常區(qū)又可分為Ⅰ(1520/6～1820/6)與Ⅱ(1820/6～2240/6)兩個異常小區(qū)，兩者皆為銅礦體的反映。Ⅰ區(qū)體現(xiàn)深部鐘狀主礦體，Ⅱ區(qū)則是淺部礦脈的反映，異常形態(tài)和反演深度均與礦體產(chǎn)狀和埋深基本吻合。在1120/6～1440/6也有一條西傾的次高極化異常帶(Ⅲ異常區(qū))，此同樣為淺部礦脈的反映。由此說明，利用頻譜激電視充電率ma參數(shù)來尋找深部斑巖型銅礦體還是相當有效的。視時間常數(shù)τa與極化率ma極為相似，同樣可分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個異常區(qū)，異常大小、范圍比ma稍小。τa在礦體上呈高值(＞3)，對礦體的反映也是相當明顯的，對礦體有較強的分辨能力。視頻率相關系數(shù)ca對礦體的反映則以低值出現(xiàn)(＜0.25)，鐘狀主礦體則以鐘狀低值等值線圈閉顯示，異常形態(tài)和位置皆與已知礦體的空間賦存狀態(tài)相一致。

圖4 鳳臺山礦段6線激電測深視電阻率(實線)、極化率(虛線)斷面圖Fig.4 IP sounding apparent resistivity(solid line)and polarization rate(dotted line)profile of the Fengtai mountain ore block along the prospecting line 6

總之，利用SIP法四個頻譜參數(shù)獨有的異常特征來評判勘查對象的地質屬性，在本區(qū)尋找深部隱伏斑巖型銅礦是可行和有效的。

2.3 建立地球物理勘查模型

綜上所述，在本區(qū)利用地面高精度磁測對閃長斑巖巖體反映比較明顯的特點，可進行大比例尺掃面來圈定巖體位置?？煽卦匆纛l大地電磁測深(CSAMT)對侵入巖反映效果較好，以高阻值顯示，巖體形態(tài)、范圍、產(chǎn)狀以及構造等反映較為清晰，因礦體徑深比較小，深部礦體顯示不清。激電測深因受地形起伏、淺部低阻脈狀礦體的屏蔽以及礦體徑深比較小，對深部主礦體反映不明顯，視電阻率和極化率對巖體和礦體僅有不同程度的信息顯示。頻譜激電SIP法則有其獨特的優(yōu)勢，提供的地電參數(shù)多，信息量大，四種主要參數(shù)相互映襯、對照，對深部礦體的賦存狀態(tài)有比較清晰的反映。綜合考慮多種參數(shù)，可大大減少對深埋可極化盲礦體的誤判，提高解釋精度，大大減少勘探風險。

圖5 鳳臺山礦段6線CSAMT反演視電阻率擬斷面圖Fig.5 CSAMT inversion apparent resistivity quasi profile of the Fengtai mountain ore block line 6

總之，該區(qū)閃長斑巖巖體為高磁高阻低極化;銅礦體為低阻高極化，體積較小時表現(xiàn)為高阻(圍巖電阻率)高極化;銅礦體較斑巖體視時間常數(shù)(τa)為高，而視頻率相關系數(shù)(Ca)則相對較低。

在廬樅地區(qū)深部尋找斑巖型銅(金、鐵等)礦床，在區(qū)域地質、重力、化探、航磁等有利成礦部位的基礎上，可按以下步驟和方法施行。

(1)采用地面高精度磁測進行大比例尺掃面，圈定巖體、構造范圍和位置;

(2)在磁異常區(qū)進行適量的面積或剖面性大功率激電測深，進一步縮小異常范圍，查明巖體范圍和埋深，驗證磁異常，從磁、電兩方面來確定地質體性質。

(3)在有利的異常區(qū)段上，進行CSAMT和SIP法的剖面(或面積)工作。利用CSAMT來確定巖(礦)體或構造的賦存狀況、空間位置、埋深和產(chǎn)狀等。SIP則可查明巖體內可極化體的地質屬性、賦存狀況等，辨別礦與非礦。

圖6 鳳臺山礦段6線SIP擬斷面圖Fig.6 SIP quasi profile of the Fengtai mountain ore block line 6

圖7 查巴崗地區(qū)ΔT地磁化極向上、向下延拓平面圖Fig.7 Planar maps of upward and downward continuation of ΔT reduced to magnetic pole in the Zabagang areas

各種物探方法皆有其本身的局限性，反映的地質物性屬性各有側重，因此工作中應當結合地質、鉆探等勘查方法，合理利用，綜合考慮，爭取取得理想的找礦效果。

3 找礦方法的檢驗

為了驗證通過沙溪斑巖銅礦鳳臺山礦段6線剖面試驗建立的地球物理找礦模型，特地選擇了沙溪銅礦成礦帶東帶的査巴崗地區(qū)開展了1∶10000高精度地面磁測、激電測深、CSAMT和SIP法的剖面測量，檢驗地球物理找礦模型的找礦效果。

3.1 地磁異常特征

1∶10000磁測結果顯示，查巴崗地區(qū)ΔT化極異常特征表現(xiàn)為中部正值四周負值，中部偏南西有一北東南西走向的正磁異常帶，等值線呈馬鞍狀橢圓形封閉，如圖7中0平面磁異常圖中的0值閉合圈。

圖8 查巴崗地區(qū)視電阻率(實線，單位:Ω·m)、極化率(虛線，單位:%)擬斷面圖Fig.8 Apparent resistivity(solid line，unit:Ω·m)and polarization rate(dotted line，unit:%)quasi profile in the Zabagang areas

進一步對磁異常ΔT進行化極、向上延拓、向下延拓等處理，異常形態(tài)更加清晰;上延300m、500m正異常形態(tài)特征仍很清楚，說明引起該異常的深部異常源是存在的。解釋推斷該異常地下有火山侵入巖體存在，利用本次地面磁測異?？纱笾氯Χ◣r體的范圍和位置。但巖體內或接觸帶是否有礦(化)體存在，還得進一步進行電法等物探工作。

圖9 查巴崗地區(qū)推測巖體形態(tài)Fig.9 Speculated shape of the rock mass in the Zabagang area

3.2 激電測深異常特征

垂直實測的磁異常長軸方向(即推測巖體走向)布置了4條激電測深剖面，點距50m，由西南向東北分別為Ⅰ線、Ⅱ線、Ⅲ線、Ⅳ線。每個激電測深點的視電阻率曲線類型基本相同，可簡化為G型或H型，局部有起伏變化，深部阻值高于淺部。

在4條測線的擬斷面圖(圖8)中部，皆有一規(guī)律性很強，以中間測深點為對稱阻值向兩端逐漸衰減的高阻(＞80Ω·m)背斜隆起區(qū)，與磁異常相吻合。視電阻率等值線陡直向下開口呈喇叭狀，推測巖體為直立脈狀，走向北東，推測Ⅰ線、Ⅱ線在80m左右見巖體頂部，Ⅲ線、Ⅳ線在60m左右，兩側較陡，幾乎對稱(圖9)。極化率不高(＜2%)，Ⅰ線、Ⅱ線較零亂，與電阻率無理想的對應關系，說明巖體中可極化物質含量不高。Ⅳ線僅淺部高阻對應中極化率。Ⅲ線電阻率等值線與極化率等值線在中段巖脈處對應較好，異常形態(tài)較為相似，高阻中極化，大于1.4%的極化率值位于推測的巖體內。

由于激電Ⅲ線電阻率等值線與極化率等值線對應得較好，異常形態(tài)規(guī)則，中段直立高阻中極化異常較有意義，值得進一步研究。實際上，磁法剖面異常也很強，在磁法平面上對應激電剖面Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ線進行了數(shù)據(jù)切割，繪出相應的剖面圖(圖10)。磁異常特征是相當明顯的。

圖10 查巴崗地區(qū)Ⅲ線磁異常ΔT曲線Fig.10 Magnetic anomaly ΔT curve in the Zabagang areas along the prospecting lineⅢ

測區(qū)4條激電測深極化率值都不高，最大值不超過2%。鳳臺山已知銅礦6線的試驗剖面視極化率值最大達14.5%，遠遠高于該區(qū)。說明查巴崗推測巖體存在，但是否存在礦體還得進一步工作。

3.3 CSAMT 異常特征

為了進一步驗證巖體和查明巖體的產(chǎn)狀、位置，選擇激電、磁測異常較好的Ⅲ線進行了可控源音頻大地電磁法(CSAMT)剖面測量。CSAMT測點與激電測深點點位重合，點號一致。

CSAMT在4150/Ⅲ～4400/Ⅲ之間有一明顯高阻柱狀體，直立略向南東傾(大號點)，與激電測深完全一致，進一步驗證了巖體的存在(圖11)所示。

剖面北西端3475/Ⅲ～3775/Ⅲ段淺部的高阻異常帶是由于實地有兩組相距百米的高壓電網(wǎng)并行穿過，造成很強的電磁干擾，野外數(shù)據(jù)采集失真引起。

3.4 頻譜激電(SIP)異常特征

在磁法、激電、CSAMT法對Ⅲ線巖體皆有明確反映的基礎上，為了進一步查明上述異常中是否有礦致異常，也就是說巖體中是否有可極化的礦(化)體存在，在Ⅲ線上又布置了頻譜激電法(SIP)測量，測線與測點皆與激電、CSAMT相同。

SIP法的視幾何電阻率ρa在4250/Ⅲ～4600/Ⅲ段300m以下出現(xiàn)開口向下的高阻異常，與其它方法基本吻合略向大號點偏移，進一步證實巖體的存在。

視充電率(ma)、視時間常數(shù)(τa)以及視頻率相關系數(shù)(ca)，它們是表征極化特征的主要參數(shù)。查巴崗地區(qū)Ⅲ線三參數(shù)ma小于11%、τa小于2.3、ca多數(shù)大于2，且在整個剖面上數(shù)值離散，不成形，無規(guī)律，僅有散亂的高低值，異常形態(tài)不清，相互間沒有對應和吻合關系，局部異常無相關性(圖12)。此與鳳臺山已知銅礦體的物性特征大不一樣。鳳臺山銅礦體較巖體ma高、τa高、ca低且異常形態(tài)、范圍、位置均對應，而查巴崗Ⅲ線則不具備這些特征。

圖11 查巴崗地區(qū)Ⅲ線CSAMT反演視電阻率擬斷面圖Fig.11 CSAMT inversion apparent resistivity quasi profile in the Zabagang areas line Ⅲ

圖12 查巴崗地區(qū)Ⅲ線SIP擬斷面圖Fig.12 SIP quasi profile in the Zabagang areas line Ⅲ

綜上所述，查巴崗磁、電高值異常源為下伏侵入巖體，巖體中可極化物質含量不高，初步排除了礦致異常成因。

3.5 鉆孔驗證結果

為了驗證沙溪斑巖銅礦找礦方法試驗成果，驗證査巴崗地磁異常深部是否有巖體以及是否含礦，首先選擇Ⅲ線的激電測深具高阻高極化的部位布置施工了1個鉆孔，隨后又在Ⅰ線南西側全區(qū)地磁異常中心處布置施工了1個鉆孔。驗證結果，兩個鉆孔均揭露到閃長巖體(株)。Ⅰ線南西側ZK101在54.19 ～197.81m、Ⅲ線 ZK601 在 122.79 ～282.91m分別見閃長巖體。閃長巖體具弱磁性，幾乎未見礦化。圍巖主要為中侏羅統(tǒng)砂巖、下侏羅統(tǒng)磨山組的砂巖、粉砂巖、含炭質粉砂巖、炭質粉砂質泥巖、劣質煤層(線)等。巖體圍巖具硅化、黃鐵礦化，但蝕變、礦化均很弱。ZK601全孔巖心巖石光譜分析結果顯示沒有明顯的礦化發(fā)育。

4 結論

本次通過開展沙溪斑巖銅礦找礦方法試驗建立的地球物理勘查模型應用在査巴崗地區(qū)，根據(jù)1∶10000高精度面積性地磁測量圈定了査巴崗地磁異常;根據(jù)激電測深、CSAMT成果中具高阻高極化異常體的特征推測的閃長巖體已經(jīng)得到驗證;根據(jù)其激電測深的極化率不是很高、SIP測量中視充電率(ma)、視時間常數(shù)(τa)以及視頻率相關系數(shù)(ca)均與礦致異常的特點相背離的現(xiàn)象認為不是礦致異常也得到證明。盡管在巖體的埋深、形態(tài)的推斷不很準確，但也足以說明所建立的地球物理勘查模型是正確的、可行的，可以擴大用于廬樅非火山巖地區(qū)類似于斑巖銅礦的找礦，并在找礦實踐中繼續(xù)進行檢驗和完善。

［注釋］

① 張千明，邱金喜，池月余.2007.安徽省廬江縣獅子山－八字口銅金礦區(qū)鳳臺山礦段普查地質報告［R］.

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