殷磊磊,葛兵
(1安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局325地質(zhì)隊(duì), 安徽淮北 235000; 2安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局327地質(zhì)隊(duì), 安徽合肥 230011)
研究區(qū)位于渦陽縣城東南約25km,隸屬渦陽縣西陽鎮(zhèn)、蒙城縣田橋鎮(zhèn)及小澗集鎮(zhèn)管轄。2008年安徽省勘查技術(shù)院及省局325地質(zhì)隊(duì)在本區(qū)共同做了1∶1萬的重磁和電磁工作,發(fā)現(xiàn)了本區(qū)較好的地磁異常,磁異常呈橢圓形北西向展布,長約7km,寬約3km,形狀規(guī)整,325地質(zhì)隊(duì)多年來對(duì)該異常進(jìn)行鉆探驗(yàn)證,經(jīng)鉆探揭露該異常是由基底的古老含鐵變質(zhì)巖引起,個(gè)別鉆孔發(fā)現(xiàn)銅、金礦化體。通過進(jìn)一步工作,有望實(shí)現(xiàn)新的找礦突破。
研究區(qū)位于華北陸塊南部徐淮地塊,由淮北斷褶帶、蚌埠隆起帶、淮南斷褶帶所組成。
區(qū)域地層主要為新生界(新近系、古近系),中生界(白堊系、侏羅系),古生界(二疊系、石炭系、奧陶系、寒武系),新元古界(震旦系、南華系、青白口系),新太古界(五河群)。
巖漿巖主要有閃長(玢)巖體、輝綠巖體、花崗巖體,蓋層巖系中主要為中—酸性巖漿侵入,古老結(jié)晶基底表現(xiàn)為偏基性巖漿侵入。
研究區(qū)均被第四系所覆蓋,據(jù)鉆孔揭露基底為古老含鐵變質(zhì)巖系,地質(zhì)年代為新太古界五河群(揭露不全)。據(jù)巖芯觀察和鄰區(qū)地層、礦物成分對(duì)比及巖性組合等,本區(qū)五河群自上而下分為殷家澗組、小張莊組、峰山李組。巖石變質(zhì)程度較高,據(jù)巖礦鑒定和野外觀察,古老地質(zhì)體主要為麻粒巖-片麻巖相、花崗巖-綠巖帶相兩個(gè)組合,分布廣泛。
2.1.1第四系(Q)
本區(qū)第四系厚度30.60~234.81m。為淺黃色、深灰色。巖性為粘土、砂、粉砂、砂姜層等。
2.1.2新太古界五河群(Ar3w)
研究區(qū)下伏地層主要為新太古界五河群,從上至下為殷家澗組、小張莊組、峰山李組。
(1)殷家澗組(Ar3y)
該組厚度大于350m。XZK09-1孔揭露不全。巖性為淺灰色、暗綠色變粒巖、片巖、黑云角閃片麻巖,夾眼球狀混合巖。巖石具絹云母化、綠泥石化、碳酸鹽化。
(2)小張莊組(Ar3xz)
該組厚度大于1400m。XZK09-1、XZK02孔均有揭露。上部巖性較單一,以條帶狀、條痕狀混合巖為主,次為變斑狀、眼球狀混合巖夾薄層變粒巖;中部以變粒巖、片麻巖、混合巖為主,夾薄層片巖、斜長角閃巖、云英巖、硅化含銅、鉛大理巖;下部巖石以鉀長片麻巖、二長片麻巖、混合巖、角閃斜長片麻巖為主,次為花崗片麻巖、黑云斜長變粒巖、夾薄層角閃巖。
(3)峰山李組(Ar3f)
區(qū)域地層厚度705~1087m,研究區(qū)揭露不全,僅XZK10-1孔揭露,該組上部厚418.48m,以淺灰色、暗綠色片麻巖、角閃斜長片巖、黑云斜長片麻巖、角閃斜長片麻巖、榴石二長斜長片麻巖為主,局部夾薄層混合巖,次為角閃片巖,見多層輝綠巖穿插。
研究區(qū)位于蚌埠隆起的西部,本區(qū)在經(jīng)過區(qū)域東西向構(gòu)造和北北東向構(gòu)造運(yùn)動(dòng)作用下,在多次構(gòu)造揉皺下,低級(jí)別、低序次的斷裂和褶皺構(gòu)造較為發(fā)育。區(qū)域性斷裂有西陽集斷裂、曹市集斷裂通過本區(qū),區(qū)內(nèi)基底式斷裂縱橫交錯(cuò)。根據(jù)鉆孔和物探推斷共有斷層16條(見圖1),斷層走向基本和地層走向一致,均為北北西向,個(gè)別近東西向、南北向,和區(qū)域性斷裂呈斜交(西陽集斷裂、曹市集斷裂)。
圖1 研究區(qū)基巖地質(zhì)略圖Figure 1.bedrock geological sketch of the study area
據(jù)鉆孔揭露,研究區(qū)巖漿巖較發(fā)育,巖性以偏基性為主,多呈巖床、巖株分布,次為巖脈。從工區(qū)東部往西至利辛舊城有小澗集輝綠巖體(ZK01孔揭露)、太平莊輝綠巖體(XZK10-1孔控制)、渦陽康寨輝綠巖體(康寨ZK01孔控制)、利辛馬集輝綠巖體(利辛ZK7001孔揭露),利辛舊城ZK6001孔見輝綠、輝長巖穿插。
本區(qū)巖體主要由XZK10-1孔揭露,最大揭露厚度347.69m,為基性輝綠巖,呈巖床分布。單孔揭露,形態(tài)、大小、出露面積不詳。據(jù)物探資料顯示,巖體可能走向南北,長約3000m,東西寬約1000m,呈長條狀分布。
據(jù)鉆孔資料,研究區(qū)圍巖蝕變主要為混合巖化,次為綠泥石化、絹云母化、碳酸鹽巖化、弱矽卡巖化、硅化、碎裂巖化等。
混合巖化多發(fā)育于各類片麻巖、變粒巖中。例如混合巖化斜長角閃片麻巖、混合巖化黑云角閃斜長片麻巖、混合巖化黑云二長片麻巖、角閃變粒巖等。該蝕變多分布在外部圍巖中。
綠泥石化多分布在暗色礦物較多的巖石中,例如綠泥石化斜長角閃片麻巖、綠泥石化斜長角閃變粒巖、綠泥石化輝綠(長)巖等。
矽卡巖化多分布在內(nèi)帶混合巖附近,但較弱,見少量矽卡巖礦物。
硅化、混合巖化與構(gòu)造關(guān)系密切。巖石在強(qiáng)烈蝕變后,硅質(zhì)巖熱液沿破碎帶充填。破碎角礫由硅質(zhì)膠結(jié),角礫棱角狀,膠結(jié)較好。例如XZK09-1孔強(qiáng)硅化含銅白云石大理巖。
綜上所述:巖石蝕變選擇性較強(qiáng),分帶明顯(見圖2),自內(nèi)往外為:混合巖化、硅化、矽卡巖化、絹云母化、綠泥巖化、碳酸鹽巖化等,其中混合巖化與成礦關(guān)系密切。
研究區(qū)在不同高度向上延拓異常圖(圖3)可以發(fā)現(xiàn),隨著延拓高度的增加,重力高和重力低幾乎同步衰減,異常的形態(tài)未發(fā)生變化,只是幅度降低。隨著向上延拓高度的增加,反映異常細(xì)節(jié)的等值線圈閉或扭曲等現(xiàn)象逐漸消失,等值線變得平滑。到上延500m后,局部異常完全消失。所以上述的重力低和重力高基本屬于同一個(gè)級(jí)次的異常,而被反映的地質(zhì)構(gòu)造從規(guī)模到深度大體也屬于同一個(gè)級(jí)次。
圖2 礦體與圍巖蝕變分帶圖Figure 2.alteration zoning of ore body and surrounding rock
圖3 重力不同延拓高度異常對(duì)比圖Figure 3.comparison diagram of abnormal height ofdifferent gravity extension
通過重力垂向二次導(dǎo)數(shù)和剩余異常等資料處理對(duì)布格重力異常進(jìn)行了分解,在消除了區(qū)域背景場后,出現(xiàn)多個(gè)局部的重力高異常,它們反映了地下高密度地質(zhì)體的存在,與本區(qū)尋找鐵礦具有一定的聯(lián)系。通過對(duì)這些局部重力異常的分析,結(jié)合其它資料,為本區(qū)找礦提供重力場的信息。
據(jù)測區(qū)地磁異常圖(圖4)得知,測區(qū)內(nèi)磁場總體表現(xiàn)為高值背景場上疊加了一些局部磁高異常的特征,高磁背景場為太古界變質(zhì)巖組成的基底隆起的磁場效應(yīng),而局部異常則為磁性地質(zhì)體所引起,磁性地質(zhì)體的存在為尋找鐵礦縮小了靶區(qū)。
圖4 地磁△T異常圖Figure 4.magnetic△T anomaly diagram
在測區(qū)中部西陽鎮(zhèn)-小李莊-駝店一帶分布了一個(gè)軸向呈北西向展布的長方形的正異常,該異常北部稍窄,南部稍寬。異常幅度應(yīng)在160nT以上,異常中心位于廟莊以東500m處,該異常為測區(qū)內(nèi)較為顯著的一個(gè)正磁異常,該異常在測區(qū)內(nèi)范圍大、幅值高,對(duì)本區(qū)尋找具有一定規(guī)模的深部隱伏鐵礦有一定意義。
在測區(qū)開展了5條CSAMT剖面測量工作,-211~-234m左右為低阻層,電阻率值小于100Ω·m,是第四系沉積物的反映,向下電阻率逐漸增大,為變質(zhì)巖的反映。因此本區(qū)縱向存在兩個(gè)電性界面二層地質(zhì)結(jié)構(gòu),第二層太古界變質(zhì)巖系在橫向上存在電阻率異常,在低阻段若有局部磁異常反映,是找礦的有利區(qū)段。
研究區(qū)礦床類型為變質(zhì)構(gòu)造疊加型。所見礦體主要分布在混合巖與其圍巖接觸帶及其附近。共圈定礦體4個(gè):其中可采礦體2個(gè),薄礦體2個(gè)。礦體均被第四系覆蓋。礦體走向、傾向初步認(rèn)為和地層走向基本一致,為北北西向。以銅礦體為主,次為鉛礦體、銅金礦體,賦礦層位為新太古界五河群小張莊組,敘述如下:
(1)含鉛強(qiáng)硅化白云石大理巖[Ⅰ]
揭露于XZK09-1孔。埋深991.70~996.03m,上部為含鉛硅化白云石大理巖,厚度為3.30m。Pb平均品位1.17%;下部1.03m含銅硅化白云石大理巖,銅品位0.22%,總厚4.33m。礦體根據(jù)含礦巖性推測為透鏡狀。傾向45°,傾角35°左右,走向長度約300m(推測),走向推測與地層一致,北北西,延伸長度約300m。
(2)含銅強(qiáng)硅化白云石大理巖[Ⅱ2]
為本區(qū)主要礦體,揭露于XZK09-1孔。埋深1130.64~1137.68m,厚度7.04m。傾向45°,傾角35°左右。根據(jù)含礦巖性推測為似層狀,走向、傾向推測和地層一致。品位0.24%~0.53%,平均品位0.42%。走向北北西,延伸長度150m(見圖5)。
(3)含銅、金碳酸鹽化混合巖[Ⅱ1]
和上述含銅硅化白云質(zhì)大理巖[Ⅱ2]同屬一個(gè)礦化帶,間距10.39m,礦層埋深1148.07~1148.67m,厚0.60m。礦體為透鏡狀,走向北北西,傾向45°,傾角35°,沿走向、傾向延伸長度不詳。銅品位2.63%,金品位2.58g/t。頂板硅化較強(qiáng),角礫多為鉀化混合巖,被后期硅質(zhì)膠結(jié),該部位可能有小斷層。該礦體受構(gòu)造控礦明顯,巖心破碎,角礫明顯。
(4)含銅混合巖化黑云角閃斜長片麻巖[Ⅲ]
見XZK02孔,埋深1603.90~1604.95m,厚1.05m,為一透鏡狀。走向北北西、傾向235°,與地層一致。傾角40°左右。傾向延伸長度約200m,品位0.5%,推測為一透鏡狀礦體。
礦石中黃銅礦多為它形粒狀結(jié)構(gòu),它形粒狀嵌布于脈石礦物的晶粒之間。
浸染狀構(gòu)造為該礦床最常見構(gòu)造類型。金屬礦物在礦石中呈稀疏或稠密浸染狀產(chǎn)出,黃銅礦呈細(xì)脈浸染狀分布于脈石中。
(1)研究區(qū)位于蚌埠隆起的西部,該隆起的展布嚴(yán)格受東西向斷裂和北北東向斷裂控制。且隆起內(nèi)部基底構(gòu)造較發(fā)育,斷層縱橫交錯(cuò)。斷裂主要表現(xiàn)為規(guī)模大、切割較深、延伸較長,從空間上強(qiáng)烈的多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng),有利于含礦熱液的遷移、富集。據(jù)鉆探證實(shí),本區(qū)巖漿活動(dòng)頻繁,巖漿活動(dòng)中攜帶大量的含礦物質(zhì),含礦熱液沿?cái)嗔淹ǖ肋w移,在溫度、壓力適宜的條件下,在構(gòu)造帶寬闊、頂板巖石密度較大,封閉較好地段富集易形成一定規(guī)模的礦床。
(2)據(jù)鄰區(qū)《皖西北地區(qū)鐵礦資源調(diào)查評(píng)價(jià)》項(xiàng)目介紹:東城集ZK09-2孔在510m揭露新太古界目標(biāo)層,在750.38~753.6m為含磁鐵礦角礫巖,全鐵為5.64~5.97%,磁性鐵為 0.16%~0.40%,Au<0.1g/t,Ag為2.04~2.27g/t;TZKA01孔在510m揭露新太古界目標(biāo)層,在1508.47~1557.70m之間發(fā)現(xiàn)了14.58m厚的磁鐵礦層,平均品位為:TFe21.56%,mFe18.84%;在1672.12~1679.16m見7.04m鐵礦化層。這對(duì)在皖西北地區(qū)尋找沉積變質(zhì)鐵礦具有重要指導(dǎo)意義。
(3)縱觀全區(qū)重磁場特征,重磁高無疑反映古老變質(zhì)巖系的隆起,重力低周邊重力梯級(jí)帶上的磁力高也與古老變質(zhì)巖關(guān)系密切,因此重高磁高地區(qū)、重梯磁高地區(qū)是尋找變質(zhì)鐵礦的的首選地區(qū);重低磁高地區(qū)一方面是基底為古老變質(zhì)巖的反映,也可能是地下存在噴出巖帶的反映,因此在本區(qū)有尋找鐵礦的潛力。
(4)根據(jù)本區(qū)太古界有花崗混合巖、斜長片麻巖、角閃斜長片麻巖、混合巖化黑云母變粒巖、斜長角閃巖等巖石具有一定的磁性,當(dāng)這些巖石在形成蝕變帶時(shí)磁性會(huì)增強(qiáng);根據(jù)五河金礦的勘探實(shí)踐表明,金礦往往伴生有磁鐵礦、黃鐵礦等,因本區(qū)有較好的磁異常顯示,對(duì)尋找金礦是有利的。
圖5 9線地質(zhì)剖面圖(局部)Figure 5.geological section of line 9(local)
(5)本區(qū)施工的XZK09-1孔,在孔底上部見有7.04m的含銅大理巖和0.6m的含銅金條帶狀混合巖,都已達(dá)工業(yè)品位,為本區(qū)的下一步工作提供了很好的找礦線索。
(6)雖沒有直接證據(jù)證明在本區(qū)西南方向由XZK10-1孔揭露的厚達(dá)347.69m輝綠巖體與本區(qū)銅金礦有何關(guān)系,但本區(qū)的銅金礦都是在混合巖化作用下形成的,而研究區(qū)的巖漿活動(dòng)則可為混合巖化作用提供熱源,甚至是含礦熱液,加速本區(qū)混合巖化的進(jìn)程,從而使變質(zhì)巖系中的礦質(zhì)元素得以活化、運(yùn)移,進(jìn)而富集成礦。
(7)據(jù)李建設(shè)等《蚌埠隆起區(qū)金礦控礦條件及找礦信息標(biāo)志研究》一文中介紹,蚌埠隆起區(qū)金礦床、點(diǎn)的分布與巖漿活動(dòng)有著密切的關(guān)系。在中生代構(gòu)造巖漿強(qiáng)烈活動(dòng)時(shí),地幔上隆和地殼拉張,導(dǎo)致地幔物質(zhì)部分熔融而形成中—基性巖漿,在上升侵位過程中,同化混染圍巖成分而形成各種巖漿,這些含有成礦物質(zhì)的巖漿在其活動(dòng)過程中,為金礦形成提供熱動(dòng)力,并萃取圍巖成礦元素。巖漿本身有濃度不同的成礦物質(zhì),尤其是基性—超基性巖脈,金的豐度值為10×10-9~21×10-9,這些富含成礦物質(zhì)的巖漿及熱流體,在遷移過程中萃取成礦元素形成含礦流體,進(jìn)入含礦構(gòu)造,由于物化條件的變化而成礦。從而佐證了研究區(qū)的基性輝綠巖與金礦成礦關(guān)系密切。
筆者對(duì)本區(qū)已有資料及鄰區(qū)資料進(jìn)行研究提取,根據(jù)鉆探及物探成果,由已知推未知,初步認(rèn)為在已見礦XZK09-1孔的北西向上的磁異常梯度帶布置鉆孔,對(duì)已見礦體進(jìn)行追索控制,有望實(shí)現(xiàn)新的找礦突破。
通過以上構(gòu)造、巖漿巖、蝕變及已揭露礦體賦存部位的蝕變等特點(diǎn)的分析研究,認(rèn)為研究區(qū)有較大銅金多金屬礦床形成的空間條件,有很好的找礦前景。