高振強(qiáng),張延奔,張 燕
(1.江蘇省地質(zhì)勘查技術(shù)院,江蘇 南京 210000;2.江蘇省有色金屬華東地質(zhì)勘查局八〇五隊(duì),江蘇 南京 210000;3.江蘇省有色金屬華東地質(zhì)勘查局八一三隊(duì),江蘇 南京 210000)
本次工作采用重力、磁法及電測深法對區(qū)內(nèi)地層的分布特征進(jìn)行劃分,重點(diǎn)圈定錦屏組范圍。電測深的主要目的是確定區(qū)內(nèi)基巖面的埋深及起伏特征。重磁工作由于剖面線距過大,平面上所圈定異常僅作參考使用,主要以剖面解釋為主。依據(jù)電測深所推斷的基巖面埋深及起伏特征作為重磁反演的約束條件,對包含電測深剖面的測線(2線、4線)進(jìn)行反演解釋(重磁電相互約束反演);根據(jù)不同重磁剖面的異常特征,將包含電測深剖面的測線反演成果推廣到全區(qū),最終推斷出全區(qū)的地層分布,尤其是錦屏組的分布范圍和埋深。
根據(jù)以往地質(zhì)工作分析,調(diào)查區(qū)地層為元古代東海群和海州群變質(zhì)雜巖、中生代白堊紀(jì)浦口組、新生代古近系及第四系。其中中新元古界海州群(Pt2-3ha)中的錦屏組(Pt2haj)是區(qū)內(nèi)“海州式”礦產(chǎn)的賦存層位,分布于調(diào)查區(qū)中部,大致呈北東—南西向展布。地層整體傾向南東,傾角30°~40°,厚度尚未控制。按照原巖建造、巖性組合、含礦性及變質(zhì)變形等特征劃分為三個巖性段,自下而上為:
第一段(Pt2haj1):分布于錦屏組之底或下部,直接與東海群胊山組呈角度不整合相觸,巖性主要由云母大理巖、碳酸鹽云母片巖、云母石英片巖、斜長綠泥云母片巖、碳酸鹽云母片巖、綠色斑點(diǎn)狀斜長片巖、碳酸鹽斜長綠泥云母片巖及細(xì)粒磷灰?guī)r、云母磷灰?guī)r、炭質(zhì)云母磷灰?guī)r等組成。
第二段(Pt2haj2):分布于錦屏組第一巖性段之上。與其下的第一段巖性段和其之上的第三段巖性段均呈整合接觸。巖性組合主要有:混合巖化白云斜長片麻巖、白云斜長片麻巖、混合片麻巖,有時夾少量云母石英片巖、斜長綠泥云母片巖。該段中亦頻繁出現(xiàn)綠色斑點(diǎn)狀斜長片巖,相鄰的白云斜長片麻巖受其影響,變?yōu)榻情W斜長片麻巖。
第三段(Pt2haj3):位于錦屏組上部,底部與錦屏組第二段,頂部與云臺組整合接觸。巖性組合以白云質(zhì)大理巖、白云石大理巖、大理巖為主,夾有薄層的硅質(zhì)大理巖、云母大理巖、透閃石大理巖、碳酸鹽云母綠泥片巖、云母石英片巖、含石榴(含炭質(zhì))云母石英片巖,還有綠色斑點(diǎn)狀斜長片巖、石墨片巖等。
區(qū)內(nèi)有二個主要密度界面,三個密度層。它們是第四系與新近系-古近系、白堊系之間形成的第Ⅰ密度界面(Δσ1=0.45×103kg/m3)和第四系至白堊系與變質(zhì)巖之間形成的第Ⅱ密度界面(Δσ2=0.47×103kg/m3)。第一密度層密度值最低,厚度小,密度效應(yīng)不明顯。第二密度層主要分布在凹陷區(qū),與區(qū)域性重力低相關(guān)。第三密度層密度值大且厚度大,該層的起伏變化是引起區(qū)域性重力高和重力低的主要因素。變質(zhì)巖中,錦屏巖群地層密度整體上要高于上覆云臺巖群與下伏東海雜巖地層,再加上地層一般規(guī)模較大可引起明顯的重力高值異常,這為劃分錦屏巖群地層分布提供了物性依據(jù);由于磷灰?guī)r主要分布在錦屏巖群地層中,圍巖主要為白云質(zhì)大理巖、云母大理巖,與其他巖性有較明顯的密度差,依據(jù)此特征可以確定磷灰?guī)r在錦屏巖群中的大體位置。
本次仰化地區(qū)完成5條重磁剖面。磁測數(shù)據(jù)受房屋,道路,電線等干擾較大,異常較為雜亂,較強(qiáng)的負(fù)場均與村莊、道路、工廠所在位置對應(yīng)。重力數(shù)據(jù)基本不受此影響,等值線較為圓滑。為方便解釋,將剖面重磁數(shù)據(jù)繪制平面等值線圖,排除干擾后(磁測數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波),共可劃分出2個局部磁異常M-1、M-2和2個局部重力異常G-1、G-2;綜合電測深成果及重磁剖面圖分析,測區(qū)內(nèi)共劃分出兩條斷裂F1和F2。
圖1 布格重力等值線圖和磁測△T異常平面等值線圖
由于本次調(diào)查區(qū)第四系廣泛覆蓋,無基巖露頭。地層巖性與(鄰區(qū))湯莊礦區(qū)相似,所以密度參數(shù)收集到湯莊礦區(qū)勘探報(bào)告中的物性資料供參考。經(jīng)過加權(quán)平均計(jì)算,本次反演使用的地層密度參數(shù)見表1。
表1 地層密度統(tǒng)計(jì)表
磁性參數(shù)主要參考劉集和華沖地區(qū)鉆孔物性資料。
以上述物性參數(shù)為基礎(chǔ),結(jié)合已有鉆孔資料及電阻率測深反演剖面成果建立本區(qū)2.5維重磁聯(lián)合反演的初始地質(zhì)地球物理模型。
選取4號剖面進(jìn)行分析,從剖面圖上,4號剖面在1800m~3900m之間存在一個高重力異常、弱磁異常,在該區(qū)段布設(shè)的電測深成果顯示為高阻異常,基巖埋深在高重力異常處變淺,在剖面的3580m處埋深最淺,約為130m;在測深剖面尾端存在一個斷裂構(gòu)造,即上述所推測斷裂F1;在6100m~7700m之間存在一個弱高剩余重力異常。初步推斷兩區(qū)段可能存在錦屏組地層。對4號剖面進(jìn)行2.5D重磁聯(lián)合反演,從反演圖上可以看出在兩個高剩余重力異常處,深度分別在170m左右和300m左右處可能存在錦屏組地層。
圖2 4線重磁反演成果圖
根據(jù)對重、磁剖面以及電阻率測深數(shù)據(jù)的處理分析,推斷本測區(qū)存在兩個斷裂構(gòu)造F1、F2:其中F1斷裂位于工區(qū)中部呈北東向展布,是導(dǎo)致測線大號點(diǎn)方向重力低的主要原因;F2斷裂位于工區(qū)西部呈北西向展布,與重磁測線近乎平行,是導(dǎo)致1號剖面重力異常幅值相對其他測線低的主要原因。
推斷基巖地層整體呈北西向南東埋深逐漸變大趨勢;結(jié)合以往地質(zhì)資料,推斷本測區(qū)基巖地層由西向東為一個向斜和一個背斜組成,向斜核部為錦屏組,兩翼為東海群;背斜核部為東海群,兩翼為錦屏組;背斜的東部為云臺組。
對驗(yàn)證孔進(jìn)行巖心采樣,并對巖心標(biāo)本測定其密度、極化率、電阻率及磁化率。根據(jù)鉆孔巖心編錄結(jié)果,發(fā)現(xiàn)本地區(qū)錦屏組地層以高密度同時有一定磁性的綠色斑點(diǎn)狀斜長片巖為主,這可能是導(dǎo)致局部重力高異常的主要原因。構(gòu)造角礫巖雖密度和磁化率均較高,但其厚度較小,不足以引起大規(guī)模異常。電性方面,白云斜長片麻巖與黑云斜長片麻巖具有較高的電阻率。
(1)通過重力測量結(jié)果可以圈定錦屏組地層。
(2)測區(qū)內(nèi)的綠色斑點(diǎn)狀斜長片巖密度高,是引起測區(qū)內(nèi)局部重力高異常的主要原因。
(3)錦屏地層中綠色斑點(diǎn)狀斜長片巖與大理巖均為高密度巖石,可考慮其在電阻率上的差異加以區(qū)分。其中綠色斑點(diǎn)狀斜長片巖在錦屏組地層內(nèi)相對其他巖石表現(xiàn)為低阻,大理巖在錦屏組地層內(nèi)相對其他巖石表現(xiàn)為高阻。根據(jù)這一特性,在重力結(jié)果所圈定的錦屏組地層內(nèi),若局部重力高異常處為相對低阻,則可推斷異常為綠色斑點(diǎn)狀斜長片巖所引起;若局部重力異常處為相對高阻,則可推斷異常為大理巖所引起。