李勇,馬冬
(安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局326地質(zhì)隊,安徽安慶246003)
朱沖鐵銅礦是安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局326隊在“十一五”期間月山礦田內(nèi)新發(fā)現(xiàn)、探明的大型隱伏矽卡巖型鐵銅礦床。2008年—2012年,作者全程參與了該礦床勘查工作,積累了系統(tǒng)的地質(zhì)、地球物理等資料,為本次綜合找礦模式的建立奠定了基礎。
月山礦田位于長江中下游以鐵銅為主的多金屬成礦帶安慶段,大地構(gòu)造單元位于下?lián)P子前陸褶沖帶,長江褶皺斷裂帶宿松-廬江斷隆,其北西以獨秀山大斷裂與潛山斷凹分界,南東以頭坡大斷裂與沿江斷凹相鄰,區(qū)域構(gòu)造特征為一北東向盆-山構(gòu)造帶。區(qū)域地層出露較全,構(gòu)造發(fā)展史經(jīng)歷了前寒武紀的變質(zhì)、變形階段,印支—燕山期的擠壓-伸展變形階段與燕山—喜馬拉雅期地塹式正向斷陷三個構(gòu)造階段。月山礦田的銅鐵礦床形成主要與晚中生代由擠壓向伸展轉(zhuǎn)換的過渡環(huán)境中構(gòu)造-巖漿活動關(guān)系密切[1]。
礦區(qū)及其周邊地區(qū)出露地層主要為三疊系下、中統(tǒng)的南陵湖組(T1n)、月山組(T2y)、銅頭尖組(T2t)碳酸鹽巖、碎屑巖等,構(gòu)造復雜程度中等,巖漿巖發(fā)育,內(nèi)生成礦作用強烈。
月山巖體平面呈似雞冠的枝杈狀,由東、西、西南、北4個巖枝組成,為一小型中淺成閃長巖侵入體,是月山礦田的成礦母巖(圖1)。主要巖石類型為閃長巖,其次為石英閃長巖等,二者為漸變過渡關(guān)系。月山巖體成巖機制以被動侵位為主,主動侵位為輔[2]。
圖1 安徽省懷寧縣月山礦田地質(zhì)簡圖Figure 1.Geological sketch of the Yueshan ore field in Huaining County,Anhui Province
月山礦田以往探明的銅鐵礦床主要分布在巖體的4個部位,一是巖體流動的前緣,二是巖體的內(nèi)凹部位,三是近南北向左行壓剪性斷裂帶,四是近東西向圍巖舌狀體接觸帶構(gòu)造。
根據(jù)地質(zhì)特征與CSAMT異常分析,深部找礦潛力較大。
朱沖矽卡巖型鐵銅礦體位于月山礦田內(nèi),“百子山倒轉(zhuǎn)背斜”傾伏端,月山巖體東枝的北部。是由矽卡巖型鐵、鐵銅礦礦體和小型石膏礦礦體以及多個零星銅礦體組成的多礦種的隱伏礦床。矽卡巖型鐵、鐵銅礦含銅、硫、金、銀、鈷、鎵等多種伴生有益組分可以綜合利用。礦床的北東部(朱沖一帶)以矽卡巖型鐵、鐵銅礦為主,南部以大理巖型銅礦、閃長巖型銅礦為主。
朱沖矽卡巖型鐵銅礦體總體形態(tài)呈大的透鏡狀和似層狀,大部分賦存于三疊系中統(tǒng)月山組與閃長巖體的正接觸帶,部分礦體呈半島狀伸入閃長巖體內(nèi)與主礦體相連。
區(qū)內(nèi)共發(fā)現(xiàn)大小礦體82個。其中Ⅰ(SK-Mt)為主要礦體;Ⅱ(SK-Mt)為次要礦體。16(δ-Cu)、17(δ-Cu)、18(δ-Cu)、39(δ-Cu)、40(δ-Cu)五個礦體為具一定規(guī)模的閃長巖型銅礦體。
Ⅰ(SK-Mt)礦體分布于朱沖礦區(qū)Ⅰ礦段,查沖腦一帶,分布面積0.48km2。礦體規(guī)模:礦權(quán)范圍內(nèi)走向長約1040m,水平投影寬度250~919m。礦體平均厚度26.93m。規(guī)模中等。磁鐵礦石量4.18834×107t,占總鐵礦石資源量81.11%。
礦石中TFe含量一般在20%~60%之間,最高達66.00%。mFe含量一般在30%~45%之間,最高62.88%。平均品位:TFe50.10%;mFe44.06%。全區(qū)銅總礦石量4.3896×106t萬噸,平均品位1.15%,其中矽卡巖型銅礦銅平均品位0.61%,矽卡巖型鐵銅礦銅平均品位2.55%。
月山巖體在航磁圖上表現(xiàn)為一北東向、幅值較強、且較規(guī)則的帶狀異常,ΔTmax=1080nT[3](程長根等,2011)。根據(jù)1∶10000高精度地磁資料,較高的地磁異?;九c月山閃長巖體一致,400nT等值線呈枝杈狀向北、東、南、西4個方向展布,與巖體的多枝狀外形相吻合。巖體的東枝與北枝,閃長巖的磁性較強,西枝與南枝閃長巖磁性相對較弱。反映了月山巖體巖性不均一的特點(圖2)。安慶銅鐵礦床地磁異常呈較規(guī)則的橢圓形(圖2),Zamax=2360nT[3],為一隱伏的矽卡巖型銅鐵礦及閃長巖共同引起的綜合異常[3]。朱沖鐵銅礦位于該異常帶北側(cè)的磁力線梯度帶上,反映該礦床為深埋礦床,地表未表現(xiàn)出明顯的地磁異常。
圖2 懷寧縣月山地區(qū)地磁(△Z)異常圖Figure 2.Geomagnetic(△Z)anomaly map of the Yueshan area,Huaining County
月山巖體的重力場特征并不明顯,△g重力異常從西向東場值逐漸增強,其變化值由10×10-5m/s2至15×10-5m/s2,表明了區(qū)內(nèi)結(jié)晶基底有明顯升降。月山閃長巖體的平均密度為2.67×103kg/m3,與三疊系灰?guī)r與大理巖的密度無明顯差異,但較銅頭尖組砂頁巖要高,因此認為巖體與灰?guī)r綜合反映出重力高。從重力異常平面圖上可看出,大部分異常無明顯圈閉狀態(tài),只表現(xiàn)出局部的凸起。像安慶銅礦這樣高密度的中型銅鐵礦床也只表現(xiàn)出剩余場值為0.2×10-5~0.3×10-5m/s2的局部隆起。因第四系覆蓋層影響,致使重力場特征更加復雜化。
朱沖鐵銅礦是典型的矽卡巖型鐵銅礦床,按富鐵礦標準衡量,該礦床目前查明的鐵礦資源量達大型礦床規(guī)模,是月山礦田內(nèi)除安慶銅礦之外的另一代表性鐵銅礦床。
根據(jù)朱沖鐵銅礦床的礦化、成礦地質(zhì)特征、空間分布規(guī)律以及找礦標志為主要依據(jù),在區(qū)域成礦模式研究的基礎上[4],通過研究不同地段和深度的地質(zhì)結(jié)構(gòu)條件下的找礦成果,利用地質(zhì)、物探方面表現(xiàn)出來的直接和間接找礦信息內(nèi)在聯(lián)系進行概括和總結(jié),建立典型礦床綜合信息找礦模型。
3.1.1 礦床成因
為接觸交代矽卡巖型鐵銅礦床。
3.1.2 找礦標志
(1)地層標志。中三疊世月山組(周沖村組)膏鹽層(地表為角礫狀灰?guī)r),為成礦有利的巖性,在中酸性侵入體周圍的該類地層,可作為找礦的直接標志。
(2)構(gòu)造標志。為巖體與圍巖的接觸帶構(gòu)造、褶皺構(gòu)造、層間剝離構(gòu)造及裂隙構(gòu)造四類。
(3)巖漿巖標志。富硅富堿富鈉閃長巖體,與成礦有成因及空間上的聯(lián)系,礦體多圍繞巖體分布,是重要的找礦標志。
(4)圍巖蝕變標志。近礦圍巖蝕變呈帶狀暗色蝕變帶,主要類型為:方柱石化、透輝石化、鈉長石化、綠簾石化、陽起石化。遠礦圍巖蝕變呈帶狀淺色蝕變,主要類型為碳酸鹽化、硅化、高嶺土化、水云母化、綠泥石化。
(5)重、磁異常標志。航磁異常梯度帶上,地表未表現(xiàn)出明顯的地磁異常。后期對原始重磁場做二階求導,處理后重磁異常明顯,與已發(fā)現(xiàn)礦體對應良好。
(6)測井三分量磁異常。通過井中三分量磁測反映深部及旁側(cè)磁異常可以作為間接找礦信息。
(7)深部可控源音頻大地電磁測深(CSAMT)的低阻異常。若該低阻異常與成礦地質(zhì)條件、成礦地質(zhì)因素配套良好將是重要的找礦標志。
朱沖鐵銅礦床通過可控源音頻大地電磁測深(CSAMT)方法發(fā)現(xiàn)巖體內(nèi)部、巖體與圍巖接觸帶附近鐵銅礦體,根據(jù)該礦床賦存的地質(zhì)、地球物理等基本要素和找礦過程中具有特殊意義的地質(zhì)、物探信息等,建立朱沖鐵銅礦找礦模型(表1,圖3和圖4)。
表1 月山礦田朱沖鐵銅礦找礦特征[5]Table 1.Ore-prοspecting featuresοf the Zhuchοng irοn-cοpper depοsit in the Yueshan Ore field[5]
圖3 中可控源音頻大地電磁測深(CSAMT)測深曲線呈“K”型低阻異常,反映在垂直方向夾持在高阻帶之間的低阻帶。通過該低阻異常尋找?guī)r體內(nèi)部厚大的鐵銅礦體。
圖3 朱沖鐵銅礦尋找?guī)r體內(nèi)部鐵銅礦體的找礦模型Figure 3.The ore-prospecting model of the Zhuchong ironcopper deposit for searching ore bodies inside the rock mass
圖4 中可控源音頻大地電磁測深(CSAMT)測深曲線呈“Ⅴ”型低阻異常,反映在水平方向夾持在高阻帶之間的低阻帶,通過該低阻異常尋找圍巖與巖體接觸帶附近的鐵銅礦。
圖4 朱沖鐵銅礦尋找圍巖與巖體接觸帶附近鐵銅礦體的找礦模型Figure 4.Ore-prospecting model of the Zhuchong iron copper deposit for searching ore bodies in the vicinity of the contact zone between the rock mass and wall rock
通過月山礦田朱沖典型礦床研究,在總結(jié)成礦規(guī)律的基礎上,根據(jù)礦床賦存的地質(zhì)、地球物理等基本要素,建立了本區(qū)兩種類型的找礦模型,為今后在該區(qū)開展地質(zhì)找礦工作提供借鑒。