周力，劉志宏，陳學(xué)崢，王一劍

（江蘇省地質(zhì)調(diào)查研究院，江蘇南京 210018）

0 引言

寧蕪盆地是長(zhǎng)江中下游地區(qū)一個(gè)重要的中生代陸相火山巖盆地，以發(fā)育著名的“玢巖鐵礦”為其顯著特征［1-2］。寧蕪北段（江蘇部分）除已發(fā)現(xiàn)的梅山鐵礦、吉山鐵礦、其林山鐵礦、鳳凰山鐵礦等大中型鐵礦床外［1］，分布著像銅井銅金礦、谷里銅礦、大平山銅礦等一系列小型銅（金）礦床、礦點(diǎn)［3-4］。目前，研究區(qū)銅（金）礦床還沒(méi)有大的找礦突破。

研究區(qū)位于寧蕪火山巖盆地北段南東翼，緊鄰大平山銅礦西南側(cè)，地表礦化、蝕變明顯，成礦地質(zhì)條件優(yōu)越。江蘇省地質(zhì)調(diào)查研究院于該區(qū)開(kāi)展了銅金礦普查工作。筆者通過(guò)對(duì)研究區(qū)地球化學(xué)、地球物理特征的剖析，結(jié)合鉆探查證結(jié)果，認(rèn)為該區(qū)具有較好的銅金礦找礦前景。

1 地質(zhì)概況

研究區(qū)位于揚(yáng)子板塊北緣，郯廬斷裂帶東側(cè)，靠近揚(yáng)子板塊和華北板塊的拼合帶［5］。區(qū)內(nèi)出露地層較為簡(jiǎn)單，主要為下白堊統(tǒng)龍王山組（K1l）和中-下侏羅統(tǒng)象山群（J1-2xn），整體呈北東向條帶狀展布，僅研究區(qū)南部少量出露中三疊統(tǒng)黃馬青組（T2h）（圖1）。龍王山組為一套陸相中性火山巖系，不整合于象山群之上，區(qū)內(nèi)巖性主要為角礫凝灰?guī)r、凝灰角礫巖、集塊凝灰角礫巖、粗安角礫熔巖、沉凝灰?guī)r等。象山群平行不整合于黃馬青組之上，根據(jù)巖性特征可以分為上、下兩個(gè)巖性段，區(qū)內(nèi)主要出露象山群下段，可分為兩層：下部為石英礫巖、砂礫巖；上部為長(zhǎng)石石英砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、碳質(zhì)頁(yè)巖，夾不穩(wěn)定煤線。黃馬青組自下而上可分為四個(gè)巖性段：下紅色巖性段、灰色砂巖段、碳酸鹽巖段和上紅色巖性段［6］，區(qū)內(nèi)黃馬青組僅見(jiàn)上紅色巖性段，巖性以粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖為主。

圖1 堂莫山地區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖Figure 1.Geological map of the Tangmoshan area

研究區(qū)位于天臺(tái)山-大平山古火山機(jī)構(gòu)的南側(cè)，為一火山穹隆構(gòu)造。大平山Ⅰ號(hào)巖體周邊的基底砂巖地層被侵入拱起，環(huán)繞角閃閃長(zhǎng)玢巖體分布，其外圍分布有火山巖層，在大平山、雞籠山東南山坡及山麓堆積有集塊角礫巖層。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，分為北東向和北西向兩組。北東向F1 斷裂為走向斷層，走向30°～65°，傾角60°～85°，主體傾向北西，在雞籠山南東坡發(fā)生倒轉(zhuǎn)，變?yōu)槟蠔|傾向，斷距150～180 m，該斷裂規(guī)模較大，控制了巖體的侵入與分布。北西向斷裂數(shù)量較多，一般為平移斷層，具有張扭性質(zhì)，該類斷裂形成較晚，切割地層、巖體和F1斷裂。

研究區(qū)中部出露大面積的中性侵入巖，呈北東向帶狀分布，巖性為角閃閃長(zhǎng)玢巖，斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，高嶺土化、絹云母化、綠泥石化、鏡鐵礦化等蝕變強(qiáng)烈，局部可見(jiàn)巖漿期后含黃銅礦、黃鐵礦的石英-方解石細(xì)脈。

2 地球化學(xué)特征

本次土壤地球化學(xué)測(cè)量工作比例尺為1∶10 000，采樣網(wǎng)度為100 m×40 m，測(cè)線方向?yàn)?95°，共采集土壤樣品1 593 件。分析項(xiàng)目為Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Bi、Hg、Mo共計(jì)10項(xiàng)。

2.1 元素地球化學(xué)特征

對(duì)堂莫山地區(qū)1 593 件土壤樣品的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析（表1），結(jié)果顯示：研究區(qū)富集Hg、As、Sb、Bi、Au、Mo 元素（富集系數(shù)大于2）；從變異系數(shù)來(lái)看，Au 強(qiáng)烈分異（變異系數(shù)大于2.0），Cu 分異（變異系數(shù)大于1.0）。說(shuō)明Au、Cu 元素在地質(zhì)體中分散、富集的程度較高。

表1 堂莫山地區(qū)各元素地球化學(xué)特征參數(shù)Table 1.Geochemical characteristic parameters of elements in the Tangmoshan area

利用研究區(qū)土壤地球化學(xué)測(cè)量各元素含量的原始數(shù)據(jù)集變異系數(shù)（CV1）和通過(guò)平均值加減3 倍方差剔除高低值后的數(shù)據(jù)集變異系數(shù)（CV2），形成反映各數(shù)據(jù)集相對(duì)離散程度的變異系數(shù)關(guān)系圖［8］（圖2）。圖中顯示研究區(qū)Au、Cu變化程度較大，反映其高含量數(shù)據(jù)較多，局部富集成礦可能性較大。

圖2 堂莫山地區(qū)元素變異系數(shù)關(guān)系Figure 2.Variability coefficient relation of elements in the Tangmoshan area

2.2 元素背景值和異常下限的確定

研究區(qū)各元素地球化學(xué)背景值和異常下限的確定采用統(tǒng)計(jì)法：將原始數(shù)據(jù)迭代剔除大于“X+3S”和小于“X－3S”的特異值，然后計(jì)算剩余數(shù)據(jù)的平均值（X0）和標(biāo)準(zhǔn)差（S0），理論異常下限按T=X0+2S0計(jì)算，取真值后作為研究區(qū)實(shí)際異常下限。異常濃度分帶采用實(shí)際異常下限的1、2、4 倍確定。各元素背景值、異常下限、濃度分帶值見(jiàn)表2。

表2 堂莫山地區(qū)各元素異常下限和濃度分帶特征Table 2.Anomaly thresholds and concentration zoning characteristics of elements in the Tangmoshan area

2.3 土壤元素地球化學(xué)異常特征

運(yùn)用多元地學(xué)空間數(shù)據(jù)管理分析系統(tǒng)（GeoExpl）繪制1∶10 000 土壤化探單元素異常圖，按異常下限的1、2、4倍圈定單元素異常的濃度分帶。各元素異常特征分述如下：

（1）Au異常特征。Au異常主要圍繞堂莫山分布，共圈出Au-1、Au-2、Au-3、Au-4四處異常（圖3）。其中Au-2 和Au-3 異常表現(xiàn)出異常面積大、強(qiáng)度高，濃集中心和峰值明顯，具有三級(jí)濃度分帶等特征。Au-4異常襯度值較高，但異常面積小，極值適中。各異常襯度值A(chǔ)u-2＞Au-4＞Au-3＞Au-1（表3）。Au 異常的分布主要受北東向F1、F10斷裂及北西向F8、F9斷裂控制，尤其斷裂交匯部位異常強(qiáng)度最大。

表3 堂莫山地區(qū)土壤單元素異常特征參數(shù)Table 3.Characteristic parameters of single-element anomalies in the Tangmoshan area

圖3 堂莫山地區(qū)土壤地球化學(xué)異常圖Figure 3.Soil geochemical anomalies in the Tangmoshan area

（2）Cu 異常特征。Cu 異常主要分布于堂莫山與天金山的東南側(cè)，共圈定Cu-1 一處異常（圖3）。Cu-1異常面積大，襯度值高，濃集中心和峰值明顯，具有三級(jí)濃度分帶特征。Cu 異常的分布主要受區(qū)內(nèi)北東向展布的侏羅系龍王山組火山碎屑巖的控制，且與Au-3異常位置重合較好。

（3）Ag異常特征。Ag異常不明顯，主要分布于研究區(qū)中部，共圈出Ag-1、Ag-2 兩處異常（圖3）。其中Ag-1異常面積小，極值大，襯度值高，具有三級(jí)濃度分帶；Ag-2異常面積稍大，襯度值低，具有二級(jí)濃度分帶。

（4）As 異常特征。區(qū)內(nèi)共圈出As-1、As-2、As-3和As-4 四處異常（圖3），異常強(qiáng)度高，濃集中心和峰值不明顯，具有外、中二級(jí)濃度分帶。其中As-3 異常與Au-3 和Cu-1 異常位置重疊較好；As-2 異常與Ag-1異常輕微重疊，該部位龍王山組火山碎屑巖硅化、黃鐵礦化強(qiáng)烈。

（5）Bi異常特征。區(qū)內(nèi)共圈出Bi-1和Bi-2兩處異常（圖3），異常強(qiáng)度較Au、Cu 弱，濃集中心和峰值不明顯，具有外、中二級(jí)濃度分帶。Bi 異常的分布主要受北東向F1、F10 斷裂控制，其中Bi-1 異常與As-2 異常位置重合較好；Bi-2 異常與Au-4 和Cu-2 異常位置重疊。

（6）Hg 異常特征。區(qū)內(nèi)Hg 異常極不明顯，僅以外帶的形式零星分布于區(qū)內(nèi)，異常規(guī)模小，無(wú)濃集中心，無(wú)濃度分帶，與其他元素異常重合度差。

（7）Mo 異常特征。Mo 異常主要分布于堂莫山和天金山的東南、西北兩側(cè)，共圈出Mo-1、Mo-2和Mo-3三處異常（圖3）。Mo-1、Mo-2異常規(guī)模小，強(qiáng)度低，具有二級(jí)濃度分帶；Mo-3 異常面積大，濃集中心和峰值明顯，具有三級(jí)濃度分帶特征。各異常襯度值Mo-3＞Mo-1＞Mo-2（表3）。Mo異常的分布整體受北東向F1、F10 斷裂控制，其中Mo-3 異常與Au-4 和Cu-2 異常位置重疊較好。

（8）Sb 異常特征。Sb 異常不明顯，主要以外帶的形式分布于研究區(qū)中部，與其他元素異常重合度差，僅圈出Sb-1一個(gè)規(guī)模較小的具有二級(jí)濃度分帶的異常。

（9）Pb、Zn 異常特征。Pb 異常和Zn 異常特征相似，二者主要分布于研究區(qū)西南角獅子山-龍王殿一線，與其他元素異常重合度差。異常規(guī)模小，濃集中心和峰值不明顯，僅有微弱的二級(jí)濃度分帶。

2.4 綜合異常特征及評(píng)價(jià)

將Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Bi、Hg、Mo 十種單元素異常疊合到研究區(qū)平面圖上，根據(jù)各元素空間分布的一致性可以圈定出Ht-1、Ht-2、Ht-3、Ht-4 四處綜合異常，如圖3所示?；焦^(qū)范圍及地質(zhì)內(nèi)容如圖1所示。

Ht-1 綜合異常：位于研究區(qū)北側(cè)，呈半個(gè)橢圓形。該綜合異常主要由As-1 單元素異常構(gòu)成，其余Ag、Au 等元素異常在此處強(qiáng)度低，無(wú)濃集中心。異常區(qū)內(nèi)出露的地層是龍王山組和象山群，二者接觸帶呈北東向位于異常區(qū)東側(cè)，地層巖石破碎、蝕變不明顯。該異常找礦前景一般。

Ht-2 綜合異常：位于研究區(qū)西側(cè)，呈橢圓形。該綜合異常主要由Ag-1、As-2、Au-1、Bi-1、Mo-1和Mo-2六個(gè)單元素異常組成，異常套合程度高，強(qiáng)度適中，其中Ag 異常襯度值高，具有三級(jí)濃度分帶。異常區(qū)內(nèi)出露的地層是龍王山組和象山群，二者接觸帶呈北東向位于異常區(qū)中部，大峴村附近龍王山組火山碎屑巖硅化、黃鐵礦化蝕變強(qiáng)烈。該異常具有一定的找礦前景。

Ht-3 綜合異常：位于研究區(qū)東側(cè)，呈條帶狀。該綜合異常由Ag-2、As-3、Au-2、Au-3、Bi-2、Cu-1、Mo-3七個(gè)單元素異常組成，異常套合程度高，濃集中心和峰值明顯，其中Au、Cu、Mo 異常襯度在組合異常內(nèi)較高，異常內(nèi)帶規(guī)模大。異常區(qū)內(nèi)出露的地層主要是龍王山組和象山群，二者呈斷層接觸，斷層F1 及北東向F10 斷層貫穿異常區(qū)，異常北西側(cè)見(jiàn)角閃閃長(zhǎng)玢巖巖體。區(qū)內(nèi)地表可見(jiàn)硅化、綠松石化、孔雀石化、褐鐵礦化等蝕變。該異常具有較好的Au、Cu找礦前景。

Ht-4 綜合異常：位于研究區(qū)西南角，呈不規(guī)則狀。該異常由As-4、Pb-1、Zn-1 三個(gè)單元素異常組成，各異常襯度值低，濃集中心和峰值不明顯。異常區(qū)內(nèi)出露的地層是龍王山組和象山群，地表破碎、蝕變不發(fā)育。該異常找礦前景一般。

3 地球物理特征

在研究區(qū)化探異常發(fā)育的部位布設(shè)1∶10 000 激電中梯面積性測(cè)量，面積為2.625 km2，網(wǎng)度為100 m×40 m，測(cè)線方位為115°。

針對(duì)激電中梯視極化率異常布設(shè)4條激電測(cè)深剖面，共160個(gè)點(diǎn)。

3.1 激電中梯異常特征

研究區(qū)激電中梯異常反映較好，無(wú)論是規(guī)模和強(qiáng)度均能有效體現(xiàn)。從激電中梯視電阻率等值線平面圖（圖4）可以看出，視電阻率等值線呈北東向展布，與地層走向一致，視電阻率值為44.5～1 475 Ω·m，視電阻率異常呈現(xiàn)出由北西向南東高低相間的特征。研究區(qū)三處高阻異常是象山群砂巖和角閃閃長(zhǎng)玢巖的反映；北西側(cè)低阻異常是龍王山組火山碎屑巖的反映，其余低阻異常皆對(duì)應(yīng)不同巖性的接觸部位。研究區(qū)中部大面積出露的角閃閃長(zhǎng)玢巖表現(xiàn)為中等電阻率，由于該巖體地表破碎、蝕變發(fā)育，故并未表現(xiàn)為高阻。區(qū)內(nèi)視極化率等值線呈北東向展布（圖4），視極化率值為0.85%～9.55%，視極化率整體呈現(xiàn)出北西高南東低的特征。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的分區(qū)統(tǒng)計(jì)，共圈定出六處視極化率異常，其中ηs2 異常以3.75%等值線圈定，異常規(guī)模較大，在視電阻率等值線平面圖上表現(xiàn)為中低阻，異常位于龍王山組和象山群斷層（F1）接觸帶附近，且落在Ht-3 化探綜合異常中，與Au-2、Cu-1等單元素異常對(duì)應(yīng)較好，推測(cè)異常由F1 斷裂帶內(nèi)和旁側(cè)地層中的銅金硫礦（化）體引起。該異常顯示找礦前景較好。

圖4 堂莫山地區(qū)激電中梯測(cè)量等值線平面圖（左：視電阻率；右：視極化率）Figure 4.Isoline plan of IP intermediate gradient survey in the Tangmoshan area（Left：resistivity；Right：polarizability）

3.2 激電測(cè)深異常特征

0 線、8—12 線激電測(cè)深剖面穿過(guò)ηs2 高極化異常（圖4）。0 線剖面以3.75%圈定0-ηs1、0-ηs2、0-ηs3 三處局部高極化異常：0-ηs1 中心埋深約100 m，是激電中梯ηs2 異常在深部的反映；0-ηs2 和0-ηs3 異常在垂向上重疊，中心埋深分別為50 m、200 m，是激電中梯ηs6異常在深部的反映。8—12線剖面圈定8-ηs1、8-ηs2、8-ηs3三處局部高極化異常：8-ηs1 異常以ηs=6%圈定，中心埋深約150 m，是激電中梯ηs5 和ηs6 異常在深部的反映；8-ηs2 異常以ηs=5%圈定，中心埋深約100 m，是激電中梯ηs2異常在深部的反映；8-ηs3異常以ηs=4.5%圈定，中心埋深約250 m，地表未見(jiàn)激電中梯異常。

4 工程驗(yàn)證及找礦潛力分析

根據(jù)研究區(qū)土壤化探異常特征，首先對(duì)組合異常Ht-3進(jìn)行槽探查證：于Cu-1異常濃集中心布置了探槽TC1203 和TC1204，揭露的地層是龍王山組角礫凝灰?guī)r，存在不連續(xù)的銅礦化（體），經(jīng)刻槽取樣分析，銅品位為0.23%～0.42%；同時(shí)揭露一條走向北東、傾向北西的含銅金破碎帶F10（圖1、圖5），寬為4.26 m，銅品位為0.47%，金品位為1.5 g/t。在全面分析研究區(qū)物化探異常特征的基礎(chǔ)上，結(jié)合區(qū)內(nèi)成礦地質(zhì)條件和探槽查證結(jié)果，針對(duì)0-ηs1 和8-ηs2 激電測(cè)深異常分別布設(shè)鉆孔ZK001 和ZK1201。ZK001 孔于0-ηs1 異常中心揭露了賦存于F1斷裂破碎帶中的黃鐵礦體，視厚度為12.10 m，硫品位為8.13%～14.24%；于F1 斷裂下盤(pán)象山群中揭露多條銅礦體，累計(jì)視厚度為10.04 m，銅品位為0.20%～0.43%。ZK1201 孔于8-ηs2 異常內(nèi)揭露了賦存于F10 斷裂破碎帶中和象山群中的銅礦體，累計(jì)視厚度為21.61 m，銅品位為0.24%～0.91%；于8-ηs2 異常上部龍王山組中揭露3 條銅礦體，累計(jì)視厚度為16.24 m，銅品位為0.2%～0.56%；于8-ηs2 異常下部象山群中揭露多條銅礦體，累計(jì)視厚度為9.09 m，銅品位為0.22%～1.35%。

圖5 12線綜合地質(zhì)剖面Figure 5.Comprehensive geological profile of line 12

研究區(qū)位于寧蕪盆地梅山-皇姑山-黃梅山斷裂火山噴發(fā)帶中部天臺(tái)山-大平山古火山機(jī)構(gòu)的南側(cè)［9-10］。區(qū)域上從北向南依次發(fā)現(xiàn)有天臺(tái)山硫鐵礦、大平山銅礦和堂莫山銅（金）礦點(diǎn)。天臺(tái)山硫鐵礦體和大平山銅礦體均賦存于龍王山組火山碎屑巖中，為中高溫?zé)嵋撼涮?交代成因［9］。研究區(qū)是天臺(tái)山-大平山火山機(jī)構(gòu)在西南方向的延伸，為一火山穹窿構(gòu)造，具有與天臺(tái)山黃鐵礦和大平山銅礦相同的地質(zhì)構(gòu)造背景。區(qū)內(nèi)火山-巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，斷裂構(gòu)造發(fā)育，地表礦化蝕變跡象明顯。研究區(qū)北西側(cè)與天臺(tái)山硫鐵礦區(qū)位相似，位于大平山巖體北西，地表龍王山組火山碎屑巖黃鐵礦化強(qiáng)烈，激電中梯測(cè)量顯示該位置視極化率背景高，圈定的視極化率異常ηs6 規(guī)模大、強(qiáng)度高，具有尋找天臺(tái)山式硫鐵礦的潛力；研究區(qū)大平山巖體南東側(cè)是大平山銅礦在南西方向的延伸，土壤地球化學(xué)測(cè)量顯示該區(qū)銅異常面積大，襯度值高，濃集中心和峰值明顯，本次鉆探工作揭露了賦存于龍王山組中和北東向F10 斷裂中的銅（金）礦體，表明研究區(qū)南東側(cè)具有尋找大平山式銅礦的潛力，F(xiàn)10 斷裂走向上龍王山組岀露部位應(yīng)是本區(qū)下一步工作的重點(diǎn)；此外，土壤化探Au-2 異常面積大、強(qiáng)度高，濃集中心和峰值明顯，位于北東向F1、F10斷裂和北西向F8、F9斷裂交會(huì)部位，具有較好的金礦找礦前景。

5 結(jié)束語(yǔ)

（1）研究區(qū)Au、Cu、As、Bi、Mo等元素地球化學(xué)異常顯示明顯，其中Au、Cu、Mo異常面積大，襯度值大，濃集中心和峰值明顯，具有三級(jí)濃度分帶，圈定的Ht-3綜合異常成礦地質(zhì)條件較好，各單元素異常套合好，濃集中心和峰值明顯，Cu、Au 異常內(nèi)帶規(guī)模大，具有較好的找礦前景。

（2）1∶10 000 激電中梯異常圈定6 個(gè)視極化率異常，其中ηs2 異常規(guī)模較大，在視電阻率等值線平面圖上表現(xiàn)為中低阻，異常位于龍王山組和象山群斷層（F1）接觸帶附近，與Ht-3 化探綜合異常套合，具有良好的找礦前景。

（3）分析研究區(qū)成礦地質(zhì)背景，結(jié)合鉆探驗(yàn)證情況，認(rèn)為研究區(qū)具有較好的銅（金）礦找礦潛力。