激电法和磁法测量在天长市道士庄铁矿勘查中的应用_杨卫国.pdf

2023年第7期西部探矿工程*收稿日期：2022-08-26第一作者简介：杨卫国（1991-），男（汉族），安徽淮北人，工程师，现从事地球物理勘查及相关研究工作。激电法和磁法测量在天长市道士庄铁矿勘查中的应用杨卫国*，许强平（安徽省地质矿产勘查局327地质队，安徽 合肥 230011）摘要：天长市属于矿产资源较为匮乏的城市，铁矿规模均为中小型，主要分布于天长市东釜山道士庄、老山、关塘等地区。天长市道士庄铁矿地处扬子准地台（），下扬子台坳（），沿江拱断褶皱带（）北端，西临滁河陷褶断带，东依苏北断坳盆地，处于滁巢陷断褶束东北之结合部位，构造主要表现为北东向滁巢构造形迹，主要褶皱构造有冶山汤泉复式背斜，岩浆活动强烈，变质作用发育，具有较好的成矿条件。通过开展高精度磁测和激电法（激电中梯及激电测深），查证以往磁异常，圈定激电异常指导找矿。后经钻孔验证，矿区东部的M2磁异常主要为不含矿的玄武岩引起；另一钻孔验证激电异常，见较好的磁铁矿化，单样最高达到TFe：27.53%，mFe：26.32%，单层最大见矿厚度为6.70m。为今后该区找矿提供依据。关键词：激电法；磁法；铁矿勘查；道士庄中图分类号：P618 文献标识码：B 文章编号：1004-5716(2023)07-0168-04天长市矿产资源较为匮乏，以往地质勘查工作，在天长市道士庄地区东部发现了矽卡岩型磁铁矿（化）体，并进行了初步的追索和控制，大致查明了矿体规模、形态、产状、赋存位置及厚度与品位变化情况。为进一步查明该地区矿产情况，开展地球物理勘查工作，主要针对铁矿开展磁法和激电法（中梯、测深）测量工作1，圈定异常区，推断引起异常的地质原因，同时进行钻探验证工作推进该地区矿产勘查工作，以期取得找矿成果。1勘查区地质概况勘查区地层属扬子地层区，下扬子地层分区，天长滁州地层小区，大部分被第四系覆盖，地表露头零星，结合钻孔情况，地层为震旦系黄墟组（Z2h）、灯影组（Z2dn），新近系桂五组（N2g）、下草湾组（N1x）及第四系（Q）（图1）。区内侵入岩主要为燕山期侵入体，属于冶山岩体范围，区内出露较少，以第四系粘土层大面积覆盖，根据局部零星露头和施工钻孔了解情况，主要以闪长岩类为主，花岗岩类很少见到。闪长岩类主要有花岗闪长岩、二长岩、石英二长岩、闪长岩、闪长玢岩、闪长斑岩。个别施工钻孔中可见喜山期玄武玢岩。在区内有大量安山岩、玄武安山岩和玄武岩分布，西部多为第四系覆盖。勘查区地表皆为第四系覆盖，根据钻孔地质资料，地磁平面等值线分布特征，褶皱受岩体的影响仅保留少量残留顶盖，形态难以恢复，断裂构造不清。矽卡岩化石本矿床最主要的近矿围岩蚀变，遍及矿体的顶底板，矽卡岩化系深部二长岩体所产生的热液交代震旦系灯影组的灰岩、大理岩化灰岩而形成。2地球物理勘查基础地球物理条件是开展物探工作的基础，场地地形条件是顺利开展物探工作的保证，不同的物探方法对地形地质条件有不同的要求。道士庄以往地质、物探及钻孔资料表明该地区深部发现闪长斑岩体与震旦系大理岩，两者接触带是铁及多金属矿成矿的良好场所1-2。磁力勘探是通过观测和分析由岩石、矿石或其他探测对象磁性差异所引起的磁异常，进而研究地质构造和矿产资源或其他探测对象分布规律的一种地球物理方法1-2。磁力勘探由内、外因结合的物理基础是地球磁场和岩石磁性。道士庄地区存在找寻铁矿资源的潜力，因此采用磁法作为该地区的一种勘查方法。同样的，激电法是根据岩石、矿石的激发极化效应来寻找金属和解决水文地质、工程地质等问题的一组电法勘探方法，可以用来对道士庄地区进行铁及多金1682023年第7期西部探矿工程属矿勘查3。3磁法及激电中梯测量成果解译3.1高精度磁法测量成果解释以往勘查区磁测工作圈定“两区共一带”磁异常，整体呈北东向带状展布，由M1和M2磁异常区组成，M2磁异常又由4个次级异常组成，自西向东依次为M2-1、M2-2、M2-3、M2-4（图1、图2）。为进一步查明引起磁异常的地质原因，同时查证以往磁异常，开展磁法剖面测量工作，剖面垂直于条带状异常区开展 14 线磁法剖面测量工作，分别穿过M2-1、M2-2、M2-3、M2-4，并且四个异常区的中心位置均在每条线1150号点附近（图1）。本次磁测工作共得到了三处异常，分别命名为M1、M2、M3，与以往圈定的M2-1、M2-2、M2-3磁异常对应良好，而以往圈定的M2-4异常区本次磁测结果并未显示。M1对应在 1 线 10801200 点位，宽 120m，峰值 1100nT 左右；M2对应在 2 线 11301180 点位，宽 50m，峰值900nT 左 右；M3 对 应 在 3 线 11101240 点 位，宽130m，幅值900nT左右（图2），异常区呈条带状分布，峰值较高，范围较窄，推断可能是由磁性较强的物质所引起，埋深较浅，规模不大，结合勘查区内赋存燕山期的中酸性岩浆岩与震旦系碳酸盐岩，认为磁异常可能是赋存在中酸性岩浆岩与碳酸盐岩接触带的铁矿引起。后经钻探验证，磁异常主要为磁性较高的玄武岩（不含矿）引起。虽然钻探工作，未能揭露矿体，但对磁异常引起的地质原因有了明确的了解，为今后该区找矿工作具有指示作用4。图2道士庄地区磁异常平面图3.2激电中梯测量成果解释一直以来，激电法作为铁矿勘查的一种地球物理勘探方法经常被使用，测量参数为视电阻率（s）和视极化率（s）。勘查区开展了激电测量工作，一是平面范围内开展激电中梯剖面测量工作，以期在平面位置圈定异常位置；二是在圈定的异常位置开展激电测深工作，主要是查明引起异常的地质体在垂向上的分布。图1道士庄地区地质、以往磁异常及物探工程布置图1692023年第7期西部探矿工程激电中梯剖面共计8条剖面，编号为S0、S2、S4S14；激电测深选择在S10线开展，共计4个测深点，分别为1037点、1087点、1137点和1087点（图1、图2、图3）。图3道士庄地区激电中梯视电阻率（s）、视极化率（s）等值线平面图3.2.1激电中梯测量成果解译激电中梯视电阻率（s）和视极化率（s）等值线表明测区地层地电结构明显，北部呈现明显的高阻低极化特征，中部大体呈现低阻高极化特征，中西部存在小范围中阻中极化现象；南部呈现低阻低极化特征，与勘查区地层有良好对应关系，推断北部高阻低极化电性特征是灰岩、大理岩等反映，南部低阻低极化电性特征是闪长（玢）岩反映，中西部的中阻中极化电性特征是震旦系上统灯影组白云质灰岩反映（图1、图3）。而中部存在的低阻高极化异常，呈不规则状低阻高极化半闭合圈异常，向东未闭合，东西横跨S12线1080号点到S4线1080号点，约长400m，南北自1140号点到1000号点，约宽140m，s幅值为4080m，s幅值为2.2%4.2%。结合地质情况分析，认为该异常处于闪长（玢）岩与灰岩、大理岩接触带上，具有矽卡岩成矿的有利条件，是寻找金属矿的有利找矿靶区（图1、图3）。3.2.2激电测深测量成果解译为查明激电中梯圈定的低阻高极化异常垂向展布情况，选择S10开展激电测深工作。激电测深视电阻率、视极化率断面图表明，0-25m呈低阻低极化特征，s为540m，s为0.5%1.9%，为第四系（Q）地层的反映；-25-250m 出现低阻高极化异常，s为60100m，s为2.5%3.6%，异常主要在10871137号点，s为6080m，s为3%3.6%，结合地质情况，认为异常由闪长（玢）岩侵入灰岩、大理岩形成的矽卡岩矿（化）带引起；-250-500m呈高阻低极化特征，s为120440m，s为1.8%2.4%，为震旦系灯影组白云质灰岩引起（图4）。激电测深成果在横向和纵向上，与激电中梯测量成果有较好地对应关系。推测的矿（化）带后经钻探验证，见较好的磁铁矿化，单样最高达到TFe：27.53%，mFe：26.32%，单层最大见矿厚度为6.70m。4结论（1）磁测工作圈定道士庄地区“两区共一带”磁异常，整体呈北东向带状展布，主要为磁性较高的玄武岩（不含矿）引起。（2）激电法采用中间梯度和测深装置，圈定道士庄地区低阻高极化激电异常，推断为矿致异常，后经钻探验证，见较好的磁铁矿化，单样最高达到TFe：27.53%，mFe：26.32%，单层最大见矿厚度为6.70m。（3）矿产勘查工作是多学科综合性工作，应结合地质和物化探异常，大胆假设，小心求证。参考文献:1刘永龙,马健,王金鑫,等.综合物探方法在安徽霍邱南部地区铁矿勘查中的应用J.资源信息与工程,2022,37(3):54-56，60.（下转第174页）1702023年第7期西部探矿工程准矿物计算（CIPW）未见透辉石（Di），见有大量标准矿物刚玉分子（C）（分别为0.751.42、0.923.54、2.403.17），岩石具过铝质（A/CNK 分别为 1.061.11、1.081.30和1.241.29），表明岩体与I型花岗岩特征差异较大，具有S型花岗岩特征。在部分熔融的过程中，同源岩浆Nb/Ta比值相同。中细粒花岗岩、中粒二长花岗岩、细粒二长花岗岩Nb/Ta比值分别为8.889.48、8.9010.68和6.217.07，接近或略小于地壳平均值（10），远小于地幔平均值（60），表明其岩浆源区为壳源物质，岩浆源区成分较为均一。综合分析认为中细粒花岗岩等均为S型花岗岩。4.3构造环境及地质意义背景探讨研究表明，高场强元素（HFSE），稳定性较好，能够有效判别岩石构造环境。Rb、Y（Yb）、Nb（Ta）是被选择区分大洋脊花岗岩（ORG）、火山弧花岗岩（VAG）、板内花岗岩（WPG）和碰撞带花岗岩（Syn-COLG）等大多数类型最为有效的判据。样品Nb-Y构造判别图解中，样品投点于火山弧同碰撞造山环境；R2-R1图解中样品主要投点于同碰撞及与后碰撞边界附近；Rb-Y+Ta图解中，样品投点于火山弧与同碰撞边界处。古亚洲洋于晚二叠世于索伦山西拉木伦河缝合带闭合。伊拉木图地区位于索伦山西拉木伦缝合带南侧，中细粒花岗岩、中粒二长花岗岩、细粒二长花岗岩形成于早三叠世，形成时限晚于主碰撞期，结合构造判别图解，岩体形成于后碰撞构造环境。5结论（1）中细粒花岗岩、中粒二长花岗岩、细粒二长花岗岩亚碱性系列岩石，分异程度较高，REE较低，稀土配分曲线具右倾特征，微量元素蛛网图配分曲线高度一致，均具有右倾特征，为S型花岗岩。（2）中细粒花岗岩、中粒二长花岗岩、细粒二长花岗 岩 锆 石 U-Pb 年 龄 分 别 为 248.0Ma 1.3Ma、247.4Ma2.8Ma、247.4Ma1.2Ma，均为早三叠世岩浆活动的产物（3）花岗岩形成于后碰撞构造环境。参考文献：1邓胜徽,万传彪,杨建国.黑龙江阿城晚二叠世安加拉华夏混生植物群兼述古亚洲洋的关闭问题J.中国科学D辑:地球科学,2009,39(12):1744-1752.2韩杰,周建波,张兴洲,等.内蒙古林西地区上二叠统林西组砂岩碎屑锆石的年龄及其大地构造意义J.地质通报,2011,30(2-3):258-269.3侯可军，李延河，田有荣.LA-MC-ICP-MS锆石微区原位U-Pb定年技术J.矿床地质，2009，28（4）：481-492.4吴元保，郑永飞.锆石成因矿物学研究及其对U-Pb年龄解释的制约J.科学通报，2004，49（16）：1589-1604.2魏长帅.综合地质、物化探信息在安徽桐城晓棚地区找矿中的应用J.资源信息与工程,2022,37(3):67-69，73.3于涛.大功率激电测量在藏东确得拉铅多金属矿勘查中的应用J.资源信息与工程,2022,37(3):57-60.4陆三明,李建设,钱存超,等.安徽省大中型矿产地勘查发现经验及启示J.安徽地质,2020,30(4):241-245.图4道士庄地区激电测深剖面（a）和地质解译（b）图（上接第170页）174