调查区位于庐枞火山岩盆地的中东部、七家山火山机构东侧、黄梅尖石英正长斑岩体西端(图1)。区内出露的地层上部主要为白垩系砖桥组— 浮山组火山碎屑岩、熔岩及次火山岩等; 下部为三叠系— 中下侏罗统海相碳酸盐岩、砂页岩及含煤碎屑岩建造^{[5, 6]}。其中, 中侏罗统罗岭组钙质粉砂岩, 中三叠统铜头尖组钙质粉砂岩及含铜砂岩、月山组杂色砂页岩和泥灰岩以及东马鞍山组蠕虫状灰岩、盐溶角砾岩等均为区内铁铜矿重要的赋矿层位; 另外, 火山岩盆地内砖桥组下段— 龙门院组顶部和龙门院组底部— 罗岭组上部富钙质岩性段2个层位亦是区域火山热液矿床重要的赋存部位。

图1

Fig.1

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图1 庐枞矿集区地质矿产简图及调查区位置示意图 1.下白垩统; 2.上侏罗统; 3.中、下侏罗统; 4.上三叠统; 5.中三叠统; 6.下三叠统; 7.中、下志留统; 8.石英正长斑岩; 9.石英闪长斑岩; 10.辉石闪长玢岩; 11.二长岩; 12.正长斑岩; 13.粗安斑岩; 14.铁矿床(点); 15.硫铁矿床(点); 16.铅锌矿床; 17.铜矿床(点); 18.铁铜矿床(点); 19.基底断裂; 20.深断裂; 21.角度不整合界线; 22.基底隆起带位置; 23.火山机构及环形构造; 24.火山盆地范围; 25.调查区范围; (1)凤台山铜矿; (2)铜泉山铜矿; (3)断龙颈铜矿; (4)龙桥铁矿; (5)马鞭山铁矿; (6)黄屯硫铁矿; (7)岳山铜锌银矿; (8)杨山铁矿; (9)钟山铁矿; (10)何家小岭铁矿; (11)泥河铁矿; (12)罗河铁矿; (13)石门庵铜矿; (14)大包庄硫铁矿; (15)大倪庄铜矿; (16)井边铜矿; (17)拔茅山铜矿; (18)城山铁矿; (19)陈庄铜矿; (20)黄土岗铜矿点; (21)代岭湾铁铜矿点Fig.1 Sketch of geology and mineral resources and location of the research area in Luzong ore-concentrated area

区内主要构造为NW、NE及近SN向; 其中NW向断裂具多期次活动, 呈群、带分布, 延长5~10 km, 单条断裂带长几百米至几千米, 多具张扭性, 是区域及调查区石英脉型铜矿等主要控矿断裂。区内分布的岩性主要为石英正长斑岩、正长斑岩脉及粗安斑岩, 矿(化)体主要有陈庄小型铜矿体、代岭湾铜铁矿(化)体、马口小型铁矿体及新发现的黄土岗铜矿(化)带(图2)。

图2

Fig.2

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	图2 七家山— 马口地区地质简图 1.第四系; 2.浮山组; 3.双庙组; 4.砖桥组; 5.石英正长斑岩; 6.正长斑岩; 7.粗安斑岩; 8.正长斑岩脉; 9.正断层; 10.逆断层; 11.性质不明断层; 12.物探成果推测隐伏构造; 13.钻孔及编号; 14.地质界线; 15.CSAMT测点及编号; 16.SIP测点及编号; 17.物探推测铜矿(化)带; 18.铁矿体; 19.铜铁矿(化)体; 20.铜矿(化)体; 21.重磁异常范围Fig.2 Geological sketch of Qijiashan-Makou area

依托“ 安徽省重要矿集区物性参数集成” 项目^[7], 在调查区采集了271块标本并进行参数测定, 统计结果如表1所示。

表1

Tab.1

表1(Tab.1)

表1 岩(矿)石物性参数统计表 Tab.1 Statistics of physical parameters of rocks (ores) 标本名称 标本个数 密度σ /(103kg· m-3) 磁化率κ /(10-5SI) 电阻率ρ /(Ω · m) 极化率η /% 粗面熔结凝灰岩(地表) 13 2.45 1 247 1 709 1.3 粗面质凝灰熔岩(地表) 25 2.67 1 850 650 1.5 粗安岩 15 2.71 1 900 3 552 3.2 粗面质熔结凝灰岩 35 2.73 1 530 886 2.1 岩屑凝灰岩(地表) 6 2.68 6 1 559 1.0 长石石英砂岩(地表) 30 2.57 22 560 1.5 石英正长岩(地表) 2 2.60 236 1 113 0.8 石英正长岩 21 2.64 436 1 648 1.5 正长岩 38 2.60 40 1 530 1.5 正长岩(地表) 7 2.58 80 1 568 1.8 标本名称 标本个数 密度σ /(103kg· m-3) 磁化率κ / 10-5SI 电阻率ρ /(Ω · m) 极化率η /% 辉石粗安玢岩 22 2.74 4 248 3 136 1.5 隐爆角砾岩 4 2.56 46 283 1.3 熔结角砾岩 35 2.67 55 700 1.7 次生石英岩 3 2.63 5 655 1.5 镜铁磁铁矿 10 3.06 1 893 450 13.7 粉砂岩型磁铁矿(脉型) 2 3.01 684 571 25.7 含铜熔结角砾岩 2 2.57 56 601 1.6 黄铜矿化熔结角砾岩 1 2.73 57 359 3.4

表1 岩(矿)石物性参数统计表 Tab.1 Statistics of physical parameters of rocks (ores)

通过分析, 认为调查区岩(矿)石物性有如下特征:

(1)矿石、含矿(化)岩石密度高, 但变化较大, 通常大于3.00× 10³ kg/m³; 罗岭组砂岩、辉石粗安玢岩、粗安岩、熔结凝灰角砾岩等次之, 一般在2.60× 10³~2.70× 10³ kg/m³; 正长岩类、凝灰岩、砂砾岩(K-E红层)、J_1-2象山群砂页岩等的岩石密度通常小于2.6× 10³ kg/m³。

(2)砂砾岩、次生石英岩及正长岩类等为无磁或弱磁性; 火山碎屑岩、中酸性侵入岩类具有中等磁性, 其磁化率约为2 000× 10^-5 SI, 其中火山岩磁性变化较大; 辉石粗安玢岩等基性— 超基性岩类、含磁铁矿蚀变岩具有较强磁性, 其磁化率通常大于4 000× 10^-5 SI; 含铜矿(化)蚀变岩磁性相对较弱。

(3)铁、铜矿石具低阻、高极化特征, 其中各类硫化物极化率较高, 平均达10%~30%, 电阻率相对较低, 电阻率小于1 000 Ω · m左右; 其余岩石的极化率均不高, 通常小于2%左右, 而其电阻率较高。

综上所述, 调查区为火山碎屑岩覆盖区, 其磁性中等但幅值变化范围较大, 对深部磁性体引起的异常会产生一定的影响, 利用本文的数据处理可突出深部弱磁异常; 相同的岩(矿)石密度、电阻率随着深度的增加而增大。铁、铜矿(化)体具有低阻高极化, 利用频谱激电法查明深部铜多金属矿(化)蚀变带效果显著。

如图3所示, 区内重力异常形态呈“ 哑铃” 形, 中部为一NNE向延伸的高值带, 东西两侧分布的重力低异常分别是黄梅尖岩体及七家山火山机构的反映; 南部重力高异常区是东西向基底隆起带中北侧的局部反映。Δ T磁化极异常形态相对凌乱, 局部异常特征不明显, 主要是浅部大面积分布磁性不均匀的火山岩引起; 在调查区中部沿赤脚湖一带分布一环形磁异常带, 异常幅值变化较大, 局部异常范围较小, 多数磁异常值小于500 nT, 最大值达1 800 nT, 是沿环形构造侵入的中酸性岩体及具有中等磁性的热液蚀变磁性物质富集的综合反映, 靠近火山机构中心部位磁异常强度较弱, 主要是岩屑凝灰岩的反映。

图3

Fig.3

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	图3 调查区重磁异常图 1.钻孔及编号; 2.CSAMT测点及编号; 3.SIP测点及编号; 4.物探推测铜矿(化)带; 5.地质界线; 6.铁矿(化)体; 7.铜矿(化)体; 8.铜铁矿(化)体Fig.3 Gravity and magnetic anomalies of the research area

本次重力数据采用以往1:50 000重力成果, 精度好于± 0.2× 10^-5m/s²; 磁法数据为实测1:10 000地磁成果, 精度好于± 5.0 nT, CSAMT、SIP为实测剖面成果。对重磁数据的处理采用中国地质调查局发展研究中心研发的重磁电数据处理软件RGIS、中国地质大学研发的MAGS3.0软件完成。采用小波变换方法对重、磁数据进行了浅源场和深源场的分离。该方法能够将信号分解成各种不同频率或尺度异常的信息进行分离。为突出深源场中局部异常, 根据垂向一阶导数Z突出局部异常、水平方向导数模S在极值点趋于0等特点, 对深源场进行了斜导数M=arctan(Z/S)计算, 有效地突出了深源重磁异常中的局部异常。通过对比, 最终选择了3阶小波变换的斜导数异常图作为本文的分析基本图。电法数据的处理主要利用相应的SIP、CSAMT反演软件进行, 最终采用视电阻率、视频散率拟断面图作为解释基本图件。

图4显示, 位于北西部的七家山地区和东部马口地区均为重磁同低组合异常, 其中七家山地区主要是磁性较弱、密度较低的岩屑凝灰岩等火山碎屑岩引起, 局部高磁异常可能是中酸性岩体的反映; 马口地区为黄梅尖石英正长斑岩体的反映。

图4

Fig.4

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	图4 3阶小波变换深源重磁场斜导数异常及剖面位置图 1.钻孔及编号; 2.CSAMT测点及编号; 3.SIP测点及编号; 4.物探推测铜矿(化)带; 5.地质界线; 6.铁矿(化)体; 7.铜矿(化)体; 8.铜铁矿(化)体Fig.4 Tilt derivative anomalies of third-order wavelet transformation of deep gravity and magnetic fields and the profiles location

位于二者间的调查区是一由北往南延伸的重力异常高值带, 推测主要是三叠纪基底隆起的反映, 由正负2个磁异常带组成, 其中西侧的赤脚湖为重磁同高异常带, 带内的磁异常呈串珠状弧形分布, 根据zk4601钻探成果推测, 磁异常可能是黑云母正长岩、粗面玄武质角砾熔岩引起, 局部重低磁弱异常可能是密度较低的正长岩类引起。东侧为重高磁低异常带, 处于赤脚湖与毛竹园间, 呈NNE向延伸且略向东凸, 推测是密度较大、磁性较弱的含铜矿化的蚀变带和三叠系砂岩地层综合作用所致。毛竹园以东呈EN向延伸的高磁异常带是辉石粗安玢岩的反映。

图5中1线CSAMT电阻率异常断面显示, 电阻率异常总体分为上下2个异常区, 上部为低阻区, 下部为高阻区, 界面深度约为400 m, 向东缓倾; 缓倾上部低阻异常区推测主要是凝灰岩及风化层的综合反映, 下部高阻异常区是岩体或粉砂岩类引起; 在剖面的中东部(8 400~9 000)/1线点间的下部高阻异常内分布一低阻异常, 与局部重高磁低异常带相吻合。

图5

Fig.5

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	图5 CSAMT、SIP电阻率、充电率参数异常断面图(横坐标为点号)Fig.5 Anomalies section of CSAMT, SIP resistivity and charging rate

280线SIP的充电率、电阻率异常呈明显“ 八” 字形, 为低阻高极化异常的特征, 这是由于SIP采用“ 偶极装置” 所致。结合1线、46线电阻率异常及重磁异常的综合分析, 异常带宽度大于0.5 km, 长度大于3.0 km, 为重高磁低、低阻高极化组合异常带。

46线CSAMT的电阻率异常断面图显示, 位于(3 225~3 625)/46间的下部高阻异常区内分布一低阻异常, 电阻率异常特征与1线基本相似; 但异常宽度较大, 主要是由于剖面方向及对应的低磁异常范围不同, 受岩(矿)石各向异性及磁异常的影响, 导致电阻率异常的幅值和形态存在差异。

(1)调查区出露的地层主要为浮山组、双庙组、砖桥组, 下伏的中下侏罗统罗岭组是区内铜多金属矿床的主要赋矿层位。

(2)区内断裂构造较为发育, 主要为NW向、NE— NNE及EW向。其中NW向断裂具多期次活动的特征, 呈群、带分布, 多具张扭性, 是区域及调查区石英脉型铜矿等主要控矿断裂, 含矿热液沿断裂构造蚀变交代、充填富集成矿。在调查区内分布较多的铜铁矿点, 主要有陈庄小型铜矿、马口小型铁矿、代岭湾铁铜矿点等, 矿体多与断裂构造有关。其中正在开采的陈庄小型铜矿及新发现的铜矿化带可能由推测的EW向构造控制。

(3)调查区位于七家山火山机构东侧、黄梅尖岩体西端, 由于火山活动及岩浆侵入, 区内含矿热液充沛, 其中在黄梅尖岩体中分布有马口高温热液型小型磁铁矿床, 是寻找热液型铁、铜矿床的有利部位。

安徽枞阳— 周潭地区铁铜多金属矿远景调查项目实施过程中, 在黄土岗地区新发现了宽度达30 m以上的铜矿化带(图2, 图3), 并在区内发现有前人开采铜矿的老硐遗址。

铜矿化带发育于双庙组含角砾粗安岩中的近SN向含铜硅化构造带中。构造带内岩石普遍具明显和不同程度的碎裂化(局部呈角砾), 并具有强烈的硅化和褐铁矿化, 地表可见较多的孔雀石, 未见黄铜矿, 可见少量黄铁矿, 局部见方铅矿。

矿化带南北延伸未及控制, 推测长度大于400 m, 其东西两侧各有一条近SN向的断裂构造, 推测为相类似的含铜矿断裂, 白土岭铜矿点就位于西侧断裂附近, 再往西的陈庄一带其SN向、NW向断裂带均赋存有铜矿体。

新发现的铜矿化带与西部的陈庄铜矿体均分布在重力梯度带上及负磁异常中, 二者均位于负磁异常中的正磁异常的端部, 认为铜矿体的形成与构造活动及岩浆侵入有关, 矿体的赋存状态主要受构造控制、矿体的贫富与岩浆热液的活动强弱有关。

在调查区内外集中分布井边(16)、石门庵(13)、大倪庄(15)及陈庄(19)等中小型铜矿体及代岭湾铁铜矿点; 新发现了黄土岗铜矿化带位于调查区南部。这些矿体的分布规律说明在调查区深部推断有铜的成矿地质体。

综合物探成果显示, 区内发育一条低阻、高极化异常带, 该异常带与负磁异常对应, 具有明显的重力局部正异常。根据对磁异常的推测, 异常带宽0.5~1 km、长3~4 km; 其中频谱激电的充电率极值达50%, 电阻率极值小于500 Ω · m, 与矿(化)体的物性特征相吻合; 物性成果显示黄铜矿化熔结角砾岩为高密度弱磁性, 与砂岩相似, 为重高磁低组合异常特征。区内已知的铜矿(化)体的形成均与构造有关, 而构造破碎带通常呈低密度体。目前矿化体主要分布在NNE向及近EW向低磁异常区内(图4), 其中陈庄铜矿位于调查区的西南部, 代岭湾铜铁矿点位于调查区的东北部, 新发现的黄土岗铜矿化带位于调查区的东南部。推测该高重低磁、低阻高极化异常带是磁性较弱、密度较大的含铜(矿)化地质体及砂岩的反映。