引用本文
张落毅, 王西荣, 王学武, 钱德松. 物化探在金寨县西岭冲铅锌多金属矿中的应用[J].中国地质调查, 2023,10(3): 34-40.
ZHANG Luoyi, WANG Xirong, WANG Xuewu, QIAN Desong. Application of geophysical and geochemical exploration methods in Xilingchong Pb-Zn polymetallic deposit of Jinzhai County[J].Geological Survey of China, 2023,10(3): 34-40.  
doi: 10.19388/j.zgdzdc.2023.03.04
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物化探在金寨县西岭冲铅锌多金属矿中的应用
张落毅1, 王西荣2, 王学武3, 钱德松4
1.安徽省核工业勘查技术总院,安徽 芜湖 241000
2.安徽省地质实验研究所(国土资源部合肥矿产资源监督检测中心) ,安徽 合肥 230001
3.铜陵化工集团弘宇房地产开发有限责任公司,安徽 铜陵 244000
4.安徽省地矿局321地质队,安徽 铜陵 244000
通讯作者简介: 王西荣(1970—),男,高级工程师,从事地质调查和找矿研究工作。Email:214502468@qq.com。

第一作者简介: 张落毅(1990—),男,工程师,主要从事固体地球物理、遥感方面工作。Email: 1013023771@qq.com。

收稿日期: 2022-06-29 修回日期: 2022-11-28
基金资助: 安徽省资源厅“安徽省金寨县洪冲铅锌矿普查(编号: 2011-2-22)”项目资助
摘要

金寨县西岭冲铅锌矿是近期新发现的铅锌多金属矿床。为了查明矿床深部地质特征,在研究区开展了地质调查、高精度磁法测量等工作,分析了磁异常并对地质体特征进行推断。结果表明: 研究区经磁法圈定的地质体与实际矿体地表位置吻合较好; 初步确立研究区矿致异常的“构造+岩浆热液+岩性+化探靶区+高精度磁测”“五位一体”的判断标准,建立基于“程序结构法”的找矿模式; 根据地质、物化探等已知矿床情况,圈定了3个找矿靶区,为研究区寻找类似矿床提供信息支撑。

关键词: 西岭冲铅锌矿; 高精度磁法测量; 成矿机制; 构造特征
中图分类号:P622;P631 文献标志码:A 文章编号:2095-8706(2023)03-0034-07
Application of geophysical and geochemical exploration methods in Xilingchong Pb-Zn polymetallic deposit of Jinzhai County
ZHANG Luoyi1, WANG Xirong2, WANG Xuewu3, QIAN Desong4
1. General Institute of Nuclear Industry Exploration Technology in Anhui, Anhui Wuhu 241000, China
2. Institute of Geology and Experiment in Anhui(Hefei Mineral Resources Supervision and Testing Center, Ministry of Land and Resources), Anhui Hefei 230001, China
3. Tongling Chemical Group Hongyu Real Estate Development Co., Ltd., Anhui Tongling 244000, China
4. No.321 Geological Team, Anhui Bureau of Geology and Mineral Resources, Anhui Tongling 244000, China
Abstract

Xilingchong lead-zinc deposit in Jinzhai County is a newly discovered lead-zinc polymetallic deposit. In order to identify the deep geological characteristics, the authors conducted geological survey and high-precision magnetic measurement in the study area, and analyzed magnetic anomalies and characteristics of the geological body. The results show that the geological body delineated by the magnetic method in this area matched well with the actual surface position of the ore body, and the “five in one” judgment standard for mineral induced anomalies were established, including “structure+magmatic hydrothermal+lithology+geochemical exploration target area+high-precision magnetic survey”. Besides, the “program structure method” prospecting model was also setted up. Based on geological, geophysical and geochemical exploration, and known mineral deposits, three prospecting target areas have been delineated, which would provide useful information for similar mineral deposits searching in this area.

Keyword: Xilingchong lead-zinc deposit; high precision magnetic survey; metallogenic mechanism; structural characteristics
0 引言

金寨县西岭冲铁铅锌矿位于金寨县洪冲乡, 是一处新发现的铅锌多金属矿床。金寨— 霍山复向斜是以铅、锌、金等为主的多金属成矿带[1, 2], 矿床大地构造即位于该复向斜盆地中。研究区以往地质工作[2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]开展较全面, 区域地质、矿产地质调查的科研项目较多: 区域地质调查集中在20世纪70年代中期至80年代初, 1∶ 20万岳西、商城幅区域调查覆盖本区, 1∶ 5万金寨县幅矿产地质调查业已完成; 2006年完成了安徽省金寨县银水寺— 皂河地质普查工作; 2017年, 安徽省地矿局313地质队在皂河地区开展了1∶ 1万土壤地球化学测量工作, 指出该区内寻找深部隐伏矿床具有很好的潜力, 通过对安徽金寨岩体地质和地球化学特征及LA-ICP-MS 锆石U-Pb年龄的研究, 获得岩体的侵位年龄约为(129.7± 1.5) Ma, 属早白垩世岩浆活动产物, 并指出金寨钾长花岗岩为A型花岗岩。以往研究在区域地质、化探勘查工作方面涉及较多, 区内金寨岩体的岩石地球化学特征方面的研究也较全面, 但西岭冲多金属矿的深部找矿研究均未涉及。本次为了查明矿体深部地质特征, 通过开展高精度详磁测量等工作, 分析磁异常推断地质体特征, 确立本区矿致异常的判断标准, 建立适合本区的找矿模式, 圈定了3个找矿方向, 为本区寻找类似矿床提供有用信息。

1 区域地质概况

研究区位于北淮阳褶皱带次级构造单元金寨— 霍山复向斜[1]。区内褶皱构造主要有金寨— 霍山复向斜, 其自东向西依次可以厘定的次级向斜构造有佛子岭向斜、诸佛庵向斜、岗甸背斜、甘寨向斜和油岭向斜(图1)。

图1 矿区构造位置简图[5]Fig.1 Structure diagram of the mining area[5]

2 研究区地质特征
2.1 研究区地质特征

研究区位于甘寨向斜盆地内, 向斜核部地层为早古生界佛子岩群(Pz1F)潘家岭岩组, 两翼由佛子岩群诸佛庵岩组组成(图2)。

图2 西岭冲地区磁异常及地质剖析
1.佛子岩群潘家岭岩组; 2.佛子岩群诸佛庵岩组; 3.燕山期花岗岩; 4.铁铅锌矿体及编号; 5.正磁异常等值线及数值, nT; 6.负磁异常等值线及数值, nT; 7.勘探线及编号; 8.磁异常编号Fig.2 Magnetic anomalies and geological analysis of Xilingchong area

(1)佛子岩群潘家岭岩组(Pz1Fp)。下部为层状含二云石英片岩及含黑云(富黑云)石英片岩; 中部为层状黑云石英片岩及条带状含黑云石英片岩; 上部为层状条带状含榴石黑云石英片岩及黑云石英片岩。

(2)佛子岩群诸佛庵岩组(Pz1Fz)。下部为薄层二云石英片岩; 上部为薄板状含钙质黑云石英片岩。本组以含钙质成分为特征, 层理清晰平整, 多为薄层状, 自下而上砂质成分减少, 泥钙质成分增多。

研究区内褶皱构造为甘寨向斜, 向斜轴线呈NW318° 左右, 地层倾角一般为35° ~58° 。断裂不发育, 区内仅见有一条苏畈— 油坊店断裂, 呈NW向延伸。岩浆岩主要为金寨岩体, 是中生代燕山期活动的产物。

2.2 矿体地质特征

研究区内已发现2条铁铅锌矿体, 编号为Ⅰ 和Ⅱ (图2)。矿体长分别约为150 m和60 m, 最宽处约 5 m, 一般宽2.00~4.50 m, 延深未定。矿体走向为110° ~290° , 倾向北东, 倾角较陡, 约为65° 。

(1)矿石特征。矿石呈现细粒结构、鳞片变晶结构、胶状结构。矿石矿物主要为赤铁矿、磁铁矿、镜铁矿、褐铁矿等。矿石经地表取样进行矿石品位分析为, 全铁(TFe)为20.12%, Mn为8.0%~10.06%, Pb为0.12%~0.28%, Zn为0.68%~0.74%, Cu 微量。

(2)矿床成因。矿床为岩浆热液充填而形成, 矿体的顶底板围岩与地岩层岩性有关, 矿体的顶底板围岩均为石英片岩。

3 矿区物探、化探特征
3.1 区域化探特征

研究区区域化探异常反映较好, 1∶ 20万岳西、商城幅矿产地质调查所作的水系沉积物测量结果, 圈定三级异常4处、二级异常1处[1, 2]。三级异常有W-Bi-Mo-Sb-As-Cu组合异常、Pb-Zn-Cu组合异常和Pb异常, 异常特征是: W-Bi-Mo-Sb-As-Cu组合元素异常覆盖整个矿区, 呈不规则长扁条状; Pb-Zn-Cu组合元素异常有2处, 分别位于矿区南东端和北西端两侧, 两处异常规模相当, 单元素Pb异常位于矿区正南端, 呈草履虫(鞋形)状。二级异常有Zn异常, 为单元素异常, 异常套合于矿区一部分, 呈近似圆形(图3)。

图3 矿区化探异常分布
1.W-Bi-Mo-Sb-As-Cu组合异常; 2.Pb-Zn-Cu组合异常; 3.Zn二级异常; 4.已知的铅锌多金属矿; 5.水体; 6.研究区Fig.3 Geochemical anomaly distribution in the mining area

3.2 矿区磁测特征

磁测结果表明: 研究区以50 nT为下限划分异常, 存在3块异常区域: 第1块位于研究区南西角, 异常编号为M1, 异常范围内极值为191.0 nT; 第2块异常位于中西部, 异常编号为M2, 异常值在50 nT 左右, 为弱磁异常; 第3块位于西北角, 异常编号为M3, 异常范围内极值为175.8 nT, 近EW走向, 顶板埋深约10 m(图2)。

3.3 磁异常解析推断

3.3.1 矿体与异常解析

研究区高精度磁测圈出了3个磁异常区M1、M2和M3(图4)。M1化极后偏移不大, 推测是弱磁性矿脉或岩脉引起, 埋深约30 m, 该异常与地表露头良好的铁铅锌多金属矿吻合好; M3位于测区北西角, 异常呈长条状分布, 化极后偏移不大, 磁异常分布范围与地表矿体展布的形态保持高度的一致, 该异常与地表铁铅锌多金属矿吻合颇佳, 是弱磁性矿脉引起。

图4 西岭冲地区磁测及地质推断
1.佛子岩群潘家岭岩组; 2.燕山期花岗岩; 3.正磁异常等值线及数值, nT; 4.负磁异常等值线及数值, nT; 5.勘探线及编号; 6.磁异常编号; 7.断层; 8.推测岩体范围Fig.4 Magnetic survey and geological inference in Xilingchong area

3.3.2 构造与岩体解析

串珠状的磁异常往往是构造磁异常的表现[4, 8]。研究区中间分布呈NW方向延伸的7个珠状磁异常, 据此推断在研究区中间可能存在一断层通过。

M2从下延50 m结果看, 两处异常消失很快, 异常化极后, 该异常向东偏移, 与东部小异常连成一体, 推测是岩体的可能性较大。根据区内地层分布、岩浆侵入与构造发育程度上分析判断, 与东部连成一片的磁异常为深部岩体(金寨岩体)侵入所致(图4)。

3.3.3 验证情况

本次物探工作圈定的矿体与地表露头对应性较好, 已得到验证。物探推断的岩体结果未进行钻探工程验证, 但从地面地质调查结果分析, 在异常的西北和东南角处均有燕山期岩体侵位于古生代潘家岭组中, 且在Ⅰ 矿体附近的陡坎冲沟处, 见有燕山期花岗岩脉穿插石英片岩; 通过磁法下延后, 磁异常与金寨岩体形成的磁异常呈现一致的现象。综上分析, M2推测为金寨岩体引起的异常。岩体的磁性参数等分析见表1。

表1 区内岩矿石磁性参数测定结果 Tab.1 Results of magnetic parameters determination of rocks and ores in the area
4 找矿模式与找矿方向
4.1 矿致异常判定

本次详磁工作圈定磁异常区中, M1磁异常与Ⅰ 矿体部位对应吻合极佳, 但延深不大, 延深约60 m 左右; 另一处M3磁异常在矿区北西部, 经踏勘检查, 磁性体仍以铁帽出露于地表, 取样结果证实为一铅锌矿体。磁测成果地质解译表明, 磁异常经过反演等处理后, 矿体与磁异常吻合度颇高(图5)。据此, 通过以50 nT为下限圈定的磁异常, 基本上可以确定为矿致异常的下限。

图5 线磁测剖面磁异常反演Fig.5 Inversion of magnetic anomaly profile

经分析研究, 确立本地区的高精度磁测矿致异常的判别模式为: 构造+岩浆热液+岩性+化探靶区+高精度磁测“ 五位一体” (表2)。

表2 高精度磁测矿致异常的判定标准 Tab.2 Criteria for determining anomaly caused by high precision magnetic prospecting
4.2 “ 程序结构法” 找矿模式

在研究区开展地质调查, 结合物、化探手段, 根据“ 程序结构法” 获得开展找矿工作, 可以在同类型地区获得类似的地质找矿效果(图6)。

图6 “ 程序结构法” 找矿程序Fig.6 Ore prospecting program of “ program structure method”

程序结构法具有工作方法简单易行、直观明了、经济实惠等优点, 可选为找矿空白区的地质工作技术路线。

4.3 找矿方向

将研究区划分为3个找矿预测区(图7)。一级找矿预测区呈NW向, 区内有已知的小步冲铅锌矿床和Pb-Zn-Cu三级化探异常及磁测异常存在, 具有良好的找矿前景; 二级找矿预测区呈NW向, 存在Zn独立二级异常以及Pb-Zn-Cu组合和Pb独立化探三级异常; 三级找矿预测区, 存在W-Bi-Mo-Sb-As-Cu化探多金属组合三级异常。

图7 找矿预测
1.W-Bi-Mo-Sb-As-Cu组合异常; 2.Pb-Zn-Cu组合异常; 3.Zn二级异常; 4.已知的铅锌多金属矿; 5.水体; 6.工作区; 7.一级找矿预测区; 8.二级找矿预测区; 9.三级找矿预测区; 10.地名Fig.7 Ore prediction in the mining area

5 结论

(1)工作区内发现2条铁铅锌矿体, 有一定规模。矿石结构为细粒结构、鳞片变晶结构、胶状结构。矿石矿物主要为赤铁矿、磁铁矿、硬锰铁矿、方铅矿和闪锌矿等。矿石的品位TFe为20.12%, Mn为8.0%~10.06%, Pb为0.12%~0.28%, Zn为0.68%~0.74%, Cu 微量。

(2)利用地面高精度磁法基本查明了弱磁性矿体引起的磁异常特征。分析结果表明磁异常与地表矿体的对应吻合好; 利用磁法测量, 发现了新的铅锌矿点, 对于寻找类似的弱磁性铅锌多金属矿, 提出行之有效的“ 五位一体” 找矿技术方法和程序找矿法。

(3)初步认为成矿物质源于深部岩浆房, 强烈的岩浆活动和纵贯深部的构造条件, 为含矿热液运移和贮存成矿物质提供场。研究区位于Pb-Zn-Cu组合元素异常分布处, 异常套合好; 物探磁法结果推断在区内存在一条NW向隐伏断层; 推测的深部的花岗岩体与地表可见及的钾长花岗岩体连成一片, 推测该区具有寻找斑岩型铜钼矿的潜力。

(4)根据地质、物化探异常、已知矿床, 结合本文提出的五位一体“ 找矿技术方法和程序找矿法” 圈定出本区的找矿方向, 划定3个找矿预测区。

(责任编辑: 常艳, 王晗)

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