物探和鉆探在礦產(chǎn)勘查中的應(yīng)用分析

王 超

（江蘇省地質(zhì)礦產(chǎn)局第六地質(zhì)大隊(duì)，江蘇 連云港 222000）

我隊(duì)在連云港市臨洪口—泗洪“海州式”沉積變質(zhì)成礦帶上，先后發(fā)現(xiàn)了錦屏、新浦、陶灣、濫洪等六個(gè)中型礦床，累計(jì)礦石資源量?jī)|噸以上，潛在礦石資源量尚有2億余噸。為擴(kuò)大資源儲(chǔ)備，提供資源保障，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，近年來我隊(duì)在濫洪以南地區(qū)開展了沭陽縣華沖-龍廟地區(qū)資源評(píng)價(jià)、沭陽縣隴集-劉集地區(qū)調(diào)查、宿遷市洋河-仰化地區(qū)調(diào)查、沭陽縣東園地區(qū)普查等工作。作為“海州式”礦床的賦存層位，錦屏組埋深一般較大，因此首先采用重力測(cè)量、磁法測(cè)量、電阻率測(cè)深、可控源音頻大地電磁測(cè)深測(cè)量等物探方法圈定錦屏組范圍以及礦體（或與礦體密切相關(guān)的大理巖）可能的賦存位置，然后通過鉆探手段查找礦體。

1 地質(zhì)背景

研究區(qū)位于揚(yáng)子地臺(tái)與華北地臺(tái)碰撞帶上，為秦嶺—大別造山褶皺帶的東延部分，郯廬斷裂帶東側(cè)，海（州）—泗（陽）斷裂西側(cè)。研究區(qū)大地構(gòu)造位置見圖1。

圖1 研究區(qū)大地構(gòu)造位置圖

研究區(qū)基底地層為元古代東海群和海州群變質(zhì)巖系，在斷陷盆地中多有中生代白堊系和新生代新近系和古近系分布，第四系覆蓋廣泛。地層由老至新為：古元古代東海群，巖性主要為黑云斜長(zhǎng)變粒巖、白云變粒巖等，經(jīng)混合巖化可形成混合巖化黑云斜長(zhǎng)變粒巖、混合片麻巖等。中新元古代海州群錦屏組，是礦體的賦存層位，呈北東—南西向弧形展布，地層整體傾向南東，僅在錦屏山一帶有零星出露，自下而上可劃分三個(gè)巖性段：第一巖性段，為錦屏組的下部含礦段，主要由細(xì)粒磷灰?guī)r、白云石（質(zhì)）大理巖、斜長(zhǎng)綠泥云母片巖等組成；第二巖性段主要由眼球狀混合片麻巖等組成；第三巖性段為錦屏組上部含礦段，主要由大理巖、細(xì)粒磷灰?guī)r、斜長(zhǎng)綠泥云母片巖等組成。中新元古代海州群云臺(tái)組巖性為白云斜長(zhǎng)片麻巖、白云斜長(zhǎng)變粒巖、二長(zhǎng)變粒巖等。中生代白堊紀(jì)王氏組巖性為灰紫、紫紅等雜色砂巖和砂礫巖。新生代新近紀(jì)宿遷組以灰白色粘結(jié)砂層為主。新生代第四系為粘土、中細(xì)砂等。

研究區(qū)斷裂構(gòu)造比較發(fā)育，主要有三組方向的斷裂。北東向斷裂生成較早，主要有邵—桑斷裂；北北東向斷裂晚于北東向斷裂，有郯—廬斷裂和?！魯嗔眩槐蔽飨驍嗔淹茰y(cè)有徐—高斷裂、芝麻坊—高苴斷裂和南武斷裂。區(qū)內(nèi)由北向南主要有龍苴、沭陽、屠園等凹陷盆地，其中沭陽盆地面積最大，約2500km2，它位于沭陽縣城西部，總體呈北東向分布。

巖漿活動(dòng)在區(qū)域上不強(qiáng)烈，巖漿巖在東北部地區(qū)分布較多，有元古代侵入的基性巖、超基性巖及其變質(zhì)的蛇紋巖；中生代燕山晚期二長(zhǎng)花崗巖和新生代喜馬拉雅期玄武巖。東部地區(qū)，巖漿巖分布零星，僅見有規(guī)模不大的玄武巖體。在錦屏組中夾有基性火山沉積變質(zhì)巖，并偶見有基性巖脈穿插。在云臺(tái)組中原巖為中—基性火山巖和酸性火山碎屑沉積巖。

2 物探應(yīng)用分析

以往研究區(qū)內(nèi)開展的1:200000重力、1:50000航磁測(cè)量等工作，推測(cè)了錦屏組的分布范圍，提出了一些成礦有利地段。近年來開展的重磁電工作圈定了異常，推測(cè)了礦體的賦存位置。

2.1 以往物探成果

2.1.1 巖（礦）石物性特征

根據(jù)收集的資料，以往區(qū)內(nèi)物性特征如下：

密度特征（表1）：區(qū)內(nèi)主要有兩個(gè)密度界面：宏觀的界面為第四系或中新生界與下覆元古界變質(zhì)巖間界面（密度差0.6～0.8×103kg/m3、0.3～0.5×103kg/m3）；微觀的界面當(dāng)錦屏組厚度較大，且埋深相對(duì)較淺時(shí)，它與頂、底板海州群云臺(tái)組及東海群朐山組有0.08～0.16×103kg/m3的密度差，錦屏組（含礦層）為一相對(duì)高密度層，可通過精細(xì)解釋加以判別。上述宏觀界面則是形成重力高、低異常即“隆”“凹”構(gòu)造格架的主要原因。

表1 巖（礦）石密度參數(shù)統(tǒng)計(jì)表

磁性特征：就磁性而言，錦屏組為無—微磁，相對(duì)頂?shù)装逯?、下的云臺(tái)組和朐山組不同程度的磁性層，對(duì)識(shí)別錦屏組是有利的。

電性特征：區(qū)內(nèi)中、新生界與元古界之間有著非常明顯的電阻率差異。中、新生界電阻率較低，為幾十Ω·m；變質(zhì)基底是本區(qū)的高阻標(biāo)志層，電阻率大于200Ω·m。

2.1.2 錦屏組地球物理特征

錦屏組分布在正磁場(chǎng)向負(fù)磁場(chǎng)過渡的零值線及略偏南的弱負(fù)值帶內(nèi)，局部重力高北側(cè)梯度帶及翼部扭曲次級(jí)異?；蛱荻葞?。地質(zhì)控礦規(guī)律表明，錦屏組賦存于韌性逆推覆體前緣的高起隆起部位，錦屏組頂、底板有一滑移構(gòu)造層，橫向斷層發(fā)育，在區(qū)域左行壓扭（剪切）推移下，造成相互間轉(zhuǎn)化扭動(dòng)，產(chǎn)生局部重力高，伴隨二翼扭曲變形，形成次級(jí)異常或變向的梯度帶。地質(zhì)實(shí)踐證明，重力高屬“正?！蹦蟽A背斜（或推覆前鋒為平臥倒轉(zhuǎn)背斜），而翼部牽引、拖曳（以橫向斷裂為轉(zhuǎn)換邊界），錦屏組傾滑推覆（伴隨彎流變形加厚），礦體加厚，走向扭曲，是主礦體賦存有利部位。

2.2 近年物探工作情況

近年來研究區(qū)內(nèi)華沖、劉集、仰化等地區(qū)開展了重力測(cè)量、磁法測(cè)量、電阻率測(cè)深、可控源音頻大地電磁測(cè)深測(cè)量等物探工作。根據(jù)以往資料，錦屏組相對(duì)于朐山組和云臺(tái)組密度較高并且磁性較低，可能賦含礦體的大理巖在錦屏組地層又處于密度較高的位置，并且大理巖在磁性方面表現(xiàn)為無磁，電性方面表現(xiàn)為高阻，根據(jù)這些物性特征圈定異常，推斷含礦大理巖的賦存位置?，F(xiàn)以劉集地區(qū)為例，介紹物探工作情況：

劉集地區(qū)完成9條磁測(cè)剖面、11條重力剖面和3條可控源音頻大地電磁測(cè)深測(cè)量（CSAMT）剖面。磁測(cè)數(shù)據(jù)受房屋，道路，電線等干擾較大，重力數(shù)據(jù)基本不受此影響，等值線較為圓滑。將剖面重磁數(shù)據(jù)繪制面積性等值線圖，劃分出2個(gè)局部磁異常M-1和M-2（圖2）（M-2為地面干擾引起）、1個(gè)局部重力異常G-1（圖3）和5個(gè)高阻高密度體D1～D5。

圖2 磁測(cè)△T異常平面等值線圖

圖3 布格重力等值線圖

局部磁異常M-1位于工作區(qū)中部，呈北東向分布，幅值約為-50nT，該局部弱磁異常可能為弱磁或無磁地質(zhì)體所引起。

G-1異常幅值約28×10-5m/s2，異常形態(tài)在0-1線與0-2線之間為北東向，在0-1線與1線之間轉(zhuǎn)為近東西向。初步推斷G-1異常可能與含礦地層有關(guān)，但也不排除為變質(zhì)地層局部凸起的可能。

在CSAMT剖面的局部高阻（D-1異常、D-2異常）或團(tuán)塊狀超高阻（D-3異常、D-4異常、D-5異常）為大理巖等的反應(yīng)，屬成礦有利地段。

圖4 0號(hào)剖面視電阻率反演斷面圖

3 鉆探應(yīng)用分析

近年開展的鉆探工作主要是對(duì)物探圈定的異常進(jìn)行鉆探驗(yàn)證，以及在綜合研究物探重磁電測(cè)量成果及鉆探工作的基礎(chǔ)上，綜合研究區(qū)內(nèi)錦屏組層位空間展布，布設(shè)鉆孔查找追索礦體，力爭(zhēng)構(gòu)建橫跨錦屏組及上下云臺(tái)組、朐山組標(biāo)準(zhǔn)剖面，以利于地層對(duì)比研究，指導(dǎo)區(qū)內(nèi)找礦工作。

3.1 異常驗(yàn)證和異常再解釋

3.1.1 異常驗(yàn)證

以劉集地區(qū)為例介紹異常驗(yàn)證情況：對(duì)劉集地區(qū)物探工作圈定的異常，共布設(shè)2個(gè)鉆孔進(jìn)行驗(yàn)證（表2），鉆孔所見巖性主要為綠色斑點(diǎn)狀斜長(zhǎng)片巖和斜長(zhǎng)綠泥云母片巖，證實(shí)了含礦層位錦屏組的存在，并進(jìn)行了巖性段初步劃分，未見礦體。

表2 物探異常驗(yàn)證情況一覽表

3.1.2 異常再解釋

對(duì)劉集地區(qū)、仰化地區(qū)施工的鉆孔進(jìn)行巖心采樣測(cè)定其密度（表3）。根據(jù)鉆孔巖心編錄結(jié)果，發(fā)現(xiàn)錦屏組以高密度的綠色斑點(diǎn)狀斜長(zhǎng)片巖為主，與前人所測(cè)物性結(jié)果對(duì)比，測(cè)得結(jié)果密度值比周邊地區(qū)要高。這可能是導(dǎo)致本區(qū)局部重力高異常的主要原因。

表3 密度統(tǒng)計(jì)表

經(jīng)結(jié)合最新的鉆探成果再次反演表明，區(qū)內(nèi)高阻異常、重力高異常是客觀存在的，其是由測(cè)線下方變質(zhì)基底的輕微起伏與深部的高阻高密度體共同作用引起。

3.2 構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)剖面

濫洪礦區(qū)是在沭陽縣韓山發(fā)現(xiàn)藍(lán)晶石礦以后，通過地層對(duì)比，含藍(lán)晶石礦層位屬于云臺(tái)組下段，推測(cè)在該區(qū)以北應(yīng)有錦屏組存在。為此，在萬山—濫洪布設(shè)了一條南北向淺鉆剖面，在濫洪地區(qū)的戚莊發(fā)現(xiàn)了錦屏組含礦地層，而后由點(diǎn)到面開展了戚莊到華沖的普查工作，發(fā)現(xiàn)了戚莊、湯莊及華沖三個(gè)礦段。

礦體主要賦存于錦屏組第一、第三巖性段中，構(gòu)成上、下兩個(gè)含礦段，受古地理及沉積相的制約，具獨(dú)特的層控特征。已發(fā)現(xiàn)的礦體多呈層狀、似層狀、透鏡狀，礦體走向長(zhǎng)度50m～1500m不等，一般300～400m，傾向延深一般300m～500m，礦體厚2m～30m，礦體產(chǎn)狀與圍巖一致，傾向60°～145°，傾角25°～60°。除錦屏以外，所有的礦區(qū)礦體皆向北東傾伏，側(cè)伏角25°～40°。含礦段巖石組合主要有磷灰?guī)r、大理巖、碳酸鹽云母片巖、斜長(zhǎng)綠泥云母片巖、白云石英片巖、綠色斑點(diǎn)狀斜長(zhǎng)片巖、白云斜長(zhǎng)片麻巖，這幾種巖石相互交替出現(xiàn)，并有明顯的沉積韻律，在傾向或走向上有相變現(xiàn)象。根據(jù)這些特征，采用鉆探方法構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)剖面，可用于地層對(duì)比研究，指導(dǎo)區(qū)內(nèi)找礦工作。但是由于鉆探工作量較少，未能對(duì)區(qū)內(nèi)錦屏組進(jìn)行逐層控制，無法準(zhǔn)確確定地層層序和構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)剖面。

4 結(jié)論

（1）近年來研究區(qū)開展的以物探和鉆探為主要手段的礦產(chǎn)勘查工作，大致了解了濫洪礦區(qū)以南地區(qū)地層分布、產(chǎn)狀、基巖埋深情況，部分控制基底地層海州群錦屏組，通過區(qū)域成礦條件綜合分析研究，總結(jié)成礦要素及物探異常特征，圈定了成礦有利地段。

（2）錦屏組中綠色斑點(diǎn)狀斜長(zhǎng)片巖與大理巖（或礦體）均為高密度巖石，可考慮采用其他物探方法加以區(qū)分。

（3）總結(jié)多年來找礦經(jīng)驗(yàn)，區(qū)內(nèi)下一步工作可以在全面研究區(qū)域成礦條件及以往重磁測(cè)量、地質(zhì)勘查的基礎(chǔ)上，以濫洪礦區(qū)成礦模式為指導(dǎo)，采用鉆探方法構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)剖面，查明地層層序及其含礦性。