地面綜合物化探方法在航磁異常查證中的應(yīng)用
——以易家灣地區(qū)航磁異常為例

丁志強(qiáng), 崔志強(qiáng), 孟慶敏, 楊 濤, 李 飛

(1.中國地質(zhì)科學(xué)院 地球物理地球化學(xué)勘查研究所，廊坊 065000;2.湖南省地球物理地球化學(xué)勘查院,長沙 410000)

0 引言

航空物探具有速度快、效率高、成本低、信息量大等突出特點[1-3]，能克服種種不利地形、氣候、環(huán)境條件的限制，能夠在高寒地區(qū)、陡峭山區(qū)、沼澤湖泊等人員難以到達(dá)的地區(qū)開展地質(zhì)調(diào)查工作。航空磁法測量(航磁)為應(yīng)用最廣的航空物探方法，利用航磁異常直接尋找磁鐵礦床是既快又省的找礦方法[4-6]。同時，航磁異常查證是礦產(chǎn)勘查中的一個重要環(huán)節(jié)，而綜合物化探方法在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作中較為廣泛應(yīng)用[7-9]，降低單一方法的多解性和不確定性，提高了航空物探異常解釋的準(zhǔn)確性[10-11]。

為快速推進(jìn)欽杭成礦帶的區(qū)域地質(zhì)調(diào)查和礦產(chǎn)資源勘查步伐，為地面地質(zhì)工作提供成礦遠(yuǎn)景區(qū)和找礦靶區(qū)，提高找礦效率和地質(zhì)效果，在2014年開展了“欽杭成礦帶湖南段1:50 000航空物探調(diào)查”地調(diào)項目，完成1：50 000航空物探測量240 000測線千米。筆者根據(jù)欽杭成礦帶湖南段航空物探調(diào)查,在湖南省衡山縣易家灣篩選了典型的航磁異常開展地面查證工作。綜合已有地質(zhì)資料，對比分析了地面綜合物化探異常與航磁異常的一致性，對異常形成的原因進(jìn)行深入推斷與解釋，為該區(qū)進(jìn)行全面的異常分析、評價和進(jìn)行礦產(chǎn)資源預(yù)測提供了借鑒，提出了下一步勘探工作建議。

1 地質(zhì)概況與地球物理特征

1.1 地質(zhì)概況

異常位于湖南省衡山縣新塘鎮(zhèn)南易家灣一帶，區(qū)內(nèi)地層比較簡單為元古界、泥盆系、第四系地層，志留紀(jì)桂東超單元、三洞單元巖體發(fā)育于測區(qū)南側(cè)，區(qū)內(nèi)有巖體出露(圖1)。區(qū)域處于炎陵-資興-宜章褶斷帶邊緣，區(qū)內(nèi)構(gòu)造比較發(fā)育。

圖1 測區(qū)地質(zhì)圖Fig.1 Geological map of survey area

1.1.1 地層

區(qū)內(nèi)地層為元古界、泥盆系、第四系地層，地層間為不整合接觸，地層由老至新如下：

1)黃滸洞組(Pt2h)。為一套斜坡濁積雜砂巖，下部為灰綠色、灰色中層—塊狀淺變質(zhì)巖屑雜砂巖、巖屑石英雜砂巖為主夾薄層板巖、粉砂質(zhì)板巖、砂質(zhì)粉砂巖；中上部為灰綠色板巖、條帶狀板巖夾薄—中層狀淺變質(zhì)巖屑雜砂巖、粉砂質(zhì)細(xì)砂巖、泥質(zhì)粉砂巖；上部灰綠色中—厚層狀、塊狀淺變質(zhì)巖屑雜砂巖、巖屑石英雜砂巖、石英雜砂巖與中厚層狀板巖粉砂質(zhì)板巖構(gòu)成韻律層系。

2)源口組(D1y)。下部為灰白、淺灰色石英礫巖、石英砂礫巖夾砂質(zhì)頁巖，上部為紫紅色石英砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖。

3)跳馬澗組、易家灣組并層(D2t-yj)。跳馬澗組，巖性為石英砂巖、粉砂巖、石英沙礫巖、石英礫巖；易家灣組，以泥灰?guī)r、頁巖為主，夾泥質(zhì)灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r和少量鈣質(zhì)粉砂巖。

4)第四系(Qhal)。橘黃色砂質(zhì)粘土、紅色網(wǎng)狀砂質(zhì)粘土、砂石。

1.1.2 構(gòu)造

區(qū)域處于炎陵-資興-宜章褶斷帶邊緣，區(qū)內(nèi)構(gòu)造不發(fā)育。

炎陵-資興-宜章褶斷帶由中新生代斷陷盆地、大型斷裂組成。總體循30°方向伸展。盆地主要有三都盆地、瑤崗仙盆地、長城嶺盆地、楊梅山盆地、沙田-汝城盆地等，多為由上三疊統(tǒng)-侏羅系組成含煤而互不連續(xù)的斷陷盆地，不整合于前期地層之上。

斷裂十分發(fā)育，多與褶皺相隨，主要有資興斷裂帶、瑤崗仙斷裂帶、桂東-汝城斷裂帶、熱水圩斷裂帶等。它們組成80 km～130 km，以走向30°左右相互平行展布。沿斷裂帶及其兩側(cè)，見一系列基性和超基性小巖體群。區(qū)內(nèi)構(gòu)造比較簡單，主要為巖體入侵，沒有斷層、褶皺等構(gòu)造。

1.1.3 巖漿巖

區(qū)內(nèi)巖漿巖出露在南部地區(qū)，為花崗閃長巖，巖石肉紅色，花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要礦物為石英、斜長石、鉀長石，暗色礦物含量較高，以角閃石為主，含黑云母。此外，區(qū)內(nèi)還分布有少量的細(xì)粒花崗巖脈與花崗斑巖脈。

1.2 地球物理特征

測區(qū)出露地層分別為志留系、二疊系、泥盆系和第四系。其地層巖性主要由板巖和砂巖組成，同時西南角落為志留系加里東期的角閃石黑云母花崗巖。

如表1所示，測區(qū)內(nèi)收集標(biāo)本86塊，通過磁參數(shù)觀測，冷家溪群黃滸洞組板巖磁性變化劇烈，磁化率變化范圍84 ×10-64πSI～1 196×10-64πSI，幾何平均值為888×10-64πSI，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出其他地層巖石；剩余磁化強(qiáng)度方面，變化范圍23×10-3A/m～448×10-3A/m，幾何平均值為140×10-3A/m，其他地層巖石普遍在×10數(shù)量級變化，幾何平均值較為穩(wěn)定為5×10-3A/m～6×10-3A/m。相比之下，冷家溪群黃滸洞組板巖磁化率為其他地層巖石的一百多倍，剩余磁化強(qiáng)度為二十多倍。總體上認(rèn)為，該地層板巖磁性反應(yīng)強(qiáng)烈。

表1 地面磁法標(biāo)本統(tǒng)計表

從表2可以看出，本區(qū)石英砂巖的極化率和電阻率都明顯高于泥巖，石英砂巖的極化率算術(shù)平均值為1.62，電阻率算術(shù)平均值為4 129.04 Ω.m，是泥巖電阻率的十幾倍。

表2 電法標(biāo)本電性參數(shù)表

1.3 航磁異常特征

從航磁△T剖面平面圖(圖2)可以看出，C-2011(2)-152航磁異常表現(xiàn)為低緩平靜負(fù)磁背景場中升高的正磁異常，北側(cè)伴有負(fù)值，形態(tài)規(guī)則，走向近東西，長為4.0 km，寬為1.2 km，強(qiáng)度為90 nT～210 nT，北側(cè)負(fù)值強(qiáng)度為-45 nT～-120 nT，異常中心飛行高度為147 m。

圖2 航磁異常剖面平面圖Fig.2 Aeromagnetic anomaly profile

2 地面綜合物化探異常勘查及特征

2.1 地磁測量及異常特征

從地磁平剖圖(圖3)中看出，地磁異常大致為一個正負(fù)交替異常，負(fù)異常位于北西一側(cè)，其強(qiáng)度由西向東逐漸減弱，其幅值變化范圍-34 nT～-151 nT；正異常位于負(fù)異常最強(qiáng)中心點南東一側(cè)，向東部存在延伸趨勢，同時向南緩慢衰減，強(qiáng)度為40 nT～259 nT。

圖3 航磁與地磁異常對比圖Fig.3 Comparison of aeromagnetic and geomagnetic anomalies

2.2 激電測量及異常特征

對于C-2011(2)-152航磁異常，布置了6條激電剖面進(jìn)行驗證(圖4)，從圖4中可知，視極化率異常位于100線，異常最大值為3.56%，視電阻率平均為323.16 Ω·m，異常為低阻高極化異常，其于五條測線視極化率曲線比較平緩視極化率最大值為2.45%，最小值為0.57%，平均值為1.55%，視電阻率平均值為2 265.73 Ω·m。

圖4 航磁與激電異常對比圖Fig.4 Comparison of aeromagnetic and excitation abnormalities

2.3 土壤地球化學(xué)測量及異常特征

該區(qū)布置有6條南北向的土壤剖面，共計采集土壤樣品86件。通過土壤剖面測量圈定出黃沙坑—陳家沖Pb、Zn、Ag、W、Bi、Mo多元素組合異常1處(圖5)。異常位于測區(qū)南東部，黃沙坑-陳家沖一帶，處于區(qū)內(nèi)華力西晚期吳集角閃石黑云母花崗巖體的接觸帶附近，區(qū)內(nèi)花崗巖脈、石英斑巖脈發(fā)育。該異常主要是分布元古界冷家溪群黃滸洞組(Pt2h)中。該異常元素組合較復(fù)雜，以Pb、Ag為主，伴有W、Zn、Sn、Mo、Bi、Cu等組合，相互重合。含量范圍Pb含量為60～509，平均值為108 ng/g，襯度值為2.96，面積約0.82；Ag含量為0.2～0.85，平均值為0.46 ng/g，襯度值為6.57，中高強(qiáng)度，面積約0.61；W含量為8～12.8，平均值為10.44 ng/g，襯度值為2.73，具中低強(qiáng)度，面積約0.55；其他元素異常參數(shù)見表3，具中高強(qiáng)度，連續(xù)性較好，濃集中心明顯，面積約0.35 km2。該異常主要是沿山坡、山脊分布，無人為干擾。

表3 土壤異常地球化學(xué)特征參數(shù)表

圖5 土壤剖面化探組合異常圖Fig.5 Soil profile geochemical mapping anomaly

3 異常解釋及評價

3.1 航磁、地磁異常對比及定性解釋

由圖3可知，地面磁測異常與航磁C-2011(2)-152異常在平面位置及異常形態(tài)上基本一致，特別是西側(cè)異常中心處。同時地磁異常零值線與航磁異常位置也高度吻合，由于觀測方式不同，主要差異表現(xiàn)在異常幅值強(qiáng)度不一。C-2011(2)-152異常大部位于河谷中，被第四系覆蓋，東西兩側(cè)出露華力西晚期花崗閃長巖體(γδ43)，異常西側(cè)巖體中有泥盆系跳馬澗組(D2t)石英砂巖、粉砂巖俘虜體；異常東端沿巖體邊緣有一條破碎硅化帶，在該破碎帶上發(fā)現(xiàn)有一處鈷礦點。

3.2 航磁異常的激電異常定性解釋

從激電測量的結(jié)果可知，工區(qū)激電異常較高，與航磁異常吻合，電阻率低、極化率高，異常為低阻高極化異常，推測引起該區(qū)異常的原因可能為鉛銀多金屬礦引起；同時該區(qū)靠近村莊，人文設(shè)施也可能是引起異常的原因。

3.3 土壤化探異常定性解釋

化探異常元素組合較復(fù)雜，Pb、Ag、W、Zn、Sn、Mo、Bi、Cu等組合，相互重合性很好。主要成礦元素Pb、Ag異常強(qiáng)度高，連續(xù)性較好，濃集中心明顯，沿山坡、山脊分布，無人為干擾。航磁(C-2011(2-152)正異常的東南段，與黃沙坑-陳家沖土壤多金屬異常重合性很好，從圖4中可以看出，其中在110線/260—110點，視極化率異常也與黃沙坑-陳家沖土壤異常重合，視極化率異常，可能主要反映出與富含硫化物礦物的地質(zhì)體有關(guān)。在易家灣—黃沙坑-陳家沖一帶，在108線和110線(南部段)地磁測量結(jié)果也有明顯較高度的磁性異常分布，且連續(xù)性好，反映該區(qū)有熱變質(zhì)磁性地體存在。綜合分析，推測該土壤異常為鉛銀多金屬礦致引起有關(guān)，是尋鉛鋅多金屬礦的有利地段，具有進(jìn)一步工作意義。

4 綜合解釋推斷

C-2011(2)-152航磁異常分為主體中心異常和西南部易家灣處局部正磁異常，主體位于板溪群黃滸洞組，主要巖性為板巖、粉砂巖、礫巖，西南角落為志留系加里東期的角閃石黑云母花崗巖。通過磁參數(shù)觀測，粉砂巖和礫巖物性較為穩(wěn)定，磁化率普遍在×10數(shù)量級變化，幾何平均值較為穩(wěn)定為5×10-3A/m～6×10-3A/m。板巖磁化率和剩余強(qiáng)度變化范圍較大，但強(qiáng)度較高的標(biāo)本塊較少，大多數(shù)標(biāo)本物性表現(xiàn)較為平穩(wěn)。通過上延處理后發(fā)現(xiàn)，該異常具有深源特征，結(jié)合重力布格剩余異常顯示，西南部白蓮寺巖體在深部及外圍具有隱伏部分存在，C-2011(2)-152異常大部分位于隱伏巖體及接觸帶部位，因此推斷異常可能是由于巖體與深部地底接觸熱液變質(zhì)引起的。

易家灣局部正磁異常位于華力西晚期吳集角閃石黑云母花崗巖體的接觸帶附近，花崗巖脈、石英斑巖脈發(fā)育，巖體邊緣有一條破碎硅化帶，推斷異常可能是由于巖體與地層接觸產(chǎn)生熱液交代活動引起的。激電異常在該處表現(xiàn)為低阻高極化率電性特征，土壤Pb、Ag、W、Zn、Sn、Mo、Bi、Cu等組合，相互重合性良好。熱液活動是多金屬礦床形成的物質(zhì)來源，地檢激電、地磁異常及土壤異常在該處反映劇烈，重合性良好，具有一定找礦意義。

5 結(jié)論與建議

綜上所述，C-2011(2)-152航磁異常經(jīng)與地面檢測結(jié)果對比分析，認(rèn)為該異常地質(zhì)條件有利，激電異常在該處表現(xiàn)為低阻高級化率電性特征，土壤Pb、Ag、W、Zn、Sn、Mo、Bi、Cu等組合，相互重合性良好。熱液活動是多金屬礦床形成的物質(zhì)來源，地檢激電、地磁異常及土壤異常在該處反映劇烈，重合性良好，具有一定找礦意義。推斷航磁異常為巖體與地層俘虜體的接觸蝕變中的產(chǎn)生的熱液交代活動引起的磁性礦化所致。建議在該航磁異常區(qū)內(nèi)土壤Au異常和Pb、Ag、W、Zn、Sn、Mo、Bi、Cu組合異常處開展進(jìn)一步的物化探異常的檢查與驗證工作。