綜合物探方法在安徽霍邱南部地區鐵礦勘查中的應用

劉永龍, 馬 健, 王金鑫, 劉雪元, 張陽陽

(1.安徽省地質礦產勘查局313地質隊，安徽 六安 237000； 2.安徽省勘查技術院，安徽 合肥 230031)

0 引言

霍邱鐵礦田為安徽省重要鐵資源產地之一，最早是以當時的國土資源部全國航磁測量中得到的磁異常為線索，經原安徽省地質礦產勘查局337地質隊(現313隊)的地質找礦工作發現，現已探明儲量17億噸[1-4]，該區第四紀全覆蓋。

綜合物探方法是一種有效的勘查手段，可以為地質研究及地質找礦提供依據。依托安徽省霍邱南部地區鐵礦綜合物探調查項目的實施，本文通過1∶50000重力、1∶25000磁法及3條重磁電法綜合物探剖面工作，對實測重磁數據進行化極、上延、水平方向導數等處理，結合重磁資料對3條CSAMT法(Controlled Source Audio-frequency Magnetotellurics，可控源音頻大地電磁法)剖面進行綜合解釋，根據地質規律及物探異常特征，預測了霍邱南部地區礦產資源分布。

1 地質概況

本區屬華北地層區兩淮地層分區，除部分古生代地層缺失外，自新太古代至新生代第四紀地層均有發育,分為新太古界霍邱巖群、古元古界鳳陽群、新元古界青白口系、古生界含煤巖系和中新生界山前盆地沉積地層。霍邱群主要為含鐵角閃石英磁鐵礦及角閃云母片巖、淺粒巖、黑云斜長片麻巖、斜長角閃巖等。根據巖石組合可分為兩個建造系列和三個巖石地層組(花園組、吳集組、周集組)，其原巖建造相當于一個中基性火山—沉積旋回。

勘查區位于合肥盆地的邊緣，總體上周集倒轉向斜構造線與盆地構造邊緣呈和諧延展，呈一弧形構造。勘查區位于霍邱鐵礦田重新集鐵礦的東南部，屬霍邱鐵礦田的南端，為周集倒轉向斜的南延部分。F1斷層位于勘查區南部，走向近東西向，斷層F2位于吳集鐵礦東部，南北走向。根據本次工作推斷出F3、F4、F5斷層，F3位于勘查區中部，近南北走向，F4位于查區東北部，走向北東，F5位于勘查區東部，北北西走向(圖1)。

圖1 重、磁異常等值線圖

本區西南部有中生代閃長巖體，另外，通過本次工作推測一處侵入體閃長巖，巖體與圍巖接觸變質帶有形成夕卡巖型金屬礦的可能。

2 地球物理特征

2.1 巖(礦)石物性特征

霍邱地區巖石物性特征如表1，除第四系黏土砂層外，幾乎羅列了區內可能見到的所有巖石的物性特征[5]。磁鐵礦具有強磁、高密度、中電阻率特征，具備開展磁法、重力及可控源音頻大地電磁法相結合找礦的地球物理條件。

表1 霍邱地區巖石物性特征表

2.2 數據分析

數據分析包括數據的整理和數據的處理。

重磁數據整理是將測點數據整理在Excel表格之中，CSAMT法數據整理必須使用專門的軟件將測點數據按測線整理。

重磁數據處理采用中國地質調查局發展研究中心研發的重磁電數據處理軟件RGIS(Resource Geophysical Information System)、中國地質大學研發的MAGS3.0(Magnetic Exploration Software3.0)及隨機攜帶的反演軟件。重力異常處理主要為布格異常的分離、方向導數、上延、一階二階導數、線性增強等計算，磁力異常處理主要有日變改正、正常場改正、化極、上延、方向導數、場分離等。

CSAMT法數據處理使用中國地質大學和加拿大鳳凰公司合作開發的CSAMT-SW(Controlled Source Audio-frequency Magnetotelluric Software)軟件進行，處理過程主要包括電極點位坐標偏差校正、跳點處理、曲線圓滑、兩端壞頻段截斷處理、壞測點曲線廢棄刪除或插值利用處理、近場校正或剔除近場頻段處理、靜態位移校正處理等。

對綜合剖面重磁異常進行了以CSAMT法反演電阻率異常特征為約束的2.5D重磁聯合反演工作[5-7]。

2.3 異常特征及解釋

2.3.1 磁力異常

通過1∶25000磁法面積性測量，繪制磁異常ΔT等值線平面圖。通過數據處理獲得ΔT化極異常上延500 m等值線圖(圖1(a))，工作區西北角極強異常為重新集礦的尾端部分，除工區西北角強磁異常外，多為低緩異常，磁異常近東西向分布，局部磁異常呈北西向、北北西向，斷層F2至斷層F5之間北西向的磁異常條帶可能是霍邱鐵礦田的南延，但此處異常體埋深較大，斷層F1南部的異常經搜集資料證實為閃長巖體所引起，東部帶狀異常推斷為斷層F5，走向北北西[8,9]。

2.3.2 重力異常

圖1(b)、圖1(c)、圖1(d)分別為布格重力(Δg)異常圖、布格重力線性增強圖、布格重力垂向二次導數異常圖。工區重力場中間高，南北側低，重力等值線整體走向北西西向為主，F1斷裂南側呈陡梯級帶，其北側相對較緩。F2、F3之間為潁上凹陷(中生代凹陷)南端，重力異常呈梯級帶半環形分布，F2斷層以東為重力高值區，異常未圈閉。

2.3.3 綜合剖面異常

CSAMT法反演電阻率斷面異常整體表現為淺部低阻、深部高阻、中深部高阻異常在橫向上部分位置不連續。淺部低阻為第四系黏土及砂層的表現，中深部高阻異常為古生代大理巖巖漿巖及太古代霍邱群等高阻基巖的表現。3號剖面重磁剖面異常橫向上整體變化不大，在平面異常上(圖1(a)、圖1(b))表現為部分重磁同高異常，磁異常值不高。根據CSAMT 法電阻率異常及已知地質資料對重磁剖面進行2.5D擬合(圖2)，認為在3號剖面2 500～6 800 m樁號埋深900 m處可能有磁鐵礦呈水平狀存在，7 500～8 600 m樁號深部為高阻中等磁性閃長巖體。

圖2 3號剖面重磁異常(a)、CSAMT法反演電阻率異常(b)及推斷成果(c)

3 結論

通過重、磁、電物探方法綜合運用，對霍邱南部地區構造格局進行了重新刻畫，推斷了有利成礦位置：

(1)在霍邱南部地區存在北西向發育的低磁帶狀異常，部分低磁帶狀異常部位有重力高異常與之重合，重磁高異常重合部位可能是霍邱BIF(Banded Iron Formations，條帶狀鐵建造)南延位置。

(2)根據重磁電綜合剖面分析成果，閃長巖體除在西南部沿斷層F1產出外，在3號剖面8 000 m樁號左右深部亦有產出，閃長巖體與古生代碳酸鹽巖地層的接觸帶可能交代變質產出夕卡巖型多金屬礦。