综合地质、物化探信息在安徽桐城晓棚地区找矿中的应用

魏长帅

(安徽省地质矿产勘查局326地质队，安徽 安庆 246000)

大别造山区先后发现了金寨县沙坪沟特大型斑岩型钼矿床及其他多处的金矿、铅锌矿，是良好的找矿前景区[1]。安徽桐城晓棚地区位于桐柏—大别山造山带东端与孔城槽地北西部结合部位[2]，具有铜多金属找矿潜力。本文在系统总结晓棚地区地质特征的基础上，通过地球物理勘查及地球化学测量，进行多元多信息分析找矿线索，提出了找矿方向。

安徽桐城晓棚地区位于桐柏—大别山造山带东端与孔城槽地北西部结合部位，区域地层区划属南秦岭—大别山地层区分区，基底为大别式角闪岩相、榴辉岩相超高压变质岩，出露地层有前寒武系黄家龙组合，盖层为侏罗系钟山组与江镇组、白垩系汪公庙组与赤山组、第三系望虎墩组与痘姆组及第四系。

区内褶皱及韧性剪切带发育，主要分三期分布于工作区陶冲镇—挂车镇西北侧。早期褶皱变形主要为变质表壳岩组合；
中期褶皱变形不仅有变质表壳岩组合还有变质侵入岩组合；
晚期褶皱发育于变质表壳岩和变质侵入岩中，褶皱样式为宽缓的直立褶皱。

区内构造岩分为糜棱岩系列和碎裂岩系列，主要分为三期分布于工作区陶冲镇—挂车镇西北侧。依据变质程度可分为构造角砾岩、碎裂岩、糜棱岩，糜棱岩分为榴辉岩相糜棱岩、角闪岩相糜棱岩、绿片岩相糜棱岩。碎裂岩系列主要有断层泥、碎粒岩。

区内岩浆岩发育，主要有两类：一类为变质侵入岩组合，另一类为中生代末变质侵入岩。变质侵入岩为陶冲、胡冲片麻岩组合，主要岩性为细粒二长花岗片麻岩；
中生代末变质侵入岩主要为五聚岭超单元，岩性为钾长花岗岩、石英二长岩，晓棚侵入体岩性为钾长花岗岩、花岗斑岩、杨树坳独立单元岩性为闪长岩，其中晓棚侵入体的钾长花岗岩位于晓棚附近。

2.1 研究区地质背景

研究区位于桐城火山岩盆地内[2,3]，由于第四系掩盖等原因，出露的火山岩互不相连，火山岩的基底为前寒武系陶冲片麻岩和侏罗系钟山组，盖层为汪公庙组、赤山组、第三系、第四系(图1)。

图1 研究区地质图

研究区的构造主要为脆性变形构造岩，构造角砾岩见于挂车镇—陶冲压扭性断裂带及张性断裂中，岩石具角砾状结构，角砾多为棱角状，无定向性，粒径>2 mm，碎粉及碎粒、铁质、硅质胶结，常见有花岗质角砾岩、糜棱角砾岩等。

研究区岩浆岩发育，包括侵入岩和火山岩两类。侵入岩又分为变质侵入岩和未变质侵入岩及脉岩。区内变质侵入岩组合为陶冲片麻岩，主要出露于查区西北部、北部、南部的李铺等地，岩性为中细粒二长花岗片麻岩，与前寒武系变质岩呈侵入关系并共同变形，常见有榴闪(辉)岩包体，在强变形域形成縻棱岩带。未变质侵入岩为晓棚侵入体，出露于晓棚两侧，呈不规则椭球状产出，面积0.13 km2，与陶冲片麻岩、侏罗系江镇组火山岩、白垩系汪公庙组呈侵入接触，岩性为碎裂钾长花岗岩、花岗斑岩。区内脉岩为闪长玢岩，主要出露于李铺、晓棚、呈北东走向透镜。火山岩分布于挂车镇火山岩盆地，出露于挂车镇—晓棚一带及周家湾，地表仅见江镇喷发旋回，属安山岩—英安岩—粗安岩组合，由安山岩、英安岩、粗安质火山角砾岩、凝灰岩、凝灰质粉砂岩组成。

2.2 变质作用与蚀变特征

前寒武纪二长花岗岩区域变质为二长花岗质片麻岩，热液蚀变有绿泥石化、绿帘石化、碳酸盐化、钾化、硅化等。

3.1 地磁特征

在“桐城一带稳定正磁场带”的南东边缘[4]，80～160 nT等值线向南东方向“半岛状”伸出，航磁异常皖C-76-224位于半岛核部，由200～320 nT组成，呈北西—南东方向椭圆状分布，经1∶10000磁法扫描，ΔT等值线以0～100 nT为广阔背景。100 nT以上呈两条“列岛”状突起，一条呈北西西—南东东(命名为Ⅱ号带)，另一条呈北北东—南南西(命名为Ⅰ号带)，两带近于直角共点相交，顶点位于北。100～400 nT构成大致协调的梯度带，400 nT以上呈分散峰。平面形态上，Ⅰ号带西侧异常梯度较陡，东侧异常梯度较缓。自北向南有3个峰值异常区，最大幅值1 260 nT；
Ⅱ号带沿走向上由4个规模小，呈串珠状分布的磁异常组成，最大幅值1 304 nT(图1)。

据钻孔资料，Ⅱ号带浅部为江镇组火山岩和凝灰质粗安岩，Ⅰ号带浅部均为粗安岩，通过对火山岩磁参数测定，磁化率不均匀。综合研究认为：火山岩普遍具有磁性，但不强，在磁场上反映为叠加于正负区域性磁场之上的锯齿状，波动起伏的二次峰值，或形成狭窄而强度不大且沿走向强度稳定的圆滑规则的异常。其中，安山岩类岩石可引起强度较高、狭窄、跳动的磁异常，往往具多个中心。区内晓棚钾长花岗岩、变质侵入岩—二长花岗质片麻岩、红层砂砾岩均为低磁化率岩石，磁异常为晓棚钾长花岗岩与火山岩侵入接触带磁性矿物引起。

3.2 可控源音频大地电磁测深(CSAMT)

区内开展的CSAMT剖面测量显示，纵横向立体电性连续性较好，变化规律强，与区内地质图岩性变化范围也相当吻合，通过电阻率大小粗略划分Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区，特征相当明显。

推测的F3断层和弧形低阻破碎带的位置随着1～3线测线的变化逐渐向南东方向位移，表明具椭球状晓棚岩体(εγ、γπ)在地下隐伏地向东或向南东推进。深埋的陶冲片麻岩(Tgn)、第三系下覆的白垩系地层、江镇组火山岩顶界面起伏变化较大，西南埋藏浅、北东埋藏深。

随着向纵深发展，深部地质特征渐渐凸显出来。F3断裂线条清晰向南东微移；
破碎带以低阻条带状展现随深度增加而向北西向偏移；
东部电阻越来越高，深埋隐伏的陶冲片麻岩(Tgn)或白垩系上统赤山组(K2c)砾岩显露出来；
测区内晓棚岩体沿破碎带向东(南东)逆冲上侵。

结合地磁异常特征圈定的Ⅰ号异常与推测的F3断裂和低阻破碎带浅部的位置较为吻合，说明Ⅰ号异常主要由侵入岩东接触带的岩、矿(化)体引起。断裂构造和岩体侵入接触破碎带及其交会部位均是成矿的有利部位，当其内部充填水或近区金属矿(化)体程度较高、规模较大时基本上以低阻显示。本区推测的F3断层和弧形破碎带均呈低阻带状，又与地磁高值异常相对应，值得重视和进一步工作。Ⅱ号串珠状异常带与CSAMT法的3线走向一致，异常带位于侵入岩北侵入接触带附近，可能是接触带磁性矿物突变的反映。

3.3 视极化率及视电阻率电性特征

浅部视极化率ηs异常值由西向东呈低—高—低变化特征，ηs异常幅值在0.8%～1.8%～0.6%范围变化，中、深部ηs异常也呈类似的变化特征。视电阻率ρs异常特征为：研究区西部主要为中高阻反映，东部整体主要呈低阻特征。东部浅部主要为第三纪地层，岩性为中厚层砾岩、含砾粗砂岩；
西部主要为江镇组火山岩地层，其间有晓棚岩体(钾长花岗岩)侵入，下部有更老地层存在。由浅至深，西部视电阻率ρs异常呈现高—低—高的变化特征，局部浅、中部出现一相对高阻隆起带，两侧为相对低阻区，而ηs异常出现在相对高阻隆起带区域内。整个ηs异常处于地磁异常的西侧边缘的零值区域内，此部位为碎裂钾长岩分布区，有Cu、Au多金属矿化前缘晕As、Pb、Zn、Sb、Ba元素异常，成矿较为有利。

大功率激电测深显示的电法异常特征为相对中高阻相对高极化特征，异常所处部位均在地磁异常西侧零值区范围内，地磁异常主要为侵入岩体接触带的反映，接触带为碎裂钾长花岗岩，有物探、化探异常，是寻找构造蚀变岩型多金属矿有利部位，对地质成矿部位较为有利。

1∶10000岩石原生晕剖面以及钻探成果显示，江镇组火山岩、赤山组砾岩的Cu、Pb、Zn、Ag比之晓棚岩体、陶冲片麻岩要高2～3倍，而江镇组火山岩是个多旋迴的喷发岩系。经钻孔揭露，研究区埋深78.12～84.65 m处的辉石粗安岩与其上、下其他火山岩均有明显的丰度差异：Cu 320×10-6、Pb>1 000×10-6、Zn 450×10-6、Ag 1.68×10-6、As 265×10-6、Au 137.5×10-9，该岩性层可视为一个独立的地球化学资源块体。

通过钻探ZK101成果，发现研究区埋深40～70 m处形成Pb、Zn、Ba、Sb、As等元素异常，这些元素为低温元素组合，化探异常部位为碎裂钾长花岗岩部分孔段，碎裂、蚀变岩段对应并且与大功率激电异常对应，这些元素为Cu、Au热液矿体前缘晕，预示下部有Cu、Au多金属矿体存在。矿区有较多的闪长玢岩脉，有形成斑岩型矿的岩浆岩条件[5]。

(1)安徽桐城晓棚地区位于桐柏—大别山造山带东端与孔城槽地北西部结合部位，具有良好的成矿条件，受郯—庐断裂的诱导，在拉分盆地形成期，岩浆事件相伴发生，晓棚岩体是区内最年轻的侵入岩，从它与赤山组的接触界线以及稀土配分曲线反映出它是燕山晚期或第三纪的产物，同时也是岩浆演化最晚阶段的产物，是有利于形成斑岩型铜钼矿的岩石类型。

(2)晓棚磁异常及电性特征明显，相对中高阻、相对高极化及地磁异常是寻找构造蚀变岩型多金属矿有利的地球物理依据。

(3)钻探资料显示，部分孔段有较好的低温成矿元素组合，下一步应加强研究岩体东部是否存在北北东向构造、矿化、蚀变带及深部矿化情况以及矿区南西侧闪长玢岩脉或岩株分布，查清岩性、蚀变、产状、含矿性等地质特征。