重磁资料在厚覆盖区隐伏岩体勘查中的应用——以西贾庄金多金属矿外围地区推测隐伏岩体为例

黄寄洲，盛勇，张磊，李仁和

（安徽省地球物理地球化学勘查技术院，安徽合肥230022）

0 前言

蚌埠隆起地处安徽北部，华北克拉通东南缘。其与我国著名的黄金产地胶东金矿区分别位于郯庐断裂带西、东两侧，二者具有相同的变质基底地层和同时代的岩浆作用[1]。近年来，在蚌埠隆起东段相继发现了大巩山金矿、荣渡金矿、江山金矿、五河金矿等多个金矿床，充分表明与胶东金矿区具有相似成矿背景的蚌埠隆起具有很大的找矿空间[2～3]。相对于蚌埠隆起东段，具有相同地质背景的西段因第四系覆盖层厚(平均约400m)，无地层与岩体出露，找矿难度大，过去一直没有取得大的突破。然而近年在蒙城县发现的西贾庄金多金属矿填补了该区找(金)矿的空白，证实了蚌埠隆起西段同样具备较好的找矿潜力。

西贾庄金多金属矿共发现23 个金矿体、21 个铅锌矿体及多个其他多金属矿体，矿体大多赋存于中酸性岩体中，少部分赋存于岩体与围岩的接触带中。研究表明，西贾庄金多金属矿床为岩浆热液成因，成矿与中酸性岩体及构造关系密切[4～5]。因此，在当前构造条件下，寻找中酸性岩体对本区勘查金多金属矿具有重要意义。本文利用已有重磁资料，结合已揭露的中酸性岩体的重磁异常特征，围绕西贾庄金多金属矿外围地区，开展隐伏中酸性岩体的推测工作，为该区金多金属矿的勘查方向提供了重要的地球物理依据。

图1 研究区基岩地质图Figure 1. Geological map of bedrocks in the exploration area

1 研究区地质背景

研究区位于华北陆块南缘、蚌埠复背斜西南部(蚌埠隆起西段)的蒙城县西贾庄地区，南与淮南陷褶断带相接触。全区为第四系覆盖区，第四系厚度300～500m，区内地势平坦，平均海拔25m 左右。区内隐伏地层以太古界五河群为主，西贾庄金多金属矿区的钻孔仅揭露了五河群下亚群西堌堆组、庄子里组，推测东北部可能存在古近系，西南角局部可能存在二叠系(图1)。在孙店、付楼地区的钻孔均揭露了岩体，其中孙店地区以中酸性岩体为主(花岗闪长斑岩)，付楼地区以基性岩(辉绿岩)为主。根据以往物探解译成果，推测研究区发育有近东西向的怀远断裂(中部)、北西西向的刘府深断裂(西南角)以及北北东向的蒙城断裂。

2 地球物理特征

2.1 岩(矿)石物性特征

根据表1[6～8]：第四系、古近系均为低密度，中酸性岩体为中等密度，酸性岩体为中低密度，五河群变质岩密度较大，磁铁矿密度最高。五河群由于其规模大，是引起区域重力异常的主要因素，其隆凹能形成明显的高、低重力异常。当铁矿体达到一定规模时，能形成局部高重力异常。当围岩为五河群时，酸性、中酸性岩体能引起局部低重力异常，但第四系局部增厚(五河群局部凹陷)也能形成局部低重力异常，故如何区分岩体或第四系引起的重力低异常是寻找岩体的关键。

表1 岩(矿)石物性参数统计表Table 1. Statistics of physical parameters of rocks(ores)

沉积岩无磁性，酸性岩体为弱磁性，中酸性岩体具有较强的磁性，五河群磁性变化比较大，磁铁矿磁性最强。可见，磁铁矿能引起强磁异常。五河群通常具有一定磁性，当局部隆起时，能引起一定幅值的局部磁异常；当暗色矿物局部集中时，强度更大。当中酸性岩体赋存在磁性相对较弱的五河群围岩中时，能引起一定幅值的高磁异常；当赋存于磁性较强的五河群围岩中时，能引起一定幅值的低磁异常。

综上，第四系、古近系总体表现为无磁、低密度特征，酸性、中酸性岩体表现为低—中等磁性、中低密度特征，磁铁矿总体表现为高磁、高密度特征，而变质基底总体表现为中等磁性(局部高磁)、中高密度特征。因此，当五河群磁性不太强时，中低值磁异常、低重力异常是本区寻找中酸性岩体的有利异常组合；当五河群磁性较强时，低磁、低重力是本区寻找中酸性岩体的有利异常组合，但是此时，第四系也可能引起低磁、低重力异常，需慎重区分。

2.2 重力异常特征

重力异常（图2）整体呈北西西走向，中南部的高值异常带沿蒋胡村—西贾庄—张庄分布，南北两侧为密集的梯度带，分别反映了背斜构造的核部与翼部。高值异常带上存在多处高、低值局部异常，其中孙店西部的局部重力高经钻孔验证主要由基底局部隆起所致，同时叠加有磁铁矿的影响，而孙店及东侧的局部重力低(等值线扭曲)由中酸性岩体引起。可见，仅就重力异常而言，本区高值局部异常主要与基底的局部隆起有关，而低值局部异常则可能由中低密度的中酸性岩体或基底的局部凹陷所致。

图2 布格重力异常图Figure 2. Bouguer gravity anomaly map

2.3 地磁异常特征

磁化极异常（图3）大致呈北西西走向，表现为多个局部异常叠加于同一背景场上。根据孙店地区的钻孔资料，在深部几乎全部见到花岗闪长斑岩，表明背景场就是由深部的中酸性岩体所致。后期物性资料表明本区五河群基底整体磁性不太强，只有当暗色矿物集中时才表现为强磁异常。区内共存在蒋胡村、西贾庄、孙店、付楼四处磁异常。孙店异常经ZK01等钻孔验证，整体由变质基底的暗色矿物局部集中所致，异常南端的局部高磁异常则主要由磁铁矿所致。付楼磁异常经钻孔ZK03验证，主要由基性岩体(辉绿岩)所引起。蒋胡村、西贾庄磁异常幅值较付楼磁异常低，最高幅值约60nT，规模较大，为低缓异常，可能为岩体的反映，也可能与变质基底局部隆起有关。

图3 地磁化极异常图Figure 3. Geomagnetic reduced-to-pole anomaly map

3 综合分析

采用切割法分别求取了重、磁剩余异常。重力剩余异常较好地分离出了由变质基底局部隆凹或高低密度体产生的高、低异常，而磁异常则较好地分离了由深部岩体引起的背景场的影响。根据图4，区内共有4处综合异常，其中孙店异常整体表现为重磁同高，钻孔已验证整体为变质基底的反映，该异常东南侧孙店地区(钻孔ZK01东侧)重低、磁高部分与已揭露的中酸性岩体范围完全吻合，表明中酸性岩体在该区总体表现为重低、磁高的特征。付楼异常表现为重梯(低)、磁高的特征，该处磁异常经钻孔ZK03 验证主要为辉绿岩所致，而重力梯度带或重低则主要与第四系局部增厚有关。综上所述，结合物性分析结果，该区重磁同高异常通常为变质基底或磁铁矿的反映，重梯(低)、磁高可能与中基性、中酸性岩体有关，而中酸性岩体表现为明显的重低、磁高特征，故重低、磁高综合异常为本区寻找中酸性岩体的重要标志。

蒋胡村异常特征与付楼异常相似，均表现为磁异常分布于重力高值异常带的北侧梯度带上，磁剩余异常主要分布于重力剩余异常梯度带上，但磁异常幅值较付楼异常低，最高不到70nT，表明其磁化率可能比辉绿岩的磁化率要低，异常宽缓，以10nT等值线圈闭异常，面积约4km2，为典型的低缓磁异常，推测其可能为中酸性岩体的反映。西贾庄异常特征表现为局部磁异常分布于北西西向重力高值带的局部重力低上，以磁剩余异常10nT 等值线圈闭异常，面积约1.2km2，其剩余异常表现为明显的磁高、重低特征，与孙店中酸性岩体反映的重磁异常特征一致，根据从已知到未知的原则，推测为中酸性岩体的反映。

图4 重力、地磁（化极）剩余异常图Figure 4. Residual anomalies of gravity and geomagnetic(reduced-to-pole) map

表2 2.5D重磁反演参数一览表Table 2. List of 2.5D gravity and magnetic inversion parameters

图5 0线2.5D重磁反演剖面图Figure 5. Line 0 2.5D gravity and magnetic inversion profile

4 2.5D重磁联合反演

为进一步认识推测的中酸性岩体的空间赋存形态，分别沿0线、1线、2线图切了重磁剖面。首先以已有钻孔资料为约束，选择相应的参数(表2)对0线进行了2.5D 重磁反演，结果表明所选择的参数是合理的，且隐伏岩体在地磁背景场边缘以层状的形式存在(图5)。然后用表2 中的参数分别对1 线、2 线进行反演，结果再次表明本区地磁背景场由深部隐伏中酸性岩体(闪长岩)所致。岩体在异常西南端以层状的形式存在，厚度不一，东北方向岩体埋深与厚度均加大，推测东北部存在岩基，该岩基在垂向上延伸至2km 以下。蒋胡村、西贾庄两处局部磁异常由隐伏中酸性岩体局部增厚所致，其中隐伏岩体在蒋胡村顶面埋深约480m，厚度约340m(图6)；隐伏岩体在西贾庄顶面埋深约495m，厚度约400m(图7)，两处岩体均与东北方向的岩基相连。

图6 1线2.5D重磁反演剖面图Figure 6. Line 1 2.5D gravity and magnetic inversion profile

图7 2线2.5D重磁反演剖面图Figure 7. Line 2 2.5D gravity and magnetic inversion profile

5 结论

(1)本文对研究区重磁异常特征进行了详细分析，总结了已揭露的中酸性岩体重低、磁高的重磁异常特征。基于已有地质与物性资料，从已知到未知，推测了蒋胡村、西贾庄两处隐伏中酸性岩体。通过以已有钻孔资料为约束对0线进行反演，验证了参数的合理性，然后通过对1 线、2 线进行2.5D 重磁反演，了解到隐伏岩体在西南端以层状的形式存在。推测东北部可能存在岩基，而蒋胡村、西贾庄局部磁异常则主要与岩体局部增厚有关。

(2)对目标体进行2.5D 重磁反演，是了解目标体空间分布形态的一种重要手段。

(3)西贾庄金多金属矿体大多赋存于中酸性岩体中，少部分赋存于岩体与围岩接触带中。推测的蒋胡村岩体、西贾庄岩体与已揭露的孙店岩体均位于背斜核部，且共同位于由局部磁异常组成的近东西向的磁异常带上，亦共同位于推测的怀远断裂带上，具有相同的地质、地球物理背景；同时两处隐伏中酸性岩体埋藏较浅，具有一定的规模。对比西贾庄金多金属矿床的赋矿条件，认为在蒋胡村、西贾庄两处隐伏岩体及其与围岩的接触带上具有较好的找矿前景，可作为下一步寻找类似西贾庄金多金属矿床的靶区。