大地电磁测深法在宣郎盆地化工矿产资源勘查中的应用*

2022-02-15薛小建

现代矿业 2022年1期

薛小建

（安徽省地球物理地球化学勘查技术院）

矿产资源调查评价是一项关系国家权益和经济利益的公益性战略地质工作，主要是摸清市场需要的矿产资源和潜力，为国家和省市编制中长期规划和开展商业性质地质勘查工作提供依据。宣郎盆地找矿潜力较大［1］，但总体工作研究程度不高，已勘查的矿产地大型矿床不多，矿石品位不富，不能满足经济建设发展的需要。因此在进一步分析和研究以往资料基础上，利用大地电磁测深法确定宣郎盆地的电性结构［2］、地质结构特征来总结成矿规律［3］，由于我国对于矿产资源的探索尚处于初级阶段［4］，因此找出一些具有较高潜力的靶区是有必要的。

1 区域地质概况及地球物理特征

1.1 区域地质概况

宣城—郎溪地区位于沿江褶皱带和扬子板块东北部的江南过渡带的接合带，处于清水断裂以东，周王断裂以北［5］，主要由古生界隆起和中生代断陷盆地组成。

根据区域性地层不整合及褶皱特征、岩浆活动、沉积建造之不同，本区主要可分为上、下2个构造层。下构造层由志留系—三叠系下、中统组成，各组之间为整合或假整合接触。印支运动使上述地层发生较为强烈的褶皱，同时产生（或继承）北东和北西向2组纵、横断裂。上构造层由侏罗系至第三系组成，各组、群之间均为不整合接触，为一套火山岩和内陆坳陷红色岩建造。褶皱舒缓，愈向后期，愈趋微弱，代之以燕山期强烈而频繁的火山喷发和岩浆活动。

1.2 地球物理特征

1.2.1 重力场特征

宣郎工区重力布格异常显示，峄山北东东向带重力高，九连山—狸桥北东向带重力高，麻姑山弧形带重力高，陵笪近南北向带重力高，孙家埠近东西向带重力低，姚家塔北东东向带重力低，十字铺团块状带重力低等。

1.2.2 磁场特征

宣郎盆地总的磁异常总体比较平缓，表现为两高夹一低的特征。从北面裘公镇起至沈村镇，表现为一宽缓异常，在新河庄附近叠加了部分火山岩和浅部侵入岩引起的异常；南段麻姑山附近存在一宽缓的磁异常，为麻姑山深部隐伏岩体所引起；中部负磁异常反映盆地凹陷较深；北段呈缓慢上升的趋势，为郎溪北深部隐伏岩体的反映。

1.2.3 电性特征

宣郎地区第三系粉砂岩、砂质泥岩、泥岩等电阻率低，为5～30Ω·m，白垩系宣南组红层电阻率为12～60Ω·m。

志留系至三叠系地层中，煤层、炭质页岩呈低阻反映，平均电阻率约为50Ω·m，砂岩、页岩电阻率偏中，为数百欧姆·米，碳酸盐岩电阻率偏高，可达数千欧姆·米。基岩地层总体呈中高阻反映。

各类侵入岩电阻率与碳酸盐岩相当，故岩体属高阻体。但风化或矿化岩体的电阻率明显降低，约数百欧姆·米。

块状金属矿体呈低阻反映，电阻率约为100Ω·m，当矿石为浸染状时其电阻率偏高，可达数百欧姆·米。

2 野外工作方法

本次野外工作使用的GMS—07e型综合电磁法仪，采用“十”字型布极方式，在无法满足“十”字型情况下，采用“L”或“T”型布置。布极方向以测线方向为Y方向，垂直测线方向为X方向，磁传感器分别以平行测线和垂直测线方向布设，并埋入地下30 cm以上。电极方向和磁棒方向均采用森林罗盘定向，电极距为40 m，电极采用不极化电极，并挖浅坑添加盐水以降低电极接地电阻。观测天然电磁场的4个水平分量（Ex、Ey、Hx、Hy）的时间序列信号。

本次野外工作布设大地电磁测深剖面1条，呈北东走向，自十字铺起，经水鸣桥至涛城镇，全长为25 km。

3 工作成果及推断解释

3.1 成果剖面物性特征描述

从二维反演电阻率断面图（图1）来看，该剖面分层明显，构造发育程度相对较低，地层完整性较好，电性结构较为简单、连续。根据地质资料分析：上部的低阻层为E—K（第三系—白垩系）的沉积覆盖层，深部的高阻层为T—S（三叠系—志留系）的变沉积碳酸盐岩基底。在剖面100～120号点有一明显高阻体隆起，120～305号点之间表现为较为明显的低阻凹陷盆地，其中基地埋藏在2.5 km左右且起伏明显。305～335号点浅中层表现为中低阻，335～350号点表现为低阻。

3.2 宣郎盆地综合解释推断

宣郎盆地地层中高电阻率主要反映古生界—三叠系及老地层的分布，低电阻率主要反映白垩系地层及第三系盆地的产状，另在构造接触带或电性差异较大的岩性分界面附近，电阻率的变化梯度较大；结合工区地质特征，对本次资料的解释依据作如下描述。

（1）电阻率低反映白垩系—新生界盆地沉积的产状。

（2）电阻率中高为老地层引起，反映古生界—三叠系盆底的产状。

（3）电阻率变化梯度带为断裂构造引起。

3.2.1 断裂构造推断

宣郎工区断裂及其性质判断依据：

（1）MT资料。①频率—视电阻率剖面、一维连续介质反演剖面、二维连续介质反演剖面等值线陡立，而且这种陡立的形态也往往反映断裂深部发育形态；②电性层有明显的错动或厚度有明显的变化。

（2）重力资料。对收集1/20万布格重力异常做了方向导数计算（0°、45°和90°）、剩余异常求取、垂向二阶导求取等工作，主要是根据布格重力异常梯级带，确定断裂平面展布和局部构造发育情况。

（3）地质资料。根据前述依据划分的断裂系统需符合本区构造应力场背景，断裂的划分必须结合已有的地质资料综合进行。

本次宣郎工区大地电磁测深只做了一条剖面PL1，这给推断断裂走向带来了一定的困难。为此，收集了工区平行本次测线的另1条MT剖面PL2［6］。根据断裂判别依据及原则，在宣郎工区块共推断识别了3条断裂构造（图2），编号分别为F6、F7和F8。

F6和F7断裂构造走向为北西向，F8断裂构造走向为北西西向，F6、F7在2条MT剖面上均存在明显的反映，在空间上表现为延续的电性结构特征。F8在PL1剖面东端有明显电性反映，结合地质、重力资料认为其是宣郎盆地的东部边界。

（1）F6断裂是工区内北西走向的较大断裂，把宣郎盆地切割为2个部分，断裂西南侧为麻姑山三叠系—古生界地层隆起，东北侧为十字铺凹陷。在剩余重力异常平面图上，处于重力高低异常渐变带或异常走向转折处。在2条大地电磁测深剖面均有清楚反映，从所有电性剖面看（曲线类型图、视电阻率断面图等），断裂两侧均存在明显的电性差异。电法剖面表现为上盘中低阻层为第三系—白垩系低阻层，下盘中高阻层为三叠—古生界地层。F6断裂性质为正断层，倾向北东，是构造单元的主控断裂。

（2）F7断裂在PL1、PL2剖面有均有明显反映，走向北西向。结合宣郎地区地质图，推断上盘中低阻层白垩系宣南组，下盘为中低阻层第三系。在剩余重力异常平面图上北西侧表现为异常梯级带，南东侧切割十字铺凹陷重力低。断裂性质为逆断裂，产状较陡，倾向北东。

（3）F8断裂仅在本次工作的PL1剖面上有明显反映，上盘为中低阻层白垩系宣南组，下盘为低阻第三系。在剩余重力异常平面图上表现为北西西向异常梯度带，西侧为飞鲤桥—十字铺重力低，东侧为陵笪近南北向带重力高。推测为走向北西西向的逆断层，倾向西南。

3.2.2 宣郎盆地成矿远景分析

宣郎盆地各沉积地层间的电性差异也比较小，对划分定性关系和定量解释造成了一定的困难。

工作区域在水鸣桥一带（MT点号170～220段），浅层呈中低阻，中层为沉积巨厚第三系—白垩系低阻体，深层为三叠—古生界高阻碳酸盐岩。此段受断裂F7控制，F7断裂东侧地层受构造破坏程度较低，具有理想的沉积环境。大地电磁测深资料推断沉积中心深度约为2 500 m，在1 000～1 600 m深度存在低阻体，推测可能为盆地沉积所引起。在剩余重力异常图中，水鸣桥一带处于负重力异常区内，推测此区域为成盐有利区域（图3）。