综合物探方法在安徽霍邱南部地区铁矿勘查中的应用

刘永龙, 马 健, 王金鑫, 刘雪元, 张阳阳

(1.安徽省地质矿产勘查局313地质队，安徽 六安 237000； 2.安徽省勘查技术院，安徽 合肥 230031)

0 引言

霍邱铁矿田为安徽省重要铁资源产地之一，最早是以当时的国土资源部全国航磁测量中得到的磁异常为线索，经原安徽省地质矿产勘查局337地质队(现313队)的地质找矿工作发现，现已探明储量17亿吨[1-4]，该区第四纪全覆盖。

综合物探方法是一种有效的勘查手段，可以为地质研究及地质找矿提供依据。依托安徽省霍邱南部地区铁矿综合物探调查项目的实施，本文通过1∶50000重力、1∶25000磁法及3条重磁电法综合物探剖面工作，对实测重磁数据进行化极、上延、水平方向导数等处理，结合重磁资料对3条CSAMT法(Controlled Source Audio-frequency Magnetotellurics，可控源音频大地电磁法)剖面进行综合解释，根据地质规律及物探异常特征，预测了霍邱南部地区矿产资源分布。

1 地质概况

本区属华北地层区两淮地层分区，除部分古生代地层缺失外，自新太古代至新生代第四纪地层均有发育,分为新太古界霍邱岩群、古元古界凤阳群、新元古界青白口系、古生界含煤岩系和中新生界山前盆地沉积地层。霍邱群主要为含铁角闪石英磁铁矿及角闪云母片岩、浅粒岩、黑云斜长片麻岩、斜长角闪岩等。根据岩石组合可分为两个建造系列和三个岩石地层组(花园组、吴集组、周集组)，其原岩建造相当于一个中基性火山—沉积旋回。

勘查区位于合肥盆地的边缘，总体上周集倒转向斜构造线与盆地构造边缘呈和谐延展，呈一弧形构造。勘查区位于霍邱铁矿田重新集铁矿的东南部，属霍邱铁矿田的南端，为周集倒转向斜的南延部分。F1断层位于勘查区南部，走向近东西向，断层F2位于吴集铁矿东部，南北走向。根据本次工作推断出F3、F4、F5断层，F3位于勘查区中部，近南北走向，F4位于查区东北部，走向北东，F5位于勘查区东部，北北西走向(图1)。

图1 重、磁异常等值线图

本区西南部有中生代闪长岩体，另外，通过本次工作推测一处侵入体闪长岩，岩体与围岩接触变质带有形成夕卡岩型金属矿的可能。

2 地球物理特征

2.1 岩(矿)石物性特征

霍邱地区岩石物性特征如表1，除第四系黏土砂层外，几乎罗列了区内可能见到的所有岩石的物性特征[5]。磁铁矿具有强磁、高密度、中电阻率特征，具备开展磁法、重力及可控源音频大地电磁法相结合找矿的地球物理条件。

表1 霍邱地区岩石物性特征表

2.2 数据分析

数据分析包括数据的整理和数据的处理。

重磁数据整理是将测点数据整理在Excel表格之中，CSAMT法数据整理必须使用专门的软件将测点数据按测线整理。

重磁数据处理采用中国地质调查局发展研究中心研发的重磁电数据处理软件RGIS(Resource Geophysical Information System)、中国地质大学研发的MAGS3.0(Magnetic Exploration Software3.0)及随机携带的反演软件。重力异常处理主要为布格异常的分离、方向导数、上延、一阶二阶导数、线性增强等计算，磁力异常处理主要有日变改正、正常场改正、化极、上延、方向导数、场分离等。

CSAMT法数据处理使用中国地质大学和加拿大凤凰公司合作开发的CSAMT-SW(Controlled Source Audio-frequency Magnetotelluric Software)软件进行，处理过程主要包括电极点位坐标偏差校正、跳点处理、曲线圆滑、两端坏频段截断处理、坏测点曲线废弃删除或插值利用处理、近场校正或剔除近场频段处理、静态位移校正处理等。

对综合剖面重磁异常进行了以CSAMT法反演电阻率异常特征为约束的2.5D重磁联合反演工作[5-7]。

2.3 异常特征及解释

2.3.1 磁力异常

通过1∶25000磁法面积性测量，绘制磁异常ΔT等值线平面图。通过数据处理获得ΔT化极异常上延500 m等值线图(图1(a))，工作区西北角极强异常为重新集矿的尾端部分，除工区西北角强磁异常外，多为低缓异常，磁异常近东西向分布，局部磁异常呈北西向、北北西向，断层F2至断层F5之间北西向的磁异常条带可能是霍邱铁矿田的南延，但此处异常体埋深较大，断层F1南部的异常经搜集资料证实为闪长岩体所引起，东部带状异常推断为断层F5，走向北北西[8,9]。

2.3.2 重力异常

图1(b)、图1(c)、图1(d)分别为布格重力(Δg)异常图、布格重力线性增强图、布格重力垂向二次导数异常图。工区重力场中间高，南北侧低，重力等值线整体走向北西西向为主，F1断裂南侧呈陡梯级带，其北侧相对较缓。F2、F3之间为颍上凹陷(中生代凹陷)南端，重力异常呈梯级带半环形分布，F2断层以东为重力高值区，异常未圈闭。

2.3.3 综合剖面异常

CSAMT法反演电阻率断面异常整体表现为浅部低阻、深部高阻、中深部高阻异常在横向上部分位置不连续。浅部低阻为第四系黏土及砂层的表现，中深部高阻异常为古生代大理岩岩浆岩及太古代霍邱群等高阻基岩的表现。3号剖面重磁剖面异常横向上整体变化不大，在平面异常上(图1(a)、图1(b))表现为部分重磁同高异常，磁异常值不高。根据CSAMT 法电阻率异常及已知地质资料对重磁剖面进行2.5D拟合(图2)，认为在3号剖面2 500～6 800 m桩号埋深900 m处可能有磁铁矿呈水平状存在，7 500～8 600 m桩号深部为高阻中等磁性闪长岩体。

图2 3号剖面重磁异常(a)、CSAMT法反演电阻率异常(b)及推断成果(c)

3 结论

通过重、磁、电物探方法综合运用，对霍邱南部地区构造格局进行了重新刻画，推断了有利成矿位置：

(1)在霍邱南部地区存在北西向发育的低磁带状异常，部分低磁带状异常部位有重力高异常与之重合，重磁高异常重合部位可能是霍邱BIF(Banded Iron Formations，条带状铁建造)南延位置。

(2)根据重磁电综合剖面分析成果，闪长岩体除在西南部沿断层F1产出外，在3号剖面8 000 m桩号左右深部亦有产出，闪长岩体与古生代碳酸盐岩地层的接触带可能交代变质产出夕卡岩型多金属矿。