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測區位于安徽省當涂縣境內,大地構造位置處于揚子準地臺下揚子臺坳帶寧蕪火山巖盆地中段的藏漢背斜,區內褶皺斷裂構造發育,巖漿活動強烈且本區還出露大量的與成礦關系非常密切的中三疊系黃馬青組地層。區域內褶皺有當姑背斜、藏漢背斜等。當姑背斜兩翼又有次一級構造發育,西翼有和睦山~長嶺背斜。東翼有白象山背斜。這些背斜與該區成礦關系極為密切。區內大、中型鐵礦,如白象山鐵礦、和睦山鐵礦等均位于背斜核部。
通過對重、磁力異常的定性解釋和綜合分析,篩選出有望礦異常,然后對其進行正、反演剖面定量計算。本區將磁力化極上延500m作為背景場,磁力化極減去磁力化極上延500m作為剩余(局部)場。重力以布格重力場上延200m作為背景場,布格重力場減去區域場作為剩余(局部)場。結合地表地質情況及收集地質資料,初步建立大致的地質-地球物理模型,然后進行重磁正、反演,擬合異常,反復修改模型,直至模型正、反演結果與重、磁力剩余(局部)異常都較吻合為止。
一、地質地球物理模型
以物性為基礎,結合地質資料、重磁場分布特征,建立地質-地球物理模型。由第三章中對巖礦石的密度、磁性特征分析可知,磁鐵礦具有強磁性、高密度的特征,而圍巖一般為弱或無磁性,部分為中弱磁性特征,故礦與圍巖的密度差達1.0g/cm3。據此,將本區的地質地球物理模型,模型特點為:在圍巖與巖體接觸帶部位賦存礦體,在礦體上方出現峰值很高的磁異常、高極化率異常、低阻異常、微弱(相對幅值較小)的重力異常。若是弱(或無)磁性的其它多金屬礦時,則高磁異常不存在,但其它異常仍然不變。
當礦體埋深較大時,地面反映為低緩的局部的異常。
二、找礦標志
①接觸帶標志
區內鐵礦體位于巖體與碎屑巖地層接觸,ZK002鉆孔磁鐵礦體即產于此類接觸帶上。因此,接觸帶附質是尋找磁鐵礦的重要標志。
②物探異常標志
磁鐵礦具有強磁性,能引起高磁異常,以往及本次勘探結果均表明鐵礦與磁異常對應關系較好。故磁力高異常是指示磁鐵礦體的重要標志。此外,多金屬礦體往往會有低阻、高極化異常標志。當礦體規模較大時,則才會有一定幅值的重力高值異常顯示。
長期以來,信號處理中用于頻譜分析和濾波方法的最基本工具是傅氏分析。傅氏變換的信號特征是整個信號或某一段信號的總體特征,對信號的局部性特征反應較差。窗口傅氏變換雖然較好一些,但由于頻率增加,窗口的大小、形狀均不變,即空間分辨率不變,難以得到推廣。而小波變換具有變焦性,當頻率變化時,窗口面積不變,但其形狀有了改變,即當頻率低時,窗口較寬,空間分辨率較低,當頻率升高時,窗口變窄、變高,空間分辨率增加,具良好的局部化特征。實際處理時,可以通過階數大小控制頻率, 從而改變窗口大小,得到相應頻帶上局部化了的異常。
(1)、小波變換的原理
一個二維重力異常可以表達為一個四階逼近A4f及一階、二階、三階和四階四個細節(即D1f、D2f、D3f、D4f)所構成,這也就是重力異常多重分解。通過理論還證明了,離散的二維小波變換產生的低階小波細節具有尺度不變的特征。它們不隨小波變換的總階數改變而改變,總階數的增加僅僅是增加了高階小波細節的個數和改變了最后一個高階的逼近。因此我們可以根據地質目標來組合小波細節,選擇合適的高階逼近,來實現由地質意義的分解。
構造一個三層的模型,淺層是5個0.5×0.5×0.5km的立方體,上頂埋深0.25km,密度差0.1g/cm3;中間層地質體長4km,寬2.5km,厚0.5km,上頂埋深4km,密度差0.1g/cm3;下層地質體長20km,寬15km,厚2km,上頂埋深15km,密度差0.2g/cm3。理論模型小波處理的結果:前四階細節的和很好地反映了淺層地質體的異常,五階細節和五階逼近的形態與理論場異常形態相接近,五階逼近能很好地反映深部地質體的異常。
根據重力異常和磁力異常小波變換綜合分析結果如下:
1、由實測重力異常上延200m后重力場特征(圖5-3)可知:本區中部主要是基巖隆起,其隆起范圍與圖5-3中天蘭色虛線范圍相當;
2、從磁力異常小波變換2階細節異常可知:圖中中、西部2條呈北北東向異常帶,反映淺部磁性地質體(中性侵入巖)沿二條北北東向斷裂由深向淺侵入到地表,中部異常帶分6個局部磁力高異常,西部異常帶分4個局部磁力高異常,這些局部磁力高異常反映淺部為磁鐵礦化矽卡巖或小礦體的分布特征;
3、從磁力異常小波變換3階細節異常可知:圖中西部仍有3個局部磁力高異常,而中部變為一條呈北北東向磁力異常帶,這些反映西部地下仍有3支閃長巖小巖株分布,而中部地下僅有1支呈北北東向的、狹長條狀閃長巖株分布;
4、從磁力異常小波變換4階細節異常可知:圖中西部僅有1個局部磁力高異常,而中部變為一條呈北北東向寬條帶狀磁力異常帶,這些反映西部深處有1個閃長巖墻分布,而中部深處也有1支呈北北東向的、寬條狀閃長巖墻分布;
5、綜上所述,根據重磁異常綜合分析結果,重力異常主要反映本區中部基巖呈北北東向分布的大隆起構造;而磁力異常反映本區中西部有二條閃長巖株存在,西部巖株由北向南、由深部向淺部沿北北東向斷裂侵入,深部為一個巖墻、中部分3個巖株、淺部分為4個小巖株;中部閃長巖株:沿北北東向斷裂侵入,深部為一個寬度較大的巖墻、中部為1個狹長形的巖墻、淺部分為6個小巖株。
三、成礦地質特征及成礦預測
經對本地區的成礦地質條件分析、并與其鄰區的白象山礦區進行對比,從而確定其具有找礦潛力。白象山式鐵礦的鐵礦體產于或黃馬青組下段的砂頁巖及白云質灰巖中,或砂頁巖與白云質灰巖的接觸帶上,或砂頁巖、白云質灰巖與閃長巖接觸帶的正帶、內帶及外帶上。后者往往賦存著大、中型礦體。黃馬青組下段的巖層中分布的小礦條,往往預示著下部大礦體的存在。
有望異常的篩選;按照地質-地球物理模型及找礦標志,對本次重磁普查中所發現的異常進行篩選,在定性分析的基礎上,把那些認為是磁性巖性(地層)引起的異常予以剔除,而認為可能與礦有一定關系的異常加以歸類。計有以下四個有望礦磁力異常,即:M241-1、M263-2-4、M263-2-1、M263-2-3;與之相對應的重力剩余(局部)異常為△G1、△G4、△G4、△G6;二者為同源異常。其中M263-2-3為已知磁鐵礦引起(ZK002鉆孔),△G6也與其有關。這些重磁異常大多處在黃馬青組砂頁巖、白云質灰巖與閃長玢巖的接觸帶上,具有較好的成礦背景和地質條件。因此,認為這幾個重磁異常對于找多金屬礦而言,具有一定的意義,應予重視。
上述磁力化極異常,重力剩余(局部)異常即為找礦靶區,從中進一步擇優,應首選位于接觸帶附近的重磁異常,如M263-2-4、M263-2-1,因為成礦條件更有利;故建議在上述2個重磁異常處,布置鉆井進行深部找礦工作;據說黃梅山鐵礦在重力異常附近施工2801井,在深部1200米左右見到鐵礦,說明中部閃長巖株在深部有東接觸帶,并有礦化活動,應是成礦有利地段。
另外,建議在上述重磁異常處,布置電法(激電與電阻率測深)及化探次生暈綜合剖面,進行綜合找礦。