张顺林，张家嘉，汪青松，产思维，朱义坤
（1.安徽省勘查技术院，安徽合肥 230031；
2.自然资源部覆盖区深部资源勘查工程技术创新中心，安徽合肥 230031）
近年来，覆盖区逐渐成为地质找矿主战场，众多专家学者积极开展覆盖区找矿方法研究。谢学锦等[1-2]研究穿透性地球化学勘查技术，建立了完整的理论与技术系列；
地球物理勘查是覆盖区找矿的主要方法，很多学者都在寻找有效穿透探测方法，开展了激发极化法、视电阻率联合剖面法、EH4 连续电导率测量法和双频激电法等单方法应用与试验[3-6]；
孟贵祥等[7]系统地总结了穿透性探测技术应用情况；
徐启东等[8]构建了草原覆盖区综合地质找矿流程。
前人研究成果主要是深穿透地球化学勘查方法和常用物探方法有效性试验以及已知矿区的地质物化探异常特征总结，且集中在圈靶-定位阶段，又以浅覆盖区居多，缺乏覆盖区找矿突破整体解决思路，较少针对覆盖层地质特征开展穿透性地球物理精准探测方法技术研究，地质物探有效融合方法研究成果也不多，缺乏覆盖区金属矿勘查技术体系理论总结[9]。
覆盖区找矿存在两方面难题：一是覆盖层的遮挡与屏蔽作用，常规地质方法不能直接观察覆盖层下地质情况，尤其是由黏土、砂砾等松散物组成的第四系厚覆盖层，富含地下水、电阻率低，屏蔽电磁信号，物化探方法局限性多，存在覆盖层下矿化信息探测难题；
二是覆盖区基础地质资料缺乏，异常信息更具多解性，存在物探异常地质解释、矿致异常识别与钻探验证定位难题。
笔者团队长期从事覆盖区矿产勘查工作和综合找矿方法研究，并依托多个省部级重点矿产勘查项目，取得了一系列理论和找矿成果。本文以五河整装勘查项目为例，简单介绍覆盖区找矿的整体思路，意在抛砖引玉，供广大矿产勘查科研人员参考。
1.1 区域地质背景
五河金矿整装勘查区位于皖东北地区，处于华北地台、扬子地台、秦岭-大别-苏鲁造山带结合部位，郯庐断裂带南段从皖东北地区通过，西侧为华北板块和大别造山带，东侧为苏鲁造山带和扬子地台北缘。皖东北地区广泛分布第四系覆盖层，基岩出露区范围小。
皖东北地区北部属于华北地层区，具有双层结构，包括前青白口纪变质基底、青白口纪—二叠纪沉积盖层和白垩纪以来的陆相盆地沉积，广泛分布第四系松散堆积。变质基底岩系包括新太古—古元古代五河岩群和中元古代凤阳群。皖东北地区中部为大别-苏鲁造山带，主要地层为中元古代张八岭群变质岩系，南部属于扬子地层区，主要为震旦纪—三叠纪沉积盖层和白垩纪以来的陆相盆地沉积，第四系松散堆积在区内广泛分布。
区内基底构造线以近东西向-北西西向为主，主要构造有蚌埠复背斜隆起构造和张八岭断块隆起构造；
盖层多已发生褶皱，在北部地区有徐宿弧近南北向密集褶皱带，在中部地区有北西西向凤阳山向斜构造，南部为北东向全椒-黄栗树褶皱带。
区内断裂构造十分发育，北北东向和近南北向断裂是区内最重要的断裂构造，属于郯庐断裂带系统。郯庐断裂带从五河县东北部由江苏省进入安徽省境内，向南偏西依次穿过五河县、明光市，跨过巢湖，进入庐江县境内。横贯皖东北地区，区内长度达300 余千米，切穿了区内所有东西向-北西西向构造。其由一系列北北东向-近南北向主干断裂构成，主要断裂有朱顶-石门山断裂、五河-红心铺断裂及董庄-周庄断裂等。此外，区内还有近东西向-北西西向深断裂，如符离集断裂、利辛断裂、颍上-定远断裂和刘府断裂等，继承了基底构造特征；
北东向断裂在南部也很发育，以滁河断裂为代表。区内大部分中、新生代沉积盆地边界多为北东向和北北东向断裂控制。皖东北地区构造格架为近东西向-北西西向基底构造叠加了北北东向-近南北向郯庐断裂带。
区内岩浆岩发育，岩石类型多样。较早的岩浆岩有新太古代蚌埠期由区域性混合岩化、花岗岩化和重熔岩浆作用形成的混合花岗岩体，并伴有大量伟晶岩脉和花岗岩脉，受蚌埠旋回东西向褶皱控制，主要岩体为蚌埠混合花岗岩。燕山期岩浆岩沿区内北东向和近东西向断裂带产出有多个中-酸性岩体侵入，规模较大的岩体如三铺岩体和蚌埠荆山岩体等；
此外，也有一批规模小的岩体，主要集中分布于北北东向郯庐断裂内，如管店岩体等。在喜山期，明光-张八岭地区有大量火山喷发和潜火山岩体侵入郯庐断裂带内。
皖东北地区已发现铁、铜、金、铅、锌、钛、钼、重晶石等矿产。主要矿床类型有沉积变质型（含热液改造型）铁矿（如马头城铁矿）、热液型铅锌金银多金属矿（如大王府-江山铅锌金多金属矿等）、石英脉-构造蚀变岩金矿（五河河口金矿）、矽卡岩型铁铜矿（前常铁铜矿）、矽卡岩型铜金矿等（如杨桥孜铜金矿和琅琊山铜矿等）[10]。
1.2 五河整装勘查区概况
五河整装勘查区位于大别-苏鲁造山带与郯庐断裂带交汇处（图1），成矿地质背景与胶东金矿集区相似，金矿资源潜力巨大。胶东地区目前已发现金矿床200 余处，累计探明金资源储量近5 000 t[11]。而五河地区到2010 年仅发现小型金矿3 个，矿点50 余处，累计探明金资源储量仅6.7 t，多年来找矿效果不理想。
图1 五河整装勘查区与郯庐断裂带相对位置图Figure 1. Map of relative locations of the Wuhe integrated exploration area and the Tan-Lu fault zone
前人在该区进行了大量矿产勘查和地质科研工作，但由于研究区地处不同大地构造单元的交界部位，是南北向、东西向构造的交汇部位，自太古代以来，经历了多次地质事件，致使地壳变动变形强烈，伴之强烈的岩浆活动、复杂的变质作用和成矿作用[12-14]，加上地表大面积第四系覆盖，难以开展系统性地面地质测量，缺乏厚覆盖区控矿地质条件研究和基岩矿化信息探测有效方法技术，对控矿条件没有新的认识，难以圈定出可靠的找矿靶区，一直未能取得重要的找矿成果。为了解决覆盖区找矿突破难题，2010年安徽省国土资源厅将五河地区列为省级金矿整装勘查区。笔者团队从区域成矿规律研究入手，尝试利用区域重磁等物探异常揭示地质构造与成矿关系[15]，分析区内控矿构造条件，构建了继承性断裂构造控矿模式，为找矿靶区的圈定提供了理论依据，指导五河金矿整装勘查区靶区圈定，取得了很好的找矿效果，实现了郯庐断裂带南段安徽省境内找金矿重大突破。
步骤1：选择有利勘查区，解决矿到哪里找的问题。收集区域性地质、物化探资料进行再次开发和推断解释；
分析区域地质特征、地球物理场特征和区域成矿规律；
明确找矿方向，根据成矿有利条件，在区域成矿带上优选勘查区。项目选区正确与否是能否实现找矿突破的前提，也是能否立项的关键。
步骤2：在勘查区内开展大比例尺重磁测量，重点地区进行激电中梯扫面及激电测深工作，编制物探异常图。
步骤3：进行物探异常、断裂构造推断解释，编制基岩地质图。
步骤4：通过对区域典型矿床对比分析，明确找矿主攻方向，判断是否有继承性断裂构造控矿条件。
步骤5：识别继承性断裂构造带。继承性断裂构造具有2 个特点：一是不平直，具有弧形弯曲特征，与皖东弧形重力梯级带异常形态特征相似[16]；
二是不能切割主干断裂，应与主干断裂锐角相接，并止于主干断裂，二者夹角一般为20°～60°。并非所有的继承性断裂构造都属于控矿构造而具有含矿性，需要结合磁性异常加以判别。因蚀变时会发生消磁作用，继承性断裂构造有矿化蚀变存在时会伴随有磁场低值带异常。
步骤6：根据矿化蚀变物探异常变化特征，在继承性断裂构造带内或附近，圈定找矿靶区。
3.1 圈定找矿靶区
笔者应用继承性断裂构造控矿模式指导了五河金矿整装勘查区找矿靶区的圈定。结合该整装勘查区内基岩地质情况和地球物理场特征，分析其是否与区域控矿地质条件一致，进一步查明是否具有继承性断裂构造的物探异常，依据相关步骤圈定找矿靶区，具体工作步骤如下：
（1）利用重力异常特征筛选继承性断裂构造。北东-北北东向继承性断裂属于郯庐断裂带主干断裂牵引作用产生的次级断裂构造，具有继承性断裂构造带的2 个特点。依据这2 个特点，在整装勘查区基岩地质图中寻找符合条件的弧形断裂。该基岩地质图须在充分利用现有地质和物化探全部资料基础上，经过了详细推断解释绘出，如图2所示。
图2 五河金矿整装勘查区找矿靶区与普查控制区分布图Figure 2. Distribution of the target areas and general survey areas in the integrated exploration zone of the Wuhe gold deposits
（2）结合磁性异常判断继承性断裂构造含矿性。并非所有的继承性断裂构造都属于控矿构造而具有含矿性，需要结合磁性异常加以判别。五河群变质岩具有较强的磁性[17]，继承性断裂构造带发生矿化蚀变时，会伴随有消磁作用，出现磁异常减弱现象，矿化带附近则呈现低磁或负磁异常条带特征。磁异常低值带是判断继承性断裂构造带是否发生矿化蚀变的重要标志。
（3）圈定矿化蚀变带找矿靶区。依据上述2 个步骤，将伴随有磁异常低值带弧形断裂构造带区域圈定为蚀变矿化带，作为找矿靶区。本次实验一共在整装勘查区北部的厚覆盖区圈定了6 个金矿化带靶区，它们分别是：河口-荣渡、天井湖、西堌堆-东渡、朱顶、大巩山、小杨家靶区，参见图2。
3.2 钻探验证效果
找矿靶区内钻探验证孔位，主要依据磁异常梯级带以及获得的其他方法异常信息进行综合研究确定。在钻探验证时按照覆盖区循序渐进式找矿思路开展分批施工[18]，没有同时按普查网度进行大批量钻探施工，不断总结验证效果，逐步实现找矿突破。在6个金矿化带靶区均进行了钻探验证，现已发现金矿5处，分别如下：
（1）河口-荣渡靶区。在其南部发现河口中型金矿1 处。该矿区施工钻孔40 个，见矿钻孔31 个，备案333 类资源量金5.9 （t含伴生)，铅8 800 t(含伴生)。其中工业矿体金 5.7 t，品位 10.25 g/t；
铅 8 500 t，品位1.42%[19]。另在该靶区北段方庵小型金矿(东区)探明333+332类金资源量0.55 t，铅3 500 t。
（2）天井湖靶区。发现天井湖小型金矿1 处。该矿区施工钻孔16个，15个钻孔见矿体，333+334类资源量金8.3 （t含伴生），铅19 700 （t含伴生），伴生银2.95 t。其中333类备案资源量金1.06 t，品位8.86 g/t；
铅1 900 t，品位3.69%。334 类工业矿体资源量金6.5 t，品位7.74 g/t；
铅 14 500 t，品位 1.90%；
334 类低品位矿体资源量略。同时在该靶区南部，还发现了方庵小型金矿（西区）。在该矿区施工钻孔30个，见矿钻孔22个，333类资源量金1.51 t，品位4.38 g/t；
铅7 700 t，品位2.23%。
（3）西堌堆-东渡靶区。施工6 个钻孔，4 个孔见金矿体，另外2 个孔见金矿化。其中ZK2028 钻孔在287.49～289.03 m 处见品位 22.29 g/t 的金矿体，厚1.54 m；
沿矿体倾向施工2 个钻孔追索，均见矿体。ZK2029 在 117.5 m 和 171.94 m 处 分 别见品位 8.70 g/t和 3.47 g/t 的 金 矿 体 ，ZK2026 在 186.25 m 处 见 品 位0.33%的铅矿体，见矿情况好。
（4）朱顶靶区。在朱顶蓝天矿区探明小型金矿1 处。施工钻孔57 个，推断矿化体19 个，为铜金多金属矿，备案的332+333 类资源量金2.5 t，平均品位15.86 g/t；
铜1 200 t，平均品位0.54%。同时探明中型规模热液充填型重晶石矿1处。
（5）大巩山靶区。施工3个钻孔，均见有金多金属矿体。其中ZK405 钻孔在737.96～739.93 m 处见平均品位1.91 g/t 的金矿体，该矿体为大巩山金矿体向深部的延伸，见矿深度大，扩大了该矿深部找矿远景，2017 年矿山在超过200 m 的深部开展找矿，新增金资源量达小型规模。ZK601 钻孔在190.27 m 处见铜矿体（金矿化体），铜品位0.53%，金品位0.22 g/t。ZK501 钻孔在 38.29 m 处见品位 1.35 g/t 的金矿体，在387.15 m 和412.54 m 处分别见品位2.18%和3.19%的铅矿体。
（6）小杨家靶区。施工钻孔1个，在442.59 m处见黄铁矿化、方铅矿化石英脉型金矿化。
上述钻探验证见矿钻孔分布与磁异常低值带范围基本一致，钻探验证效果好，说明圈定的找矿靶区可靠。已发现中型金矿2处、小型金矿3处，累计新增金资源量20 t，已达大型矿床规模，是该区以往累计探明金资源量6.7 t 的3 倍[9]，实现了五河金矿整装勘查区的重要找矿突破。由于目前控制的深度仅限600 m以浅，且普查控制区域范围还很小，可以预见，随着后期工作的开展，探明的金资源量还将增加，区内金矿资源潜力可望达特大型矿床规模[20]。
4.1 得到开采矿床的验证
五河荣渡金矿处于继承性断裂构造控矿系统，根据继承性断裂控矿平面模式，矿体走向应当为北北东-北东向（图3a），而勘探报告称该矿体为近南北向（图3b）。经井下查证和采矿工程验证，矿体走向以北东向为主。在五河金矿整装勘查区对已知矿的统计表明，荣渡金矿基本上位于走向北东10°~30°的断裂构造带中[7]，说明区内主要控矿构造大都继承了早期的北东-北北东向压扭性次级断层。
图3 五河荣渡金矿开采矿体（a）与勘查报告矿体（b）对比图Figure 3. Comparison between the reported ore body (a) for the Rongdu gold deposit in Wuhe (b) and the mined ore body
4.2 改变传统认识
皖北地区矽卡岩型铁铜金矿受北东向弧形继承性断裂构造控矿，与传统的东西向构造控岩控矿观点不同。利用继承性断裂构造控矿模式可以有效指导找矿。在皖北地区，继承性断裂构造具有显著的物探异常识别标志，已知矿床多分布在郯庐断裂带的次级断裂构造带上，重力异常具有弧形梯级带特征。可以利用这种特征预测找矿靶区。
杨桥孜铜金矿勘查早期，技术人员长期认为矿区受东西向符离集断裂控制，并依据早期施工的钻孔资料，编制了矿区基岩地质图（图4a），确定符离集断裂南侧地层或围岩捕虏体以及矿层走向大致为近东西向。勘探线方向定为南北向，而大比例尺电法勘探剖面测量成果显示为北西向构造格架。1:10 000激电中梯视极化率异常（图5a），分为北东部高极化率异常区和西南部低极化率异常区。高低异常分界线清晰，呈北西向展布。1:10 000CSAMT 标高-200 m 电阻率平面等值线图（图5b）上，分为北东部低阻异常区和西南部高阻异常区。高低异常分界线清晰，也呈北西向展布。激电中梯和CSAMT显示的北东部低阻高极化率异常是石炭纪碳质地层的反映，西南部高阻低极化率异常是寒武系大理岩和矽卡岩化的反映。清楚显示出北西向异常的分界线就是地层的分界线，说明地层走向为北西向。结合本区布格重力高值区和局部重力高异常亦呈北西向展部，显示了矿区地质构造方向为北西向。在此基础上编制的基岩地质图（图4b）与前期编制的基岩地质图（图4a）大不相同，构造线方向有明显的差异。这一成果无疑为本区找矿勘查部署提供了非常重要的信息，也为后期矿体连接及枣谷墩矿区勘探线方向定为东北向提供了充分的依据。
图4 杨桥孜地区基岩地质图（a早期，b后期）Figure 4. Geological map of bedrocks in the Yangqiaozi area(a: early; b: late)
图5 杨桥孜北视极化率异常分布图（a）和CSAMT法电阻率平面-200 m等值线图（b）Figure 5. North view of the pattern of abnormal polarizability(a) and CSAMT resistivity contour -200 m (b) in Yangqiaozi
4.3 解释了物探异常与矿床分布规律
皖东北地区已知矿床分布多与重力低关系密切，且与磁高异常关系不明显，与梯级带关系密切。已知金矿床分布在断裂构造带上和断陷盆地边缘地带，体现了继承性断裂构造的控矿性。利用20 余万个重力数据，经二次开发处理，编制了皖东北与江苏、山东、河南省交界地区85 581 km2的重力异常图（图6）。发现郯庐断裂带两侧重力低异常呈现出规律性分布现象：以郯庐断裂带为界，东、西两侧重力低异常都具有条带状弧形特征，且方向相反，大致具有旋转对称性。西侧为条带状重力低异常，从西到东，走向由近东西向渐变为北东向，弧形凸向东南。东侧为条带状重力低异常，从西到东，走向由北东向渐变为北东东向，弧形凸向西北，与西侧相反。当东、西两侧的条带状重力低异常远离郯庐断裂带时，弧形特征逐渐减弱；
当接近郯庐断裂带时，弧形特征增强。显示出郯庐断裂带两侧存在牵引力的作用，体现了郯庐断裂带是两个块体结合的边界，在构造运动时成为应力集中带。
图6 皖北地区铁、铜、金矿床与继承性断裂构造相对位置图Figure 6. Relative locations of the iron、copper and gold deposits and the inherited fault structures in northern Anhui
在继承性断裂构造及其附近如果有燕山期岩浆侵入、有碳酸盐岩存在则可形成矽卡岩型铜、金矿床，如三铺矽卡岩型铜金矿；
在继承性断裂构造体系的断裂通过寒武系或震旦系地层区，形成构造破碎带型金矿或矽卡岩型铜、金矿，分别如马厂范水洼金矿和琅琊山铜矿中强烈劈理化金矿富集地段；
继承性断裂带构造体系的断裂通过前寒武系五河群、张八岭变质岩时，可形成热液型金、铅、锌矿床，如果有燕山期岩浆侵入，则更有利于成矿，如江山金、铅、锌矿（图7）。
图7 皖东北地区控矿条件与主要类型矿床形成之间关系示意图（汪青松等，2018）Figure 7. Relations between the ore-controlling conditions and the formation of major types of ore deposits in northeastern Anhui (after Wang Qingsong et al., 2018)
（1）将地质和物探紧密结合，用继承性断裂构造控矿找矿方法有效指导了五河金矿整装勘查区的金矿找矿工作，在北东-北北东向继承性断裂构造带上圈定了多个找矿靶区并钻探验证见矿，实现了郯庐断裂带安徽境内金矿找矿的重大突破。
（2）用继承性断裂构造控矿模式解释了皖东北地区物探异常与矿床的分布规律，为郯庐断裂带及其影响范围内提供了新的找矿思路。
（3）继承性断裂构造控矿可以是多方向的，但是不同地区主要控矿断裂方向可能不同，圈定找矿靶区时需要结合区内基岩地质情况和地球物理场特征，通过与区域控矿地质条件一致性和继承性断裂构造物探异常基本特征对比分析才能确定最主要的继承性控矿断裂构造。
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