矿区地层主要为中生界侏罗系龙王山组(J₃l), 局部分布云台山组(J₃y)和大王山组(J₃d)。第四系(Q)基本覆盖全区, 基岩露头稀少。

矿区属火山岩系分布区(图1), 褶皱不明显, 断裂发育。主要有东西向、北西向、北北西向、北东向四组及弧形构造带。东岗— 石坝弧形构造带在北西端走向320° 左右, 倾向南西, 倾角50° 左右, 南西端走向235° 左右, 倾向南东, 倾角50° ~60° , 中部石坝附近走向近南北, 倾向东, 倾角52° 左右, 断裂带内均以碎裂岩、构造角砾岩、碎裂辉石闪长玢岩、碎裂安山岩为主, 矿化蚀变强烈, 主要有黄铜矿化、黄铁矿化、磁铁矿化、赤铁矿化、天青石化、闪锌矿化、方铅矿化、绿泥石化、硅化、碳酸盐化、高岭土化等, Cu、Fe、S 、Zn、Sr等局部富集成矿。

图1

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	图1 东岗地区火山岩分布概况 1— 侏罗系上统大王山组; 2— — 侏罗系上统龙王山组上段; 3— 侏罗系上统龙王山组下段; 4— 玄武玢岩; 5— 辉石闪长玢岩; 6— 粗安质凝灰岩; 7— 玄武岩; 8— 玄武质角砾熔岩; 9— 玄武质熔角砾岩; 10— 玄武质含集块角砾岩; 11— 玄武质火山角砾岩; 12— 辉石安山岩; 13— 角闪安山岩; 14— 安山凝灰质砾岩; 15— 火山旋回界线; 16— 推测侵入界线及火山旋回内不同期火山岩界线; 17— 岩性岩相界线; 18— 断裂

构造发育导致了呈岩株状的侵入岩体活动频繁, 主要岩石有辉石闪长玢岩、辉长闪长玢岩、闪长玢岩等, 与本区的铜、铁矿有着密切的成因关系, 安山玄武岩类一般含铜较高, 平均含量达130× 10^-6, 特别是气孔状、杏仁状安玄质角砾熔岩、角砾凝灰岩层含铜高达870× 10^-6, 是本区铜矿主要矿源层, 局部富集成工业矿体, 是找矿的目标岩性。

在东岗矿区采集了340块钻孔岩芯标本, 在实验室测试了密度、磁化率、剩余磁化强度、电阻率等参数, 统计结果见表1。可以看出, 磁化率最强的岩性是磁铁矿、玄武岩、熔岩、闪长玢岩、角砾岩、碎裂岩, 锶矿最低(118× 10^-6 CGSM); 剩余磁化强度排序与磁化率基本相同; 电阻率较高的有闪长玢岩、角砾岩、安山岩, 较低的是碎裂岩、凝灰岩、杏仁状玄武岩。磁铁矿化使岩石的密度、磁性增高, 而黄铜矿化、黄铁矿化使岩石的电阻率降低。

表1

表1

表1 东岗矿区标本物性统计 岩矿石 密度g/cm3 磁化率10-6CGSM 剩磁10-6CGSM 电阻率Ω·m 黄铁(黄铜)矿 化碎裂安山岩 2.693 342 49 142 碎裂安山岩 2.700 207 20 237 安山岩 2.717 349 66 637 磁铁矿 2.883 51657 2030288 集块角砾岩 2.593 3343 1421 139 凝灰角砾岩 2.732 299 53 316 硫铁矿 2.809 586 69 460 黄铁(黄铜)矿 化角砾凝灰岩 2.652 159 27 97 角砾凝灰岩 2.622 535 280 227 凝灰岩 2.705 344 75 146 角砾熔岩 2.555 24440 33498 119 黄铁(赤铁、黄铜) 矿化辉石闪长玢岩 2.645 767 326 248 磁铁矿化辉 石闪长玢岩 2.926 7983 40849 辉石闪长玢岩 2.723 520 112 473 碎裂正长闪长玢岩 2.829 4534 1084 973 闪长玢岩 2.778 3789 1413 锶矿 2.767 118 25 碎裂岩 2.801 2175 517 192 铜矿 2.829 875 189 348 杏仁状玄武岩 2.431 26601 68233 42

表1 东岗矿区标本物性统计

在东岗矿区布置了12条CSAMT勘探线, 线距100~400 m, 点距20 m, 工程布置见图2。野外工作使用美国Zonge公司的GDP-32Ⅱ 多功能电法仪, 工作技术参数为:采用赤道观测方式, 标量测量; 工作频率0.25~8192 Hz, 收发距大于6 km, 供电电流大于10 A, 勘探深度> 1 000 m; ρ _s相对均方差在± 5 Ω · m, 相位均方差在± 20 mrad。

图2

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	图2 布格重力异常平面及野外工程布置

对CSAMT采集的数据, 主要实施了畸变数据的剔除、多组观测数据的对比分析、多组数据的平均计算以及电阻率转换计算。对CSAMT的数据还逐点进行了电阻率与相位的近区效应分析以及有效远区数据的选取, 同时对数据进行了静态校正, 在上述数据处理的基础上进行二维反演处理, 并绘制出相应的反演剖面图(图3、图4)。

图3

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	图3 东岗140线CSAMT二维反演电阻率剖面及钻孔布置

图4

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	图4 东岗150线CSAMT二维反演电阻率剖面及钻孔布置

图3显示, 140线在深度20 m内整体为低阻区, 电阻率整体在15 Ω · m以下, 推断为第四纪低阻带所导致的阻异常带; 8~28号点20 ~190 m范围为高阻区, 电阻率为100~400 Ω · m, 根据物性及地质资料推断为高阻岩体辉石闪长玢岩; 在52~88号点, 20~120 m以内为一高阻区, 电阻率150 Ω · m以上, 最高可达上千, 推断为高阻岩体闪长玢岩; 118~126号点, 20~80 m范围为一高阻区, 电阻率在120~500 Ω · m, 推断为高阻岩体闪长玢岩。图3中从左端20~850 m到右端80~300 m范围为一低阻异常区, 电阻率不超过100 Ω · m, 根据物性及地质资料推断为低阻异常体角砾岩。在此低阻区36~76点之间有一高阻侵入体, 和下部高阻岩体相连, 根据物性及地质资料推断为高阻安山岩体, 电阻率超过120 Ω · m; 而安山岩侵入体使低阻异常体角砾岩可能发生矿化, 使其电阻率更加低, 于是在侵入体周围出现了3个低阻区, 异常中心分别位于24点350 m处、46点40 m处和84点130 m附近, 推断这三处异常为矿致异常。

图4中, 150线从地表到地下30 m为低阻区(15 Ω · m以下), 推断为第四纪低阻带所导致的低阻异常带; 50~124号点在30~100 m以上为高阻区(200 Ω · m以上, 最高可达上千), 根据物性及地质资料推断为高阻岩体闪长玢岩。图4从左端40~390 m到右端80~370 m为一低阻异常区(100 Ω · m以下), 根据物性及地质资料推断为低阻异常体角砾岩。在此低阻区存在2个高阻侵入体, 一个位于14~58号点之间, 高阻中心在44号点170 m处, 另一个在78~98号点之间, 高阻中心位于86号点230 m处, 这两个高阻侵入体与底部高阻体相连, 电阻率在150 Ω · m以上, 根据物性及地质资料推断为安山岩体, 故侵入岩体也为安山岩体。由于安山岩体的侵入使角砾岩发生矿化, 电阻率变低, 左侧出现一囊状低阻异常区, 位于10~36号点, 深度220~380 m, 异常中心位于28点下300 m处; 右侧出现一个条带状低阻异常区, 在62~116号点80~180 m位置, 推断这两个异常区为矿致异常。

结合图2、图3、图4可以看出, 140线和150线的中间位置布格重力相对较高, 而两端布格重力相对较低。140线和150线中间有一相对电阻率较高的侵入体, 结合两种物探方法所得结果, 推断这一侵入体为高重力、高阻岩体, 再结合物性资料, 推断为安山岩, 同样印证了利用CSAMT资料推断岩体分布情况具有可行性, 也使推断的结果更具说服力。

为了验证推断结果, 在140线上布置了6个钻孔(图5), 6个钻孔都见了矿, 矿体均位于角砾岩中, 见矿深度各有不同。CK74在310 m见铁矿; CK90共见2层铜矿段, 一层位于90~170 m, 另一层在260~270 m, 从90~340 m均有黄铜矿化; DZK0101共见2层铜矿段, 其中一层见矿深度位于90~150 m, 另一层在225~245 m, 从90~380 m均有黄铜、黄铁矿化, 以黄铜矿化为主; DZK0102共见2层铜矿段, 一层在90~140 m之间, 另一层位于190~215 m之间, 从90~343 m均有黄铜、黄铁矿化; CK81在155~205 m之间见1层铁矿段; CK37在230 m见1层铁矿。

图5

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	图5 东岗140线钻孔见矿情况

图6

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	图6 东岗150线钻孔见矿情况

在150线上布置了7个钻孔(见图5), 4个钻孔见矿, 见矿岩性均为角砾岩。CK89见2层铁矿段, 见矿深度分别为90 m和170 m; CK40共见2层铜、铁矿体, 见矿深度分别为90 m和150 m; CK24在155 m见1层铜矿; CK11在95 m见1层铜矿。

以上钻孔资料显示, 在140线上铜矿见矿段主要分为两段, 一段位于90~170 m, 厚约80 m, 另一段位于195~245 m, 厚约50 m, 铜矿延伸由DZK0102向CK90约呈60° 往下延伸, 跟电阻率倾向一致, 铁矿主矿体位于CK81下方155~205 m之间, 倾角45° 左右, 倾向跟电阻率倾向一致; 在150线上铁矿主要位于电阻率低的中心地带, 产状和电阻率形态几乎一致, 而铜矿位于电阻率相对较低的地带。综上所述, 铜、铁矿均产于角砾岩中, 铁矿一般位于低电阻率中心地带, 电阻率在20 Ω · m以下, 而铜矿位于相对低电阻率地带, 电阻率在20~80 Ω · m之间; 140线左侧推断的2个矿致异常和150线左侧推断的1个囊状矿致异常可能是下一步的找矿目标, 有待进一步工程验证。

综合140线、150线CSAMT二维反演剖面图及物性资料, 圈定研究区岩体的分布情况, 为地质分析以及钻孔布置提供了可靠的物探证据。经过钻孔及重力资料的验证, 说明推断结果是可信的, 同时说明CSAMT在研究区寻找铜、铁矿中有一定的效果, 为与研究区地质条件相同的地区开展CSAMT工作提供了一定的参考价值。

在研究区铜、铁矿主要产于角砾岩中, 铁矿一般位于低电阻率中心地带, 电阻率在20 Ω · m以下, 而铜矿位于相对低电阻率地带, 电阻率在20 Ω · m到80 Ω · m之间。 140线左侧推断的两个低阻异常和150线左侧推断的一个囊状低阻异常可能为矿致异常, 有待进一步工程验证; 这为后续地质工作提供了方向。