西秦岭东西两部分的重磁场特征差异明显, 重磁场的梯级带同时反映出了有近南北向隐伏基底构造的存在。这条构造带是划分秦岭东西构造分块的界线, 它控制着沉积建造、岩浆侵入和火山活动以及中新生代沉积盆地的展布。在东、西秦岭构造带交接区, 地表区域构造以近东西向占优势, 唯有近南北向重力梯级带与南北向深部构造带对应得好。重力梯级带反映的深部南北向构造与秦岭地表近EW向构造形成立体交叉, 呈现与地表近EW向构造明显的不协调, 再加上浅部重力场叠加, 致使南北向重力梯级在局部偏移。大致以天水— 武 都一线为界, 其东侧山脉走向为EW或NEE向, 海拔在2 000 m以下, 地壳厚度在45~42 km。而西侧山脉多为NW或NWW走向, 海拔在3 000 m以上, 地壳厚度在50~60 km。另据夷平面资料, 东西两侧同级夷平面相对上升, 高度也不同, 东侧总的上升为800 m, 而西侧却上升了1 600 m(图1)。

航磁异常(图2)也是以天水— 武都一线为界, 东西两侧存在明显差异, 东部是大片条块状高强度的正负相间、变化剧烈的磁异常, 西侧磁异常以区域平静负背景为特征, 其上叠加带状和串珠状磁异常, 且磁异常幅值及形态两侧截然不同。据磁异常东西两侧不同, 对比分述如下。

图1

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图1 西秦岭布格重力异常等值线平面

图2

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图2 西秦岭航磁Δ T异常等值线平面

西秦岭— 松潘平静磁异常区, 分布在临夏— 天水一线之南, 天水— 武都一线以西, 仅在北部边缘出现由中酸性岩体引起的强度为50 nT的微弱磁异常, 与北侧祁连— 北秦岭杂乱高磁场交界, 西秦岭平静磁场与松潘— 甘孜平静磁场连成一片, 特征相似。在平静磁场带对应的西秦岭中、南构造带, 分布着震旦系— 三叠系复理石碎屑岩及碳酸盐岩, 另在玛沁— 武都一线以南出露中、上三叠统巴颜喀拉群, 岩性由陆缘碎屑岩为主的类复理石组成, 上述地层是典型被动大陆边缘稳定型沉积而不具磁性。

天水— 武都— 平武一线以东的秦岭和龙门山地区, 为强度高, 呈NEE向斜列展布的北秦岭强磁异常带、徽成盆地隐伏磁异常带、武都— 康县— 勉县磁异常带和龙门山磁异常带。在北秦岭强磁异常带, 主要由下元古界秦岭群中深变质岩、下古生界李子园群火山岩及花岗岩、闪长岩综合引起。构成盆地隐伏宽缓磁异常, 推断为三叠系下部隐伏中基性火山岩所引起。

武都— 康县— 勉县磁异常带, 总体呈NEE向成群、成带出现, 北部多为志留系含磁黄铁矿炭质片岩引起, 南部由中— 上元古界碧口群底部中基性海相火山岩引起。龙门山磁异常带与古生界复背斜构造带一致, 地表为无磁性大陆边缘海相沉积岩, 以150~200 nT低缓磁异常反映与彭灌杂岩有关的隐伏磁性基底。

另从铅锌矿的分布(图3)来看, 东侧从陕西的凤太矿田至甘肃西成矿田, 多为大、超大型矿床, 其中有凤县铅硐山、八方山(图3省外未标)、成县厂坝— 李家沟、邓家山、毕家山、磨沟等大型、超大型铅锌矿床, 页水河、向阳山、洛坝、庙沟、焦沟、尖崖沟等中、小型铅锌矿床; 西侧宕昌县代家庄— 半沟、岷县窑沟— 下拉地仅为中小型铅锌矿床。

图3

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图3 西秦岭地质构造与铅锌矿分布(据文献[8]改编)

从成矿时代来看, 由陕西凤县— 太白到甘肃境内的西和— 成县铅锌矿成矿期为D_1-2或Pt^[5], 宕昌代家庄— 半沟成矿时期为D_2-3, 窑沟— 下拉地的成矿时期为C_1-2, 呈现成矿层位依次抬高、时代逐渐变新的趋势。

从矿床成因类型来看, 凤太^[9]、西成^[10]矿田属以硫化物为主的喷气沉积层控矿床。代家庄碳酸盐岩型铅锌矿出现新的成矿类型^[1], 主要矿物为次生氧化菱锌矿、白铅矿, 不易识别。对代家庄与西成铅锌矿床的地质地球化学特征对比^[11]还发现, 二者在容矿围岩、沉积环境、矿石型态、结构构造以及同位素地球化学方面存在明显差异, 代家庄成因属碳酸盐岩容矿的喷流沉积矿床(MVT类型), 不同于西成矿田碳酸盐岩— 细碎屑岩容矿的喷流沉积矿床(Sedex类型)。

图4

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图4 代家庄铅锌矿极化率η s异常等值线平面

代家庄测区1: 1万激电中梯扫面圈出6个激电异常(图4), 异常编号分别为M1~M6, 异常解释与验证见矿情况如下。

2.1 M1异常

M1异常位于测区中北部, 规模大, 强度高, 总体呈近南北向展布, 长轴近800 m, 宽约520 m, 并与化探异常分布吻合。

异常区主要出露的地层为泥盆系龙鳞桥组第三岩性亚段(Dl³)的灰、灰白色块状微— 细晶灰岩。为本区主要含矿层, Ⅰ 矿带矿体就赋存在该层中。

结合垂直异常走向的东西向 Ⅰ — Ⅰ '激电测深断面(图5)分析, 电性结构在垂向上形成截然不同的两层, 浅部(< 100 m)呈高电阻率(600~3 200 Ω · m)、低极化率(< 1%)特征, 深部呈低电阻率(200~500 Ω · m)、高极化率(2%~5%)特征。等值线形态总体向西倾, 浅部缓, 深部变陡, 倾角在80° 左右。断面内范围较大的宽缓高背景上叠加的窄峰极化率高值(5%~9%)异常, 西翼缓, 东翼陡, 并出现负值, 初步判断该极化体向西倾斜, 结合断面异常特征, 判断异常体顶端埋深较浅。从ZK4701孔所见的构造角砾岩菱锌矿(锌品位达4.1%~15%), 推断该部位为极化体顶部延伸的前缘。另外, 与η _s异常区相对应的ρ _s呈现低阻( 200~300 Ω · m), 考虑地形影响, 与山脊地形造成的ρ _s值降低相似, 形成场的叠加, 另在沟谷中出现ρ _s 值升高。综合以上因素及化探异常的分布, 并考虑氧化矿与原生矿的伴生关系, 以及含炭岩矿体的成生联系, 推断η _s窄峰高值异常应是原生金属硫化物矿体与炭质的综合反映, 是间接找矿的标志。

图5

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图5 Ⅰ -Ⅰ '激电测深极化率与电阻率综合断面 1— 第四系坡积残迹碎石及砂土; 2— 泥盆系粉砂质板岩及生物碎屑灰岩; 3— 泥盆系块状微— 细晶灰岩; 4— 泥盆系泥质板岩夹薄层生物碎屑灰岩; 5— 泥盆系细晶灰岩夹生物碎屑灰岩及炭质、泥质板岩, 为含矿层

2.6 M6异常

M6异常位于测区东南端沟脑里一带, 呈条带状北西— 南东向展布, 极大值2.66%, 异常西端出露泥盆系龙鳞桥组第二岩性段(Dl²)土黄色泥质、钙质、粉砂质板岩夹深灰色生物碎屑灰岩。该异常面积较小, 强度较弱, 呈条带状连续分布, 与地层及构造线走向一致并且受断裂的控制, 同时异常最强部位与构造角砾岩带重叠。从施工的平硐中已发现有零星金属硫化物矿(化)透镜体存在, 结合Pb、Ag化探异常以及激电测深向深部视极化率增强的趋势, 推测该异常由破碎带中不均匀金属硫化物引起。

由上可见, 矿区含炭地层与铅锌矿化关系十分密切, 即是找矿的标志之一, 也是激电间接找矿的目标物与直接找矿目的物的统一。上述M1、M4异常见矿体, M2、M3、M5、M6经检查和工程验征已发现铅锌矿化, 同样表明激电间接找矿的作用和效果是明显的。

据物性测定, 锌矿石具有较高极化率16%, 矿化构造角砾岩和含炭灰岩具有中等极化率, 分别为6.5%、7.2%。由此可认为, 激电极化率异常是铅锌矿和含炭岩层引起, 由于含炭地层是铅锌矿层的顶、底板^[7], 且较矿体有较大厚度, 含炭岩层就成为该区电法有利的间接找矿标志。另在西成矿田, 也发现含矿层富含炭质地段几乎都赋存有矿体, 说明炭的分布是控矿就位的一个重要因素^[5], 因此, 上述间接找矿标志应由含炭岩层和含矿岩带综合引起。

图6

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图6 代家庄东矿段高精度磁测Δ T异常等值线平面 1— 正异常等值线; 2— 零等值线; 3— 负异常等值线; 4— 铅锌矿带

代家庄铅锌矿东段(开源)已转为开采, 通过高精度磁测, 从Δ T磁异常等值线图(图6)上可看出, 区内磁场普遍较弱, 在-10~15 nT间波动, 磁异常呈NW向条带状展布。根据磁异常带分布特征, 可以明显看出异常带分为南、北两部分, 南部为大片低负磁异常, 仅在西段磁异常为带状异常分布, 长约200 m, 异常强度不高, 极大值可达15 nT, 两侧有明显负值, 极小值-10~-12 nT; 南侧负异常较窄, 北侧形成宽缓低负异常, 反映弱磁性体北倾的产状特征与区内地层构造和矿体产状一致。西段正磁异常与已知钻探控制矿体对应吻合, 据矿物组合来看, 金属矿物以闪锌矿、方铅矿为主, 共(伴)生少量磁黄铁矿而具有弱磁性, 且含量不均。中段深部隐伏矿体却处在低负异常部位。北部磁异常呈正负相间条带状分布, 经钻探未发现矿体。

岩矿石标本进行磁化率参数测定均显示为无磁反应, 这只能表明岩矿石磁性较弱, SM-20磁化仪灵敏度偏低, 分辨率不够。基于磁异常与矿体存在不确定性或磁性微弱, 将其用于铅锌矿的直接间接找矿, 作用不明显。

矿体由于磁性矿物含量不均, 可形成弱异常或不显示异常, 从总体来看, 铅锌矿处在低负背景磁场中, 微弱磁性差异反映成岩、成矿矿物中铁含量较少以及Fe²⁺、Fe³⁺的赋存形态和量值关系, 揭示出成岩成矿的氧化还原环境, Fe³⁺为主反映氧化环境形成磁性铁矿, Fe²⁺为主反映还原环境形成非磁性铁矿, 金属硫化矿就赋存在还原环境和铁含量较少的围岩中。这也是代家庄铅锌矿处在低负磁异常的原因所在。

图7

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图7 代家庄东矿区CSAMT反演电阻率断面 1— 电阻率等值线; 2— 钻孔; 3— 推断断裂及编号; 4— 钻孔见矿部位

图8

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图8 代家庄东矿区CSAMT电阻率断面定位预测

基于铅锌矿和顶底板含炭地层具低阻率的特性, 首先在已知钻孔控制矿体的勘探线上进行了方法有效性试验, 对电阻率二维反演剖面进行解释, 以寻求地电特征与矿体赋存部位的对应关系。由图7可见, 3个钻孔的见矿部位均处在NE向和SW倾向的两组断裂的交汇部位的NE向高、低阻过渡带部位, 这与地质研究的找矿标志相吻合。

根据方法有效性试验的结果, 对相邻断面进行了定位预测(图8), 指导采矿, 在对应部位坑道内揭露到矿体。由此可见, CSAMT在代家庄东矿区(开源)铅锌矿勘查中, 揭示出深部含矿带空间分布和围岩组合关系, 借助控矿容矿地质条件和找矿标志, 起到了找深部隐伏矿体的定位预测作用。

还需说明, 在代家庄铅锌矿CSAMT 勘查中, 于深度300~500 m出现大片的低阻电性层, 在各断面均可见到; 另在2005年勘查中也见到类似的低阻电性层^[12], 对其认识不同, 且未得到钻探验证。而在西秦岭的大水金矿, 在高阻电性层下部300~500 m出现水平状低阻电性层, 已被600~700 m深孔证实岩层和金矿连续存在。通过CSAMT二维反演结果分析, 可认为此低阻电性层是反演软件不完善造成的高阻电性层下部出现的“ 过渡区低谷” 所致, 这也是造成矿体处在电性过渡带的原因所在, 淹盖了深部岩层的高阻电性特征。

(1)重磁场特征反映的东西秦岭分界, 揭示了东西秦岭不同的区域成矿地质背景和对铅锌矿成矿控制的差异性。

(2)物探找矿作用主要表现在直接找矿和间接找矿两方面。铅锌矿体具有低阻、高极化物性特征, 是用激发极化法找矿目的物和目标物一致的找矿标志, 在普查详查阶段可直接找矿。由于铅锌矿金属矿物含量相对围岩较少, 加之氧化和有一定埋深时往往异常信息较弱, 很难直接观测到矿体的电性异常, 只有在分析控矿因素和找矿标志的情况下, 在矿体呈层状产于炭质岩层中, 基于炭质岩层与成矿有成因联系, 在空间分布有一定对应关系, 是找矿探测的目标物。因此, 探测目标物的低电阻率和高极化率特征就成激电在该区间接找矿的标志。

(3)代家庄铅锌矿的磁异常较弱和矿体存在与否不确定, 磁测作为铅锌矿间接找矿标志, 其找矿作用并不明显。以低负磁异常所反映的是铅锌矿所处的还原地化环境和铁含量较少的围岩背景。

(4)可控源音频大地电磁测深在代家庄铅锌矿东矿区探采阶段, 起到攻深探盲, 找深部隐伏矿体的定位预测作用。