汪青松，張金會，張順林，張家嘉，產(chǎn)思維， 程培生，崔先文，張凱

1)自然資源部覆蓋區(qū)深部資源勘查工程創(chuàng)新中心，合肥，230031；2)安徽省電法勘探重點實驗室，合肥，230031；3)安徽省勘查技術(shù)院，合肥，230031

內(nèi)容提要: 覆蓋區(qū)找礦難度不僅與覆蓋層厚度有關(guān)，還與覆蓋層物性、水文地質(zhì)條件以及礦體特征關(guān)系密切。覆蓋區(qū)找礦突破是一個系統(tǒng)過程，需要經(jīng)歷選區(qū)—圈靶—定位—驗證評價4個階段，存在勘查選區(qū)、地質(zhì)信息探測和多學(xué)科有效融合難題。前人較少研究覆蓋區(qū)找礦突破過程與勘查技術(shù)體系，筆者等基于“現(xiàn)有技術(shù)+結(jié)合實際創(chuàng)新”思路，總結(jié)提出了厚覆蓋區(qū)找礦“循環(huán)漸近式勘查技術(shù)體系”，在實際應(yīng)用中，能夠提高找礦成功率，入選自然資源部《礦產(chǎn)資源節(jié)約和綜合利用先進適用技術(shù)目錄(2019年版)》。

鐵銅金等礦產(chǎn)資源國內(nèi)供應(yīng)長期緊缺(陳葆仁等,1985; 王東方等,2019)，對外依存度高，現(xiàn)為地質(zhì)勘查弱勢階段(張恒等,2020)，儲量增長慢，后疫情時代資源保障安全風(fēng)險增高，需要重視戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源勘查。覆蓋區(qū)分布廣、金屬礦勘查程度低、將是地質(zhì)找礦主戰(zhàn)場，眾多專家學(xué)者積極開展覆蓋區(qū)找礦方法研究。

謝學(xué)錦等研究穿透性地球化學(xué)勘查技術(shù)，建立了完整的理論與技術(shù)系列(謝學(xué)錦等,2003; 魯美等,2019)，在半干旱荒漠草原覆蓋區(qū)(郭祥義等,2019)、草原覆蓋區(qū)(王葆華等,2011)、森林覆蓋區(qū)(張寶林等,2015; 羅先熔等,2005)、戈壁覆蓋區(qū)(葉榮等,2003)、黃土覆蓋區(qū)(楊笑笑等,2019)、青藏高原干旱荒漠區(qū)和凍土覆蓋區(qū)(邱煒等,2013)、南方紅壤區(qū)(萬衛(wèi)等,2019)、玄武巖覆蓋區(qū)(韋選建等,2017)、盆地區(qū)(張必敏等,2016)和沖積平原覆蓋區(qū)(付亞龍等,2019)等進行了廣泛的找礦試驗研究。

地球物理勘查是覆蓋區(qū)找礦主要方法，很多學(xué)者都在尋找有效穿透探測方法，開展了激發(fā)極化法(馬一行等,2019)，視電阻率聯(lián)合剖面法(段世輕等,2019)，EH4連續(xù)電導(dǎo)率測量法(樊戰(zhàn)軍等,2007)和雙頻激電法(武煒等,2009)等單方法應(yīng)用與試驗；也開展了綜合方法在不同類型覆蓋區(qū)找礦應(yīng)用與試驗，如綜合物探法在淺覆蓋區(qū)(畢炳坤等,2019)、物化探方法在厚層覆蓋區(qū)和黃土覆蓋區(qū)(胡云滬等,2002; 賈長順等,2005)、地物化綜合方法在草原覆蓋區(qū)和火山巖覆蓋區(qū)(馬維等,2014; 張景等,2016)、綜合找礦方法在覆蓋區(qū)(郝興中等,2020)等應(yīng)用試驗，孟貴祥等系統(tǒng)地總結(jié)了穿透性探測技術(shù)應(yīng)用情況(孟貴祥等,2019)，徐啟東等構(gòu)建了草原覆蓋區(qū)綜合地質(zhì)找礦流程(徐啟東等,2012)，張寶林等提出了典型覆蓋區(qū)“地物化三場異常耦合理論”(張寶林等,2018)。

近年來,基于覆蓋區(qū)巨大的找礦潛力,國外相繼開展有針對性的覆蓋區(qū)找礦方法研究。例如，美國地質(zhì)調(diào)查局在阿拉斯加Pepple大型斑巖銅礦外圍冰磧物覆蓋區(qū)開展了勘查地球化學(xué)探測和礦物指示標志的研究，澳大利亞則利用已獲取的綜合地球物理探測數(shù)據(jù)成果,“剝離”覆蓋層,開展基巖地質(zhì)填圖(孟貴祥等,2019)。

覆蓋區(qū)找礦是指發(fā)現(xiàn)覆蓋層下礦產(chǎn)資源的活動，有勘查選區(qū)、圈靶、定位和驗證定性評價4個階段(汪青松等,2018)，涉及地質(zhì)、物探、鉆探、分析測試等多個學(xué)科，存在勘查選區(qū)、地質(zhì)信息探測和多學(xué)科有效融合等難題。

前人研究成果主要是深穿透地球化學(xué)勘查方法和常用物探方法有效性試驗和已知礦區(qū)的地質(zhì)物化探異常特征總結(jié)，且集中在圈靶—定位階段，又以淺覆蓋區(qū)居多，缺乏覆蓋區(qū)找礦突破整體解決思路，較少針對覆蓋層地質(zhì)特征開展穿透性地球物理精準探測方法技術(shù)研究，地質(zhì)物探有效融合方法研究成果也不多，缺乏覆蓋區(qū)金屬礦勘查技術(shù)體系理論總結(jié)。

筆者等長期從事覆蓋區(qū)金屬礦勘查科研工作，不斷創(chuàng)新覆蓋區(qū)找礦方法，總結(jié)了“一選三定四階段”覆蓋區(qū)綜合找礦模式(汪青松,2010a),提出了覆蓋區(qū)找礦“循環(huán)漸近式勘查技術(shù)體系”(汪青松,2010b)，能夠提高找礦成功率，相關(guān)技術(shù)入選《礦產(chǎn)資源節(jié)約和綜合利用先進適用技術(shù)目錄(2019年版)》。在筆者等負責(zé)和參加的30余個省部級金屬礦勘查和科研項目中，共發(fā)現(xiàn)大中型礦床7處、小型礦床6處、礦點15處，提交找礦靶區(qū)30余個，既見證了找礦突破成果，也經(jīng)歷了找礦失敗過程，積累了較多的找礦勘查經(jīng)驗和教訓(xùn)。文中系統(tǒng)地分析了厚覆蓋區(qū)找礦難題，提出了整體解決思路，簡要介紹了“循環(huán)漸近式勘查技術(shù)體系”和應(yīng)用案例，意在拋磚引玉，供廣大礦產(chǎn)勘查科研人員參考。

1 厚覆蓋區(qū)找礦難題

1.1 勘查選區(qū)難題

地質(zhì)找礦首要工作是選定勘查區(qū)，需要利用以往地質(zhì)物化探資料，研究區(qū)域成礦規(guī)律、分析控礦條件、進行成礦(靶區(qū))預(yù)測，提出勘查區(qū)建議?；鶐r出露區(qū)常用的地質(zhì)填圖、剖面測量、山地工程等方法不能查明覆蓋層下地質(zhì)結(jié)構(gòu)和礦化蝕變情況，覆蓋區(qū)找礦有效方法少，以往投入少，工作程度低，地質(zhì)基礎(chǔ)資料不足，難以采用出露區(qū)常用的地—物—化綜合信息采集(邱輝等,2019)與多元信息集成預(yù)測方法技術(shù)(繆宇等,2019)等選擇勘查區(qū)，存在著到哪里找礦的難題。

1.2 厚覆蓋區(qū)地質(zhì)信息探測難題

覆蓋區(qū)礦床是指礦體被成礦作用無關(guān)地層覆蓋的隱伏礦床(汪青松等,2018)。覆蓋地層的厚度、物性、水文地質(zhì)特征和隱伏礦體特征與找礦難度關(guān)系密切。

1.2.1 覆蓋層厚度與找礦難度

覆蓋層厚度越大找礦難度越大，據(jù)此將覆蓋區(qū)劃分3類：

(1)淺覆蓋區(qū)：覆蓋層≤30 m，輕便機械可采集覆蓋層下樣品，物化探方法有效，找礦難度相對較小。

(2)厚覆蓋區(qū)：覆蓋層30～500 m，易充水形成低阻屏蔽層，輕便機械不能采樣，物探效果降低，常規(guī)化探方法不可行，找礦難度大。

(3)超厚覆蓋區(qū)：覆蓋層≥500 m，礦體埋藏深度大，物化探異常更弱、效果更低，鉆探施工技術(shù)要求提高(鄭文龍等,2019)，找礦難度更大。

1.2.2 覆蓋層類型與找礦難度

覆蓋層物性和水文地質(zhì)特征對找礦效果影響大，據(jù)此劃分4種類型：

(1)富水低阻覆蓋層：以第四系松散砂礫黏土層為代表，有地下水和低阻層(胡浩等,2020)；部分中新生代沉積盆地也有含水層(劉元晴等,2019)和熱儲層(王貴玲等,2020; 譚肖波等,2019)存在。低阻層屏蔽電法勘探信號(李海等,2014)，找礦效果差；地下水不僅電率阻低且具有流動性(陳葆仁等,1985)，吸收來自深部礦化元素擴散消失，阻止化探元素穿透覆蓋層到達地表，屏蔽化探信息。我國平原區(qū)和山間盆地廣泛分布。

(2)貧水低阻覆蓋層：以固結(jié)—半固結(jié)砂礫巖泥巖組成的中—新生界“紅層”、黃土層為代表，電阻率低，常缺少含水層，電法勘探效果差，深穿透化探方法有一定性找礦效果(張必敏等,2016)。

(3)高阻覆蓋層，以荒漠戈壁和火山噴發(fā)巖層(如玄武巖)為代表，主要分布在我國西北地區(qū)和火山巖分布區(qū)，地表巖性干燥或固結(jié)堅硬，導(dǎo)電性差，存在高阻屏蔽作用，電流難以穿透覆蓋層，直流電法勘探效果差。深穿透化探方法有一定找礦效果( 葉榮等, 2003; 韋選建等,2017; 郭祥義等,2019)。

(4)磁性覆蓋層，以中基性火山巖為代表，具有強磁性，地面磁場復(fù)雜紊亂，隱蓋了深部磁異常信息，磁法勘探資料處理和異常識別難度大，深穿透化探方法有一定找礦效果(韋選建等,2017)。

同一覆蓋區(qū)常有多種類型覆蓋層重疊存在。

1.2.3 礦體特征與找礦難度

大多數(shù)金屬礦床(如銅、鉛鋅、金銀等)地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，金屬礦物含量少品位低，礦體規(guī)模小，形態(tài)不規(guī)則，與圍巖交織，識別難度大。礦體物性特征、規(guī)模、產(chǎn)狀與覆蓋區(qū)找礦難度有關(guān)，尋找磁性、水平層狀、規(guī)模大的礦體難度小，尋找無磁性、產(chǎn)狀陡、規(guī)模小的礦體難度大，參見表1。

表1 厚覆蓋區(qū)礦體特征與物探方法有效性分析一覽表Table 1 List of ore body characteristics and effectiveness analysis of geophysical prospecting methods in thick overburden area

1.3 多學(xué)科有效融合難題

覆蓋區(qū)找礦需要地質(zhì)、物探、化探、鉆探、分析測試多方法綜合勘查，地質(zhì)理論指導(dǎo)，地球物理探測技術(shù)支撐，鉆探取樣分析測試，多學(xué)科有效融合才能提高找礦效果。地質(zhì)物探緊密結(jié)合是行業(yè)難題，地質(zhì)、物探“兩張皮”現(xiàn)象較普遍，現(xiàn)階段鮮見多方法融合特別是地質(zhì)物探有效融合新方法研究成果，往往導(dǎo)致勘查項目實施前預(yù)研究和實施后綜合研究效果差，實施過程中物探工作部署、靶區(qū)預(yù)測和物探異常推斷解釋不正確，鉆探驗證經(jīng)常出現(xiàn)“這個異常怎么沒有礦”現(xiàn)象！

2 科學(xué)技術(shù)問題與解決思路

2.1 穿透厚覆蓋層探測科學(xué)技術(shù)問題

覆蓋區(qū)找礦存在的地質(zhì)信息探測難題，其根源是深地探測方面的科學(xué)技術(shù)問題?，F(xiàn)有的探測儀器設(shè)備和物化探方法技術(shù)，不能完全滿足精準快速探測厚覆蓋層下地質(zhì)結(jié)構(gòu)和礦體信息要求，物探數(shù)據(jù)采集和異常識別還有難題存在，從而導(dǎo)致勘查選區(qū)、圈靶、定位和多學(xué)科融合等一系列難題出現(xiàn)。

2.2 覆蓋區(qū)勘查理論技術(shù)體系問題

目前，我國主要物探異常多有驗證結(jié)論，單一物探方法找礦難度越來越大。地質(zhì)找礦特別是覆蓋區(qū)找礦需要綜合勘查理論指導(dǎo)，統(tǒng)籌安排各種方法，提供合理勘查流程，實施多方法有效融合才能取得更好的找礦效果。

《固體礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范總則》(GB/T13903-2020)和《固體礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查技術(shù)要求》(1∶50000)(DD2019-02)為地質(zhì)找礦提供了勘查理論技術(shù)體系，但是在指導(dǎo)覆蓋區(qū)找礦時還存在不足，覆蓋層具有遮擋隔斷和屏蔽地質(zhì)物化探信息作用，其所提供的遙感地質(zhì)調(diào)查、礦產(chǎn)地質(zhì)專項填圖、礦產(chǎn)綜合檢查等方法在覆蓋區(qū)基本不能發(fā)揮作用，提供的物探和化探方法在覆蓋區(qū)有局限性，暫時還沒有提供適合覆蓋找礦需要的勘查流程和多學(xué)科融合有效方法，覆蓋區(qū)找礦缺乏特色勘查理論技術(shù)體系指導(dǎo)。

2.3 解決思路

穿透厚覆蓋層探測科學(xué)技術(shù)問題短期內(nèi)難以完全解決，拓展覆蓋區(qū)找礦空間迫在眉睫，解決問題的基本思路是“基于現(xiàn)有技術(shù)+結(jié)合實際創(chuàng)新”，構(gòu)建覆蓋區(qū)找礦勘查理論技術(shù)體系，逐步解決勘查選區(qū)、地質(zhì)信息探測和多學(xué)科有效融合難題。即基于現(xiàn)有方法技術(shù)，創(chuàng)新地質(zhì)物探結(jié)合方法，研究綜合找礦模式，研發(fā)穿透厚覆蓋層探測技術(shù)，不斷完善礦產(chǎn)勘查理論。為此筆者研究總結(jié)了一種覆蓋區(qū)找礦“循環(huán)漸近式勘查技術(shù)體系”。

3 循環(huán)漸近式勘查技術(shù)體系組成

3.1 地質(zhì)物探融合技術(shù)路線

如圖1，“地質(zhì)理論循環(huán)指導(dǎo)，物探技術(shù)雙重支撐”，即地質(zhì)理論指導(dǎo)物探工作部署，物探技術(shù)支撐礦化信息以及基礎(chǔ)地質(zhì)信息采集；物探成果引導(dǎo)地質(zhì)理論創(chuàng)新，新的地質(zhì)理論再次指導(dǎo)工作部署；循環(huán)勘查…。有別于傳統(tǒng)的“地質(zhì)出思路、物探出靶區(qū)，鉆探來驗證”技術(shù)路線。

圖1 地質(zhì)物探融合思維導(dǎo)圖Fig. 1 Mind map of geological and geophysical exploration integration

3.2 “221”多學(xué)科勘查體系架構(gòu)

如圖2，由地質(zhì)、物探2類實物工作，多學(xué)科融合、地質(zhì)信息探測2類創(chuàng)新方法，和1個勘查流程構(gòu)成，明確了覆蓋區(qū)找礦工作綱要和全程融合關(guān)鍵節(jié)點與創(chuàng)新要求。

圖2 “221”多學(xué)科勘查體系架構(gòu)運行示意圖Fig. 2 Operation diagram of “221” multidisciplinary exploration system architecture

3.3 “一選三定四階段”勘查模式

如圖3，將覆蓋區(qū)找礦目標分解為勘查選區(qū)、靶區(qū)圈定、勘查定位、驗證定性4個階段任務(wù)(汪青松等,2018)，循序漸進，依次完成，缺一不可，只有上階段任務(wù)完成后才能進入下階段工作。靶區(qū)圈定評價是覆蓋區(qū)找礦重要過程，往往需要循環(huán)勘查，靶區(qū)評價不能定位時需要重新圈靶再評價，鉆探驗證情況與推斷成果不符時需要重新圈靶評價再定位，循環(huán)漸近式勘查，逐步逼進找礦目標，直至驗證情況與預(yù)測成果一致，才能將靶區(qū)確定為普查基地提交。

圖3 覆蓋區(qū)找礦一選三定四階段反復(fù)循環(huán)流程示意圖Fig. 3 Flow chart of repeated circulation in four stages of prospecting, separation, determination in covered area

3.4 “探測十法”方案

基于現(xiàn)有探測條件和創(chuàng)新成果，歸納梳理了5類地質(zhì)信息采集和5類異常識別方法技術(shù)，作為厚覆蓋區(qū)深部地質(zhì)信息探測基本方案。

3.4.1 信息采集方法

(1)避免屏蔽法：選擇不受低阻屏蔽作用影響的物探方法，如重磁測量、地震勘探、放射性測量(陳江源等,2020)等。

(2)增強信號法：增強發(fā)射信號或激發(fā)目標體產(chǎn)生特有信號，獲得穿透厚覆蓋層深部地質(zhì)信息，如大功率電法、電流磁場法等。

(3)定向窗口法：預(yù)設(shè)目標體深度，設(shè)計電法勘探“偶極—偶極擬斷面測深法”探測窗口，測量目標層位異常信息。

(4)測井法：通過鉆孔直接穿過厚覆蓋層近距離探測礦體異常信息。

(5)組合法：多種物探方法組合采集地質(zhì)信息，優(yōu)勢互補克服物探方法局限性和多解性弱點。

3.4.2 異常定性識別方法

(1)數(shù)據(jù)處理法：結(jié)合目標地質(zhì)體規(guī)模選擇處理參數(shù)，處理過程地質(zhì)物探緊密結(jié)合，獲得具有明確地質(zhì)意義的物探異常。如廬樅火山巖覆蓋區(qū)，地面磁異常跳躍復(fù)雜，存在礦致異常識別難題，尋找泥河鐵礦時通過與地質(zhì)模型相結(jié)合的數(shù)據(jù)處理，獲得了重磁同高異常，為鉆探驗證孔位設(shè)計提供了依據(jù)，從而發(fā)現(xiàn)并快速探明了泥河大型鐵礦(汪青松等,2012; 吳明安等,2011)。

(2)模型對比法：對比物探異常解釋模型和地質(zhì)成礦模型或物性模型，定性解釋物探異常，這是典型地質(zhì)物探緊密相結(jié)合的物探異常解釋方法。

(3)聯(lián)合反演法：物探與地質(zhì)相結(jié)合多參數(shù)約束聯(lián)合反演，可排除物探異常多解性。

(4)模板解釋法：在地質(zhì)工作程度高的地區(qū)，建立各種物探異常地質(zhì)解釋模板，如CSAMT二維電阻率異常分類及其地質(zhì)解釋模板(汪青松,2011)，據(jù)此對照定性解釋工作程度低地區(qū)的物探異常。

(5)耦合遞進識別法：勘查方法按先后順序依次開展，后續(xù)勘查依據(jù)先期階段探測成果部署，逐步驗證物探異常識別礦體信息，循序漸進逼進勘查目標。同期勘查方法也可以多種組合。

3.5 勘查理論與找礦方法創(chuàng)新3.5.1 探測方法技術(shù)研究方向

基于“現(xiàn)有技術(shù)+結(jié)合實際創(chuàng)新”思路，研究探測新方法新技術(shù)，克服覆蓋層遮擋和屏蔽作用，解決覆蓋區(qū)特別是富水低阻厚覆蓋區(qū)深部地質(zhì)信息探測難題。如電流磁場法穿透低阻厚覆蓋層探測試驗，尋找陡傾斜脈狀金礦體取得了較好的找礦效果(汪青松等,2021a)，研發(fā)的一發(fā)四充電測井法解決了厚覆蓋區(qū)井中簿層礦體產(chǎn)狀探測難題(汪青松等,2021b)。

3.5.2 地質(zhì)物探融合方法研究方向

將地質(zhì)理論與物探方法原理相結(jié)合，研究地質(zhì)物探有效融合方法，解決勘查工作部署、方法設(shè)計、物探異常推斷解釋和綜合研究等階段地質(zhì)、物探“兩張皮”問題。如“地質(zhì)理論循環(huán)指導(dǎo)，物探技術(shù)雙重支撐”技術(shù)路線、“模型對比法”等物探異常定性識別的5類方法等；將地學(xué)成果與物探成果融合，提高勘查區(qū)地質(zhì)理論認識，解決勘查區(qū)缺乏個性化勘查理論指導(dǎo)的難題。如在皖東北地區(qū)將區(qū)域地球物理場特征研究成果與郯廬斷裂帶三階段演化基礎(chǔ)研究成果、區(qū)域成礦規(guī)律研究成果相結(jié)合，創(chuàng)建的繼承性斷裂構(gòu)造控礦模式，為五河金礦整裝勘查提供了地質(zhì)理論依據(jù)(汪青松等,2020a)。

3.5.3 勘查技術(shù)體系研究

開展覆蓋區(qū)找礦勘查理論研究，建立適合覆蓋區(qū)找礦的勘查技術(shù)體系，如“循環(huán)漸近式勘查技術(shù)體系”等。

4 應(yīng)用實例

4.1 楊橋孜銅金礦勘查，創(chuàng)新綜合勘查定位技術(shù)4.1.1 基本情況

楊橋孜銅金礦位于華北地臺南部的淮北平原，第四系覆蓋層厚度60～100 m。基巖如圖4a，地層以古生界寒武系、奧陶系、石炭系、二疊系為主，主要巖性為碳酸鹽巖和碎屑巖類；巖漿巖以燕山期花崗閃長巖體為主，在巖體接觸帶可形成矽卡巖型鐵銅金礦。

該礦最早發(fā)現(xiàn)于1978年，前人根據(jù)航磁異常尋找鐵礦，發(fā)現(xiàn)部分鐵礦體共伴生銅金礦，同時也存在獨立銅金礦體，曾投入了較大鉆探工作量開展普查找礦工作，至1995年共探獲金礦資源量3.5 t；銅14.5 kt；鐵礦石430 kt。

筆者等負責(zé)“淮北市三鋪巖體成礦區(qū)及其外圍鐵、銅、金多金屬礦(整體)普查”項目，根據(jù)重磁掃面和綜合研究成果，再次將楊橋孜地區(qū)作為鐵銅金礦靶區(qū)，申報普查項目獲得到批準。

4.1.2 找礦難點與重、磁、CSAMT、 CR法耦合定位技術(shù)應(yīng)用

楊橋孜地區(qū)第四系覆蓋厚度大，常規(guī)電法效果差，以往找礦主要依據(jù)磁異常布鉆，僅能發(fā)現(xiàn)與磁異常有關(guān)的含銅金磁鐵礦體，難以發(fā)現(xiàn)沒有磁異常的獨立銅金礦體，存在圈定找礦靶區(qū)、礦化蝕變范圍和礦體定位難題。

本次普查時創(chuàng)新應(yīng)用重、磁、CSAMT、CR法耦合定位技術(shù)發(fā)揮了作用。寒武系、奧陶系、石炭系以灰?guī)r、白云巖、大理巖等碳酸鹽巖類為主，密度較高，花崗閃長玢巖等中酸性巖密度相對較低，巖體接觸帶矽卡巖化巖石密度增高。據(jù)此，在普查區(qū)開展了大比例尺高精度重力測量，在弱磁異常區(qū)(圖4b)發(fā)現(xiàn)了重力高異常(圖4c)，弱磁異常解釋為碳酸鹽巖引起，重力高異常解釋為矽卡巖礦化帶和大理巖捕虜體引起，剩余重力異常區(qū)即為銅金礦找礦靶區(qū)。因重力異常體積效應(yīng)明顯，不能準確確定巖體接觸帶位置，為此根據(jù)銅金礦化蝕變電阻率降低和巖體與圍巖之間存在電性差異地球物理條件，選用CSAMT法探測巖體接觸帶和圍巖捕虜體，獲得了較好的電阻率異常(圖4d、e)，銅金礦主要礦石礦物為黃鐵礦和黃銅礦，具有強極化效應(yīng)，再用CR法多參數(shù)(圖4f)評價找礦靶區(qū)及圍巖接觸帶銅金化。耦合定位過程如圖4，ZK1112在CR法極化率異常對應(yīng)位置發(fā)現(xiàn)了含金磁黃鐵礦化體，厚3.67 m，金 4.03×10-6，硫 13.07%，說明定位準確。

4.1.3 找礦效果

重、磁、CSAMT、CR法耦合定位技術(shù)可概述為：重磁掃面獲取基巖基礎(chǔ)地質(zhì)信息，在巖體接觸帶圈定找礦靶區(qū)；大比例尺重力測量圈定圍巖捕虜體和矽卡巖化蝕變范圍；CSAMT法探測巖體和圍巖捕虜體邊界；CR法多參數(shù)評價金屬硫化物礦化情況；依次勘查，循序漸近，不斷縮小靶區(qū)范圍，逐步逼近礦體目標，鉆探驗證見礦。該技術(shù)尋找覆蓋區(qū)矽卡巖型弱磁性銅金礦體效果好，在楊橋孜地區(qū)探獲了皖北地區(qū)第一個中型規(guī)模以上金礦，2013年提交楊橋孜銅金礦普查報告，評審備案認定333類金資源量8.7 t(中型規(guī)模)，品位5.72×10-6；銅35.1 kt(小型規(guī)模)，品位1.01%；鐵礦石量3.3565 Mt(小型規(guī)模)，品位41.98%，伴生銀25.95 t(小型規(guī)模)；還伴生有大量鎵、硒、碲等“三稀礦產(chǎn)”資源(汪青松等,2015)，取得了重要找礦成果，是華北地臺南緣一種新的多礦種共伴生矽卡巖型礦床形式(汪青松,2010)，具有尋找關(guān)鍵礦產(chǎn)(王登紅,2019) 地質(zhì)意義。

4.2 五河金礦整裝勘查，循環(huán)勘查確定找礦靶區(qū)4.2.1 基本情況

五河金礦整裝勘查區(qū)位于皖東北地區(qū)五河縣境內(nèi)，面積400 km2，橫跨淮河兩岸，僅在淮河南岸有零星基巖出露，其余皆為第四系松散層覆蓋，厚度60～150m，富含地下水。郯廬斷裂帶從整裝勘查區(qū)中部通過，其西側(cè)基巖為前寒武紀五河群變質(zhì)巖系，東側(cè)基巖為白堊系“紅層”，區(qū)內(nèi)主要礦床類型為石英脈—構(gòu)造蝕變巖型金礦，共伴生鉛鋅銅礦。以往共發(fā)現(xiàn)規(guī)模較大礦床3處，金礦點50余處，共探明資源儲量6.7 t，找礦突破長期沒有取得重要進展(汪青松等,2019)。

項目來源：綜合研究選區(qū)。在初步研究皖東北地區(qū)和郯廬斷裂帶成礦地質(zhì)背景基礎(chǔ)上和分析了有利找礦條件后，選定五河地區(qū)建議設(shè)立省級金礦整裝勘查區(qū)，2010年獲得了安徽省國土資源廳批準并開始實施。經(jīng)過多次循環(huán)勘查和靶區(qū)圈定，初步實現(xiàn)了郯廬斷裂帶安徽境內(nèi)尋找金礦的突破。

4.2.2 找礦難點與多階段循環(huán)勘查過程

五河地區(qū)基巖出露少，覆蓋區(qū)面積大，基礎(chǔ)地質(zhì)工作程度低，控礦條件不清楚，且金礦體規(guī)模小、礦層薄、產(chǎn)狀陡、無磁性，缺少有效找礦方法，存在找礦靶區(qū)圈定難題。整裝勘查采用“物化探掃面先行，重點異常解剖，鉆探驗證”技術(shù)路線。到目前為此，勘查工作已經(jīng)歷了三個階段。

第一階段(2010～2011)，物探掃面、靶區(qū)評價、鉆探驗證、綜合評價。

物探掃面定靶。全區(qū)完成了1∶25000 重力、磁力、激電中梯、化探掃面(基巖出露及淺覆蓋區(qū))，圈定找礦靶區(qū)7個,簡稱1期靶區(qū)(圖5a)。

靶區(qū)評價定位。在找礦靶區(qū)內(nèi)選擇化探異常區(qū)、極化率異常區(qū)、重力低異常區(qū)(推斷中酸性隱伏巖體引起，有利成礦)開展了1∶10000～1∶5000 磁測、激電中梯掃面+綜合物探剖面測量，結(jié)合區(qū)內(nèi)已知礦床地質(zhì)特征，共圈定可供鉆探驗證的找礦靶區(qū)18個，每個靶區(qū)面積均較小，簡稱驗證靶區(qū)(圖5b)。

鉆探驗證。在驗證靶區(qū)中首批驗證了10個靶區(qū)，共施工鉆孔14個，7孔見礦，分布在7個驗證靶區(qū)，見礦情況如表2，見礦率達到50%，說明勘查流程和選用的物探方法有效。但是，在7個見礦鉆孔中，僅有ZK405、ZK201和ZK203金達到了2.5×10-6最低工業(yè)品位和最小1 m可采厚度要求，其他4個鉆孔見礦情況或厚度薄或品位低或與石英脈—構(gòu)造蝕變巖型主攻礦種類型不符。

表2 五河金礦整裝勘查首批驗證鉆孔見礦情況一覽表Table 2 List of the first batch of verification boreholes for integrated exploration in Wuhe gold deposit

綜合評價與原因分析。鉆探驗證沒有取得重要找礦進展，主要原因是區(qū)內(nèi)基礎(chǔ)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，物探異常推斷解釋存在偏差，多數(shù)驗證靶區(qū)沒有找礦前景，不能提供金礦普查基地。

如朱頂驗證靶區(qū)，基巖地質(zhì)情況如圖6a，第四系覆蓋層厚度10～20 m，區(qū)內(nèi)有正在開采的朱頂金礦；存在重力低物探異常如圖6b，推斷為隱伏巖體引起；位于激電中梯高阻異常區(qū)(圖6d)，顯示基巖為五河群控礦地層；有不規(guī)則激電中梯極化率異常(圖6e)和CR法深部極化率異常(圖6c),推斷深部存在硫化物礦體。該區(qū)驗證鉆孔ZK203位于朱頂金礦東側(cè)，追蹤已知礦體和驗證CR法深部異常；ZK204位于重力低異常區(qū)北端中心，驗證CR法深部異常和尋找隱伏巖體。鉆探結(jié)果如圖6f，ZK203在227 m深度揭穿五河群變質(zhì)巖系，進入意想不到的不含礦白堊系“紅層”，黑色，以碳質(zhì)泥巖為主，ZK203上部雖然發(fā)現(xiàn)了金礦體，但是深部已沒有找礦空間；ZK204在450 m深度揭穿五河群變質(zhì)巖系，下伏地層同樣是白堊系黑色“紅層”，既沒有發(fā)現(xiàn)巖體，也沒有見金礦化。經(jīng)測井和巖礦測試證實激電中梯極化率異常、CR法異常和重力低異常皆由白堊系黑色碳質(zhì)泥巖引起，物探異常推斷解釋多有不正確，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜超出想象。

第二階段(2012～2013)，綜合研究，再預(yù)測。

經(jīng)過第一階段工作后，還存在2個方面問題：①找礦突破方向還不明確，找礦靶區(qū)預(yù)測準確性差；②缺少穿透低阻覆蓋層精準探測薄層礦體的有效方法技術(shù)。為此開展了以下3個方面的研究工作：

(1)結(jié)合鉆探驗證結(jié)果，分析勘查區(qū)地質(zhì)特征，對物探異常重新推斷解釋，重新圈定了14個找礦靶區(qū)，簡稱2期靶區(qū)如圖5c。考慮到北部覆蓋區(qū)礦體剝蝕深度要小于南部大鞏山低山丘陵地區(qū)，找礦前景應(yīng)更好。于是將北部地區(qū)2個找礦靶區(qū)作為重點勘查區(qū)，開展了1∶5000 地磁掃面和綜合電法剖面測量對其評價定位，在榮渡金鉛鋅礦一級找礦靶區(qū)(YⅠ-1)施工鉆孔10個，7孔見礦，在天井湖金鉛鋅礦二級找礦靶區(qū)(YⅡ-11)施工鉆孔2個，均見礦，顯示出北部地區(qū)較好的找礦前景，也說明重新圈定找礦靶區(qū)取得了較好的找礦效果。

(2)研究覆蓋區(qū)薄層礦體找礦方法。開展進行了“電流磁場法尋找覆蓋層下陡傾斜金礦試驗”和“一發(fā)四收井中充電測井法試驗”等多項研究工作，均取得了較好的成果(汪青松等,2021a, 2021b)。

(3)開展了區(qū)域成礦規(guī)律綜合研究(暨綜合研究選區(qū)案例)。研究內(nèi)容：①分析研究皖東北地區(qū)區(qū)域地球物理重力場和磁力場特征，總結(jié)區(qū)域內(nèi)隱伏巖、重要地質(zhì)構(gòu)造重磁異常特征，進行皖東北地區(qū)構(gòu)造格架推斷解釋。發(fā)現(xiàn)皖東北地區(qū)重力異常以郯廬斷裂帶為界，兩側(cè)重力低異常都具有條帶狀弧形特征，且方向相反，大致具有旋轉(zhuǎn)對稱性，顯示了郯廬斷裂帶印支期左行走滑運動形式；②根據(jù)前人研究郯廬斷裂帶成果，分析郯廬斷裂帶南段三階段演化過程及其不同階段構(gòu)造痕跡的重磁異常特征，進一步進行郯廬斷裂帶時空演化重磁異常推斷解釋；③全面分析皖東北地區(qū)6個主要成礦區(qū)控礦地質(zhì)條件，總結(jié)典型礦床地質(zhì)物探異常特征，歸納了郯廬斷裂構(gòu)造、燕山期巖漿巖、前寒武紀變質(zhì)巖和古生代及震旦系地層為皖東北地區(qū)主要控礦因素。研究成果：①皖東北地區(qū)主要礦床類型為中低溫?zé)嵋盒徒鸲嘟饘俚V床和矽卡巖型鐵銅礦床，且受郯廬斷裂帶構(gòu)造體系控制，提出了皖東北地區(qū)找礦方向和7個勘查區(qū)(張順林等,2018)；②根據(jù)郯廬斷裂帶演化特征、區(qū)域重磁物探異常特征和成礦規(guī)律，考慮到成礦作用具有時控性(楊曉勇等,2018)，創(chuàng)建了郯廬斷裂構(gòu)造南段繼承性斷裂構(gòu)造控礦模式(汪青松等,2020a)；③根據(jù)繼承性斷裂構(gòu)造控礦模式機理，結(jié)合整裝勘查區(qū)地質(zhì)構(gòu)造和物探異常特征，提出了繼承性斷裂構(gòu)造靶區(qū)預(yù)測方法。據(jù)此再次對找礦靶區(qū)進行預(yù)測圈定(3期靶區(qū))如圖5d。

第三階段(2015—現(xiàn)在)，根據(jù)靶區(qū)，部署普查工作，詳見下文。

4.2.3 找礦成果

2015年起，在北部地區(qū)重新圈定的4個靶區(qū)內(nèi)開展了普查工作，先后發(fā)現(xiàn)了河口中型金礦、天井湖中型金礦和方庵小型金礦(汪青松等,2020b)。

(1)河口金礦位于河口—榮渡靶區(qū)南段，普查鉆孔基本網(wǎng)度為100 m×160 m，施工鉆孔40個，見礦鉆孔31個，因其他原因，提前結(jié)束普查工作，礦體未圈閉，備案333類資源量金5.9 t(含伴生)，鉛8.8 kt (含伴生)，為皖東地區(qū)第一個達中型規(guī)模的金礦。

(2)天井湖金礦位于天井湖靶區(qū)北段，鉆孔基本網(wǎng)度為100 m×320 m，施工鉆孔15個，全部見礦，礦體未圈閉，提交333+334類資源量金8.3 t(含伴生)，鉛 19.7 kt (含伴生)，伴生銀 2.95 t。

(3)方庵小型金礦礦權(quán)范圍跨河口—榮渡靶區(qū)和天井湖靶區(qū)，為某企業(yè)投資勘查，主要見礦鉆孔多位于上述2個靶區(qū)內(nèi)，已探明332+332類金資源量2.06 t，鉛11.2 kt。

(4)北部地區(qū)另2個靶區(qū)因受項目工作量限制，只進行了極少量鉆探驗證，在西堌堆—東渡靶區(qū)，施工6個鉆孔，4見孔見金礦體，另外兩個孔見金礦化；在小楊家靶區(qū)，施工鉆孔1個，見黃鐵礦化、方鉛礦化石英脈型金礦化，驗證效果也較好。

(5)其他礦山企業(yè)根據(jù)整裝勘查技術(shù)成果，在朱頂靶區(qū)探明小型金礦和中型重晶石礦各一處，在大鞏山靶區(qū)老礦山深邊部找礦，新增金資源量達小型規(guī)模。

累計新增資源量已達大型規(guī)模，具有了尋找超大型金礦的潛力(汪青松等,2019)。

綜上所述，五河金礦整裝勘查區(qū)靶區(qū)預(yù)測，在經(jīng)歷了反復(fù)循環(huán)過程之后，從1期靶區(qū)到3期靶區(qū)面積逐漸縮小，靶區(qū)范圍逐漸逼近礦體分布區(qū)，有效的提高了找礦成功率，提供了一種結(jié)合實際創(chuàng)新的厚覆蓋區(qū)勘查找礦模式(汪青松等,2020b)。

4.3 西灣大型鉛鋅礦勘查，重磁掃面定靶4.3.1 基本情況

西灣鉛鋅礦位于廬樅火山巖盆地北部邊緣，勘查區(qū)面種37 km2，屬于水系發(fā)育的第四系火山巖復(fù)合型覆蓋區(qū)。第四系松散層厚40～117 m。基巖為白堊系龍門院組火山巖系，厚度約200～300 m，巖性為角礫凝灰?guī)r、粗安巖夾凝灰質(zhì)粉砂巖等，磁性強；其下為三疊系中統(tǒng)東馬鞍山組和銅頭尖組。

鉛鋅礦化主要發(fā)生在東馬鞍山組角礫狀灰?guī)r中，上部次火山巖、龍門院組火山巖和下部東馬鞍山組灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、膏溶角礫巖中也有少量脈狀鉛鋅礦(化)體存在。

西灣鉛鋅礦勘查為安徽省地勘基金項目，項目名稱為“無為縣西灣鐵多金屬礦預(yù)查”，區(qū)內(nèi)有一航磁異常，具備尋找鐵礦立項條件，因其西南方向廬樅火山巖盆地內(nèi)不僅有鐵礦，還發(fā)現(xiàn)有斑巖型鉛鋅礦，故目標任務(wù)既尋找鐵礦也兼顧鉛鋅多金屬礦。在發(fā)現(xiàn)鉛鋅礦后，勘查工作由“預(yù)查”升級為“普查”，后續(xù)項目名稱為“無為縣西灣鐵多金屬礦普查”。

4.3.2 找礦難點與重磁掃面

區(qū)內(nèi)地表水系發(fā)育，物探電法施工難度大；第四系—火山巖覆蓋層厚度100～300 m，基巖地質(zhì)構(gòu)造不清楚，找礦靶區(qū)和礦化蝕變區(qū)圈定難度大?？辈檫^程經(jīng)歷了預(yù)查和普查兩個階段，不同階段應(yīng)用了不同比例尺的重磁掃面資料。

預(yù)查階段，重點評價驗證磁異常。

在充分利用1∶200000區(qū)域重力和1∶50000 航磁資料基本上，先后開展了航磁異常1∶25000 地磁查證和1∶10000 磁法精測掃面，1∶10000 磁化極異常(圖7a)顯示，查區(qū)東部為高背景磁異常區(qū)，疊加了局部磁異常，推測深部有隱伏巖體淺部存在磁鐵礦。查區(qū)西部磁異常跳躍雜亂無序，由巖性不均勻的龍門院組火山巖引起。

分別選取了周家墩強磁異常、周楊村中磁異常和孟湖里低緩磁異常進行了評價驗證。鉆探周家墩強磁異常全部由巖體引起，沒有鐵礦；周楊村中磁異常發(fā)現(xiàn)鐵礦2層，累計厚度1.93 m，經(jīng)測井和綜合分析認為沒有進一步工作價值。

孟湖里低緩磁異常ZK2001孔在112.53～284.43 m發(fā)現(xiàn)鉛鋅礦化5層，累計厚度49.55 m，鉛+鋅平均品位0.7%～1.9%(程培生等,2013)，具有尋找熱液蝕變型鉛鋅礦遠景，隨后項目預(yù)查升級為普查。

普查階段，利用重磁異常推斷礦化蝕變帶。

將查區(qū)西部跳躍雜亂無序磁異常區(qū)作為重點工作區(qū)，開展了1∶5000 高精度地磁測量和1∶25000 高精度重力測量。發(fā)現(xiàn)北東東向孟湖里條帶狀低緩磁異常區(qū)位于同方向的重力梯級帶上。推斷此種重梯磁高組合異常由深部地質(zhì)構(gòu)造引起，在跳躍雜亂無序的磁異常區(qū)出現(xiàn)了形態(tài)較規(guī)則邊界光滑的條帶狀孟湖里低緩磁異常(圖7b)，顯示深部存在巖體或熱液活動，熱液活動導(dǎo)致龍門院組火山巖發(fā)生蝕變后，巖性趨向均勻，其跳躍雜亂無序的磁異常演變?yōu)槠届o的磁異常，孟湖里低緩磁異常則熱液蝕變引起。

4.3.3 找礦成果

蝕變區(qū)即為找礦靶區(qū)，故將北西向重力梯級帶上孟湖里低緩磁異常區(qū)作為普查階段重點找礦靶區(qū)，開展了普查找礦工作，鉆孔施工基本網(wǎng)度為150 m×200 m，共施工26個鉆孔，23個鉆孔見礦，已探獲鉛鋅礦333+334類資源量達974 kt (李壯等,2020)，礦體分布范圍與低緩磁異?；疽恢?圖7c)，這是長江中下游廬樅盆地礦集區(qū)(周濤發(fā)等,2017; 毛景文等,2020)新發(fā)現(xiàn)的一種新型熱液型鉛鋅礦床，已達大型規(guī)模。

5 討論

上述3個案例分別從不同的找礦階段說明“綜合研究選區(qū)”、“重磁掃面定靶”、“綜合勘查定位”“鉆探驗證定性”的“一選三定四階段”勘查模式及其使用的方法技術(shù)”，共同說明應(yīng)用“循環(huán)漸近式勘查技術(shù)體系”指導(dǎo)覆蓋區(qū)找礦，能夠提高成功率。

五河金礦整裝勘查經(jīng)歷了3個階段找礦靶區(qū)預(yù)測過程，一期預(yù)測靶區(qū)，經(jīng)鉆探驗證多有不正確；二期預(yù)測靶區(qū)面積大，且沒有體現(xiàn)成礦規(guī)律，評價定位難度大；三期預(yù)測靶區(qū)體現(xiàn)了成礦規(guī)律，經(jīng)驗證與礦化帶分布基本一致，找礦效果好。這里還用了一個經(jīng)過“一選三定”圈靶定位“鉆探驗證”失敗的案例，說明物探方法有效，找礦也未必能夠取得成功。覆蓋區(qū)找礦不可能一帆風(fēng)順，靶區(qū)圈定往往需要經(jīng)歷“反復(fù)循環(huán)”過程，才可以逐步實現(xiàn)找礦突破。

五河金礦整裝勘查案例還說明了覆蓋區(qū)找礦一定要結(jié)合實際創(chuàng)新，在勘查過程中不斷分析找礦難題，結(jié)合實際創(chuàng)新解決靶區(qū)預(yù)測缺乏地質(zhì)理念指導(dǎo)難題，解決了穿透厚覆蓋層探測陡傾斜礦體和井中礦體產(chǎn)狀探測等難題。將地質(zhì)基礎(chǔ)理論成果、區(qū)域成礦規(guī)律與區(qū)域物探異常特征融合，創(chuàng)新融合方法尤為重要，創(chuàng)建的繼承性斷裂構(gòu)造控礦模式為“綜合研究選區(qū)”和靶區(qū)優(yōu)選提供地質(zhì)理論依據(jù)(汪青松等，2020a)。

西灣大型鉛鋅礦勘查，重磁掃面發(fā)揮了重要作用。該區(qū)為第四系—火山巖復(fù)合覆蓋區(qū)，磁異常復(fù)雜，重磁掃面不僅用于勘查選區(qū)，也能用于勘查區(qū)內(nèi)圈定礦化蝕變帶靶區(qū)?？辈樵缙谌Χ?找礦靶區(qū)，經(jīng)評價和鉆探驗證后只保留了一個靶區(qū)，該區(qū)找礦也經(jīng)歷了多階段過程，逐步實現(xiàn)突破。重磁掃面是覆蓋區(qū)找礦不可缺少的物探方法，也成礦系統(tǒng)探測(呂慶田等，2020)中重要方法。

6 結(jié)論和建議

(1)厚覆蓋區(qū)找礦突破是一項系統(tǒng)工程，需要經(jīng)歷勘查選區(qū)—圈靶—定位—驗證評價4個階段，涉及地質(zhì)、物探、鉆探、分析測試等多個學(xué)科，存在勘查選區(qū)、地質(zhì)信息探測和多學(xué)科融合3大難題。

(2)厚覆蓋層往往具有屏蔽深部礦化信息作用，覆蓋區(qū)找礦難度不僅與覆蓋層厚度有關(guān)，還與覆蓋層的物性特征和水文地質(zhì)條件關(guān)系密切，也與礦體物性特征和礦體形態(tài)產(chǎn)狀有關(guān)，尋找富水低阻厚覆蓋層下礦床難度大，其中尋找無磁性陡傾斜脈狀金屬礦難度更大。

(3)循環(huán)漸近式勘查技術(shù)體系，分階段循序漸進，定靶區(qū)循環(huán)評價。由地質(zhì)物探融合技術(shù)路線、“221”多學(xué)科勘查體系架構(gòu)、“一選三定四階段”勘查模式、“探測十法”方案和方法創(chuàng)新等5個部分組成，為覆蓋區(qū)找礦提供了一種勘查理論和研究方向。

(4)地質(zhì)構(gòu)造時空演化物探異常推斷解釋方法，可以將地學(xué)基礎(chǔ)研究成果與物探成果融合轉(zhuǎn)化為實用新成果，擴展了物探方法應(yīng)用范圍，也提供了地學(xué)基礎(chǔ)研究成果轉(zhuǎn)化新方法，潛在研究成果豐富，具有推廣意義。

感謝主審專家和編輯部對本文修改提出了寶貴意見。

參 考 文 獻／References

(The literature whose publishing year followed by a “&” is in Chinese with English abstract; The literature whose publishing year followed by a “#” is in Chinese without English abstract)

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