内蒙古自治区锡林郭勒盟种畜场化探效果及稀有金属成矿带的发现

2012-12-08程华生闫晓辉

华北地质 2012年4期

程华生，闫晓辉，强超

（华北地质勘查局五一九大队，河北保定 071000）

内蒙古锡林郭勒盟丘陵地区近年来陆续发现一批多金属矿和稀有金属矿床。从以往工作情况看，本区的地质矿产工作主要集中在上世纪60～70年代，勘查的矿种主要为铁矿、铬铁矿、煤矿、天然碱等。矿产勘查主要在锡林浩特以西地区，锡林浩特以南及以东一带则工作程度较低。

随着新一轮找矿热潮的兴起，我队于2008年用水系沉积物测量及土壤地球化学测量相结合的方法在锡林郭勒盟种畜场一带完成了种畜场等四幅1∶5万化探普查工作，圈出了30多处化探综合异常。其中Hs-8乙2异常受北东向断裂破碎带和侏罗纪岩浆岩及岩浆期后热液活动控制，Sn、W、Th、Nb、Y等异常强度高、规模大，是寻找锡、钨及稀有多金属矿有利地段。随后通过化探异常检查和地质评价工作，在种畜场石灰窖一带发现了新井一敖包图稀有多金属成矿带，可做进一步找矿工作。

1 区域成矿环境

1.1 成矿地质背景

本区大地构造位置隶属于内蒙古中部地槽褶皱系，位于两个Ⅱ级构造单元（北西部属爱力格庙―锡林浩特中间地块，南东部属苏尼特右旗晚二叠纪地槽褶皱带）之结合部，两者之间以西里庙-达青牧场挤压破碎带为界。由于受多次造山运动影响，褶皱强烈，断裂发育，岩浆活动频繁。地层由老到新依次出露中元古界温都尔庙群哈尔哈达组；古生界二叠纪寿山沟组、大石寨组、林西组；中生界侏罗纪玛尼吐组、白音高老组及新生界第四系（表 1）[1]。

区内岩浆活动十分频繁，包括二叠纪中酸性、中性侵入岩及侏罗纪中酸性侵入岩（表2）。

区内构造活动十分强烈。中元古代末期的构造变动不仅使北部地区的中元古代地层，形成了近东西向的紧密线形褶皱，同时还遭受到绿片岩相区域变质作用。至二叠纪全区普遍遭受到了又一次强烈的构造变动—二叠纪构造运动，受其影响在中二叠世开始出现了火山活动，其后至二叠世末期，来自近南北向的强烈的挤压应力场不仅使二叠纪地层形成了大量的紧密褶皱、断裂以及构造糜棱岩带（韧性剪切带），并伴有大规模的同构造期中酸性至中性岩浆侵入活动，其主体构造线方向为北东东和北西向，至此基本上奠定了本区的构造轮廓。侏罗纪的构造表现形式以断裂为主，伴之有大面积的酸性岩浆侵入和较频繁的火山活动；新生代则以升降运动为主，并伴有大面积的基性火山活动[2]。

表1 地层划分序列表Table 1 Stratum division in the work area

表2 测区侵入岩划分一览表Table 2 Intrusion division in the work area

1.2 成矿地球化学环境

1.2.1 地球化学背景

工作区为干旱-半干旱荒漠、低山-丘陵草原景观区，测区景观以低山丘陵为主，植被发育，覆盖较厚，水系不十分发育。海拔高度在1200 m左右，相对高差一般为100～200 m,最高山峰1 509.2 m，位于工作区东部。根据这一特点，化探工作采用了水系沉积物测量和土壤地球化学测量相结合的方法同步进行，即在沟谷较明显的低山区采集了水系沉积物样品，在丘陵草原区的残坡积层中采集了土壤样品。

1.2.2 野外化探工作方法

在现场将采样点标绘在地形图上，使用校正过的GPS结合地形图定点。实地至少3点取样，样的点位标绘在中心子样点的位置，并在显眼处作了标记[3]。

根据前人在同类景观区粒度实验结果并结合化探普查规范要求，为避免风尘沙的干扰，样品粒级确定为-4～+20目[4]。

土壤样品在沟头，山坡采集了残坡积层或母质层（土壤C层），取样深度一般为20～50 cm，最大采样深度达80 cm；水系沉积物样品取样介质为冲积、冲洪积砂，样品取自水系中有利于冲洪积物聚集.沉积的水系底部。为了增加样品的代表性，在采样点附近20～30 m范围内沿水系或横切河谷多处采集冲洪积物组合成一个样品。样品加工在野外驻地完成，严格实行了三级质量检查制度，包括台组自互检、项目检查及队级抽查。

水系沉积物测量采样点共1231个，密度为6.12个/km2。外业检查量43个，所占比例3.49%；水系沉积物测量加工样密码抽查量45个，所占比例3.66%。

土壤样品共6523个，土壤地球化学外业检查量205个，所占比例3.14%；土壤地球化学加工样密码抽查量216个，所占比例3.1%。此外，还对室内资料整理及样品加工进行了检查，总检查量大于10%。

根据区内成矿地质条件，共分析14种元素，即Cu Pb Zn AgWSn MoTh Nb Y As Sb Cd Au等。检出限、报出率等指标严格按照中华人民共和国行业标准《地质矿产实验室测试管理规范》（DZ0130.1—94）执行。

元素分析方法，Au-石墨炉原子吸收光谱法；Cd-火焰原子吸收光谱法；AsSb-氢化物发生-原子荧光光谱法；ZnThNbY-X荧光光谱法；CuPbSnAg-发射光谱法；MoW-极谱法。样品分析由具有甲级化验资质的国土资源部呼和浩特矿产资源监督检测中心（内蒙古自治区矿产实验研究所）进行。

元素的检出限、报出率、标样合格率、内检合格率、外业抽检合格率等指标均满足设计书及化探普查规范要求。化验数据完全可以作为编制各类地球化学图件及进行异常评价的依据。

1.2.3 微量元素在水系沉积物（土壤）测量中的分布特征

（1）元素含量分布特征

根据1∶5万水系沉积物（土壤）测量成果，经过数据处理，总结出工作区元素的分布分配特征（表 3）。

由表3分析看出，相对于地壳丰度，浓度克拉克值＞1.2含量相对偏高的元素包括As Sn Th W；浓度克拉克值在1.2～0.8之间，与地壳丰度相当的元素是AgPb Sb，其余元素YNb MoZn Cd Au Cu的浓度克拉克值＜0.8，含量相对偏低。

（2）元素的分异特征

由变异系数分析（表3），变异系数Cv＞1.2分异能力较强的元素是W Au As Sn Sb；Cv值在1.2～0.8间具一定分异能力的元素是Cu Ag Th；而Z n P bMoNb YCd的Cv值＜0.8，分异能力较弱。

综合分析，本区As Sn Th W等具一定高背景，而W Au As Sn Sb Cu Ag Th等具一定分异能力，有局部富集趋势。因此，本区具有找与中酸性侵入岩有关的稀有金属、金多金属等矿产的地球化学前提。

2 矿区地质概况

区内出露的地层主要为上二叠迭统林西组（P3l）含炭质板岩和粉砂岩，深灰色，粉细粒结构，板状或层状构造，受构造作用的挤压，部分地段为千枚状构造。硅化程度相对较强（图1）。

地层中有侏罗纪花岗岩（Jγ）侵入，靠北东部的规模相对较大，有数平方千米，中部为岩株，单个不足1 km2。

花岗岩由于构造运动的作用钠长石化云英岩化强烈，呈浅灰白色.细中粒结构，块状构造。局部地段可见有轻微的天河石化。

靠东南部有二叠纪暗灰绿色细-中粒闪长岩（Pδ）分布，中细粒结构，块状构造。成份为角闪石，长石及石英少量。

构造活动强烈，北东向是区内的主构造线，岩体的展布与构造线明显的一致。矿化范围北西及南东二边各有一条为北东向的大断层带，次一级的北西向断裂也较为发育，且切断了北东向的断裂。这些构造的强烈活动使区内的花岗岩产生了钠长石化和云英岩化，同时也使铷、锂、钇这些稀有稀土金属热液上升富集。

表3 工作区化探扫面元素含量特征表Table 3 Characteristics of the element contents in the work area

3 地球化学异常特征

（1）异常筛选

异常查证之前，根据异常特征、异常所处的地质环境，结合已知矿点的分布特征，对区内综合异常进行了评序。异常评序选取的地球化学、地质变量有异常元素的规模、衬度、地层、岩浆岩、构造、矿点等。异常评序的目的是为了研究化探异常和工业矿床之间的相关性。对异常的衬度、规模、元素组合、地质背景、已知矿点等因素进行量化，分别赋予不同的分值，最后按总分值的高低进行评述。

（2）异常特征

1∶5万化探扫面共圈出34处综合异常，其中Hs-8乙2位于种畜场石灰窑稀有多金属矿区。

从表4看出，Hs-8乙2异常主要由Sn W Sb等元素组成，元素组合复杂，有多个浓集中心（图2），元素组份分带由中心向外表现为Th Y Nb→Sn W Mo→Zn Pb Cd Cu AgAs Sb。

其中W峰值达336×10-6，平均值16.59×10-6；Sn 峰值达 500×10-6，平均值 63.65×10-6；Th 峰值达466×10-6，平均值61×10-6。衬度普遍较高，说明各元素异常清晰；规模较大的有Sn WTh等；Sn WTh As AgPb等元素浓度达到4级。大于异常下限个数较多的元素是Sn WTh YNb等。

4 异常查证

化探扫面成果出来后，随即就开展了异常检查工作。包括踏勘检查及详细检查。

踏勘检查阶段，主要是根据异常区提取单点样品分析结果，对各元素高值点进行地质踏勘检查，细心观察采样点附近的岩性变化，采取矿化蚀变或有代表性的岩石样品，对含量可能较高的样品做进一步地质追索工作[6-7]。

图1 种畜场石灰窑矿区地质简图Fig.1 Geological sketch map in the Zhongxuchang Shihuiyao deposit

图2 HS-8乙2综合异常剖析图Fig.2 Hs-8乙2 comprehensive anomaly analysis

工作方法包括点距为40 m，比例尺为1/1万的地化综合剖面；点距为20 m，比例尺为1/1万的激电中梯剖面及电测深。

在查证的HS-8乙2异常区采集了一些样品，经分析，含稀有金属矿物组合为：铌铁矿、天河石（钾长石）、独居石、锡石、磷钇矿、绿柱石、锆石、黄玉、白云母、萤石等。据单矿物成分分析，锂、铷主要赋存于白云母中（呈类质同象），铌、锂赋存于铌铁矿及锡石中，铍赋存于绿柱石中，锡赋存于锡石中。因此，重新取样后分析了Nb Ta Cs Rb Li WSn等元素。

详细检查阶段，通过部分槽探工程揭露，发现矿区内浅灰白色侏罗纪云英岩化、钠长石化的细粒花岗岩（Jr）相当发育，位于北东向大构造带中，萤石矿北矿带靠南地带，由101～104四个小岩体构成。矿物成分为白云母、钠长石、石英及少量黄玉。

钠长石化花岗岩含铌、铷。铯、锂较高，伴生稀有元素钽、钇、锡等。其矿物组合为铌铁矿、黄玉、独居石、锡石、磷钇矿、锆石等，以前四种矿物分布较普遍，含量相对也较高。

该稀有金属矿床分布在巴润乌德沟北东向成矿带中，与侏罗纪花岗岩大岩体边部及外部小岩株、岩枝钠长石化花岗岩和云英岩化花岗岩有关。北东向稀有金属矿带规模较大，长20 km左右，宽约5 km。经检查发现（矿）化点4处，矿化面积达30 km2。所含的稀有金属元素有多种，以铌、钽、铯、铷、锂为主。据光谱分析结果，他们的含量部分达到或接近工业边界品位，并含有十万分之几到万分之几的钽，是一个稀有金属找矿希望较好的成矿带。

经检查，将该稀有金属矿带划分两种类型：含铌、铯、铷、锂弱云英岩化钠长石化花岗岩；含锂、铷、锡强云英岩化钠长石化花岗岩。

（1）含铌、铯、铷、锂的弱云英岩化钠长石化花岗岩

矿化带位于种畜场石灰窑东部101号岩枝，东石灰窑104号岩体两个岩体，面积分别为0.15 km2和2.09 km2。单个岩体长0.6～2.6 km，宽0.5～ 2 km。受南北向及东西向断裂构造控制，岩体呈穹隆状，以层节理及横节理比较发育，尤其在岩体边部更为清楚。

钠长石化花岗岩含铌、铷、铯、锂较高，伴生稀有元素钽、钇、锡等。其矿物组合为铌铁矿、黄玉、独居石、锡石、磷钇矿、锆石等，以前四种矿物分布较普遍，含量相对也较高。

两岩体中含黄玉均较高，局部达13%～14%，黄玉呈半自形-他形柱状或集合体状不均匀分布于岩石中或包含于石英中，粒度0.005～3.1 mm。矿物组合除黄玉外，另有钾长石（含量39%～40%），石英 30% ～ 31%，钠长石9%～10%，白云母6%～7%。

化学分析表明，Rb最高达0.51%，光谱定量分析 Rb＞1000 ×10-6、Nb （33.6 ～60.5）×10-6、Ta（10.3 ～21.4）×10-6、Li（669～1044）×10-6,该矿含铷较高，达0.1%以上。101号岩体矿化面积约占岩体出露面积的50%，104号矿化面积约占区内岩体出露面积的80%。

（2）含锂、铷、锡的强云英岩化钠长石化花岗岩

位于种畜场幅东北部，由102号小岩枝和103号岩株组成。

102号岩体呈椭圆形，长轴东西向，面积0.24 km2，岩体为强云英岩化的钠长石化花岗岩，顶部几乎全蚀变为钠长石化云英岩，云英岩主要矿物组成为石英54%～60%，钠长石7%～18%，白云母22%～33%，少量黄玉。

103号岩体呈不规则状，长轴近东西向，面积2.16 km2。岩体为云英岩化钠长石化细粒花岗岩，组成矿物为正长石24%～38%，石英34%～36%，钠长石17%～28%，白云母0.5%～23%，少量萤石。

化学分析显示，Rb最高达0.4%，定量光谱分析结果表明，两岩体含 Rb均大于 1000×10-6、Li（135 ～630）×10-6、Y （105.1 ～ 857）×10-6、Nb（41.1～ 90.2）×10-6、Sn （43.1～ 300.3）×10-6、Be（5.1～113）×10-6。102号岩体矿化面积占露头面积100%，103号岩体矿化面积占露头面积的50%。

5 找矿效果

在异常查证过程中采集的29个定量光谱样和6件化学拣块样（分析单位同上），分析结果表明，Th的含量有10个样品在0.004%～ 0.099%之间；Y有11个样在0.01%～ 0.0857%间，最高一个为0.16%；Rb的含量普遍较高，有23件在0.027%～0.3%间，后来，对24件高值样品副样进行化学分析，Rb的含量在0.031%～0.51%之间，其中有17件在0.064%～0.51%间，符合或超过了工业边界品位。Li有13件在0.021%～0.4%间。W的含量有11件为0.006%以上；Sn有2件为0.02%～0.03%，Ag大于1 g/t者15件，最高1件为6.86 g/t;Au一件为0.025 g/t。这些均显示了本区良好的找矿前景[1，8-9]。