内蒙古乌尔其汗一带1:5万土壤测量地球化学特征及找矿方向

王东晓，李诗言，张学忠

WANG Dong-Xiao,LI Shi-Yan,ZHANG Xue-Zhong

（河南省地质矿产勘查开发局第三地质矿产调查院河南信阳464000）

(No.3 Institute of Geological&Mineral Resources Surveyof Henan Geological Bureau,Xinyang 464000,Henan,China)

内蒙古乌尔其汗一带1:5万土壤测量地球化学特征及找矿方向

王东晓，李诗言，张学忠

WANG Dong-Xiao,LI Shi-Yan,ZHANG Xue-Zhong

（河南省地质矿产勘查开发局第三地质矿产调查院河南信阳464000）

(No.3 Institute of Geological&Mineral Resources Surveyof Henan Geological Bureau,Xinyang 464000,Henan,China)

在1:5万土壤测量的基础上，对内蒙古乌尔其汗地区的地球化学特征进行了初步分析。对元素分布特征、单元素异常特征、元素相关性分析、异常元素组合特征进行了研究，结合全区地质背景，可以归纳为：区内Ag、Pb、W、Sn、Mo、Zn的异常规模较大，相对离散程度高、具有较好的成矿潜力。将优选出的综合异常进行评分排序，划分出保林工区北东854高地铅银找矿远景区、保林工区北东886高地金找矿远景区、四十八农场北西986高地钼钨找矿远景区。

土壤测量；地球化学特征；找矿远景区；内蒙古乌尔其汗地区

研究区位于内蒙古牙克石市东北部的乌尔其汗镇一带，是工作程度相对较高的金属矿产勘查区之一。前人对乌尔其汗一带及其局部地区的基础地质及物化探做了比较系统的工作，分析认为铅、锌、金富集，在构造有利部位有成矿的可能，具有一定的找矿远景①。笔者在开展1:5土壤测量的基础上，从元素分布特征、单元素异常特征、元素相关性系数、异常元素组合特征等方面对乌尔其汗一带的地球化学特征进行初步分析，并对该区找矿远景进行预测。

1 地质概况

研究区古生代大地构造位置属西伯利亚板块南东缘晚古生代陆缘增生带；中生代属大兴安岭火山岩带北段。中生代火山岩大面积出露，构成研究区构造的主体。其主要受北北东向断裂构造及与之相匹配北东向断裂构造控制，呈现北东向裂隙式、中心式喷溢特征[1]。

研究区古生界相对较少，为一套海相沉积岩—火山岩；古元古界岩石组合为一套变质沉积—火山岩，变质程度大体相当于高绿片岩相—低角闪岩相。出露地层有中下泥盆系泥鳅河组（D1-2n）、中侏罗统塔木兰沟组（J2tm）、上侏罗统满克头鄂博组（J3m）、上侏罗统玛尼吐组（J3mn）、上侏罗统白音高老组（J3b）、下白垩统梅勒图组（K1m）（见图1）。

区内侵入岩较发育，形成时代分别为晚泥盆世、中石炭世、晚侏罗世、早白垩世。前两期形成与晚古生代造山过程相伴，主要出露于乌尔其汗西部和北部等地，呈复式深成岩体状产出；后二者与燕山期区域断裂关系密切，并与火山构造相伴分布，呈小岩株状零星分布。其中早白垩世花岗斑岩和闪长玢岩可能为斑岩型铜钼矿的成矿母岩。

研究区火山岩发育，分属于中侏罗统塔木兰沟组，上侏罗统满克头鄂博组、玛尼吐组、白音高老组，下白垩统梅勒图组。其中中生代火山岩广泛分布，在其火山机构中赋存有玢岩型铁矿。而大民山组、大黑沟组火山岩分布局限，岩性、岩相类型简单。

区内断裂构造发育，以NE向、NNE向为主，NW向次之，近S-N向及E-W向断裂构造较少②。

2 化探异常信息提取

图1 研究区地质概况图Fig.1 Simplified geological map of Ur Khan area,Inner Mongolia

2.1 景观地球化学条件

研究区位于内蒙古东部大兴安岭中北段，海拔高度一般900～1100 m，最低处仅750 m，相对高差大。地貌上为高原山区，属森林沼泽景观区，沼泽、湿地密布，水系不太发育。鉴于此，工作方法选用土壤地球化学测量。

2.2 工作方法

区内1:5万土壤测量面积980 km2，采集样品6858件（含重复样）。采样密度一般地区平均为7.9个样/km2，重点工作区平均为9.3个样/km2，大面积河道、沼泽、河漫滩等为不可采样区不采样；平均采样密度为6.84个/km2。采样位置选择山坡、坡脚，或地势相对低洼的易见母质为残坡积物质地段。采样层位为B、B～C、C层；在采样点周围30 m范围内，采集3～5处数量大致相等的原地残坡积层物质组合成一个样品，避免风成沙和泥炭、有机质的干扰。样品介质主要为岩屑、砂粒。筛样粒度为－4目～+40目。分析测试Au、Ag、Pb、Cu、As、Sb、Zn、Mo、Bi、Sn、Co、Ni、W等13种元素。

2.2 地球化学参数统计

对全区样品原始测试数据进行特异值迭代剔除处理（-3S0≤X≤+3S0）[2]，并进行参数统计（表1）。区内元素的分布特征为：①全区土壤中元素的平均含量普遍较低，Au、Ni、Cu、Co、Zn平均含量小于地壳丰度值，表明这些元素处于低背景分布区；Sn、Sb、W、Pb、Mo平均含量略高于地壳丰度值，处于高背景分布区；Ag、As、Bi平均含量较高，高出地壳丰度值2倍以上，其中As的平均含量高出地壳丰度6倍以上，具有很强的富集能力，表现了较强的地球化学活性。②Au、W、Pb、Mo、Ag、Cu、Bi的变异系数（Cv1）大于150%，具有极强分异能力，显示其存在较强的后期叠加富集特征，易于成矿；其次为Ni、As、Zn，具有较强的分异性。

图2 乌尔其汗一带土壤测量元素相对离散程度Fig.2 Measuring element relative degree of dispersion of soil in Ur Khan Area

表1 乌尔其汗一带1∶5万土壤测量元素地球化学参数统计Table 1 1∶50000 soil geochemical survey statistical parameters in Ur Khan area

利用全区各元素含量的原始数据集变异系数（Cv1）和通过平均值加（减）3倍方差剔除后的数据集变异系数（Cv2）之间的比值，反映各元素的相对离散程度[5]图2）。区内Bi、Au、Ag、W、Mo、Pb的变化程度较大，表明其高值点较多，离散程度大，局部富集成矿的可能性大；如保林工区北东854高地有Pb、Ag矿化、保林工区北东886高地的金矿化等。Cu、As、Zn、Sn、Ni、Co、Sb的变化程度相对平稳，高含量数据相对较少，局部有富集成矿可能性；如西五旗北806高地有镍矿化显示。综上分析，结合全区地质背景，确定区内主要成矿元素为：Ag、Pb、W、Mo、Zn。

2.3 元素聚类分析

为了了解研究区内元素之间的相关程度，分析元素组合与地质构造背景的依存关系，采用R型聚类分析对全区土壤中元素进行研究（图3）。由图3可知，区内13种元素可以划分5类：①As-Sb-Bi组合类型，为与中酸性岩有关的组合形式，其中As、Sb相关性强，相关系数为0.551，可反映低温热液环境。②是Pb-Zn-Sn-Ag-Cu组合类型，五者相关系数为0.288，其中Pb、Zn相关性较强，相关系数为0.398；Ag、Cu相关性也较强，相关系数为0.377。它们反映了中温热液环境，是区内主要的成矿元素。③Ni-Co组合类型，为亲铁元素组合，二者相关性较强，相关系数为0.328，属中基性岩浆元素组合。④Mo-W组合，二者相关系数为0.135，相关性不强，但均可反映高温热液环境。⑤Au,表明Au在测区可能呈砂金形式出现。

图3 乌尔其汗一带土壤元素R型聚类分析谱系图Fig.3 R-type cluster analysis pedigree chart of soil elements in Ur Khan Area

2.4 地球化学异常特征

2.4.1 异常的圈定

依据区内地质及地球化学特征，根据研究区划分的主要地质单元，分别统计各元素地球化学特征值，并确定背景值和异常下限（T）。背景值采用逐步剔除离群值（X -3S0≤X≤+3S0）[2]后的算术平均值，异常下限采用背景值加2～3倍标准离差[T=X0＋(2～3)S]计算，并结合区内元素地球化学分布态势来确定实际采用的异常下限值；按异常下限的2倍、4倍分别划分中带与内带。从表2可以看出，全区大多数元素具有统一的异常下限，而Ni在泥盆系泥鳅河组（D1-2n）、晚泥盆世辉长岩（D3v）较为富集，Cu在晚泥盆世辉长岩（D3v）、侏罗系塔木兰沟组（J2tm）、晚石炭世二长花岗岩体（C2ηγ）具有较强的分异能力，使得它们在不同地质单元含量差异明显，从而分别具有两、三种异常下限及浓度分带。圈定多元素异常651处，归并为57个综合异常。

2.4.2 异常评序

依据各元素之间的相关关系和异常元素组合特征，将测区异常分为金银、铜铅锌、钨锡钼、砷锑铋、镍钴等5组。根据异常参数特征和所处地质背景，主要采用NAP值（异常强度×异常面积/异常下限），结合异常面积、强度（平均值）、衬值等指标，对主要异常进行评序。

（1）金银类

区内共圈Au异常59个，Ag异常88个，选取主要异常评序（见表3）。Au在保林工区—西五旗之间，形成一条北东向异常密集带，在西部大春日山北东部也形成一个异常密集区。Ag在854高地、911高地、牙克石采伐点、大春日山南等地形成有强势异常。

表2 异常下限及浓度分带表Table 2 Abnormal concentration limit and zoning table

表3 乌尔其汗一带主要金银异常评序表Table 3 The main gold and silver anomaly assessment tables in Ur Khan area

（2）铅锌铜类

区内共圈Pb异常44个，Zn异常36个，Cu异常39个，选取主要异常评序（表4）。区内主要Pb、Zn异常往往相互伴生，具有较好的套合性，分布在854高地、911高地、1003.8高地、牙克石采伐点以及大春日山南北一带，而1003.8高地一带的Zn异常面积8.54 km2更为突出。其余地区Pb异常规模较小。在四十八农场北部-1003.8高地间，还形成有一条NE向Zn异常带。Cu异常主要分布在1017.5高地-1003.8高地一带，在西部护林牧业点有一高强度Cu14异常出现（表4）。

表4 乌尔其汗一带主要铜铅锌异常评序表Table 4 The main copper lead and zinc anomalies assessment sequence in Ur Khan area

（3）钨锡钼类

区内共圈W异常55个，Sn异常26个，Mo异常68个，选取主要异常评序（见表5）。区内部分W、Sn、Mo异常具有较好的套合性，如在854高地一带、大春日山北西部、1003.8高地一带，W、Sn、Mo往往伴生出现。除此之外，在937高地-1008高地一带，W异常也呈集中分布态势。其他地区Sn异常相对较少，在牙克石采伐点有强度较高者出现。区内Mo异常多，没有明显分布规律，但在中南部地区异常较多。

（4）砷锑铋类

砷锑铋是区内伴生成矿元素或次要元素，共圈定As异常45个，Sb异常50个，Bi异常60个，选取主要异常评序（见表6）。As、Sb具有较好的相关性，在中部地区异常少，在西部大春日山—牙克石采伐点、东北部保林工区一带As、Sb异常较多，二者往往相互套合。主要Bi异常分布在大春日山、854高地一带，而在岩山-保林工区-969高地一线，分布有近南北向Bi异常带；其余地区，Bi异常较少。

表5 乌尔其汗一带主要钨锡钼异常评序表Table 5 Tin-tungsten-molybdenum anomalies main sequence assessment in Ur Khan area

（5）镍钴类

镍钴是区内伴生成矿元素或次要元素，共圈定Ni异常53个，Co异常28个，选取主要异常评序（见表7）。Ni、Co具有较好的相关性，以Ni异常较多，主要分布在保林工区-965高地一带，在四十八农场北部944高地一带也发育一强势异常，其余地区Ni异常有零星分布，但规模都不大。Co异常较少，主要在西五旗南部及北部地区，在西部大春日山及870高地等地也有零星分布。

表6 乌尔其汗一带主要砷锑铋异常评序表Table 6 The main exception of arsenic,antimony,bismuth assessment sequence in Ur Khan area

表7 乌尔其汗一带主要镍钴异常评序表Table 7 The main nickel and cobalt anomalies assessment sequence tables in Ur Khan area

3 找矿远景划分

在地球化学异常评序及对主要异常解释、推断的基础上，结合区域成矿地质条件、线路地质调查和矿点矿化特征检查，圈定分别以铅银、金、钼钨为主的远景区共3处。

3.1 保林工区北东854高地铅银找矿远景区

远景区位于保林工区北东5 km 854高地一带，面积6.6 km2，处于晚石炭世半拉山系列花岗岩体与中-下泥盆统泥鳅河组接触带上，北部出露泥盆系泥鳅河组砂岩、侏罗系白音高老组和玛尼吐组流纹岩、安山岩等，发育北东向断裂构造。

表8 保林工区北东854高地铅银找矿远景区综合异常特征值表Table 8 Lead-silver prospect area integrated anomaly value of Northeastern 854 Highland in Baolin area

图4 保林工区北东854高地铅银找矿远景区异常剖析图Fig.4 Lead-silver prospect area abnormal anatomy in Northeastern 854 Highland in Baolin area

该远景区特点是异常面积大，规模大，元素组合复杂，成矿元素强度高。其中Pb异常面积4.53 km2，最高值561×10-6，平均值236.34×10-6，有3个浓集中心（图4、表8）。Ag异常呈板状，近南北向展布，面积1.81 km2，最高值7.24×10-6，平均值1.188×10-6，有东西两个浓集中心。各异常套合较好，Ag、Pb、Bi异常浓集中心相叠加，具有热液型元素组合的特点。

3.2 保林工区北东886高地金找矿远景区

远景区位于保林工区北东6 km 886高地一带，面积5.43 km2，出露岩性为泥盆系泥鳅河组长石石英砂岩、粉砂岩等。局部发育北东向褐铁矿化破碎带、硅化带，个别地段有花岗岩脉分布。异常北部约400 m处，出露有晚石炭世二长花岗岩体。

远景区综合异常以Au为主，伴生Cu、As、Sb，各异常均有较大面积。异常总体呈北东向展布，与构造线方向一致。其中Au异常面积4.30 km2，最高值75.2×10-9，平均值7.90×10-9，强度高；Cu异常面积7.3 km2，最高值58.3×10-6，平均值31.71× 10-6（表9、图5）。各异常套合较好，具有金矿床指示元素组合的特点。

3.3 四十八农场北西986高地钼钨找矿远景区

远景区位于四十八农场北西9 km 986高地一带，总面积6.81 km2，总体呈不规则状，以Mo、W为主，伴生Sn、Pb、Ag等元素组合。其中Mo异常面积4.3 km2，最高值27.3×10-6，平均值10.5×10-6，有明显的浓集中心；W异常面积5.68 km2，最高值14.6×10-6，平均值8.18×10-6（表12、图8）。异常区主要出露侏罗系白音高老组晶屑岩屑凝灰岩、流纹岩，北部有晚石炭世钾长花岗岩体侵入，北东角还分布少量的泥盆系辉长岩体，并与白音高老组呈不整合接触。该异常规模较大，强度较高，位于钾长花岗岩体接触带上，具有寻找热液型Mo、W多金属矿床的有利条件。

图5 保林工区北东886高地金找矿远景区综合异常剖析图Fig.5 Gold prospecting areas integrated abnormal anatomy of Northeastern 886 Highland in Baolin area

表9 保林工区北东886高地金找矿远景区综合异常特征值表Table 9 Gold prospect area integrated anomaly value of Northeastern 886 Highland in Baolin area

图6 四十八农场北西986高地钼钨找矿远景区综合异常剖析图Fig.6 Molybdenum-tungsten prospecting areas integrated abnormal anatomy of Northwestern 986 Highland in Forty-eight farm

表10 四十八农场北西986高地钼钨找矿远景区综合异常特征值表Table 10 Molybdenum-tungsten prospect area integrated anomaly value of Northeastern 986 Highland in Baolin area

4 结论

⑴通过1:5万土壤测量圈定的异常在野外见矿体或矿化体，说明1:5土壤测量方法适用大兴安岭中北部高原地区的地球景观条件，圈定的异常准确、有效，有较好的找矿效果，可在同类地区借鉴使用。

⑵区内元素异常大多分布在侏罗系以外的地层或岩体中，而占全区面积53%的侏罗系地层仅有不足1/3的异常存在。Cu、Zn、Ni、Bi异常多与中-下泥盆统泥鳅河组（D1-2n）、晚石炭世二长花岗岩（C2ηγ）、晚泥盆世辉长岩（D3v）关系密切，Au、Ag、Pb等异常则在各类地层或岩体中均有分布，Au元素与其他元素相关性较差，表现为独立成矿的特点；Pb-Zn-Ag为一组相关性较好的中温元素组合，表明区内主要成矿元素可能为中低温热液型。

⑶优选出保林工区北东854高地、保林工区北东886高地、四十八农场北西986高地等三处找矿靶区。其中，保林工区北东854高地为Pb、Zn、Ag有利成矿区；保林工区北东886高地为Au、W有利成矿区；四十八农场北西986高地为Mo、W有利成矿区。

注释：

①内蒙古地质调查院.1∶25万小乌尔旗汉林场幅区域地质调查.2005.

②刘国昌等.牙克石市一带地质调查.1951.

[1]内蒙古地矿局区调一队.内蒙古自治区区域地质志.1985. [2]王崇云.地球化学找矿基础[M].北京:地质出版社，1986.

[3]Vinogradov A P.Average contents of chemical elements in the principal types of igneous rocks of the Earth's crust[J]. Geokhimiya,1962,(7):641-664.

[4]Taylor S R.Abundance of chemical elements in the continental crust:a new table[J].Geochimica et Cosmochimica Acta, 1964,28:1273-1285.

[5]崔晓亮,刘婷婷,王文恒,景明,白云.东昆仑布青山地区水系沉积物测量地球化学特征及找矿方向 [J].物探与化探，2011,35（5）：573-578.

Wang D X,Li S Y and Zhang X Z.1∶50000 soil geochemical survey characteristics and prospecting direction in Ur Khan Area of Inner Mongolia.2014,30(1)∶16-25.

∶1:50 000 soil geochemical survey were carried out in Ur Khan area,Inner Mongolia.Distribution character of elements,single element anomalies feature,elements of the correlation analysis,anomaly characterized by a combination of elements were studied,combined with the region's geological background,can be summarized as follows:the Ag,Pb,W,Sn,Mo,Zn anomalies are in large scale,relatively high degree of dispersion,with good mineralization potential.According to selected consolidated anomalies rating sort,three prospect areas are pointed out:Northeastern 854 Highland in Baolin area for Pb-Ag;Northeastern 854 Highland in Baolin area for Au; Northwestern 986 Highland in No.48 farm for Mo-W.

∶soil geochemical survey characteristics;prospecting direction;Ur Khan area,Inner Mongolia

P622+.3

A

1007-3701(2014)01-016-10

10.3969/j.issn.1007-3701.2014.01.003

2013-12-18；

2014-01-24.

内蒙古自治区2007年度地质勘查招标项目(2007-03-ZH09).

王东晓（1975—），男，工程师，长期从事地质及化探工作，E-mail：947790516@qq.com.