内蒙古兵图金矿外围地、物、化综合勘查方法的找矿效果

李 新 王志英 马 为 徐新学 梁学武 林 星 刘文强

1.内蒙古自治区乌兰察布市地质矿产勘查项目管理中心 集宁 012000

2.乌兰察布市国土资源局 集宁 012000

3.天津市地球物理勘探中心 天津 300170

1.引言

兵图金矿区位于临河——集宁——尚义超壳深大断裂的南侧，区内出露新太古界乌拉山群大理岩、片麻岩及新近系汉诺坝组玄武岩。自2005年地质普查开始，安徽省地质调查院、内蒙古有色地质勘查局609队等在兵图金矿区及周边相继开展了多项地质调查工作，已完成的1∶5万矿产调查、1∶5万地面磁测及多个矿点的普查，从地质特征、成矿类型等方面进行了较详细的研究，初步证实了本区具备较好的找矿潜力［1-2］。为进一步建立后备资源勘探基地、探讨矿床成因及综合找矿标志，在玄武岩覆盖区寻得找矿突破，乌兰察布市在前兵图金矿区外围部署专项基金，利用地、物、化综合勘查方法进行了找矿研究，在两个验证钻孔中见到了金矿化体，获得一定找矿突破。

2.区域地质概况

矿区大地构造位置处在华北地台北缘内蒙台隆、阴山隆起东段，晋冀蒙EW-NEE向高级变质岩区，属华北地台古陆核的一部分，成矿带归属三合明——伊胡赛铁、金、钨四级成矿带，南距集宁约35km。区域上以太古宙地层构成结晶基底，中新生代地层直接不整合覆盖在太古宙变质岩系之上。区内经历多次构造运动、变质作用和岩浆活动，地质构造较为复杂，变质岩、侵入岩、火山岩、陆相碎屑岩均有出露，变质岩变质程度均达到中深变质，在岩浆、构造作用下乌拉山岩群地层中的金元素活化迁移富集成矿。目前矿区周边已发现兵图、三道沟、四道沟、五道沟等金矿床及多处金、铅锌矿化点，赋矿地层主要为新太古界乌拉山群硅化、铁锰矿化大理岩层［3-4］。

3.矿区地质特征

3.1 地层

出露地层自下而上为新太古界乌拉山岩群（Ar2w）、白垩系固阳组（k1g）、中新世汉诺坝组玄武岩（N1h）及第四系（Q），图1。新太古界乌拉山岩群（Ar2w）为一套变质岩系，分为两个岩性段，岩性主要为片麻岩和大理岩。一岩段岩性以条带状混合质黑云角闪斜长片麻岩、条带状混合质斜长角闪岩为主，二岩段岩性为长石石英岩——含石墨大理岩组合，二者呈整合接触或构造平行接触；白垩系固阳组（k1g）小范围出露，岩性为紫红、灰白色泥岩与砂岩互层夹砾岩；大面积覆盖的汉诺坝组玄武岩（N1h），主要由含橄榄玄武岩、气孔杏仁状玄武岩等多个喷发韵律层组成，成角度不整合覆盖在乌拉山岩群二岩性段上；第四系（Q）主要位于测区东部，沿河流两侧及山区沟谷中分布。

3.2 构造

褶皱构造主要为苏勒图——袁家房子复式背斜，由南壕欠——后兵图背斜和大泉子——宝石沟向斜组合而成［5］，前者伴生有多条低温绿片岩变形带，后者近东西向展布，其东部多被燕山期二长花岗岩体侵吞改造，复式背斜对金矿分布具有明显的控制作用。

断裂主要为近东西向临河——集宁——尚义深大断裂控制的次级断裂，以近东西向为主，其次为北东向。大断裂对于地层分布、岩浆侵入、盆地形成及汉诺坝组玄武岩分布都起到重要作用，两组次级断裂交汇的锐角或两组断裂交叉处是成矿最有利地段。

3.3 岩浆岩

南部出露海西期闪长岩和燕山期二长花岗，脉岩不发育，仅见少量石英斑岩脉、闪长岩脉。玄武岩呈层状产出，产状平缓，柱状节理发育。岩浆活动为绿岩带内金等元素活化和运移提供了动力条件，为金矿的形成提供了良好的热力场，金矿床与岩浆岩空间关系密切。

3.4 地球物理特征

矿区位于北东向与北西向重力梯级带结合部位的重力低异常范围内，表现为矿区及外围构造断裂发育，岩浆岩活动明显的特点。重力梯级带是对大土城盆地盆缘断裂的反应，重力低异常应是燕山期酸性侵入岩侵入于新太古界乌拉山群地层的反应。

电性标本统计结果看，区内各类岩石极化率整体偏低，差异较小，其中蚀变大理岩和片理化硅化片麻岩极化率略高。而区内地层、岩体、蚀变带之间的电阻率差异明显，其中致密块状玄武岩和斜长云母片麻岩表现为中阻，钾长花岗岩表现为中低阻，带气孔状玄武岩则表现为低阻。结合地质情况，利用极化率、电阻率参数相结合可以进行地层、构造划分，圈定岩体和蚀变带［6］。

3.5 地球化学特征

主要地质单元地球化学元素具有明显的后期叠加（改造）特征，Au、W、Ag、Pb元素分带性好，元素浓集中心明显，强度高规模大，主要受断裂构造控制，深部揭露采取的原生晕表明东西向构造有明显的地球化学异常，与区域构造线保持一致。

异常范围内出露地层主要为新太古界乌拉山群变质岩系，以斜长角闪片麻岩、黑云斜长片麻岩、大理岩岩组成，具绿岩建造特征。其中片麻岩组富集（成矿）元素主要为Au、W、Bi、Mo，大理岩组主要的富集（成矿）元素为Au、Ag、Sb、Pb、W、Bi。岩浆岩中W、Sn元素含量高于全区平均值，成矿元素有Cu、W、Sb、Sn，区内多处的金矿化点与燕山期侵入岩有关。地表玄武岩主要富集Mn、Cu、Zn，Au元素低于平均值。整体化学元素异常具有多期矿化特征，反映了矿化多期次、多阶段、有中低温向中高温热液的过渡过程。

3.6 矿化特征

金矿化受东西向脆（韧）性剪切带控制，赋矿围岩为碎裂硅化的大理岩，金矿化发育在大理岩中充填的硅化石英脉中或片理化带中，受东西向断裂控制。深部揭露采取的原生晕表明东西向构造有明显的地球化学异常。断裂作用贯穿于金矿形成的全过程，断裂性质不同，金矿化类型也不同，张性断裂易充填石英脉型矿化，压（扭）性断裂发育构造破碎带蚀变岩型矿化［6］。据产出部位判断成矿时代主要集中在华力西——燕山期。围岩蚀变为硅化、褐铁矿化、高岭土化、碳酸盐化绿泥石化、铁锰矿化、绢云母化及少量绿泥石化等。矿体呈脉状产出，矿石中的金属矿物主要为褐铁矿、黄铁矿，其次为方铅矿、闪锌矿、黄铜矿，脉石矿物主要为方解石、绢云母，其中黄铁矿是主要金属硫化物。

4.综合地、物、化找矿方法

4.1 成矿条件、控矿因素

矿区金、银金矿的形成受构造控制，具有热液型矿床特征，矿体均产于大理岩与片麻岩接触部位的近东西向蚀变构造破碎带上。矿体以及副矿物方铅矿的形成属低温热液阶段成矿，而成矿构造破碎带中呈正方形晶体的黄铁矿表明经历了高温热液阶段，故本区矿床的后期热液成矿经历了高温、低温共同作用。区内多期次的变质作用及早期岩浆活动促使成矿物质初步富集，燕山期的构造岩浆活动使早期形成的矿源层进一步活化、迁移在成矿有利空间富集成矿。

4.2 综合找矿方法试验

在矿体出露地段布设了CSAMT和SIP综合地球物理剖面，以了解矿床与围岩电性差异，构建矿区地球物理模型。成果揭示95点以南乌拉山群片麻岩硅化蚀变较强，具有中高阻（ρs）、中高充电率（Ms）和低时间常数（τa）和频率相关系数（Ca）组合关系；弱蚀变片麻岩则为中低阻；在145～147点之间出露金矿（化）体，矿体赋存部位为大理岩与片麻岩地层接触带，具有低ρs、低Ms、中高τa和高Ca组合关系；在160点以北乌拉山群大理岩具有中高ρs、低Ms、中低τa和Ca组合特征。

4.3 地质找矿标志及模型

（1）产出部位：一般产于乌拉山群大理岩与片麻岩接触部位靠近大理岩一侧，金矿体严格受地层控制。

（2）构造标志：大理岩层蚀变带中沿蚀变构造破碎带的宽度方向的次一级小的构造破碎带或张性裂隙，构造破碎带上有正常斑岩、闪长岩脉、石英斑岩脉出现地段及蚀变强烈的地段一般是金矿化发育部位。此外韧性剪切带既是含矿构造，也对矿化带和矿体的形态、产状、规模及分布起着决定性作用。

（3）直接找矿标志：高岭土化、蚀变破碎带上的铁、锰以及金属硫化物矿体，如黄铁矿化、铜矿化、孔雀石化等。

（4）地球物理标志：高阻与中高阻带之间形成的中低阻层及高阻层内的层状低阻位置，充电率表现为弱异常特征，时间常数为中高值，频率相关系数为高值。

（5）地球化学标志：金矿直接指示元素异常组合为Au-Ag-Cu-Cd，间接指示元素异常组合为Hg-As-Sb-Bi-Mo。

4.4 综合地质找矿效果

在对兵图矿床模式研究总结的基础上，采用追索法对岩性界限、大理岩及交代蚀变带、岩体进行较细致地圈定。通过对地表地质特征的刻画，遵循由已知到未知的原则，结合物化探方法发现玄武岩覆盖层下的矿致异常。

（1）可控源音频大地电磁（CSAMT）

利用可控源电磁测深反演成果基本查明了区内玄武岩覆盖层下断裂体系的展布和玄武岩盖层的厚度。研究成果表明，玄武岩盖层底界埋深由西南向东北埋深加大，东部第四系出露，工作区发育的断裂构造以EW向为主，中西部发育有NE向断裂；两组断裂交汇部位、玄武岩盖层较薄的100-200线中部范围作为详细勘查的地段。

（2）土壤地球化学测量

100线280-340点之间表现为Au、Ag、Pb元素组合异常（图1a），其中Au、Ag峰值较高，并出现Au、Ag元素分带现象。该区域断层发育，显示在断层内存在热液活动并可能形成金属元素富集，应是寻找金、银、钨多金属矿的有利部位；200线280～340点之间形成Au、W、B异常，异常幅值较低，跳变明显。在100线和200线之间形成近东西向的金异常带，西部异常范围较大，异常幅值较高，东部异常幅值较小，异常范围较小。该处化探异常带穿过EW、NE向断层交汇部位，并且深部有燕山期花岗岩侵入，推断化探异常带应与金多金属矿化带相关。

图1 100线综合剖面成果

（3）频谱激电（SIP）及大功率激电（TDIP）

大功率激电（TDIP）和频谱激电测深（SIP）工作表明，图1b，在300-350点之间、高程1，670m～1，500m范围见一高极化异常体，异常范围大幅值高，具有中高阻（ρs）、高充电率（Ms）和低时间常数（τa）和频率相关系数（Ca）组合特征，其位置与地球化学Au、Ag、Pb元素组合异常范围对应性好，与金矿体的异常特征吻合，其外围下部及右侧环绕相对的低缓激电异常，从参数组合分析，推测为黄铁矿化。

（4）综合勘查效果

综合地物化工成果，在工作区的中部、中南部发育近东西向展布的断裂构造九条在工作区中部100-200线之间为多个断层交汇部位，具备一定容矿空间，深部有燕山期花岗岩体侵入，为金元素的活化和运移提供了热源，Au、Ag、Pb等元素浓集，且Au、Ag元素异常峰值较高，是本区最有利的金成矿部位。

在勘查确定的综合物化探异常部位部署了钻孔进行验证，其中zk1-1钻孔未见明显金矿化，高极化异常主要由角闪岩内发育的暗色矿物引起；ZK2-1揭示玄武岩厚度38m，120-140可见大理岩与角闪斜长片麻岩层间破碎带，在197m～210m可见脉状黄铁矿，经取样化验，在197m～200.5m和201.6m～202.91m之间岩芯样品金元素含量大于1g/t，矿体厚度达3.3m；构造破碎带同样见于ZK3-1的160～170米处，190米以下黄铁矿较发育，在265.7m～265.9m之间金元素品位1.64g/t，同时深部还存在弱铜矿化。综合地、物化勘查方法在玄武岩覆盖区找矿中取得了良好效果。

5.结论

内蒙古集宁地处重要成矿带，资源潜力巨大，但地表覆盖的玄武岩层是矿产勘查的不利条件。在兵图玄武岩覆盖区的找矿工作中，依据现代地质找矿方法，采用地质、物化探结合的方法技术，通过建立综合找矿模型和找矿标志，利用物化探异常确定了找矿线索和信息，钻探发现了工业品位的金矿体。综合地、物、化找矿方法为实现集宁西部玄武岩覆盖区找矿突破的目标积累了必要的技术资料，取得了良好的找矿效果。

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