物探在宝格德乌拉地区不同找矿阶段中的应用

陈晓航,马骁菲,刘　响,王鹏森, 刘国辉

(1.河北地质大学 研究生院，河北 石家庄 050031；2.大唐电信联诚信息系统技术有限公司,北京 100191)



物探在宝格德乌拉地区不同找矿阶段中的应用

陈晓航1,马骁菲2,刘响1,王鹏森1, 刘国辉1

(1.河北地质大学 研究生院，河北 石家庄 050031；2.大唐电信联诚信息系统技术有限公司,北京 100191)

为充分发挥物探方法在内蒙古宝格德乌拉地区不同找矿阶段中的作用，鉴于本区第四纪浅覆盖的特点，结合其矿产类型和成矿地质条件，在重点靶区筛选、异常查证和异常验证三个阶段中，针对不同阶段的工作任务采用了相应的不同物探方法，从而发挥了物探方法在综合找矿中不可替代的优势。结合本次找矿实践，阐明了在不同找矿阶段采取不同物探方法的正确性和有效性，为本区发现火山—次火山热液型多金属隐伏矿体发挥了重要作用。其物探方法在综合找矿中的阶段性应用模式，对本区或同类找矿均具有十分重要的指导或借鉴意义。

宝格德乌拉地区；钼、铅、锌、银多金属矿；高精度磁测；综合方法

1　引　言

宝格德乌拉地区位于内蒙古东部新巴尔虎右旗境内呼伦湖和贝尔湖之间地带，属高原低山—平缓草原的第四纪浅覆盖区(≤10m)，尽管具有很好的成矿地质条件，若仍沿用传统的地质找矿方法在此处寻找隐伏矿体将存在着较大困难，故以地质、物探、化探为主的综合找矿方法已成为该区找矿工作的首选。

物探方法除了高效低耗外，具有间接探测的“透视”和信息量丰富等功能，可利用所观测到的地球物理异常响应，定量反演出地下隐伏矿体的地下分布，从而在浅覆盖区进行大比例尺地质调查,其在寻找隐伏矿体中的优势是不可替代的。在不同找矿阶段合理选用不同物探方法，使其达到最佳找矿效果则是当前面临的重要课题。

因此，针对本浅覆盖区的特点和火山—次火山热液型多金属隐伏矿体的分布规律，在本次重点靶区筛选、异常查证和异常验证三个找矿阶段中，笔者提出将高精度磁法，激发极化和电阻率中间梯度法，激发极化和电阻率测深法分别与地质填图、化探、槽探和钻探组合成不同阶段的综合找矿模式，均取得到了很好的找矿效果，在本区发现多处钼、铅、锌、银热液型多金属隐伏矿体。这与不同找矿阶段正确、合理的选用不同物探方法是密不可分的。实践表明，物探方法在浅覆盖区寻找隐伏矿过程中将起到不可替代的作用[1]。

2　地质与地球化学、地球物理特征

2.1地质特征

本区位于我国东北部的得尔布干成矿带西北侧满洲里—新巴尔虎右旗铅锌银铜金成矿亚带的西南段(图1)。得尔布干深断裂呈北北东走向，北西走向的克尔伦断裂带向南东方向延伸至本区的南侧，以上两组断裂带交汇复合部位是矿集区或矿田的定位空间。进入中生代以来，强烈的断裂、断陷构造和火山岩浆活动对区内的有色金属及贵金属成矿十分有利，因此，该区具有很好的构造控制成矿前景[2]。

区内地层由老到新划分为：上石炭统新伊根河组(C2x)，主要由千枚岩化粉砂岩、粉砂质泥岩、少量石英细砂岩组成。在与花岗岩接触带上，发育黑云母角岩化、云英岩化和黄铁矿化、钼、钨等金属矿化作用，热液蚀变强烈，是W、Mo矿化的主要载体；中侏罗统塔木兰沟组(J2tm)，主要由深灰色块状玄武安山岩(辉石安山岩)—灰黄、灰褐色气孔—杏仁安山岩、安山玢岩—紫灰、紫红色多气孔玻基安山岩为“基本层序”的多韵律叠覆构成；上侏罗统满克头鄂博组(J3mk)，主要岩性为流纹岩、火山角砾熔岩、火山碎屑岩；上侏罗统玛尼吐组(J3mn)，主要岩性为安山岩、粗安岩、紫灰色粗安质角砾凝灰岩等组成。夹少量中性、中碱性火山碎屑岩；下白垩统大磨拐河组(K1d)，主要由河流相灰白色砂砾岩、粉砂岩、厚层湖沼相富炭质泥岩组成；新近系中新统呼查山组(N1hc)，主要为河流冲洪积相杂色砾岩、砂砾岩和含砾粗砂岩；第四系(Q)，以厚层残坡积砂土、碎石及风成细砂、粉砂堆积物为主。

图1　得尔布干成矿带地质构造及矿产地分布Fig.1　Geological structure and mineral distribution map of Derbugan metallogenic belt

2.2地球化学特征

区内地球化学场特征显示，W、Sn、Mo、Pb、Zn、Ag、Sb、Hg、As等元素背景含量较高，高于地壳克拉克值，也高于中国东部地壳丰度值。其中，Mo、W、Sb、Pb、Ag具有强分异特点，其元素背景的叠加强度系数较大，矿化信息强，有显著的地球化学富集，是区内主要的成矿与找矿指示元素。本区内主要矿产类型为高温热液斑岩型Mo、W矿产，中低温后期热液型Pb、Zn、Ag多金属矿产[3]。

2.3地球物理特征

1)岩、矿石物性特征

据前人工作及本次对野外采集标本的测定结果可知，测区内凝灰岩相对而言呈低磁、高阻、中极化性，花岗斑岩呈中磁性、中阻、弱极化，流纹斑岩具有低磁、中阻、低极化，安山岩呈中磁、中阻、低极化，大部分硅化蚀变带呈现出低磁、高阻、中低极化特征，而钼、铅、锌、银和黄铁矿化等则具有低磁、低阻、高极化特征，故岩(矿)石有随多金属含量的增加极化率变大、电阻率变小等特征，从而为开展磁法勘探划分覆盖层下部的岩性分布和查明隐伏构造，电法勘探圈定隐伏矿体或矿化蚀变带及其产状奠定了必要的物质基础[4]。

2)地球物理异常特征

基于上述物性特征，区内各类岩、矿体对应于地球物理异常特征分别为：

① 硅化蚀变带相对围岩具有低磁、高阻、中低极化异常，但随着铜、铅、锌、银、铁多金属含量的增高，其导电性增高，电阻率变低，极化率变大；

② 铁锰化、绿泥石化蚀变带和钼、铜、铅、锌多金属矿化带将呈现低磁、低阻、高极化异常特征；在硅化、方解石化蚀变带将呈低磁、高阻、中极化异常特征；

③ 塔木兰沟组安山岩、玄武安山岩和五叉沟组玄武岩及华力西期闪长岩，燕山中期安山玢岩等中性侵入岩和次火山岩表现为高磁、中高阻、低极化特征；满克头鄂博组酸性火山岩、侏罗纪流纹斑岩、花岗岩及花岗斑岩表现为低平磁场、中高阻、中低极化特征；

④ 构造破碎带表现为低磁、低阻、中极化特征，高磁背景下的带状负磁异常是构造带的反映；含矿硅化蚀变带则表现为正磁场中的线性低磁、高阻、中高极化特征，含矿金属蚀变带则表现为正磁场中的线性中高磁、低阻、高极化特征。

上述物性和异常分布特征表明，多金属矿化带、不同地层和断裂带均对应不同地球物理异常分布特征，从而为本区开展高精度磁测、电阻率法和激发极化法提供了必要的地球物理前提条件，利用上述方法是行之有效的。

3　不同找矿阶段中的物探方法

结合本次综合方法找矿的不同工作阶段的地质任务，分别开展了高精度磁法、激发极化法和电阻率法，均取得了很好的勘探效果。

3.1重点靶区筛选中的物探方法

在重点靶区筛选阶段，基于不同岩性间存在明显的磁性差异，充分发挥高精度磁法高效优势，以查明1:20万区域化探综合异常覆盖区隐伏构造和地层岩性分布为目的，配合地面1:50 000地质测绘和化探工作，开展了1:10 000地面高精度磁法扫面工作，现以区内Ap2乙1化探异常所在罕乌拉测区为例介绍其勘查效果。

该区高精磁测工作的目的是配合地质测绘工作，查清化探异常Ap2乙1范围内第四纪覆盖层下的基岩地层岩性和构造分布。本次观测到的磁异常ΔT化极处理结果如图2(a)所示，对磁异常做水平一阶方向导数，结果见图2(b)，由磁异常分布特征可知，该区北侧呈现低缓圆滑正负伴生异常特征，表明岩性具有磁性低而相对均匀，异常变化范围-120～+120nT；南侧为正负跳跃零乱无规则异常区，呈现岩性磁性强而不均匀，异常变化范围-360～+240nT，表现为不同岩性的分界线位置；利用异常走向或分布形态的突变特征可反映出断裂构造的存在。因此，结合测区内已知地质和物性资料，依据其磁异常的平面分布特征，对覆盖层下部基岩和断裂构造分布做出如下解释推断：

1)地层、岩性解释

依据磁异常不同的变化特征，推断其地层岩性分布为：以南北两侧不同磁异常分布特征分界线作为不同地层岩性划分的依据，北侧平缓异常区推断属低磁性侏罗系流纹斑岩和上侏罗系满克头鄂博组凝灰岩分布反映，南侧零乱跳动磁异常则应为新近系五叉沟组不均匀、强磁性玄武岩及安山玢岩分布区(见图2(c))。

2)构造解释

依据磁异常形态或轴向的突变型所反映的断裂构造解释，推断解释出两组共轭断裂构造如下。

图2　罕乌拉区ΔT化极磁异常及地质解释平面Fig.2　ΔT magnetic anomaly and geological interpretation plan of Hanwula area

①F1断层

该断层位于测区北侧的低缓磁异常区，磁异常等值线图上表现为NE向走向，在中、西部位两处NW走向异常轴线被明显错动，东北端为磁场梯度带分布特征。该断裂位于上侏罗系满克头鄂博组凝灰岩分布区，依据磁异常轴线错动相对位置，初步推断该断层属右旋走滑型，调查发现沿其走向有伴生岩脉分布。

②F2断层

该断层与F1平行展布，位于测区中东部，以低背景场中串珠状等轴状正异常带分布为特征，现场发现伴有基性岩脉分布，初步推断该断层与新近系玄武岩属同期。

③F3断层

该断层位于测区中部，呈NW向展布特征，在磁异常等值线图上表现为南侧正负跳跃零乱无规则异常被其错移，北段呈现负异常带，并伴生有石英岩脉分布。初步推断该断层为后期热液活动的主要通道。

位于北侧邻域已知铅锌多金属矿床勘探表明，F3断层属该已知矿床储矿构造的延长线上，特别是与F1和F2交叉部位是后期热液蚀变型多金属成矿的有利部位，并对应于明显的铅锌等多金属化探异常，因此，确定为本区进一步找矿的重点靶区[5]。

3.2异常查证中的物探方法

在找矿重点靶区的综合化探异常查证阶段，为快速发现区内隐伏多金属矿体的分布位置，利用多金属矿体或矿化带与围岩间的电性差异，开展了1:10 000激发极化和电阻率中间梯度法面积测量工作，旨在发现与多金属元素综合化探异常相套合低阻高极化异常，为寻找地下多金属隐伏矿体或矿化带提供线索。现以区内沙那根呼都格重点靶区激发极化和电阻率中间梯度法测量成果阐明其勘查作用[6-9]。

如图3所示，视极化率背景值为3.5%，视电阻率背景值为600Ω·m，测区发现5个具有一定规模的中低阻高极化异常带，异常自北向南编号为S1、S2、S3、S4和S5。

区内地表被第四系覆盖，据高精度磁法、槽探和后期钻孔揭露基岩上部层为上石炭统依根河组具有浸染状黄铁矿的变质粉砂岩—细砂岩，变质粉砂岩，变质泥质粉砂岩—粉砂质泥岩互层，灰白—浅褐灰色(褐铁矿化轻碎裂)变质泥质石英粉砂岩，青灰—浅绿灰色片理化变质层状含细砂泥质粉砂岩，灰白—浅绿灰色变质泥质细粒长石砂岩组成；变余层理发育。下部侵入岩为海西期闪长岩和侏罗纪晚期花岗斑岩。

图3　沙那根呼都格激电中梯平面异常Fig.3　IP intermediate gradient anomaly map of Shanagenhuduge area

上述地层与侵入岩接触，叠加有接触变质和热液变质作用，在其接触处发育黑云母角岩化、云英岩化和黄铁矿化、钼、钨等金属矿化作用。上述异常基本位于区内NW走向构造控制的矿化蚀变矿化带，依据已知地质、化探和物性资料，推断上述异常带均为以钨、钼为主、伴有黄铁矿化的多金属矿体反映。

如图3(b)所示，测区内发现三条明显的低阻异常带，其走向约为NW315°，一般异常值<360Ω·m，低阻异常明显的将与其交叉的高阻异常轴错开，进一步佐证了前期高精度磁法推断此处断裂破碎带存在的正确性，分别记为FS1、FS2和FS3。上述激发极化异常基本上受其控制，分布于三个低阻异常带上或边部，与Mo、W、Sb、Pb、Ag等元素化探异常具有密切套合性，故将其推断为致矿综合异常，确定为需进一步验证的异常。

3.3异常验证中的物探方法

在重点综合异常验证阶段,为进一步查明异常体的地下空间分布，即：埋深、产状和延深等展布特征，以便设计异常验证钻孔或对已知矿点的评估工作，开展了激发极化和电阻率测深剖面法。

现以区内杭盖音浑迪测区HJ0铅锌矿异常的验证为例说明其勘探作用。

HD110电测深剖面位于杭盖音测区东北部的HJ0号异常，此激发极化异常呈近NW走向分布，为狭长二度体形态异常，异常长约350m，宽约170m。激电异常最大值为2.8%，视电阻率值在200～250Ω·m之间，为典型的低阻高极化异常。

野外地质调查表明，该异常位于侏罗系中统塔木兰沟组(J2tm)深灰色块状辉石安山岩、气孔安山岩、安山玢岩等地层。且与Pb、Zn、Ag等多元素化探异常空间上有较好的套合性，基于异常的规模和强度，根据已知地质和物性资料初步推断：该异常属铅、锌、银为主的多金属矿体反映。为查明其地下分布特征，我们沿垂直异常走向的中心剖面布置了电测深HD110剖面，其剖面方向为NE45°,以便进一步查证异常的性质，为验证孔的设计提供依据。

HD110电测深剖面起止点号分别为9650/110和9860/110,点距为30m，其断面等值线图见图4。由视极化率断面等值线(图4(b))可见，对应于该剖面9710/110点和9800/110点下方有两组近直立的高极化异常带，对比视电阻率断面等〗值线(图4(a))可知，该两组高极化异常带均对应于低阻异常带，属低阻高极化异常组合特征，从而表征了平面异常在此断面内的分布特征。

图4　HD110地电断面Fig.4　Geoelectric section of HD110

图5　HD110剖面激电测深反演成果Fig.5　IP sounding inversion results map of HD110section

对电测深剖面异常进行二维反演，结果(图5)表明，上述两个激电异常所推断的多金属矿体(图中黑虚线为推断矿体边界)均位于中阻带上，总体呈SW向陡倾斜(85°左右)分布，呈多矿层、雁行排列展布，其顶深为30m左右，最大下延深度为340m以上。

基于上述电测深异常的解释，建议在9809/110点和9717/110点处各布置一验证钻孔，而建议9809/110点处为首选验证钻孔，将其编号为H3ZK1。依据激电测定量反演结果，钻孔设计为：倾向SW225°，倾角为88°，孔深320m，详见图5(b)。后期H3ZK1钻孔实施进尺327m终孔结果表明，在上述推断部位见到铅、锌多金属矿体，证实了上述激电异常的推断结论[10-14]。

在H3ZK1验证基础上，笔者建议下一步可实施9717/110点处验证孔，依据激电测深解释结果，该孔设计倾向NE45°，倾角为85°，孔深350m，详见图5(b)。

4　结　论

1)针对内蒙古宝格德乌拉地区地质和地球物理特征，针对此区综合找矿的不同阶段的工作任务，分别开展了高精度磁法、激电中梯与激电测深，建立了本区行之有效的综合找矿模型，利用致矿异常的物化探异常套合识别标志，发现多处钼、银、铅、锌矿体。其中，物探方法在每个找矿阶段均发挥着不可替代的作用。

2)实践表明，物探方法在第四纪浅覆盖区找矿或寻找深部隐伏矿体过程中具有很大的潜力和优势，本文所提出不同阶段的物探方法对于本区或同类地区的找矿工作均具有重要的指导意义和参考价值。

致谢感谢宋宏伟、陈洁、孙士辉、刘志远、郝海强和温来福等同志为本文编写所提供的帮助。

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The Application of Geophysical Prospecting in the Treasure Baogedewula Area in Different Stages of Prospecting for Ore Deposits

Chen Xiaohang1,Ma Xiaofei2,Liu Xiang1,Wang Pengsen1,Liu Guohui1

(1.Graduate Institute, Hebei Geological University, Shijiazhuang Hebei 050031, China;2.DaTang Telecom LianCheng Information System Technology Co., Ltd., Beijing 100191, China)

TogivefullplaytothegeophysicalmethodsintheareaofInnerMongoliatreasuregedewulalookdifferentmineralphasesintherole,inviewoftheQuaternaryshallowcovercharacteristics,combinedwiththetypeofmineralandore-forminggeologicalconditions,screeningthekeytargetarea,geochemicalanomaliesandanomalyverificationinthreestages,needleforthedifferentstagesofthetaskthecorrespondingdifferentgeophysicalmethods,whichplaysanimportantroleinthegeophysicalprospectingmethodincomprehensiveprospectingfororeirreplaceableadvantages.Inthispaper,thecorrectnessandvalidityofdifferentgeophysicalmethodsindifferentprospectingstagesareexpoundedinthispaper,whichplaysanimportantroleinthisarea.Thegeophysicalprospectingmethodisveryimportantfortheexplorationoftheapplicationmodeofthecomprehensiveprospecting,whichisofgreatsignificancetotheexplorationofthisarea.Thegeophysicalprospectingmethodisveryimportantfortheexplorationoftheapplicationmodeofthecomprehensiveprospecting,whichisofgreatsignificancetotheexplorationofthisarea.

Baogedewulaarea;Mo、Pb、Zn、Agpolymetallicore;highprecisionmagneticsurvey;syntheticmethods

1672—7940(2016)03—0382—07

10.3969/j.issn.1672-7940.2016.03.023

陈晓航(1990-)，男，满族，硕士研究生，主要研究方向为构造地质学与综合找矿。E- mail:1193419651@qq.com

P631

A

2015-12-01