多种物探方法在内蒙古二道河铜铅锌银矿勘查中的应用研究

牛兴国　党月辉　杨发亭

摘要：二道河铜铅锌银矿床的成矿地质条件和产出的大地构造背景优越，其矿区及外围存在隐伏矿体的可能性较大。为深入研究外围的找矿潜力，2014年中国地质调查局组织进行整装勘查，在矿区开展了物探工作。首先在已知矿区进行了地面高精度磁测、激电中梯剖面和音频大地电磁测量等物探方法对比，总结物探异常的找矿标志，建立了矿床地质—地球物理找矿模型；然后按照从已知到未知的原则，在工作区矿体外围开展了相同方法的物探工作，新发现异常（与矿致异常对比）重现性良好，显示在主矿带的外围具有很好的找矿前景。

关键词：二道河铜铅锌银矿；地质—地球物理；找矿模型；找矿前景

1. 地质概况

测区位于古亚洲构造域与环太平洋构造域交汇部位，属夹持于贺根山、乌奴尔—鄂伦春断裂和德尔布干断裂之间的大兴安岭北段晚古生代增生造山带，西伯利亚古板块（东北亚克拉通）大陆边缘向南增生部分一级构造单元，大兴安岭中华力西优地槽褶皱带，处于三级构造单元阿尔山复背斜南东翼与乌兰浩特复向斜北西翼上。

本区在古生代加里东晚期处于地槽的沉降阶段，属火山—沉积岩系优地槽，形成了中奥陶世一套海相喷溢酸性—中基性火山岩建造，中晚奥陶世洋盆逐渐关闭，构造環境相对稳定，中生代受滨西太平洋构造和库拉板块向西俯冲的影响，构造活动逐渐增强，在测区形成北东向展布的山间断陷盆地，沉积了一套上三叠统粗碎屑岩夹中性火山岩建造（柴河组），之后又沉积了中侏罗统陆相中基性火山岩夹沉积岩建造—塔木兰沟组。中生代中晚期燕山运动（晚侏罗—早白垩世构造岩浆活动）使基底断裂再次复活，发育了北北东向的断裂隆起带和坳陷带，断隆边缘往往是火山—岩浆的高热活动区，火山机构沿深大断裂或次级断裂频繁出现，具有良好的热动源，伴随热液活动带来大量金属成矿元素，在有利的地质构造环境沉淀成矿；是大兴安岭地区最重要的北东向陆相中—酸性火山岩带，也是大兴安岭中段有色金属成矿区带，该带分布多个银铅锌铜矿床（点），具有良好成矿条件和地质背景。

1.1 地层

矿区出露的地层主要为中下奥陶统多宝山组（O1—2d）、中上奥陶统裸河组（O2—3lh）和侏罗系上统满克头鄂博组（J3m）。

①奥陶系

工作区奥陶系呈北东向展布，出露面积约9.89km2，被晚二叠世钾长花岗岩及闪长岩侵入及中生代火山岩覆盖。根据地层层序、岩性特征、沉积建造与区域对比，划归中下奥陶统多宝山组和中上奥陶统裸河组。各组特征简述如下：

多宝山组（O1—2d）

总体呈北东向条带状展布，与裸河组呈断层或平行不整合接触，被满克头鄂博组酸性火山岩角度不整合覆盖，出露面积2.25km2，划分爆发相与喷发—沉积相两个非正式填图单位。岩石类型主要有变质流纹质含火山角砾玻屑弱熔结凝灰岩、变质火山角砾（多屑）凝灰岩、变质凝灰质含砾中粗粒长石岩屑砂岩夹大理岩、变质凝灰质砂质砾岩、变质流纹质含火山角砾沉玻屑凝灰岩、变质沉凝灰岩等。

裸河组（O2—3lh）

总体呈北东向条带状展布，与下伏多宝山组呈平行不整合接触，被满克头鄂博组角度不整合覆盖，出露面积7.64km2。该组为细碎屑沉积岩建造，划分为变质石英细砂岩、变质粉砂岩、长石石英砂岩、粉砂质板岩、大理岩五个非正式填图单位。

②侏罗系上统满克头鄂博组（J3m）

出露于工作区西部，出露面积2.62km2。角度不整合覆于多宝山组、裸河组和中二叠世钾长花岗岩之上。划分出空落相、火山碎屑流相、喷溢相三个非正式填图单位。岩性主要有流纹质含角砾凝灰岩、流纹质熔结凝灰岩、流纹质玻屑凝灰岩及流纹岩。

③第四系全新统（Qhal+fl）冲积相及泥沼相

主要分布于东西向及北西向沟谷比较低洼平缓地段，出露面积1.95km2。多为砂质土、亚砂土及砂砾石层及淤泥，厚度一般为2m～7m。

主要分布于东西向及北西向沟谷比较低洼平缓地段，出露面积1.95km2。多为砂质土、亚砂土及砂砾石层及淤泥，厚度一般为2m～7m。

1.2 岩浆岩

工作区岩浆活动较强烈，岩体受北东向构造控制，依据岩性、接触关系及区域对比划分为中二叠世中细粒钾长花岗岩（P2ξγ）及晚二叠世细粒闪长岩（P3δ）两个非正式填图单位。

①中二叠世中细粒钾长花岗岩（P2ξγ）

出露于工作区南东角及北西角，向南及向北均延出工作区，出露面积1.02km2。岩性为黑云母钾长花岗岩，侵入多宝山组及裸河组，被满克头鄂博组不整合覆盖。

②晚二叠世细粒闪长岩（P3δ）

出露于工作区中部，侵入多宝山组及裸河组，长轴方向与地层围岩产状一致，并与北东向断裂构造平行，出露面积0.40km2。岩石类型主要有角闪石闪长岩和石英闪长岩。

③脉岩

受北东向构造控制，走向均为北东向，主要有细粒花岗斑岩、流纹斑岩、闪长岩、花岗闪长岩、钾长花岗岩、安山玢岩等。

1.3 构造

工作区构造线主体呈北东向，褶皱和断裂均较发育，同时沿层间断裂及成矿后期断裂充填了中性—中酸性脉岩，与成矿关系密切的闪长岩和花岗斑岩岩枝、岩脉正是沿着层间破碎带上侵就位，含矿热液与富钙质岩石交代蚀变且有元素沉淀富集而形成矽卡岩型铜铅锌银矿床。

①褶皱构造

工作区内褶皱构造共识别出6个，均表现在奥陶系中上统裸河组内，形成于加里东旋回晚期。事实上，多宝山组（D1-2d）同样卷入褶皱，只是缘于岩石露头欠佳而未能目击到。工作区地层褶皱轴长均较短，且多在同一岩性中体现，野外仅是通过产状的变化来识别出来 。褶皱未导致地层倒转，地层层序正常。

②断裂构造

工作区断裂构造较发育，识别断裂8条，其成生时期均为燕山旋回中晚期，主体为北东向压性断层，少数为北西向平移断层。这些断层的存在不仅使地层展布受到明显改造，同时对已形成的铅锌矿体产生了破坏作用。

1.4 矿体地质特征

已发现铜铅锌银矿体42条，其中地表出露的有28个，盲矿体14个。按铅、锌、银、铜组分含量，有铅矿体8条，锌矿体8条，银矿体4条，铜矿体1条，铅锌矿体7条，铅锌银铜矿体2条，铅锌银矿体8条，锌银矿体1条，银铜矿体2条，铅银矿体1条。矿体形态呈大透镜状、脉状或似层状。

二道河矿床1号矿段已完成详查工作。该矿段面积12km2，圈出20条矿体，均严格受北东向构造控制，主矿体为1号矿体。1号矿体长度720m，埋深1m～329m，控制斜深366米，地表出露厚度20m～148m，平均厚度76m，钻探控制最大厚度240m。矿体呈大透镜状、似层状、条带状、脉状，走向40°～55°，倾向北西，倾角40°～65°，具有膨胀收缩、分枝复合特点。截至2012年底，1号矿床提交铜铅锌银内蕴经济资源量（332+333）矿石量2186.63万吨，金属量Pb298621.29t、Zn1175518.07t、Ag2360.84t、Cu1225.98t；矿床平均品位Pb1.44%、Zn5.56%、Ag133.50g/t、Cu0.94%。

经钻孔岩芯编录和地质剖面测量，确定二道河铅锌银矿赋存于中下奥陶统多宝山组和中上奥陶统裸河组地层中。容矿岩石主要为矽卡岩、矽卡岩化变质（粉）砂岩、矽卡岩化大理岩、矽卡岩化结晶灰岩、矽卡岩化灰岩等。工作区与成矿关系密切的主要为闪长岩和花岗斑岩。

2. 矿区地球物理特征

2.1 物性特征

1、电性特征：通过对矿區钻孔中各种岩性测定，工区内大理岩、闪长岩、凝灰岩、流纹斑岩及砂岩视充电率一般在2ms～15ms左右，电阻率在3000Ω·M～15000Ω·M之间，呈现低极化高阻特征。矿体、氧化矿类岩石充电率最高，一般在25ms～90ms左右，对应为低电阻特征。矿化蚀变带充电率较高，具有中、高充电率特征。

2、磁性特征：矿区内凝灰岩和流纹斑岩磁性最强，矿体和氧化矿有弱磁性，其他岩性磁性较弱。

2.2 磁异常、激电异常特征

2009年～2010年度内蒙古第三地质勘查有限责任公司在二道河铜多金属普查区分别开展过1∶1万磁法、激电中梯短导线测量工作，圈出多处不规则片状及带状形态电、磁异常。2014年开展整装勘查项目时，主要在二矿区作了激电中梯剖面测量、高精度磁法剖面测量、激电测深和音频大激电测深工作。

电、磁异常与地层走向一致，形态规则，吻合较好。磁异常多与接触带和构造有关，基本反映了本区北东向和北西向总体岩性和构造格局，以北东向为主，并呈现明显的规律性。

激电异常分布于奥陶系裸河组和侏罗系满克头鄂博组地层中，呈带状沿北东向展布，与主构造线方向一致，视充电率异常主体位于低阻带内，显示低阻高极化的特征，分布在侏罗系火山岩中的主要激电异常与化探异常相吻合，经工程验证为铅锌银矿体。

3. 地质—地球物理找矿模型

本次工作以以往工作成果为依据，共布置了六条剖面。在已知矿体开展了1∶5000磁、电综合剖面工作（P4、P5、P6），在此基础上在P4的112点至148点布设了激电测深及音频大地电磁测深测量，以构建地质—地球物理模型。

P4、P5、P6线穿过工作区Ⅰ矿段的1、2号矿体，是二道河重点工作区的主要成矿带，该区域上以往系统施工有许多钻孔，因此，布置了3条物探地质物探综合剖面，在已知矿体上寻找规律，指导未知异常上的找矿工作。在实测的3条综合物探剖面上，各剖面磁异常、视充电率和视电阻率强度上有所差异，但总体变化趋势基本一致，且在矿体位置均呈现低电阻率、高充电率、高磁异常特征。

以P4物探地质综合剖面图（图1）为例，可以看出，铅锌矿体呈低阻高充电率反映，以视充电率大于100ms，视电阻率小于1800Ω·m的等值线范围基本反映了矿体的产出部位，矿体两侧的闪长岩和花岗斑岩为高祖低充电率反映。AMT反演断面和激电测深电阻率断面异常形态和位置基本一致，几种物探方法相互验证相互补充并与地质吻合。

在收集研究以往资料基础上，通过以上工作结合地质资料和物性统计结果，初步总结以下几点二道河工作区的地质—地球物理找矿标志（地质—地球物理模型）：

①本区发现的铅锌银铜多金属矿体均赋存在层间构造破碎带（侏罗系上统满克头鄂博组中酸性熔岩、凝灰岩破碎物）中，在奥陶系裸河组灰岩与岩体接触带矽卡岩中。矿体产状向北西倾斜。

②矿体有明显的激电异常，反映为高充电率，低电阻率特征。视充电率为 100ms～130ms，视电阻率为 600Ω·m～1800Ω·m。激电异常是主要找矿标志。

③磁异常和矿体基本对应，异常值为 700nT～1000nT。因为基性岩体等影响，磁异常虽不能作为直接找矿标志，但磁异常的附近若同时存在激电异常，则有矿体存在，所以磁异常可作为间接找矿标志，配合激电异常进行综合分析。

④音频大地电磁测深反演断面图与矿体及地质内容（含矿构造破碎带）吻合的较好，矿体上对应的卡尼亚电阻率为低阻，值在200Ω·m～600Ω·m之间。音频大地电磁测深可以寻找容矿构造，作为间接找矿标志。

4. 矿体外围探索

在矿体外围布置了三条P1、P2、P3剖面，在此基础上在P2的122点～136点以及144点～156点两个区域内布设了激电测深和音频大地电磁测深工作。

P3平行于P4布设，位于P4剖面西南角。结果显示，物探异常特征与P4类似，128点～156点之间出现低阻高极化高磁区域（视充电率最大值为120ms，视电阻率低至200Ω·m，最大磁异常值为900nT），异常区域对应地层为碎裂中细粒黑云母闪长岩，异常两侧无异常区域对应为凝灰岩和砂岩，结合地质资料推测分析认为128～156异常为I矿段成矿带（1、2、8号矿体）延伸的矿（化）体引起，具有很好的找矿前景。

P2的Ms测深断面图上显示，以100ms为异常下限，圈出了两个对称的透镜状的高视充电率异常，其中122点～136点处高充电率异常对应的对称四极测深视电阻率和音频大地电磁测深的卡尼亚电阻率均为低阻显示，对应△T磁异常曲线有弱磁性，整个异常总体表现为低阻高极化高磁异常特征，与P4已知矿体建立的地球物理模型类似。异常对应位置地表发现一条宽度约0.7m的北西走向的铅锌矿化蚀变构造带，结合音频大地电磁测深结果推测有容矿构造的存在，且该异常段对应的化探异常结果较好，Pb、Zn等主成矿元素均存在峰值（Pb达3.4×10-6），推测该激电异常可能是由Pb、Zn等硫化物伴生的多金属矿床引起。

综上所述，根据本次在二道河重点工作区的物探工作取得了以下主要成果：

5. 结语

（1）矿区Ⅰ矿段主矿体具有低电阻率、高充电率、弱磁特征，可引起高阻、高极化高磁组合异常。

（2）P3的128点～156点之间，P2的122点～136点出现的低阻高极化高磁区域，结合本次开展的工作成果推测深部有隐伏矿体。

参考文献：

[1] 牛兴国，杨发亭等.大兴安岭中段铜多金属矿整装勘查区专项填图与技术应用示范项目物探工作成果报告.内蒙古有色地质矿业（集团）有限责任公司.2016.

[2] 王忠，牛勇，姚德.内蒙古二道河银多金属矿床的发现及其意义[J].山东理工大学学报：自然科学版，2012，26（1）：4649.

[3] 高友库， 于玺卿. 内蒙古自治区突泉县莲花山铜银矿找矿前景分析[J]. 西部资源， 2013（6）.