扎鲁特旗双山子地区地质、地球化学特征及找矿前景

王彦博

(1.中煤地质集团有限公司，北京 100040； 2.中国煤炭地质总局特种技术勘探中心，北京 100040)

本论文依托于《内蒙古自治区扎鲁特旗新立屯铜多金属矿预查》项目，该项目是中国煤炭地质总局特种技术勘探中心承担的内蒙古自治区地质勘查专项资金项目。通过勘查工作，在该区发现了一条银矿体，两条银矿化体，一条锌矿化体，为该区进一步开展工作提供了依据。

1 区域地质背景

区域内出露地层由老到新主要为二叠系寿山沟组、林西组，侏罗系满克头鄂博组、玛尼吐组、白音高老组，白垩系梅勒图组。二叠系为一套海相浅变质火山-沉积建造，已经普遍发生了低绿片岩相的区域变质，岩石发育绿泥石化。侏罗系满克头鄂博组、玛尼吐组、白音高老组具有从酸性→中性→酸性的演化规律。白垩系梅勒图组主要为一套中性-中偏基性火山岩。区域内侏罗纪侵入岩较发育，以花岗质岩石为主，岩石类型主要为石英闪长岩、正长岩、正长斑岩、碱长花岗岩、黑云母花岗岩、二长花岗岩、白岗岩等。脉岩主要为中-酸性岩，数量上以花岗岩脉、花岗斑岩脉、正长斑岩脉、闪长玢岩脉居多。区内主要经历了晚古生代和中生代构造变形过程，在晚古生代构造层和中生代构造层中形成的构造形迹有褶皱、断裂等。主要有主要有三益庄向斜(V4)、辉森达坂背斜(V7)、姜台向斜(V8)。区域内北北东向断裂比较发育，主要有格日朝鲁-三合屯大断裂(F49)、北花呼舒-双四台大断裂(F103)、大耳朵山大断裂(F61)、兴隆地大断裂(F104)。

2 研究区地质概况

研究区位于双山子构造-岩浆穹窿中部，处于北西向兴隆地大断裂(F104)与北东向大耳朵山大断裂(F61)交汇部位。区内出露地层主要有二叠系林西组、侏罗系白银高老组(图1)，林西组主要岩性为杂色变质粉砂岩、变质细砂岩、变质页岩、板岩，林西组被第四系覆盖严重，地层连续性差。与上部大陆地壳平均丰度相比，林西组中Cu、Zn、Ag、Sb、Bi元素较富集，具有明显的初始预富集特征，在内生矿产形成过程中起矿源层的作用。白音高老组主要岩性为流纹岩、流纹质凝灰岩、粗面岩、英安岩、砾岩、砂砾岩。与上部大陆地壳平均丰度相比，白音高老组中Cu、Pb、Sb、Bi元素较富集，此外，W、Ag含量也较高，Pb、Ag、Bi元素变异系数大于0.5。在火山活动中，白音高老组对Cu、Pb、Ag等成矿元素具有一定的富集能力。研究区内侵入岩主要为晚侏罗世早期石英闪长岩，分布在研究区中部双山子一带，侵入到二叠系林西组、上侏罗统白银高老组中。石英闪长岩中主要富集Cu、Pb、Zn、Ag、As、Sb、Bi。区内与中生代侏罗纪-白垩纪多期次火山-侵入岩浆活动相伴形成了数量众多的不同方向、不同岩石类型的脉岩，主要为中-酸性岩，在数量上以花岗岩脉、花岗斑岩脉、正长斑岩脉、闪长玢岩脉居多，脉岩分布方向有南北向、北北东向、北东向、北东东向、东西向、北西西向、北西向、北北西向等。受第四系覆盖影响，地表构造行迹不明显，主要为断裂构造。

图1 双山子地区地质图Figure 1 Geological map of Shuangshanzi area

3 地球化学特征

3.1 1∶5万水系沉积物(土壤)地球化学特征

1∶5万水系沉积物(土壤)地球化学测量在研究区内圈定了1处综合异常，编号为29乙2双山子Sb-As-Ag-Bi-W-Pb-Cu-Mo-Zn综合异常。异常呈东西向不规则面型分布，面积为6.88km2。该异常规模比较大、强度高，浓集中心明显。主要异常元素为Sb、As、Ag、Bi、W，Sb、As、Ag、Bi元素异常面积、强度都大于其它元素异常(表1)。

异常区主要出露侏罗系上统白音高老组流纹质凝灰岩、及二叠系林西组粉砂岩、页岩，有石英脉、闪长玢岩、正长斑岩脉侵入。在综合异常范围内发现了多条北西向、北东向硅化体，发育褐铁矿化，该异常由这些弱蚀变矿化体引起。

3.2 1∶1万土壤地球化学特征

本次工作在研究区内区开展了1∶1万土壤地球化学测量，分析了Au、Ag、Cu、Pb、Zn、W、Sn、Bi、Mo、As、Sb、Hg十二种元素。

表1 29乙2双山子Sb-As-Ag-Bi-W-Pb-Cu-Mo-Zn综合异常特征表Table 1 Comprehensive anomaly features of Sb-As-Ag-Bi-W-Pb-Cu-Mo-Zn in 29Yi2 Shuangshanzi

3.2.1 元素浓集特征

由表2可见，与大兴安岭南段土壤丰度值比较，Au、Ag、Hg、Cu、Sb、Bi元素相对富集，呈高背景分布；As、Sn、W、Zn无明显富集与贫化，呈背景分布；Mo、Pb相对贫化，呈低背景分布。

3.2.2 元素分异特征

变异系数反映了元素的相对富集与分散程度。变化系数大反映元素在后期地质改造活动中相对富集，其值越高找矿信息越强。从表3看，除Sn、W元素变化系数小于0.5属于均匀分异外，其余元素变化系数介于0.53～7.10，特别是Ag、Bi元素属强分异性。表明本区Ag、Bi元素在后期地质改造活动中有可能相对富集。

表2 元素浓集特征表Table 2 Elemental concentration features

注：①Au含量单位×10-9，其它元素×10-6；②平均值为未剔除极值的算术平均值；③区域元素土壤含量为大兴安岭南段土壤丰度值④浓集系数=平均值/大兴安岭南段土壤丰度值。

表3 元素分异特征表Table 3 Elemental variant features

3.2.3 元素相关性分析

为了解元素的组合规律，本次工作对1∶1万土壤测量所取样品12种元素进行了R型聚类分析，结果见图2。在相关系数0.4附近，12种元素可分为9组。(Pb、Zn)—(Ag、Bi)—W—Cu—Au—As—Mo—Sb—Sn—Hg。其中Pb与Zn相关系数为0.464，Ag和Bi相关系数为0.431，显正相关，相关较密切，其余元素相关系数小于0.4，无明显相关性。总的来看，主成矿元素Ag与指示元素Bi、Pb、Zn关系较为密切。

3.2.4 土壤地球化学异常特征

3.2.4.1 异常圈定

图2 元素R型聚类分析图Figure 2 Elemental R cluster analysis

综合异常在单元素异常的重叠区或集中区圈出，以单元素异常的边界为边界。将有3个以上元素同显或叠合性较好的单元素异常圈定为一个综合异常。综合异常圈定过程中滤去了一些强度低、规模小或相互套合较差的异常。根据单元素的共生组合规律，结合地质背景，在研究区内共圈定综合异常3个，编号为AP05、AP06、AP08。

3.2.4.2 综合异常特征及推断解释

①AP-05综合异常。该综合异常位于研究区东部，异常呈近南北向不规则面型，面积1.84km2，该异常以Ag、Sb、Au、As元素为主(图3)，其次为Bi、Mo、W、Pb、Sn、Zn、Hg、Cu，Ag、Sb、Au、As、Mo、W元素套合较好，异常强度高，规模大，Ag、Sb、Au、Bi、Mo、W、Pb达三级浓度分带，浓集中心明显。异常区出露白银高老组流纹岩、流纹质凝灰岩、英安岩、粗面岩等。

表4 元素异常下限及浓度分级表Table 4 Elemental anomaly lower limit and concentration grading

注：①含量单位Au为10-9，其他元素为10-6；②平均值、标准离差为剔除“X±3S”的特高值或特低值后计算的平均值和标准离差。

对该综合异常进行了槽探和钻探工程查证，揭露出一条锰铁矿化带和Ag矿化体，控制锰铁矿化带长度约650m，视厚度约2～16.6m，地表整体呈灰黑、黄褐色，发育锰铁矿化，锰铁矿化带中发育一条Ag(Pb、Zn)矿体，编号为I号Ag(Pb、Zn)矿体。Ag矿化体，编号为Ⅲ号Ag矿(化)体。

②AP-06综合异常。该异常位于研究区中部，呈近东西向不规则状，面积约1.09km2，以Bi、Ag、Pb元素为主，其次为Cu、Zn、Mo、W、Sn，各元素均达三级浓度分带，Bi、Ag、Pb元素套合较好，浓集中心明显，异常特征见图4。

异常区出露侏罗纪石英闪长岩，白银高老组英安岩、安山岩，发育闪长玢岩脉，花岗岩脉，发育一条矿化体(Cu7)，和五条蚀变体，部分地段被第四系覆盖。

对该异常进行了槽探和钻探工程查证，揭露出视厚度1.4m的银铅矿化体，岩性为硅化、绿泥石化、褐铁矿化石英闪长岩，所取化学样Ag品位为25.7×10-6，Pb为0.18×10-2。

③AP-08综合异常。该异常位于研究区中偏南部，呈不规则状，面积0.19km2，异常以Ag、Bi、Zn、Pb元素为主，其次为Cu、W、Sb元素， Ag、Bi、Zn、Pb元素套合较好，规模大，Ag、Bi、Zn、Pb、Cu元素达三级浓度分带，异常特征见图5。异常区出露侏罗纪石英闪长岩和白银高老组砂岩，发育正长斑岩、闪长玢岩脉。

1.第四系更新统；2.白银高老组；3.林西组；4.闪长玢岩脉；5.石英脉；6.安山岩脉；7.地质界线；8.角度不整合界线；9.岩相线；10.完成综合剖面及编号；11.完成激电中梯测量剖面；12.预查工作发现矿(化)体及其编号

1.第四系更新统；2.白银高老组；3.林西组；4.石英闪长岩；5.闪长玢岩脉/安山岩脉；6.花岗岩脉；7.地质界线；8.完成综合剖面及编号；9.本次工作完工探槽及编号；10.未见矿钻孔及编号；11.蚀变体及其编号；12.矿化体及其编号；

图5 AP-08综合异常剖析图Figure 5 AP-08 comprehensive anomaly profile chart

对该异常槽探和钻探工程查证，揭露出一条Ag矿化体，编号为Ⅱ号Ag矿(化)体，矿化岩石为石英闪长岩，矿化主要为蜂窝状褐铁矿化，薄膜状、斑点状孔雀石化，蚀变主要为绿泥石化、硅化。围岩为石英闪长岩。地表Ag品位为80.7×10-6，Cu品位为0.182×10-2，Pb为0.23×10-2。深部Ag品位为0.8×10-6～7.0×10-6。

4 矿床地质特征

4.1 矿体特征

通过槽探、钻探工程揭露控制、化学测试等手段，在研究区内共发现4条银、铅、锌不同矿种的矿(化)体：分别为1条I号Ag(Pb、Zn)矿体；Ⅱ号、Ⅲ号Ag矿(化)体；Ⅳ号Zn矿(化)体。各矿(化)体特征及样品分析结果(表5)分述如下：

表5 矿化体特征表Table 5 Mineralized body features

4.1.1 I号Ag(Pb、Zn)矿体

I号Ag(Pb、Zn)矿体：位于预查工作区中东部，呈似层状、不规则状产于构造破碎带及蚀变流纹质晶屑凝灰岩或构造角砾岩中，含矿岩石为含银蚀变流纹质晶屑凝灰岩或含银构造角砾岩，矿体围岩为流纹质晶屑凝灰岩。矿体产状22°∠75°～82°。地表可见明显铁锰矿化、褐铁矿化、硅化，局部发育孔雀石化、蓝铜矿化，矿化呈薄膜状、星点状；深部发育浸染状、团块状黄铁矿化，铅锌矿化。

地表由TC2、TC3探槽控制，深部由ZK0-3孔控制。矿体呈似层状，控制长度143m，斜深88m，矿体平均厚度7.83m。Ag最高品位1 705.4×10-6，最低品位42.2×10-6，加权平均品位为326.13×10-6。

4.1.2 Ⅱ号Ag矿(化)体

Ⅱ号Ag矿(化)体：位于预查工作区东南角中部，呈透镜状赋存在蚀变石英闪长岩带中，矿化岩石为石英闪长岩，矿化主要为蜂窝状褐铁矿化，薄膜状、斑点状孔雀石化，蚀变主要为绿泥石化、硅化。围岩为石英闪长岩。该矿化体由TC11和ZK10-1控制，产状38°∠82°。

4.1.3 Ⅲ号Ag矿(化)体

Ⅲ号Ag矿(化)体：位于预查工作区东中部，呈脉状赋存在蚀变石英脉中，矿化主要为蜂窝状、浸染状褐铁矿化、硅化。该矿化体由TC9和ZK20-1控制，产状32°∠54°。

4.1.4 Ⅳ号Zn矿(化)体

Ⅳ号Zn矿(化)体：位于预查工作区南中部，为一隐伏矿(化)体，呈透镜状赋存在蚀变变质细砂岩中，含矿岩石为蚀变变质细砂岩，矿化主要为黄铁矿化，铅锌矿化。矿体围岩为变质细砂岩。该矿化体由TC13和ZK40-1控制。

4.2 矿石质量

4.2.1 矿石的物质成分

4.2.1.1 矿石的矿物成分

金属矿物主要为黄铁矿、闪锌矿、黄铜矿、方铅矿，氧化矿物主要为褐铁矿，其次为孔雀石、铜蓝；非金属矿物为石英、长石、方解石、绢云母、绿泥石、高岭土等。

4.2.1.2 矿石的化学成分

通过基本化学分析，矿体矿石有用组分为银，次为伴生元素Pb、Zn、Au。

4.2.2 矿石的结构构造

4.2.2.1 矿石结构

矿石中见角砾状结构、凝灰结构、斑状结构、自行-它形晶结构、交代结构和碎裂结构，交代结构主要为褐铁矿交代磁铁矿、黄铁矿，但保留原矿物形态。

4.2.2.2 矿石构造

矿石中见角砾构造、块状构造、星点状构造、浸染状构造以及网脉状构造。

5 找矿前景

5.1 控矿因素

研究区内出露地层主要为二叠系林西组，侏罗系白音高老组。林西组中主要富集Cu、Zn、Ag、Sb、Bi等微量元素，具有明显的初始预富集特征，在内生矿产形成过程中起矿源层的作用。在火山活动中，白音高老组对Cu、Pb、Ag等成矿元素具有一定的富集能力。区内侵入岩主要为侏罗纪石英闪长岩，岩体中主要富集Cu、Pb、Zn、Ag，为内生矿产的形成提供了成矿物质和热源，另外岩体中发育的断裂构造是成矿热液的容矿空间，因此侵入岩既可以是成矿母岩，又可是赋矿围岩之一。

区内构造类型主要有火山构造、褶皱、断裂等，它们是晚华力西和燕山构造运动与中生代火山-侵入岩浆活动综合作用的产物。中生代受大断裂控制的多级火山构造体系中的构造-岩浆穹窿和火山机构对内生矿产的形成和空间分布起控制作用，而构造-岩浆穹窿和火山机构中的构造扩容区则是成矿热液的就位空间，控制着矿床的空间定位。

5.2 成矿规律

区域内内生矿产受火山构造的控制，主要分布于构造-岩浆穹窿、火山机构等Ⅳ级火山构造单元构成的构造-岩浆成矿系统中，受不同方向大断裂交汇部位的控制，在有利的部位成矿。研究区位于双山子构造-岩浆穹窿中，处于北西向兴隆地大断裂(F104)与北东向大耳朵山大断裂(F61)交汇部位。

区内二叠系中Cu、Zn、Ag、Sb、Bi等主要成矿元素的含量较高，具有初始预富集特征，为侏罗纪成矿活动提供部分物质来源。赋存于构造-岩浆成矿系统中的成矿集中区是工作区内生矿产空间分布规律的主要表现形式，中生代受大断裂控制的多级火山构造体系中的构造-岩浆穹窿和火山机构对内生矿产的形成和空间分布起控制作用，因此，内生矿产的形成时代主要为中生代侏罗纪。

银铅锌多金属矿是区内的主攻矿种，区内的内生矿产主要为火山热液、岩浆热液脉状成因类型。由于本区中生代侏罗纪火山-侵入岩浆活动十分强烈，有可能伴随形成其它类型的内生铜多金属矿产研究区在侏罗纪构造-岩浆穹窿或火山机构中发生着岩浆演化分异和构造扩容。由岩浆热力场和矿液场、二叠纪中的矿源场、构造-岩浆穹窿或火山机构中的构造应力场及加入成矿系统内的天水和地下水等成矿要素构成一定范围的成矿综合场，其中侏罗纪岩浆演化分异形成了含Cu、Pb、Zn、Ag等的成矿热液，岩浆的热力场加热成矿系统内的水并循环萃取矿源层中的Cu、Pb、Zn、Ag等成矿物质也形成了成矿热液，所有的成矿热液在热力场和构造应力场的共同作用下向成矿系统内的构造扩容区运移、聚集，并发生沉淀富集，形成矿床。

5.3 已有找矿成果

从化探特征来看，1∶5万水系沉积物(土壤)测量在矿区东部圈定了29乙2双山子Sb-As-Ag-Bi-W-Pb-Cu-Mo-Zn土壤综合异常。1∶1万土壤测量在东部圈定了AP05土壤综合异常，组成元素为(Ag、Sb、Au、As、Bi、Mo、W、Pb、Sn、Zn、Hg、Cu)，1∶5万和1∶1万化探综合异常重现性较好。

通过地表槽探揭露和钻探工程深部控制，共圈出一条银矿体，两条银矿化体，一条锌矿化体，其中I号Ag(Pb、Zn)为工业矿体，目前槽探和钻探工程控制情况来看，其长度和厚度上均具有较大规模，且矿体品位高，厚度大。

综上，研究区具有寻找银铅锌多金属矿的有利前景。