内蒙古苏尼特右旗别鲁乌铜矿外围矿区岩金矿物化探特征分析

张 盼, 李敬华, 蔡海涛, 江 娜

(华北地质勘查局五一九大队，河北 保定 071051)

内蒙古自治区苏尼特右旗别鲁乌铜矿外围矿区岩金矿是最近发现的一中型规模金矿床，位于乌力吉—锡林浩特元古代，华力西期，燕山期铜、铁、铬、金、萤石三级成矿带(Ⅲ7)中部，白乃庙—哈达庙铜、金、萤石四级成矿带(Ⅳ)北部，具有良好的金多金属矿成矿地质条件。区域上已发现的矿种有铜、钨、金、铁、铬、石灰岩、重晶石等数十种，其中具有工业价值的有白乃庙铜(钼、金)多金属矿(大型)、别鲁乌图铜硫矿(中型)、赛伊日金矿(中型)、哈达庙金矿(中型)、毕力赫金矿(大型)、谷那乌苏铜矿(小型)等多个金多金属矿床。

前期阶段在工作区开展过地质填图、槽探等工作，由于地表矿体地质特征不明显，单一地质手段找矿效果较差，找矿工作没有取得明显进展。经过研判，后续工作采用地、物、化综合找矿方法，在物化探异常套合较好并与构造叠加部位通过地表槽探揭露、深部钻探验证，在工作区北部(Ⅱ矿段)取得突破，发现全区主矿脉，整个矿床规模达到中型。地、物、化综合找矿方法是本区最有效的找矿方法，且物化探特征在区域上极具代表性。

1 地质概况

矿区大地构造位置处于华北板块(Ⅱ)北部内蒙古褶皱区(Ⅱ2)中，南北横跨两个三级构造单元，大致以乌兰敖包浑迪断裂带(勘查区F19)为界：北部为苏尼特右旗晚华力西褶皱带(Ⅱ)；南部为温都尔庙加里东褶皱带(Ⅱ)。

全区共分为3个矿段，南部Ⅰ矿段矿脉分布于三叠纪闪长玢岩岩体中，北部Ⅱ、Ⅲ矿段矿脉分布于古生界上石炭统本巴图组地层内。区内岩性较为简单，主要岩性为变质岩屑砂岩、绢云千枚岩、碳质粉砂岩、结晶灰岩、闪长玢岩、英云闪长岩、花岗斑岩脉等。

区域上两条北东东向大断裂构造(F16、F19)在矿区北部通过，见图1。由于两大断裂之间的挤压作用，在靠近F19一侧形成一宽数米至数十米、长数百米至数千米的变形挤压带。带内岩石挤压变形强烈，挤压片理、糜棱岩化发育，以变形矿物石英压扁拉长定向排列为代表，形成石英质的绢云千枚岩(矿区Ⅱ段主要赋矿围岩)。构造带蚀变见有硅化、碳酸盐化、绢云母化、黄铁矿化、千枚岩化、绿泥石化等蚀变普遍发育，对金矿的形成和空间分布起重要作用。本区主要矿体产于该构造带内，是本区最重要的导矿和储矿构造。

图1 矿区一带构造纲要简图1—全新统；2—上新统；3—中新统；4—中侏罗统；5—下二叠统；6—石炭系；7—顶志留统；8—中志留统；9—奥陶系哈拉组；10—温都尔庙群哈尔哈达组；11—温都尔庙群桑达来呼都格组；12—中元古界斜长角闪岩；13—二叠纪斜长花岗岩；14—三叠纪英云闪长岩；15—地质界线；16—不整合地质界线；17—正断层/逆断层；18—推测断层；19—倒转背向斜；20—断层编号；21—韧性变形带；22—矿区范围

矿体赋存于构造蚀变带中，严格受构造带控制，近平行密集排列，矿体走向分段有变化，呈缓波状展布。金矿体形态较为简单，主要呈脉状及透镜状。金矿石主要呈强硅化，并伴有团块状、条带状、细脉状黄铁矿化，多沿构造裂隙分布。黄铁矿化蚀变带范围较大，宽几米至数十米不等，与围岩界线清晰，其中矿体范围又远小于黄铁矿化蚀变范围。黄铁矿化有很强的激电效应，有利于采用激发极化法进行间接找矿[1]。

2 地球化学特征

2.1 元素组合特征

化探采用1∶1万土壤测量，在参考邻区化探资料基础之上，经综合分析，最后确定分析元素为12种：Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Bi、Hg、Mo、Sn、W。为了直观地反映元素之间的组合规律，对研究区的原始土壤地球化学数据进行R型聚类分析[2-5]，见图2。区内相关性最强的是Cu和Ag元素(相关系数为0.6142)，其次为As和Sb元素(相关系数为0.48)，而可以和Au元素划在一个组的元素只有Ag、Cu和Pb，反映出本区这四个元素应系一个地质作用形成富集。其他元素与金矿(化)关系较小，不具找矿指示作用。

图2 R型聚类分析谱系

2.2 元素浓集特征

对区内土壤地球化学样品的地球化学参数进行了统计，由于矿区位于内蒙古北部，将区内元素富集特征值与华北地台北缘区域化探扫面的元素丰度值进行了比较，见表1。可见矿区土壤中Au、Hg、As、Sb元素浓集系数K值大于2，为矿区相对富集元素，是区内主要成矿元素；而Ag、Pb、Zn、Sn元素浓集系数小于1，为相对贫化元素。

表1 工作区元素特征值一览表

在相对富集元素中，只有Au的变异系数CV值大于2，反映了强分异特征易形成异常且富集成矿；As、Sb的变异系数CV值为1～2，表明这两种元素在本区有一定集散，属于分异型元素，当地质条件具备时易于局部富集，也有成矿的可能；Hg的变异系数小于1，为本区弱分异元素，呈均匀分布，不易于发生富集，成矿的可能性较小。显然区内最容易成矿的元素只有Au。

2.3 元素分带特征

化探工作开始之初，没有进行深部地质钻探等工程施工，只能求取异常元素在地表的横向分带。从上述元素组合特征可以看出，与成矿关系密切的元素为Au、Pb、Cu、Ag，根据地表异常宽度计算出元素的横向分带，其分带序列为：Pb→Au→Ag→Cu，其中Pb为前缘元素，Cu为近矿元素。根据异常元素在地表的横向分带序列可以作为矿体剥蚀程度的判断依据：前缘元素发育，反映矿体处于隐伏或剥蚀轻微；近矿元素发育，反映矿体遭受了较强剥蚀。

3 岩石地球物理特征

岩(矿)石物理性质是地球物理找矿的基础[6-7]。为了解矿区不同岩矿石电性特征，在不同层位、不同露头上选取主要岩性岩石标本实测了186个电性参数点，见表2。电性标本的测量采用面团法，测试位置选择无电磁干扰地点，测量装置为对称四级装置。由表2可以看出，相对于本地区发育的其他地层岩性，金矿石电阻率最高，极化率中等；绢云千枚岩、变质岩屑砂岩、结晶灰岩、花岗斑岩电阻率较低，极化率比较低；英云闪长岩、闪长玢岩电阻率较高，极化率较低；碳质粉砂岩电阻率最低，极化率最高。综合分析认为，別鲁乌外围矿区岩金矿石具有高阻、中极化特征，岩矿石之间电性特征较为突出，差异较为明显，说明使用电法手段在本区找矿是有效的。

表2 岩石电性参数统计表

4 异常分析模型

根据岩矿石物化探异常特征分析，物、化探异常存在较多干扰因素：区内花岗斑岩脉、闪长玢岩脉较为发育，根据以往经验判断，这两种脉岩往往能引起较强的化探干扰异常；矿区北部，本巴图组地层发育碳质粉砂岩，而碳质粉砂岩能引起较强的激电干扰异常。因此，能够提前识别出物化探干扰异常是评价、解释异常的关键。然而，本区碳质粉砂岩未出露地表，虽能引起较强的激电异常，但是在地表不能形成化探异常；花岗斑岩脉、闪长玢岩脉虽能引起较强的化探异常，但二者的极化率较低，不能形成较强的激电异常；只有硅化、黄铁矿化较强的金矿石既能产生化探异常又能同时产生激电异常，而岩金矿脉的形成必须要有含矿热液输送的通道，此通道通常与大的断裂构造有关。根据上述异常产生的特点，可以建立起本区以下异常分析模型：(1)单一出现的激电异常为下覆碳质粉砂岩地层引起，为激电干扰异常；(2)单一出现的化探异常多为花岗斑岩脉、闪长玢岩脉引起，为化探干扰异常；(3)激电异常与化探异常套合的综合异常可以初步判定为矿致异常，且与断裂构造叠加部位成矿可能性最大。

5 物、化探异常评价

5.1 异常性质判定

通过1∶1万地球化学测量，最终在矿区内圈定化探综合异常8处，为AP1～AP8，见图3，其中乙类异常5处，分别为AP1、AP2、AP3、AP4、AP8。AP1分布于矿区Ⅲ矿段西部，异常面积为0.48 km2，异常由Au、As、W、Sb、Ag、Cu等元素组成，以Ag、Cu元素为主，呈东西向串珠状展布，且有一定套合；Au、As、W、Sb、Ag、Cu均位于异常带内，其中Au、Ag、Cu峰值分别为300×10-9、10 000×10-9和1 000×10-6。AP2异常出露于Ⅲ矿段中西部，异常由W、Au、As、Mo、Bi、Sb、Cu 等元素组成，W、Au、As、Mo异常点较多，Au峰值达62.7×10-9。AP3异常位于Ⅲ矿段东部，异常元素组合包括Au、As、Sb、W、Mo等，Au峰值达77.58×10-9。AP4异常位于Ⅱ矿段中北部，矿区内异常面积为1.7 km2，向东未封闭，延出探矿权东边界，异常由W、Au、As、Sb、Hg、Mo、Sn、Bi等元素组成，总体沿东西向展布，W、Au、As、Sb元素异常点较多，W、Au元素异常衬度较高，W、Au元素峰值分别达309.2×10-6、124.5×10-9。AP8异常分布于矿区中南部(Ⅰ矿段内)，主要以Au、Ag为主的多金属异常，异常向西及向南均未封闭，在矿区内呈扇形分布，矿区内异常面积为4.20 km2，其中Au峰值达854×10-9，Ag峰值达2 405×10-9。

物探圈出DJ1、DJ2两个激电异常，见图3。DJ1异常位于矿区北部，呈宽带状近东西向展布，规模较大，且在东部较强。极化率异常区与化探异常套合区域对应的电阻率相对偏低，变化范围为200～450 Ω·m，显示了本区主要极化率异常呈中阻高极化的特点。DJ2异常位于矿区西南部，北东走向，呈带状，强度低，规模小。

根据异常分析模型判断：化探AP1、AP2、AP3、AP4异常与物探DJ1激电异常套合较好，异常应为硅化、黄铁矿化金矿石引起，但不与构造叠加。值得注意的是化探AP4异常部位DJ1激电异常较强，且对应一构造挤压破碎带。AP8化探异常虽无激电异常对应，但规模较大，有多条北向构造在异常区域通过，且元素套合较好，也应重点检查验证。DJ2激电异常无化探异常，套合也不与构造对应，为单一的激电异常，应为其他因素引起的干扰异常。

5.2 矿体剥蚀程度及产状

根据元素异常分带特征，在矿区西部与成矿关系密切的以Ag、Cu元素异常为主，在矿区中部 Au、Ag、Cu元素异常并存，而在矿区东部变为以Ag元素异常为主，从西向东近矿元素异常逐渐减弱，前缘元素异常逐渐增强。根据异常分析模型推断：矿区西部矿体剥蚀程度较强，矿区东部矿体处于隐伏或剥蚀程度较低。为查明矿体产状，在AP4化探异常中部ⅡE88勘查线布设了激电测深剖面，采用对称四极装置，获得了较为清晰的矿体在深部的空间分布特征，反映矿体向北倾斜。

5.3 异常检查

经后期地表槽探工程和深部钻探工程验证，AP1、AP2、AP3、AP8化探异常区域发现多条小规模金低品位矿化体，工业矿体不成规模，矿化体多在地表出露。在AP4化探与激电异常套合且与构造叠加部位发现全区主矿脉，地表断续出露，长1 960 m，宽1～30 m，倾向340°～0°，倾角主要为 50°～80°，在主矿脉内圈定金工业矿体33条，主要金矿体5条。金矿体厚度稳定，品位均匀，埋深相对较深，且向东有逐渐变深趋势。经检查在AP5、AP6、AP7化探异常部位发现规模数量不等的花岗斑岩及闪长玢岩脉体。

通过检查验证，证实了对异常性质、剥蚀程度及矿体产状的推断。

6 结论

(1)本区物化探特征明显，物、化探方法是比较有效的找矿方法，化探是直接找矿方法，物探是间接手段，物、化探能相互验证异常性质。

(2)在勘查初始阶段，通过物化探异常特征并结合本区地质条件建立起的异常分析模型虽然简单，却是评价、解释异常的关键所在，有很重要的实用价值，激电剖面和测深数据为深部验证工程布置提供最佳施工空间位置。

(3)综合物、化探异常可以初步判定为矿致异常，且与构造叠加部位成矿可能性最大。