土壤地球化学测量在内蒙古扎赉特旗一带矿产勘查中的应用

2022-08-17宫红良张伟东王春宇

现代矿业 2022年7期

宫红良张伟东王春宇

（1.白银有色（北京）国际投资有限公司；2.黑龙江翔冠勘测设计有限公司；3.黑龙江科技大学矿业工程学院）

土壤地球化学测量是当前矿产勘查中非常重要的找矿手段，应用范围极其广泛，尤其是在浅覆盖区，其良好的找矿预测效果近年来已得到了有效验证［1-4］。本研究矿产勘查区位于大兴安岭中段兴安盟乌兰浩特市北约95 km，扎赉特旗（音德尔镇）西95 km，勘查区天然露头出露不佳，属于典型的浅覆盖区。通过对勘查区开展1∶5 万土壤地球化学测量及大比例的异常查证等工作，在勘查区内确定了4处矿（化）点，在勘查区内划分了成矿远景区及找矿靶区，对其中登吉屯铜矿点开展了普查工作，确定其成因类型为斑岩型矿床，为勘查区找矿指出了方向。

1 地质概况

勘查区位于二连—贺根山—阿荣旗缝合带南侧，属华北板块北部大陆边缘古生代陆缘增生带，滨太平洋构造域之大兴安岭中生代火山—岩浆岩带中段［5-6］。

勘查区古生代地层仅见二叠系下统哲思组（P1zs）、上统林西组（P3l），中、新生代地层分布广泛，主要有侏罗系中统万宝组（J2w），上统满克头鄂博组（J3mk）、玛尼吐组（J3mn），白垩系下统白音高老组（J3b）以及第四系全新统。测区内燕山期火山—岩浆活动十分强烈，除了形成大面积的晚侏罗世火山岩外，还形成了较为广泛的晚侏罗世侵入岩，侵入岩受NE 和NW 向断裂控制明显，多以小岩基或岩株的形式出露于NE 向和NW 向断裂的交汇部位，少数岩体呈带状沿NW 向断裂分布。区域上总体构造线方向主要为NE 向及NEE 向，次之为NW 向，少量构造近EW 向、近SN 向及NNE 向，其中NE 向构造控制着地层和岩体的展布方向。断裂构造一般长数十余千米，小者数千米至几百米，主要形成于古生代—中生代。区内主要控矿构造为NW向断裂构造。

2 1:5万土壤地球化学异常特征

2.1 采样方法

勘查区碎屑物质丰富，本次1∶5万土壤地球化学测量设计采样介质为残积物、残坡积物或坡积物，样品粒级为-4～+20目。采样点布置在山坡、山脚等有利于残坡积物堆积的部位，第四系沟谷覆盖相对较厚，不作为有效采样范围。样品采集时，在采样单元格内选择残积层、残坡积层或坡积层发育的地段，穿过腐植层和钙积层，在采样格内距采样点30～50 m 范围内3～5处多点取样，组合成一个单点样品，样品质量为150 g，共采集样品7 699件。

2.2 主要成果

2.2.1 元素含量特征

本研究采用浓集系数C来衡量区内元素的含量水平，其中，C=元素平均含量/区域背景值，如C值大于1.2，表示该元素相对富集；C值为0.8～1.2，表示该元素与背景值基本相当；C值小于0.8，则表示该元素相对贫化。勘查区内7 699 件样品的浓集系数统计结果见表1。由表1可知：勘查区内Au、Ag、As、Sb、Cu等元素与区域背景基本相当，其中Cu 为略有富集；Pb、Zn、W、Sn、Mo、Bi、Hg等元素相对区域背景富集。

注：Au、Hg含量单位为（×10-9）。

2.2.2 元素组合特征

对勘查区内12 种元素进行了R型聚类分析，分析结果如图1所示。由图1可知：区内12种元素明显分为2 组：一组为Au、As、Bi、Ag、Cu、Hg、Zn 元素组合，另一组为Pb、Sn、Mo、W 元素组合，两组元素呈明显的负相关。Sb 与Au、As、Bi、Ag、Cu、Hg、Zn 等元素在-0.06 水平呈负相关。Au、As、Bi、Ag、Cu、Hg、Zn 为一组中—低温成矿及指示元素组合，其在0.3 水平下相关，其中，As、Bi 在0.6 水平下相关，并与Au 在0.46水平下相关，反映了As、Bi 与Au 之间较强的亲合关系。Pb、Sn、Mo、W 为多金属成矿元素组合，在0.24水平下相关，相关性较强。

2.2.3 单元素及组合元素异常特征

本研究采用各元素的背景值加上1～3 倍标准离差求出理论异常下限，确定异常下限后，根据勘查区的实际情况进行修正，按异常下限的1、2、8倍划分异常的外、中、内带。勘查区圈定的单元素异常为Au 23 个、Ag 34 个、Cu 23 个、Pb 31 个、Zn 31 个、W 28 个、Sn 28 个、Mo 32 个、As 28 个、Sb 36 个、Bi 41 个、Hg 55个。

对勘查区内12种单元素异常按套合程度（2个及2 个以上单元素异常相套合）确定为组合异常，并根据组合异常特征与所处的地质背景，将组合异常划分为甲、乙、丙、丁四大类，甲类异常又划分出甲1和甲22 个亚类，乙类异常则划分出乙1、乙2、乙33 个亚类。勘查区内共圈定组合异常40 处，可划分为甲2类1 个，乙1类4 个、乙2类2 个、乙3类8 个、丙类19 个、丁类6个，其中Ht-1、9、11、16、17、22、23、24、25、31、32、35、40组合异常具有进一步工作的价值。

2.2.4 Ht-32组合异常特征

该异常位于登吉屯西，异常整体呈椭圆形，主要由Cu、Ag、Mo、Pb、W、Zn、As、Bi 等8 个单元素异常组成，异常套合紧密，水平分带明显，由内向外依次为Ag（As—Pb—Mo）—Bi（W、Zn）—Cu。异常规模大、强度高（表2）。

注：Au、Hg含量单位为（×10-9）。

3 异常查证

针对1∶5 万土壤组合异常Ht-22-乙1、Ht-32-甲2、Ht-17-乙3、Ht-1-乙1、Ht-25-乙1、Ht-30-乙3、Ht-4-丙、Ht-8-丙、Ht-27-丙、HT-34-丙等，本研究主要采用1∶5 000 综合剖面、1∶1 万地质填图、1∶1 万土壤地球化学测量、1∶1 万激电中梯及槽探工程等方法进行异常查证。最终，确定勘查区内新发现矿（化）点4处，分别为登吉屯铜矿点、浩劳包铅锌矿点、前乌兰毛都西北锑矿（化）点、乌兰沼铅矿点。

3.1 登吉屯铜矿区1:1万土壤地球化学特征

对勘查区Ht-32 组合异常（登吉屯矿区）开展了1∶1 万土壤地球化学测量工作，由测量结果分析可知，矿区内Cu、As、Sb、W、Bi这5种元素含量明显大于勘查区的背景平均值，处于地球化学高背景场，说明元素富集。特别是Cu 的背景平均值达到80×10-6，远远大于勘查区基岩中Cu 的平均值，异常强度及矿化度极高。Ag、Hg、Mo、Sn 相差不大，说明处于正常的地球化学场中。Au、Pb、Zn、Mo 含量低于勘查区的背景平均值，处于地球化学低背景场，说明元素有一定的亏损。

矿区内根据Cu 单元素异常的分布形态，将Cu 异常划分为西异常带和东异常带（图2）。Cu 西异常带中，Cu 异常最宽600 m，最窄350 m，平均宽度500 m左右，长度约1 200 m，走向NW 310°左右，面积0.6 km2，呈不规则带状。该异常带内土壤样品148 个，最高值为3 740×10-6，最低值大于100×10-6，平均值为238×10-6。Cu 东异常带中，异常最宽500 m，最窄350 m，平均宽度约400 m，长度1 100 m，走向NW310°左右，面积0.44 km2，异常内采集了土壤样品106 件，最高值为3 262×10-6，平均值为210×10-6。

3.2 登吉屯铜矿区地质特征

矿区内出露的地层主要有下二叠统大石寨组、上二叠统林西组上段及第四系全新统，侵入岩主要为花岗闪长斑岩，其次为花岗斑岩、流纹斑岩和少量闪长玢岩。矿区内断裂构造极其发育，主要包括NE向及NW 向2 组，NE 向断裂较发育，多被后期脉岩充填，两组断裂均为成矿后断裂。

经过后期开展的矿区普查，工作发现铜矿（化）体171条［7］，主要分布在花岗闪长斑岩体内。铜品位主要为0.2%～1.0%，个别矿石可达2.0%～10%，最高为13.59%，并伴生有银矿及钼矿。矿区内围岩蚀变主要绿泥石化、绿帘石化、硅化、绢云母化、碳酸盐化、伊利石化等，其次还可见黄铁矿化、磁铁矿化、褐铁矿化、钾长石化及高岭石化等。矿区内矿化蚀变具有一定的分带特征，与典型的斑岩型Cu矿床蚀变分带具有相似性，因此，综合判断该矿床为斑岩型铜矿床。

4 成矿远景区及找矿靶区划分

根据地球化学异常的强度、规模及分布特征，结合异常所处的地球化学背景和地质背景，参照区域成矿作用特点，通过综合研究分析，对比较有远景的矿种及靶区进行了预测。首先，在勘查区内划出2个Ⅰ级成矿远景区和1个Ⅱ级成矿远景区，分别为浩劳包—巴彦哈拉银、铅、锌多金属Ⅰ级远景区，乌兰沼—登吉屯铜、铅、锌多金属Ⅰ级远景区，巴彦敖瑞—巴彦套海金、锑、铁多金属Ⅱ级成矿远景区。其次，在成矿远景区内进一步确定了找矿靶区4 处，分别为登吉屯铜多金属找矿靶区，浩劳包一带铅锌多金属找矿靶区，乌兰沼一带铅多金属找矿靶区，前乌兰毛都金、锑多金属找矿靶区。