內蒙古兵圖金礦外圍地、物、化綜合勘查方法的找礦效果

李 新 王志英 馬 為 徐新學 梁學武 林 星 劉文強

1.內蒙古自治區烏蘭察布市地質礦產勘查項目管理中心 集寧 012000

2.烏蘭察布市國土資源局 集寧 012000

3.天津市地球物理勘探中心 天津 300170

1.引言

兵圖金礦區位于臨河——集寧——尚義超殼深大斷裂的南側，區內出露新太古界烏拉山群大理巖、片麻巖及新近系漢諾壩組玄武巖。自2005年地質普查開始，安徽省地質調查院、內蒙古有色地質勘查局609隊等在兵圖金礦區及周邊相繼開展了多項地質調查工作，已完成的1∶5萬礦產調查、1∶5萬地面磁測及多個礦點的普查，從地質特征、成礦類型等方面進行了較詳細的研究，初步證實了本區具備較好的找礦潛力［1-2］。為進一步建立后備資源勘探基地、探討礦床成因及綜合找礦標志，在玄武巖覆蓋區尋得找礦突破，烏蘭察布市在前兵圖金礦區外圍部署專項基金，利用地、物、化綜合勘查方法進行了找礦研究，在兩個驗證鉆孔中見到了金礦化體，獲得一定找礦突破。

2.區域地質概況

礦區大地構造位置處在華北地臺北緣內蒙臺隆、陰山隆起東段，晉冀蒙EW-NEE向高級變質巖區，屬華北地臺古陸核的一部分，成礦帶歸屬三合明——伊胡賽鐵、金、鎢四級成礦帶，南距集寧約35km。區域上以太古宙地層構成結晶基底，中新生代地層直接不整合覆蓋在太古宙變質巖系之上。區內經歷多次構造運動、變質作用和巖漿活動，地質構造較為復雜，變質巖、侵入巖、火山巖、陸相碎屑巖均有出露，變質巖變質程度均達到中深變質，在巖漿、構造作用下烏拉山巖群地層中的金元素活化遷移富集成礦。目前礦區周邊已發現兵圖、三道溝、四道溝、五道溝等金礦床及多處金、鉛鋅礦化點，賦礦地層主要為新太古界烏拉山群硅化、鐵錳礦化大理巖層［3-4］。

3.礦區地質特征

3.1 地層

出露地層自下而上為新太古界烏拉山巖群（Ar2w）、白堊系固陽組（k1g）、中新世漢諾壩組玄武巖（N1h）及第四系（Q），圖1。新太古界烏拉山巖群（Ar2w）為一套變質巖系，分為兩個巖性段，巖性主要為片麻巖和大理巖。一巖段巖性以條帶狀混合質黑云角閃斜長片麻巖、條帶狀混合質斜長角閃巖為主，二巖段巖性為長石石英巖——含石墨大理巖組合，二者呈整合接觸或構造平行接觸；白堊系固陽組（k1g）小范圍出露，巖性為紫紅、灰白色泥巖與砂巖互層夾礫巖；大面積覆蓋的漢諾壩組玄武巖（N1h），主要由含橄欖玄武巖、氣孔杏仁狀玄武巖等多個噴發韻律層組成，成角度不整合覆蓋在烏拉山巖群二巖性段上；第四系（Q）主要位于測區東部，沿河流兩側及山區溝谷中分布。

3.2 構造

褶皺構造主要為蘇勒圖——袁家房子復式背斜，由南壕欠——后兵圖背斜和大泉子——寶石溝向斜組合而成［5］，前者伴生有多條低溫綠片巖變形帶，后者近東西向展布，其東部多被燕山期二長花崗巖體侵吞改造，復式背斜對金礦分布具有明顯的控制作用。

斷裂主要為近東西向臨河——集寧——尚義深大斷裂控制的次級斷裂，以近東西向為主，其次為北東向。大斷裂對于地層分布、巖漿侵入、盆地形成及漢諾壩組玄武巖分布都起到重要作用，兩組次級斷裂交匯的銳角或兩組斷裂交叉處是成礦最有利地段。

3.3 巖漿巖

南部出露海西期閃長巖和燕山期二長花崗，脈巖不發育，僅見少量石英斑巖脈、閃長巖脈。玄武巖呈層狀產出，產狀平緩，柱狀節理發育。巖漿活動為綠巖帶內金等元素活化和運移提供了動力條件，為金礦的形成提供了良好的熱力場，金礦床與巖漿巖空間關系密切。

3.4 地球物理特征

礦區位于北東向與北西向重力梯級帶結合部位的重力低異常范圍內，表現為礦區及外圍構造斷裂發育，巖漿巖活動明顯的特點。重力梯級帶是對大土城盆地盆緣斷裂的反應，重力低異常應是燕山期酸性侵入巖侵入于新太古界烏拉山群地層的反應。

電性標本統計結果看，區內各類巖石極化率整體偏低，差異較小，其中蝕變大理巖和片理化硅化片麻巖極化率略高。而區內地層、巖體、蝕變帶之間的電阻率差異明顯，其中致密塊狀玄武巖和斜長云母片麻巖表現為中阻，鉀長花崗巖表現為中低阻，帶氣孔狀玄武巖則表現為低阻。結合地質情況，利用極化率、電阻率參數相結合可以進行地層、構造劃分，圈定巖體和蝕變帶［6］。

3.5 地球化學特征

主要地質單元地球化學元素具有明顯的后期疊加（改造）特征，Au、W、Ag、Pb元素分帶性好，元素濃集中心明顯，強度高規模大，主要受斷裂構造控制，深部揭露采取的原生暈表明東西向構造有明顯的地球化學異常，與區域構造線保持一致。

異常范圍內出露地層主要為新太古界烏拉山群變質巖系，以斜長角閃片麻巖、黑云斜長片麻巖、大理巖巖組成，具綠巖建造特征。其中片麻巖組富集（成礦）元素主要為Au、W、Bi、Mo，大理巖組主要的富集（成礦）元素為Au、Ag、Sb、Pb、W、Bi。巖漿巖中W、Sn元素含量高于全區平均值，成礦元素有Cu、W、Sb、Sn，區內多處的金礦化點與燕山期侵入巖有關。地表玄武巖主要富集Mn、Cu、Zn，Au元素低于平均值。整體化學元素異常具有多期礦化特征，反映了礦化多期次、多階段、有中低溫向中高溫熱液的過渡過程。

3.6 礦化特征

金礦化受東西向脆（韌）性剪切帶控制，賦礦圍巖為碎裂硅化的大理巖，金礦化發育在大理巖中充填的硅化石英脈中或片理化帶中，受東西向斷裂控制。深部揭露采取的原生暈表明東西向構造有明顯的地球化學異常。斷裂作用貫穿于金礦形成的全過程，斷裂性質不同，金礦化類型也不同，張性斷裂易充填石英脈型礦化，壓（扭）性斷裂發育構造破碎帶蝕變巖型礦化［6］。據產出部位判斷成礦時代主要集中在華力西——燕山期。圍巖蝕變為硅化、褐鐵礦化、高嶺土化、碳酸鹽化綠泥石化、鐵錳礦化、絹云母化及少量綠泥石化等。礦體呈脈狀產出，礦石中的金屬礦物主要為褐鐵礦、黃鐵礦，其次為方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦，脈石礦物主要為方解石、絹云母，其中黃鐵礦是主要金屬硫化物。

4.綜合地、物、化找礦方法

4.1 成礦條件、控礦因素

礦區金、銀金礦的形成受構造控制，具有熱液型礦床特征，礦體均產于大理巖與片麻巖接觸部位的近東西向蝕變構造破碎帶上。礦體以及副礦物方鉛礦的形成屬低溫熱液階段成礦，而成礦構造破碎帶中呈正方形晶體的黃鐵礦表明經歷了高溫熱液階段，故本區礦床的后期熱液成礦經歷了高溫、低溫共同作用。區內多期次的變質作用及早期巖漿活動促使成礦物質初步富集，燕山期的構造巖漿活動使早期形成的礦源層進一步活化、遷移在成礦有利空間富集成礦。

4.2 綜合找礦方法試驗

在礦體出露地段布設了CSAMT和SIP綜合地球物理剖面，以了解礦床與圍巖電性差異，構建礦區地球物理模型。成果揭示95點以南烏拉山群片麻巖硅化蝕變較強，具有中高阻（ρs）、中高充電率（Ms）和低時間常數（τa）和頻率相關系數（Ca）組合關系；弱蝕變片麻巖則為中低阻；在145～147點之間出露金礦（化）體，礦體賦存部位為大理巖與片麻巖地層接觸帶，具有低ρs、低Ms、中高τa和高Ca組合關系；在160點以北烏拉山群大理巖具有中高ρs、低Ms、中低τa和Ca組合特征。

4.3 地質找礦標志及模型

（1）產出部位：一般產于烏拉山群大理巖與片麻巖接觸部位靠近大理巖一側，金礦體嚴格受地層控制。

（2）構造標志：大理巖層蝕變帶中沿蝕變構造破碎帶的寬度方向的次一級小的構造破碎帶或張性裂隙，構造破碎帶上有正常斑巖、閃長巖脈、石英斑巖脈出現地段及蝕變強烈的地段一般是金礦化發育部位。此外韌性剪切帶既是含礦構造，也對礦化帶和礦體的形態、產狀、規模及分布起著決定性作用。

（3）直接找礦標志：高嶺土化、蝕變破碎帶上的鐵、錳以及金屬硫化物礦體，如黃鐵礦化、銅礦化、孔雀石化等。

（4）地球物理標志：高阻與中高阻帶之間形成的中低阻層及高阻層內的層狀低阻位置，充電率表現為弱異常特征，時間常數為中高值，頻率相關系數為高值。

（5）地球化學標志：金礦直接指示元素異常組合為Au-Ag-Cu-Cd，間接指示元素異常組合為Hg-As-Sb-Bi-Mo。

4.4 綜合地質找礦效果

在對兵圖礦床模式研究總結的基礎上，采用追索法對巖性界限、大理巖及交代蝕變帶、巖體進行較細致地圈定。通過對地表地質特征的刻畫，遵循由已知到未知的原則，結合物化探方法發現玄武巖覆蓋層下的礦致異常。

（1）可控源音頻大地電磁（CSAMT）

利用可控源電磁測深反演成果基本查明了區內玄武巖覆蓋層下斷裂體系的展布和玄武巖蓋層的厚度。研究成果表明，玄武巖蓋層底界埋深由西南向東北埋深加大，東部第四系出露，工作區發育的斷裂構造以EW向為主，中西部發育有NE向斷裂；兩組斷裂交匯部位、玄武巖蓋層較薄的100-200線中部范圍作為詳細勘查的地段。

（2）土壤地球化學測量

100線280-340點之間表現為Au、Ag、Pb元素組合異常（圖1a），其中Au、Ag峰值較高，并出現Au、Ag元素分帶現象。該區域斷層發育，顯示在斷層內存在熱液活動并可能形成金屬元素富集，應是尋找金、銀、鎢多金屬礦的有利部位；200線280～340點之間形成Au、W、B異常，異常幅值較低，跳變明顯。在100線和200線之間形成近東西向的金異常帶，西部異常范圍較大，異常幅值較高，東部異常幅值較小，異常范圍較小。該處化探異常帶穿過EW、NE向斷層交匯部位，并且深部有燕山期花崗巖侵入，推斷化探異常帶應與金多金屬礦化帶相關。

圖1 100線綜合剖面成果

（3）頻譜激電（SIP）及大功率激電（TDIP）

大功率激電（TDIP）和頻譜激電測深（SIP）工作表明，圖1b，在300-350點之間、高程1，670m～1，500m范圍見一高極化異常體，異常范圍大幅值高，具有中高阻（ρs）、高充電率（Ms）和低時間常數（τa）和頻率相關系數（Ca）組合特征，其位置與地球化學Au、Ag、Pb元素組合異常范圍對應性好，與金礦體的異常特征吻合，其外圍下部及右側環繞相對的低緩激電異常，從參數組合分析，推測為黃鐵礦化。

（4）綜合勘查效果

綜合地物化工成果，在工作區的中部、中南部發育近東西向展布的斷裂構造九條在工作區中部100-200線之間為多個斷層交匯部位，具備一定容礦空間，深部有燕山期花崗巖體侵入，為金元素的活化和運移提供了熱源，Au、Ag、Pb等元素濃集，且Au、Ag元素異常峰值較高，是本區最有利的金成礦部位。

在勘查確定的綜合物化探異常部位部署了鉆孔進行驗證，其中zk1-1鉆孔未見明顯金礦化，高極化異常主要由角閃巖內發育的暗色礦物引起；ZK2-1揭示玄武巖厚度38m，120-140可見大理巖與角閃斜長片麻巖層間破碎帶，在197m～210m可見脈狀黃鐵礦，經取樣化驗，在197m～200.5m和201.6m～202.91m之間巖芯樣品金元素含量大于1g/t，礦體厚度達3.3m；構造破碎帶同樣見于ZK3-1的160～170米處，190米以下黃鐵礦較發育，在265.7m～265.9m之間金元素品位1.64g/t，同時深部還存在弱銅礦化。綜合地、物化勘查方法在玄武巖覆蓋區找礦中取得了良好效果。

5.結論

內蒙古集寧地處重要成礦帶，資源潛力巨大，但地表覆蓋的玄武巖層是礦產勘查的不利條件。在兵圖玄武巖覆蓋區的找礦工作中，依據現代地質找礦方法，采用地質、物化探結合的方法技術，通過建立綜合找礦模型和找礦標志，利用物化探異常確定了找礦線索和信息，鉆探發現了工業品位的金礦體。綜合地、物、化找礦方法為實現集寧西部玄武巖覆蓋區找礦突破的目標積累了必要的技術資料，取得了良好的找礦效果。

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