內蒙古黑鷹山地區黃羊坡南地質特征及找礦前景分析

席明杰，陸桂福，蔡永文，馬生明

（1.數字地球重點實驗室，中國科學院空天信息創新研究院，北京 100094；2.中國地質科學院地球物理地球化學勘查研究所，河北 廊坊 065000）

內蒙古黑鷹山地區地處華北板塊、塔里木板塊和哈薩克斯坦板塊交匯地帶，屬北山成礦帶黑鷹山Fe-Au-Mo-W成礦亞帶[1]，行政區劃隸屬內蒙古自治區額濟納旗。中國地質科學院地球物理地球化學勘查研究所在黑鷹山地區開展1：5萬礦產地質調查工作過程中，在黃羊坡南一帶發現強烈的鐵族元素和親硫元素異常，經地球物理方法綜合查證后，認為該區具有良好的成礦地質條件和找礦前景。本文在地質、地球化學、地球物理特征和金屬礦物組成研究的基礎上，初步探討了該區的找礦前景，為后續進一步開展勘查找礦工作提供了參考依據。

1 地質特征

研究區位于北山地區紅柳河—牛圈子—洗腸井蛇綠巖帶以南，大地構造位置處于塔里木板塊北緣，地層區劃隸屬于塔里木—南疆地層大區—中、南天山—北天山地層區—紅柳園地層小區[2]。

區內出露地層主要有下石炭統紅柳園組一段（C1hl1）、二段（C1hl2）和下白堊統赤金堡組（K1c）（圖1）。紅柳園組一段主要分布于研究區中、西北部，其底部見少量灰綠色礫巖、下部巖性主要為灰綠-墨綠色-暗紅色細碧巖、玄武巖夾少量流紋巖，中部主要為墨綠-灰綠色玄武巖、安山玄武巖夾安山巖，見多層灰黃色巖屑長石砂巖夾層，頂部為淺灰綠色、灰色流紋巖，該套火山巖普遍發生了綠泥石化、綠簾石化和皂石化；二段主要分布于南部和西部，整合于一段之上，底部以灰色細粒巖屑長石砂巖與一段分界，下部巖性主要為灰黑色粉砂巖、泥質粉砂巖夾巖屑長石砂巖，上部由灰-黑灰色含礫粗砂巖、長石巖屑砂巖、粉砂巖等組成韻律沉積，發育正粒序層理、負載構造和水平層理[3]。在一段杏仁狀細碧巖中獲得鋯石年齡為359.9±1.4Ma，屬早石炭世。下白堊統赤金堡組主要分布于研究區東北部，底部為一套灰紅色、磚紅色殘積礫巖，含礫砂巖，中部為灰綠色、灰黑色泥質粉砂巖夾中粗粒砂巖、含礫砂巖及礫巖，上部為磚紅色泥質粉砂巖夾灰綠色泥質粉砂巖、磚紅色含礫砂巖、礫巖，巖層內見透明薄片狀石膏。局部地區被第四系覆蓋，主要見于季節性河流的河床、河漫灘及干谷中。

區內巖漿活動較強烈，侵入巖主要為輝綠巖脈和花崗斑巖脈。輝綠巖分布于研究區中部西側，呈小巖株或脈狀產出，規模相對較大，巖石呈綠灰色、輝綠結構、塊狀構造，礦物組成主要為斜長石（65%±）和輝石（35%±）。斜長石呈灰白色，自形長條狀；輝石呈暗綠-綠黑色，它形粒狀結構，充填于斜長石格架中。巖體呈長條狀沿北西向侵入紅柳園組中，受NE向斷裂控制，局部見綠簾石化及少量綠泥石化和硅化[4]。獲得輝綠巖中鋯石年齡為284.6±1.5Ma，屬早二疊世，認為其可與新疆東部產出的鎂鐵-超鎂鐵質巖石進行對比，可能具有相似的成礦潛力。花崗斑巖脈呈NW向產出，規模較小，在其內產出小型銅多金屬礦床（圖1）。

區內斷裂構造發育，以北西向斷裂為主，北東向次之。北西向斷裂為逆斷層，走向110°～120°，傾55°～60°，控制著北西向輝綠巖脈的產出。

圖1 內蒙古黑鷹山地區黃羊坡南地質簡圖[5]

2 方法與技術

地球化學研究樣品介質為-4～+20目土壤，采用自由網進行采樣，樣品密度為8點/km2，每個分析樣品由采樣點周圍的3-5個子樣品組合而成，樣品分析工作在遼寧省地質礦產研究院完成。

地球物理探測主要開展了大功率激電中梯短導線剖面測量和可控源音頻大地電磁測深測量工作，使用儀器為美國Zonge公司生產的GPD-32Ⅱ型多功能電法儀，供電極距AB選擇為1000m，接收極距MN選擇為40m，點距40m，赤道偶極裝置進行標量測量。

3 結果與討論

3.1 地球化學特征

區 內Ni、Co、TFe2O3、Cr、Ti、V、Cu、Pb、Zn、Ag、S等元素地球化學異發育，其中Ni、Co元素異常沿北西向呈帶狀產出（圖2），異常規模較大，強度較高，空間產出位置與北西斷裂構造相一致，Ni元素濃集中心與北西向輝綠巖脈相吻合，最大值為573×10-6；TFe2O3、Cr、Ti、V四元素異常形態相似，呈面狀展布，異常規模大、強度較高，濃集中心多與北東向輝綠巖脈產出位置相吻合，其中Fe異常規模最大，最大值為14.2%。Cu、Pb、Zn、Ag等元素異常相對較強，Cu、Ag異常呈面狀或港灣狀展布，規模較大、強度相對較高，Cu在北西向斷裂帶內形成多個高值點，最大值為83.3×10-6，與西北角銅多金屬礦點相吻合，且具有較好的連續性；Ag異常主體產于紅柳園組中，不受北西斷裂構造的控制，最大值為480×10-9；Pb、Zn多呈單點異常存在，Pb、Zn最大值為分別為212和539×10-6。

礦化劑元素S異常規模較大，為區內異常強度最高的元素，與Ag元素異常相似，主體呈面狀分布，產于紅柳園組中，不受斷裂構造控制。

綜上可知，區內主要產出鐵族元素（Ni、Co、TFe2O3、Cr、Ti、V）和親硫元素（Cu、Pb、Zn、Ag）兩類地球化學異常，鐵族元素異常總體與北西向輝綠巖脈密切相關，具有形成Ni、Cr、Co、Ti等相關礦產的潛力；親硫及礦化劑元素異常多與紅柳園組火山巖及花崗斑巖脈相關，與外圍已知小型銅多金屬礦床在空間上具有連續性，暗示區內仍具有較好的找礦前景。

圖2 黃羊坡南地球化學異常圖

3.2 地球物理特征

激電中梯面積性測量結果（圖3）顯示，區內激電異常呈北西向帶狀分布特征明顯，視電阻率異常由北東向南西逐漸變緩，呈平緩梯度變化，視充電率則在視電阻率高低阻過渡梯度帶（中部）形成高極化異常帶，結合地質推斷該處存在一條北西向的構造帶。

研究區東北部為高阻低極化背景區，視充電率＜15ms；中部為相對低阻高極化異常帶，由多條北西向異常帶組合而成，視充電率峰值達37.25ms，對應視電阻率為176.63Ω·m的低阻異常，異常帶走向方向性連續性較好，寬度約400m，兩端未封閉，為形成金屬礦化的有利部位；西南部則為低緩異常區，為背景場區，北西向展布。由視充電率異常從東北側密集等值線梯度帶過渡為西南側平緩梯度帶的特征，推斷深部極化體傾向南西。

圖3 黃羊坡南激電中梯測量視充電率和視電阻率等值線圖

由220線綜合電法剖面結果（圖4）可知，激電異常呈現高視充電率對應相對低阻特征，曲線形態為多峰式（圖4a），與視電阻率異常（圖4b）對應較好，推測存在多條傾向南西的高極化體，應由隱伏多金屬硫化物礦（化）體引起。空間上，高視充電率低視電阻率異常帶與北西向斷裂帶產出一致，亦與Ni、Co、Cr、Cu等異常相吻合，高視充電率是硫化物礦物的反映，指示區內成礦條件優越，深部-300以淺可能存在向南西方向傾斜的多金屬硫化物礦化體，結合已有研究[6]，推斷高阻體（輝綠巖脈）兩側為有利找礦部位（圖4b）。

3.3 金屬礦物組成

研究區內早二疊世輝綠巖與紅柳園組火山巖接觸帶內褐鐵礦化發育，輝綠巖露頭普遍已褐鐵礦化，硅化強烈。輝綠巖手標本中常見星點狀黃鐵礦及其殘骸，在早二疊世巖體與紅柳園組接觸帶發育近NE向褐鐵礦化。

顯微鏡下鑒定結果顯示，輝綠巖脈中礦石礦物為黃銅礦，脈石礦物有黃鐵礦、磁黃鐵礦、鉻鐵礦和磁鐵礦等（圖5），黃銅礦呈它形粒狀，粒徑一般＜0.2mm，主要與黃鐵礦、磁黃鐵礦混雜分布，少數零散狀、細小堆狀分布，含Cu達到邊界品位。

圖4 黃羊坡南220線綜合電法剖面圖

圖5 黃羊坡南輝綠巖中金屬礦物顯微圖像（+×20）

3.4 找礦前景分析

研究區內成礦地質條件優越，石炭系紅柳園組火山巖可為親硫元素富集提供物源、早二疊世輝綠巖除提供鐵族元素成礦所需物源外。

同時也為區域內元素活化遷移提供了必須的熱源；北西向斷裂構造為輝綠巖的侵位提供了通道和空間，同時也可為親硫元素富集沉淀提供空間，有利于形成大規模金屬礦化。

黃羊坡南處于Ni、Co、Cu、S等元素高背景區，鐵族元素、親硫元素及礦化劑元素異常強烈；激電異常沿北西向斷裂呈帶狀分布，存在多個高視充電率和低視電阻率組合異常，綜合推斷深部-300米以淺可能存在向南西傾斜的多金屬礦化體，推斷輝綠巖脈兩側為有利找礦部位（圖4b）；微觀礦物學特征顯示區內主要礦石礦物為黃銅礦，脈石礦物主要為磁黃鐵礦、黃鐵礦、鉻鐵礦和磁鐵礦等，與銅鎳硫化物型礦床相似[7，8]，指示其具有形成銅鎳硫化物礦床的潛力，找礦前景良好。

本次工作是在1∶5萬礦產地質調查工作基礎上開展的，受工作精度限制，只對區內成礦的可能性和找礦前景進行了初步探討，建議相關地勘單位或勘查公司，在條件允許的情況下，在該區開展大比例尺詳查和勘探工作，進一步發掘深部蘊藏的寶貴資源。

4 結論

（1）內蒙古黑鷹山地區黃羊坡南成礦地質條件優越，石炭系紅柳園組和早二疊世輝綠巖可為金屬成礦提供物源和熱源；

（2）該區地處Ni、Cu、Fe及S元素高背景區，產出鐵族元素（Ni、Co、TFe、Cr、Ti、V）和親硫元素（Cu、Pb、Zn、Ag）兩類地球化學異常，鐵族元素異常與北西向輝綠巖脈密切相關，親硫元素異常多與紅柳園組火山巖及花崗斑巖脈相關；

（3）區內激電中梯測量低阻高極化異常沿北西向斷裂呈帶狀分布，并存在多個高視充電率和低視電阻率組合異常，顯示深部-300米以淺可能存在向南西傾斜的多金屬礦化體，推斷輝綠巖脈兩側為有利找礦部位；

（4）輝綠巖中金屬礦物組成與典型銅鎳硫化物礦床相似，綜合推斷該區具有形成銅鎳硫化物礦床的潛力，具有良好的找礦前景。