综合物化探方法在内蒙古高尔旗铅锌银矿勘查中的应用

赵志军，赵文涛，段海龙，郭灵俊，李耀永，孙会玲

（1.内蒙古自治区地质调查院，呼和浩特 010020；2.内蒙古国土资源勘查开发院，呼和浩特 010020）

0 引言

2006年，内蒙古自治区地质调查院在阿巴嘎旗巴彦德勒一带开展了1∶50 000矿产远景调查，通过1∶50 000土壤测量，圈定了高尔旗一带的化探综合异常，编号为AS28，面积26km2。2010年，对该异常进行查证时发现了高尔旗矿点，通过大比例地物化勘查及工程验证，找到了工业矿体，矿床规模达中型，远景有望达到大型规模。铅锌银矿体主要赋存于泥盆系泥鳅河组变质细粒长石石英砂岩的破碎带中，地表大部分被第四系上更新统覆盖，为半隐伏矿体［1］。找矿初期主要采用土壤测量和物探激发极化法，化探综合异常及激电异常均与矿化蚀变带露头相吻合；继而采用可控源音频大地电磁测深方法，在覆盖区（包括玄武岩覆盖区）亦找到了工业矿体，综合物化探方法找矿效果十分明显。

1 地质概况

矿区出露的地层有中下奥陶统铜山组变质中粗粒硬砂质长石砂岩、变质细砂质粉砂岩、粉砂质板岩、绿泥绢云板岩等，中下泥盆统泥鳅河组（D1－2n）凝灰质细粉砂岩、含晶屑火山灰凝灰岩、生物碎屑粉砂质硅泥岩、生物碎屑灰岩等，石炭－二叠系宝力高庙组陆相中酸性火山碎屑岩－正常沉积碎屑岩和第四系阿巴嘎组玄武岩、松散沉积物。古生界岩石均经历区域浅变质作用，后期被华力西晚期花岗岩侵入，接触变质、矿化作用明显［2］。高尔旗矿化破碎带产于泥鳅河组变质细粒长石石英砂岩中，总体呈近EW向分布，东部被晚更新世玄武岩覆盖。

矿区范围内的构造格局为由泥鳅河组构成的单斜构造，地层倾向SE。区内的断裂构造较为发育，可分NE向、NW向、EW向3组。其中，NE向断裂规模较大，形成较早，为区域性断裂在本区的延伸部分，局部被后期NW向断裂切错，为成矿物质运移提供通道；NW向断裂组为区域NE向断裂的派生构造，在区内形成一系列EW向平行排列的沟谷，规模大，延伸远；EW向断裂属NE向或NW向断裂的次级断裂，规模及延伸相对较小，EW向断裂与后期岩浆活动和成矿关系密切，为本区容矿和控矿构造［3］。

2 矿体特征

高尔旗铅锌银矿属热液充填型脉状矿床，严格受构造破碎带控制［2］。矿体主要赋存于中下泥盆统泥鳅河组变质细粒长石石英砂岩和晚华力西期似斑状粗中粒正长花岗岩中，矿化蚀变受张性断裂破碎带的控制，矿体产状与破碎带产状基本一致，破碎带具膨大缩小、厚度变化较大的特点；矿体形态以脉状为主，少量透镜状，矿体厚度和品位沿走向和倾向变化较大，矿区中部矿体厚且富、两头矿体变薄且贫，上部矿体厚下部矿体薄、品位变化大。矿石金属矿物有方铅矿、闪锌矿、毒砂、黄铁矿、白铁矿、自然金、软锰矿及辉银矿等。矿石构造有条带状（地表）、稀疏－稠密网脉状、角砾状和块状。

矿区主成矿元素为Pb，Zn，Ag，伴生有益组分有Au，Ge和In，Au局部可形成工业矿体，有害组分为S，Se，Ga和 As。

3 化探异常特征

3.1 1∶50 000土壤测量异常特征

1∶50 000土壤测量圈定的AS28异常主要由Pb，Zn，Ag，Cu，Sb，As，Au等7种元素组成（图1），伴有 W，Sn，Mo，Bi。其中，Ag，Pb，Zn，Cu具有中低温组合元素的特点，前缘元素As，Sb和Au元素形成的异常与主要成矿元素套合较好，说明矿化受多阶段的热液、构造活动影响较大。异常总体近EW向，呈带状分布，各元素套合好，具有明显的浓集中心。异常区出露的主要岩性为中下泥盆统泥鳅河组之变质粉细砂岩、粉砂质板岩。异常区北东侧被玄武岩覆盖，南部被石炭－二叠系宝力高庙组英安质火山碎屑岩覆盖。

3.2 1∶10 000土壤测量异常特征

图1 高尔旗铅锌银矿区1∶50 000化探综合异常图Fig.1 The integrated geochemical anomly at scale

图2 1∶10 000土壤测量Pb，Zn，Ag，Bi，Sn，Au综合异常图Fig.2 The integrated Pb，Zn，Ag，Bi，Sn，Au anomly defined by soil geochemical survey at scale 1∶10000 in the Pb－Zn－Ag property in Gaoer Banner

在AS28异常区开展1∶10 000土壤测量，将AS28异常分解为4个子异常（图2）。其中，AP2子异常规模大、强度高，元素组合以Pb，Zn，Ag，Cu，Au，Sb为主，伴有 W，Sn，Mo，Bi，各元素均达四级异常；前缘元素Au，Sb形成的异常与主要成矿元素Pb，Zn，Ag套合较好，高温元素Sn，Bi形成的异常范围相对较大，W，Mo异常范围相对较小，亦与主成矿元素套合好，各元素具有明显的浓集中心，异常面积约1.5km2，异常区出露中下泥盆统泥鳅河组变质粉细砂岩、粉砂岩。经检查验证，在异常区内发现了3条矿化蚀变带，地表发现的矿化体与异常的浓集中心基本吻合，深部钻探见到了铅锌银矿体，矿体近EW向呈带状分布。

4 激电中梯异常特征

为进一步确定银铅锌矿化体的延深及空间分布形态特征，在化探异常区布置了1∶10 000激电中梯测量。

经系统采集矿区内各类岩（矿）石标本，测定的电性参数结果（表1）表明，铅锌银矿石和蚀变岩的极化率最高，极化率几何平均值分别为4.38%和6.37%，电阻率几何平均值分别为122.2Ω·m和80.4Ω·m，铅锌银矿石和蚀变岩呈高极化低电阻特征。矿体围岩变质细砂岩、正长花岗岩和闪长玢岩的极化率较低，其电阻率相对较高，大致在350Ω·m左右变化，呈弱极化相对高电阻特征。玄武岩极化率几何平均值为2.06%，电阻率几何平均值为211.3Ω·m，呈弱极化相对低电阻特征，可见，通过激发极化发测量圈定矿（化）体具备地球物理前提。

图3显示，在中下泥盆统泥鳅河组中形成视极化率＞3.5%的异常（异常编号DJ1），该异常呈带状近EW向展布，长约1.9km，宽约300m，视极化率最高达9.25%，异常等值线南密北疏，反映极化体为N倾。在图4中，与视极化率异常区对应的视电阻率值为100～300Ω·m，呈相对低电阻特征。东部视电阻率低值区为大面积第四系玄武岩分布区，视电阻率值在150Ω·m左右变化，这主要与气孔状玄武岩含水有关；DJ1异常的南侧出现高阻异常，视电阻率值一般为600～800Ω·m，最高达1 200.7Ω·m，推测与岩石发生强硅化有关。地表发现的Ⅰ号矿化体处于视电阻率梯度带上，Ⅱ号矿化体与低阻体吻合，其低阻异常带主要反映深部控矿构造破碎带，Ⅰ，Ⅱ号矿化体均处于视极化率异常的范围内。

表1 高尔旗岩（矿）石电参数统计结果Table 1 Parameter statistics of ore and rock in the Pb－Zn－Ag property in Gaoer Banner

图3 1∶10 000激电中梯视极化率（ηs）等值线平面图Fig.3 Plan contour of IP Mid gradient polarizability（ηs）at scale 1∶10000

图4 1∶10 000激电中梯视电阻率（ρs）等值线平面图Fig.4 Plan contour of IP Mid gradient apparent resistivity（ρs）at scale 1∶10000

5 综合物化探剖面特征

垂直DJ1激电异常，结合钻探验证工程的控制情况，按200m间距开展综合剖面测量（图5），结果表明，在基岩出露区存在明显的化探和激电异常，沿矿体走向在玄武岩覆盖区，激电异常由西向东随着矿体埋藏深度加大，激电中梯视极化率异常由强变弱，到P64剖面基本平稳，异常显示不明显。下面以P0和P56剖面为例说明其特征。

5.1 P0剖面

图5 高尔旗矿区综合地质图Fig.5 The integrated geological map of the Pb－Zn－Ag property in Gaoer Banner

P0剖面处于DJ1异常的中心部位，由图6可见，在470—500点视极化率ηs由3.03%增大到8.55%，视电阻率ρs由1 236.6Ω·m降至244.2Ω·m，视极化率呈南陡北缓的趋势，反映高极化体为N倾。

高精度磁测在视极化率异常段呈平稳场特征（ΔT为100nT左右），说明中下泥盆统泥鳅河组变质中细粒长石石英砂岩以及引起视极化率异常的矿（化）体呈无磁性特征。

土壤剖面测量在470—510点间出现明显的异常，以Pb，Zn，Ag，Au为主，伴有Cu，W，Sn，Sb，其中Pb，Zn，Ag异常连续性好，在480点和494点出现2处高值区，w（Pb）分别为819.5×10－6，3 682.7×10－6，w（Zn）分别为2 295.5×10－6，1 626×10－6，w（Ag）分别为 10×10－6，8.427×10－6，w（Au）分别为83.68×10－9，35.08×10－9，分别和地表出露的2处矿化带相吻合。

由激电测深极化率断面图（图6）可见，在478—494点激电测深反映极化体向下有一定延伸，顶板埋深约40m，极化体倾向N倾；在478—484点一带存在明显的电阻率梯度带，该梯度带南侧呈高阻特征，北侧呈低阻特征，反映高极化体（矿体）处于低阻带（构造破碎带）内。

为进一步了解深部电性结构，在P0剖面线开展了可控源音频大地电磁测深。其电阻率反演断面（图7）可见，在480点一带存在明显的电阻率梯级带，在梯级带的南侧存在近于直立的高阻体，在梯级带的北侧总体呈低阻特征；在490—510点一带存在向N倾的低阻体，与激电测深反映的高极化体非常吻合。经钻探验证，在488，500，514，528点施工的4个钻孔均见到铅锌银等工业矿体。

5.2 P56剖面

P56剖面位于P0剖面东1 400m处，地表被玄武岩覆盖。由图8可见，激电中梯剖面测量显示在484—504点一带形成视极化率ηs＞2.0%的弱异常，对应视电阻率ρs在484—504点一带由240.0Ω·m降低到89.4Ω·m，处于视电阻率过渡带上，总体表现为弱极化相对低电阻特征；可控源音频大地电磁测深结果表明，在浅部出现电阻率低＜100Ω·m的水平低阻带，其厚度约20m，推测为玄武岩。在490—530点一带埋深在200～450m地段形成电阻率200Ω·m左右的相对低阻体。施工2个钻孔，钻孔ZK5604在埋深100m处见到铅锌银矿体，钻孔ZK5608在埋深280m处见到铅锌银矿体，矿体N倾，这与可控源音频大地电磁测深反演的深部低阻体范围相吻合。地表均为玄武岩覆盖，钻孔揭露其平均厚度为15m，基本与可控源音频大地电磁测深反映的浅部低阻带（厚度约20m）相吻合。

6 讨论

6.1 物化探方法的合理配置

在找矿工作中，不同的勘查方法需要合理的配置，发挥方法本身的优势探测能力，相互印证，以较快的速度、较少的经费，得到较为理想的矿体定位效果。

图6 P0线综合剖面图Fig.6 The integrated section of line P0

（1）利用1∶50 000土壤测量圈定找矿靶区，根据化探异常特征，结合异常所处的地质环境，对异常进行评价［4］，确定Pb，Zn，Ag为主要成矿元素，异常的主体矿种为铅锌银。通过1∶10 000土壤测量，将原1∶50 000土壤测量细化，分解为4个子异常，进一步选定AP2异常为中低温多金属元素组合异常，元素组合为Pb－Zn－Ag－Cu－Au－Sb，进一步缩小了找矿靶区，基本圈定矿化带范围和大致产状。

（2）通过1∶10 000物探激电中梯扫面，了解了极化体（矿体）的深部分布形态，并对EW向的控矿构造也有了进一步的认识；AP2化探异常与DJ1高极化低电阻异常相吻合，异常区内地表发现3条EW向矿化蚀变带，深部钻探验证也发现铅锌银矿体。

图7 P0线可控源音频大地电磁测深一维反演图Fig.7 1demension inversion map of CSAMT sounding survey of line P0

图8 P56线综合剖面图Fig.8 The integrated section of line P56

（3）激电测深断面图显示矿体具有中高极化、中低阻的特点。视电阻率断面图和可控源音频大地电磁测深电阻率反演断面图反映的地电信息基本相似，可控源音频大地电磁测深增大了勘探深度，其较高的分辨率能较好地区分低电阻体叠加异常，便于矿体的准确定位。

6.2 找矿标志

（1）地球化学找矿标志：不同比例尺的化探测量均有明显的异常，异常的元素组合多、套合好、强度高、浓集中心明显、与矿（化）带及其含矿构造对应、走向一致，可直接指示矿体的位置。在玄武岩覆盖区，化探异常信息较弱，可通过浅钻取样增强矿化信息，指导找矿。

（2）地球物理找矿标志：成矿部位处于区域重力场梯度带的扭曲部位、正负剩余重力异常交替带上［1］；激电中梯和激电测深的高极化（＞4.0%）、低电阻异常（一般＜100Ω·m）可判为矿致异常。在玄武岩覆盖区，可控源音频大地电磁测深电阻率反演断面图的低阻体可作为深部矿化信息的反映。

［1］赵文涛.内蒙古二连—阿巴嘎旗地区有色金属矿预测与找矿模型建立研究［D］.北京：中国地质大学（北京），2012.

［2］郭灵俊，赵志军，崔来旺，等.内蒙古阿巴嘎旗北部铜多金属矿地质矿产特征及找矿方向［J］.地球学报，2011，32（1）：57－63.

［3］李俊建，刘晓阳，张连营，等.内蒙古二连—东乌旗地区成矿规律和找矿方向［C］∥中国地质学会.“十五”地质行业重大找矿成果资料汇编.北京：“十五”重要地质科技成果暨重大找矿成果交流会：材料三，2006：34.

［4］任天祥，伍宗华，羌荣生.区域化探异常筛选与查证的方法技术［M］.北京：地质出版社，1998.