内蒙古扎赉特旗地区水系沉积物地球化学特征及找矿方向

陈雷，刘德鹏，赖柏生，周海娟，王秋璇，王亚琼

（安徽省勘查技术院，安徽合肥 230031）

0 引言

本次工作是中国地调局部署在大兴安岭成矿带上的1∶5万地球化学普查示范项目，在已完成的1∶20万扎赉特旗幅区域化探[1]基础上优选了5 个标准1∶5万图幅（新林镇幅、南燕幅、阿尔本格勒苏木幅、罕达罕乡幅、伊力特幅）进行1∶5万化探普查，采用水系沉积物测量方法，通过异常查证和综合研究，对扎赉特旗地区地球化学特征及找矿方向进行分析探讨，为进一步地质勘查工作部署提供依据。

1 地质概况[1～2]

研究区位于西伯利亚板块东南大陆边缘、大兴安岭隆起南端与东部松嫩沉降带过渡带上，地层主要出露侏罗系南坪组（J2n）砾岩、粗砂岩夹火山岩，上库力组（J3sn）安山质、流纹质火山熔岩、安山岩、凝灰岩夹流纹岩以及白音高老组（J3by）凝灰砂砾岩、流纹岩、流纹质火山碎屑岩、熔结凝灰岩；其次为二叠系高家窝棚组（P1g）安山玢岩、流纹斑岩、石灰岩透镜体、火山碎屑岩夹粉砂岩，四甲山组（P1sj）生物灰岩、砂岩、粉砂岩夹蚀变安山玢岩，柳条沟组（P1l）生物碎屑亮晶灰岩及燧石条带灰岩、粉砂岩以及林西组（P2l）粉砂岩、粉砂质板岩、泥质板岩、砂岩夹流纹斑岩质凝灰熔岩（图1）。

区内岩浆岩广泛发育，主要有华力西晚期花岗岩、花岗闪长岩和燕山早期花岗岩、闪长岩等。华力西晚期侵入岩为区内最活跃的一次岩浆活动，是区内最重要的一次成矿期，区域上与铁、钼、铜、锌及稀有放射性矿产有密切的成因联系。

研究区横跨东乌旗南晚华力西地槽褶皱带、西乌旗晚华力西地槽褶皱带和巴林左旗晚华力西地槽褶皱带三个构造单元，经历多期构造运动叠加，形成以北东向和北西向为主的华夏系和新华夏系构造体系。北东向构造主要表现为压性断裂的分布，对地层的展布和岩浆岩的侵入有明显控制作用；而北西向构造表现为张扭性断裂，为容矿构造。两组断裂构造的交汇部位成矿条件更为有利。

2 样品采集与分析测试

研究区属于退化的森林沼泽景观向草原景观过渡地带，本次工作方法以水系沉积物测量为主，局部水系不发育或采集不到符合要求样品的地段辅以土壤测量。样点布设在一级水系沟口和二级水系中，长度大于500m 的一级水系中加布采样点，平均采样密度4.3个点/km2。采用手持GPS定点，GPS航迹监控到点率和定位精度。采集的水系沉积物样品以中粗砂为主，采样时多点组合（点位上下50m范围内）。局部采集不到符合要求的水系沉积物样品时，采集残积、残坡积碎屑物质代替（多点组合）。为排除腐殖质的干扰，野外采样时就地水筛，不能就地水筛的带回驻地用无根水水筛。样品加工截取粒级-10～+60目，加工后样品重量大于150g。

图1 扎赉特旗地区地质图（据文献[2]改绘）Figure 1.Geological map of the Jalaid Banner area（modified after reference [2]）

本次样品分析测试了As、Sb、Hg、Au、Ag、Cu、Pb、Zn、Cd、W、Mo、Bi、Sn、Fe、Co、Ni 等16 个元素，其中Cu、Fe、Zn 采用等离子体光谱法分析，Co、Ni、Mo、Cd、W、Pb、Au采用等离子体质谱法分析，As、Sb、Hg、Bi采用原子荧光光谱法分析，Ag、Sn 采用发射光谱法分析。分析方法及分析质量指标均符合规范要求，分析数据可靠。

3 元素地球化学特征

3.1 元素含量特征

研究区元素的含量特征可以用各元素的浓集系数（元素含量平均值与区域平均值之比）和变化系数（元素含量标准离差与平均值之比）两个指标来衡量，前者反映元素的富集程度，后者表征元素的分散程度。浓集系数和变化系数越大，在区内局部富集成矿的可能性就越大[2]。从表1中可以看出，Hg、Mo、Fe三元素相对贫化；Ag、Sn浓集系数在1.2～1.5之间，表现为较富集特征；As、Sb、Cu、Co、Ni浓集系数均大于1.5，为强富集元素。从元素分散程度上看，Ag、Sn变化系数小于0.3，为弱分异元素；Au、Pb、W、Bi、Fe变化系数在0.3～0.5，为一般分异元素；As、Sb、Cu、Mo、Co、Ni的变化系数均高于0.5，为强分异元素。综合两个指标，As、Sb、Cu、Co、Ni 在区内表现为强富集强分异元素，局部富集成矿的可能性大，为本区的主要成矿元素。

表1 全区水系沉积物地球化学特征统计表Table 1.Statistics of geochemical characteristics of stream sediments in the whole area

3.2 元素组合特征

对全区水系沉积物元素含量进行因子分析，采用方差极大法求取正交旋转主成分因子解，求取初始特征值大于1的前5个因子（表2）。其中F1因子Co-Fe-Ni-Pb-Sb为铁族元素组合，与区内广泛分布的火山岩有关，反映火山作用过程中形成的铁族元素矿化，同时伴有一定的铜矿化；F2因子Mo-As-Bi-Sb为高温热液活动元素组合，主要形成Mo矿化，可能受到后期低温热液活动的叠加改造而被破坏；F3 因子Zn-Cd-W为低温热液活动元素组合，主要为锌矿化，同时伴生Cd；F4 因子Cu-Au 为区内铜、金矿化因子，同时伴生有银矿化；F5因子Hg为岩浆射气元素，与构造活动关系密切，对区内断裂构造具有指示意义。

表2 全区水系沉积物元素因子分析载荷特征表Table 2.Features of factor loadings of elements from stream sediments in the whole area

3.3 有利成矿地质单元

水系沉积物中元素的浓集比例（地质单元中元素平均含量与全区平均含量之比）和变化系数可以反映元素在某个地质单元中的富集分异程度，从而定性地判断不同地质单元的成矿有利度。

统计结果[2]显示，四甲山组中As、Au、Ni、Cu、W、Sb、Zn、Bi富集，As、Co、Ni、Sb、Au强分异；柳条沟组中Mo、As、Au、Bi、Sb、W 富集，As、Mo、Sb、Au、Co、Cu、Ni强分异；林西组中Ni、Cu、Au、Fe、Zn、Co 富集，As、Ni、Co、Sb、Au、Mo 强分异；南坪组中Mo、Bi、As、W、Au、Ni富集，As、Sb、Mo、Co、Ni强分异，这些地层为区内主要有利成矿地质单元。另外，所有元素在两期岩体中均贫化，而在地层中富集，表明元素在地质过程中由岩体向围岩迁移，指示区内成矿类型应以热液型为主，两期岩体与有利成矿地层的接触带为重要成矿部位。

4 异常特征

由于区域上金属矿产主要有铁铜、金、锌和铬（钴、镍）等[4]，结合前述对研究区内元素富集分异特征的分析，本文仅讨论铁族元素和Cu、Au、Zn 等元素异常特征及分布规律。

4.1 铁族元素异常

铁族元素异常主要分布在研究区西南部、中北部和东北部，异常规模大、强度高，呈北东向和北西向展布。在德尔斯乌拉-伊力特、吴家地沟-高家窝棚、和箭头山-四方旗村形成3条北东向异常带，展布方向与构造线方向基本一致，异常的分布与中下二叠统林西组、四甲山组和高家窝棚组中酸性火山岩有关，受地层控制明显。

4.2 铜、金、锌异常

异常主要分布在研究区西南部、中北部和东北部，呈北东向带状或串珠状分布，局部呈北西向展布。在德尔斯乌拉-巴尔嘎斯台和小巴彦胡苏-新林公社-高家窝棚形成2 条北东向异常带。在三合屯、哈尔朝楚、巴尔嘎斯台、布敦乌拉、石灰窑、柳树公社、山泉林场等地发育高强度异常，主要受四甲山组、高家窝棚组与两期岩体的内外接触带控制。

总体上元素异常的产出受构造和接触带控制明显，尤其在下二叠统含灰岩地层与岩体的接触带附近，若存在多期热液活动或断裂构造的交汇部位，成矿条件更为有利。

5 重要找矿靶区特征及找矿方向

根据异常查证结果和地质背景综合分析，在29处主要成矿（指示）元素综合异常中优选出小巴彦胡苏（HS-18）、巴尔嘎斯台（HS-21）和哈尔朝楚（HS-23）三处综合异常为A级找矿靶区。

HS-18 异常位于研究区中西部小巴彦胡苏（图1），异常面积约4km2，元素组合为Bi-As-Ag-W-Cu-Au，其中As、Au、Ag、Cu、Bi 异常规模大、强度高、浓集中心明显、内中外带齐全，且各元素异常的套合关系好（图2）。异常区内出露高家窝棚组和华力西晚期花岗岩，处于北东、北西向断裂交汇部位，华力西晚期花岗岩沿北东向断裂侵入，在与高家窝棚组的接触带上形成铜多金属矿化矽卡岩，异常西南边缘产有一处褐铁矿化点。异常查证结果显示，在刻槽样品中Au 含量达4.2g/t、Ag 含量达98.5g/t、Cu 含量达1.31%、Pb 含量达3.09%。同时异常矿化体剥蚀程度较浅[2]，综合反映该靶区的成矿条件十分优越，进一步找矿方向为矽卡岩型铜多金属矿。

HS-21 异常位于研究区西南部巴尔嘎斯台（图1），面积约7km2，元素组合为Cd-Zn-As-Au-Sb-WAg-Bi，其中Cd、Au、Zn、As、W、Bi元素异常强度高、规模大、内中外带齐全（图3），Zn最高含量0.65%，Cd 最高含量0.05%。异常浓集中心明显且套合情况好。异常区内出露四甲山组和华力西晚期花岗闪长岩，在异常南缘岩体与地层的接触带上发育矽卡岩，异常查证在矽卡岩带的刻槽样中Zn含量达2.03%，表明异常是由锌矿化引起的矿致异常。同时异常前缘晕发育尾晕不发育，表明剥蚀程度浅，具有寻找矽卡岩型锌矿的前景。

图2 HS-18综合异常剖析图Figure 2.Profile chart of comprehensive anomaly HS-18

图3 HS-21综合异常剖析图Figure 3.Profile chart of comprehensive anomaly HS-21

HS-23异常位于研究区西南边缘，哈尔朝楚北约1km（图1），面积约4km2，元素组合为Cd-As-Zn-Ag-Sb-Cu-W-Au-Bi，其中As、Sb、Au、Ag、Cu、Zn、Cd、W、Bi元素异常强度高、规模大、内中外带齐全，异常浓集中心明显且套合情况好（图4）。异常区出露四甲山组与华力西晚期花岗岩、花岗闪长岩，在异常南缘接触带上发育铜矿化、铅锌矿化矽卡岩带，由SW 至NE 依次产出3 个铜矿化点和1 个铅锌矿化点，其刻槽样中Cu 含量达0.18%，Ag 含量达243g/t，Zn 含量达1.49%，Pb 含量达11.32%，表明异常是由铜铅锌银多金属矿化引起的矿致异常。同时异常前缘晕发育、剥蚀程度浅，该靶区具有良好找矿前景，找矿方向为矽卡岩型铜铅锌银多金属矿。

图4 HS-23综合异常剖析图Figure 4.Profile chart of comprehensive anomaly HS-23

6 结论

（1）根据元素含量与区域背景值的对比以及元素分布特征的研究，本区主要成矿元素为As、Sb、Cu、Ni、Co，铁族元素矿化主要与火山作用有关，铜多金属矿化则与热液活动关系密切。

（2）研究区内水系沉积物元素组合主要可分为5组：①Fe-Co-Ni-Pb-Sb；②Mo-Bi-As-Sb；③Zn-Cd-W；④Cu-Au；⑤Hg。

（3）研究区内异常的分布与矿化的形成主要受构造和接触带控制，成矿类型以矽卡岩型为主。

（4）小巴彦胡苏、心和屯和哈尔朝楚三处A 级找矿靶区具有较大找矿潜力，有必要开展进一步勘查工作。