内蒙古水泉沟地区化探次生晕找矿效果浅析

张荣,周文博，阳正勇，周荣辉，刘彤，穆海旗

(核工业二四三大队, 内蒙古 赤峰 024000)

大兴安岭中南段呈北-东向从巴林左旗西侧通过，与开鲁、通辽盆地相邻，面积约为373.39 km2(何保等，2018)。大兴安岭南段是中国北方著名的有色金属基地和铅锌钨钼锡铁多金属矿集区(王承洋，2015)，研究区位于大兴安岭中南段西南坡，西拉沐伦河断裂的北侧，地理位置优越，成矿条件有利(张荣等，2020)。从成矿区域而言，区域内属大兴安岭中南段铜多金属矿集中区(何保等，2018；李文国，1996；张广范等，2005)。地球化学测量采用表生地球化学方法认识和解决原生地球化学问题，利用成矿元素次生分散信息发现和评价原生矿床(景宝盛等,2014；赵娟等，2018)，在浅覆盖区使用地球化学勘查方法技术取得不少进展(马维等，2014；王翰等，2018；孙彬彬等，2018；段星星等，2018；韩志轩等,2017)。在研究区开展了1∶1万次生晕地球化学测量扫面工作，面积为10 km2。笔者通过对该区异常的分析、筛选、野外地表槽探揭露检查、评价，明确了区内的找矿方向，选定下一步找矿靶区，为该区勘查工作提供了基础性化探资料。利用钻探工程，对异常区深部进行揭露，总结分析了次生晕地球化学找矿在该区找矿效果。

1 地质背景

研究区位于中朝板块北缘，晚古生代陆壳增生区、板块碰撞消减地带，位于大兴安岭中南段西南坡，西拉沐伦河断裂的北侧，该区地质构造复杂，岩浆活动和火山作用强烈(张庆新等，2009)。火山喷发基底由早二叠世哲斯组构成，二叠系是区域内矿床的主要产出层位(孙引强等，2019)。

研究区地层有下二叠统哲斯组，岩性为一套糜棱岩、糜棱岩化砂砾岩、板岩夹矽卡岩化钙质砂岩；上侏罗统满克头鄂博组，岩性为中酸性火山岩；第四系残坡积物等(图1)。下二叠统哲斯组是主要的赋矿层位。

本区属于大兴安岭中生代火山岩带，位于大板-乌兰浩特火山喷发带的南西端，火山喷发基底由早二叠世哲斯组构成，燕山运动早期，基底断裂构造强烈活动，导致了大规模的岩浆喷发-侵入活动。

研究区侵入岩时代为早白垩世。岩石类型为酸性岩，主要分布在研究区以北。早白垩世是大兴安岭多金属矿化蚀变带主要成矿期，区内的早白垩世花岗岩(K1γ)与多金属成矿关系密切。侵入于上侏罗统满克头鄂博组(J3m)的火山岩，北侧侵入下二叠统哲斯组，侵入体是沿东西向断裂以岩墙扩张机制侵入就位的，后期断裂复活，致使岩石破碎。

本区构造以近东西向和北东向为主。近东西向构造主要发育在南部，为西拉沐伦河断裂带的通过地带，其控制着后期地质构造的发育，并显示出多期活动性；北东向构造为古生代以来的主体构造，其华力西期主要表现为纵弯褶皱，在燕山期表现为张扭性断裂及构造-岩浆岩带的展布，并改造了东西向构造(张壮，2013)。矿化受这2组构造控制，一般产于2组构造的交汇部位。其次发育有南北向和北西向断裂构造(图1)。

1.第四系残坡积物；2.上侏罗统满克头鄂博组中酸性火山岩；3.下二叠统哲斯组上段弱糜棱岩化砂砾岩；4.下二叠统哲斯组上段弱糜棱岩化含砾砂岩；5.下二叠统哲斯组上段含大理岩条带或扁豆体的糜棱岩化砂砾岩；6.下二叠统哲斯组上段灰黑色板岩；7.下二叠统哲斯组上段矽卡岩化钙质砂岩；8.下二叠统哲斯组上段条带状糜棱岩；9.下二叠统哲斯组上段糜棱岩化砂砾岩；10.下二叠统哲斯组上段黄褐色糜棱岩；11.下二叠统哲斯组上段绢云母糜棱岩；12.早白垩世花岗岩；13.石英脉；14.闪长玢岩脉；15.煌斑岩脉；16.地表矿体及编号；17.逆断层及编号； 18.性质不明断层及编号；19.地质界线；20.地质体产状；21. 孔雀石；22. 探槽位置及编号

受蒙古大洋板块向中朝陆台板块俯冲消减作用的影响，使该区的二叠系产生强烈的动力变形，形成区域韧性变形带，同时在韧性变形带上形成了多个不对称的小背斜和小向斜。在小背斜的轴部由于应力集中已形成剥离空间，两翼产生层间破碎，形成有利矿液运移和充填的构造条件(赵大鹏，2001；陈科，2011)。

2 化探次生晕特征

2.1 1∶1万土壤地球化学测量主要技术方法

元素在地壳和上地幔中的含量不是固定不变的，它们总是处在不断地运动状态中，运动的结果或是导致元素的分散，或是导致元素的集中(侯长才等，2019)。研究区地形较平缓、水系不发育，多为土壤发育的低山或丘陵地区，较适合土壤地球化学测量，进行异常查证(李民飞等，2019)。测线垂直地质体(蚀变带、地层、构造等)走向布设，在构造、岩体较发育地段，以较密的点控制其宽度，使其不致遗漏矿化异常(李倩，2019)。

(1)野外定点。野外采样采用手持GPS定点，要求定点误差小于10 m。

(2)样品采集。测网为 100 m×20 m，采样密度为500点/km2。在残、坡积土壤分布地区，采样深度在距地表30～40 cm深处的B层(淋积层)或C层(母质层)中采取(李倩，2019)。在一些发育有较厚层残积土的地区，加深在50 cm以上。采样粒级在-10～+20目。确保原始样品重量到达150 g。如遇有岩石露头，倒石堆等不能取样时，可以空样或移点，并在记录卡中注明。样品采集应避开人工污染。样品采集应该在一点多坑，多点组合，化探样品应具有广泛的代表性。

(3)样品测试。根据1∶1万土壤地球化学测量对采集的样品分析Cu、Pb、Zn、Ag、Mo 5种元素。

(4)数据处理。①背景值的确定方法：背景值采用算术平均法来计算，计算公式如下。

②异常下限的确定：应用背景平均值加两倍标准方差。

式中：P——异常下限；So——标准方差

表1 地球化学参数计算结果表(10-6)Tab.1 Results of geochemical parameter calculation

2.2 元素富集特征

元素地球化学特征主要反映元素在区内的富集与变化规律，从而指导找矿(段星星等，2019；孙社良等，2018)。通过1∶1万土壤地球化学测量，发现该区地球化学特征明显，全区土壤中元素富集系数大于1的元素有Ag、Pb，其中以Ag的富集系数最大，Pb富集系数次之，元素的变异系数为0.057～1.00，其中Ag的变异系数最大，Pb和Cu次之(表2)。

表2 土壤中元素的地球化学特征表Tab.2 Geochemical characteristics of elements in soil

2.3 化探异常特征

单元素异常的圈定：结合地球化学等量线、地质背景及圈定效果确定出实用异常下限，并以此实用异常下限值在数据图上直接圈定单元素异常(赵娟等,2018)。

单元素异常的圈定依据：异常面积一般大于0.01 km2，异常编号用元素符号加阿拉伯数字按顺序编号，本区共圈定出面积大于0.01 km2的单元素异常27个，其中Cu元素7个，Pb异常5个，Zn异常4个，Ag异常4个，Mo异常7个。单元素异常的主要特征参数见表3、图2。

1.第四系；2.侏罗系满克头额博组；3.二叠系哲斯组；4.早白垩世花岗岩；5.实测逆断层及编号；6.性质不明断层；7.地质界线；8.背景值；9.一倍异常下限范围；10.二倍异常下限范围；11.四倍异常下限范围；12.八倍异常下限范围；13.单元数异常编号

表3 单元素异常特征表Tab.3 Single-element anomaly characteristics

综合异常的圈定：在单元素异常的基础上，根据各元素异常的空间组合特征，结合异常地质成因等进行综合异常圈定(段吉学等，2019)，在该区共筛选出综合异常面积和强度大、单元素异常套合较好、具有较好的成矿条件的综合异常4处。其中甲类异常3处(AS1、AS2、AS3)，AS1和AS2属Pb、Zn、Cu、Mo、Ag等元素组成的综合异常；AS3属Pb、Zn、Mo等元素组成的综合异常。丙类异常1个(AS4)，属Pb、Mo等元素组成的综合异常(表4、图3)。

续表3

表4 元素综合异常的评序及分类表Tab.4 Ranking and classification of element anomalies

1.第四系残坡积物；2.侏罗系满克头额博组；3.二叠系哲斯组；4早白垩世花岗岩；5.实测逆断层及编号；6.性质不明断层及编号；7.推测断层；8.地质界线；9.Cu异常；10.Pb异常；11.Zn异常；12.Ag异常；13.Mo异常；14.综合异常范围及编号；15.化探地质综合剖面位置及编号；16.钻孔位置及编号

2.3.1 AS1 化探异常特征

AS1号异常位于测区的东南部，异常面积最大，在AS1号异常区中包括7个异常子区，分别编号为AS1-1-AS1-7，有6个浓集中心，面积接近2.59 km2(图2、图3)。异常形状为不规则带状，为未封闭异常。化探次生晕面积大，强度高，分带齐全。异常元素组合为：Zn-Pb-Cu-Mo-Ag。异常区出露的岩性有含大理岩条带的糜棱岩化砂砾岩、灰黑色板岩、矽卡岩化钙质砂岩、条带状糜棱岩、糜棱岩化砂砾岩、黄褐色糜棱岩、绢云千糜岩。异常区发现有铅矿体3个，钼矿体2个，铜矿体1个，锌矿体1个，其走向均为北东向，与异常单元素异常浓集中心的总体走向一致。同时，部分单元素异常还受到F1、F2、F3、F4等4条构造蚀变带的控制，其走向与异常单元素异常浓集中心的总体走向一致，为矿致异常，其为进一步寻找次生晕源提供可靠的化探依据。

2.3.2 AS2 化探异常特征

AS2位于测区的中北部，面积为0.29 km2，为封闭异常(图2、图3)，有2个浓集中心，异常元素组合为：Cu-Zn-Mo-Pb-Ag。异常区出露的岩性有弱糜棱岩化砂砾岩、弱糜棱岩化含砾砂岩、流纹质凝灰熔岩。异常区发现有银矿体1个，其走向北西向，与异常单元素异常浓集中心的总体走向一致。同时，部分单元素异常还受到F1构造蚀变带的控制，其走向与异常单元素异常浓集中心的总体走向一致。元素套合关系较好，异常面积相对较大，浓集中心的展布方向基本上为北西向，与发现的矿脉走向方向一致，说明异常可能是由于多金属矿化所引起。由此说明该异常为矿致异常，AS2有进一步找矿的前景。

2.3.3 AS3 化探异常特征

AS3位于测区西区北部，为封闭异常(图2、图3)，面积为0.20 km2。异常元素组合为：Zn-Pb-Mo。异常区出露的岩性有弱糜棱岩化砂砾岩、弱糜棱岩化含砾砂岩、流纹质凝灰熔岩。该异常还受到F1构造蚀变带和次一级构造的控制，其走向与异常单元素异常浓集中心的总体走向一致。该异常中Mo异常面积最大，异常总面积为0.128 km2，Pb、Zn次之。浓集中心的展布方向基本上为北东向，该异常区主要受到F1构造的控制，浓集中心的走向与构造的走向方向一致。由此说明该异常为构造控制异常，AS3具有一定的找矿前景。

2.3.4 AS4 化探异常特征

AS4位于测区的中南部，为封闭异常(图2、图3)，面积为0.04 km2。异常元素组合为：Pb-Mo。异常中Mo异常走向近南北，面积为0.033 km2，异常平均值为3.90×10-6，异常极值为5.50×10-6，面金属量为11.75×10-6km2，异常浓度分级为2级；Pb异常包含在Mo异常范围内，面积为0.018 km2，面金属量为62.39×10-6km2，最高异常值的浓集中心与Mo元素异常浓集中心重合，异常浓度分级为1级。该异常为丙类异常，异常区出露的岩性有弱糜棱岩化砂砾岩。该异常走向与异常单元素异常浓集中心的总体走向一致。该异常组合简单，面积较小，异常值较低，成矿地质条件中等或差，找矿意义不大。

3 化探次生晕找矿成果

通过对1∶1万化探次生晕AS1异常区2个子异常(AS1-3、AS1-6)浓集中心地段开展了1∶2 000化探次生晕及地质综合剖面检查,剖面编号分别为A-A′和B-B′(图3)。

AS1-3号子区位测区南部，围岩为灰绿色条带状糜棱岩，有强烈硅化和褐铁矿化，可见孔雀石、方铅矿。从AS1-3异常化探次生晕及地质综合剖面(图4)可以看出，该异常5种元素有一个共同的浓集中心，Cu、Pb、Zn的异常值较高，Ag、Mo异常值较低。取样长1.5 m，分析结果Cu含量为0.22%，Pb含量为8.34%，Ag含量为311.12×10-6。

1.条带状糜棱岩；2.构造破碎带；3.糜棱岩化砂砾岩；4.闪长玢岩脉；5.孔雀石；6.硅化；7.矿体位置及编号

AS1-6号子异常区位于测区南部，在异常检查过程中发现地表在坡积砾石中见到强烈的硅化、褐铁矿化蚀变及铅的氧化矿物，该异常有2个不同的浓集中心，东面的浓集中心异常值较高，Cu、Pb、Zn、Mo的异常值较高，西面的浓集中心异常值偏低(图5)，所以在山脊处探索性的布设TC-4探槽。TC-4号探槽中见多金属矿体1条，长为9.4 m， Cu平均品位为0.287%，最高品位为0.77%；Ag平均品位为34.23×10-6，最高品位为123.44×10-6；Pb平均品位为0.736%，最高品位为1.45%；Zn平均品位为1.38%，最高品位为3.19%。后期经槽探、钻探沿倾向、走向深部追索控制了矿体，扩大了矿体规模，增加资源储量。从图5可以看出，TC-4探槽的见矿位置的高程大于化探异常极值点的高程，二者之间位置相距40 m，这是由于山坡上同生异常迁移造成的，目前没有地表工程查证。

1.糜棱岩化砂砾岩；2.条带状糜棱岩；3.绢云千糜岩；4.孔雀石；5.硅化；6.矿体位置及编号

通过AS1号异常中子异常的验证结果可以看出，该异常工业价值显著，找矿效果突出，具有良好的成矿前景。

采用类似的勘查技术方法手段，在其他异常地段均发现多条多金属矿体，全区目前共发现44条矿体，其中有20条以上矿体是通过化探次生晕勘查技术方法所发现。

4 结论

(1)1∶1万土壤地球化学测量综合异常在该区极为显著，异常对有利地质体、构造及特征等反映得更加清晰，浓集中心更加明显，对异常源的定位更加精准，利用1∶2 000次生晕和地质综合剖面测量有利于快速寻找矿化线索，为找矿提供了靶区。

(2)测区东南部为主要化探异常区，化探异常范围大，多金属元素套合较好，异常强度高，在异常区已发现多条工业矿体。AP1化探异分布与本区主体构造线方向一致，异常呈北东向展布异，异常未封闭，是主要的化探异常区。AP2异常总体形态以北西向为主，异常浓集中心明显，元素套合好，异常强度高，该化探异常已发现工业矿体。是下一步找矿的工作的重点区。

(3)通过1∶1万土壤地球化学测量及1∶2 000次生晕和地质综合剖面测量，对异常区地表槽探查证，深部钻探工程控制，主要化探异常区目前已发现多条工业矿体，扩大了矿体规模，增加了资源储量。充分证明了次生晕地球化学找矿方法在该区效果显著。

致谢：感谢审稿专家的宝贵意见，感谢核工业二四三大队马福森高级工程师在野外期间对工作的指导以及对本文提出了很好的建议，以及帮助我修改论文的同事们，在此一致深表谢意。

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