综合地物化找矿方法在内蒙古西尼乌苏铜金矿区的应用

王凯垒 ，刘冬冬 ，张家兴 ，李会恺，李敬华，刘春平

（1.华北地质勘查局五一九大队，河北 保定 071051；2.河北九华勘查测绘有限责任公司，河北 保定 071051）

0 引言

西尼乌苏铜金矿区属磁海-公婆泉Fe-Cu-Au-Pb-Zn-Mn-W-Sn-Rb-V-U-磷成矿带，珠斯楞-乌拉尚德Cu-Au-Ni-Pb-Zn-煤成矿亚带（许立权等，2016）该地区构造-岩浆活动复杂，成矿地质条件有利，近年来，区域上新发现珠斯楞海尔罕铜金矿床、呼伦西白金矿、阿达日嘎金矿等多处多金属矿床，引起众多学者关注（吕蓉等，2004；李俊建，2006；李俊建等，2004，2016；杨亮等，2006；杨富林等，2011，2015a，2015b；程佳孝等，2013；李会恺等，2016，2017；王嘉伟等，2016；谢春林等，2018；杨建军等，2018；胡二红等，2020）。

西尼乌苏铜金矿区为本次矿调工作新发现矿产地，地理坐标：东经103°18′30″～103°22′00″，北纬41°24′00″～41°26′15″。2014年1∶50000土壤地球化学测量在矿区圈定AP2乙2号综合异常，异常面积61.79 km2，异常主要成矿元素组合为Au、Cu、Mo、Bi、Sn、As、Cd、Zn等（李会恺等，2016），在该异常重点区域开展了1∶10000土壤剖面测量，结果显示异常重现性明显。2015—2016年通过1∶10000土壤测量、1∶10000激电中梯测量等工作，并开展了槽探工程验证，圈定铜矿体6条，金矿体3条，其中铜矿体KT6长度约2200余米，宽1～9 m，平均品位0.80%；金矿体长约400～550 m，宽约1～1.5 m，Au品位1.15～2.23 g/t；取得了较好的找矿效果。本文对该矿区的地、物、化特征进行总结，建立找矿标志，为区域铜金多金属矿床勘查提供思路。

1 地质特征

研究区位于巴丹吉林沙漠北缘，内蒙古阿拉善盟阿拉善右旗西尼乌苏一带，大地构造位置为天山地槽褶皱系，北山晚华力西地槽褶皱带的三级构造单元雅干复背斜。区内主要出露地层有中二叠统方山口组、下白垩统苏宏图组、中白垩统乌兰苏海组（图1）。方山口组以英安岩、安山岩和流纹质火山碎屑岩、凝灰岩为主，夹粗粒陆源碎屑岩和灰岩透镜体，地层走向NW向，倾角15°～30°，岩石片理发育。苏宏图组以灰绿色细砂岩、粉砂岩为主。乌兰苏海组以砖红色砾岩、砂岩、粉砂岩、泥岩为主。侵入岩主要为二叠纪中细粒石英闪长岩、花岗闪长岩，蚀变作用明显，与成矿关系密切。区内构造发育，断裂构造可分为北西向、北东向两组，北西向断裂带内岩石普遍片理化、绢云母化，片理走向与构造方向一致，硅质脉发育。韧性变形主要发育在中部花岗闪长岩与石英闪长岩接触带部位及南部方山口组中，后期有同向脆性断裂叠加。

图1 西尼乌苏铜金矿区地质简图

2 地球化学特征

本次工作进行了1∶10000土壤测量，面积8.5 km2，网度100 m×40 m。分析13种元素：Cu、Pb、Zn、Ag、Au、As、Sb、Hg、W、Sn、Bi、Mo、Cd。圈定综合异常九处，目前AP2-5、AP2-6已证实为矿致异常。

AP2-5综合异常主要由Cu、Cd、Au、Pb、As、Mo、Ag、Bi、Zn等元素组成，呈长条状NW向展布，面积0.38 km2。其中Cu为主要的异常元素，规模大、强度高，达三级浓度分带，有3个明显的浓集中心。Cu最大值>2000×10-6，平均值231.52×10-6,其它元素呈点状分布。异常主要元素为Cu元素，异常规模、强度均较大，区大面积出露中二叠世花岗闪长岩，南部出露中二叠世石英闪长岩，岩石高岭土化、硅化、孔雀石化等。在花岗闪长岩体中发现破碎蚀变带4条，并从中圈定6条铜矿体，且在铜矿体西南部，仍有强度较高的Cu异常反映，表明铜矿体在北西方向仍有一定的延伸（图2）。

图2 AP2-5乙综合异常剖析图

AP2-6综合异常主要由Au、As、Sb、Mo、Pb、Hg、Sn、Ag等元素组成，呈长条状NW向展布，面积0.33 km2。其中Au、As、Sb元素规模较大、均达三级浓度分带，Pb、Hg、Ag、Mo、Sn均达二级浓度分带。Au最大值>500×10-9，平均值67.78×10-9；As最大值>1000×10-6，平均值279.96×10-6；Sb最大值>100×10-6，平均值24.48×10-6。Au异常强度大，和As、Sb异常套合较好，异常区大面积出露花岗闪长岩，东北部出露二叠纪方山口组。发现金矿体三条，金矿体宽1.5 m，延长约320 m，走向近东西及北西向（图3）。

图3 AP2-6综合异常剖析图

3 地球物理特征

3.1 岩（矿）石电性特征

本次工作对出露的各类主要岩（矿）石进行标本采集，采用面团法测量极化率和电阻率，根据岩（矿）石分类统计电性参数，测定结果见表1。

表1 岩（矿）标本电性参数统计表

研究区内同一岩性的极化率和电阻率变化都较大，具有明显的各向异性特征。铜矿石和花岗闪长岩的极化率最高，算术平均值分别为3.12%和2.81%。其次为石英闪长岩和斜长角闪岩，算术平均值为2.3%左右。极化率最低的是大理岩和石英脉，其算术平均值为1.4%左右。不同岩性之间的电阻率相差较大，其中石英脉电阻率最高算术平均值达到17114 Ω·m；其次为斜长角闪岩和大理岩，算术平均值约在8000～10000 Ω·m之间；石英闪长岩电阻率算术平均值为3077 Ω·m；花岗闪长岩与铜矿石电阻率最低，算术平均值均在1200 Ω·m左右。

由以上数据可知，研究区铜矿石极化率较围岩高，电阻率较低，为低电阻高极化体，与围岩有一定的电性差异。

3.2 激电异常特征

本次工作在重点地段开展了1∶10000激电中梯测量工作（图1），测量面积4 km2，供电方式采用周期为16 s、占空比1∶1的双向短脉冲制式，电流精度0.001 A。接收机工作参数设置为断电延时100 ms，取样宽度40 ms，测量叠加次数为1次。面积测量采用激电中梯短导线方式施工。一线供电5线接收,最大旁测距离200 m，小于1/5AB。供电极距为AB=1600 m，MN=40 m，点距40 m。观测范围位于AB中部2/3范围内。

由视极化率图（图4）可知，全区视极化率变化范围0.2%～4.50%，等值线总体呈北西条带状展布，局部异常近东西向展布，异常连续性较差，整体上呈西高东低的阶梯式变小特征。由视电阻率图（图5）可知，视电阻率变化范围为20～340 Ω·m，等值线走向总体呈北西向展布，局部呈北东走向。小于100 Ω·m的低阻异常分布比较广泛，占测区3/4以上的面积。

图4 西尼乌苏铜金矿区视极化率图

图5 西尼乌苏铜金矿区视电阻率图

综观区内激电异常特征，以视极化率高于2.6%等值线圈划分为局部激电异常，区内共划分2个主要激电异常，异常分别编号为IP1、IP2。

IP1异常位于测区西北部，又可分为IP1-1 和IP1-2两个子异常（图4）。

IP1-1异常：走向近东西，呈条带状分布。异常向北西呈开口状延伸出区外，没有封闭。ηs大于3.2%等值线圈在图上表现为多个中心，最大值为4.1%。异常南侧较北侧陡，异常梯度变化较大，异常中心变化平缓。视电阻率异常在100 Ω·m左右变化。

为了进一步解剖该异常，在106线布设6个测深点（图1），采用GeoElectro电法数据处理系统对数据进行反演。

由测深拟断面（图6）可以看出，随着深度的往下延伸，大于1.2%视极化率等值线逐渐增大，异常中心视极化率极大值为3.58%，呈低阻高极化特征，异常形态为近似直立型，异常往深部延伸未封闭。反演异常形态基本与拟断面图相似。

图6 西尼乌苏铜金矿区106线测深拟断面及反演图

该异常地表出露花岗闪长岩，孔雀石化蚀变较强，且该异常与1∶10000化探Cu元素异常对应较好，是寻找铜多金属矿的有利地段。

IP1-2异常：走向北西向呈带状分布，异常东西两侧等值线变化较密，异常梯度变化大，极大值为4.5%。视电阻率异常为100 Ω·m左右。

为了进一步解剖该异常，在122线布设6个测深点（图1）。由测深拟断面（图7）可以看出，随着深度的往下延伸，大于0.8%视极化率等值线逐渐增大，异常中心视极化率极大值为3.65%，视电阻值一般在100 Ω·m左右，呈低阻高极化特征，异常形态为半椭圆型，异常中心的埋藏深度在300 m左右，异常往深部延伸未封闭。反演异常形态基本与拟断面图相似。

图7 西尼乌苏铜金矿区122线测深拟断面及反演图

该异常地表出露花岗闪长岩，石英脉发育较好，热液活动强烈，且该异常与1∶1万化探Au元素异常对应较好。为寻找金多金属矿的有利部位。

IP2异常：走向近东西呈条带状分布，异常断续相连，有多个异常中心，分为IP2-1 和IP2-2两个子异常，异常极值为4.3%。异常往北未封闭。视电阻率数值一般为100 Ω·m左右。

异常地表出露花岗闪长岩和石英闪长岩，另外还有一些石英脉脉岩出露。推测该异常与热液活动有关，有较好的找矿前景。

4 矿体特征

本次工作通过槽探工程验证，共圈定铜矿体6条，金矿体3条（图1）。铜矿体总体走向受NW向断裂构造控制，围岩均为碎裂状花岗闪长岩。矿体呈脉状，产于花岗闪长岩、石英闪长岩内部，编号Kt1～Kt6，矿体在地表出露规模大小悬殊，其中Kt6长度约2200余米，宽约1～9 m，由TC20、TC21、TC22、TC27、TC28控制，Cu品位0.20%～3.49%，平均品位0.80%；其余Kt1～Kt5矿体长度多为400～540 m左右，宽约1.4～4.5 m，由TC20单工程控制，Cu品位0.32%～1.12%；主要蚀变为硅化、绿帘石化、绢云母化、孔雀石化。

金矿体总体走向受NW向断裂构造控制，围岩为碎裂状花岗闪长岩及方山口组火山岩，编号Kt7～Kt9。长约400～550 m，产状195～220°∠20～60°，宽约1～1.5 m，由TC23、TC24控制，Au品位1.15～2.23 g/t。主要蚀变为硅化、黄铁矿化、绿帘石化、绿泥石化、绢云母化、褐铁矿化等。

5 找矿前景

（1）通过与区域典型矿床（珠斯楞铜金矿床与呼伦西白金矿）对比（表2），区域多金属矿床均受北西向构造控制，部分矿体受北东向次级断裂控制，且矿体均发育在侵入岩内外接触带。前人通过对珠斯楞铜金矿床与呼伦西白金矿的研究认为，二叠纪侵入岩为矿体的形成提供了成矿物质和成矿热液，北西向断裂构造提供了热液的运移通道（程佳孝等，2013）。西尼乌苏铜金矿区岩浆活动强烈，断裂构造及脉岩发育，矿体、蚀变破碎带及物化探异常等，多呈NW—NWW 向展布，表明该矿床受北西向构造控制，并且岩浆活动与成矿作用关系密切；与上述两个矿床成矿条件极其相似，形成于同一成矿事件，具备形成岩浆热液型铜金矿床的潜力。

表2 西尼乌苏矿区与区域典型矿区特征对比表

（2）研究区内1∶50000土壤地球化学异常面积大，强度高；通过1∶10000土壤测量圈定的9处综合异常，已有3个综合异常通过检查发现铜金矿体9条，证实为矿致异常。铜矿体延伸方向仍有强度较高的Cu异常反映，本次未进行工程控制，且部分综合异常地表已发现蚀变带，未进行工程验证，表明该区仍有较大的找矿前景。

（3）研究区的激电异常与1∶10000化探异常对应较好,矿体对应位置具有低阻高极化的激电异常特征,激电测深显示，矿体在深部具有规模增大的趋势，显示出该矿区良好的找矿潜力。

（4）地物化综合找矿方法的应用在该矿区具有良好的找矿效果。通过与区域上典型矿床（珠斯楞铜金矿床与呼伦西白金矿）的对比，该矿区综合找矿方法具有良好的再现性，表明西尼乌苏铜金矿区的找矿方法在区域上具有较好的指导作用。

6 结论

（1）西尼乌苏铜金矿区矿体受北西向断裂控制，且与二叠纪侵入岩关系密切，侵入岩内及其与围岩接触带附近发育孔雀石化、硅化、高岭土化等是直接的找矿标志。

（2）土壤地球化学测量结合激电中梯测量对于该地区铜金等多金属矿勘查是行之有效的找矿方法，低阻高极化特征对应有化探异常为该地区物化探找矿标志。

（3）通过与区域典型矿床进行对比，该矿区综合找矿方法具有良好的再现性，对区域上多金属找矿勘查具有指导作用。