李 新 王志英 馬 為 徐新學(xué) 梁學(xué)武 林 星 劉文強

1.內(nèi)蒙古自治區(qū)烏蘭察布市地質(zhì)礦產(chǎn)勘查項目管理中心 集寧 012000

2.烏蘭察布市國土資源局 集寧 012000

3.天津市地球物理勘探中心 天津 300170

1.引言

兵圖金礦區(qū)位于臨河——集寧——尚義超殼深大斷裂的南側(cè)，區(qū)內(nèi)出露新太古界烏拉山群大理巖、片麻巖及新近系漢諾壩組玄武巖。自2005年地質(zhì)普查開始，安徽省地質(zhì)調(diào)查院、內(nèi)蒙古有色地質(zhì)勘查局609隊等在兵圖金礦區(qū)及周邊相繼開展了多項地質(zhì)調(diào)查工作，已完成的1∶5萬礦產(chǎn)調(diào)查、1∶5萬地面磁測及多個礦點的普查，從地質(zhì)特征、成礦類型等方面進行了較詳細的研究，初步證實了本區(qū)具備較好的找礦潛力［1-2］。為進一步建立后備資源勘探基地、探討礦床成因及綜合找礦標(biāo)志，在玄武巖覆蓋區(qū)尋得找礦突破，烏蘭察布市在前兵圖金礦區(qū)外圍部署專項基金，利用地、物、化綜合勘查方法進行了找礦研究，在兩個驗證鉆孔中見到了金礦化體，獲得一定找礦突破。

2.區(qū)域地質(zhì)概況

礦區(qū)大地構(gòu)造位置處在華北地臺北緣內(nèi)蒙臺隆、陰山隆起東段，晉冀蒙EW-NEE向高級變質(zhì)巖區(qū)，屬華北地臺古陸核的一部分，成礦帶歸屬三合明——伊胡賽鐵、金、鎢四級成礦帶，南距集寧約35km。區(qū)域上以太古宙地層構(gòu)成結(jié)晶基底，中新生代地層直接不整合覆蓋在太古宙變質(zhì)巖系之上。區(qū)內(nèi)經(jīng)歷多次構(gòu)造運動、變質(zhì)作用和巖漿活動，地質(zhì)構(gòu)造較為復(fù)雜，變質(zhì)巖、侵入巖、火山巖、陸相碎屑巖均有出露，變質(zhì)巖變質(zhì)程度均達到中深變質(zhì)，在巖漿、構(gòu)造作用下烏拉山巖群地層中的金元素活化遷移富集成礦。目前礦區(qū)周邊已發(fā)現(xiàn)兵圖、三道溝、四道溝、五道溝等金礦床及多處金、鉛鋅礦化點，賦礦地層主要為新太古界烏拉山群硅化、鐵錳礦化大理巖層［3-4］。

3.礦區(qū)地質(zhì)特征

3.1 地層

出露地層自下而上為新太古界烏拉山巖群（Ar2w）、白堊系固陽組（k1g）、中新世漢諾壩組玄武巖（N1h）及第四系（Q），圖1。新太古界烏拉山巖群（Ar2w）為一套變質(zhì)巖系，分為兩個巖性段，巖性主要為片麻巖和大理巖。一巖段巖性以條帶狀混合質(zhì)黑云角閃斜長片麻巖、條帶狀混合質(zhì)斜長角閃巖為主，二巖段巖性為長石石英巖——含石墨大理巖組合，二者呈整合接觸或構(gòu)造平行接觸；白堊系固陽組（k1g）小范圍出露，巖性為紫紅、灰白色泥巖與砂巖互層夾礫巖；大面積覆蓋的漢諾壩組玄武巖（N1h），主要由含橄欖玄武巖、氣孔杏仁狀玄武巖等多個噴發(fā)韻律層組成，成角度不整合覆蓋在烏拉山巖群二巖性段上；第四系（Q）主要位于測區(qū)東部，沿河流兩側(cè)及山區(qū)溝谷中分布。

3.2 構(gòu)造

褶皺構(gòu)造主要為蘇勒圖——袁家房子復(fù)式背斜，由南壕欠——后兵圖背斜和大泉子——寶石溝向斜組合而成［5］，前者伴生有多條低溫綠片巖變形帶，后者近東西向展布，其東部多被燕山期二長花崗巖體侵吞改造，復(fù)式背斜對金礦分布具有明顯的控制作用。

斷裂主要為近東西向臨河——集寧——尚義深大斷裂控制的次級斷裂，以近東西向為主，其次為北東向。大斷裂對于地層分布、巖漿侵入、盆地形成及漢諾壩組玄武巖分布都起到重要作用，兩組次級斷裂交匯的銳角或兩組斷裂交叉處是成礦最有利地段。

3.3 巖漿巖

南部出露海西期閃長巖和燕山期二長花崗，脈巖不發(fā)育，僅見少量石英斑巖脈、閃長巖脈。玄武巖呈層狀產(chǎn)出，產(chǎn)狀平緩，柱狀節(jié)理發(fā)育。巖漿活動為綠巖帶內(nèi)金等元素活化和運移提供了動力條件，為金礦的形成提供了良好的熱力場，金礦床與巖漿巖空間關(guān)系密切。

3.4 地球物理特征

礦區(qū)位于北東向與北西向重力梯級帶結(jié)合部位的重力低異常范圍內(nèi)，表現(xiàn)為礦區(qū)及外圍構(gòu)造斷裂發(fā)育，巖漿巖活動明顯的特點。重力梯級帶是對大土城盆地盆緣斷裂的反應(yīng)，重力低異常應(yīng)是燕山期酸性侵入巖侵入于新太古界烏拉山群地層的反應(yīng)。

電性標(biāo)本統(tǒng)計結(jié)果看，區(qū)內(nèi)各類巖石極化率整體偏低，差異較小，其中蝕變大理巖和片理化硅化片麻巖極化率略高。而區(qū)內(nèi)地層、巖體、蝕變帶之間的電阻率差異明顯，其中致密塊狀玄武巖和斜長云母片麻巖表現(xiàn)為中阻，鉀長花崗巖表現(xiàn)為中低阻，帶氣孔狀玄武巖則表現(xiàn)為低阻。結(jié)合地質(zhì)情況，利用極化率、電阻率參數(shù)相結(jié)合可以進行地層、構(gòu)造劃分，圈定巖體和蝕變帶［6］。

3.5 地球化學(xué)特征

主要地質(zhì)單元地球化學(xué)元素具有明顯的后期疊加（改造）特征，Au、W、Ag、Pb元素分帶性好，元素濃集中心明顯，強度高規(guī)模大，主要受斷裂構(gòu)造控制，深部揭露采取的原生暈表明東西向構(gòu)造有明顯的地球化學(xué)異常，與區(qū)域構(gòu)造線保持一致。

異常范圍內(nèi)出露地層主要為新太古界烏拉山群變質(zhì)巖系，以斜長角閃片麻巖、黑云斜長片麻巖、大理巖巖組成，具綠巖建造特征。其中片麻巖組富集（成礦）元素主要為Au、W、Bi、Mo，大理巖組主要的富集（成礦）元素為Au、Ag、Sb、Pb、W、Bi。巖漿巖中W、Sn元素含量高于全區(qū)平均值，成礦元素有Cu、W、Sb、Sn，區(qū)內(nèi)多處的金礦化點與燕山期侵入巖有關(guān)。地表玄武巖主要富集Mn、Cu、Zn，Au元素低于平均值。整體化學(xué)元素異常具有多期礦化特征，反映了礦化多期次、多階段、有中低溫向中高溫?zé)嵋旱倪^渡過程。

3.6 礦化特征

金礦化受東西向脆（韌）性剪切帶控制，賦礦圍巖為碎裂硅化的大理巖，金礦化發(fā)育在大理巖中充填的硅化石英脈中或片理化帶中，受東西向斷裂控制。深部揭露采取的原生暈表明東西向構(gòu)造有明顯的地球化學(xué)異常。斷裂作用貫穿于金礦形成的全過程，斷裂性質(zhì)不同，金礦化類型也不同，張性斷裂易充填石英脈型礦化，壓（扭）性斷裂發(fā)育構(gòu)造破碎帶蝕變巖型礦化［6］。據(jù)產(chǎn)出部位判斷成礦時代主要集中在華力西——燕山期。圍巖蝕變?yōu)楣杌?、褐鐵礦化、高嶺土化、碳酸鹽化綠泥石化、鐵錳礦化、絹云母化及少量綠泥石化等。礦體呈脈狀產(chǎn)出，礦石中的金屬礦物主要為褐鐵礦、黃鐵礦，其次為方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦，脈石礦物主要為方解石、絹云母，其中黃鐵礦是主要金屬硫化物。

4.綜合地、物、化找礦方法

4.1 成礦條件、控礦因素

礦區(qū)金、銀金礦的形成受構(gòu)造控制，具有熱液型礦床特征，礦體均產(chǎn)于大理巖與片麻巖接觸部位的近東西向蝕變構(gòu)造破碎帶上。礦體以及副礦物方鉛礦的形成屬低溫?zé)嵋弘A段成礦，而成礦構(gòu)造破碎帶中呈正方形晶體的黃鐵礦表明經(jīng)歷了高溫?zé)嵋弘A段，故本區(qū)礦床的后期熱液成礦經(jīng)歷了高溫、低溫共同作用。區(qū)內(nèi)多期次的變質(zhì)作用及早期巖漿活動促使成礦物質(zhì)初步富集，燕山期的構(gòu)造巖漿活動使早期形成的礦源層進一步活化、遷移在成礦有利空間富集成礦。

4.2 綜合找礦方法試驗

在礦體出露地段布設(shè)了CSAMT和SIP綜合地球物理剖面，以了解礦床與圍巖電性差異，構(gòu)建礦區(qū)地球物理模型。成果揭示95點以南烏拉山群片麻巖硅化蝕變較強，具有中高阻（ρs）、中高充電率（Ms）和低時間常數(shù)（τa）和頻率相關(guān)系數(shù)（Ca）組合關(guān)系；弱蝕變片麻巖則為中低阻；在145～147點之間出露金礦（化）體，礦體賦存部位為大理巖與片麻巖地層接觸帶，具有低ρs、低Ms、中高τa和高Ca組合關(guān)系；在160點以北烏拉山群大理巖具有中高ρs、低Ms、中低τa和Ca組合特征。

4.3 地質(zhì)找礦標(biāo)志及模型

（1）產(chǎn)出部位：一般產(chǎn)于烏拉山群大理巖與片麻巖接觸部位靠近大理巖一側(cè)，金礦體嚴格受地層控制。

（2）構(gòu)造標(biāo)志：大理巖層蝕變帶中沿蝕變構(gòu)造破碎帶的寬度方向的次一級小的構(gòu)造破碎帶或張性裂隙，構(gòu)造破碎帶上有正常斑巖、閃長巖脈、石英斑巖脈出現(xiàn)地段及蝕變強烈的地段一般是金礦化發(fā)育部位。此外韌性剪切帶既是含礦構(gòu)造，也對礦化帶和礦體的形態(tài)、產(chǎn)狀、規(guī)模及分布起著決定性作用。

（3）直接找礦標(biāo)志：高嶺土化、蝕變破碎帶上的鐵、錳以及金屬硫化物礦體，如黃鐵礦化、銅礦化、孔雀石化等。

（4）地球物理標(biāo)志：高阻與中高阻帶之間形成的中低阻層及高阻層內(nèi)的層狀低阻位置，充電率表現(xiàn)為弱異常特征，時間常數(shù)為中高值，頻率相關(guān)系數(shù)為高值。

（5）地球化學(xué)標(biāo)志：金礦直接指示元素異常組合為Au-Ag-Cu-Cd，間接指示元素異常組合為Hg-As-Sb-Bi-Mo。

4.4 綜合地質(zhì)找礦效果

在對兵圖礦床模式研究總結(jié)的基礎(chǔ)上，采用追索法對巖性界限、大理巖及交代蝕變帶、巖體進行較細致地圈定。通過對地表地質(zhì)特征的刻畫，遵循由已知到未知的原則，結(jié)合物化探方法發(fā)現(xiàn)玄武巖覆蓋層下的礦致異常。

（1）可控源音頻大地電磁（CSAMT）

利用可控源電磁測深反演成果基本查明了區(qū)內(nèi)玄武巖覆蓋層下斷裂體系的展布和玄武巖蓋層的厚度。研究成果表明，玄武巖蓋層底界埋深由西南向東北埋深加大，東部第四系出露，工作區(qū)發(fā)育的斷裂構(gòu)造以EW向為主，中西部發(fā)育有NE向斷裂；兩組斷裂交匯部位、玄武巖蓋層較薄的100-200線中部范圍作為詳細勘查的地段。

（2）土壤地球化學(xué)測量

100線280-340點之間表現(xiàn)為Au、Ag、Pb元素組合異常（圖1a），其中Au、Ag峰值較高，并出現(xiàn)Au、Ag元素分帶現(xiàn)象。該區(qū)域斷層發(fā)育，顯示在斷層內(nèi)存在熱液活動并可能形成金屬元素富集，應(yīng)是尋找金、銀、鎢多金屬礦的有利部位；200線280～340點之間形成Au、W、B異常，異常幅值較低，跳變明顯。在100線和200線之間形成近東西向的金異常帶，西部異常范圍較大，異常幅值較高，東部異常幅值較小，異常范圍較小。該處化探異常帶穿過EW、NE向斷層交匯部位，并且深部有燕山期花崗巖侵入，推斷化探異常帶應(yīng)與金多金屬礦化帶相關(guān)。

圖1 100線綜合剖面成果

（3）頻譜激電（SIP）及大功率激電（TDIP）

大功率激電（TDIP）和頻譜激電測深（SIP）工作表明，圖1b，在300-350點之間、高程1，670m～1，500m范圍見一高極化異常體，異常范圍大幅值高，具有中高阻（ρs）、高充電率（Ms）和低時間常數(shù)（τa）和頻率相關(guān)系數(shù)（Ca）組合特征，其位置與地球化學(xué)Au、Ag、Pb元素組合異常范圍對應(yīng)性好，與金礦體的異常特征吻合，其外圍下部及右側(cè)環(huán)繞相對的低緩激電異常，從參數(shù)組合分析，推測為黃鐵礦化。

（4）綜合勘查效果

綜合地物化工成果，在工作區(qū)的中部、中南部發(fā)育近東西向展布的斷裂構(gòu)造九條在工作區(qū)中部100-200線之間為多個斷層交匯部位，具備一定容礦空間，深部有燕山期花崗巖體侵入，為金元素的活化和運移提供了熱源，Au、Ag、Pb等元素濃集，且Au、Ag元素異常峰值較高，是本區(qū)最有利的金成礦部位。

在勘查確定的綜合物化探異常部位部署了鉆孔進行驗證，其中zk1-1鉆孔未見明顯金礦化，高極化異常主要由角閃巖內(nèi)發(fā)育的暗色礦物引起；ZK2-1揭示玄武巖厚度38m，120-140可見大理巖與角閃斜長片麻巖層間破碎帶，在197m～210m可見脈狀黃鐵礦，經(jīng)取樣化驗，在197m～200.5m和201.6m～202.91m之間巖芯樣品金元素含量大于1g/t，礦體厚度達3.3m；構(gòu)造破碎帶同樣見于ZK3-1的160～170米處，190米以下黃鐵礦較發(fā)育，在265.7m～265.9m之間金元素品位1.64g/t，同時深部還存在弱銅礦化。綜合地、物化勘查方法在玄武巖覆蓋區(qū)找礦中取得了良好效果。

5.結(jié)論

內(nèi)蒙古集寧地處重要成礦帶，資源潛力巨大，但地表覆蓋的玄武巖層是礦產(chǎn)勘查的不利條件。在兵圖玄武巖覆蓋區(qū)的找礦工作中，依據(jù)現(xiàn)代地質(zhì)找礦方法，采用地質(zhì)、物化探結(jié)合的方法技術(shù)，通過建立綜合找礦模型和找礦標(biāo)志，利用物化探異常確定了找礦線索和信息，鉆探發(fā)現(xiàn)了工業(yè)品位的金礦體。綜合地、物、化找礦方法為實現(xiàn)集寧西部玄武巖覆蓋區(qū)找礦突破的目標(biāo)積累了必要的技術(shù)資料，取得了良好的找礦效果。

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