陳偉軍，蔣 鑫，洪萬(wàn)華

(1.中國(guó)冶金地質(zhì)總局礦產(chǎn)資源研究院，北京 101300； 2．中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083；3.貴州省地礦局103地質(zhì)大隊(duì)，貴州銅仁 554300)

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內(nèi)蒙古老國(guó)營(yíng)子金銅礦床地質(zhì)-地球物理勘查與研究

陳偉軍1，蔣 鑫2，洪萬(wàn)華3

(1.中國(guó)冶金地質(zhì)總局礦產(chǎn)資源研究院，北京 101300； 2．中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083；3.貴州省地礦局103地質(zhì)大隊(duì)，貴州銅仁 554300)

內(nèi)蒙古老國(guó)營(yíng)子金銅礦床是近年來(lái)利用地質(zhì)與地球物理相互結(jié)合手段新發(fā)現(xiàn)的一個(gè)礦床。本次研究利用基于電磁原理的地球物理手段進(jìn)行了找礦測(cè)試，結(jié)果表明：甚低頻(VLF)地球物理掃面發(fā)現(xiàn)了近EW向和NW 向的高阻帶，分別對(duì)應(yīng)了兩條相應(yīng)的礦化蝕變帶。音頻大地電磁法(EH4)測(cè)深影像顯示礦化蝕變帶表現(xiàn)為高阻異常帶，與VLF的測(cè)量結(jié)果相一致。激電(IP)中梯測(cè)量顯示礦化蝕變帶具有高阻、高充電率和高金屬因子異常特征。結(jié)合具體的地質(zhì)特征,在老國(guó)營(yíng)子金銅礦區(qū)綜合運(yùn)用這三種地球物理方法，取得了較好的找礦效果。

地球物理勘查 VLF EH4 IP 老國(guó)營(yíng)子

0 引 言

老國(guó)營(yíng)子金銅礦床位于內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰市阿魯科爾沁旗雙勝鎮(zhèn)老國(guó)營(yíng)子自然村南50m，地質(zhì)工作程度較低，僅在上世紀(jì)80年代開展過(guò)1：20萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查?；谡业V工作的需要，本次運(yùn)用地質(zhì)調(diào)查和甚低頻(VLF)、音頻大地電磁法(EH4)和激電(IP)中梯測(cè)量等地球物理手段綜合研究后發(fā)現(xiàn)老國(guó)營(yíng)子礦區(qū)是具有值得進(jìn)一步深入評(píng)價(jià)的地區(qū)。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

本區(qū)大地構(gòu)造位置位于天山-內(nèi)蒙古中部-興安地槽褶皺系的東部，興安地槽之南緣，大興安嶺東南坡的邊緣地帶(李德亭等，2005b),屬于天山-興蒙成礦域。區(qū)域上既有加里東期和海西期成礦系統(tǒng)，又發(fā)育燕山期成礦系統(tǒng)，兩者的相互疊加或轉(zhuǎn)換是本區(qū)成礦的一個(gè)特色(翟裕生等，1999)。本地區(qū)整體可分為兩個(gè)大的構(gòu)造層：上部的燕山構(gòu)造層和下部的晚古生代構(gòu)造層。下構(gòu)造層以大石寨組海相火山巖、火山碎屑巖和碳酸鹽建造為代表，總體呈NE走向，發(fā)育軸向NE的復(fù)式背斜構(gòu)造，老國(guó)營(yíng)子-扁扁山一帶應(yīng)為該復(fù)式背斜的東南翼。復(fù)式背斜的西北翼應(yīng)位于巴林左旗姜家灣-白音敖包一帶。本區(qū)的一級(jí)斷裂構(gòu)造總體上呈EW向和NE向，其中EW向斷裂主要受下構(gòu)造層的基底構(gòu)造控制，而NE向斷裂則是繼承基底斷裂基礎(chǔ)上受到了燕山期NE向構(gòu)造的進(jìn)一步改造。本地區(qū)控礦斷裂構(gòu)造系統(tǒng)主要為SEE向和近EW向，它們可能屬于低序次斷裂礦化系統(tǒng)。

2 礦床地質(zhì)特征

老國(guó)營(yíng)子礦區(qū)地層隸屬于天山-興安嶺地層區(qū)的興安嶺分區(qū)之林西小區(qū)。礦區(qū)出露地層有二疊系下統(tǒng)大石寨組，侏羅系中統(tǒng)新民組、上統(tǒng)滿克頭鄂博組和瑪尼吐組，第四系松散堆積(賈長(zhǎng)順等，2005；李德亭等，2005a)。礦區(qū)巖漿巖為輝綠巖和細(xì)粒輝長(zhǎng)巖，呈巖株?duì)畛雎?，巖石普遍發(fā)育綠泥石化，侵入于大石寨組地層。巖石呈墨綠色，輝綠結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要礦物為斜長(zhǎng)石(60%)、普通輝石(15%～28%)和綠泥石(20%～25%)，副礦物為磷灰石和簾石族礦物。富鈉貧鉀，屬于鈣堿性系列。同時(shí)，本區(qū)還發(fā)育大量的花崗斑巖、石英斑巖、霏細(xì)巖、細(xì)晶巖、閃長(zhǎng)玢巖、輝綠玢巖等燕山期脈巖。老國(guó)營(yíng)子金銅礦床賦存于下二疊統(tǒng)大石寨組的上部，大石寨組地層為灰黑色(灰綠色)英安巖、安山巖、流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r、深灰色斑點(diǎn)狀砂板巖和灰色含生物碎屑的鮞狀灰?guī)r。鮞狀灰?guī)r中含早二疊世早期的腕足類化石(王友勤等，1997)，總厚度超過(guò)2000m。

礦區(qū)緊鄰老國(guó)營(yíng)子村，基巖露頭較少，多被農(nóng)田等第四系沉積物覆蓋(圖1)。根據(jù)地表露頭和探槽揭露情況，可以區(qū)分出兩個(gè)礦化帶。I號(hào)礦化蝕變帶應(yīng)賦存大石寨組中性火山巖-火山碎屑巖與南側(cè)的花崗巖體的外接觸帶上，II號(hào)礦化帶則賦存在大石寨組蝕變火山巖中。通過(guò)對(duì)I號(hào)礦化帶初步揭露的探槽和礦區(qū)南部小規(guī)?；鶐r露頭的觀察，礦化系統(tǒng)的走向?yàn)榻麰W向，TC1～TC4對(duì)I號(hào)礦化帶的實(shí)際走向控制長(zhǎng)度已超過(guò)80m，寬度大于25m。

圖1 老國(guó)營(yíng)子礦區(qū)地形地質(zhì)簡(jiǎn)圖與VLF測(cè)線部署Fig.1 Laoguoyinzi deposit area geological sketch and VLF mining line deployment 1-黃土；2-硅化蝕變安山巖；3-褐鐵礦化蝕變安山巖；4-礦化 帶及編號(hào)；5-甚低頻測(cè)量線；6-EH4測(cè)量線；7-激電測(cè)量線1-loess; 2-silicification altered andesite; 3-limonite alteration andesite; 4-mineralization belt and serial number; 5- VLF measuring line; 6-EH4 measuring line; 7-IP measuring line

礦床礦化類型以蝕變型Au-Cu礦化為主，輔以石英脈型Au-Cu礦化，巖體與圍巖接觸帶是重要的控礦位置。礦石礦物主要為黃鐵礦、黃銅礦、藍(lán)銅礦、孔雀石等，脈石礦物為石英、方解石、絹云母等。礦石礦物呈稀疏浸染狀分布于蝕變巖之中。礦床圍巖蝕變?yōu)槿豕杌?、絹云母化和褐鐵礦化等。

礦石構(gòu)造主要為碎裂構(gòu)造-角礫狀構(gòu)造和浸染狀構(gòu)造，為礦化和蝕變的安山巖發(fā)生構(gòu)造破裂而形成，近地表因氧化作用而變得十分松散。碎裂的巖塊多表現(xiàn)為棱角狀和次棱角狀，膠結(jié)物為粘土礦物和隱晶石英；浸染狀構(gòu)造主要發(fā)育在礦化帶硅化較為強(qiáng)烈的部位，表明原巖為安山巖，但由于淺裂的硅化、青磐巖化和黃鐵礦化等，礦化巖石變?yōu)橹旅軌K狀。

3 地球物理勘查

3.1 甚低頻(VLF)測(cè)量與異常解釋

甚低頻電磁法是基于電磁原理的地球物理探測(cè)手段，最初主要應(yīng)用在工程地質(zhì)調(diào)查、探測(cè)地下含水構(gòu)造和地質(zhì)填圖等方面(史保連，1986；高飛等，2001；姬廣柱等，2002)。由于其輕便、快速、經(jīng)濟(jì)、高效等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)在金屬、非金屬礦床的找礦勘查尤其是隱伏-半隱伏礦體的空間定位預(yù)測(cè)中也獲得了廣泛的應(yīng)用(張壽庭等，1999；白大明等，2002；劉紅濤等，2004)。老國(guó)營(yíng)子礦區(qū)基巖出露較少多被第四系覆蓋，本次工作采用甚低頻進(jìn)行了掃面工作。

3.1.1 VLF 測(cè)線部署

VLF工作采用方位SN向，線距50m、點(diǎn)距10m，長(zhǎng)度400m的規(guī)格進(jìn)行掃面測(cè)量( 圖1)。東西控制礦帶長(zhǎng)度為600m，控制面積為0.24平方公里(400m × 600m)，共完成9條測(cè)線。使用的儀器為ABEM-WADI，測(cè)量時(shí)接受澳大利亞臺(tái)(22.3 kHz)發(fā)出的電磁信號(hào)。

3.1.2 VLF 結(jié)果與認(rèn)識(shí)

圖2可以看出，在VLF測(cè)量覆蓋的區(qū)域里，顯示出近EW向和NW 兩個(gè)方向的高阻帶。其中礦區(qū)北部500m～550m的近EW向的高阻帶，對(duì)應(yīng)于I號(hào)礦化蝕變帶北西向低阻帶；而NW向的高阻帶在北端與EW向高阻帶相交，其走向延伸穩(wěn)定，推測(cè)為隱伏的礦化蝕變帶。在礦區(qū)中部250m～300m的EW向高阻帶則與II號(hào)礦化蝕變帶存在空間對(duì)應(yīng)關(guān)系。礦區(qū)南部的高阻異常帶較為分散，且全部為農(nóng)田覆蓋，目前還難以作出解釋。

圖2 老國(guó)營(yíng)子礦區(qū)甚低頻(VLF)異常平面圖及其解釋 Fig.2 Very low frequency (VLF) anomaly plan and its interpretation in Laoguoyinzi deposit area

可以看出，本礦區(qū)的礦化帶主要表現(xiàn)為高阻異常，這可能主要?dú)w因于礦化系統(tǒng)的強(qiáng)烈硅化。盡管老國(guó)營(yíng)子礦區(qū)一帶被第四紀(jì)松散堆積和土壤覆蓋較為嚴(yán)重，但上述甚低頻掃面對(duì)礦區(qū)的隱伏斷裂系統(tǒng)做出了清晰的刻劃，這項(xiàng)工作不僅檢驗(yàn)了該方法對(duì)探測(cè)對(duì)象的有效性，而且也追索出已知礦化系統(tǒng)的走向，進(jìn)而為后續(xù)的EH4測(cè)深、激電測(cè)深與掃面提供了部署和追索方向。

3.2 音頻大地電磁法(EH4)與異常解釋

本次運(yùn)用的音頻大地電磁法測(cè)量采用美國(guó)Geometric公司生產(chǎn)的EH4連續(xù)電導(dǎo)率成像系統(tǒng)，這一系統(tǒng)近年來(lái)在國(guó)內(nèi)的找礦工作中得到了很好的應(yīng)用(劉紅濤等，2004)。測(cè)量時(shí)，發(fā)射天線距接受機(jī)260m，發(fā)射和接收保持同步。在測(cè)量過(guò)程中，將電極深插入地下并澆水，以保證良好的接地；為了減少風(fēng)動(dòng)的影響，將磁棒用土掩埋；對(duì)測(cè)量結(jié)果不好的點(diǎn)進(jìn)行重復(fù)測(cè)量等。通過(guò)上述措施，保證了測(cè)量數(shù)據(jù)的可靠性。

3.2.1 音頻大地電磁法(EH4) 測(cè)線部署

工作中部署了1條EH4測(cè)線。測(cè)線位置設(shè)定為與已經(jīng)完成的VLF測(cè)線04線重合，點(diǎn)距為20m。測(cè)線從已知礦化帶露頭處經(jīng)過(guò)，通過(guò)對(duì)照分析已知礦化帶露頭與EH4測(cè)深反演影像的對(duì)應(yīng)關(guān)系，來(lái)確定EH4測(cè)量對(duì)實(shí)際礦化帶的地球物理判別特征。

3.2.2 音頻大地電磁法(EH4 )測(cè)深剖面認(rèn)識(shí)與解釋

測(cè)量的04線的EH4影像顯示(圖3)，礦化蝕變帶主要表現(xiàn)為高阻異常帶(50m∽100m區(qū)間，I號(hào)礦帶)，這與VLF的測(cè)量結(jié)果完全一致。I號(hào)礦帶帶近地表部分可能因土壤的覆蓋而呈現(xiàn)為水平狀含水的低阻層，向下逐漸過(guò)渡為高阻異常。該高阻異常的垂向延伸可達(dá)-400m，因而推測(cè)礦化系統(tǒng)應(yīng)有較大的延伸。在200m∽400m區(qū)間，剖面深部出現(xiàn)不規(guī)則狀的高阻異常，而該區(qū)間包含了II號(hào)礦化帶，因而我們推測(cè)此區(qū)間應(yīng)當(dāng)存在一定規(guī)模的蝕變礦化系統(tǒng)。

圖3 老國(guó)營(yíng)子?xùn)|區(qū)04線EH4測(cè)深影像及其解釋 Fig.3 EH4 sounding image and its interpretation of the 04 line of the Laoguoyinzi deposit East area

3.3 激電(IP)中梯測(cè)量與異常解釋

激發(fā)極化法(又稱激電測(cè)量)是金屬礦床預(yù)測(cè)及找礦勘查中最常用的地球物理方法(劉家遠(yuǎn)等，2007)，也是最有效的傳統(tǒng)物探方法之一，在尋找黑色、有色金屬，貴金屬和稀有金屬礦床等方面，均發(fā)揮過(guò)重要作用(傅良魁，1983；陳紹裘等，2002，2003；李金銘,2004；吳國(guó)學(xué)等，2006)。

3.3.1 激電(IP )測(cè)線部署

激電測(cè)量運(yùn)用美國(guó)Zonge工程公司的GDP-32Ⅱ地球物理工作站進(jìn)行快速掃面，圈定出含礦異常。采用的供電裝置為美國(guó)Zonge工程公司生產(chǎn)的高達(dá)30千瓦的大功率發(fā)電機(jī)，在AB極的兩側(cè)并聯(lián)了20根打磨過(guò)的電極，并將每根電極挖坑深埋，以保證接地效果良好。采用的裝置參數(shù)為AB=1000m，MN=20m, 供電周期為8s，頻率為0.125Hz，占空比為1:1。激電測(cè)網(wǎng)與甚低頻(VLF)測(cè)網(wǎng)重合。測(cè)線方位為90°，共布置3條測(cè)線，分別為02線、04線和06線。測(cè)線長(zhǎng)度為300m(以基線為中心，兩側(cè)各150m)，采取線距50m、點(diǎn)距10m的標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)量范圍覆蓋為300m×400m。

3.3.2 激電(IP)測(cè)量主要結(jié)果與認(rèn)識(shí)

本次激電中梯測(cè)量獲得了充電率、電阻率以及金屬因子三個(gè)重要參數(shù)。對(duì)于一般的金屬礦產(chǎn)而言，高充電率、低電阻率和高金屬因子是金

屬礦體的激電異常特征，尤以充電率和金屬因子兩個(gè)參數(shù)最為重要。為本次的激電中梯測(cè)量結(jié)果(圖4)應(yīng)該說(shuō)激電的測(cè)量結(jié)果十分理想：

1)I號(hào)礦化蝕變帶表現(xiàn)為高充電率、高阻和高金屬因子異常。激電測(cè)量所顯示的高阻特征與VLF和EH4測(cè)量結(jié)果具有良好的耦合性。

2)以上三參數(shù)異常圖均顯示I號(hào)礦化蝕變帶為近EW走向，寬度約50m，這與探槽揭露的情況一致。

3)礦化系統(tǒng)表現(xiàn)為高阻-高極化特征，推測(cè)與礦化帶的強(qiáng)烈硅化有關(guān)。同時(shí)也含有大量的硫化物。

4 結(jié)論

(1)通過(guò)對(duì)老國(guó)營(yíng)子金銅礦區(qū)的地質(zhì)-地球物理勘查，確認(rèn)它是一個(gè)礦化帶寬度大于40m、走向長(zhǎng)度大于300m，以Au為主的Au-Cu礦床，具有進(jìn)一步深入評(píng)價(jià)的勘探潛力。

(2)甚低頻掃面探測(cè)到第四系覆蓋層之下發(fā)育EW向礦化構(gòu)造系統(tǒng)，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了NW向完全隱伏的潛在礦化構(gòu)造系統(tǒng)。

(3)EH4和激電測(cè)深清晰地刻劃出0∽600m范圍內(nèi)陡傾斜(總體傾角>650)、規(guī)?？捎^的高阻-高極化構(gòu)造系統(tǒng)的基本形態(tài)、產(chǎn)狀和規(guī)模，應(yīng)為礦化系統(tǒng)。

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Geological and Geophysical Exploration and Research in the Laoguoyingzi Au-Cu Deposit,Inner Mongolian, China

CHEN Wei-jun1, JIANG Xin2, HONG Wan-hua3

(1.InstituteofMineralResourcesResearch,ChinaMetallurgicalGeologyBureau,Beijing101300；2.SchoolofEarthScienceandResources,ChinaUniversityofGeosciences(Beijing),Beijing100083;3. 103GeologicalParty,GuizhouBureauofGeologyandMineralExploration&Development,Tongren,Guizhou554300)

Laoguoyingzi Au-Cu deposit in Inner Mongolia is newly discovered in recent years by the use of geophysical methods. The use of geophysical methods on the basis of the principle of electromagnetic (very low frequency measurement (VLF), audio ground electromagnetic method (EH4), IP measurement (IP)) for testing. The results show that the VLF survey found nearly EW and NW to high resistance band, in both directions corresponding to the two corresponding mineralized alteration zone. EH4 imaging shows that the high mineralized alteration zone is characterized by high resistance zones, consistent with the measurement results of VLF. The IP measurement shows that mineralization alteration belt with high charge rate, high resistance and the characteristics of the metallic factor anomalies. The combined use of three kinds of geophysical methods in the Laoguoyingzi Au-Cu mining area, together with the specific geological features, for under the cover of concealed ore body has obtained very good effect.

geophysical exploration, VLF,EH4,IP,Laoguoyingzi

2015-12-01；

2016-03-11；[責(zé)任編輯]陳英富。

陳偉軍(1981年-)，男，博士，工程師，從事金屬礦產(chǎn)研究工作。E-mail：chenwj1981@126.com。

洪萬(wàn)華(1980年-)，男，高級(jí)工程師，主要從事地球化學(xué)勘察、地質(zhì)找礦預(yù)測(cè)工作。E-mail：842946875@qq.com。

P631.3[文獻(xiàn)標(biāo)示碼]A

0495-5331(2016)02-0246-05

Chen Wei-jun, Jiang Xin, Hong Wan-hua. Geological and geophysical exploration and research in the Laoguoyingzi Au-Cu deposit, Inner Mongolian, China[J]. Geology and Exploration,2016,52(2):0246-0250