王見滎, 李晨晶, 張仲猛, 張 悅, 王 楠, 孫婷軍

(1.河北省地球物理勘查院(河北省淺層地?zé)崮苎芯恐行?,河北 廊坊 065000;2.內(nèi)蒙古自治區(qū)礦產(chǎn)實(shí)驗(yàn)研究所,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010000)

0 引言

自20世紀(jì)60年代開始,內(nèi)蒙古自治區(qū)錫林郭勒盟正鑲白旗開展了大面積小比例尺的地質(zhì)工作,其后中、大比例尺礦產(chǎn)勘查及科研工作相繼開展,取得了較大的找礦成果[1-4]。區(qū)域礦產(chǎn)以鉛鋅礦為主,主要有都比鉛鋅礦、紅光牧場(chǎng)鉛鋅礦、三面井銀鉛鋅礦、東胡銀鉛鋅礦、畢山銀鉛礦、查敖包銀鉛鋅礦、昌圖錫力錳銀鉛鋅礦等。前人大量研究表明,區(qū)域巖漿活動(dòng)以燕山中晚期的多期次、多旋回為主,成礦條件受巖漿和構(gòu)造控制,一級(jí)成礦要素主要為巖漿型和火山型,二級(jí)容礦圍巖要素以矽卡巖型、斑巖型、圍巖脈型和火山巖型為主[5-7]。熱液侵染型多金屬礦床有較明顯的激電異常特征,故激電測(cè)量方法被廣泛應(yīng)用于熱液型多金屬礦勘探中[8-10],但其無法劃分覆蓋層以下的地質(zhì)構(gòu)造情況及元素濃度分級(jí)等,而高精度磁測(cè)可有效地劃分地層、圈定構(gòu)造[11-12],化探測(cè)量可準(zhǔn)確地劃分近地表各元素濃度及富集情況。因此,這樣的物化探綜合方法在尋找隱伏多金屬礦的實(shí)踐中得到應(yīng)用[13-15]。本文基于正鑲白旗巴嘎巴彥銀鉛鋅多金屬礦成礦條件,運(yùn)用物化探綜合方法對(duì)異常進(jìn)行圈定,從而定位成礦有利地段,初步建立物化探綜合找礦模式,為本地區(qū)下一步找礦工作提供理論依據(jù)。

1 地質(zhì)概況

區(qū)域大地構(gòu)造位于華北板塊(Ⅰ級(jí))華北板塊北部大陸邊緣(Ⅱ級(jí))鑲黃旗—赤峰火山型被動(dòng)陸緣(Ⅲ級(jí))鑲黃旗-赤峰晚古生代增生陸緣(Ⅳ級(jí))。研究區(qū)位于鑲黃旗-赤峰晚古生代增生陸緣,多倫復(fù)式背斜的南西翼,構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈,斷裂及巖漿活動(dòng)頻繁,形成了以NE向?yàn)橹?NWW、近EW向?yàn)檩o的總體構(gòu)造格局[16-17]。

研究區(qū)受第四系淺層覆蓋,局部基巖出露,出露面積約0.63 km2,主要地層為上侏羅統(tǒng)瑪尼吐組(J3mn)、白音高老組(J3b)及第四系全新統(tǒng)(Qhal+pl)。上侏羅統(tǒng)瑪尼吐組為研究區(qū)主要地層,分布于研究區(qū)中部,為一套中酸性火山巖,巖性主要為英安巖、英安質(zhì)巖屑晶屑凝灰?guī)r、含火山角礫英安質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r和英安質(zhì)火山角礫巖,受燕山晚期白堊紀(jì)花崗斑巖侵入,接觸帶鐵錳礦化發(fā)育。該巖組地表可見大小不一的鐵帽,經(jīng)取樣化驗(yàn),礦石中礦物成分以閃鋅礦、方鉛礦及黃鐵礦為主,上述礦物在氧化條件下,易于分解,形成褐鐵礦化的鐵帽,是研究區(qū)重要地質(zhì)找礦標(biāo)志[18]。

研究區(qū)內(nèi)侵入巖較為發(fā)育,以燕山中晚期中酸性巖為主,多受NE和NNW向斷裂控制,呈不規(guī)則小巖珠產(chǎn)出,主要侵入巖有石英閃長(zhǎng)玢巖(J3δομ)、石英二長(zhǎng)斑巖(J3ηοπ)、花崗斑巖(Kγπ)、斑狀花崗巖(Kπγ)、中細(xì)?；◢弾r(Kγ)。區(qū)內(nèi)脈巖以酸性、中性為主(石英正長(zhǎng)斑巖脈、閃長(zhǎng)玢巖脈,石英脈、螢石脈),主要侵入于侏羅系和白堊系巖體中,受區(qū)域斷裂構(gòu)造控制,走向?yàn)镹E、NNW向(圖1)。

圖1 研究區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖

區(qū)域成礦規(guī)律研究結(jié)果顯示,主要礦種有金、銀、銅、鉛、鋅、鎢、鉬,以銀鉛鋅等中低溫礦產(chǎn)為主,礦體多賦存于近EW向壓扭性斷裂構(gòu)造中。研究區(qū)內(nèi)鐵錳礦化、碳酸鹽化、綠簾石化等蝕變,產(chǎn)于白堊紀(jì)花崗斑巖與上侏羅統(tǒng)瑪尼吐組英安巖壓扭性接觸帶附近,接觸面較為平直,是研究區(qū)尋找銀鉛鋅的有利依據(jù)。

2 地球化學(xué)異常特征

研究區(qū)各樣品分析的元素為Au、Ag、Cu、Pb、Zn、W、Sn、Mo、Nb、U、Ab、Sb、Bi、Hg、Cd,其中利用等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)測(cè)定 Ag、Cu、Pb、Zn、W、Sn、Mo、Nb、U、Sb、Bi、Cd,氫化物發(fā)生原子熒光法(HG-AFS)測(cè)定As、Hg,泡塑吸附-石墨爐無火焰原子吸收法(P-GFAAS)測(cè)定Au。各元素的檢出限、報(bào)出率、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)合格率、重復(fù)樣合格率等各項(xiàng)均達(dá)到優(yōu)秀級(jí)要求。

研究區(qū)主要的化探異常為1∶5萬土壤測(cè)量圈定的AP02乙1類異常,為北西走向近橢圓狀,面積約0.67 km2,處于M8航磁異常邊部。在1∶5萬土壤測(cè)量成果基礎(chǔ)上,部署了1∶1萬100 m×40 m網(wǎng)度測(cè)線NE15°的土壤化學(xué)測(cè)量工作。據(jù)土壤測(cè)量結(jié)果,結(jié)合元素異常下限、元素組合特征及所處地質(zhì)背景,將 AP02乙1類異常分解為2AP1、2AP2兩處子異常,兩處子異常均沿NW向呈寬帶狀分布。

主要化探異常2AP1,面積0.22 km2,位于研究區(qū)中部,組成元素以Ag、Pb、Zn為主,Au、Cu、As、Sb、Cd為輔,元素套合好,具有明顯的濃集中心,其形態(tài)近似長(zhǎng)橢圓形,長(zhǎng)軸方向?yàn)镹WW向(圖2)。Ag元素異常面積0.056 km2,具四級(jí)濃度分帶,極大值為7.14×10-6;Pb元素具三級(jí)濃度分帶,極大值為1060×10-6,異常面積0.092 km2;Zn元素具二級(jí)濃度分帶,極大值414×10-6,異常面積0.12 km2。異常位于上侏羅統(tǒng)瑪尼吐組英安巖與白堊紀(jì)花崗斑巖巖體接觸帶處,兩者呈壓扭性逆斷層接觸,產(chǎn)狀12°∠78°,為銀鉛鋅中低溫?zé)嵋撼傻V元素的有利地段。2AP2組合異常僅Ag元素為二級(jí)濃度分帶,且范圍較小,各元素濃集中心套合較差。

圖2 AP1化探異常剖析圖

3 地球物理異常特征

3.1 巖石物性特征

根據(jù)巖(礦)石物性參數(shù)統(tǒng)計(jì),研究區(qū)中生界上侏羅統(tǒng)瑪尼吐組含火山角礫英安質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r、英安質(zhì)巖屑晶屑凝灰?guī)r磁性較高,極化率低,電阻率中高。而侵入巖黑色蝕變巖(礦體)磁性較低,磁化率幾何均值為780.3×10-64πSI,極化率高,幾何均值為3.2%,電阻率幾何均值為1296 Ω·m,表現(xiàn)為低磁、中低阻、高極化率特征?？梢?礦(化)體與圍巖存在明顯的磁性、電性差異,具備開展高精度磁測(cè)和激電中梯方法勘查多金屬礦(化)體的地球物理前提[19-20]。

3.2 磁異常特征

為進(jìn)一步查清研究區(qū)覆蓋層以下地質(zhì)情況,開展了1∶1萬高精度磁法測(cè)量工作。為消除斜磁化的影響,對(duì)實(shí)測(cè)總磁場(chǎng)值進(jìn)行了化極處理,平面形態(tài)上研究區(qū)主要由北部強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)(Ⅰ區(qū))、中西部中等磁場(chǎng)區(qū)(Ⅱ區(qū))和東南部磁背景區(qū)(Ⅲ區(qū))組成(圖3)。區(qū)內(nèi)局部高磁異常主要有C1、C2、C3、C4,其中C1異常對(duì)應(yīng)航磁異常M8異常。

圖3 研究區(qū)ΔT異常圖

向上延拓可以壓制淺部干擾,反映出不同深度磁性體的平面特征,而垂向?qū)?shù)可以削減背景場(chǎng)影響,突出淺源異常的邊界特征[21-22]。C1磁異常由兩個(gè)單體磁異常組成,近等軸狀,南側(cè)梯度大于北側(cè),反映磁性體略北傾,隨著延拓高度的增加,兩個(gè)單體異常合并為一,且磁異常中心略向北東偏移,與花崗斑巖侵入巖體位置重合,結(jié)合物性標(biāo)本,該磁異常為瑪尼吐組火山巖引起。C2異常位于工作區(qū)東北部,形態(tài)近葫蘆狀,異常等值線相對(duì)稀疏,由兩單體異常組成,向上延拓100 m兩個(gè)單體異常依然可見,上延200 m時(shí)兩個(gè)單體異常均不存在,說明兩個(gè)單體異常為不同磁源異常,且埋深較淺,可能受斷裂分割所致,推斷為隱伏小巖體引起。C3異常位于工作區(qū)中部,近等軸狀,與瑪尼吐組含火山角礫英安質(zhì)巖屑晶屑凝灰?guī)r出露區(qū)基本吻合,異常等值線較密,幅值變化較大,線性特征明顯,多個(gè)正負(fù)單體異常伴生組成,正磁異常多呈條帶狀、枕狀,負(fù)磁異常近環(huán)狀排列,ΔT化極垂向二階導(dǎo)數(shù)平面圖顯示異常區(qū)圈出3個(gè)環(huán)形子異常,均以負(fù)磁異常為中心,正磁異常環(huán)繞其分布,推測(cè)為埋藏較淺的環(huán)形火山機(jī)構(gòu)引起。C4異常位于工作區(qū)南部,為近等軸狀環(huán)形異常,異常等值線相對(duì)稀疏,為巖性異常。

根據(jù)化極磁異常梯度帶、串珠狀、帶狀異常的分布特征,結(jié)合垂向二階導(dǎo)數(shù)共推測(cè)出14條斷裂。其中FC2斷裂與Ⅰ號(hào)鐵錳礦化帶位置吻合,位于白堊紀(jì)花崗斑巖與上侏羅統(tǒng)瑪尼吐組英安巖壓扭性接觸帶處。

3.3 激電異常特征

研究區(qū)目標(biāo)礦(化)體與圍巖有明顯的電性差異,根據(jù)1∶1萬激電平面圖共圈出6處激電異常,編號(hào)為DJ1～DJ6,以DJ1和DJ5兩處異常為重點(diǎn)(圖4)。

圖4 研究區(qū)視充電率等值線平面圖

DJ1分布在研究區(qū)南部,長(zhǎng)軸方向近東西,高值異常長(zhǎng)約200 m,寬約120 m,視充電率值在9～10 ms之間,具弱充電相對(duì)高阻特征;西部亦存在EW向長(zhǎng)軸狀異常,規(guī)模、強(qiáng)度均較小,同樣表現(xiàn)為弱充電低阻特征,兩者形成線性分布,首尾相連。DJ1異常區(qū)屬淺覆蓋區(qū),零星出露晚侏羅世石英閃長(zhǎng)玢巖,處于FC13斷裂帶之上。經(jīng)鉆孔取樣,見厚層銀、鉛、鋅氧化礦體,激電特征表現(xiàn)為中低充電率高電阻率。

DJ5激電異常分布于C1磁異常南側(cè)梯度帶上,呈NWW向帶狀展布,長(zhǎng)約900 m,寬約300 m;異常區(qū)視充電率等值線密集,異常曲線梯度南側(cè)較北側(cè)陡,反映極化體北傾且傾角較陡,具兩個(gè)濃集中心,呈“鞍狀”分布,其中心部位具弧形特征,為NWW向、NW向高充電異常疊加部位,視充電率值在8～21.9 ms之間,為本區(qū)最突出異常。高充電異常位于高阻異常北側(cè)梯度帶,對(duì)應(yīng)的視電阻率多在100～1000 Ω·m之間,最高達(dá)2230.7 Ω·m,近EW向長(zhǎng)橢圓形分布,表現(xiàn)為高充電低阻特征。地表出露瑪尼吐組英安巖、白堊紀(jì)花崗斑巖,兩者為壓扭性逆斷層接觸,接觸帶發(fā)育NWW向Ⅰ號(hào)鐵錳礦化帶,其北西側(cè)內(nèi)接觸帶具分枝現(xiàn)象。

4 反演解釋與找礦效果

研究區(qū)主要化探異常2AP1與激電異常DJ5形態(tài)吻合,FC2推斷斷裂位于高磁異常C1向C3過渡緩沖帶處,延NW向從AP1和DJ5異常中心穿過,FC2斷裂與地質(zhì)實(shí)測(cè)壓扭性斷裂F1(產(chǎn)狀12°∠78°)吻合。P5剖面為研究區(qū)AP1綜合異常的主要查證剖面,剖面的127、128兩點(diǎn)Au、Ag、Pb、Zn、Sb、Cd、As元素均出現(xiàn)高值(圖5),w(Ag)>20×10-6,w(Pb)>3000×10-6,w(Zn)=892×10-6。對(duì)實(shí)測(cè)激電測(cè)深數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理后,利用 Res2dinv 軟件進(jìn)行二維反演,反演斷面顯示,剖面128點(diǎn)淺地表(0～30 m)視極化率較高(ηs=6.5%),深部較低;而點(diǎn)號(hào)120～130測(cè)段80 m以下視電阻率出現(xiàn)相對(duì)中高阻異常,數(shù)值在350～450 Ω·m范圍內(nèi),產(chǎn)狀近直立,與視極化率梯級(jí)帶對(duì)應(yīng),表現(xiàn)為低極化相對(duì)中高阻異常,為F1斷裂反映。

圖5 研究區(qū)地物化異常剖析圖

經(jīng)ZK1、ZK2兩鉆孔取樣,深部均見銀、鉛、鋅礦化體,礦體真厚度0.88～4.57 m,平均厚度2.72 m。w(Ag)為(3.99～325)×10-6,平均81.61×10-6;w(Pb)為0.21%～1.46%,平均0.655%;w(Zn)為0.10%～0.15%。按工程數(shù)量對(duì)等的原則對(duì)鉆孔進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算,礦體真厚度為3.61 m,Ag、Pb平均品位分別為76.43×10-6、0.715%。礦化類型為塊狀、網(wǎng)脈狀、角礫狀,礦石類型為氧化銀鉛礦石,以銀鉛為主,局部伴生鋅、金的礦體。深部氧化銀鉛礦體表現(xiàn)為高阻低極化,而地表及近地表的伴有黃鐵礦化的鐵錳礦化體表現(xiàn)為低阻高極化,可見激電測(cè)深反映斷面與鉆孔查證結(jié)果基本吻合。

5 結(jié)論

(1) 2AP1化探異常與DJ1、DJ5激電異常,主要受上侏羅統(tǒng)瑪尼吐組英安巖與白堊紀(jì)花崗斑巖巖體接觸帶—壓扭性逆斷層控制。銀鉛鋅礦化體受燕山晚期巖漿熱液控制,多以脈狀充填于壓扭性裂隙中,研究區(qū)一級(jí)成礦類型主要為巖漿型,二級(jí)容礦類型主要為斑巖型、圍巖脈型。

(2) 根據(jù)磁異常推測(cè)的線型、環(huán)形構(gòu)造,結(jié)合區(qū)域及研究區(qū)地質(zhì)特征,對(duì)侏羅系陸相中酸性火山碎屑巖及NE向主構(gòu)造派生的NWW向、近EW向次級(jí)控礦構(gòu)造有了進(jìn)一步認(rèn)識(shí)。

(3) Ⅰ號(hào)銀鉛鋅礦化體淺地表伴有黃鐵礦化表現(xiàn)為低阻高極化,而深部氧化礦體表現(xiàn)為高阻低極化,激電測(cè)深反演結(jié)果與礦化體賦存特征相吻合,為研究區(qū)鉆孔布設(shè)提供了有利的依據(jù)。

(4) 綜合物化探方法在研究區(qū)取得了較好的找礦效果,期望該找礦模式能夠?yàn)樵搮^(qū)進(jìn)行下一步找礦工作指明方向,為鄰區(qū)尋找類似礦床起到一定的借鑒作用。