蝕變礦物填圖在內(nèi)蒙古達斯呼都格銅礦區(qū)應(yīng)用研究

祁 民，郭 健，徐慶生，孫 赫，姚 遠，溫常貴，韓校斌

(1. 中國冶金地質(zhì)總局礦產(chǎn)資源研究院，北京 101300； 2. 中國冶金地質(zhì)總局第三地質(zhì)勘查院，山西太原 )

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蝕變礦物填圖在內(nèi)蒙古達斯呼都格銅礦區(qū)應(yīng)用研究

祁 民1，郭 健1，徐慶生1，孫 赫1，姚 遠1，溫常貴2，韓校斌2

(1. 中國冶金地質(zhì)總局礦產(chǎn)資源研究院，北京 101300； 2. 中國冶金地質(zhì)總局第三地質(zhì)勘查院，山西太原 )

內(nèi)蒙古達斯呼都格礦區(qū)位于得爾布干成礦帶西南段，區(qū)內(nèi)以斑巖型礦床為主。本文使用近紅外光譜礦物分析技術(shù)在礦區(qū)內(nèi)進行蝕變礦物填圖，通過對區(qū)內(nèi)17個鉆孔862個樣品進行測量，分析發(fā)現(xiàn)主要蝕變礦物有伊利石、蒙脫石、綠泥石、綠簾石、高嶺石、地開石、石膏、石英、碳酸鹽等，石英脈多以0.1～1cm寬度的細脈形式出現(xiàn)。礦區(qū)內(nèi)蝕變分帶明顯，熱液活動強烈，總體上顯示了從礦區(qū)東南部向西北部熱液溫度逐漸增高的趨勢，為銅礦勘查工作部署提供了可靠的地質(zhì)依據(jù)。

蝕變礦物 斑巖型礦床 近紅外光譜礦物分析技術(shù) 達斯呼都格 內(nèi)蒙古

Qi Min，Guo Jian，Xu Qing-sheng，Sun He，Yao Yuan，Wen Chang-gui，Han Xiao-bin.Application of alternation mineral mapping in the Dasihuduge copper mine of Inner Mongolia [J].Geology and Exploartion,2015,51(6):1089-1095.

0 引言

近紅外光譜在地質(zhì)行業(yè)的應(yīng)用起源于20世紀60年代，可分為航天、航空和地面三部分。航天和航空是利用衛(wèi)星和飛機搭載遙感器對地面進行遙感，提取地面礦物信息，地面是利用小型便攜式近紅外礦物分析儀對地面所采的巖石樣品進行測試，提供準確的蝕變礦物信息(修連存等，2007)。

近紅外光譜的波長在780～2500nm(0.78～2.5μm)之間。礦物的近紅外光譜測量原理是礦物晶格中原子間化學(xué)鍵的彎曲和伸縮吸收某些區(qū)域的近紅外光譜，根據(jù)礦物某些官能團在近紅外區(qū)域的特征吸收光譜進而區(qū)分不同礦物及同一礦物的不同結(jié)晶度(高榮強等，2002)。

該項技術(shù)可應(yīng)用于淺成低溫?zé)嵋旱V床、斑巖型銅礦床、中溫?zé)嵋旱V床、沉積巖型金-銅礦床、鈾礦床、火山巖型塊狀硫化物(VHMS)礦床及金伯利巖礦床，可以快速評價礦床，進而提高勘探效率(徐慶生等，2011)。前人利用近紅外光譜礦物分析技術(shù)已在熱液蝕變型金礦、斑巖型礦床、斑巖-次火山巖-淺成低溫Cu、Mo、Pb、Zn、Ag成礦系統(tǒng)開展過大量的研究工作，并取得一些顯著成果(秦克章，1998；章革等，2005；連長云等，2005；白立新，2007;曹燁等，2008；孟愷等，2009)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

工作區(qū)位于得爾布干成礦帶西南段，大地構(gòu)造位置為興安地槽褶皺系之Ⅱ級構(gòu)造單元額爾古納興凱地槽褶皺帶。

地層主要有上元古界佳疙瘩群，其巖性組合主要為綠泥片巖、石英角閃片巖、云母石英片巖、二云母斜長片麻巖、條帶狀花崗片麻巖、淺粒巖和石英巖。

寒武紀下統(tǒng)額爾古納組，巖性為大理巖、白云質(zhì)灰?guī)r、中粗粒石英砂巖、粉砂質(zhì)絹云母板巖，安娘娘橋組由云母片巖、云母石英片巖、綠泥絹云母片巖組成。

侏羅紀中統(tǒng)南平組和塔木蘭溝組，其中南平組主要分布于甲烏拉—查干布拉根一帶，由凝灰質(zhì)礫巖、凝灰質(zhì)粉砂巖、粉砂巖、雜砂巖等組成，塔木蘭溝組分布廣，是額仁陶勒蓋大型礦床的成礦圍巖，巖性組合：下部為灰、灰紫色玄武安山巖、安山玄武巖、局部玄武質(zhì)集塊巖組成；上部為灰紫色、豬肝色安山巖、安山質(zhì)角礫熔巖，玄武巖中氣孔、杏仁發(fā)育(秦克章等，1990；1999)。

侏羅紀上統(tǒng)木瑞組、上庫力組和伊列克得組，木瑞組分布于汗烏拉等地，由凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)砂巖、粉砂巖、含礫砂巖、玻屑凝灰?guī)r組成，上庫力組在區(qū)內(nèi)最為發(fā)育，是中生界地層的主體，也是查干布拉根大型銀礦床的成礦圍巖(婁束炎，2014)。自下而上劃分為三個火山巖段：下部酸性火山巖段，主要為灰黃、灰紫色流紋巖、灰黃色酸性晶屑凝灰?guī)r、熔結(jié)凝灰?guī)r、酸性角礫熔結(jié)凝灰?guī)r。中部堿性火山巖段為安山巖、石英粗面巖、粗面質(zhì)含巖屑熔結(jié)凝灰?guī)r。上部酸性火山巖段，主要為灰白色含礫玻屑凝灰?guī)r、灰紫色中酸性熔結(jié)凝灰?guī)r、灰黃色凝灰質(zhì)砂巖、灰白色流紋巖、流紋斑巖。伊列克得組分布于火山盆地中，自下而上是紫紅色、灰綠色玄武巖，灰白色細砂巖、凝灰砂巖，灰綠色輝石橄欖玄武巖，致密塊狀玄武巖(王泉，2006；張海心，2006)。

白堊紀下統(tǒng)大拐磨河組主要分布于克魯倫河兩岸，是本區(qū)主要的含煤地層。

區(qū)域巖漿活動頻繁，時代為海西晚期、印支期、燕山早期和燕山晚期，而以印支期-燕山早期為最廣泛(秦克章，1998)。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

區(qū)內(nèi)第四系殘坡積物廣布，分布面積占70%以上，厚度0～25m。已固結(jié)成巖的地層均屬侏羅系上統(tǒng)，由老到新依次是塔木蘭溝組、木瑞組、上庫力組。

礦區(qū)地表出露燕山晚期花崗斑巖小巖體，總出露面積約0.3 km2，巖石呈灰色，灰紅色，斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀結(jié)構(gòu)，斑晶成分可見石英、斜長石、正長石。斑晶最大粒徑為3mm，平均粒徑為1.5mm，自形程度較高，多呈長板狀、短柱狀自形晶，其邊緣局部具有交代熔蝕特征，另外斑晶裂紋較為發(fā)育，說明后期經(jīng)歷過構(gòu)造作用。巖石礦物主要有石英、斜長石、正長石、黑云母、方解石、磷灰石等；蝕變礦物有綠簾石、高嶺石、絹云母、綠泥石等。

除花崗斑巖外，鉆孔中還發(fā)現(xiàn)花崗閃長巖、二長斑巖。具體見圖1。

圖1 礦區(qū)地質(zhì)圖Fig.1 Geological map of the the Dasihuduge copper mine in Inner Mongolia1-第四系；2-侏羅系上統(tǒng)上庫力組；3-侏羅系上統(tǒng)塔木蘭溝組；4-火山集塊巖；5-火山角礫巖；6-含角礫熔結(jié)凝灰?guī)r；7-燕山晚 期二長斑巖；8-鉆孔位置及編號1-Quaternary；2-upper Jurassic Shangkuli Fm.；3-upper Jurassic Tamulangou Fm.；4-volcanic agglomerate；5-volcanic breccia；6-ign imbrite containing breccia；7-late Yanshanian monzonite porphyry；8-drill hole and number

3 蝕變礦物填圖

本次研究采用的儀器是南京地質(zhì)礦產(chǎn)研究所與南京中地儀器有限公司聯(lián)合研制的便攜式近紅外礦物分析儀BJKF-1。

具體工作方法是：

(1) 鉆孔每隔20m取一塊巖石標(biāo)本。

(2) 選擇本段中含脈較多部位進行采集并編號，同時記錄該段巖心蝕變情況、有無礦化及肉眼觀察到的蝕變礦物種類及其數(shù)量。

(3) 在室內(nèi)進行蝕變礦物光譜測量，每個樣品測量2～3個面，首先測量含脈部位，記錄并分析蝕變礦物，再測量巖石內(nèi)部分析是否還有其他蝕變礦物。

(4) 結(jié)合手標(biāo)本及蝕變礦物光譜特征，確定蝕變礦物。

(5) 以200 m為一層統(tǒng)計主要蝕變礦物，0～200m、200～400m、400～600m、600～800m、800～1000m。

(6) 分層統(tǒng)計每個鉆孔的蝕變礦物并編輯成圖。

圖2 不同深度的6個鉆孔蝕變礦物統(tǒng)計(圖例同圖1)Fig.2 Statistics of alternation minerals from different depths of 6 drills(legend the same to Fig. 1)

(7) 對測量的各項參數(shù)進行統(tǒng)計分析，如峰強比、中心波長、半寬高等。

4 蝕變礦物填圖結(jié)果及解譯

2012年對見銅礦較好的ZK1207、ZK1206及其附近的ZK1205、ZK1003、ZK1603、ZK0802共計6個鉆孔開展了蝕變礦物填圖。

根據(jù)鉆孔蝕變礦物統(tǒng)計分析，按深度分段特征如下:

0～200m(圖2a)：只有南側(cè)ZK0802為蒙脫石，其余鉆孔主要是伊利石。

200～400m(圖2b)：ZK0802為蒙脫石，ZK1003和ZK1205為伊利石，ZK1206、ZK1207和ZK1603為水白云母。

400～600m(圖2c)：ZK0802為蒙脫石，ZK1003為伊利石，ZK1205、ZK1206為白云母，ZK1207、ZK1603為地開石或高嶺石。

600～800m(圖2d)：ZK1003為蒙脫石，ZK0802、ZK1205為伊利石，ZK1206、ZK1603為白云母，ZK1207為地開石或高嶺石。

800～1000m(圖2e):只有ZK1206、ZK1207鉆孔深度達到800～1000m，蝕變礦物以地開石或高嶺石為主。

按照蝕變礦物以蒙脫石→伊利石→白云母→地開石蝕變增強的順序，顯示本礦區(qū)由淺往深、由東向西蝕變逐漸增強。

根據(jù)蝕變礦物特征峰與水峰的比值(圖3)可以看出：從700m往下，峰強比值增高，表明熱液溫度增加。

根據(jù)ZK1207鉆孔熱液溫度增加的趨勢，2013年度該鉆孔繼續(xù)向深部探索，最終終孔深度1550 m。如圖4，根據(jù)蝕變礦物的峰強比數(shù)據(jù)，可以看出750～1000m之間熱液溫度最高，對應(yīng)為脈狀黃銅礦礦化較好部位；而1400～1550m之間熱液溫度稍高，以稠密狀、團塊狀、脈狀黃鐵礦為主。因此，從資料來看，蝕變礦物的峰強比與黃鐵礦、黃銅礦等金屬硫化物密切相關(guān)，兩次含礦熱液的溫度與物質(zhì)成分不盡相同。

綜上，由地表到深部，由東向西，蝕變增強。結(jié)合地表熱液蝕變特征和鉆孔深部礦化特征，認為礦區(qū)西北和東南部具有較好的巖漿期后熱液型銅礦找礦前景。

2013年度繼續(xù)對礦區(qū)另外11個鉆孔ZK2801、ZK2802、ZK3201、ZK2001、ZK0804、ZK0401、ZK0002、ZK0001、ZK0004、ZK0301、ZK0801開展了該項研究工作。

圖5中，綠色表示綠泥石、綠簾石，屬于青磐巖化帶；紫色表示中級泥化，圓圈由小到大表示熱液溫度越來越高，依次是單峰高嶺石、蒙脫石、伊利石、白云母。粉色表示高級泥化，依次是雙峰高嶺石、地開石；紅色表示硬石膏，處于鉀化帶或接近鉀化帶的位置。

圖3 6個鉆孔特征峰與水峰比值統(tǒng)計結(jié)果Fig.3 Ratios of characteristic peaks to O-H peaks of 6 drills

圖4 ZK1207全孔蝕變礦物峰強比Fig.4 Ratios of Al to O-H in borehole ZK1207

圖5 全區(qū)17個鉆孔不同深度蝕變礦物統(tǒng)計Fig.5 Alternation minerals from 17 drills at different depths1-綠泥石；2-綠簾石；3-高嶺土(單峰)；4-蒙脫石；5-伊利石；6-白云母；7-高嶺土(雙峰)；8-地開石；9-絹云母；10-硬石膏1-chlorite；2-epidote；3-kaolinite (single peak);4-montronite;5-illite;6-muscovite;7-kaolinite (double peaks);8-dickite;9-seri cite;10-anhydrite

0～200m(圖5a)，東南側(cè)三個鉆孔ZK0004、ZK0401、ZK0802蝕變礦物以綠泥石、綠簾石為主，屬于青磐巖化帶。其他鉆孔蝕變礦物以伊利石、蒙脫石為主，屬于中級泥化帶。

200～400m(圖5b)，中心部位以伊利石為主，東南部以青磐巖化為主。西北部為蒙脫石、單峰高嶺土。在該段，在中心部位熱液溫度較高。

400～600m(圖5c-d)，東南部鉆孔蝕變礦物以綠泥石、綠簾石等青磐巖化為主。中心部位則以伊利石、雙峰高嶺石或地開石為主，顯示了中高級泥化特征。西北部ZK3201出現(xiàn)了硬石膏，東北部鉆孔較少，也出現(xiàn)了硬石膏。本層的蝕變礦物分布顯示了從東南部向西北部熱液溫度逐漸增高的趨勢。

600～800m(圖5e)，東南部仍然以青磐巖化為主，中心部位ZK1207出現(xiàn)了地開石，在該深度上，西北部鉆孔較少，僅ZK3201出現(xiàn)了綠簾石。

800～1000m(圖5f)，該深度上只有三個鉆孔，ZK1206、ZK1207、ZK0002。東南部ZK0002仍以綠簾石為主，中心部位則出現(xiàn)地開石，屬于高級泥化。

總之，統(tǒng)計的17個鉆孔的巖石蝕變強烈，主要蝕變礦物有伊利石、蒙脫石、綠泥石、綠簾石、高嶺石、地開石、石膏、石英脈、碳酸鹽等，多以0.1～1cm寬度的細脈形式出現(xiàn)。蝕變分帶明顯，從東南到西北依次劃分為青磐巖化帶、絹英巖化帶、高級泥化帶，熱液活動強烈，總體上顯示了從東南部向西北部熱液溫度逐漸增高的趨勢。

5 結(jié)論

在蝕變礦物填圖工作中使用近紅外光譜礦物分析技術(shù)可以識別蝕變礦物種類、豐度和結(jié)晶度，指示測區(qū)的蝕變強度和蝕變分帶。本區(qū)主要蝕變類型為青磐巖化、中級泥化、絹英巖化，局部有少量硬石膏，顯示高級泥化與中溫蝕變特征，判斷找礦類型為斑巖型銅礦。根據(jù)蝕變礦物填圖結(jié)果，結(jié)合物、化探異常分布，推斷在平面上主要成礦中心位于測區(qū)西北部，同時根據(jù)地表出露的次生石英巖巖帽部位(徐慶生等，2010)，建議在較強絹英巖化蝕變部位及高級泥化帶部位實施鉆孔進行驗證。實踐證明，該方法為勘探工程部署提供了更充分的地質(zhì)依據(jù)，是一種低成本、高效率的地質(zhì)找礦方法。

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Application of Alternation Mineral Mapping in the Dasihuduge Copper Mine of Inner Mongolia

QI Min1，GUO Jian1，XU Qing-sheng1，SUN He1，YAO Yuan1，WEN Chang-gui2，HAN Xiao-bin2

(1.InstituteofMineralResourcesResearch,ChinaMetallurgicalGeologyBureau，Beijing101311;2.TheThirdGeologyExplorationInstituteofChinaMetallurgicalGeologyBureau,Taiyuan,Shanxi030002)

The Dasihuduge copper mine of Inner Mongolia is located in the southwest of the De'erbugan metalloginic belt,and porphyry-type deposits are dominant in this area. This work conducted alternation mineral mapping using the near infrared spectroscopy technology in this copper mine. Measurement of 862 rock samples from 17 drill boreholes shows that the main alternation minerals include illite,montmorillonite,chlorite,epidote,kaolinite,dickite,gupsum,quartz and carbonate. The quartz veins occur in fine veins with widths of mostly 0.1～1cm. The alternation minerals display obvious zonation indicative of intense hydrothermal activity. Overall,the hydrothermal temperature tends to increase gradually from southeast to northwest. These observations provide reliable geologic evidence for deployment of the next copper exploration.

alternation minerals,porphyry deposit，alternation mineral analysis by near infrared spectroscopy,Dasihuduge area,Inner Mongolia

2015-09-10；

2015-11-20；[責(zé)任編輯]郝情情。

祁 民(1978年-)，女，2006年畢業(yè)于中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所，獲博士學(xué)位，2009年底博士后流動站出站，高級工程師，現(xiàn)主要從事礦產(chǎn)勘查技術(shù)方法工作。E-mail:qimin@cmgb.cn。

P681.41+P612

A

0495-5331(2015)06-1089-7