扎魯特旗雙山子地區(qū)地質(zhì)、地球化學(xué)特征及找礦前景

王彥博

(1.中煤地質(zhì)集團(tuán)有限公司，北京 100040； 2.中國(guó)煤炭地質(zhì)總局特種技術(shù)勘探中心，北京 100040)

本論文依托于《內(nèi)蒙古自治區(qū)扎魯特旗新立屯銅多金屬礦預(yù)查》項(xiàng)目，該項(xiàng)目是中國(guó)煤炭地質(zhì)總局特種技術(shù)勘探中心承擔(dān)的內(nèi)蒙古自治區(qū)地質(zhì)勘查專項(xiàng)資金項(xiàng)目。通過(guò)勘查工作，在該區(qū)發(fā)現(xiàn)了一條銀礦體，兩條銀礦化體，一條鋅礦化體，為該區(qū)進(jìn)一步開(kāi)展工作提供了依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

區(qū)域內(nèi)出露地層由老到新主要為二疊系壽山溝組、林西組，侏羅系滿克頭鄂博組、瑪尼吐組、白音高老組，白堊系梅勒?qǐng)D組。二疊系為一套海相淺變質(zhì)火山-沉積建造，已經(jīng)普遍發(fā)生了低綠片巖相的區(qū)域變質(zhì)，巖石發(fā)育綠泥石化。侏羅系滿克頭鄂博組、瑪尼吐組、白音高老組具有從酸性→中性→酸性的演化規(guī)律。白堊系梅勒?qǐng)D組主要為一套中性-中偏基性火山巖。區(qū)域內(nèi)侏羅紀(jì)侵入巖較發(fā)育，以花崗質(zhì)巖石為主，巖石類型主要為石英閃長(zhǎng)巖、正長(zhǎng)巖、正長(zhǎng)斑巖、堿長(zhǎng)花崗巖、黑云母花崗巖、二長(zhǎng)花崗巖、白崗巖等。脈巖主要為中-酸性巖，數(shù)量上以花崗巖脈、花崗斑巖脈、正長(zhǎng)斑巖脈、閃長(zhǎng)玢巖脈居多。區(qū)內(nèi)主要經(jīng)歷了晚古生代和中生代構(gòu)造變形過(guò)程，在晚古生代構(gòu)造層和中生代構(gòu)造層中形成的構(gòu)造形跡有褶皺、斷裂等。主要有主要有三益莊向斜(V4)、輝森達(dá)坂背斜(V7)、姜臺(tái)向斜(V8)。區(qū)域內(nèi)北北東向斷裂比較發(fā)育，主要有格日朝魯-三合屯大斷裂(F49)、北花呼舒-雙四臺(tái)大斷裂(F103)、大耳朵山大斷裂(F61)、興隆地大斷裂(F104)。

2 研究區(qū)地質(zhì)概況

研究區(qū)位于雙山子構(gòu)造-巖漿穹窿中部，處于北西向興隆地大斷裂(F104)與北東向大耳朵山大斷裂(F61)交匯部位。區(qū)內(nèi)出露地層主要有二疊系林西組、侏羅系白銀高老組(圖1)，林西組主要巖性為雜色變質(zhì)粉砂巖、變質(zhì)細(xì)砂巖、變質(zhì)頁(yè)巖、板巖，林西組被第四系覆蓋嚴(yán)重，地層連續(xù)性差。與上部大陸地殼平均豐度相比，林西組中Cu、Zn、Ag、Sb、Bi元素較富集，具有明顯的初始預(yù)富集特征，在內(nèi)生礦產(chǎn)形成過(guò)程中起礦源層的作用。白音高老組主要巖性為流紋巖、流紋質(zhì)凝灰?guī)r、粗面巖、英安巖、礫巖、砂礫巖。與上部大陸地殼平均豐度相比，白音高老組中Cu、Pb、Sb、Bi元素較富集，此外，W、Ag含量也較高，Pb、Ag、Bi元素變異系數(shù)大于0.5。在火山活動(dòng)中，白音高老組對(duì)Cu、Pb、Ag等成礦元素具有一定的富集能力。研究區(qū)內(nèi)侵入巖主要為晚侏羅世早期石英閃長(zhǎng)巖，分布在研究區(qū)中部雙山子一帶，侵入到二疊系林西組、上侏羅統(tǒng)白銀高老組中。石英閃長(zhǎng)巖中主要富集Cu、Pb、Zn、Ag、As、Sb、Bi。區(qū)內(nèi)與中生代侏羅紀(jì)-白堊紀(jì)多期次火山-侵入巖漿活動(dòng)相伴形成了數(shù)量眾多的不同方向、不同巖石類型的脈巖，主要為中-酸性巖，在數(shù)量上以花崗巖脈、花崗斑巖脈、正長(zhǎng)斑巖脈、閃長(zhǎng)玢巖脈居多，脈巖分布方向有南北向、北北東向、北東向、北東東向、東西向、北西西向、北西向、北北西向等。受第四系覆蓋影響，地表構(gòu)造行跡不明顯，主要為斷裂構(gòu)造。

圖1 雙山子地區(qū)地質(zhì)圖Figure 1 Geological map of Shuangshanzi area

3 地球化學(xué)特征

3.1 1∶5萬(wàn)水系沉積物(土壤)地球化學(xué)特征

1∶5萬(wàn)水系沉積物(土壤)地球化學(xué)測(cè)量在研究區(qū)內(nèi)圈定了1處綜合異常，編號(hào)為29乙2雙山子Sb-As-Ag-Bi-W-Pb-Cu-Mo-Zn綜合異常。異常呈東西向不規(guī)則面型分布，面積為6.88km2。該異常規(guī)模比較大、強(qiáng)度高，濃集中心明顯。主要異常元素為Sb、As、Ag、Bi、W，Sb、As、Ag、Bi元素異常面積、強(qiáng)度都大于其它元素異常(表1)。

異常區(qū)主要出露侏羅系上統(tǒng)白音高老組流紋質(zhì)凝灰?guī)r、及二疊系林西組粉砂巖、頁(yè)巖，有石英脈、閃長(zhǎng)玢巖、正長(zhǎng)斑巖脈侵入。在綜合異常范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)了多條北西向、北東向硅化體，發(fā)育褐鐵礦化，該異常由這些弱蝕變礦化體引起。

3.2 1∶1萬(wàn)土壤地球化學(xué)特征

本次工作在研究區(qū)內(nèi)區(qū)開(kāi)展了1∶1萬(wàn)土壤地球化學(xué)測(cè)量，分析了Au、Ag、Cu、Pb、Zn、W、Sn、Bi、Mo、As、Sb、Hg十二種元素。

表1 29乙2雙山子Sb-As-Ag-Bi-W-Pb-Cu-Mo-Zn綜合異常特征表Table 1 Comprehensive anomaly features of Sb-As-Ag-Bi-W-Pb-Cu-Mo-Zn in 29Yi2 Shuangshanzi

3.2.1 元素濃集特征

由表2可見(jiàn)，與大興安嶺南段土壤豐度值比較，Au、Ag、Hg、Cu、Sb、Bi元素相對(duì)富集，呈高背景分布；As、Sn、W、Zn無(wú)明顯富集與貧化，呈背景分布；Mo、Pb相對(duì)貧化，呈低背景分布。

3.2.2 元素分異特征

變異系數(shù)反映了元素的相對(duì)富集與分散程度。變化系數(shù)大反映元素在后期地質(zhì)改造活動(dòng)中相對(duì)富集，其值越高找礦信息越強(qiáng)。從表3看，除Sn、W元素變化系數(shù)小于0.5屬于均勻分異外，其余元素變化系數(shù)介于0.53～7.10，特別是Ag、Bi元素屬?gòu)?qiáng)分異性。表明本區(qū)Ag、Bi元素在后期地質(zhì)改造活動(dòng)中有可能相對(duì)富集。

表2 元素濃集特征表Table 2 Elemental concentration features

注：①Au含量單位×10-9，其它元素×10-6；②平均值為未剔除極值的算術(shù)平均值；③區(qū)域元素土壤含量為大興安嶺南段土壤豐度值④濃集系數(shù)=平均值/大興安嶺南段土壤豐度值。

表3 元素分異特征表Table 3 Elemental variant features

3.2.3 元素相關(guān)性分析

為了解元素的組合規(guī)律，本次工作對(duì)1∶1萬(wàn)土壤測(cè)量所取樣品12種元素進(jìn)行了R型聚類分析，結(jié)果見(jiàn)圖2。在相關(guān)系數(shù)0.4附近，12種元素可分為9組。(Pb、Zn)—(Ag、Bi)—W—Cu—Au—As—Mo—Sb—Sn—Hg。其中Pb與Zn相關(guān)系數(shù)為0.464，Ag和Bi相關(guān)系數(shù)為0.431，顯正相關(guān)，相關(guān)較密切，其余元素相關(guān)系數(shù)小于0.4，無(wú)明顯相關(guān)性?？偟膩?lái)看，主成礦元素Ag與指示元素Bi、Pb、Zn關(guān)系較為密切。

3.2.4 土壤地球化學(xué)異常特征

3.2.4.1 異常圈定

圖2 元素R型聚類分析圖Figure 2 Elemental R cluster analysis

綜合異常在單元素異常的重疊區(qū)或集中區(qū)圈出，以單元素異常的邊界為邊界。將有3個(gè)以上元素同顯或疊合性較好的單元素異常圈定為一個(gè)綜合異常。綜合異常圈定過(guò)程中濾去了一些強(qiáng)度低、規(guī)模小或相互套合較差的異常。根據(jù)單元素的共生組合規(guī)律，結(jié)合地質(zhì)背景，在研究區(qū)內(nèi)共圈定綜合異常3個(gè)，編號(hào)為AP05、AP06、AP08。

3.2.4.2 綜合異常特征及推斷解釋

①AP-05綜合異常。該綜合異常位于研究區(qū)東部，異常呈近南北向不規(guī)則面型，面積1.84km2，該異常以Ag、Sb、Au、As元素為主(圖3)，其次為Bi、Mo、W、Pb、Sn、Zn、Hg、Cu，Ag、Sb、Au、As、Mo、W元素套合較好，異常強(qiáng)度高，規(guī)模大，Ag、Sb、Au、Bi、Mo、W、Pb達(dá)三級(jí)濃度分帶，濃集中心明顯。異常區(qū)出露白銀高老組流紋巖、流紋質(zhì)凝灰?guī)r、英安巖、粗面巖等。

表4 元素異常下限及濃度分級(jí)表Table 4 Elemental anomaly lower limit and concentration grading

注：①含量單位Au為10-9，其他元素為10-6；②平均值、標(biāo)準(zhǔn)離差為剔除“X±3S”的特高值或特低值后計(jì)算的平均值和標(biāo)準(zhǔn)離差。

對(duì)該綜合異常進(jìn)行了槽探和鉆探工程查證，揭露出一條錳鐵礦化帶和Ag礦化體，控制錳鐵礦化帶長(zhǎng)度約650m，視厚度約2～16.6m，地表整體呈灰黑、黃褐色，發(fā)育錳鐵礦化，錳鐵礦化帶中發(fā)育一條Ag(Pb、Zn)礦體，編號(hào)為I號(hào)Ag(Pb、Zn)礦體。Ag礦化體，編號(hào)為Ⅲ號(hào)Ag礦(化)體。

②AP-06綜合異常。該異常位于研究區(qū)中部，呈近東西向不規(guī)則狀，面積約1.09km2，以Bi、Ag、Pb元素為主，其次為Cu、Zn、Mo、W、Sn，各元素均達(dá)三級(jí)濃度分帶，Bi、Ag、Pb元素套合較好，濃集中心明顯，異常特征見(jiàn)圖4。

異常區(qū)出露侏羅紀(jì)石英閃長(zhǎng)巖，白銀高老組英安巖、安山巖，發(fā)育閃長(zhǎng)玢巖脈，花崗巖脈，發(fā)育一條礦化體(Cu7)，和五條蝕變體，部分地段被第四系覆蓋。

對(duì)該異常進(jìn)行了槽探和鉆探工程查證，揭露出視厚度1.4m的銀鉛礦化體，巖性為硅化、綠泥石化、褐鐵礦化石英閃長(zhǎng)巖，所取化學(xué)樣Ag品位為25.7×10-6，Pb為0.18×10-2。

③AP-08綜合異常。該異常位于研究區(qū)中偏南部，呈不規(guī)則狀，面積0.19km2，異常以Ag、Bi、Zn、Pb元素為主，其次為Cu、W、Sb元素， Ag、Bi、Zn、Pb元素套合較好，規(guī)模大，Ag、Bi、Zn、Pb、Cu元素達(dá)三級(jí)濃度分帶，異常特征見(jiàn)圖5。異常區(qū)出露侏羅紀(jì)石英閃長(zhǎng)巖和白銀高老組砂巖，發(fā)育正長(zhǎng)斑巖、閃長(zhǎng)玢巖脈。

1.第四系更新統(tǒng)；2.白銀高老組；3.林西組；4.閃長(zhǎng)玢巖脈；5.石英脈；6.安山巖脈；7.地質(zhì)界線；8.角度不整合界線；9.巖相線；10.完成綜合剖面及編號(hào)；11.完成激電中梯測(cè)量剖面；12.預(yù)查工作發(fā)現(xiàn)礦(化)體及其編號(hào)

1.第四系更新統(tǒng)；2.白銀高老組；3.林西組；4.石英閃長(zhǎng)巖；5.閃長(zhǎng)玢巖脈/安山巖脈；6.花崗巖脈；7.地質(zhì)界線；8.完成綜合剖面及編號(hào)；9.本次工作完工探槽及編號(hào)；10.未見(jiàn)礦鉆孔及編號(hào)；11.蝕變體及其編號(hào)；12.礦化體及其編號(hào)；

圖5 AP-08綜合異常剖析圖Figure 5 AP-08 comprehensive anomaly profile chart

對(duì)該異常槽探和鉆探工程查證，揭露出一條Ag礦化體，編號(hào)為Ⅱ號(hào)Ag礦(化)體，礦化巖石為石英閃長(zhǎng)巖，礦化主要為蜂窩狀褐鐵礦化，薄膜狀、斑點(diǎn)狀孔雀石化，蝕變主要為綠泥石化、硅化。圍巖為石英閃長(zhǎng)巖。地表Ag品位為80.7×10-6，Cu品位為0.182×10-2，Pb為0.23×10-2。深部Ag品位為0.8×10-6～7.0×10-6。

4 礦床地質(zhì)特征

4.1 礦體特征

通過(guò)槽探、鉆探工程揭露控制、化學(xué)測(cè)試等手段，在研究區(qū)內(nèi)共發(fā)現(xiàn)4條銀、鉛、鋅不同礦種的礦(化)體：分別為1條I號(hào)Ag(Pb、Zn)礦體；Ⅱ號(hào)、Ⅲ號(hào)Ag礦(化)體；Ⅳ號(hào)Zn礦(化)體。各礦(化)體特征及樣品分析結(jié)果(表5)分述如下：

表5 礦化體特征表Table 5 Mineralized body features

4.1.1 I號(hào)Ag(Pb、Zn)礦體

I號(hào)Ag(Pb、Zn)礦體：位于預(yù)查工作區(qū)中東部，呈似層狀、不規(guī)則狀產(chǎn)于構(gòu)造破碎帶及蝕變流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r或構(gòu)造角礫巖中，含礦巖石為含銀蝕變流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r或含銀構(gòu)造角礫巖，礦體圍巖為流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r。礦體產(chǎn)狀22°∠75°～82°。地表可見(jiàn)明顯鐵錳礦化、褐鐵礦化、硅化，局部發(fā)育孔雀石化、藍(lán)銅礦化，礦化呈薄膜狀、星點(diǎn)狀；深部發(fā)育浸染狀、團(tuán)塊狀黃鐵礦化，鉛鋅礦化。

地表由TC2、TC3探槽控制，深部由ZK0-3孔控制。礦體呈似層狀，控制長(zhǎng)度143m，斜深88m，礦體平均厚度7.83m。Ag最高品位1 705.4×10-6，最低品位42.2×10-6，加權(quán)平均品位為326.13×10-6。

4.1.2 Ⅱ號(hào)Ag礦(化)體

Ⅱ號(hào)Ag礦(化)體：位于預(yù)查工作區(qū)東南角中部，呈透鏡狀賦存在蝕變石英閃長(zhǎng)巖帶中，礦化巖石為石英閃長(zhǎng)巖，礦化主要為蜂窩狀褐鐵礦化，薄膜狀、斑點(diǎn)狀孔雀石化，蝕變主要為綠泥石化、硅化。圍巖為石英閃長(zhǎng)巖。該礦化體由TC11和ZK10-1控制，產(chǎn)狀38°∠82°。

4.1.3 Ⅲ號(hào)Ag礦(化)體

Ⅲ號(hào)Ag礦(化)體：位于預(yù)查工作區(qū)東中部，呈脈狀賦存在蝕變石英脈中，礦化主要為蜂窩狀、浸染狀褐鐵礦化、硅化。該礦化體由TC9和ZK20-1控制，產(chǎn)狀32°∠54°。

4.1.4 Ⅳ號(hào)Zn礦(化)體

Ⅳ號(hào)Zn礦(化)體：位于預(yù)查工作區(qū)南中部，為一隱伏礦(化)體，呈透鏡狀賦存在蝕變變質(zhì)細(xì)砂巖中，含礦巖石為蝕變變質(zhì)細(xì)砂巖，礦化主要為黃鐵礦化，鉛鋅礦化。礦體圍巖為變質(zhì)細(xì)砂巖。該礦化體由TC13和ZK40-1控制。

4.2 礦石質(zhì)量

4.2.1 礦石的物質(zhì)成分

4.2.1.1 礦石的礦物成分

金屬礦物主要為黃鐵礦、閃鋅礦、黃銅礦、方鉛礦，氧化礦物主要為褐鐵礦，其次為孔雀石、銅藍(lán)；非金屬礦物為石英、長(zhǎng)石、方解石、絹云母、綠泥石、高嶺土等。

4.2.1.2 礦石的化學(xué)成分

通過(guò)基本化學(xué)分析，礦體礦石有用組分為銀，次為伴生元素Pb、Zn、Au。

4.2.2 礦石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造

4.2.2.1 礦石結(jié)構(gòu)

礦石中見(jiàn)角礫狀結(jié)構(gòu)、凝灰結(jié)構(gòu)、斑狀結(jié)構(gòu)、自行-它形晶結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)和碎裂結(jié)構(gòu)，交代結(jié)構(gòu)主要為褐鐵礦交代磁鐵礦、黃鐵礦，但保留原礦物形態(tài)。

4.2.2.2 礦石構(gòu)造

礦石中見(jiàn)角礫構(gòu)造、塊狀構(gòu)造、星點(diǎn)狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造以及網(wǎng)脈狀構(gòu)造。

5 找礦前景

5.1 控礦因素

研究區(qū)內(nèi)出露地層主要為二疊系林西組，侏羅系白音高老組。林西組中主要富集Cu、Zn、Ag、Sb、Bi等微量元素，具有明顯的初始預(yù)富集特征，在內(nèi)生礦產(chǎn)形成過(guò)程中起礦源層的作用。在火山活動(dòng)中，白音高老組對(duì)Cu、Pb、Ag等成礦元素具有一定的富集能力。區(qū)內(nèi)侵入巖主要為侏羅紀(jì)石英閃長(zhǎng)巖，巖體中主要富集Cu、Pb、Zn、Ag，為內(nèi)生礦產(chǎn)的形成提供了成礦物質(zhì)和熱源，另外巖體中發(fā)育的斷裂構(gòu)造是成礦熱液的容礦空間，因此侵入巖既可以是成礦母巖，又可是賦礦圍巖之一。

區(qū)內(nèi)構(gòu)造類型主要有火山構(gòu)造、褶皺、斷裂等，它們是晚華力西和燕山構(gòu)造運(yùn)動(dòng)與中生代火山-侵入巖漿活動(dòng)綜合作用的產(chǎn)物。中生代受大斷裂控制的多級(jí)火山構(gòu)造體系中的構(gòu)造-巖漿穹窿和火山機(jī)構(gòu)對(duì)內(nèi)生礦產(chǎn)的形成和空間分布起控制作用，而構(gòu)造-巖漿穹窿和火山機(jī)構(gòu)中的構(gòu)造擴(kuò)容區(qū)則是成礦熱液的就位空間，控制著礦床的空間定位。

5.2 成礦規(guī)律

區(qū)域內(nèi)內(nèi)生礦產(chǎn)受火山構(gòu)造的控制，主要分布于構(gòu)造-巖漿穹窿、火山機(jī)構(gòu)等Ⅳ級(jí)火山構(gòu)造單元構(gòu)成的構(gòu)造-巖漿成礦系統(tǒng)中，受不同方向大斷裂交匯部位的控制，在有利的部位成礦。研究區(qū)位于雙山子構(gòu)造-巖漿穹窿中，處于北西向興隆地大斷裂(F104)與北東向大耳朵山大斷裂(F61)交匯部位。

區(qū)內(nèi)二疊系中Cu、Zn、Ag、Sb、Bi等主要成礦元素的含量較高，具有初始預(yù)富集特征，為侏羅紀(jì)成礦活動(dòng)提供部分物質(zhì)來(lái)源。賦存于構(gòu)造-巖漿成礦系統(tǒng)中的成礦集中區(qū)是工作區(qū)內(nèi)生礦產(chǎn)空間分布規(guī)律的主要表現(xiàn)形式，中生代受大斷裂控制的多級(jí)火山構(gòu)造體系中的構(gòu)造-巖漿穹窿和火山機(jī)構(gòu)對(duì)內(nèi)生礦產(chǎn)的形成和空間分布起控制作用，因此，內(nèi)生礦產(chǎn)的形成時(shí)代主要為中生代侏羅紀(jì)。

銀鉛鋅多金屬礦是區(qū)內(nèi)的主攻礦種，區(qū)內(nèi)的內(nèi)生礦產(chǎn)主要為火山熱液、巖漿熱液脈狀成因類型。由于本區(qū)中生代侏羅紀(jì)火山-侵入巖漿活動(dòng)十分強(qiáng)烈，有可能伴隨形成其它類型的內(nèi)生銅多金屬礦產(chǎn)研究區(qū)在侏羅紀(jì)構(gòu)造-巖漿穹窿或火山機(jī)構(gòu)中發(fā)生著巖漿演化分異和構(gòu)造擴(kuò)容。由巖漿熱力場(chǎng)和礦液場(chǎng)、二疊紀(jì)中的礦源場(chǎng)、構(gòu)造-巖漿穹窿或火山機(jī)構(gòu)中的構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)及加入成礦系統(tǒng)內(nèi)的天水和地下水等成礦要素構(gòu)成一定范圍的成礦綜合場(chǎng)，其中侏羅紀(jì)巖漿演化分異形成了含Cu、Pb、Zn、Ag等的成礦熱液，巖漿的熱力場(chǎng)加熱成礦系統(tǒng)內(nèi)的水并循環(huán)萃取礦源層中的Cu、Pb、Zn、Ag等成礦物質(zhì)也形成了成礦熱液，所有的成礦熱液在熱力場(chǎng)和構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)的共同作用下向成礦系統(tǒng)內(nèi)的構(gòu)造擴(kuò)容區(qū)運(yùn)移、聚集，并發(fā)生沉淀富集，形成礦床。

5.3 已有找礦成果

從化探特征來(lái)看，1∶5萬(wàn)水系沉積物(土壤)測(cè)量在礦區(qū)東部圈定了29乙2雙山子Sb-As-Ag-Bi-W-Pb-Cu-Mo-Zn土壤綜合異常。1∶1萬(wàn)土壤測(cè)量在東部圈定了AP05土壤綜合異常，組成元素為(Ag、Sb、Au、As、Bi、Mo、W、Pb、Sn、Zn、Hg、Cu)，1∶5萬(wàn)和1∶1萬(wàn)化探綜合異常重現(xiàn)性較好。

通過(guò)地表槽探揭露和鉆探工程深部控制，共圈出一條銀礦體，兩條銀礦化體，一條鋅礦化體，其中I號(hào)Ag(Pb、Zn)為工業(yè)礦體，目前槽探和鉆探工程控制情況來(lái)看，其長(zhǎng)度和厚度上均具有較大規(guī)模，且礦體品位高，厚度大。

綜上，研究區(qū)具有尋找銀鉛鋅多金屬礦的有利前景。