內(nèi)蒙古哈拉河銅多金屬礦區(qū)地球物理特征及找礦潛力分析

王 軍，鄭志宏，劉鵬宇，張寶林，王啟運(yùn)，胡國(guó)偉，李豹龍

(1.核工業(yè)二○八大隊(duì)，內(nèi)蒙古 包頭 014010；2.東華理工大學(xué)，江西 南昌 330013)

哈拉河銅多金屬礦區(qū)位于內(nèi)蒙古自治區(qū)呼倫貝爾市扎蘭屯市伊氣罕林場(chǎng)，行政隸屬蘑菇氣鎮(zhèn)管轄。該礦區(qū)屬中低山-丘陵區(qū)，海拔700～1 000 m，水系相對(duì)發(fā)育，山坡低緩，溝谷深度較小，大部分為柞、樺樹林覆蓋，巖石出露偏少，適宜采用物化探手段尋找礦化體富集部位。

自2012年承擔(dān)該礦區(qū)找礦工作以來，前期開展了地質(zhì)填圖、剖面測(cè)量和化探土壤測(cè)量，但在深部鉆探驗(yàn)證過程中，效果不甚理想，見到零星礦化蝕變，但均不成規(guī)模，未見到明顯構(gòu)造控礦特征。綜合考慮區(qū)域成礦規(guī)律和我國(guó)東北地區(qū)火山構(gòu)造控礦特性，決定采用物探電法測(cè)量，充分掌握與該區(qū)成礦有關(guān)的控制因素，摸清礦化異常分布特征及深部賦存規(guī)律，明確成礦遠(yuǎn)景分布范圍，為下一步找礦進(jìn)行潛力評(píng)價(jià)(鄭高峰等，2019)。先后兩次在該礦區(qū)內(nèi)選取了面積共計(jì)25.90 km2的重點(diǎn)地段開展了1∶10 000激電中梯測(cè)量(100 m×40 m)和先后四次共計(jì)685點(diǎn)的激電測(cè)深工作(1)核工業(yè)二○八大隊(duì)，2018.內(nèi)蒙古扎蘭屯市哈拉河礦區(qū)銅多金屬勘探工作總結(jié).，為后續(xù)勘查工作提供了依據(jù)和思路。

依據(jù)激電中梯和激電測(cè)深工作成果，分析其地球物理特征和控礦因素，總結(jié)其激電異常特征，明確找礦目標(biāo)范圍和潛力預(yù)測(cè)；為找礦工作，特別是深部探礦揭露工程提供可靠而有力的依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

該礦區(qū)地處興安嶺中生代火山巖區(qū)中部(圖1)，位于興安地槽褶皺區(qū)中，斜跨二級(jí)構(gòu)造單元，即內(nèi)蒙晚華力西和大興安嶺中華力西兩個(gè)褶皺帶，位于三級(jí)構(gòu)造單元，即烏蘭浩特復(fù)向斜北西翼上以及阿爾山復(fù)背斜南東翼上(李福來等，2009)。按板塊構(gòu)造則屬西伯利亞古板塊大陸邊緣向南增生部分。按地質(zhì)力學(xué)觀點(diǎn)為新華夏系構(gòu)造第三隆起帶上(內(nèi)蒙古自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)局，1991)。

區(qū)域地層由老到新從古生界至中生界、新生界均有出露。古生界有上石炭統(tǒng)-下二疊統(tǒng)格根敖包組(C2-P1g)，中生界有侏羅系上統(tǒng)滿克頭鄂博組(J3m)、瑪尼吐組(J3mn)及侏羅系中統(tǒng)塔木蘭溝組(J2tm)。新生界第四系全新統(tǒng)出露沼澤(Qh2fl)、沖洪積(Qh3alp)(內(nèi)蒙古自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)局，1996)，如表1所示。

區(qū)域內(nèi)主要出露巖石類型為中酸性侵入巖，其中以中深成的花崗巖類為主(張梅等，2011)；火山巖漿作用強(qiáng)烈，受區(qū)域構(gòu)造及變質(zhì)作用影響，古生代火山巖普遍遭受到不同程度的破壞，火山機(jī)構(gòu)不易恢復(fù)。中生代火山巖分布廣泛，大面積出露(吳新偉等，2017)。

2 區(qū)域地球物理特征

該區(qū)坐落在著名的北東向太行-大興安嶺重力梯度陡變帶上(張廣范，2005；何鵬等，2018)。通過地震資料顯示，該區(qū)為北東向巨型莫霍面陡傾帶，即為上地幔變異帶，說明該區(qū)存在一條超地殼深大斷裂帶，區(qū)域資料分析其為環(huán)太平洋構(gòu)造運(yùn)動(dòng)所致(彭立華等，2015)。大量的中新生代中酸性巖漿巖活動(dòng)和火山噴發(fā)因該深大斷裂帶而發(fā)生，指示若基巖外圍出露前古生界地層，則就容易形成內(nèi)生礦床，是內(nèi)生礦床形成的有利區(qū)域。

該區(qū)航磁異常形態(tài)呈現(xiàn)不規(guī)則似條帶狀，以正負(fù)異常相間展布。異常邊界清晰，走向明顯，呈現(xiàn)中等梯度。磁力高，但強(qiáng)度不大，呈明顯北東向條帶展布。受北東向斷裂控制特征明顯(張寶林，2018)。

3 礦區(qū)地球物理特征及找礦潛力分析

3.1 物性特征及找礦潛力分析

為充分掌握該礦區(qū)激電異常特征，先后三次從礦區(qū)中部溝谷的4個(gè)鉆孔巖芯以及其外圍的1個(gè)鉆孔巖芯中采取198件樣品，進(jìn)行了電性測(cè)量并加以統(tǒng)計(jì)分析(表2)。

表1 區(qū)域地層簡(jiǎn)表Table 1 Regional stratigraphic table

表2 巖芯物性測(cè)試數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表Table 2 The test data of physical property of the core

經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析，在近地表采集的樣品極化率較低，平均在1.5%左右，且在激電中梯掃面和測(cè)深異常區(qū)內(nèi)的巖石樣本未見高極化率，可能是淋濾和氧化等作用的結(jié)果。電阻率變化范圍較大，平均值較高，與激電中梯掃面和測(cè)深結(jié)果相吻合。綜合分析，在礦區(qū)中部溝谷外圍極化率測(cè)定結(jié)果偏低，在礦區(qū)中部溝谷內(nèi)測(cè)定結(jié)果極化率較高，各巖性均值分布范圍為9.90%～14.90%。通過分析研究認(rèn)為，不同鉆孔巖芯的極化率差異較大，相鄰鉆孔巖芯的極化率特征相近，且各巖性具有相似的高極化率特征(張寶林等，2017)。

綜上所述，極化率異常與巖性和巖石賦存深度無直接關(guān)系，說明異常并非是由巖性和深度引起的；極化率異常與巖石分布位置以及礦區(qū)中部溝谷存在的構(gòu)造活動(dòng)關(guān)系密切。結(jié)合區(qū)域成礦規(guī)律及本區(qū)地質(zhì)特征，高極化率異常產(chǎn)生的直接原因是熱液填充和蝕變；同時(shí)隨深度變化而極化率沒有規(guī)律也印證了多期次、多方向構(gòu)造疊加的特點(diǎn)。

3.2 激電異常平面特征及找礦潛力分析

3.2.1 視極化率、視電阻率總體特征及找礦潛力分析

全區(qū)視極化率異常分為四處，編號(hào)為IPl、IP2、IP3、IP4。整體分析，視極化率異常呈規(guī)整而集中的特征。分布在礦區(qū)中部的IP1異常為主異常，呈近似橢圓狀，寬度約1.5 km，長(zhǎng)度約3.5 km，且與背景場(chǎng)界限分明，界限處等值線梯度變化明顯。分布在礦區(qū)西部的IP2、IP3、IP4為次異常，呈似條帶狀產(chǎn)出(于文濤，2016)，如圖2所示。

IP1異常區(qū)為該區(qū)主要異常，為低阻高極化異常。其與背景場(chǎng)呈現(xiàn)明顯界限，且在界限處的等值線密集分布，具明顯的變化梯度，呈規(guī)整形態(tài)分布。按11%值統(tǒng)計(jì)，該異常區(qū)可圈定局部高值區(qū)兩處。綜合該區(qū)物性特征，認(rèn)為極化率高值異常與沿構(gòu)造活動(dòng)的熱液密切相關(guān)。綜合地質(zhì)資料，該區(qū)主要受北東向斷裂F4控制，與區(qū)域主要構(gòu)造方向一致(王宇等，2014)。極化率異常主要分布在塔木蘭溝組上段(J2tm)安山巖中(圖2)。通過野外實(shí)地勘查，發(fā)現(xiàn)該巖性段的破碎蝕變帶中絹云母化、黃鐵礦化以及硅化等較為發(fā)育，是多金屬礦化賦存的有利地段。

通過鉆探查驗(yàn)，充分證實(shí)礦化體的存在，也說明該異常為礦致異常。推斷視極化率異常與熱液沿構(gòu)造活動(dòng)密切相關(guān)，成礦有利地段為IP1異常等值線界限處以及IP1的兩個(gè)帶狀高值區(qū)。

IP2、IP3、IP4次級(jí)異常規(guī)模相對(duì)較小，呈現(xiàn)低阻高極化特征，整體沿北東向展布，展現(xiàn)帶狀形態(tài)。經(jīng)野外實(shí)地勘查，地質(zhì)情況與主異常相同，應(yīng)該為F4號(hào)斷裂帶的次級(jí)構(gòu)造所控制，與主異常具有相似特征，具備一定的成礦潛力。

3.2.2 激電剖面異常特征及找礦潛力分析

在該區(qū)共計(jì)完成對(duì)稱四極激電測(cè)深剖面9條，其中8條解剖了IP1異常區(qū)，對(duì)找礦潛力評(píng)價(jià)極為重要，由南西向北東分別編號(hào)為JD6線、JD14線、JD30線、JD46線、JD74線、JD62線、JD90線、JD106及JD122線測(cè)深斷面(圖2)。

JD6線測(cè)深斷面電阻率和極化率等值線變化梯度較大，有明顯分界特點(diǎn)(圖3)。高值異常區(qū)域(大于8%)主要為25～1 000 m，異常形態(tài)較規(guī)整，異常向下有延伸，對(duì)應(yīng)較低視電阻率小于2 000 Ω·m。視極化率峰值13.35%，位于150 m處，對(duì)應(yīng)視電阻率1 367 Ω·m。推測(cè)為隱伏的多金屬硫化物礦(化)體引起。極化體總體呈層狀，頂部埋深約10 m。

JD14線測(cè)深斷面測(cè)深點(diǎn)極化率異常形態(tài)較規(guī)整，由北西向南東自地表向深部延深(圖4)，以5%圈定異常，大致可分為兩層，220 m以上和500 m以下。峰值9.3%，位于150 m處，對(duì)應(yīng)視電阻率5 654 Ω·m。對(duì)應(yīng)電阻率逐漸升高，為高阻高極化異常，推測(cè)該異常西北部為IP2異常的延伸，東南部為IP1的延伸，F(xiàn)4號(hào)斷裂帶為熱液提供了有利的活動(dòng)空間，致使多金屬硫化物礦(化)體局部富集，造就了該處的高極化異常特征。

JD30線測(cè)深斷面反演斷面圖(圖5)顯示，以5%圈定異常，可分為兩個(gè)異常區(qū)，以中間的山脊為界，北側(cè)為IP2異常成因所致，異常形態(tài)較規(guī)整，等值線梯度變化明顯，異常向下有延伸，視極化率峰值6.58%，位于1 250 m處，對(duì)應(yīng)視電阻率4 001 Ω·m；南側(cè)可能為IP1異常的延伸，異常區(qū)總體呈層狀，埋深較深，分布較廣，視極化率峰值5.84%，位于1 500 m處，對(duì)應(yīng)視電阻率3 259 Ω·m，推測(cè)其受F4號(hào)斷裂帶影響，與中酸性火山巖中熱液活動(dòng)有關(guān)，可能為局部多金屬硫化物礦(化)體富集引起，南側(cè)極化體埋深較深，向下延深較大。

JD46線測(cè)深斷面顯示極化率高值異常主要分布在標(biāo)高450 m以下(圖6)，并且存在多個(gè)異常中心，異常多為高阻高極化異常。以5%圈定異常，可圈定異常兩處。北西部位異常埋深較淺，異常中心形態(tài)規(guī)整，等值線梯度變化明顯，峰值位于25 m處，視極化率為8.63%，對(duì)應(yīng)視電阻率為678.86 Ω·m；南東部位異常埋深較深，異?？傮w呈層狀，有兩個(gè)局部異常，峰值位于1 500 m處，視極化率8.11%，對(duì)應(yīng)視電阻率 6 276 Ω·m，為高阻高極化異常。推測(cè)其受F4號(hào)斷裂影響，熱液活動(dòng)導(dǎo)致的裂隙內(nèi)金屬硫化物礦(化)體局部富集引起。

JD74線測(cè)深斷面顯示異常值明顯增高，異常形態(tài)較規(guī)整，電阻率和極化率等值線變化梯度較大，有明顯分界特點(diǎn)(圖7)。以5%圈定異常，異常主要位于65～1 000 m，高值異常(大于15%)集中在150～340 m，異常形態(tài)較規(guī)整，向下有延伸，對(duì)應(yīng)較低視電阻率(小于2 000 Ω·m)。峰值18.97%，位于40 m處，對(duì)應(yīng)視電阻率184 Ω·m。推測(cè)熱液沿F4號(hào)斷裂構(gòu)造帶活動(dòng)，致使多金屬硫化物礦(化)體局部富集，呈現(xiàn)多方向和多期次構(gòu)造疊加等特征。經(jīng)鉆探查驗(yàn)，在低阻高極化的異常內(nèi)發(fā)現(xiàn)了較為理想的銅、鋅、鉛、銀礦體。

JD62線測(cè)深斷面顯示電阻率和極化率等值線變化梯度較大，有明顯分界特點(diǎn)(圖8)，以5%圈定異常，異常主要位于25～1 000 m，高值異常(大于15%)集中在65～500 m，異常形態(tài)較規(guī)整，向下有延伸，對(duì)應(yīng)視電阻率為低阻(小于2 000 Ω·m)。視極化率峰值18.39%，位于150 m處，對(duì)應(yīng)視電阻率617 Ω·m。推測(cè)其同樣受F4號(hào)斷裂帶影響，呈現(xiàn)金屬硫化物礦(化)體局部富集和造疊加等特征。

JD90線測(cè)深斷面顯示異常值明顯增高，異常形態(tài)較規(guī)整，異常向下有延伸(圖9)，電阻率和極化率等值線變化梯度較大，有明顯分界特點(diǎn)。以5%圈定異常，異常主要位于65～1 000 m，高值異常(大于15%)集中在150～340 m，異常向下有延伸，對(duì)應(yīng)較低視電阻率(小于2 000 Ω·m)。峰值20.51%，位于40 m處，對(duì)應(yīng)視電阻率98 Ω·m。與上述斷面一樣，同樣具備受F4號(hào)斷裂帶影響而產(chǎn)生的相關(guān)特征。

JD106線測(cè)深斷面顯示異常形態(tài)較規(guī)整，自近地表到深部，均有異常存在(圖10)，以5%圈定異常，異常主要位于15～1 000 m，近似呈層狀異常帶，南東段向下延伸，且呈直立狀，對(duì)應(yīng)較低視電阻率(小于2 000 Ω·m)。視極化率峰值21.27%，位于100 m處，對(duì)應(yīng)視電阻率390 Ω·m，同樣具備金屬硫化物礦(化)體局部富集和構(gòu)造疊加等特點(diǎn)。

綜合該異常的平面剖面特征，結(jié)合地質(zhì)數(shù)據(jù)及物性測(cè)試結(jié)果，測(cè)深剖面反演結(jié)果顯示，異常呈現(xiàn)北東-南西向展布，整體受F4號(hào)斷層控制，存在多期次、多方向構(gòu)造疊加的特點(diǎn)，熱液沿構(gòu)造活動(dòng)引起的礦化體局部富集成礦。

4 結(jié)論

本區(qū)雖大量發(fā)育黃鐵礦和水系，對(duì)激發(fā)極化法成果會(huì)造成一定干擾，但反演解釋中已予以綜合考慮并剔除。通過對(duì)該區(qū)物性特征、激電中梯平面特征及激電測(cè)深剖面特征綜合研究分析，認(rèn)為該礦極化率異常與巖性和巖石賦存深度無直接關(guān)系，說明異常并非是由巖性和深度引起的；極化率異常與巖石分布位置以及礦區(qū)中部溝谷存在的構(gòu)造活動(dòng)關(guān)系密切。結(jié)合區(qū)域成礦規(guī)律及本區(qū)地質(zhì)特征，高極化率異常產(chǎn)生的直接原因是熱液填充和蝕變；同時(shí)隨深度變化而極化率沒有規(guī)律也印證了多期次、多方向構(gòu)造疊加的特點(diǎn)。

IP1異常整體受F4號(hào)推測(cè)斷裂帶控制。多期次、多方向構(gòu)造疊加也為本區(qū)熱液活動(dòng)，尤其是中酸性火山熱液活動(dòng)和礦化體富集提供了有利的通道空間。本區(qū)極化率異常與熱液沿構(gòu)造侵入密切相關(guān)，IP1異常等值線界限處以及IP1的兩個(gè)帶狀高值區(qū)是有利找礦遠(yuǎn)景區(qū)。IP2、IP3、IP4次級(jí)異常雖然規(guī)模不大，但與IP1主異常的地質(zhì)情況相同，受F4號(hào)斷裂帶的次級(jí)構(gòu)造控制，也可作為進(jìn)一步找礦的有利靶區(qū)。