大興安嶺頭道橋鈮鉭礦區(qū)地球物理、地球化學(xué)特征及找礦標(biāo)志

趙超 徐傳波 張艷昌 劉超 馬俊

摘要：頭道橋鈮鉭礦床位于大興安嶺主脊斷裂帶西北部，該斷裂帶是尋找多種有色金屬、稀土及稀有金屬礦產(chǎn)的重要地段。通過分析成礦地質(zhì)背景，結(jié)合地球物理及地球化學(xué)測量結(jié)果，對找礦標(biāo)志進(jìn)行了總結(jié)。滿克頭鄂博組、深部花崗斑巖、含有燒綠石的巖石均可作為直接找礦標(biāo)志;高阻低極化異常為礦區(qū)找礦的地球物理標(biāo)志;礦區(qū)成礦作用以Nb、Ta為主，Li、Be、Th可作為找礦的指示元素;對圈定的土壤綜合異常進(jìn)行查證，探獲了礦體，表明由Nb、Ta等主成礦元素組成的異常可作為找礦的地球化學(xué)標(biāo)志。綜合利用地質(zhì)、地球物理、地球化學(xué)方法進(jìn)行找礦是十分有效的手段，可為周邊地區(qū)找礦提供借鑒。

關(guān)鍵詞：地球物理;地球化學(xué);找礦標(biāo)志;頭道橋鈮鉭礦床;大興安嶺

中圖分類號：TD15P618.6文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

文章編號：1001-1277（2021）03-0019-06doi：10.11792/hj20210304

頭道橋鈮鉭礦床位于西伯利亞板塊南緣古生代增生帶內(nèi)，該增生帶內(nèi)構(gòu)造-巖漿活動強(qiáng)烈，成礦條件優(yōu)越，成礦期次多、強(qiáng)度大、礦床類型多樣[1]。該礦床位于內(nèi)蒙古—興安嶺晚古生代—中生代銅、鉛、鋅、金、銀、錫、鉻、鉬Ⅱ級成礦帶，東烏旗—梨子山—鄂倫春華力西期、燕山期鐵、鋅、鎢、金、鉛Ⅲ級成礦帶，各類有色金屬礦產(chǎn)豐富。前人在區(qū)域內(nèi)的研究多集中于金、銀、鉛、鋅等礦產(chǎn)，尚未發(fā)現(xiàn)稀有金屬礦產(chǎn)，相關(guān)資料較少。該礦床的發(fā)現(xiàn)，填補(bǔ)了區(qū)域內(nèi)未發(fā)現(xiàn)稀有金屬礦產(chǎn)的空白，對該礦床的進(jìn)一步研究，有助于擴(kuò)大礦區(qū)及區(qū)域內(nèi)尋找稀有金屬礦產(chǎn)的潛力。本文基于頭道橋一帶1∶5萬化探異常查證取得的1∶1萬地質(zhì)草測、土壤測量和激電測深測量成果，結(jié)合成礦地質(zhì)條件，分析礦體特征、地球物理和地球化學(xué)特征，對找礦標(biāo)志進(jìn)行總結(jié)，以期為礦區(qū)進(jìn)一步找礦提供理論支撐。

1區(qū)域地質(zhì)背景

頭道橋鈮鉭礦床屬于華北地臺興安地槽褶皺系海拉爾凹陷，區(qū)域地層以中生代火山巖、火山碎屑巖為主[2];分布有以石炭紀(jì)為主的侵入巖，巖性為白崗質(zhì)花崗巖，且發(fā)育閃長巖、閃長玢巖、花崗斑巖、流紋斑巖等晚期巖脈。中生代以來，疊加濱太平洋歐亞大陸活動邊緣構(gòu)造帶，致使地質(zhì)構(gòu)造十分發(fā)育，構(gòu)造形跡復(fù)雜多樣，構(gòu)成了以東西向構(gòu)造為主，北東向和北西向構(gòu)造為輔的構(gòu)造格局。其中，東西向斷裂多形成于古生代，且中生代以來持續(xù)活動;北東向、北西向斷裂的形成相對較晚，多形成于中生代，是主要的控巖、控礦構(gòu)造。區(qū)域礦產(chǎn)資源豐富，已發(fā)現(xiàn)翠嶺鉛鋅礦床、梨子山鐵礦床、塔爾其鐵礦床、重石山鎢鈹鉬礦床、哈達(dá)罕螢石礦床、吉源鐵礦床等[3]。

2礦區(qū)及礦床地質(zhì)特征

2.1礦區(qū)地質(zhì)特征

礦區(qū)內(nèi)地層屬濱太平洋地層區(qū)，大興安嶺—燕山地層分區(qū)，主要出露侏羅系上統(tǒng)瑪尼吐組（J3mn）和滿克頭鄂博組（J3mk）地層（見圖1）?，斈嵬陆M分布于礦區(qū)西南部，巖性比較單一，主要為灰紫色英安巖;滿克頭鄂博組大面積分布，共劃分為4個巖性段，巖性由南向北依次為凝灰質(zhì)砂礫巖、凝灰質(zhì)細(xì)砂巖、流紋質(zhì)含角礫晶屑巖屑凝灰?guī)r和流紋巖[4]，整體表現(xiàn)為火山-沉積演化序列，南側(cè)為沉積盆地，北側(cè)為中生代火山巖建造。區(qū)內(nèi)構(gòu)造多為東西向隱伏構(gòu)造。礦區(qū)地表未見巖漿巖，鉆孔內(nèi)發(fā)現(xiàn)花崗斑巖，呈斑狀結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造，斑晶為石英，基質(zhì)為長英質(zhì)[5]。

2.2礦床地質(zhì)特征

2.2.1礦體特征

礦體賦存于滿克頭鄂博組地層中，主要含礦巖性為花崗斑巖（見圖2）、流紋巖及流紋質(zhì)火山碎屑巖[6]（見圖3），受巖性控制明顯，確定礦床成因類型為火山巖（巖控）型。礦體呈層狀沿東西向展布，最大長度3.3km，最大寬度1.7km，埋深較淺，分布深度集中在100m以內(nèi)，呈不規(guī)則面狀展布。礦體水平投影面積4.3km 2，平均厚度96.94m，密度2.02g/cm 3，（Nb、Ta）2O5最高品位0.1664%，平均品位0.0186%，估算礦石量15.15萬t[7]。

2.2.2礦石特征

礦石中礦物成分極其簡單，燒綠石為主要載體礦物，礦石類型為火山巖型。礦石結(jié)構(gòu)主要為斑狀結(jié)構(gòu)，礦石構(gòu)造主要為流紋狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造，燒綠石主要以浸染狀或細(xì)脈狀分布。金屬礦物為燒綠石和少量磁鐵礦，非金屬礦物主要為石英，少量長石和絹云母等。

2021年第3期/第42卷黃金地質(zhì)黃金地質(zhì)黃金

2.2.3圍巖蝕變

礦體圍巖主要是火山巖底部和周邊部的沉積巖，巖性為沉凝灰?guī)r、砂礫巖、石英長石砂巖、泥巖及粉砂巖，這些巖性是區(qū)分礦（化）體與非礦體的重要標(biāo)志。圍巖蝕變主要有硅化、高嶺土化、絹云母化、燒綠石化、磁鐵礦化等。

3礦區(qū)地球物理特征

3.1巖（礦）石電性特征

礦區(qū)內(nèi)巖性主要為花崗斑巖、流紋巖、流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r、流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r、含礫粉砂質(zhì)泥巖、砂礫巖，對這些巖（礦）石電性進(jìn)行了測試與統(tǒng)計，結(jié)果見表1。

由表1可知：極化率方面，花崗斑巖、流紋巖、流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r、砂礫巖的極化率（常見值為0.87%～1.22%）均較高，巖石中未見有明顯的金屬硫化物;流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r、含礫粉砂質(zhì)泥巖極化率（常見值為0.34%～0.59%）均較低。電阻率方面，花崗斑巖、流紋巖、流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r、流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r電阻率（常見值為67.0～164.8Ω·m）均相對較高，含礫粉砂質(zhì)泥巖及砂礫巖電阻率（常見值為18.7～26.5Ω·m）均相對較低。

3.2激電異常特征

對礦區(qū)2號剖面和8號剖面進(jìn)行了激電測深測量，發(fā)現(xiàn)深部異常受巖性分層控制明顯，不同巖性層位對應(yīng)不同的激電異常特征（見圖4、圖5，AB為極距）。

2號剖面淺部為相對高阻低極化異常，深部為相對低阻高極化異常，總體表現(xiàn)為似層狀異常，為不同巖性差異引起。經(jīng)鉆探工程驗證，該剖面兩側(cè)表現(xiàn)為不同地質(zhì)背景，剖面南側(cè)75.78m以上巖性為含鈮鉭礦的花崗斑巖，下部為沉凝灰?guī)r和石英長石砂礫巖;剖面北側(cè)76.20m以下為花崗斑巖，上部為流紋質(zhì)巖屑晶屑凝灰?guī)r。結(jié)合地質(zhì)背景、巖石物性特征及鉆探驗證成果，推斷深部相對低阻高極化異常為砂礫巖、凝灰?guī)r等沉積巖充水后形成，上部相對高阻低極化異常為滿克頭鄂博組火山巖的反映，局部高阻高極化異常由花崗斑巖引起。

8號剖面激電異常整體形態(tài)和2號剖面基本一致，淺部顯示為相對高阻低極化異常，深部為相對低阻高極化異常，表現(xiàn)為層狀異常。經(jīng)鉆探驗證，淺部為含鈮鉭礦化的流紋巖、流紋質(zhì)火山碎屑巖，深部為含水的沉凝灰?guī)r、砂礫巖，巖性分布特征與2號剖面相同。

綜上所述，可初步確定礦區(qū)內(nèi)火山巖大致層厚及各巖性段的界線，結(jié)合地質(zhì)背景，推斷礦區(qū)應(yīng)屬于火山沉積盆地，是中生代構(gòu)造-火山作用的產(chǎn)物。滿克頭鄂博組火山巖是主要含礦地層，成礦專屬性明顯，其電性特征表現(xiàn)為高阻低極化異常，分布面積及厚度均較大，具備較好的找礦前景，同時局部的高阻高極化異?？梢源_定為花崗斑巖，巖體內(nèi)同樣含有礦體且品位較好，說明深部的激電異常是礦區(qū)找礦的重要方向。

4礦區(qū)地球化學(xué)特征

4.11∶5萬巖屑地球化學(xué)特征

區(qū)域1∶5萬巖屑測量圈定了以Nb、Y、Sn元素為主的綜合異常（見圖1）。該綜合異常呈橢圓狀，異常元素間套合較好。Nb元素異常強(qiáng)度高，具有三級濃度分帶，且以內(nèi)帶為主，濃集中心清晰，規(guī)模大，極大值為163.00×10 -6;Y元素異常以外、中帶為主，內(nèi)帶面積小，濃度梯度變化較緩，極大值為273.00×10 -6;Sn元素異常強(qiáng)度變化中等，只具有外、中帶，極大值為25.50×10 -6。地表出露滿克頭鄂博組和白音高老組火山巖，認(rèn)為該綜合異常與火山成礦作用有關(guān)，是尋找鈮、銥、鉭的有利地段。

4.21∶1萬土壤地球化學(xué)特征

4.2.1元素含量特征

對礦區(qū)進(jìn)行了1∶1萬土壤地球化學(xué)測量，將測試結(jié)果進(jìn)行了統(tǒng)計（見表2）。

主成礦元素Nb、Ta、Li、Be、Y、Th、W、Sn富集系數(shù)均大于2.0，且Nb、Ta富集系數(shù)分別為6.59，12.10，表明上述元素具有一定的成礦潛力。此外，元素相關(guān)性分析表明，Nb與Ta、Li、Be、Th等相關(guān)性較強(qiáng)，且Nb與Ta相關(guān)性最強(qiáng)。綜上，認(rèn)為礦區(qū)成礦作用以Nb、Ta為主，Li、Be、Th可作為找礦的指示元素。

4.2.2綜合異常特征

結(jié)合成礦地質(zhì)條件，圈定了以Nb、Ta元素為主的土壤綜合異常HT5（見圖1、表3）。

土壤綜合異常HT5面積5.31km 2，以Nb、Ta、Th、Li、Be元素為主，Nb元素極大值142.00×10 -6，平均值121.10×10 -6;Ta元素極大值21.30×10 -6，平均值16.79×10 -6。主要成礦元素分布于滿克頭鄂博組流紋巖中，受巖性控制明顯，其余元素均分布于流紋巖邊部或外側(cè)。流紋巖普遍發(fā)育高嶺土化和燒綠石化蝕變，Nb、Ta富集，局部達(dá)到邊界品位。

針對該綜合異常，在對應(yīng)位置分別布置了槽探與鉆探工程進(jìn)行地表揭露和深部驗證。在探槽中圈定的礦體品位0.0140%～0.0380%，平均值0.0186%，與地表元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)差異不大，鉆孔內(nèi)探獲的礦體品位同樣穩(wěn)定，說明主成礦元素受剝蝕淋濾作用影響較小，元素分布在地表或深部都呈現(xiàn)相對集中且穩(wěn)定的狀態(tài)。深部鉆探均發(fā)現(xiàn)了礦體，除2處花崗斑巖型礦體外，其余各礦體全部賦存于滿克頭鄂博組火山巖、火山碎屑巖中。由此可見，土壤綜合異常HT5具有異常規(guī)模較大、強(qiáng)度高、元素分布集中、含量相對穩(wěn)定、見礦效果好的特點。此外，成礦元素對巖性具有明顯的選擇性，成礦與滿克頭鄂博組地層密切相關(guān)，主成礦元素組合對找礦的指示作用明顯，故由Nb、Ta等主成礦元素組成的異常是找礦的地球化學(xué)標(biāo)志。

5找礦標(biāo)志

1）礦體與滿克頭鄂博組地層關(guān)系密切，受該地層控制明顯，其中流紋巖、流紋質(zhì)火山碎屑巖均為主要的含礦巖石，可作為直接找礦標(biāo)志[7]。

2）通過鉆探，在深部發(fā)現(xiàn)的花崗斑巖體同樣具有良好的含礦性，礦化連續(xù)且礦體品位穩(wěn)定，可作為直接找礦標(biāo)志。

3）滿克頭鄂博組火山巖、流紋質(zhì)火山碎屑巖及花崗斑巖內(nèi)均發(fā)現(xiàn)燒綠石，該礦物是鈮鉭的載體礦物，故含有燒綠石的巖石是直接找礦標(biāo)志。

4）礦區(qū)淺部的相對高阻低極化異常為富含鈮鉭的滿克頭鄂博組地層，該套火山巖確定為鈮鉭的含礦層位，故高阻低極化異?？勺鳛檎业V的地球物理標(biāo)志。

5）地表圈定了以Nb、Ta元素為主的土壤綜合異常，經(jīng)工程驗證發(fā)現(xiàn)了礦體，表明由Nb、Ta等主成礦元素組成的異常可作為找礦的地球化學(xué)標(biāo)志。

6結(jié)論

1）頭道橋礦區(qū)內(nèi)礦體賦存于滿克頭鄂博組地層中，主要含礦巖性為花崗斑巖、流紋巖及流紋質(zhì)火山碎屑巖，受巖性控制明顯，確定礦床成因類型為火山巖（巖控）型。

2）頭道橋礦區(qū)淺部為相對高阻低極化異常，深部為相對低阻高極化異常，總體表現(xiàn)為似層狀異常，為不同巖性差異引起。滿克頭鄂博組火山巖具有高阻低極化特征，花崗斑巖具有高阻高極化特征。

3）土壤地球化學(xué)測量結(jié)果表明，礦區(qū)成礦作用以Nb、Ta為主，Li、Be、Th可作為找礦的指示元素。圈定的土壤綜合異常經(jīng)工程查證，探獲了礦體。

4）本次找礦取得了較好的效果，驗證了成礦可能性，表明利用地質(zhì)、地球物理、地球化學(xué)綜合方法對尋找稀有金屬礦產(chǎn)是行之有效的手段，對周邊地區(qū)找礦有很好的借鑒作用。

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Abstract：ToudaoqiaoNb-TaDepositislocatedinthenorthwestofthemainridgefaultzoneofGreaterKhinganMountains.Thefaultzoneisanimportantareatosearchforavarietyofnonferrousmetals，rareearthandraremetalminerals.Inthispaper，themetallogenicgeologicalbackgroundandthegeophysicalandgeochemicalsurveyresultsareanalyzed，andtheprospectingindicatorsaresummarized.ManketoueboFormation，deepgraniteporphyryandpyrochlorecontainingrockscanbedirectprospectingindicators.Thehighresistivityandlowpolarizationanomalyisthegeophysicalindicatorforprospectinginthedistrict;themineralizationinthedistrictisdominatedbyNbandTa，andLi，BeandThcanbeprospectingindicatorelements;thedelineatedsoilcomprehensiveanomaliesareverifiedandorebodiesarediscovered，indicatingtheanomalycomposedofmainoreformingelementssuchasNbandTacanbegeochemicalindicatorsforprospecting.Comprehensiveunitizationofgeological，geophysicalandgeochemicalmethodsiseffectivemeansforprospecting.Theresearchcanbeusedasreferenceforprospectinginperipheralarea.

Keywords：geophysics;geochemistry;prospectingindicator;ToudaoqiaoNb-TaDeposit;GreaterKhinganMountains