物化探方法在內蒙古沃博爾烏蘇地區(qū)鈮鉭礦勘查中的應用

［摘要］研究區(qū)位于內蒙古自治區(qū)額濟納旗沃博爾烏蘇一帶，地表風化嚴重，構造形跡不清，綜合物化探方法對發(fā)現和圈定鈮鉭礦化體起到了重要作用，找礦效果顯著。通過總結研究區(qū)的地球物理、地球化學找礦標志，對相同地質條件的其他地段尋找該類型礦床，具有重要意義。

［關鍵詞］地球物理；地球化學；鈮鉭礦；找礦標志

2020年內蒙古國土資源勘查開發(fā)有限責任公司在本區(qū)域開展了鈮鉭多金屬礦預查工作，主要投入了1∶1萬地質填圖、1∶1萬高精度磁法測量、1∶1萬土壤地球化學測量及1∶5千地質、化探綜合剖面測量工作，并對該區(qū)進行系統(tǒng)評價工作， 取得了較好的勘查效果。筆者就該研究區(qū)的地球物理、地球化學找礦標志進行總結，為本區(qū)域鈮鉭礦找礦靶區(qū)的優(yōu)選及物化探方法技術的合理運用提供依據。

1 礦床地質簡況

1.1 地層

研究區(qū)內地層出露不全，出露地層主要為二疊系上統(tǒng)哈爾蘇海組（P3h）及第四系全新統(tǒng)（Qppal）。二疊系上統(tǒng)哈爾蘇海組（P3h）大面積出露，呈北東向展布，為一套陸源碎屑沉積巖。主要巖性為巖屑長石砂巖（P3hdak）、變質巖屑石英砂巖（P3hmdq）、硅質灰?guī)r（P3hls）。巖層中小褶皺、片理發(fā)育。該地層被二疊紀二長花崗巖侵入，鈮鉭礦（化）體主要賦存于該地層中；第四系全新統(tǒng)（Qppal）主要分布于河床及干谷中，巖性為松散的亞砂土、亞粘土、砂、礫及碎石。礫石成分復雜，與附近基巖巖性關系密切，近山端礫石多呈次棱角狀，遠山端礫石則多呈次圓－渾圓狀，沖刷斷面可見斜層理、交錯層理，表面常覆蓋有薄層的現代風成砂。

1.2 巖漿巖

研究區(qū)侵入巖不發(fā)育，出露于研究區(qū)東南角，以二疊紀為主，巖性主要為二疊紀二長花崗巖（Pηγ）和正長花崗巖（Pξγ），產出形態(tài)以巖株為主，主要呈北東向展布，受區(qū)域構造控制明顯；研究區(qū)內脈巖主要為硅質巖脈，走向均為北東向，脈寬多為1～5m，長度數十米至數百米不等。硅質巖脈為灰白色，微晶結構，塊狀構造，地表多呈脊狀突起正地形，部分硅質巖脈裂隙內可見薄膜狀褐鐵礦化。

1.3 構造

研究區(qū)位于雅干復背斜南部，拐子湖—呼和音烏蘇弧形擠壓帶南端。構造以斷裂構造為主，表現為片理化帶、構造破碎帶，主體方向為北東向，規(guī)模較大的斷層為逆斷層F1。F1斷裂構造位于研究區(qū)南東部，走向北東-南西向，傾向南東長約2.5 km。在斷裂帶中，巖石普遍具片理化，且?guī)r石破碎，局部見構造角礫巖，石英細脈和碳酸鹽細脈較發(fā)育，鐵錳礦化、硅化、高嶺土化較強。在研究區(qū)內圈定的含鈮礦化蝕變帶位于該斷層西側，礦化蝕變帶產狀與該斷層產狀一致，東部受二疊紀二長花崗巖后期侵入熱液疊加，故認為F1逆斷層為主要控礦構造。

2 地球物理特征

2.1 物性特征

在研究區(qū)內共采集四類巖石及部分鉆孔中礦（化）石?？傮w來說硅質灰?guī)r和硅質脈的磁化率（κ）強于花崗巖與砂巖，其中硅質灰?guī)r最大，砂巖最??；剩余磁化強度（Jr）特征與磁化率特征類似。硅質脈與硅質灰?guī)r均存在于F1斷裂構造附近，北東向斷續(xù)出露，可引起斷續(xù)（串珠狀）的弱磁異常帶；花崗巖與砂巖磁性區(qū)別不大，但在其接觸部位仍可形成弱的磁異常，大略可判定其接觸界限；礦（化）石的磁化率（κ）和剩余磁化強度（Jr）相對較高，但與其他類巖石均屬于同一數量級，不能嚴格區(qū)分，只有在礦物富集處有可能形成弱的單點異常（表1）。

2.2 1∶1 萬磁場特征

在研究區(qū)開展了1∶1萬地面高精度磁法測量，繪制了△T 等值線平面圖（圖1），研究區(qū)總體磁場為平穩(wěn)低緩的正磁場為主，△T 背景值為0～15 nT，與地表物性測定結果相印證。研究區(qū)內的主要磁異常展布方向為北東向，△T等值線主要為串珠狀異常和條帶狀異常，根據其異常特征推測出兩條平行的北東向斷裂構造，與地質填圖成果中F1斷層位置相吻合。結合研究區(qū)地質特征圈定了4個磁異常，編號分別為C1、C2、C3、C4。C1 異常帶位于研究區(qū)南東部二疊紀二長花崗巖（Pηγ）與二疊系上統(tǒng)哈爾蘇海組變質巖屑石英砂巖變質巖屑石英砂巖（P3hmdq）接觸部位，北東向展布，異常幅值不高，長約1.6 km，寬約180 m。推測該磁異常帶由巖體與地層接觸部位內礦化蝕變引起；C2異常呈橢圓狀，走向北東向，異常長約150 m，寬約60 m，△T最高值為216.4 nT。異常區(qū)主要巖性為變質巖屑石英砂巖；C3異常由兩個單峰異常組成，△T最高值分別為73.7 nT、74.9 nT，異常區(qū)出露二疊紀二長花崗巖（Pηγ）與二疊系上統(tǒng)哈爾蘇海組變質巖屑石英砂巖變質巖屑石英砂巖（P3hmdq），且發(fā)育有北東向硅質脈；C4異常由正負相伴的異常組成，異常形態(tài)不規(guī)則，總體呈北東向展布，具有3個比較明顯的極值中心，△T最高值為178.0 nT。異常處出露變質巖屑石英砂巖。C2、C3、C4異常呈串珠狀北東向展布，異常內部或附近具有明顯的礦化蝕變顯示，總體屬于F1斷裂構造的顯示，推測這三個異常由斷裂構造內局部富集的磁性體引起。

3 地球化學特征

3.1 1∶1 萬地球化學特征

在研究區(qū)內開展了1∶1 萬土壤地球化學測量，圈定化探異常一處，編號AP3，現將AP3 化探異常介紹如下：

AP3異常區(qū)出露的巖性為二疊系上統(tǒng)哈爾蘇海組深灰色變質巖屑石英砂巖（P3hmdq），二疊紀二長花崗巖（Pηγ）。北東向片理化帶發(fā)育。該異常總面積：1.57 km2，該異常主要由Nb、La、Ta、Au、Pb、Sn、Rb、Bi、Be、Li、Au、W等組成。主要元素異常濃集中心、濃度分帶較明顯，Nb、La、Ta濃度分帶四級，各主要元素異常峰值分別為Nb 389.6×10-6、La 265.3×10-6、Ta 19.71×10-6。異常特征見表2和圖2。

總體來說，該異常面積較大，形態(tài)不規(guī)則，呈帶狀北東向展布，長約2.7 km，且化探異常與磁異常相對應。Nb、Ta、La強度高，有多處異常濃集中心，異常分帶明顯，濃度分帶為4級。地球化學成礦條件優(yōu)越，地表礦化蝕變強烈，后經槽探、鉆探工程驗證，發(fā)現多條Nb、Ta礦（化）體，故該異常為礦致異常。

3.2 1∶5 千綜合剖面特征

在AP3異常區(qū)共布置了4條1∶5 千地質、土壤綜合剖面（P18、P23、P24、P26）進行查證，布置方向為北西向，剖面均穿過異常濃集中心，各剖面Nb、Ta、La異常重現性較好，1∶5 千地質、土壤綜合剖面特征如下：

P18 剖面140～220 點之間Nb、Ta 元素含量較高，曲線呈尖峰狀突起，各元素峰值Nb 232.9×10-6、Ta5.5×10-6，高值區(qū)與異常濃集中心位置重疊。地表出露變質巖屑石英砂巖，構造發(fā)育（圖3）。

P23 剖面20～80 點之間Nb、Ta、Au 元素含量較高，曲線呈尖峰狀突起，各元素峰值Nb 235.1×10-6、Ta11.84×10-6，高值區(qū)與異常濃集中心位置重疊，地表出露變質巖屑石英砂巖，構造發(fā)育（圖4）。

P24 剖面40～60、160～220 點之間Nb、Ta、La 元素含量較高，曲線呈雙峰狀突起，各元素峰值Nb 288×10-6、Ta 11.46×10-6、La 174×10-6，高值區(qū)與異常濃集中心位置重疊，地表出露變質巖屑石英砂巖，構造發(fā)育（圖5）。

P26 剖面240～280 間Nb、Ta、La 元素含量較高，曲線呈尖峰狀突起，各元素峰值Nb 463.4×10-6、Ta 22.89×10-6，高值區(qū)與異常濃集中心位置重疊，地表出露變質巖屑石英砂巖，褐鐵礦化發(fā)育。見圖6

4 工程驗證結果

通過對研究區(qū)內磁異常及化探異常結合地質環(huán)境綜合分析，共施工探槽10條，鉆孔4個進行工程驗證工作。在研究區(qū)內圈出4條鈮礦（化）體，鈮礦（化）體主要產于二疊紀花崗巖與二疊系哈爾蘇海組變質砂巖外接觸蝕變破碎帶中，賦礦巖性地表為褐鐵礦化、硅化塊狀變質巖屑石英砂巖，深部為黃鐵礦化、碳酸巖化、硅化塊狀變質巖屑石英砂巖。

4.1 Nb-1 號礦（化）體

位于AP3 化探異常的北部Nb 異常濃集中心，礦（化）體長約900 m，寬5～13 m，走向北東，地表由槽探（TC16、TC17）控制，深部施工鉆孔（ZK3、ZK6）驗證。

TC16槽探控制寬為8.90 m，Nb2O5最高含量0.83%、平均含量0.053%，伴生Ta2O5最高含量0.007%、平均含量0.003%。

TC17槽探控制寬為10.9 m，Nb2O5含量0.032%～0.047%。

ZK3鉆孔119.62～154.61 m見3條鈮礦化體，分別為：119.62～122.62 m見假厚3 m礦化體，Nb2O5含量為0.017%～0.029%；129.61～133.61 m見假厚4m礦化體，Nb2O5含量為0.019%～0.035%；143.61～154.61 m見假厚11 m礦化體，Nb2O5含量為0.017%～0.029%。

ZK6鉆孔39.76～52.40 m見礦化體，假厚12.64 m，Nb2O5含量0.027%～0.068%。

4.2 Nb-2 號礦（化）體

位于AP3 化探異常的北部Nb 異常濃集中心，礦（化）體長約200 m，寬1～2 m，走向北東，地表由槽探（TC12）控制，TC12槽探控制寬為2 m，Nb2O5含量0.046%～0.049%。

4.3 Nb-3 號礦（化）體

位于AP3化探異常中北部Nb異常濃集中心附近，礦（化）體長約1.1 km，寬5～10 m，走向北東。地表由槽探（TC9、TC10、TC11、TC14）控制，深部施工鉆孔（ZK2、ZK8）驗證。

TC9槽探控制寬為9 m，Nb2O5最高含量0.094%、平均含量0.084%；伴生Ta2O5最高含量0.006%、平均含量0.006%。

TC10槽探控制寬為5.5 m，Nb2O5含量0.035%～0.049%。

TC11槽探控制寬為4.96 m，Nb2O5最高含量0.091%、平均含量0.086%，伴生Ta2O5最高含量0.006%、平均含量0.005%。

TC14槽探控制寬為2 m，Nb2O5含量0.035%～0.044%。

ZK2 鉆孔11.68～17.68 m 見礦體，礦體真厚度3.53 m，Nb2O5 最高含量0.084%、平均含量0.063%；伴生Ta2O5最高含量0.005%、平均含量0.003%。

ZK8 鉆孔106.75～113.45 m 見礦體，礦體真厚度2.18 m，Nb2O5 最高含量0.11%、平均含量0.090%，伴生Ta2O5最高含量0.006%、平均含量0.005%。

4.4 Nb-4 號礦（化）體

位于AP3異常南部，地表斷續(xù)出露，蝕變帶長約800 m，寬度5～35 m，走向北東，地表揀塊樣分析Nb2O5最高值0.055%。地表由槽探（TC7、TC8、TC19）控制，深部施工鉆孔（ZK4）驗證。TC7槽探控制寬為35 m，Nb2O5含量0.025%～0.056%；TC8槽探控制寬為8.7 m，Nb2O5含量0.033%～0.047%；TC19槽探控制寬為4.6 m，Nb2O5含量0.028%～0.053%；對其施工鉆孔ZK4驗證，深部未見鈮礦（化）體。

5 結論

通過1∶1萬高精度磁法測量，縮小了找礦靶區(qū)，大致圈定了研究區(qū)內與成礦相關的控礦斷裂構造位置，局部弱的點狀、串珠狀磁異常與礦化蝕變相關；通過1∶5千綜合剖面測量，進一步確定礦化體位置、走向等信息，指導槽探、鉆探工程驗證?？偨Y本區(qū)地球物理、地球化學特征，提出本區(qū)找礦標志?？傮w來說：（1）鈮鉭礦體賦存于古生界二疊系上統(tǒng)哈爾蘇海組變質巖屑石英砂巖中，特別是該地層中硅化、褐鐵礦化蝕變帶是鈮、鉭二種成礦元素的富集部位；（2）礦（化）體的形成與分布與構造有直接關系，構造為含礦熱液的運移和賦存提供了良好的通道和空間，北東向F1斷裂構造為研究區(qū)內的主要含礦控礦構造；（3）研究區(qū)發(fā)現的礦（化）體、蝕變帶均在1∶1萬土壤測量異常的濃集中心高值區(qū)內，因此化探異常不僅是較好的找礦標志，而且化探異常濃集中心及高值區(qū)是找礦有利的地段；（4）研究區(qū)內磁場總體特征雖為弱的正磁場，已發(fā)現鈮礦（化）體中的礦石礦物含少量磁鐵礦、磁黃鐵礦，研究區(qū)內條帶狀磁異常分布與含鈮鉭蝕變帶分布范圍吻合較好，因此磁異常范圍內是有利的找礦靶區(qū)。

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