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內蒙古復興屯超大型銀鉛鋅礦床地質特征及找礦標志*

2024-01-03 10:15李海軍張善明梁新強胡二紅郝智慧王亞楠康建飛周立軍
礦床地質 2023年6期
關鍵詞:鉛鋅礦火山品位

李海軍,張善明,梁新強,胡二紅,郝智慧,王亞楠,武 斌,康建飛,白 濤,周立軍

(1 中化地質礦山總局內蒙古地質勘查院,內蒙古呼和浩特 010000;2 中國地質大學地球科學與資源學院,北京 100083;3 內蒙古礦業開發有限責任公司,內蒙古呼和浩特 010011;4 內蒙古國土資源勘查開發有限責任公司,內蒙古呼和浩特 010020;5 內蒙古第八地質礦產勘查開發有限責任公司,內蒙古烏海 016000;6 鄂爾多斯市地質調查監測院,內蒙古鄂爾多斯 017000;7 內蒙古地質礦產(集團)有限責任公司,內蒙古呼和浩特 010011)

大興安嶺地區是中生代環太平洋成礦域的重要組成部分(Xu et al.,2013;周振華等,2019),區內發育眾多的鉛鋅銀多金屬礦床(江思宏等,2018),是中國重要的有色金屬及貴金屬礦產基地(吳曉林等,2021)。強烈的中生代火山-侵入巖漿作用導致在該區域形成一個與構造-巖漿活動密切相關的鉛鋅銀銅錫鉬多金屬礦床成礦系列(閆聰等,2011;Wu et al.,2011;阮班曉等,2013;Li et al.,2013;Xu et al.,2013;Tang et al.,2014;武廣等,2014;董旭舟等,2014),并引起眾多地質工作者及學者的關注。然而,位于大興安嶺南段東南坡的科爾沁右翼前旗一帶地處偏遠,工作程度較低。近年來,內蒙古國土資源勘查開發有限責任公司依托內蒙古自治區地勘基金項目《內蒙古自治區科爾沁右翼前旗復興屯礦區1區銀礦普查》,在科爾沁右翼前旗復興屯取得了重大找礦突破,在復興屯礦區1 區發現超大型銀鉛鋅礦床,Ag 金屬推斷資源量5258 t,平均品位198.21 g/t;Zn 金屬推斷資源量17.6 萬t,平均品位為1.61%;Pb金屬推斷資源量3.3萬t,平均品位為1.36%。另有低品位鋅鉛礦體,估算Zn 金屬量776 萬t,平均品位1.07%;Pb 金屬量22 萬t,平均品位0.4%。外圍另有8個預查區正在開展工作,部分區塊顯示出較好的找礦潛力。

復興屯超大型銀鉛鋅礦的發現是內蒙古近幾年地質找礦工作的重要進展,被評為中國地質學會2019 年度十大地質找礦成果之一,該礦不僅經濟價值巨大,對它的研究深入推進該區域內的地質勘探工作。本文結合區域成礦地質背景,詳細介紹了復興屯超大型銀鉛鋅礦床地質特征,以及地球物理和地球化學方法在該礦床找礦勘查中的應用,最后總結了礦床的找礦標志,期望為今后在大興安嶺地區找礦勘查提供了新的思路和方向,并為區域勘查找礦提供參考借鑒。

1 區域地質

復興屯超大型銀鉛鋅礦床位于大興安嶺南段,大地構造位置屬于西伯利亞板塊東南緣興蒙古生代造山帶錫林浩特陸緣弧之艾里格廟-霍林郭勒晚古生代島?。ɡ铄\軼等,2019;徐備等,2018),主要表現為條帶狀的古生代基底隆起和中生代火山盆地的相間排列,形成了NNE 走向的大興安嶺火山巖帶。

區域出露地層主要有二疊系、侏羅系、白堊系、新近系及第四系,其中以侏羅紀火山巖分布最廣(圖1)。區域構造為二疊系大石寨基底隆起帶、晚侏羅世—早白堊世火山構造,斷裂構造以北東向和北西向為主,其次為東西向和南北向,這些斷裂構造是區內的控巖、控礦構造。區域侵入巖出露面積較小,大面積被中生代噴出巖覆蓋。侵入巖主要為早白堊世石英二長巖、花崗閃長斑巖,其次為晚二疊世閃長巖、正長花崗巖,呈巖基、巖株狀產出。

復興屯礦區位于大興安嶺成礦省,突泉-翁牛特Pb、Zn、Ag、Sn、Cu、Mo、Au 成礦帶索倫鎮-黃崗Fe(Sn)、Cu、Pb、Zn、Ag 成礦亞帶中段(邵和明等,2016)。區域上典型礦床主要有扎木欽大型鉛鋅銀礦床、樺樹溝銅多金屬礦、水泉溝大型葉臘石高嶺石礦床等(馬玉波等,2016)。復興屯礦區位于中生代寶石火山沉積盆地內,西南直距扎木欽大型鉛鋅銀礦床約12 km,二者均位于二連浩特-扎蘭屯深大斷裂與NNE 向大興安嶺主脊斷裂交匯處附近(周富華等,2014;何鵬等,2018),大興安嶺主脊成礦地質條件優越、成礦期次多、強度大、礦床類型多樣,有豐富的Cu、Pb、Zn、Ag、W、Sn 等多金屬礦產(許立權等,2016),非金屬礦產主要有葉臘石、高嶺石等。

2 礦床地質

2.1 地質特征

2.1.1 地層與巖漿巖

礦區內出露的地層由老到新主要有上侏羅統滿克頭鄂博組、瑪尼吐組、下白堊統白音高老組和梅勒圖組及第四系全新統(圖1b)。地層總體走向北東、傾向北西。滿克頭鄂博組上部為流紋質含角礫凝灰巖、珍珠巖和流紋巖,下部為流紋質凝灰巖及火山角礫巖,為礦區主要賦礦層位,巖石整體蝕變強烈,普遍發育有高嶺石化、葉臘石化、綠泥石化、菱錳礦化、菱鐵礦化、方解石化等?,斈嵬陆M上部主要為安山質凝灰巖及安山質含角礫凝灰巖,下部為英安質含角礫凝灰巖和英安質火山角礫巖。白音高老組巖性以流紋質凝灰巖、流紋巖、流紋質火山角礫巖為主,巖石蝕變強烈,普遍發育高嶺石化、葉臘石化和碳酸鹽化。第四系主要為松散亞砂土、腐殖土等。

區內次火山巖主要為早白堊世次流紋巖,分布于區內穹狀火山的中心部位,呈巖枝狀產出。脈巖主要有碳酸鹽脈、石英脈、正長斑巖脈、流紋斑巖脈及珍珠巖脈等。

2.1.2 構造

礦區整體為一個長軸走向NE的火山構造洼地,主火山機構位于礦區南部的阿拉巴拉溝東側滿克頭鄂博組內,并發育放射狀的斷裂及珍珠巖脈。以火口為中心,晚侏羅世滿克頭鄂博期噴發相的流紋巖、火山碎屑巖向四周呈圍斜外傾,北東一側厚度較大,南西一側厚度較薄,經歷了滿克頭鄂博期、瑪尼吐期2期火山活動,瑪尼吐組英安質含角礫火山碎屑巖整合覆蓋在滿克頭鄂博組流紋質火山碎屑巖之上。2個次火口分布在礦區中部的測風塔及阿拉達坂北一帶,火山活動時期為白音高老期,不整合疊加在主火山機構的北端。阿拉達坂北西滿克頭鄂博期珍珠巖風化殼與其上石泡流紋巖之間的不整合界面證實,本區火山洼地形成(塌陷)于前二期火山活動之后,同白音高老期火山活動之間存在一個噴發間斷,主火山機構經歷了中心塌陷,次流紋巖沿環狀主火山機構外圍的火山斷裂侵入,呈巖柱狀、環形脈狀,這一過程結束了早白堊世火山活動。早白堊世環狀火山斷裂分布在火山機構外圍,礦區北部的F14 為南傾正斷層,傾角70°左右,環狀溝谷較發育,上盤下沉塌陷;西南部的F17、F18 為傾向北東的正斷層,傾角75°左右。放射狀斷裂在南部主火口四周較為發育,表現為呈弧形環繞火山口分布的陡立珍珠巖脈侵位和張扭性剪切斷面和破碎帶。早白堊世梅勒圖組的火山活動在礦區僅表現為基性巖漿溢流,由于后期的整體抬升,爆發相、溢流相層位均被剝蝕殆盡,僅表現為中心相的巖頸和巖墻就位,受NE向區域斷裂構造控制呈串珠狀排列,顯示裂隙-中心式噴發特征。

礦區斷裂構造主要以NE 向與NW 向2 組為主,EW 向及SN 向次之。二疊紀形成的NE 向斷裂為成礦前基底構造,與其大致平行的NE向斷裂是晚侏羅世末期形成的區域性構造,控制早白堊世玄武巖的展布及新生代帶狀凹陷的形態。這組斷裂主要有F1、F2、F3、F4 共4 條,走向23°~62°,總體傾向NW 或SE 的正斷層,傾角80°~85°,延長530~6200 m,為區內控巖、控礦構造,其次級斷裂、裂隙構造為容巖、容礦構造;NW 向斷裂為區內派生的次一級構造,主要有F5、F6、F7、F8 共4 條,基本都分布在礦區中部,為成礦期控礦、容礦構造,屬于正斷層,走向305°~340°,總體傾向NE 或SW,傾角75°~80°,延長840~1500 m。NE向與NW向2組斷裂一起控制了區內火山通道及火山巖的串珠狀分布,其組合形成網格狀構造形態,既是含礦熱液的運移通道,同時也為礦液的沉淀提供了有利空間。EW 向及SN 向構造在區內為擠壓破碎帶及張扭性斷層所構成,切割滿克頭鄂博、白音高老組火山巖,與NE 向斷裂一起控制了區內火山通道次流紋巖及銀鉛鋅礦體的分布。

總體來看,銀多金屬礦體主要受火山機構內部的水壓裂隙及隱爆角礫巖控制,成礦與火山-次火山熱液活動關系密切,火山構造和次火山巖侵入體派生的同生裂隙系統控制了礦體的產出,很少見到區域性斷裂控制的脈狀礦體。

2.2 礦體特征

區內共圈定575 條礦體,主要賦存于滿克頭鄂博組酸性火山巖中,以獨立銀礦體、銀鉛鋅共生礦體為主,其次為鋅礦體、鉛礦體、鋅鉛礦體(圖2a),均為隱伏礦體,總體走向317°~20°,呈“拱形”產出,西翼傾向230°~290°,東翼傾向47°~92°,傾角1°~45°。礦體形態為似層狀、透鏡狀(圖2b),主要礦化蝕變有葉臘石化、綠泥石化、高嶺土化、碳酸鹽化、菱錳礦化、閃鋅礦化、方鉛礦、黃鐵礦化,局部見黃銅礦化。

圖2 復興屯礦區1區地質圖(a)及K06勘探線剖面圖(b)1—第四系;2—下白堊統白音高老組;3—上侏羅統瑪尼吐組;4—上侏羅統滿克頭鄂博組;5—梅勒圖期次玄武巖;6—白音高老期次流紋巖;7—珍珠巖脈;8—石英斑巖脈;9—玄武巖脈;10—石英脈;11—英安巖脈;12—霏細巖;13—鋅礦體;14—銀礦體;15—鉛礦體;16—整合地質界線;17—不整合地質界線;18—逆斷層及編號;19—正斷層及編號;20—性質不明斷層及編號;21—推測斷層及編號;22—走滑斷層;23—火山斷裂;24—火山口;25—見礦/未見礦鉆孔;26—勘探線位置及編號;27—鉆孔位置及編號Fig.2 Geological map(a)of the No.1 district in Fuxingtun deposit and the K06 exploration line profiles(b)1—Quaternary;2—Lower Cretaceous Baiyingaolao Formation;3—Upper Jurassic Manitu Formation;4—Upper Jurassic Manketouebo Formation;5—Meiletu stage basalt;6—Baiyingaolao sub rhyolite;7—Perlite vein;8—Quartz porphyry vein;9—Diabase dyke;10—Quartz vein;11—Dacite vein;12—Felsite;13—Zinc ore body;14—Silver ore body;15—Lead ore body;16—Integrated geological boundary;17—Unconformity geological boundary;18—Reverse fault and its number;19—Normal fault and its number;20—Unknown fault and its number;21—Inferred fault and its number;22—Strike-slip fault;23—Volcanic fault;24—Crater;25—Ore drill hole/Dry drill hole;26—Location and number of exploration line;27—Drilling location and its number

(1)銀礦體

礦區銀礦體92 條,編號為Ag1-Ag92,其中獨立銀礦體41 條、銀鋅共生礦體25 條,銀鉛共生礦體4條,銀鉛鋅共生礦體22 條。Ag9、Ag10 富集特征最為顯著,礦體主要賦存在200 m 標高之上,平均品位198.21g/t,共生Zn 平均品位1.613%、Pb 平均品位1.361%。Ag9為獨立銀礦體,由15個鉆孔控制,礦體控制長度1000 m,控制最大斜深742 m,埋深147~464 m,賦礦標高704~413 m??傮w走向2°,西翼傾向272°,傾角8°~4°,東翼傾向92°,傾角12°~36°。礦體為似層狀,厚度0.98~23.91 m,平均厚度11.34 m,厚度變化系數69.31%,厚度穩定,礦體品位Ag88.69~598.18 g/t,平均品位Ag220.29 g/t,品位變化系數Ag63.33%。Ag10 為銀鋅共生礦體,由18 個鉆孔控制,礦體控制長度560 m,控制最大斜深864m,埋深225~561 m,賦礦標高640~305 m??傮w走向334°,西翼傾向244°,傾角6°~32°,東翼傾向64°,傾角5°~14°,礦體為似層狀,厚0.85~14.43 m,平均厚3.82 m,厚度變化系數94.77%,礦體品位Ag 80.73~396.60 g/t,平均品位131.10 g/t,品位變化系數Ag55.27%,共生Zn 品位0.045%~6.505%,平均品位1.501%,品位變化系數Zn123.82%。

(2)鋅鉛礦體

礦區鋅鉛礦體454 條,編號為Zn1-Zn454,其中鋅鉛礦體41 條,低品位鋅礦體413 條,鉛礦體29 條。以Zn45、Pb3 礦體特征最為顯著。Zn45 為獨立鋅礦體,由24個鉆孔控制,礦體控制長度560m,控制最大斜深1182 m,埋深446~922 m,賦礦標高-70 ~392m??傮w走向340°,傾向245°~250°,傾角7°~32°;東翼傾向65°~70°,傾角3°~34°。礦體形態為似層狀,厚1.65~123.45 m,平均厚24.91 m,厚度變化系數129.50%。其中K06 線礦體厚度較大,礦體品位Zn1.04%~4.403%,平均品位1.895%,品位變化系數Zn42.80%。Pb3 為獨立鉛礦體,由5 個鉆孔控制,控制長度240 m,控制最大斜深580 m,埋深332~588 m,賦礦標高551~278 m,總體走向340°,傾向250°,傾角19°~32°,形態為透鏡狀,厚1.76~7.87 m,平均厚3.55 m,厚度變化系數70.55%,礦體品位Pb 0.70%~1.129%,平均品位0.982%,品位變化系數Pb18.67%。

2.3 礦石特征

銀鉛鋅礦體主要賦存于流紋質裂隙內(圖3a~d),礦體可分為3 種類型:第一種為密集陡立細脈狀礦體,見于礦床深部,受水壓裂隙控制,常形成規模大而品位較低的鋅礦體;第二種為隱爆角礫巖型礦體,位于礦床淺部,受隱爆角礫巖控制,在10 號勘探線見于地表以下100~400 m 處,其中根據夾石分布情況可劃分出多條礦體,控制著該礦床中主要的銀鉛鋅礦體及銀礦體;第三種為脈狀銅鋅礦體,呈粗脈狀展布,僅見于14 號勘探線底部。復興屯礦床礦體形態常呈似層狀或透鏡狀。

圖3 復興屯礦區主要賦礦圍巖(a~d)和礦石顯微照片(e~f)a、b.含礦流紋巖;c、d.含礦流紋巖巖芯;e.流紋巖鏡下特征;f.礦化蝕變流紋巖鏡下特征;g.鉛礦化火山角礫巖;h.鋅銅礦化火山角礫巖Q—石英;Pl—斜長石;Nsl—自然銀;Sph—閃鋅礦;Gn—方鉛礦;Fh—銀黝銅礦;Bn—斑銅礦;Cp—黃銅礦;Py—黃鐵礦Fig.3 Representative photographs of main host-rocks(a~d)and ores(e~f)from the Fuxingtun ore districta,b.Rhyolite with Ag-Pb-Zn mineralization;c,d.Ore-bearing rhyolite core;e.Microscopic characteristics of rhyolite;f.Microscopic characteristics of ore-bearing rhyolite;g.Microscopic characteristics of lead mineralization of volcanic breccia;h.Microscopic characteristics of zinc and copper mineralization of volcanic breccia Q—Quartz;Pl—Plagioclase;Nsl—Natural silver;Sph—Sphalerite;Gn—Galena;Fh—Freibergite;Bn—Bornite;Cp—Chalcopyrite;Py—Pyrite

銀(鋅)金屬礦物主要有針碲金銀(AL)、自然銀(Nsl)、銀黝銅礦(Fh)、閃鋅礦(Sph)、方鉛礦(Gn)、黃銅礦(Cp)、黃鐵礦(Py)、毒砂(Ars)、菱錳礦(Rds),非金屬礦物主要有石英、玉髓和方解石(圖3e~h)。礦物生成順序:黃鐵礦→毒砂→閃鋅礦→黃銅礦→方鉛礦→針碲金銀礦。

2.4 圍巖蝕變特征

復興屯礦床主要發育中-低溫熱液蝕變,主要蝕變類型有高嶺土化、菱錳礦化、硅化、葉臘石化、伊利石化、綠泥石化、及絹云母化等,歸納總結為5 類蝕變特征:Ⅰ碳酸鹽化:在本區廣泛發育,其中菱錳礦化是本區最主要的特征蝕變類型之一,分布范圍較廣,在銅鋅礦化、鉛鋅礦化和銀鉛鋅礦化階段均有發育,礦體及附近巖石都可發現其存在;Ⅱ高嶺土化和葉臘石化:在該礦區中分布范圍最廣,幾乎所有流紋質凝灰巖均發生了不同程度的高嶺土化和葉臘石化,這是由于在熱液作用下,流紋質凝灰巖孔隙度較大且易于發生蝕變所致,蝕變程度以頂部的銀鉛鋅礦體附近較強,在深部低品位鋅礦體及銅鋅礦體周圍蝕變程度相應減弱;Ⅲ絹云母化:常見于流紋質凝灰巖中,由長石經熱液蝕變而成,多分布于銅鋅礦體或低品位鋅礦體附近,常與石英、黃鐵礦共生,構成黃鐵絹英巖化。Ⅳ硅化:在礦區亦較為發育,存在于成礦各階段,但各階段硅化的表現形式略有區別,銅鋅礦體附近主要呈細粒石英的形式存在,而在鋅礦體、尤其是在銀鉛鋅礦體中,常以玉髓形式發育。Ⅵ伊利石化和綠泥石化:在礦區亦有發現,但是分布相對局限,與上述幾種蝕變類型相比整體發育程度較弱。

總之,蝕變的分帶性規律不太明顯,但整體看亦有演變趨勢:深部的銅鋅礦體和低品位鋅礦體周圍發育以硅化、菱錳礦化和絹云母化為主的蝕變帶,向上為低品位鋅礦體最為發育的部位,該段絹云母化程度減弱,高嶺土化和葉臘石化較深部增強,石英粒度變細,菱錳礦化增多,偶見伊利石化發育;頂部銀鉛鋅礦體圍巖發育強高嶺土化和葉臘石化,菱錳礦化亦較為常見,該部位石英多以玉髓形式發育。

2.5 成礦階段

結合野外觀察和室內光薄片鑒定結果,復興屯礦床的成礦過程可以劃分為3個成礦階段:

Ⅰ銅鋅硫化物階段:為礦床中發育的脈狀銅鋅礦體,該階段金屬礦物以閃鋅礦、黃銅礦和黃鐵礦為主,亦有少量方鉛礦、黝銅礦和銀黝銅礦等,脈石礦物主要以石英和菱錳礦為主,石英晶型相對較好,該階段礦石常呈塊狀或脈狀構造;Ⅱ鉛鋅硫化物階段:該階段主要發育細脈狀礦石,構成低品位鋅礦體和低品位鉛礦體,金屬礦物主要發育有閃鋅礦、方鉛礦、銀黝銅礦、硫銻銅銀礦、黝銅礦、黃鐵礦等,亦有少量毒砂,該階段脈石礦物以菱錳(鐵)礦為主,亦有部分石英/玉髓發育;Ⅲ銀鋅硫化物階段:該階段主要發育角礫巖型礦石,主要構成銀礦體、銀鉛鋅礦體和部分鋅礦體,金屬礦物以黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦和銀礦物為主,脈石礦物以玉髓、方解石和菱錳礦為主,常形成角礫狀及細脈浸染狀礦石。

3 地球物理特征

3.1 區域地球物理特征

研究區位于興蒙造山帶北東段,區域內地質條件復雜,構造運動強烈,巖漿活動頻繁,各時代地層和各類巖漿巖分布廣泛。根據1∶5萬航磁ΔT等值線平面圖(圖4)可以看出,區域上磁場總體呈北東-南西向條帶狀展布,為一個變化多端、正負相伴的雜亂磁異常區,負磁場場值介于-70~-1800 nT之間;正磁場場值介于0~5573.5 nT 之間。平面上磁異常多呈不規則片狀、點狀、條帶狀,剖平圖上呈多峰、正負跳躍的磁場特征,這些特征在航磁垂向一階導數等值線平面圖中表現的更為明顯,結合研究區地質特征,該區主要分布白堊系白音高老組、侏羅系滿克頭鄂博組及瑪尼吐組火山巖。由巖礦石磁性特征可知,各種巖石的感磁和剩磁差別很大,即使同種巖石的磁性變化也很大,必然形成磁場強度變化很大且呈正負交替的鋸齒狀異常,但其中也有分布較為規則的正異常和規模、強度較大、連續性好的負異常(圖4,異常編號:C3),C3異常位于多個獨立正磁異常和帶狀正磁異常所形成的環狀正異常內,呈北東-南西向延伸,尾部轉為向北,呈“魚”狀,主異常長約18 km,平均寬約3.5 km,中間最寬約4.5 km,ΔT極大值-1800 nT,在該負異常周邊伴有強度不等、正負交替的雜亂磁異常。異常區地表出露地層有白堊系白音高老組流紋質-英安質凝灰巖、中酸性火山碎屑巖夾碎屑沉積巖、中性熔巖等,負異常周邊出露侏羅系瑪尼吐組安山巖、英安巖、粗面巖、粗安巖。正長斑巖體(脈)、二長斑巖脈、花崗巖脈,從物性特征分析,這幾種巖石的磁性均較弱,故推測負磁異常應為深部具弱磁性的巖體所致。因此作者認為,復興屯地區磁異常主要為火山巖引起,研究區是一個較為典型的火山巖磁場特征。正負摻雜成群并出現集群式雜亂分布的磁異常,受北東向斷裂控制的環鏈狀火山機構群控制,復興屯1 區處于環鏈狀火山機構群內,其異常中心對應于塌陷破火山口,異常平穩由火山口塌陷巖石破碎去磁所致(朱小三等,2018)。依據異常強度與空間分布形態并結合地質背景推知,火山機構中心地帶火山熱液活動相對比較強烈,有利于礦物質富集成礦。

由航磁ΔT化極等值線平面圖可見(圖4),研究區內及周邊已經查明的扎木欽大型鉛鋅礦床、復興屯超大型銀鉛鋅多金屬礦床、樺樹溝銅鉛鋅礦床、復興屯4 區鉛鋅礦床等均位于-100~200 nT 弱磁場范圍內,通過以上綜合分析認為,下一步的工作中應加強對環形構造內外側、斷裂構造發育、磁場強度ΔT在-100~200 nT、負異常邊部或正負異常交界處零等值線上的研究和找礦勘查。

3.2 礦區地球物理特征

(1)1∶1萬高精度磁法測量

礦區1∶1 萬高精度磁法測量劃定磁場分區6 處(圖5),編號為Ch1、Ch2、Ch3、Ch4、Ch5、Ch6。經正則化濾波,圈定具有一定規模異常5處,編號為CL1、CL2、CL3、CL4、CL5(圖6)。CL1異常對應地質體為火山小洼地;CL2-2、CL2-3 異常對應地質體為火山錐;CL3 異常對應地質體為破火山口斷陷盆地;CL4 異常對應地質體為火山塞;CL5-1、CL5-2 異常對應地質體為火山錐?;鹕酵莸兀ɑ鹕綑C構小規模塌陷)繞塌陷盆地四周密集分布,整體構成蓮蓬狀火山機構構造群。放射狀斷裂構造由盆地向外輻射,對四周火山機構進行分割。高維等(2016)認為破火山口斷陷盆地、火山洼地及放射狀斷裂的共同疊加往往會體現礦體的形態、規模,該結論與研究區特征基本一致。

圖5 復興屯礦區1∶10 000高精磁測ΔT化極等值線平面圖1—見礦鉆孔;2—未見礦鉆孔;3—磁場分區;4—勘探線位置及編號Fig.5 Contour plan for the ΔT of 1∶10 000 scale high precision magnetic survey in the Fuxingtun ore district,reducted to the pole1—Ore drilling;2—Dry drilling;3—Division of magnetic field;4—Location and number of exploration line

圖6 復興屯礦區1∶10000高精磁測ΔT正則化濾波等值線平面圖1—見礦鉆孔;2—未見礦鉆孔;3—磁異常編號;4—勘探線位置及編號Fig 6 Contour plan for the ΔT of 1∶10000 scale high precision magnetic survey in the Fuxingtun ore district,ΔΤ regularized filtering1—Ore drill hole;2—Dry borehole;3—Magnetic anomaly number;4—Location and number of exploration line

(2)1∶1萬激電中梯測量

根據礦區電法資料,礦區視極化率中部及東北部和南部(ηs)≥2.0%為主(圖7),異常范圍較大,中部的異常主要呈南北向展布,北側異常未封閉,在其周邊視極化率(ηs)為1.0%~2.0%,賦礦區域ηs值一般在1.8%~3.0%之間(等值線);礦區視電阻率整體呈現四周高阻,中部低阻的特征(圖8),視電阻率異常高低反映明顯??蓪⒁曤娮杪蚀笾路譃楦咦鑵^和低阻區2 個區段:高阻區視電阻率介于193~300 Ω·m 之間,主要分布于礦區的四周邊部,等值線較為稀疏,封閉的等值線呈近南北向展布,出露滿克頭鄂博組酸性凝灰巖及流紋質凝灰巖,局部被第四系覆蓋;低阻區視電阻率<193 Ω·m,主要分布于礦區中部及南部,等值線較為稀疏,封閉的等值線呈南北向分布,出露滿克頭鄂博組酸性凝灰巖、流紋巖,礦體分布與低阻區有關。

圖7 復興屯1區時間域激發極化法測量極化率異常等值線平面圖1—極化率異常分區編號;2—極化率異常分區界限Fig.7 Plan of abnormal isoline of polarizability measured by time domain induced polarization method in the No. 1district of Fuxingtun deposit1—Polarizability anomaly area number;2—Boundary of polarizability anomaly area

圖8 復興屯1區時間域激發極化法測量視電阻率等值線平面圖1—電阻率異常分區編號;2—電阻率異常分區界限Fig.8 Plan of resistivity isoline measured by induced polarization method in time domain in the No.1 district of Fuxingtun deposit1—Resistivity anomaly area number;2—Boundary of resistivity anomaly area

總之,視極化率ηs 較高的部位與視電阻率ρs 低值區吻合較好,高值異常區總體反映賦礦巖石及圍巖受熱液蝕變造成黃鐵礦化、鉛鋅礦化等金屬硫化物富集有關,顯示鉛鋅成礦區為低電阻、高極化區特征(圖7、圖8)。低電阻率與鉆孔中測定的各巖石電性標本值相差不大,反映本區巖石受熱液蝕變強烈,疏松、破碎。

4 地球化學特征

4.1 區域地球化學特征

1∶5 萬區域地球化學異常AS7、AS8 主要分布在侏羅系上統滿克頭鄂博組、瑪尼吐組火山巖中,總體呈北東向展布(圖9)。Ag、Pb、Zn、Au、Mo 等元素在本區有富集趨勢,其豐度值較高,變異系數較大,顯示強分異特征,為區內主要成礦元素。其他元素呈弱分異,分布均勻,濃集克拉克值接近大興安嶺地區豐度值。侏羅系上統火山巖內,主要成礦元素Pb、Zn、Ag具明顯的富集和分異特征,異常強度高、套合好,具一定規模,經異常查證,各元素峰值Ag:10×10-6,Pb:1000×10-6,Zn:1000×10-6,并伴有As、Sb、Bi、Mn 等元素異常,元素組合具中低溫熱液成礦特征。

圖9 復興屯地區Ag、Pb、Zn元素化探組合異常圖1—第四系;2—下白堊統白音高老組;3—上侏羅統瑪尼吐組;4—上侏羅統滿克頭鄂博組;5—梅勒圖期玄武巖;6—白音高老期次流紋巖;7—珍珠巖脈;8—石英斑巖脈;9—輝綠巖脈;10—整合地質界線;11—不整合地質界線;12—見礦/未見礦鉆孔;13—勘探線位置及編號;14—化探綜合異常范圍(1∶5萬);15—化探綜合異常范圍(1∶10 000)Fig.9 Geochemical exploration combination anomaly map of Ag,Pb and Zn elements in the Fuxingtun area1—Quaternary;2—Lower Cretaceous Baiyingaolao Formation;3—Upper Jurassic Manitu Formation;4—Upper Jurassic Manketouobo Formation;5—Meiletu stage basalt; 6—Baiyingo sub rhyolite;7—Perlite vein; 8—Quartz porphyry vein; 9—Diabse vein; 10—Integrated geological bound‐ary;11—Unconformity geological boundary;12—Ore bearing drilling/Barren ore drilling;13—Location and number of exploration line;14—Comprehensive range of geochemical anomaly(1∶50 000);15—Comprehensive range of geochemical anomaly(1∶10 000)

4.2 礦區地球化學特征

1∶1 萬土壤測量在礦區共圈定化探異常4 處,編號為AP1-1、AP1-2、AP1-3、AP1-4(圖9)。銀鉛鋅礦對應AP1-1異常,該異常主成礦元素Ag、Pb、Zn濃集中心明顯,異常強度高、規模大且吻合性好,具有中-低溫熱液型銀鉛鋅多金屬礦元素組合特征(表1、圖10a~h)。侏羅系上統滿克頭鄂博組是本區的主要賦礦層位,Ag、Pb、Zn等成礦元素在該地層中富集明顯。鉆孔深部已見厚大層銀鉛鋅礦體,表明該異常為礦化導致。

表1 AP1-1異常特征值表Table 1 AP1-1 geochemical anomaly characteristic values

圖10 復興屯礦區AP1-1化探異常剖析圖1—第四系;2—滿克頭鄂博組晶屑、巖屑凝灰巖;3—滿克頭鄂博組珍珠巖;4—礦化體;5—勘探線及編號;6—見礦鉆孔及編號;7—未見礦鉆孔及編號Fig.10 Analysis map of AP1-1 geochemical anomaly in the Fuxingtun ore district1—Quaternary;2—Crystal and lithic tuff of Manketouebo Formation;3—Perlite of Manketouebo Formation;4—Mineralized bodies;5—Exploration line;6—Ore drill hole location and its number;7—Dry drillhole location and its number

4.3 礦床元素分帶模式

在復興屯礦區東西向K10 勘探線統計6 個鉆孔(ZK1010、ZK1008、ZK1006、ZK1004、ZK1003、ZK1005)原生暈測量數據,在南北向Z3 線統計4 個鉆孔(ZK1802、ZK0602、ZK0102、ZK0903)原生暈數據,大致建立了礦床元素分帶模式。

利用直觀經驗對比法,從K10 原生暈剖面圖(圖11a~o)可以看到,各主成礦元素Ag、Pb、Zn 異常面積較大,三級濃度分帶清楚圍繞礦體四周分布,且異常在地表均有發育。Ag、Pb 異常主體分布在標高200 m 以上(圖11b~c),為偏礦上元素,另一處濃集中心位于標高-200 m 附近。Ag、Pb、Zn、Mn、Cd 異常吻合性好,且具有很好的相關性。As、Sb 異常主要集中于東部鉆孔600 m 標高及以上(圖11g、h)。Cu、Au、Bi、W、Sn、Co 異常分布在標高200 m 以下(圖11e~f、i~j、k、m)。 Cu、Bi 異常吻合好,有3 處濃集中心,分別位于標高200 m 和-200 m 附近。Au、W、Sn、Co 異常吻合好。因此,初步可以對異常的分帶性從礦上-礦體-礦下分為:(As、Sb)-Ag(Pb、Zn)-(Cd、Cu、Au、Bi、Co、Sn、W),與Beus 等(1977)建立的熱液礦床標準分帶基本一致,且與花敖包特Pb-Zn-Ag 多金屬礦床可以對比(陳永清等,2011)。Mo 元素異常集中分布于標高600~800 m以及-200 m 附近(圖11),在剖面上具兩處濃集中心。結合南北向剖面總體分析認為成礦熱液可能源于西北方向。

圖11 復興屯礦區K10勘探線原生暈剖面圖1—第四系;2—鉆孔;3—鋅礦體;4—銀礦體;5—鉛礦體Fig.11 Primary halo profile of the exploration line K10 in Fuxingtun ore district1—Quaternary;2—Drill hole;3—Zinc ore body;4—Silver ore body;5—Lead ore body

從南北向Z3 線原生暈剖面圖(圖12a~l)可以看到,元素異常分布與東西向K10 線基本一致,Ag、Pb、Zn 異常面積較大(圖12a~c),Ag、Pb 異常主要分布在礦體上部,具多處濃集中心。As 異常濃集中心分別位于標高700~800 m和0~400 m(圖12f)。Sb異常集中于偏南部鉆孔ZK0602 和ZK1802 中標高600~700 m 和400 m 附近(圖12g)。Hg 異常主要集中于ZK0602 和ZK1802 中標高600~800 m(圖12i)。Au、Bi、W、Sn、Mo等元素具一定的相關性,異常吻合性好。Au、Bi異常濃集中心位于ZK0602的0~100 m(圖12e、f)。Sn 異常位于ZK0102 和ZK0602 底部-200~0 m(圖12k)。W 異常集中于標高-200~200 m(圖12j)。由此可見,該剖面自地表向下垂向分帶序列大體表現為(Hg、Mo、As、Sb)-Ag(Pb、Zn)-(Cu、As、Au、Bi、W、Sn、Mo)。

圖12 復興屯礦區Z3線原生暈剖面圖Fig.12 Primary halo profile of the line Z3 in the Fuxingtun ore district

5 找礦標志

通過對礦區開展綜合勘查,研究地物化信息的找礦指示意義,作者總結了如下找礦規律:

(1)晚侏羅世—早白堊世陸相火山碎屑巖

大興安嶺成礦帶南段分布的眾多銀鉛鋅礦往往與晚侏羅世—早白堊世陸相火山碎屑巖關系密切,如扎木欽、復興屯2 區、復興屯4 區、昌圖希力以及本研究區,是該成礦帶主要的銀鉛鋅含礦地層,區內與銀鉛鋅相關的地層為滿克頭鄂博組(J3mk)和白音高老組(K1b)酸性火山碎屑巖,主要巖性為流紋質(含)角礫晶屑巖屑凝灰巖、流紋質(含)角礫巖屑凝灰巖、流紋質(含)角礫凝灰巖、流紋質凝灰巖、流紋巖、流紋質火山角礫巖等,尤其是發育菱錳礦化、硅化、葉臘石石化等蝕變地段為銀鉛鋅主要含礦層位。

(2)網格狀斷裂構造體系

區域上,前中生代基底隆起屬大石寨基底隆起帶西緣,中心部位分布于桃合木-復興屯-樹木溝一帶?;茁∑饍戎行牟课怀侍厔?,斷裂構造發育,北西一側斷面多向北西傾,南東方向斷面向南東傾。北東向、北西向構造在火山活動結束以后扭曲變形,從而形成較為陡傾的正斷層,和隆起帶兩側的基底凹陷共同構成走向北東的塹-壘構造體系。NENNE 向以及近EW 向深大斷裂整體控制了火山巖的空間展布,同時也控制了大興安嶺成礦帶的展布。具體到礦區內,北東向斷裂構造控制中生代火山機構的分布,通過礦區中心部位,呈隱伏性質存在,是火山活動之前的基底斷裂構造。與其大致平行的北東向斷層構造是晚侏羅世末期形成的區域斷裂構造,控制早白堊世玄武巖展布及新生代帶狀凹陷的形態;東西向及南北向構造在區內為擠壓破碎帶及張扭性斷層所構成,根據鉆孔巖芯觀察沿南北向小裂隙礦化較發育;北西向斷裂主要分布在礦區中部,與北東向斷裂一起控制了區內火山通道及火山巖的串珠狀分布,這2 組構造形成網格狀構造形態,既是含礦熱液的運移通道,同時也為礦液的沉淀提供有利空間。這些大斷裂的次級斷裂及其交匯部位,則進一步控制了成礦流體的運移和礦質沉淀,這些控礦斷裂的方向主要為NW-NWW 向、NE 向,次為EW向,因此,斷裂構造的復合部位成為礦化比較集中的部位。且在多個礦區形成了網格狀的構造體系(呂新彪等,2020)。研究區內北東向構造與后期北西向構造形成網格狀構造形態<控制了銀鉛鋅礦體的空間分布。

(3)環狀火山機構

礦區內晚侏羅世火山巖的分布及火山機構的北東向串珠狀排列明顯受隱伏基底斷裂構造的控制。古生代基地斷裂構造的持續活化誘發了大規模的陸內巖漿作用的發生,使得北東向串珠狀阿拉達坂火山構造洼地內被火山巖大面積覆蓋,環狀及放射狀斷裂主要出露于火山機構周圍及火山噴發中心,圍繞火山口呈環狀或放射狀展布,是火山機構的重要組成部分。同時也是成礦物質主要沉淀地段,復興屯1區大型銀鉛鋅多金屬礦床即賦存于此。礦化范圍被嚴格地限制在火山機構與邊界斷裂構造交匯部位,因此,破火山口斷陷盆地、火山洼地及放射狀斷裂共同疊加控制礦體的形態、規模(高維等,2016),研究區內銀鉛鋅礦體主要分布于環狀火山機構(破火山口、火山盆地)內,火山熱液活動往往在該區域發育,是礦化較為集中的部位,為本區找礦的重要靶區。

(4)礦化蝕變標志

銀鉛鋅礦主要產于晚侏羅世—早白堊世陸相火山碎屑巖內,地表礦化蝕變主要為高嶺土化、菱錳礦化、硅化、葉臘石化、高嶺石化、綠泥石化、碳酸鹽化;鉆孔深部主要為黃鐵礦化、鉛鋅礦化,因此產于晚侏羅世—早白堊世陸相火山碎屑巖內的高嶺石化、菱錳礦化、硅化、葉臘石化、綠泥石化、碳酸鹽化、黃鐵礦化、鉛鋅礦化是主要的礦化蝕變標志。

(5)地球化學標志

1∶5 水系沉積物Ag、Pb、Zn、Mo、Sb、Mn 元素組合異常,特別是Ag、Pb、Zn 異常套合較好、濃集中心明顯、異常強度高地段是找礦有利地區。1∶1萬土壤測量Ag、Pb、Zn、Sb 元素組合異常,特別是上述元素均存在3~4 級濃度分帶地區常對應礦床位置。礦床原生暈分帶顯示:前緣暈主要為As、Sb、Hg、Ag 組合,近礦暈以Ag、Pb、Zn 組合為主,尾暈為Cd、Cu、Au、Bi、Co、Sn、W 組合。因此,化探Ag、Pb、Zn、Sb(Mo、Mn)元素組合異常是復興屯銀鉛鋅礦床的主要地球化學找礦標志。

(6)地球物理標志

研究顯示,銀鉛鋅礦體對應火山機構、環形構造內外側、斷裂構造發育、火山洼地(火山機構小規模塌陷)對應環狀平穩負磁異常,磁場強度ΔT在-100~200 nT、負異常邊部或正負異常交界處零等值線上是尋找多金屬礦床重要標志。

激電異常顯示視電阻率一般<300 Ω·m,視極化率值以3.0%>ηs>1.80%。因此找礦過程中須注意平穩環形負磁異常、低阻高極化激電異常對應地區是重要的成礦地段。

6 結 論

(1)內蒙古科爾沁右翼前旗復興屯超大型銀鉛鋅礦受火山機構內部的(破火山口及塌陷的火山盆地)水壓裂隙及隱爆角礫巖-網格狀斷裂構造體系控制,成因類型為陸相火山-次火山熱液型礦床。

(2)礦區內具穩定環狀負磁異常,場值一般在-250~0 nT 之間;礦區整體呈低阻高極化激電異常特征,礦體主要集中分布在低阻區,視電阻率一般<300 Ω·m,視極化率值以3.0%>ηs>1.80%找礦效果較好,具低阻高極化特征;礦區內Ag、Pb、Zn、Cu、Mo異常尤為顯著,異常規模較大,套合較好;垂向上前緣暈(淺部)元素主要以As、Sb、Hg、Ag 為主,近礦暈(中部)元素以Ag、Pb、Zn 為主,并伴有Cu、Au,尾暈(深部)元素以Mo、Bi、Sn 和少量的W 為主,與典型熱液礦床原生暈垂向分帶基本一致。

(3)復興屯超大型銀鉛鋅礦床找礦標志為晚侏羅世—早白堊世陸相酸性火山碎屑巖、網格狀斷裂構造體系、火山機構(環狀放射性斷裂圍繞破火山口、塌陷的火山盆地展布)、礦化蝕變(高嶺石化、菱錳礦化、碳酸鹽化、硅化、葉臘石化、黃鐵礦化、鉛鋅礦化)、平面及垂向Ag-Pb-Zn-Cu-Au 元素異常組合、環狀平穩負磁異常和低阻高極化激電異常。

(4)該礦床的發現為大興安嶺地區尋找隱伏礦體提供了一種有效的勘查模式,工作思路為:綜合大比例尺地物化掃面圈定靶區-精細地物化評價定位礦體-工程驗證定性,勘查模式為:酸性火山-碎屑巖+特征蝕變+火山機構+網格狀斷裂構造系統+Ag、Pb、Zn異常+低電阻率高極化率異常+工程驗證。

致 謝中國地質科學院礦產資源研究所研究員武廣老師以及內蒙古國土資源勘查有限責任公司各位專家學者提出的寶貴修改意見,對論文質量的提高至關重要,同時強化了作者的學術嚴謹意識,項目組人員尤其是顧寧同志付出了辛苦勞動,在此一并致以最真誠的感謝。

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