內蒙古興德里河地區(qū)土壤地球化學特征及找礦成果

諶 敏，何明友，李松濤，周光紅，張建軍

(1.湖南省地質礦產(chǎn)勘查開發(fā)局四〇三隊，湖南 常德 415000)(2.成都理工大學，四川 成都 610059)(3.貴州師范學院地理與資源學院，貴州 貴陽 550018)(4.東華理工大學地球科學學院，江西 南昌 330013)

0 引 言

興德里河地區(qū)位于內蒙古自治區(qū)的東北部，大興安嶺中北段主峰西坡，地貌屬森林沼澤中低山區(qū)。山勢相對較平緩，區(qū)內海拔874～1 340 m，切割深度中等，總的地勢為北高南低。2008年以來在研究區(qū)西南探礦權設置區(qū)內發(fā)現(xiàn)大牧羊河鉬礦點、鉛多金屬礦點2處[1]，在空間上鉛鋅、鉬礦(化)點均分布于上侏羅統(tǒng)白音高老組地層中，受該套火山巖及北北東構造控礦明顯。本區(qū)成礦條件十分有利，是尋找受上侏羅統(tǒng)白音高老組火山巖及北北東構造控制的Mo、Pb、Zn、Ag多金屬礦的有利地段，找礦前景較好。

本文根據(jù)1∶5萬土壤地球化學測量分析結果，結合成礦地質特征對元素的含量、組合等特征進行了研究，運用相關性及聚類分析，將全區(qū)18種元素分為5類礦化組合。通過計算各元素背景值及異常下限，對全區(qū)19處化探綜合異常進行了圈定、分類和評序。這些化探異常的獲取、圈定及解譯評價，為研究區(qū)礦產(chǎn)資源評價預測提供了較詳盡的地球化學資料，為進一步礦產(chǎn)查證工作提供了重要依據(jù)。

1 區(qū)域地質概況

研究區(qū)位于大興安嶺主脊略偏西，古生代屬西伯利亞板塊南東緣古生代陸緣增生帶，中生代屬大興安嶺火山巖帶北段。本區(qū)位于頭道橋—鄂倫春斷裂帶兩側，西北部屬烏爾其汗火山型被動陸緣、東南部屬東烏旗—扎蘭屯火山型被動陸緣[2-3]。區(qū)內出露地層為中生界陸相火山-沉積巖系，侵入巖較發(fā)育。中新生代地層有上侏羅統(tǒng)滿克頭鄂博組(J3m)流紋巖、上侏羅統(tǒng)白音高老組(J3b)流紋質凝灰?guī)r、上侏羅統(tǒng)瑪尼吐組(J3mn)英安質凝灰?guī)r、下白堊統(tǒng)梅勒圖組(K1m)杏仁狀安山巖、第四系全新統(tǒng)湖積、沼澤堆積及沖積等松散堆積物。

區(qū)內斷裂構造較為發(fā)育，主要表現(xiàn)為中生代火山噴發(fā)盆地形成較為寬緩的背向形構造，斷裂構造以北東向、北西淺表層次脆性斷裂為主。呈現(xiàn)北東向裂隙式、中心式噴溢特征。各火山機構周圍發(fā)育與火山機構類型相關的環(huán)狀、放射狀斷裂構造(見圖1)。

圖1 研究區(qū)地質簡圖

區(qū)內侵入巖較發(fā)育，巖石類型主要為酸性及中酸性侵入巖，以酸性侵入巖占優(yōu)勢。時代上集中于中生代，呈巖株產(chǎn)出，總體受北東向斷裂構造控制。自早至晚依次為：中細粒斑狀正長花崗巖(J3ξγb)—中細粒正長花崗巖(K1ξγzx)—石英二長斑巖(K1ηοπ)。

2 地球化學特征

區(qū)域1∶20萬水系沉積物測量工作明確了本區(qū)以中高溫熱液型Cu、Mo、Pb、Zn等多金屬礦為主的成礦特點[4]，1∶5萬土壤地球化學測量選取了Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Bi、W、Sn、Mo、Co、Ni、Li、Nb、La、U、Th共計18種分析元素。

本次采樣控制有效面積668 km2，完成有效樣品6 568個，平均采樣密度為9.83個/km2。取樣深度一般為20～50 cm，在淋積層(B層)或殘積層(C層)采樣，取樣粒級選擇0.830～4.750 mm，過篩后樣重不少于300 g。樣品加工至-0.074 mm送內蒙古呼倫貝爾市原野測試有限公司測試分析，用石墨爐原子吸收法測定Au，發(fā)射光譜法測定Sn、Ag，原子熒光法測定As、Sb，其余元素均用ICP-MS法測定。各元素分析數(shù)據(jù)的檢出限、報出率、精密度、準確度、重復性合格率均滿足規(guī)范要求[5-6]。

2.1 元素地球化學參數(shù)特征

研究區(qū)各地質單元元素地球化學參數(shù)見表1。興德里河等二幅1∶5萬礦調項目調查區(qū)位于大興安嶺北西側，故將本區(qū)與歷年大興安嶺地區(qū)1∶20萬區(qū)調的地球化學背景值之比，引用濃集克拉克值(C)進行表述，因此，以下所論述的元素富集與貧化特征是相對于北山地區(qū)背景值而言的。

表1 研究區(qū)各地質單元中元素地球化學參數(shù)統(tǒng)計

由表1可知：研究區(qū)Ag、Mo、Pb、W、As、Bi、Co等元素C值大于1.2，為這一區(qū)域相對富集元素；Cu、Zn、Sb、Li、Nb、Ni、U、Th、La等元素C值介于0.8～1.2之間，表明這些元素在該區(qū)未發(fā)生明顯的富集與貧化；而Au、Sn元素C值小于0.8，顯示相對貧化。

根據(jù)研究區(qū)土壤測量元素的變異系數(shù)(Cv)討論元素的分異特征，其中Au、Ag、As、Mo、Pb、Ni等元素Cv大于0.8，屬分布極不均勻元素，顯示為強分異型特征，是該區(qū)主要的成礦或指示元素；Cu、Zn、Sb、W、Bi、Co等元素Cv在0.5～0.8之間，屬分布不均勻元素，在有利的地質環(huán)境下可能成礦；Sn、Li、Nb、La、U、Th等元素Cv小于0.5，屬分布相對均勻元素，顯示為弱分異型特征，不易富集成礦。

侏羅系上統(tǒng)滿克頭鄂博組(J3m)Ag、As、Ni、Co等元素C值分別為2.410、2.108、2.515、2.851，只有Ag元素Cv大于0.8；侏羅系上統(tǒng)瑪尼吐組(J3mn)中W元素C值達到2.017，Au、Ag、Mo、Pb、Bi、As、Sb的Cv值均大于0.8；侏羅系上統(tǒng)白音高老組(J3b)中Ag、Co、Pb、As、Mo、W、Bi相對富集，其中Co、W元素C值分別為1.841、1.838，Au、Ag、As、Pb、Mo、Bi、Ni的Cv值均大于0.8；晚侏羅世中細粒斑狀正長花崗巖(J3ξγb)中Mo、Bi、W、Co等元素富集，Ni、Mo、As、Sb等元素Cv大于0.8；早白堊世中細粒正長花崗巖(K1ξγzx)中Mo元素C值達到1.71，Ni、Mo、Ag、Sb元素Cv值大于0.8；早白堊世石英二長斑巖(K1ηοπ)中Co元素C值達到2.227，Ag元素Cv值大于0.8。

縱觀研究區(qū)分布較為廣泛的6個主要地質單元，僅從地球化學角度根據(jù)主要成礦元素成礦有利程度排序如下：白音高老組→中細粒正長花崗巖→瑪尼吐組→石英二長斑巖→中細粒斑狀正長花崗巖→滿克頭鄂博組。

2.2 元素組合特征

研究區(qū)主要成礦元素聚類分析(見圖2)及相關性(見表2)表明，Cu-Ni-Co-Li元素關系最密切，均在0.5以上，呈正相關關系；U-Th元素關系較密切，相關系數(shù)在0.5左右。綜合異常圖上可看出，各期元素有較大范圍的疊加。在R型聚類分析圖上，發(fā)現(xiàn)Co、Pb、Bi相較于其他元素聚合程度極低，主要因為其在研究區(qū)大量賦存于第四系地層中，偏離于基巖區(qū)所致，其它元素則反映了較好的聚合性。

圖2 R型聚類分析譜系圖解

表2 土壤地球化學元素相關系數(shù)矩陣

從圖2中選取距離14可以分為4個組合異常，其中Sn跟Mo、W、Bi同屬高溫元素，故將Sn放到Mo、W、Bi組合中。4個組合異常分別如下：第一類Cu-Pb-Zn-Ni-Co礦化組合受北北東向的斷裂構造控制，與次火山作用的中低溫熱液活動有關；第二類Au-Ag-Sb-As礦化組合異常與侏羅紀花崗巖的巖漿熱液活動及區(qū)域斷裂活動有關；第三類W-Sn-Bi-Mo礦化組合與中高溫的巖漿巖及構造熱液作用有關；第四類U-Th-Li-Nb-La礦化組合由酸性巖及大量的中酸性脈巖引起，為高背景值及脈巖導致的異常[7-9]。

3 地球化學異常特征

3.1 化探異常圈定

采用各元素的對數(shù)值分析結果，然后用3倍離差疊代剔除法舍棄不合理極值，處理后再計算全區(qū)各元素的均值即背景值(X)、離差(S)。根據(jù)計算結果，并結合本區(qū)元素含量特點，確定了本區(qū)各元素的異常下限基準為X+2S。實際作圖中，根據(jù)異常區(qū)面積及保證異常連續(xù)性的原則上，各元素實際使用異常下限略有調整[10]。

以各元素實際使用異常下限為基準，分別使用異常下限的2倍、4倍作為二、三級異常分帶階值，通過計算機編制單元素異常圖，共圈定單元素異常1 308個。綜合考慮元素地球化學成礦組合特征、元素空間疊加特征等因素，再由計算機直接從單元素異常圖上提取各異常元素特征，編制成組合及綜合異常圖，在此基礎上，圈出19個化探綜合異常區(qū)，其中乙1級類異常6個、乙2級異常4個、乙3級異常5個，丙類異常3個、丁類異常1個(見圖1)。

3.2 綜合異常評序

異常評序的基本原則是以本區(qū)最有成礦意義和找礦意義的Au、Cu、Pb、Zn、Ag、Mo這6個元素特征變量為依據(jù)，根據(jù)研究區(qū)各類礦產(chǎn)的成礦地質背景以及化探異常分布特點，結合成礦地質條件有利程度、成礦信息濃縮程度、資源潛力大小等因素，在此基礎上根據(jù)區(qū)域典型礦床(點)特征對比作出判斷，將綜合異常區(qū)的上述6元素的異常面積、規(guī)模、強度、元素組合特征以及礦化蝕變分布情況進行綜合對比分析，累加分排序得出各異常序分，按積分由小到大排列，特征值越大，序號越小(見表3)，其異常的成礦遠景越好，為下一步礦產(chǎn)檢查工作提供了重要地球化學依據(jù)[11-13]。

表3 研究區(qū)化探異常評序表

元素組合特征：一般成型礦床多具有元素組分復雜，形態(tài)重合緊密的規(guī)律，據(jù)此，異常元素>10種賦10分，8～10種賦8分，5～7種賦6分，3～4種賦4分，<2種賦2分；已知礦(化)點：(1)區(qū)內有已知礦(化)點，且與異常元素吻合好的賦6分，(2)區(qū)內有已知礦(化)點但與異常元素吻合不好者賦4分，(3)無已知礦(化)者不賦分。

4 異常查證

為了重點剖析研究，在異常評序的基礎上，對區(qū)內有找礦潛力和成礦遠景并具代表性的綜合異常進行篩選，選取了AP-3這個具有工作意義和成礦前景的綜合異常作為本次找礦核心區(qū)域，進行1∶1萬土壤查證和山地工程揭露工作。

化探異常查證[14]是本次找礦工作的重點之一，研究區(qū)大部分礦(化)點都是在逐步檢查過程中發(fā)現(xiàn)的。工作方法一般在1∶5萬土壤地球化學測量所圈定的成礦條件好、地物化異常套合較好綜合異常、發(fā)現(xiàn)了礦化蝕變帶或礦化點、帶的具有較大找礦潛力的區(qū)域開展1∶1萬化探剖面測量。

AP-3綜合異常位于庫都爾林業(yè)局小九亞林場諾敏河一帶，面積16.9 km2。異常區(qū)主要位于上侏羅統(tǒng)滿克頭鄂博組(J3m)的流紋質凝灰?guī)r、瑪尼吐組(J3mn)的英安質凝灰?guī)r及少量安山質凝灰?guī)r、和白音高老組(J3b)的流紋質凝灰?guī)r及周邊部分第四系地層。

該異常以Au、Ag、Cu、Mo、Sn元素為主，其他為伴生元素。異常區(qū)主要位于3條NNE向構造斷裂帶附近，異常面積大，規(guī)模大，各異常元素套合良好，Au、Ag、Cu、Mo、Sn等元素具3級濃度分帶，其余元素大多為2級濃度分帶，具多個濃集中心，大部分元素異常形態(tài)沿NNE走向的串珠狀或帶狀分布，Mo元素為重點，峰值為59.2×10-6(見圖3、表4)，異常受3組北北東向斷裂構造影響，濃集中心呈串珠狀分布。從異常分布與形態(tài)分析，Au、Ag、Li、Cu、Ni襯度均在1.0以上，Nb、Cu、Li、Ni等元素異常規(guī)模大。上述各方面特征表明，AP-3異常區(qū)成礦地質地球化學條件較好，化探異常規(guī)模大，強度高，成礦條件有利。

表4 AP-3化探異常特征參數(shù)表

圖3 AP-3綜合異常剖析圖

4.1 土壤地球化學測量特征

對AP-3綜合異常進行1∶1萬化探剖面測量工作，選擇濃集中心明顯、成礦地球化學條件有利地段布置剖面控制異常，剖面長度根據(jù)異常規(guī)模而定，寬度根據(jù)異常區(qū)地質體出露好且元素峰值高的地段一般為200 m左右；異常范圍較大、元素峰值較低的地段，剖面線的點間距控制在40 m，總面積9.5 km2。

1∶1萬土壤測量異常重現(xiàn)極好，與1∶5萬土壤測量基本能夠對照[15]。Mo異常為重點，Mo、Sb、Cu、As、Ni等元素分異富集明顯，異常元素組合多，規(guī)模大，成礦條件有利，具有巨大的找礦前景。根據(jù)1∶1萬化探異常分布特征及元素組合關系，優(yōu)選了AP3-2異常區(qū)開展探槽驗證工作。

AP3-2異常位于AP-3區(qū)西南部，面積1.48 km2。該異常區(qū)有一組北東向斷裂F3經(jīng)過，F(xiàn)3北西側巖性為侏羅系白音高老組(J3b)流紋巖、瑪尼吐組(J3mn)安山巖和滿克頭鄂博組(J3m)流紋質凝灰?guī)r，F(xiàn)3南東側所處地層為瑪尼吐組(J3mn)英安質凝灰?guī)r，斷裂破碎帶附近巖石強硅化，礦化蝕變活動強烈。異常組合元素較齊全，其中Ag、Au、Mo等元素強度高、規(guī)模大、外中內帶清晰，均為主成礦元素，Au、Mo元素最高值分別為30×10-6、580.23×10-6(見圖4、表5)，異常襯度值分別為1.77、3.75，變異系數(shù)分別為1.94、2.16，分異富集程度好，具有多個濃集中心，具有很好的找礦價值。

表5 AP3-2異常區(qū)1∶1萬土壤測量元素特征表

圖4 AP3-2異常剖析圖

4.2 山地工程揭露成果

在AP3-2異常區(qū)內共施工11條探槽，探槽中均有不同程度礦化，其中TC11-11中Mo最高值為0.087%，達到最低工業(yè)品位；TC11-12中Mo最高值為0.047 7%，達到邊界品位；TC11-14中Mo最高值為0.015 7%，達到1/2邊界品位。根據(jù)發(fā)現(xiàn)的礦(化)點圈定出一條鉬礦(化)體，礦化體為硅化流紋巖，石英呈細脈狀沿微裂隙縫充填分布，呈近南北向長透鏡狀位于破碎蝕變帶中，總體分布受斷裂構造F3控制，地表推斷寬約23 m、長約260 m。接觸帶上常見強硅化、綠簾石化、強褐鐵礦化等蝕變，礦化標志明顯，圍巖為弱硅化玻屑沉凝灰?guī)r、流紋質火山角礫巖。

5 結 論

(1)研究區(qū)內呈明顯富集的元素有Ag、Mo、Pb、W、As、Bi、Co；呈分異至強分異狀態(tài)的元素有Au、Ag、As、Mo、Pb、Ni，主要為親銅元素。上侏羅統(tǒng)白音高老組地層主要成礦元素具有不同程度的富集和分異，是本區(qū)成礦地質條件最為有利的地段。

(2)本區(qū)花崗巖侵入體與侏羅系上統(tǒng)白音高老組接觸部是尋找斑巖型鉬等多金屬礦的有利地段，主要礦化賦存于上侏羅統(tǒng)白音高老組火山巖地層的斷裂構造中，礦化明顯受斷裂構造控制。以北東向-北北東向斷裂構造為區(qū)內主要控巖導礦構造，部分北西向斷裂或兩組斷裂的交匯部位成為主要的儲礦構造。

(3)通過逐級地球化學測量及系統(tǒng)異常查證工作，圈定了成礦有利部位，進而通過地表工程驗證發(fā)現(xiàn)了鉬礦體，表明地球化學測量方法可以逐步縮小找礦目標范圍，明確主攻礦種，充分說明此方法在森林沼澤覆蓋區(qū)找礦工作中的高效性、準確性及實用性，可以為同類地球化學景觀區(qū)找礦工作所借鑒。