巴林左旗碧流臺鉛鋅礦床物化探特征及找礦方向

摘要：碧流臺鉛鋅礦床是大興安嶺南段新發現的鉛鋅礦床，位于黃崗—甘珠爾廟—烏蘭浩特成礦帶東部，賦存于二疊系林西組淺變質巖系中，主要受到北東向構造控制。通過對礦區1∶1萬土壤地球化學數據進行參數統計，以及單元素異常分析、聚類分析、因子分析、因子異常分析處理，確定F1因子（Ag-Pb-Zn-Mn組合）異常區為重要的銀鉛鋅找礦標志。通過對高精度磁法測量數據進行化極、延拓、水平一階導數、垂向二階導數處理，提取結構面/線性構造、地質體/環形構造。在地質勘查工作的基礎上，結合土壤地球化學異常和高精度磁法測量解譯結果，提取地質、地球化學、地球物理找礦標志，為進一步找礦方向的確定及工程布置提供依據。

關鍵詞：鉛鋅礦床；土壤地球化學；因子分析；高精度磁法測量；中低溫熱液脈型；找礦標志；找礦方向

[中圖分類號：TD11" P618.4 文章編號：1001-1277（2025）03-0072-08 文獻標志碼：A doi：10.11792/hj20250313 ]

引言

鉛和鋅不僅是重要的戰略資源，也是重要的生產資料，廣泛應用于軍事、機械和醫療等領域。大興安嶺地區先后受到古亞洲構造域、蒙古—鄂霍次克構造域和太平洋構造域的影響，成礦條件優越，是中國重要的鉛、鋅、銀、銅、錫和鉬多金屬礦集區［1-5］，區域先后發現了白音諾爾、拜仁達壩、雙尖子山等大型、超大型鉛鋅銀多金屬礦床。碧流臺鉛鋅礦床是大興安嶺南段近年來新發現的小型鉛鋅礦床，前人對該區進行了成礦地質條件、礦床成因、成礦時代等方面的研究和討論［6-7］，但在綜合信息預測方面較薄弱。本文通過對碧流臺鉛鋅礦床1∶1萬土壤地球化學數據進行參數統計，以及單元素異常分析、聚類分析、因子分析、因子異常分析，初步圈定綜合異常區。對高精度磁法測量數據進行化極處理、不同高度上延、水平一階導數、垂向二階導數處理，提取結構面/線性構造、地質體/環形構造。結合鉛鋅礦化地質特征及分布規律，提取地質、地球化學、地球物理找礦標志，以期確定進一步找礦方向，為后續勘查工程布置提供依據。

1區域地質概況

碧流臺鉛鋅礦床位于黃崗—甘珠爾廟—烏蘭浩特成礦帶東部，其北部以賀根山斷裂為界與興安地塊相鄰，南部以西拉木倫斷裂為界與華北陸塊北緣相鄰，東部以嫩江斷裂為界與松遼盆地西緣相鄰（見圖1-A）。區域出露地層為二疊系、侏羅系和第四系。其中，二疊系上統林西組、侏羅系中統新民組和第四系為礦區主要出露地層［8］。區域形成以斷裂為主、褶皺為輔的構造格架。其中，以北東向、北西向斷裂最為發育，北北東向和東西向斷裂次之，南北向斷裂少見［9-10］。區域巖漿活動頻發，主要為中生代花崗巖（見圖1-B），大致可劃分為華力西期和燕山期。華力西期侵入巖主要巖性為輝長巖、角閃閃長巖、石英閃長巖、英云閃長巖和花崗閃長巖；燕山期侵入巖主要為石英二長斑巖和黑云母花崗巖，還有少量正長花崗巖和堿長花崗巖［11］，主要沿北東向呈巖基或巖株狀產出。

2礦區地質概況

礦區內地層出露較簡單，二疊系林西組主要出露在礦區的北部及南部（見圖1-C），整體呈東西向和北東向展布，巖性主要為灰綠色、灰色、灰黑色雜砂巖、變質砂巖、砂質板巖；侏羅系新民組出露于礦區西部，以角度不整合覆蓋于林西組之上，巖性主要為紫灰色、紫色流紋質凝灰巖，局部含火山角礫、灰黃色中粗粒砂巖及深灰色砂礫巖、礫巖；第四系沖擊砂、礫、黃土、腐殖土大面積出露。礦區發育的侵入巖主要為花崗斑巖、正長斑巖、鉀長花崗巖，其中前兩者在礦區東南部出露，形成時代為早白堊世，后者僅在鉆孔中可見，為隱伏巖體。礦區內出露的斷裂主要為北東向構造，為主要的控礦及容礦構造。礦區蝕變與礦化主要為綠簾石化、綠泥石化、硅化、鉛鋅礦化和褐鐵礦化，局部發育絹云母化、磁黃鐵礦化和黃鐵礦化。礦區內共圈定17條礦體，礦體規模以中型為主，形態為脈狀、透鏡狀。礦體圍巖為砂質板巖，二者界線清楚［8］。

3土壤地球化學特征

3.1土壤地球化學參數統計

利用Geochem Studio化探處理軟件，對原始數據進行參數統計，統計內容包括最小值、平均值（X1）、最大值、標準離差和變異系數（Cv1）及迭代剔除特異值數據的平均值（X2）、變異系數（Cv ），將各元素平均值（X1）與中國土壤豐度的比值作為富集系數，來反映各元素的相對富集貧化程度［12-17］，結果見表1。

3.2單元素異常

地球化學異常對于區域找礦具有重要指示意義，將地球化學異常準確高效地從背景中提取出來，對于找礦突破有重要意義。

Ag、Pb、Zn 3種成礦潛力較大的元素。Ag異常（見圖3-a）整體沿北東向及東西向呈串珠狀分布，主要分布在礦區南部，濃集中心明顯，具有三級異常帶，在礦區北部零星存在異常較弱。Pb異常（見圖3-b）主要分布在礦區東南部，濃集中心明顯，具有三級異常帶，整體沿北東向及東西向呈串珠狀分布。Zn異常（見圖3-c）整體沿北東向及東西向呈串珠狀分布，主要分布在礦區東南部，濃集中心明顯，具有三級異常帶，在礦區東北部較大面積存在，在礦區西部零星存在。Ag、Pb、Zn異常展布可能受北東向斷裂影響。

3.3多元素組合特征

通過SPSS軟件對原始數據進行KMO檢驗分析和Bartlett球度檢驗，KMO值為0.743，在自由度為45的條件下Sig值為0，表明數據適合進行因子分析［19-21］。以特征值大于1為限定條件，分出4個因子組合，結果見表2。4個因子的累計方差貢獻率達73.097 ％，說明元素信息相對集中。綜合地質特征及元素分布特征，F1因子組合為礦區的研究重點。F1因子方差貢獻率為31.601 ％，元素組合為Ag-Pb-Zn-Mn，反映中低溫熱液成礦過程可能伴隨Mn富集。F2因子方差貢獻率為16.864 ％，元素組合為Sn-Cu，為中高溫元素組合。F3因子方差貢獻率為13.998 ％，元素組合為高溫元素W、Mo和低溫元素As，表明富集成礦過程中可能有多期次巖漿熱液參與。F4因子方差貢獻率為10.633 ％，該因子為Au元素的反映，表明其富集成礦過程與其他元素呈弱相關或不相關。

運用SPSS軟件獲得聚類分析譜系圖（見圖4），土壤地球化學元素可分成3個多元素組合和1個單獨元素組合。第一個元素組合為Zn-Ag-Pb-Mn，對應F1因子，代表了中低溫鉛鋅銀成礦作用，此外可能伴隨有Mn的富集。第二個元素組合為Sn-Cu，對應F2因子，反映了中低溫熱液成礦作用。第三個元素組合為W-Mo-As，對應F3因子，表明元素間具有多期熱液疊加活動的特點。第四個元素組合為Au獨立元素，對應F4因子，形成異常較弱，在該區具有較高的獨立性。

3.4成礦因子異常特征

利用成礦元素因子得分可確定成礦元素組合空間分布特征，成礦因子地球化學異常圖反映成礦元素組合的分布特征及找礦標志。

F1因子地球化學異常（見圖5-a）反映的元素組合為Ag-Pb-Zn-Mn，表明中低溫熱液成礦過程可能伴隨Mn的富集并受構造影響，整體呈北東向及北西向展布，與出露的二疊系地層及中生代花崗巖分布情況套合較好。F2因子地球化學異常（見圖5-b）反映的元素組合為Sn-Cu，異常呈串珠狀沿北西向和北東向展布。F3因子地球化學異常（見圖5-c）反映的元素組合為W-Mo-As，表明在富集成礦過程中可能存在多期熱液活動，異常主要分布在二疊系和侏羅系地層，在礦區東南部與出露地層走向一致，整體呈北東向展布。F4因子地球化學異常（見圖5-d）較弱，呈星點狀分布于礦區北部及西北部。

3.5綜合異常特征

綜合分析單元素分布特征、聚類分析和因子分析結果，結合地質特征，在礦區共圈出5個綜合異常區（見圖6）。HT-1綜合異常面積約為0.832 km2，部分見礦鉆孔位于該異常區內，與因子異常套合較好。該綜合異常區為F1、F2、F3和F4 4個因子異常疊加區域。其中，F1因子為該區域的優勢成礦因子，共有5個異常區域，具有三級濃度分帶，成礦前景很好。HT-2綜合異常面積約為0.278 km2，F2因子具三級濃度分帶，為該區最具優勢的元素組合；F1因子也具有三級濃度分帶，成礦前景較好。HT-3、HT-4和HT-5綜合異常具有多個成礦因子組合異常疊加，同樣具有較好的成礦前景。

4地球物理特征

近年來，磁法測量在隱伏巖體、礦體、地下構造探測等方面得到了廣泛應用［23-25］。高精度磁法測量結果可以直接反映不同地質體磁性特征。影響磁性的因素有很多，除與當時的沉積環境、物源成分有關外，后期的斷裂活動、熱液活動、變質改造和蝕變作用等也會改變其磁性礦物的性質和分布。根據磁異常特征及綜合信息構造解譯結果，可以獲得大量地質體及構造信息。通過對1∶1萬高精度磁法測量數據進行化極處理、各方向水平一階導數處理、各深度垂向二階導數處理，提取結構面與地質體邊界［26-28］。

4.1磁異常特征

礦區磁異常分布相對簡單，可劃分為正磁異常場區、弱異常場區和負磁異常場區，總體呈現東南高西北低的特點。在礦區西北部正磁異常呈團塊狀小范

4.2結構面與地質體解譯

將化極磁異常沿0°、45°、90°、135° 4個方向進行水平方向一階導數處理。依據各方向水平導數極值軸或串珠狀異常帶，結合地質資料推斷構造線［29-30］。通過向上延拓壓制淺部干擾，反映不同深度磁性體的特征；通過垂向導數削減背景場影響，突出淺源異常的邊界特征［31］。

1）結構面（線性構造）解譯。不同線型代表不同高度，由淺到深依次為實線、虛線、點虛線（見圖8）?？傮w由北東向線性構造與北西向線性構造構成構造格架，疊加東西向線性構造與南北向線性構造。礦區主要發育北東向構造，與區域燕山期的北東向、北北東向構造相似。已探明礦體主要沿北東向斷裂及構造蝕變帶發育，北東向構造為主要的控礦構造。

2）地質體（環形構造）解譯。地質勘查驗證結果顯示，分布在砂質板巖與雜砂巖之間的花崗斑巖和花崗巖及礦體是引起高磁異常的成礦地質體。通過對化極磁異常進行各上延高度的垂向二階導數處理，提

5找礦標志與找礦方向

5.1找礦標志

1）地質標志：野外勘查及工程驗證顯示，花崗斑巖與林西組的外接觸帶為主要的賦礦部位；林西組地層為主要賦礦層位；北東向構造為主要控礦及容礦構造，礦體多呈脈狀賦存于北東向構造蝕變帶內；硅化、絹云母化、綠泥石化和綠簾石化與鉛鋅礦化關系密切。

2）地球化學標志：根據土壤測量結果，Ag、Pb、Zn為礦區的主要成礦元素，這些元素異常及組合異常是礦區鉛鋅礦找礦的地球化學標志；根據系統聚類及因子分析結果，確定礦區發育銀多金屬主成礦階段（形成Ag-Pb-Zn-Mn組合，F1因子）、銅多金屬成礦階段（形成Sn-Cu組合，F2因子）和多期熱液成礦階段（形成W-Mo-As組合，F3因子），與區域成礦作用特征一致。各成礦階段的成礦因子異常區為其找礦標志，成礦因子疊加區為進一步找礦有利地段。

3）地球物理標志：高精度磁法測量剖面圖與勘探線礦體位置對比圖（見圖10）顯示，礦體主要位于正磁異常的極值軸（線構造）或異常變化迅速的部位，以及磁性地質體（環構造）邊界處。高精度磁法測量解譯北東向構造產狀變化部位、北東向與北西向構造的交會部位，高磁性地質體形態產狀復雜變化部位，線性構造與環形構造互相切割部位等為高精度磁法測量找礦標志。

5.2找礦方向

根據成礦地質條件的有利程度和找礦標志的明顯程度，進行預測區圈定。具備明顯的斷裂構造、巖脈及圍巖蝕變等成礦條件，發育Ag、Pb、Zn等異?；虺傻V因子Ag-Pb-Zn-Mn、Sn-Cu及W-Mo-As異常，尤其是因子異常疊加，深部北東向及北西向成礦結構面（成礦斷裂）規模較大且空間產狀變化的部位和與成礦地質體交會復合的部位，高磁異常地質體的形態、產狀復雜變化的部位等，為尋找工業礦體、擴大資源儲量的潛力地段。由此，共圈定3個預測區（見圖11）。

預測區Ⅰ：出露的地層主要為林西組，并發育大量早白堊世花崗斑巖、正長斑巖。共包含2個綜合異常（HT-1和HT-2）。HT-1綜合異常面積約為0.833 km2，以Ag、Pb、Zn為主成礦元素，F1因子為主成礦因子，F2、F3、F4因子與其疊加，異常套合較好，具有三級濃度分帶，異常點數61個。HT-2綜合異常面積約為0.278 km2，以Cu、Ag、Pb、Zn為主成礦元素，F1、F2因子為主成礦因子，異常套合較好，具有三級濃度分帶，異常點數53個。高精度磁法測量解譯結果顯示，北東向及北西向構造組成該預測區的構造格架，北東向構造規模較大，具有分支復合特征。根據工程揭露，礦體大部分位于該預測區內，見礦鉆孔多位于異常疊加部位，礦體呈脈狀、透鏡狀沿北東向展布，與高精度磁法測量解譯的北東向構造形態、產狀比較吻合。

綜合異常區（HT-4和HT-5）。HT-4綜合異常面積約為0.635 km2，Ag、Pb、Zn為主成礦元素，F1因子為主成礦因子，F3因子與其疊加，異常套合較好，具有三級濃度分帶，異常點數40個。HT-5綜合異常面積約為0.316 km2，以W、Mo等高溫元素，以及Cu、Sn、Ag、Pb、Zn、As等中低溫元素為主成礦元素，F1、F2、F3因子為主因子，異常套合較好，具有三級濃度分帶，異常點數18個。高精度磁法測量解譯結果表明，隨著該預測區內高磁性地質體向深部延伸，規模逐漸變大。后續可考慮在成礦因子異常疊加較好及高磁性地質體形態、產狀復雜變化部位進行工程布置。

預測區Ⅲ：第四系大面積出露。HT-3綜合異常面積約為0.494 km2，Au、Cu為主成礦元素，F2、F4因子為主因子，F1因子與其疊加，具有三級濃度分帶，異常點數21個。高精度磁法測量解譯結果表明，該預測區以北西向構造為主，疊加北東向構造，高磁性地質體形態、產狀變化明顯。后續可考慮在北西向構造與北東向構造交會部位及構造與環形構造相交部位布置探礦工程。

6結論

1）通過對1∶1萬土壤地球化學數據進行參數統計，以及單元素異常分析、聚類分析、因子分析、因子異常分析處理，結果表明，成礦因子（Ag-Pb-Zn-Mn組合，F1因子）異常為重要的銀鉛鋅找礦標志。

2）通過對化極處理后的高精度磁法測量數據進行不同高度上延、水平一階導數、垂向二階導數處理，提取結構面/線性構造、地質體/環形構造，確定北東向及北西向構造構成礦區構造格架，疊加南北向構造及東西向構造。構造產狀變化部位、構造交會部位、高磁性地質體形態產狀復雜變化部位、線環構造互相切割部位等為高精度磁法測量找礦標志。

3）對土壤地球化學數據和高精度磁法測量數據進行深度剖析，提取了地質、地球化學、地球物理找礦標志，圈定3個預測區，為后續布置探礦工程提供依據。

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Geophysical and geochemical characteristics and prospecting direction of

the Biliutai Lead-Zinc Deposit in Bairin Left Banner

Zhang Daixin1， Yang Yanchen1， Liu Yuxuan2， Wang Xianwei3， Chen Simo1， Jing Hongfei1

（1.College of Earth Sciences， Jilin University;

2.Editorial Office of Journal of Jilin University （Earth Science Edition）， Jilin University;

3.Wancheng Business Dongshengmiao Co.， Ltd.）

Abstract：The Biliutai Lead-Zinc Deposit， a newly discovered deposit in the southern section of the Greater Khingan Mountains， is located in the eastern part of the Huanggang-Ganjur Temple-Ulanhot metallogenic belt. It is hosted in the shallow metamorphic rock series of the Permian Linxi Formation and primarily controlled by NE?trending structures. By analyzing 1∶10 000 soil geochemical survey data through parameter statistics， single?element anomaly analysis， cluster analysis， factor analysis， and factor anomaly analysis， the F1 factor anomaly zone （Ag-Pb-Zn-Mn assembly） was identified as a critical prospecting indicator for silver-lead-zinc mineralization. High?precision magnetic survey data were processed using reduction?to?pole， continuation， horizontal first derivative， and vertical second derivative methods to extract structural planes/linear structures and geological bodies/ring?shaped structures. Building on geological exploration， combined with soil geochemical anomalies and high?precision magnetic survey interpretations， this study integrates geological， geochemical， and geophysical prospecting indicators to provide a basis for determining further prospecting directions and engineering layouts.

Keywords：lead-zinc deposit; soil geochemistry; factor analysis; high?precision magnetic survey; medium?low temperature hydrothermal vein type; prospecting indicator; prospecting direction