內(nèi)蒙古扎賚特旗地區(qū)水系沉積物地球化學(xué)特征及找礦方向

陳雷，劉德鵬，賴柏生，周海娟，王秋璇，王亞瓊

（安徽省勘查技術(shù)院，安徽合肥 230031）

0 引言

本次工作是中國(guó)地調(diào)局部署在大興安嶺成礦帶上的1∶5萬(wàn)地球化學(xué)普查示范項(xiàng)目，在已完成的1∶20萬(wàn)扎賚特旗幅區(qū)域化探[1]基礎(chǔ)上優(yōu)選了5 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)1∶5萬(wàn)圖幅（新林鎮(zhèn)幅、南燕幅、阿爾本格勒蘇木幅、罕達(dá)罕鄉(xiāng)幅、伊力特幅）進(jìn)行1∶5萬(wàn)化探普查，采用水系沉積物測(cè)量方法，通過(guò)異常查證和綜合研究，對(duì)扎賚特旗地區(qū)地球化學(xué)特征及找礦方向進(jìn)行分析探討，為進(jìn)一步地質(zhì)勘查工作部署提供依據(jù)。

1 地質(zhì)概況[1～2]

研究區(qū)位于西伯利亞板塊東南大陸邊緣、大興安嶺隆起南端與東部松嫩沉降帶過(guò)渡帶上，地層主要出露侏羅系南坪組（J2n）礫巖、粗砂巖夾火山巖，上庫(kù)力組（J3sn）安山質(zhì)、流紋質(zhì)火山熔巖、安山巖、凝灰?guī)r夾流紋巖以及白音高老組（J3by）凝灰砂礫巖、流紋巖、流紋質(zhì)火山碎屑巖、熔結(jié)凝灰?guī)r；其次為二疊系高家窩棚組（P1g）安山玢巖、流紋斑巖、石灰?guī)r透鏡體、火山碎屑巖夾粉砂巖，四甲山組（P1sj）生物灰?guī)r、砂巖、粉砂巖夾蝕變安山玢巖，柳條溝組（P1l）生物碎屑亮晶灰?guī)r及燧石條帶灰?guī)r、粉砂巖以及林西組（P2l）粉砂巖、粉砂質(zhì)板巖、泥質(zhì)板巖、砂巖夾流紋斑巖質(zhì)凝灰熔巖（圖1）。

區(qū)內(nèi)巖漿巖廣泛發(fā)育，主要有華力西晚期花崗巖、花崗閃長(zhǎng)巖和燕山早期花崗巖、閃長(zhǎng)巖等。華力西晚期侵入巖為區(qū)內(nèi)最活躍的一次巖漿活動(dòng)，是區(qū)內(nèi)最重要的一次成礦期，區(qū)域上與鐵、鉬、銅、鋅及稀有放射性礦產(chǎn)有密切的成因聯(lián)系。

研究區(qū)橫跨東烏旗南晚華力西地槽褶皺帶、西烏旗晚華力西地槽褶皺帶和巴林左旗晚華力西地槽褶皺帶三個(gè)構(gòu)造單元，經(jīng)歷多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)疊加，形成以北東向和北西向?yàn)橹鞯娜A夏系和新華夏系構(gòu)造體系。北東向構(gòu)造主要表現(xiàn)為壓性斷裂的分布，對(duì)地層的展布和巖漿巖的侵入有明顯控制作用；而北西向構(gòu)造表現(xiàn)為張扭性斷裂，為容礦構(gòu)造。兩組斷裂構(gòu)造的交匯部位成礦條件更為有利。

2 樣品采集與分析測(cè)試

研究區(qū)屬于退化的森林沼澤景觀向草原景觀過(guò)渡地帶，本次工作方法以水系沉積物測(cè)量為主，局部水系不發(fā)育或采集不到符合要求樣品的地段輔以土壤測(cè)量。樣點(diǎn)布設(shè)在一級(jí)水系溝口和二級(jí)水系中，長(zhǎng)度大于500m 的一級(jí)水系中加布采樣點(diǎn)，平均采樣密度4.3個(gè)點(diǎn)/km2。采用手持GPS定點(diǎn)，GPS航跡監(jiān)控到點(diǎn)率和定位精度。采集的水系沉積物樣品以中粗砂為主，采樣時(shí)多點(diǎn)組合（點(diǎn)位上下50m范圍內(nèi)）。局部采集不到符合要求的水系沉積物樣品時(shí)，采集殘積、殘坡積碎屑物質(zhì)代替（多點(diǎn)組合）。為排除腐殖質(zhì)的干擾，野外采樣時(shí)就地水篩，不能就地水篩的帶回駐地用無(wú)根水水篩。樣品加工截取粒級(jí)-10～+60目，加工后樣品重量大于150g。

圖1 扎賚特旗地區(qū)地質(zhì)圖（據(jù)文獻(xiàn)[2]改繪）Figure 1.Geological map of the Jalaid Banner area（modified after reference [2]）

本次樣品分析測(cè)試了As、Sb、Hg、Au、Ag、Cu、Pb、Zn、Cd、W、Mo、Bi、Sn、Fe、Co、Ni 等16 個(gè)元素，其中Cu、Fe、Zn 采用等離子體光譜法分析，Co、Ni、Mo、Cd、W、Pb、Au采用等離子體質(zhì)譜法分析，As、Sb、Hg、Bi采用原子熒光光譜法分析，Ag、Sn 采用發(fā)射光譜法分析。分析方法及分析質(zhì)量指標(biāo)均符合規(guī)范要求，分析數(shù)據(jù)可靠。

3 元素地球化學(xué)特征

3.1 元素含量特征

研究區(qū)元素的含量特征可以用各元素的濃集系數(shù)（元素含量平均值與區(qū)域平均值之比）和變化系數(shù)（元素含量標(biāo)準(zhǔn)離差與平均值之比）兩個(gè)指標(biāo)來(lái)衡量，前者反映元素的富集程度，后者表征元素的分散程度。濃集系數(shù)和變化系數(shù)越大，在區(qū)內(nèi)局部富集成礦的可能性就越大[2]。從表1中可以看出，Hg、Mo、Fe三元素相對(duì)貧化；Ag、Sn濃集系數(shù)在1.2～1.5之間，表現(xiàn)為較富集特征；As、Sb、Cu、Co、Ni濃集系數(shù)均大于1.5，為強(qiáng)富集元素。從元素分散程度上看，Ag、Sn變化系數(shù)小于0.3，為弱分異元素；Au、Pb、W、Bi、Fe變化系數(shù)在0.3～0.5，為一般分異元素；As、Sb、Cu、Mo、Co、Ni的變化系數(shù)均高于0.5，為強(qiáng)分異元素。綜合兩個(gè)指標(biāo)，As、Sb、Cu、Co、Ni 在區(qū)內(nèi)表現(xiàn)為強(qiáng)富集強(qiáng)分異元素，局部富集成礦的可能性大，為本區(qū)的主要成礦元素。

表1 全區(qū)水系沉積物地球化學(xué)特征統(tǒng)計(jì)表Table 1.Statistics of geochemical characteristics of stream sediments in the whole area

3.2 元素組合特征

對(duì)全區(qū)水系沉積物元素含量進(jìn)行因子分析，采用方差極大法求取正交旋轉(zhuǎn)主成分因子解，求取初始特征值大于1的前5個(gè)因子（表2）。其中F1因子Co-Fe-Ni-Pb-Sb為鐵族元素組合，與區(qū)內(nèi)廣泛分布的火山巖有關(guān)，反映火山作用過(guò)程中形成的鐵族元素礦化，同時(shí)伴有一定的銅礦化；F2因子Mo-As-Bi-Sb為高溫?zé)嵋夯顒?dòng)元素組合，主要形成Mo礦化，可能受到后期低溫?zé)嵋夯顒?dòng)的疊加改造而被破壞；F3 因子Zn-Cd-W為低溫?zé)嵋夯顒?dòng)元素組合，主要為鋅礦化，同時(shí)伴生Cd；F4 因子Cu-Au 為區(qū)內(nèi)銅、金礦化因子，同時(shí)伴生有銀礦化；F5因子Hg為巖漿射氣元素，與構(gòu)造活動(dòng)關(guān)系密切，對(duì)區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造具有指示意義。

表2 全區(qū)水系沉積物元素因子分析載荷特征表Table 2.Features of factor loadings of elements from stream sediments in the whole area

3.3 有利成礦地質(zhì)單元

水系沉積物中元素的濃集比例（地質(zhì)單元中元素平均含量與全區(qū)平均含量之比）和變化系數(shù)可以反映元素在某個(gè)地質(zhì)單元中的富集分異程度，從而定性地判斷不同地質(zhì)單元的成礦有利度。

統(tǒng)計(jì)結(jié)果[2]顯示，四甲山組中As、Au、Ni、Cu、W、Sb、Zn、Bi富集，As、Co、Ni、Sb、Au強(qiáng)分異；柳條溝組中Mo、As、Au、Bi、Sb、W 富集，As、Mo、Sb、Au、Co、Cu、Ni強(qiáng)分異；林西組中Ni、Cu、Au、Fe、Zn、Co 富集，As、Ni、Co、Sb、Au、Mo 強(qiáng)分異；南坪組中Mo、Bi、As、W、Au、Ni富集，As、Sb、Mo、Co、Ni強(qiáng)分異，這些地層為區(qū)內(nèi)主要有利成礦地質(zhì)單元。另外，所有元素在兩期巖體中均貧化，而在地層中富集，表明元素在地質(zhì)過(guò)程中由巖體向圍巖遷移，指示區(qū)內(nèi)成礦類型應(yīng)以熱液型為主，兩期巖體與有利成礦地層的接觸帶為重要成礦部位。

4 異常特征

由于區(qū)域上金屬礦產(chǎn)主要有鐵銅、金、鋅和鉻（鈷、鎳）等[4]，結(jié)合前述對(duì)研究區(qū)內(nèi)元素富集分異特征的分析，本文僅討論鐵族元素和Cu、Au、Zn 等元素異常特征及分布規(guī)律。

4.1 鐵族元素異常

鐵族元素異常主要分布在研究區(qū)西南部、中北部和東北部，異常規(guī)模大、強(qiáng)度高，呈北東向和北西向展布。在德?tīng)査篂趵?伊力特、吳家地溝-高家窩棚、和箭頭山-四方旗村形成3條北東向異常帶，展布方向與構(gòu)造線方向基本一致，異常的分布與中下二疊統(tǒng)林西組、四甲山組和高家窩棚組中酸性火山巖有關(guān)，受地層控制明顯。

4.2 銅、金、鋅異常

異常主要分布在研究區(qū)西南部、中北部和東北部，呈北東向帶狀或串珠狀分布，局部呈北西向展布。在德?tīng)査篂趵?巴爾嘎斯臺(tái)和小巴彥胡蘇-新林公社-高家窩棚形成2 條北東向異常帶。在三合屯、哈爾朝楚、巴爾嘎斯臺(tái)、布敦烏拉、石灰窯、柳樹(shù)公社、山泉林場(chǎng)等地發(fā)育高強(qiáng)度異常，主要受四甲山組、高家窩棚組與兩期巖體的內(nèi)外接觸帶控制。

總體上元素異常的產(chǎn)出受構(gòu)造和接觸帶控制明顯，尤其在下二疊統(tǒng)含灰?guī)r地層與巖體的接觸帶附近，若存在多期熱液活動(dòng)或斷裂構(gòu)造的交匯部位，成礦條件更為有利。

5 重要找礦靶區(qū)特征及找礦方向

根據(jù)異常查證結(jié)果和地質(zhì)背景綜合分析，在29處主要成礦（指示）元素綜合異常中優(yōu)選出小巴彥胡蘇（HS-18）、巴爾嘎斯臺(tái)（HS-21）和哈爾朝楚（HS-23）三處綜合異常為A級(jí)找礦靶區(qū)。

HS-18 異常位于研究區(qū)中西部小巴彥胡蘇（圖1），異常面積約4km2，元素組合為Bi-As-Ag-W-Cu-Au，其中As、Au、Ag、Cu、Bi 異常規(guī)模大、強(qiáng)度高、濃集中心明顯、內(nèi)中外帶齊全，且各元素異常的套合關(guān)系好（圖2）。異常區(qū)內(nèi)出露高家窩棚組和華力西晚期花崗巖，處于北東、北西向斷裂交匯部位，華力西晚期花崗巖沿北東向斷裂侵入，在與高家窩棚組的接觸帶上形成銅多金屬礦化矽卡巖，異常西南邊緣產(chǎn)有一處褐鐵礦化點(diǎn)。異常查證結(jié)果顯示，在刻槽樣品中Au 含量達(dá)4.2g/t、Ag 含量達(dá)98.5g/t、Cu 含量達(dá)1.31%、Pb 含量達(dá)3.09%。同時(shí)異常礦化體剝蝕程度較淺[2]，綜合反映該靶區(qū)的成礦條件十分優(yōu)越，進(jìn)一步找礦方向?yàn)槲◣r型銅多金屬礦。

HS-21 異常位于研究區(qū)西南部巴爾嘎斯臺(tái)（圖1），面積約7km2，元素組合為Cd-Zn-As-Au-Sb-WAg-Bi，其中Cd、Au、Zn、As、W、Bi元素異常強(qiáng)度高、規(guī)模大、內(nèi)中外帶齊全（圖3），Zn最高含量0.65%，Cd 最高含量0.05%。異常濃集中心明顯且套合情況好。異常區(qū)內(nèi)出露四甲山組和華力西晚期花崗閃長(zhǎng)巖，在異常南緣巖體與地層的接觸帶上發(fā)育矽卡巖，異常查證在矽卡巖帶的刻槽樣中Zn含量達(dá)2.03%，表明異常是由鋅礦化引起的礦致異常。同時(shí)異常前緣暈發(fā)育尾暈不發(fā)育，表明剝蝕程度淺，具有尋找矽卡巖型鋅礦的前景。

圖2 HS-18綜合異常剖析圖Figure 2.Profile chart of comprehensive anomaly HS-18

圖3 HS-21綜合異常剖析圖Figure 3.Profile chart of comprehensive anomaly HS-21

HS-23異常位于研究區(qū)西南邊緣，哈爾朝楚北約1km（圖1），面積約4km2，元素組合為Cd-As-Zn-Ag-Sb-Cu-W-Au-Bi，其中As、Sb、Au、Ag、Cu、Zn、Cd、W、Bi元素異常強(qiáng)度高、規(guī)模大、內(nèi)中外帶齊全，異常濃集中心明顯且套合情況好（圖4）。異常區(qū)出露四甲山組與華力西晚期花崗巖、花崗閃長(zhǎng)巖，在異常南緣接觸帶上發(fā)育銅礦化、鉛鋅礦化矽卡巖帶，由SW 至NE 依次產(chǎn)出3 個(gè)銅礦化點(diǎn)和1 個(gè)鉛鋅礦化點(diǎn)，其刻槽樣中Cu 含量達(dá)0.18%，Ag 含量達(dá)243g/t，Zn 含量達(dá)1.49%，Pb 含量達(dá)11.32%，表明異常是由銅鉛鋅銀多金屬礦化引起的礦致異常。同時(shí)異常前緣暈發(fā)育、剝蝕程度淺，該靶區(qū)具有良好找礦前景，找礦方向?yàn)槲◣r型銅鉛鋅銀多金屬礦。

圖4 HS-23綜合異常剖析圖Figure 4.Profile chart of comprehensive anomaly HS-23

6 結(jié)論

（1）根據(jù)元素含量與區(qū)域背景值的對(duì)比以及元素分布特征的研究，本區(qū)主要成礦元素為As、Sb、Cu、Ni、Co，鐵族元素礦化主要與火山作用有關(guān)，銅多金屬礦化則與熱液活動(dòng)關(guān)系密切。

（2）研究區(qū)內(nèi)水系沉積物元素組合主要可分為5組：①Fe-Co-Ni-Pb-Sb；②Mo-Bi-As-Sb；③Zn-Cd-W；④Cu-Au；⑤Hg。

（3）研究區(qū)內(nèi)異常的分布與礦化的形成主要受構(gòu)造和接觸帶控制，成礦類型以矽卡巖型為主。

（4）小巴彥胡蘇、心和屯和哈爾朝楚三處A 級(jí)找礦靶區(qū)具有較大找礦潛力，有必要開(kāi)展進(jìn)一步勘查工作。