內(nèi)蒙古黑鷹山地區(qū)黃羊坡南地質(zhì)特征及找礦前景分析

席明杰，陸桂福，蔡永文，馬生明

（1.數(shù)字地球重點實驗室，中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院，北京 100094；2.中國地質(zhì)科學(xué)院地球物理地球化學(xué)勘查研究所，河北 廊坊 065000）

內(nèi)蒙古黑鷹山地區(qū)地處華北板塊、塔里木板塊和哈薩克斯坦板塊交匯地帶，屬北山成礦帶黑鷹山Fe-Au-Mo-W成礦亞帶[1]，行政區(qū)劃隸屬內(nèi)蒙古自治區(qū)額濟納旗。中國地質(zhì)科學(xué)院地球物理地球化學(xué)勘查研究所在黑鷹山地區(qū)開展1：5萬礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查工作過程中，在黃羊坡南一帶發(fā)現(xiàn)強烈的鐵族元素和親硫元素異常，經(jīng)地球物理方法綜合查證后，認(rèn)為該區(qū)具有良好的成礦地質(zhì)條件和找礦前景。本文在地質(zhì)、地球化學(xué)、地球物理特征和金屬礦物組成研究的基礎(chǔ)上，初步探討了該區(qū)的找礦前景，為后續(xù)進一步開展勘查找礦工作提供了參考依據(jù)。

1 地質(zhì)特征

研究區(qū)位于北山地區(qū)紅柳河—牛圈子—洗腸井蛇綠巖帶以南，大地構(gòu)造位置處于塔里木板塊北緣，地層區(qū)劃隸屬于塔里木—南疆地層大區(qū)—中、南天山—北天山地層區(qū)—紅柳園地層小區(qū)[2]。

區(qū)內(nèi)出露地層主要有下石炭統(tǒng)紅柳園組一段（C1hl1）、二段（C1hl2）和下白堊統(tǒng)赤金堡組（K1c）（圖1）。紅柳園組一段主要分布于研究區(qū)中、西北部，其底部見少量灰綠色礫巖、下部巖性主要為灰綠-墨綠色-暗紅色細(xì)碧巖、玄武巖夾少量流紋巖，中部主要為墨綠-灰綠色玄武巖、安山玄武巖夾安山巖，見多層灰黃色巖屑長石砂巖夾層，頂部為淺灰綠色、灰色流紋巖，該套火山巖普遍發(fā)生了綠泥石化、綠簾石化和皂石化；二段主要分布于南部和西部，整合于一段之上，底部以灰色細(xì)粒巖屑長石砂巖與一段分界，下部巖性主要為灰黑色粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖夾巖屑長石砂巖，上部由灰-黑灰色含礫粗砂巖、長石巖屑砂巖、粉砂巖等組成韻律沉積，發(fā)育正粒序?qū)永?、?fù)載構(gòu)造和水平層理[3]。在一段杏仁狀細(xì)碧巖中獲得鋯石年齡為359.9±1.4Ma，屬早石炭世。下白堊統(tǒng)赤金堡組主要分布于研究區(qū)東北部，底部為一套灰紅色、磚紅色殘積礫巖，含礫砂巖，中部為灰綠色、灰黑色泥質(zhì)粉砂巖夾中粗粒砂巖、含礫砂巖及礫巖，上部為磚紅色泥質(zhì)粉砂巖夾灰綠色泥質(zhì)粉砂巖、磚紅色含礫砂巖、礫巖，巖層內(nèi)見透明薄片狀石膏。局部地區(qū)被第四系覆蓋，主要見于季節(jié)性河流的河床、河漫灘及干谷中。

區(qū)內(nèi)巖漿活動較強烈，侵入巖主要為輝綠巖脈和花崗斑巖脈。輝綠巖分布于研究區(qū)中部西側(cè)，呈小巖株或脈狀產(chǎn)出，規(guī)模相對較大，巖石呈綠灰色、輝綠結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造，礦物組成主要為斜長石（65%±）和輝石（35%±）。斜長石呈灰白色，自形長條狀；輝石呈暗綠-綠黑色，它形粒狀結(jié)構(gòu)，充填于斜長石格架中。巖體呈長條狀沿北西向侵入紅柳園組中，受NE向斷裂控制，局部見綠簾石化及少量綠泥石化和硅化[4]。獲得輝綠巖中鋯石年齡為284.6±1.5Ma，屬早二疊世，認(rèn)為其可與新疆東部產(chǎn)出的鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)巖石進行對比，可能具有相似的成礦潛力?；◢彴邘r脈呈NW向產(chǎn)出，規(guī)模較小，在其內(nèi)產(chǎn)出小型銅多金屬礦床（圖1）。

區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，以北西向斷裂為主，北東向次之。北西向斷裂為逆斷層，走向110°～120°，傾55°～60°，控制著北西向輝綠巖脈的產(chǎn)出。

圖1 內(nèi)蒙古黑鷹山地區(qū)黃羊坡南地質(zhì)簡圖[5]

2 方法與技術(shù)

地球化學(xué)研究樣品介質(zhì)為-4～+20目土壤，采用自由網(wǎng)進行采樣，樣品密度為8點/km2，每個分析樣品由采樣點周圍的3-5個子樣品組合而成，樣品分析工作在遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)研究院完成。

地球物理探測主要開展了大功率激電中梯短導(dǎo)線剖面測量和可控源音頻大地電磁測深測量工作，使用儀器為美國Zonge公司生產(chǎn)的GPD-32Ⅱ型多功能電法儀，供電極距AB選擇為1000m，接收極距MN選擇為40m，點距40m，赤道偶極裝置進行標(biāo)量測量。

3 結(jié)果與討論

3.1 地球化學(xué)特征

區(qū) 內(nèi)Ni、Co、TFe2O3、Cr、Ti、V、Cu、Pb、Zn、Ag、S等元素地球化學(xué)異發(fā)育，其中Ni、Co元素異常沿北西向呈帶狀產(chǎn)出（圖2），異常規(guī)模較大，強度較高，空間產(chǎn)出位置與北西斷裂構(gòu)造相一致，Ni元素濃集中心與北西向輝綠巖脈相吻合，最大值為573×10-6；TFe2O3、Cr、Ti、V四元素異常形態(tài)相似，呈面狀展布，異常規(guī)模大、強度較高，濃集中心多與北東向輝綠巖脈產(chǎn)出位置相吻合，其中Fe異常規(guī)模最大，最大值為14.2%。Cu、Pb、Zn、Ag等元素異常相對較強，Cu、Ag異常呈面狀或港灣狀展布，規(guī)模較大、強度相對較高，Cu在北西向斷裂帶內(nèi)形成多個高值點，最大值為83.3×10-6，與西北角銅多金屬礦點相吻合，且具有較好的連續(xù)性；Ag異常主體產(chǎn)于紅柳園組中，不受北西斷裂構(gòu)造的控制，最大值為480×10-9；Pb、Zn多呈單點異常存在，Pb、Zn最大值為分別為212和539×10-6。

礦化劑元素S異常規(guī)模較大，為區(qū)內(nèi)異常強度最高的元素，與Ag元素異常相似，主體呈面狀分布，產(chǎn)于紅柳園組中，不受斷裂構(gòu)造控制。

綜上可知，區(qū)內(nèi)主要產(chǎn)出鐵族元素（Ni、Co、TFe2O3、Cr、Ti、V）和親硫元素（Cu、Pb、Zn、Ag）兩類地球化學(xué)異常，鐵族元素異?？傮w與北西向輝綠巖脈密切相關(guān)，具有形成Ni、Cr、Co、Ti等相關(guān)礦產(chǎn)的潛力；親硫及礦化劑元素異常多與紅柳園組火山巖及花崗斑巖脈相關(guān)，與外圍已知小型銅多金屬礦床在空間上具有連續(xù)性，暗示區(qū)內(nèi)仍具有較好的找礦前景。

圖2 黃羊坡南地球化學(xué)異常圖

3.2 地球物理特征

激電中梯面積性測量結(jié)果（圖3）顯示，區(qū)內(nèi)激電異常呈北西向帶狀分布特征明顯，視電阻率異常由北東向南西逐漸變緩，呈平緩梯度變化，視充電率則在視電阻率高低阻過渡梯度帶（中部）形成高極化異常帶，結(jié)合地質(zhì)推斷該處存在一條北西向的構(gòu)造帶。

研究區(qū)東北部為高阻低極化背景區(qū)，視充電率＜15ms；中部為相對低阻高極化異常帶，由多條北西向異常帶組合而成，視充電率峰值達(dá)37.25ms，對應(yīng)視電阻率為176.63Ω·m的低阻異常，異常帶走向方向性連續(xù)性較好，寬度約400m，兩端未封閉，為形成金屬礦化的有利部位；西南部則為低緩異常區(qū)，為背景場區(qū)，北西向展布。由視充電率異常從東北側(cè)密集等值線梯度帶過渡為西南側(cè)平緩梯度帶的特征，推斷深部極化體傾向南西。

圖3 黃羊坡南激電中梯測量視充電率和視電阻率等值線圖

由220線綜合電法剖面結(jié)果（圖4）可知，激電異常呈現(xiàn)高視充電率對應(yīng)相對低阻特征，曲線形態(tài)為多峰式（圖4a），與視電阻率異常（圖4b）對應(yīng)較好，推測存在多條傾向南西的高極化體，應(yīng)由隱伏多金屬硫化物礦（化）體引起?？臻g上，高視充電率低視電阻率異常帶與北西向斷裂帶產(chǎn)出一致，亦與Ni、Co、Cr、Cu等異常相吻合，高視充電率是硫化物礦物的反映，指示區(qū)內(nèi)成礦條件優(yōu)越，深部-300以淺可能存在向南西方向傾斜的多金屬硫化物礦化體，結(jié)合已有研究[6]，推斷高阻體（輝綠巖脈）兩側(cè)為有利找礦部位（圖4b）。

3.3 金屬礦物組成

研究區(qū)內(nèi)早二疊世輝綠巖與紅柳園組火山巖接觸帶內(nèi)褐鐵礦化發(fā)育，輝綠巖露頭普遍已褐鐵礦化，硅化強烈。輝綠巖手標(biāo)本中常見星點狀黃鐵礦及其殘骸，在早二疊世巖體與紅柳園組接觸帶發(fā)育近NE向褐鐵礦化。

顯微鏡下鑒定結(jié)果顯示，輝綠巖脈中礦石礦物為黃銅礦，脈石礦物有黃鐵礦、磁黃鐵礦、鉻鐵礦和磁鐵礦等（圖5），黃銅礦呈它形粒狀，粒徑一般＜0.2mm，主要與黃鐵礦、磁黃鐵礦混雜分布，少數(shù)零散狀、細(xì)小堆狀分布，含Cu達(dá)到邊界品位。

圖4 黃羊坡南220線綜合電法剖面圖

圖5 黃羊坡南輝綠巖中金屬礦物顯微圖像（+×20）

3.4 找礦前景分析

研究區(qū)內(nèi)成礦地質(zhì)條件優(yōu)越，石炭系紅柳園組火山巖可為親硫元素富集提供物源、早二疊世輝綠巖除提供鐵族元素成礦所需物源外。

同時也為區(qū)域內(nèi)元素活化遷移提供了必須的熱源；北西向斷裂構(gòu)造為輝綠巖的侵位提供了通道和空間，同時也可為親硫元素富集沉淀提供空間，有利于形成大規(guī)模金屬礦化。

黃羊坡南處于Ni、Co、Cu、S等元素高背景區(qū)，鐵族元素、親硫元素及礦化劑元素異常強烈；激電異常沿北西向斷裂呈帶狀分布，存在多個高視充電率和低視電阻率組合異常，綜合推斷深部-300米以淺可能存在向南西傾斜的多金屬礦化體，推斷輝綠巖脈兩側(cè)為有利找礦部位（圖4b）；微觀礦物學(xué)特征顯示區(qū)內(nèi)主要礦石礦物為黃銅礦，脈石礦物主要為磁黃鐵礦、黃鐵礦、鉻鐵礦和磁鐵礦等，與銅鎳硫化物型礦床相似[7，8]，指示其具有形成銅鎳硫化物礦床的潛力，找礦前景良好。

本次工作是在1∶5萬礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查工作基礎(chǔ)上開展的，受工作精度限制，只對區(qū)內(nèi)成礦的可能性和找礦前景進行了初步探討，建議相關(guān)地勘單位或勘查公司，在條件允許的情況下，在該區(qū)開展大比例尺詳查和勘探工作，進一步發(fā)掘深部蘊藏的寶貴資源。

4 結(jié)論

（1）內(nèi)蒙古黑鷹山地區(qū)黃羊坡南成礦地質(zhì)條件優(yōu)越，石炭系紅柳園組和早二疊世輝綠巖可為金屬成礦提供物源和熱源；

（2）該區(qū)地處Ni、Cu、Fe及S元素高背景區(qū)，產(chǎn)出鐵族元素（Ni、Co、TFe、Cr、Ti、V）和親硫元素（Cu、Pb、Zn、Ag）兩類地球化學(xué)異常，鐵族元素異常與北西向輝綠巖脈密切相關(guān)，親硫元素異常多與紅柳園組火山巖及花崗斑巖脈相關(guān)；

（3）區(qū)內(nèi)激電中梯測量低阻高極化異常沿北西向斷裂呈帶狀分布，并存在多個高視充電率和低視電阻率組合異常，顯示深部-300米以淺可能存在向南西傾斜的多金屬礦化體，推斷輝綠巖脈兩側(cè)為有利找礦部位；

（4）輝綠巖中金屬礦物組成與典型銅鎳硫化物礦床相似，綜合推斷該區(qū)具有形成銅鎳硫化物礦床的潛力，具有良好的找礦前景。