内蒙古兴德里河地区土壤地球化学特征及找矿成果

谌 敏，何明友，李松涛，周光红，张建军

(1.湖南省地质矿产勘查开发局四〇三队，湖南 常德 415000)(2.成都理工大学，四川 成都 610059)(3.贵州师范学院地理与资源学院，贵州 贵阳 550018)(4.东华理工大学地球科学学院，江西 南昌 330013)

0 引 言

兴德里河地区位于内蒙古自治区的东北部，大兴安岭中北段主峰西坡，地貌属森林沼泽中低山区。山势相对较平缓，区内海拔874～1 340 m，切割深度中等，总的地势为北高南低。2008年以来在研究区西南探矿权设置区内发现大牧羊河钼矿点、铅多金属矿点2处[1]，在空间上铅锌、钼矿(化)点均分布于上侏罗统白音高老组地层中，受该套火山岩及北北东构造控矿明显。本区成矿条件十分有利，是寻找受上侏罗统白音高老组火山岩及北北东构造控制的Mo、Pb、Zn、Ag多金属矿的有利地段，找矿前景较好。

本文根据1∶5万土壤地球化学测量分析结果，结合成矿地质特征对元素的含量、组合等特征进行了研究，运用相关性及聚类分析，将全区18种元素分为5类矿化组合。通过计算各元素背景值及异常下限，对全区19处化探综合异常进行了圈定、分类和评序。这些化探异常的获取、圈定及解译评价，为研究区矿产资源评价预测提供了较详尽的地球化学资料，为进一步矿产查证工作提供了重要依据。

1 区域地质概况

研究区位于大兴安岭主脊略偏西，古生代属西伯利亚板块南东缘古生代陆缘增生带，中生代属大兴安岭火山岩带北段。本区位于头道桥—鄂伦春断裂带两侧，西北部属乌尔其汗火山型被动陆缘、东南部属东乌旗—扎兰屯火山型被动陆缘[2-3]。区内出露地层为中生界陆相火山-沉积岩系，侵入岩较发育。中新生代地层有上侏罗统满克头鄂博组(J3m)流纹岩、上侏罗统白音高老组(J3b)流纹质凝灰岩、上侏罗统玛尼吐组(J3mn)英安质凝灰岩、下白垩统梅勒图组(K1m)杏仁状安山岩、第四系全新统湖积、沼泽堆积及冲积等松散堆积物。

区内断裂构造较为发育，主要表现为中生代火山喷发盆地形成较为宽缓的背向形构造，断裂构造以北东向、北西浅表层次脆性断裂为主。呈现北东向裂隙式、中心式喷溢特征。各火山机构周围发育与火山机构类型相关的环状、放射状断裂构造(见图1)。

图1 研究区地质简图

区内侵入岩较发育，岩石类型主要为酸性及中酸性侵入岩，以酸性侵入岩占优势。时代上集中于中生代，呈岩株产出，总体受北东向断裂构造控制。自早至晚依次为：中细粒斑状正长花岗岩(J3ξγb)—中细粒正长花岗岩(K1ξγzx)—石英二长斑岩(K1ηοπ)。

2 地球化学特征

区域1∶20万水系沉积物测量工作明确了本区以中高温热液型Cu、Mo、Pb、Zn等多金属矿为主的成矿特点[4]，1∶5万土壤地球化学测量选取了Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Bi、W、Sn、Mo、Co、Ni、Li、Nb、La、U、Th共计18种分析元素。

本次采样控制有效面积668 km2，完成有效样品6 568个，平均采样密度为9.83个/km2。取样深度一般为20～50 cm，在淋积层(B层)或残积层(C层)采样，取样粒级选择0.830～4.750 mm，过筛后样重不少于300 g。样品加工至-0.074 mm送内蒙古呼伦贝尔市原野测试有限公司测试分析，用石墨炉原子吸收法测定Au，发射光谱法测定Sn、Ag，原子荧光法测定As、Sb，其余元素均用ICP-MS法测定。各元素分析数据的检出限、报出率、精密度、准确度、重复性合格率均满足规范要求[5-6]。

2.1 元素地球化学参数特征

研究区各地质单元元素地球化学参数见表1。兴德里河等二幅1∶5万矿调项目调查区位于大兴安岭北西侧，故将本区与历年大兴安岭地区1∶20万区调的地球化学背景值之比，引用浓集克拉克值(C)进行表述，因此，以下所论述的元素富集与贫化特征是相对于北山地区背景值而言的。

表1 研究区各地质单元中元素地球化学参数统计

由表1可知：研究区Ag、Mo、Pb、W、As、Bi、Co等元素C值大于1.2，为这一区域相对富集元素；Cu、Zn、Sb、Li、Nb、Ni、U、Th、La等元素C值介于0.8～1.2之间，表明这些元素在该区未发生明显的富集与贫化；而Au、Sn元素C值小于0.8，显示相对贫化。

根据研究区土壤测量元素的变异系数(Cv)讨论元素的分异特征，其中Au、Ag、As、Mo、Pb、Ni等元素Cv大于0.8，属分布极不均匀元素，显示为强分异型特征，是该区主要的成矿或指示元素；Cu、Zn、Sb、W、Bi、Co等元素Cv在0.5～0.8之间，属分布不均匀元素，在有利的地质环境下可能成矿；Sn、Li、Nb、La、U、Th等元素Cv小于0.5，属分布相对均匀元素，显示为弱分异型特征，不易富集成矿。

侏罗系上统满克头鄂博组(J3m)Ag、As、Ni、Co等元素C值分别为2.410、2.108、2.515、2.851，只有Ag元素Cv大于0.8；侏罗系上统玛尼吐组(J3mn)中W元素C值达到2.017，Au、Ag、Mo、Pb、Bi、As、Sb的Cv值均大于0.8；侏罗系上统白音高老组(J3b)中Ag、Co、Pb、As、Mo、W、Bi相对富集，其中Co、W元素C值分别为1.841、1.838，Au、Ag、As、Pb、Mo、Bi、Ni的Cv值均大于0.8；晚侏罗世中细粒斑状正长花岗岩(J3ξγb)中Mo、Bi、W、Co等元素富集，Ni、Mo、As、Sb等元素Cv大于0.8；早白垩世中细粒正长花岗岩(K1ξγzx)中Mo元素C值达到1.71，Ni、Mo、Ag、Sb元素Cv值大于0.8；早白垩世石英二长斑岩(K1ηοπ)中Co元素C值达到2.227，Ag元素Cv值大于0.8。

纵观研究区分布较为广泛的6个主要地质单元，仅从地球化学角度根据主要成矿元素成矿有利程度排序如下：白音高老组→中细粒正长花岗岩→玛尼吐组→石英二长斑岩→中细粒斑状正长花岗岩→满克头鄂博组。

2.2 元素组合特征

研究区主要成矿元素聚类分析(见图2)及相关性(见表2)表明，Cu-Ni-Co-Li元素关系最密切，均在0.5以上，呈正相关关系；U-Th元素关系较密切，相关系数在0.5左右。综合异常图上可看出，各期元素有较大范围的叠加。在R型聚类分析图上，发现Co、Pb、Bi相较于其他元素聚合程度极低，主要因为其在研究区大量赋存于第四系地层中，偏离于基岩区所致，其它元素则反映了较好的聚合性。

图2 R型聚类分析谱系图解

表2 土壤地球化学元素相关系数矩阵

从图2中选取距离14可以分为4个组合异常，其中Sn跟Mo、W、Bi同属高温元素，故将Sn放到Mo、W、Bi组合中。4个组合异常分别如下：第一类Cu-Pb-Zn-Ni-Co矿化组合受北北东向的断裂构造控制，与次火山作用的中低温热液活动有关；第二类Au-Ag-Sb-As矿化组合异常与侏罗纪花岗岩的岩浆热液活动及区域断裂活动有关；第三类W-Sn-Bi-Mo矿化组合与中高温的岩浆岩及构造热液作用有关；第四类U-Th-Li-Nb-La矿化组合由酸性岩及大量的中酸性脉岩引起，为高背景值及脉岩导致的异常[7-9]。

3 地球化学异常特征

3.1 化探异常圈定

采用各元素的对数值分析结果，然后用3倍离差叠代剔除法舍弃不合理极值，处理后再计算全区各元素的均值即背景值(X)、离差(S)。根据计算结果，并结合本区元素含量特点，确定了本区各元素的异常下限基准为X+2S。实际作图中，根据异常区面积及保证异常连续性的原则上，各元素实际使用异常下限略有调整[10]。

以各元素实际使用异常下限为基准，分别使用异常下限的2倍、4倍作为二、三级异常分带阶值，通过计算机编制单元素异常图，共圈定单元素异常1 308个。综合考虑元素地球化学成矿组合特征、元素空间叠加特征等因素，再由计算机直接从单元素异常图上提取各异常元素特征，编制成组合及综合异常图，在此基础上，圈出19个化探综合异常区，其中乙1级类异常6个、乙2级异常4个、乙3级异常5个，丙类异常3个、丁类异常1个(见图1)。

3.2 综合异常评序

异常评序的基本原则是以本区最有成矿意义和找矿意义的Au、Cu、Pb、Zn、Ag、Mo这6个元素特征变量为依据，根据研究区各类矿产的成矿地质背景以及化探异常分布特点，结合成矿地质条件有利程度、成矿信息浓缩程度、资源潜力大小等因素，在此基础上根据区域典型矿床(点)特征对比作出判断，将综合异常区的上述6元素的异常面积、规模、强度、元素组合特征以及矿化蚀变分布情况进行综合对比分析，累加分排序得出各异常序分，按积分由小到大排列，特征值越大，序号越小(见表3)，其异常的成矿远景越好，为下一步矿产检查工作提供了重要地球化学依据[11-13]。

表3 研究区化探异常评序表

元素组合特征：一般成型矿床多具有元素组分复杂，形态重合紧密的规律，据此，异常元素>10种赋10分，8～10种赋8分，5～7种赋6分，3～4种赋4分，<2种赋2分；已知矿(化)点：(1)区内有已知矿(化)点，且与异常元素吻合好的赋6分，(2)区内有已知矿(化)点但与异常元素吻合不好者赋4分，(3)无已知矿(化)者不赋分。

4 异常查证

为了重点剖析研究，在异常评序的基础上，对区内有找矿潜力和成矿远景并具代表性的综合异常进行筛选，选取了AP-3这个具有工作意义和成矿前景的综合异常作为本次找矿核心区域，进行1∶1万土壤查证和山地工程揭露工作。

化探异常查证[14]是本次找矿工作的重点之一，研究区大部分矿(化)点都是在逐步检查过程中发现的。工作方法一般在1∶5万土壤地球化学测量所圈定的成矿条件好、地物化异常套合较好综合异常、发现了矿化蚀变带或矿化点、带的具有较大找矿潜力的区域开展1∶1万化探剖面测量。

AP-3综合异常位于库都尔林业局小九亚林场诺敏河一带，面积16.9 km2。异常区主要位于上侏罗统满克头鄂博组(J3m)的流纹质凝灰岩、玛尼吐组(J3mn)的英安质凝灰岩及少量安山质凝灰岩、和白音高老组(J3b)的流纹质凝灰岩及周边部分第四系地层。

该异常以Au、Ag、Cu、Mo、Sn元素为主，其他为伴生元素。异常区主要位于3条NNE向构造断裂带附近，异常面积大，规模大，各异常元素套合良好，Au、Ag、Cu、Mo、Sn等元素具3级浓度分带，其余元素大多为2级浓度分带，具多个浓集中心，大部分元素异常形态沿NNE走向的串珠状或带状分布，Mo元素为重点，峰值为59.2×10-6(见图3、表4)，异常受3组北北东向断裂构造影响，浓集中心呈串珠状分布。从异常分布与形态分析，Au、Ag、Li、Cu、Ni衬度均在1.0以上，Nb、Cu、Li、Ni等元素异常规模大。上述各方面特征表明，AP-3异常区成矿地质地球化学条件较好，化探异常规模大，强度高，成矿条件有利。

表4 AP-3化探异常特征参数表

图3 AP-3综合异常剖析图

4.1 土壤地球化学测量特征

对AP-3综合异常进行1∶1万化探剖面测量工作，选择浓集中心明显、成矿地球化学条件有利地段布置剖面控制异常，剖面长度根据异常规模而定，宽度根据异常区地质体出露好且元素峰值高的地段一般为200 m左右；异常范围较大、元素峰值较低的地段，剖面线的点间距控制在40 m，总面积9.5 km2。

1∶1万土壤测量异常重现极好，与1∶5万土壤测量基本能够对照[15]。Mo异常为重点，Mo、Sb、Cu、As、Ni等元素分异富集明显，异常元素组合多，规模大，成矿条件有利，具有巨大的找矿前景。根据1∶1万化探异常分布特征及元素组合关系，优选了AP3-2异常区开展探槽验证工作。

AP3-2异常位于AP-3区西南部，面积1.48 km2。该异常区有一组北东向断裂F3经过，F3北西侧岩性为侏罗系白音高老组(J3b)流纹岩、玛尼吐组(J3mn)安山岩和满克头鄂博组(J3m)流纹质凝灰岩，F3南东侧所处地层为玛尼吐组(J3mn)英安质凝灰岩，断裂破碎带附近岩石强硅化，矿化蚀变活动强烈。异常组合元素较齐全，其中Ag、Au、Mo等元素强度高、规模大、外中内带清晰，均为主成矿元素，Au、Mo元素最高值分别为30×10-6、580.23×10-6(见图4、表5)，异常衬度值分别为1.77、3.75，变异系数分别为1.94、2.16，分异富集程度好，具有多个浓集中心，具有很好的找矿价值。

表5 AP3-2异常区1∶1万土壤测量元素特征表

图4 AP3-2异常剖析图

4.2 山地工程揭露成果

在AP3-2异常区内共施工11条探槽，探槽中均有不同程度矿化，其中TC11-11中Mo最高值为0.087%，达到最低工业品位；TC11-12中Mo最高值为0.047 7%，达到边界品位；TC11-14中Mo最高值为0.015 7%，达到1/2边界品位。根据发现的矿(化)点圈定出一条钼矿(化)体，矿化体为硅化流纹岩，石英呈细脉状沿微裂隙缝充填分布，呈近南北向长透镜状位于破碎蚀变带中，总体分布受断裂构造F3控制，地表推断宽约23 m、长约260 m。接触带上常见强硅化、绿帘石化、强褐铁矿化等蚀变，矿化标志明显，围岩为弱硅化玻屑沉凝灰岩、流纹质火山角砾岩。

5 结 论

(1)研究区内呈明显富集的元素有Ag、Mo、Pb、W、As、Bi、Co；呈分异至强分异状态的元素有Au、Ag、As、Mo、Pb、Ni，主要为亲铜元素。上侏罗统白音高老组地层主要成矿元素具有不同程度的富集和分异，是本区成矿地质条件最为有利的地段。

(2)本区花岗岩侵入体与侏罗系上统白音高老组接触部是寻找斑岩型钼等多金属矿的有利地段，主要矿化赋存于上侏罗统白音高老组火山岩地层的断裂构造中，矿化明显受断裂构造控制。以北东向-北北东向断裂构造为区内主要控岩导矿构造，部分北西向断裂或两组断裂的交汇部位成为主要的储矿构造。

(3)通过逐级地球化学测量及系统异常查证工作，圈定了成矿有利部位，进而通过地表工程验证发现了钼矿体，表明地球化学测量方法可以逐步缩小找矿目标范围，明确主攻矿种，充分说明此方法在森林沼泽覆盖区找矿工作中的高效性、准确性及实用性，可以为同类地球化学景观区找矿工作所借鉴。