大兴安岭南段大陶好沟地区地球化学特征与锡多金属找矿靶区

杨星，管育春，邹滔，毛启贵，徐巧，李伟，崔乐乐

（北京矿产地质研究院有限责任公司，北京 100012）

0 引言

大兴安岭中南段是著名的锡铜铅锌银多金属成矿区（王京彬等,2005;陈良等,2009;刘怀金等,2016），20世纪70年代以来，该成矿带上已发现多个大-中型锡多金属矿床，如黄岗梁铁锡矿、维拉斯托锡多金属矿、大井铜锡矿、安乐锡铜矿、白音皋锡矿、莫古吐铁锡矿、边家大院锡多金属矿等，使得该区成为我国北方极具特色的最重要的锡-铜-铅-锌-银多金属矿集区（祝新友等,2017;管育春等,2017）。目前的研究多聚集在锡多金属的成矿机制及成矿物质来源（牛树银等,2008;李德东等,2012;周振华等,2017）、矿床地质特征及其成因（张善明等,2014;刘新等,2017;付海中和曲志广,2018）、成矿时代（陈公正等,2018;刘瑞麟等,2018）、成矿构造（祝新友等,2017;徐巧等,2020）、成矿规律及成矿系统（毛景文等,2013）等方面的研究，少有地球化学测量找矿方面的研究报道。2008年内蒙古自治区第十地质矿产勘查开发院在本区开展了1∶5万化探扫面工作，圈定多处化探异常。本文基于前人大陶好沟一带1∶5万水系沉积物测量数据进行二次梳理，结合2017年度内蒙古赤峰有色金属基地综合地质调查项目工作成果，认为大陶好沟北部乌尼克吐地区具有寻找锡多金属矿床的较大潜力。本次通过对该地区1∶1万土壤地球化学测量异常查证工作，对矿化蚀变与异常的关系进行探讨，总结化探异常分布规律，为进一步明确找矿方向，确定找矿远景区，缩小找矿靶区，为实施锡多金属矿的潜力评价提供了有力的证据。

1 区域地质概况

大兴安岭南段地处于中亚造山带东段的兴蒙造山带（图1a），北部和南部分别以二连贺根山断裂和西拉木伦断裂为界，东部以嫩江断裂为界（图1b）(姚磊等,2017)。研究区位于黄岗梁-甘珠尔庙锡铜铅锌银多金属成矿带的南段，燕山期晚期高分异花岗岩沿黄岗梁-甘珠尔庙北东向深大断裂大面积展布（祝新友等,2017;唐雷等,2017）。工作区新生代地层主要为第四系全新统砂砾石建造。古生代主要为中二叠统大石寨组海相火山岩建造和碎屑岩建造以及哲斯组碎屑岩夹碳酸盐岩建造，上石炭统阿木山组主要为生物碎屑灰岩夹碎屑岩建造。上侏罗统主要为古生代海相沉积岩建造和中生代陆相凝灰岩、流纹岩建造。中元古代—古生代锡林郭勒杂岩主要为一套低角闪岩相的变质岩组合。

图1 东北大地构造划分简图（a）（据Zhang et al.,2011修改）；大兴安岭南段区域地质矿产简图（b）（据Guo et al.,2009;Ouyang et al.,2014,2015;姚磊等,2017修改）

2 靶区地质概况

乌尼克吐锡多金属找矿靶区出露地层以中二叠统大石寨组为主（图2）。地层总体呈北东东向展布，主要岩性为灰黑色薄层状泥质板岩夹深灰色厚层状粉砂质板岩，厚层状的粉砂质板岩，层厚5～20 cm，走向北东—北东东，倾向北西，主要成分为长石、石英和白云母。靶区火山岩为一套陆相喷发的酸性火山岩建造。主要岩性组合为：灰色/灰紫色/灰绿色/紫色流纹质含集块火山角砾岩、流纹质火山角砾岩、流纹质含角砾晶屑凝灰岩、流纹质晶屑凝灰岩、流纹质熔结凝灰岩、流纹岩夹少量的沉积岩薄层。靶区东侧为磨盘山岩体，为早白垩世二长花岗岩（140.4±1.6 Ma，管育春等,2017）。

图2 大陶好沟地区地质简图

3 地球化学异常特征

3.1 区域地球化学特征

应用地化软件Geochem Studio 3.6（高艳芳等,2019），利用迭代剔除法确定研究区元素背景值，逐步对数据>X+3S和

表1 大陶好沟一带水系沉积物地球化学元素参数特征（原始样品n=1675）

续表

由表1 可见各元素的变异系数自Sn→Bi→As→W→Ag→Pb→Zn→Hg→Cu→Mo逐渐下降，显示区域上从Sn至Mo其元素成矿作用依次减弱。从变异系数离散程度图解（图3）中可以看出，研究区内Sn元素含量变化幅度最大，提示高强度数据较多，且分布不均匀，成矿最为有利。Bi、As分异程度中等，可作为主成矿元素Sn的成矿指示元素。而W、Ag、Pb、Zn、Hg、Cu、Mo等元素含量变化幅度较小，比值处于2附近，成矿前景一般。

图3 大好陶沟地区成矿元素变异系数图解

综合大陶好沟一带富集系数与变异系数特征认为该区Sn元素富集分异最为强烈，认为该区主要成矿元素为以Sn为主体的多金属矿。通过本次中大比例尺矿产地质调查工作结合该地区主成矿锡多金属矿进行综合调查圈定多处锡铜铅锌银找矿靶区，本次主要介绍以锡银铅锌多金属成矿为主的乌尼克吐找矿靶区。

3.2 靶区样品采集及测试方法

研究区属于半干旱荒漠草原景观区（范红科等,2008;唐世新等,2018），地表植被覆盖严重，局部位置受风成砂干扰，在研究区内开展岩屑采集存在一定难度，本次选用土壤地球化学测量手段进行样品采集，对草原覆盖区、农田、牧区等地区，采用洛阳铲与机动浅钻取样。本次工作按100 m×40 m网度采集土壤化探样品，样品采集在测点周围5～10 m的范围内选择3到4处采集B+C层黄棕色的土壤加岩屑，并混合均匀。残坡积浅层采样深度在30～60 cm。风成砂覆盖层使用浅钻结合洛阳铲进行样品采集，采样深度在150～200 cm（杨星等,2021）。本次野外共采集样品447件，化验分析由华北有色地质勘查局燕郊中心实验室测试完成，分析元素有W、Sn、Mo、Bi、Cu、Pb、Zn、Ag、As和Hg。土壤样品分析方法如下：Bi、Cu、Mo、Pb、W和Zn等元素用电感耦合等离子质谱法测定，Sn和Ag用光谱法测定，As和Hg用氢化物发生-原子荧光法测定。

3.3 靶区地球化学特征

根据土壤地球化学测量异常查证圈定的大陶好沟乌尼克吐一带元素异常特征见表2。

表2 乌尼克吐地区地球化学参数特征

从表2看出，大陶好沟乌尼克吐一带元素异常按异常衬值及规格化面金属量排序为Ag、Sn、Sb、Zn、W、As、Cu、Pb。该元素组合为一套低温-中温-高温元素组合。其中As和Sb为一组，代表低温岩浆热液成矿元素组合；Ag、Cu、Pb和Zn为一组，代表中温岩浆热液成矿元素组合；W和Sn为一组，代表高温岩浆热液成矿元素组合。

根据元素异常分布（图4）可以发现Sn和W元素套合高度吻合，异常浓集中心一致，异常椭圆状呈北西向展布。Sn元素在该区内呈高背景呈现，其外带异常为76.5×10-6，较中国北部土壤平均丰度值高出36.4倍，其峰值可达405×10-6，异常均值175.21×10-6。W元素在该区内亦程高背景场呈现，外带异常为2.01×10-6，较中国北部土壤平均丰度值高出2.07倍，异常峰值为7.73×10-6。Cu、Pb、Zn、Ag、As和Sb在该区内具有统一浓集中心，内、中、外分带特征清晰，Pb异常峰值可达66.89×10-6，异常均值39.66×10-6；Zn异常峰值409.2×10-6，异常均值200.4×10-6；Ag异常峰值可达4.66×10-6，异常均值0.91×10-6；Cu异常峰值可达66.85×10-6，异常均值34.29×10-6。

从异常形态以及异常峰值点分布对应情况来看异常组合可大致分为两类Sn-W-Cu-As组合和Pb-Zn-Ag-As-Sb组合两种。Sn-W-Cu-As元素异常组合位于综合异常北东部，出露地层为大石寨组灰黑色粉砂质板岩，异常浓集中心周边发育北西向断裂，地层内粉砂质板岩破碎较为严重，岩石表层可见较为强烈褐铁矿化、硅化、云英岩化、绿泥石化等蚀变。Sn-W-Cu-As组合异常内脉岩较为发育，石英脉、闪长岩脉多成北西向展布，与异常展布范围以及异常峰值点空间位置基本一致，总体来看Sn-W-Cu-As组合异常受构造热液活动控制明显。Pb-Zn-Ag-As-Sb组合为一套中-低温元素组合，异常位于综合异常南西部，出露地层为大石寨组灰黑色粉砂质板岩，位于断裂南西侧，主要发育褐铁矿化、硅化、铅华等蚀变。由（图4）可见Pb-Zn-Ag元素异常分布以及异常极值点分布基本一致，具有多异常组合、多浓集中心、高异常峰值等诸多因素控制。为典型的高、大、全异常评价标准（异常强度高、规模大、元素组合齐全）。As和Sb元素与Cu、Pb、Zn、Ag元素在该综合异常内异常展布一致，作为硫化物矿床的重要指示元素，明确指示出靶区内Cu、Pb、Zn、Ag等元素富集的存在。

4 异常查证

针对该地区重点进行了野外验证通过1∶1万地质填图结合1∶1万土壤地球化学异常检查发现锡银铅锌矿（化）体4条（图4）。其中锡矿（化）体2条①和②，银铅锌矿（化）体2条③和④。矿体类型分为锡石硫化物石英脉型和硫化物石英脉型。并采取刻槽取样进行基本分析。

图4 乌尼克吐地区土壤地球化学异常剖析图

①强褐铁矿化、电气石化、云英岩化蚀变带，围岩为粉砂质板岩，走向320°，宽3～5 m，长约200 m。基本分析结果Sn品位0.31%～1.76%，平均品位0.985%，蚀变岩中肉眼可见锡石颗粒。

②粉砂质板岩中发育浸染状褐铁矿化带，局部见锡石石英细脉发育，走向300°，宽2～4 m，长约100 m。基本分析结果Sn平均品位0.64%。

③走向北西的强褐铁矿化、铅华、硅化蚀变带，宽3 m，长约50 m。基本分析结果Pb平均品位1.05%，最高品位2.28%；Zn平均品位0.25%；Ag平均品位105 g/t，最高品位204 g/t。

④北西向强褐铁矿化、铅华、硅化蚀变带，宽5～10 m，长约200 m。基本分析结果Pb平均品位0.93%，最高品位3.09%；Zn平均品位0.26%；Ag平均品位26 g/t，最高品位81.6 g/t。

通过1∶1万大比例尺地表填图工作可见矿化蚀变主要赋存在北西向构造两侧，含矿热液顺北西向构造侵入形成了锡石硫化物石英脉、铅锌银矿石英脉，矿化强度大，矿化体中锡的含量经XRF现场分析含量在0.1%～7%，铅锌的含量经XRF现场分析含量在0.2%～5%。矿化体中局部位置可见锡石和铅钒，锡石颗粒可达2.5 mm，蚀变特征表现为强褐铁矿化，铅华、云英岩化、硅化、电气石化等（图5）。

图5 乌尼克吐靶区典型矿化蚀变特征

5 成矿规律与找矿潜力分析

大兴安岭南段西拉沐伦河以北地区发育大量锡多金属矿床，成矿作用与燕山晚期高演化岩浆有关，自岩体向外构成锡钨—铜—铅锌银的良好分带（祝新友等,2017）。大兴安岭主脊深大断裂和其次级断裂，为大陶好沟地区酸性火山岩上侵提供了通道，也是含矿热液运移的重要导矿构造。从前人研究成果得知乌尼克吐靶区东侧磨盘山岩体为早白垩世二长花岗岩（140.4±1.6 Ma，管育春等,2017），具有明显高演化特征。

大陶好沟乌尼克吐地区成矿地质条件良好，矿区构造位置优越，位于区域性深大断裂带上，区内燕山期火山活动强烈，地表热液活动痕迹明显，矿化蚀变类型繁多且分布广泛。乌尼克吐靶区内化探异常发育，分带特征明显，通过（图2和4,）可见化探异常自岩体边部向外呈现锡—钨—铜—铅—锌—银等异常分带特征，存在明显的内锡钨外铅锌银的围绕成矿地质体的由内到外的环状矿化分带分布特点。异常在北西向断裂处最为显著，受构造热液活动控制明显。在异常中心及边部发现锡铅锌银多金属矿（化）体4条。结合本次工作发现大陶好沟乌尼克吐地区具有岩浆热液脉型锡多金属矿良好的成矿潜力和找矿前景。

6 结论

（1）通过对该地区前人1∶5万水系沉积物测量成果数据的统计分析，研究区Sn元素平均含量大于中国北部元素丰度，Sn元素的分异和富集最为强烈，具备高背景成矿潜力。通过大比例综合地质、化探工作查明并佐证了该地区主成矿元素为锡多金属矿。

（2）通过对乌尼克吐地区1∶1万土壤地球化学测量工作，查明了找靶区内Sn、W、Cu、Pb、Zn、Ag、As、Sb元素的地球化学异常分布特征和组合规律，其中Sn、W、Cu、As为一套成矿元素组合，成矿主要受断裂构造控制。Pb、Zn、Ag、As、Sb为一套中低温成矿元素组合，异常组合呈高、大、全的组合标准，具备高背景成矿潜力。

（3）通过对乌尼克吐地区1∶1万地质填图及1∶1万地球化学测量野外验证结果，发现两处锡矿（化）体，两处银、铅、锌矿（化）体。锡、银和铅均达到了工业边界品位，为下一步工作提供了依据。

注 释

①方曙,高玉石,孙学军,于海洋,藏海军.2008.内蒙古自治区克什克腾旗白音查干等四幅1∶5万矿产调查报告[R].北京宏元达投资发展有限公司,1-129.