利用地电化学法寻找隐伏铅、锌、银多金属矿——以内蒙古阿巴嘎旗陶勒盖矿区为例（刘秀娟,罗先熔,郑小明,夺彦伟,黄学强,李兆宜,华二《地质通报》2012.1）.pdf

收稿日期2011-05-18；修订日期2011-11-11 资助项目国家深部探测计划项目盆地地电化学测量技术（编号201011055-2）和中澳国际科技合作项目编号2007DFA20910 作者简介刘秀娟（1983-），女，在读硕士，从事地球化学研究。E-mailliuxiujuan1086 通讯作者罗先熔（1953-），男，博士，教授，博士生导师。E-maillxr811 地质通报 GEOLOGICAL BULLETIN OF CHINA 第31卷第1期 2012年1月 Vol．31，No．1 Jan.，2012 为了解决内蒙古哈达特陶勒盖矿区深边部的找 矿问题，在陶勒盖矿区按照100m20m的网度布置 了11条剖面，开展以地电化学为主的多种方法寻找 隐伏铅、锌、银多金属矿研究。同时，对采集的509个 样品进行了Pb、Zn、Ag等元素的分析。 经数据处理 和综合研究， 在已知含矿构造蚀变带上获得明显可 辨的Pb、Zn、Ag组合异常， 说明该方法在该区寻找 隐伏铅、锌、银多金属矿十分有效。在此基础上，在该 矿区深边部5.54km2的范围内开展找矿预测研究， 共发现地电提取Pb异常8个，地电提取Zn异常12 利用地电化学法寻找隐伏铅、锌、银多金属矿 以内蒙古阿巴嘎旗陶勒盖矿区为例 刘秀娟 1，罗先熔1，郑小明2，李彦伟1，黄学强1，李兆宜1，华 二 1 LIU Xiu-juan1, LUO Xian-rong1, ZHENG Xiao-ming2, LI Yan-wei1, HUANG Xue-qiang1, LI Zhao-yi1, HUA Er1 1.广西地质工程中心重点实验室/桂林理工大学隐伏矿床预测研究所，广西 桂林541004； 2.中国地质大学（北京），北京100083 1. Guangxi Geological Engineering Center Key Laboratory/Institute of Concealed Mine Prospecting, Guilin University of Technology , Guilin 541004 , Guangxi, China; 2. China University of Geosciences, Beijing 100083,China 摘要通过对内蒙古阿巴嘎旗哈达特陶勒盖矿区开展地电化学勘查寻找隐伏铅、锌、银多金属矿的研究，确定地电化学勘查在该 地区有效。 圈出Pb、Zn、Ag等多个异常区，综合各异常和以往的工作成果，确定在该地区具有一定的寻找隐伏铅、锌、银多金属 矿的找矿潜力。 共圈定出Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个综合异常区，并划分为A、B、C三类异常靶区，为该区的找矿预测指明了方向。 关键词地电化学法；铅锌矿床；找矿研究；内蒙古陶勒盖矿区 中图分类号P618.44; P618.2文献标志码A文章编号1671-2552（2012）01-0143-08 Liu X J, LUO X R, Zheng X M, Li Y W, Huang X Q, LI Z Y, Hua E. The effect of geoelectrochemical in the prospecting for concealed lead-zinc-silver and polymetallic deposits a case study of the Tolgoi ore deposit in Abag Banner of Inner Mongolia. Geological Bulletin of China, 2012,311143-150 Abstract The application of the geoelectrochemical to prospecting for concealed lead-zinc-silver polymetallic ore deposits in the Toloi ore district within Abag Banner of Inner Mongolia has proved the effectiveness of this in this area. Quite a few anomalies of such elements as Pb, Zn and Ag were delineated. An integration of various anomalies and the results of previous work shows that there exists a certain degree of potential in search for concealed lead-zinc-silver polymetallic deposits in this area. Four in- tegrated anomaly districts, i.e., I, II, III and IV, were delineated, which were divided into three types of targets. These results point out the direction of ore-prospecting work in this area. Key words geoelectrochemical ；lead-zinc deposit；geochemical prospecting and prognosis；Tolgoi ore district in Inner Mongolia 地 质 通 报GEOLOGICAL BULLETIN OF CHINA2012年 个，地电提取Ag异常17个。 根据对上述异常找矿 前景的分析研究，划分出A、B、C三类异常靶区，为 该区未知区域找矿提供了依据。 1工作区地理、地质概况 工作区所在勘查区属内蒙古高原北部低山地 区，海拔在14301550m之间，高差10～30m，最大高 差达120m，地势较平坦。气候属中温带干旱、半干旱 大陆性和中温带大陆性季风气候，冬寒夏热，春秋季 节日温差大，气候干燥，降雨多集中于68月份，且 量少，冰冻期长，年蒸发量大于降水量，植物生长不 茂盛。 区内出露的主要地层有泥盆系下统敖包亭浑迪 组（D1a）、二叠系下统宝力格组（P1b）、第四系（Q）。 泥盆系下统敖包亭浑迪组广泛分布于全区正地形地 段，为一套滨海浅海相碎屑岩类沉积建造，由泥质 粉砂岩、长石石英砂岩夹粉砂质板岩组成，岩石呈灰 色、灰黄色，细粒结构，块状构造。二叠系下统宝力格 组分布于勘查区中北部， 为一套陆相中酸性火山碎 屑-正常沉积碎屑岩建造，由层凝灰岩、英安质岩屑 晶屑凝灰岩、硅质泥质粉砂岩和碳泥质板岩组成，呈 灰深灰色，凝灰结构，块状构造。第四系分布广泛， 主要为风积、洪积、淤积、坡积等各种成因类型的堆 积物，分布于全区负地形地段，如图1所示。 测区位 于柴达木复背斜的北西翼， 热木提哈敖包断裂和森 都温德尔挤压带沿NE向穿过测区。测区外SE方向 柴达木断裂沿NE向延伸， 二连-贺根山大断裂沿 NE向穿过。 详查区内还分布一些具有一定规模的 构造蚀变破碎带， 比如Ⅰ矿带的构造蚀变破碎带 Fb1、Ⅱ矿带南部的构造蚀变破碎带Fb8、Ⅲ矿带构造 蚀变破碎带Fb2、Fb3、Fb5等。 详查区矿体均赋存在此 种类型的构造蚀变破碎带中。总而言之，规模较大的 北东向压性断裂为成矿物质运移提供了通道， 北西 向、 东西向次一级张扭性断裂为矿体的形成提供了 赋存空间。 矿区内出露岩浆岩主要为印支期花岗岩γ51， 受NESW向区域构造线的控制， 以岩基产出，岩 体主要为花岗岩和黑云母花岗岩， 中细粒细粒似 斑状结构，局部为中粒或不等粒结构。矿区内脉岩十 分发育，以印支期侵入岩脉为主。矿区以外NE方向 出露苏金温德尔岩体γ51，受断裂的控制，呈NE SW向不连续的岩株状产出（图1）。 2技术方法 本次深部找矿预测工作采用地电化学提取测量 法。 该方法是以地下岩石中离子动态平衡状态为基 础的地球化学方法。在人工电场的作用下，地下岩石 中的离子动态平衡被破坏，若地下深部有矿体存在， 矿体电化学溶解产生的金属离子就会源源不断地向 上迁移，形成动态平衡的离子晕。人工电场促使元素 富集到元素接收器中， 经过对元素接收器中样品的 测试分析， 得到每个测点上指示元素的地电提取含 图1工作区区域地质图 Fig. 1Regional geological map of the work area 144 第31卷 第1期 图2内蒙古阿巴嘎旗陶勒盖矿区银铅锌矿Ⅰ号详查区Ⅰ号矿带112线地电化学-地质综合剖面 Fig. 2Geoelectrochemical-geological integrated profile along No. 112 exploration of No. Ⅰ ore belt in No. Ⅰ detailed investigation area of the Toloi ore district within Abag Banner of Inner Mongolia 刘秀娟等利用地电化学法寻找隐伏铅、锌、银多金属矿 145 地 质 通 报GEOLOGICAL BULLETIN OF CHINA2012年 量变化规律，从而达到探测隐伏矿床的目的[1]。 在该区以100m20m测网布设， 提取电极的 阴、阳之间的距离为50100cm。 提取液使用15浓 度的硝酸，用量为1000mL。 吸附材料选择经过特殊 处理后对上述元素有很强吸附作用的高泡海绵。 提 取电压为12V，通电时间为48h[2]。 工作区NWSE向展布有一条长约1000m、宽 约50m的含矿破碎带， 测线104、108、110、112、114 都穿过该破碎带。 经过钻孔ZK1161验证，在该破碎 带上出现了明显可辨的Pb、Zn、Ag异常（图2）。 这 表明该方法在该地区寻找隐伏铅、锌、银多金属矿床 方面十分有效。 如图2所示， 在该含矿构造破碎带上有明显的 Pb、Zn、Ag异常。Zn异常最高值达到52μg/g，约为 Zn异常下限值的8倍。Pb的异常最高值为50μg/g， 约为Pb异常下限值的4倍。Ag的异常最高值为 0.038μg/g，约为Ag异常下限值的4倍。 3找矿预测 在内蒙古阿巴嘎旗哈达特陶勒盖矿区Ⅰ号详查 区5.54km2的范围内， 利用地电化学方法开展了找 矿预测研究， 共布设11条测线（100、102、104、106、 108、110、112、114、116、118、120）， 发现了具有找矿 前景的地电化学异常多处。 对地电提取Pb、Zn、Ag的分析数据， 采用概率 曲线图解法， 确定元素Pb、Zn、Ag的背景值分别为 图3内蒙古阿巴嘎旗陶勒盖矿区银铅锌矿Ⅰ矿带详查区地电提取Pb元素异常分布图 Fig. 3Distribution of Pb anomalies extracted by geoelectrochemical along No. I ore belt in No. I detailed investigation area of the Toloi ore district within Abag Banner of Inner Mongolia 146 第31卷 第1期 3.8μg/g、3.5μg/g、0.004ng/g。 根据对地电化学提取 Pb、Zn、Ag元素数据的处理结果， 对各元素异常的 特征和划分分述如下。 （1）Pb元素异常分布特征 工作区共确定8个Pb异常，编号为Pb-1、Pb- 2Pb-8号（图3）。Pb-1号异常面积较大，形态 呈歪王字形，主体走向以NWSE为主，走向长近 1000m，且包含异常外带、中带和内带。11号/110 线剖面上异常宽达140m，已验证Ⅰ号构造破碎蚀 变带下盘富铅矿体， 异常的王字形内带与含矿构造 破碎蚀变带一致， 剖面上异常峰值与破碎带吻合或 旁侧，最高含量峰值达到138.48μg/g。其南部为未知 部分，推测为与Ⅰ号矿化蚀变带类似的蚀变带（或断 裂带）引起的异常，向西未追索完，如图3所示。 其它包括外带、 中带、 内带的异常还有Pb-3、 Pb-4、Pb-8，面积较小，分散稀疏。 其中，Pb-8向东 未追索完整，Pb-2、Pb-5、Pb-6、Pb-7只有外带和 中带，强度和规模小。 在这些面积较小、分散稀疏的 异常中，有些与下泥盆统敖包浑迪组走向相近，推测 为未知层间矿化引起的， 反映本区敖包浑迪组赋矿 层有层间矿化的迹象， 应注意敖包浑迪组层间矿化 的揭露。 从Pb元素异常来看， 工作区北部异常整体规 模较小，强度低，推断为下泥盆统敖包浑迪组层间矿 化引起的异常；工作区南部异常整体规模大，强度相 对高，推断为含矿构造蚀变破碎带引起的异常。 图4内蒙古阿巴嘎旗陶勒盖矿区银铅锌矿Ⅰ矿带详查区地电提取Zn元素异常分布图 Fig. 4Distribution of Zn anomalies extracted by geoelectrochemical along No. I ore belt in No. I detailed investigation area of the Toloi ore district within Abag Banner of Inner Mongolia 刘秀娟等利用地电化学法寻找隐伏铅、锌、银多金属矿 147 地 质 通 报GEOLOGICAL BULLETIN OF CHINA2012年 图5内蒙古阿巴嘎旗陶勒盖矿区银铅锌矿Ⅰ矿带详查区地电提取Ag元素异常分布图 Fig. 5Distribution of Ag anomalies extracted by geoelectrochemical along No. I ore belt in No. I detailed investigation area of the Toloi ore district within Abag Banner of Inner Mongolia （2）Zn元素异常分布特征 Zn是本区成矿元素之一， 根据对地电提取Zn 元素异常的确定，共圈定Zn元素异常12个，编号 为Zn-1、Zn-2Zn-12（图4）。 如Zn-1号异常，内、中、外带齐全，位于本区赋 矿的下泥盆统敖包浑迪组中， 已知的含矿Ⅰ号构造 破碎蚀变带含在其中。部分内带、中带与已知含矿的 Ⅰ号构造破碎蚀变带吻合， 已知含矿地段上异常峰 值达93.66μg/g。 在Zn-1号异常的北部有类似于Zn-1号异常 的Zn-6号异常。 该异常西部未追索完整，从目前圈 出的内、中、外带各占的比例来看，应向西追索完整 并验证揭露。 又如Zn-3号异常，近EW走向，与下泥盆统敖 包浑迪组走向近似，异常峰值达到67.93μg/g，沿走 向长700m，西部未追索完整，有Pb、Ag异常伴随， 为未知矿化异常， 推断为下泥盆统敖包浑迪组中层 间硫化物矿化引起的， 类似的有Zn-2、Zn-4、Zn- 5、Zn-9、Zn-10、Zn-12等。 从工作区Zn元素异常的分布来看， 北段异常 含量高，南段异常含量稍低，推断为下泥盆统敖包浑 迪组的层间矿化引起的。从图4可见，工作区中锌矿 化主要赋存在116线以西地段， 在116线以东地区 仅有零星的Zn异常。 （3）Ag元素异常分布特征 本区伴生成矿元素Ag地电提取异常圈定Ag 148 第31卷 第1期 图6内蒙古阿巴嘎旗陶勒盖矿区银铅锌矿Ⅰ矿带详查区地电提取异常靶区图 Fig. 6 Targets of anomalies extracted by geoelectrochemical along No. I ore belt in No. I detailed investigation area of the Toloi ore district within Abag Banner of Inner Mongolia 元素异常共17个，编号为Ag-1、Ag-2Ag-17（图 5）。Ag异常与Pb、Zn异常类似，可分为构造破碎矿 化蚀变带引起的异常和推测为下泥盆统敖包浑迪组 层间矿化的异常。 例如Ag-2号异常位于下泥盆统敖包浑迪组赋 矿地层中，规模大，在7号点/100线8号点/104 7号/114线异常段与已知含矿构造破碎带Ⅰ号蚀变 带吻合，Ag一般峰值含量在0.01μg/g以上，最高达 0.07μg/g（7号/114线）。有Pb、Zn异常伴随，是部分 已知矿异常， 其余异常部分应予以验证。 类似的有 Ag-8、Ag-11、Ag-13、Ag-1、Ag-9，走向与下泥盆统 敖包浑迪组走向近似， 推测为敖包浑迪组层间矿化 引起的Ag异常，有Pb、Zn异常相随或相连。 从整个工作区异常分布来看，Ag异常密集分布 于工作区南部， 强度也最大， 最高异常峰值为 0.07μg/g。 北部Ag异常稀疏且强度小，最高异常峰 值仅为0.014μg/g。 （4）Pb、Zn、Ag综合异常区（段）特征 根据以上对找矿有明显指示作用的Pb、Zn、Ag 元素异常分布地段的综合研究， 确定了工作区内 Pb、Zn、Ag综合异常靶区4个，编号为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ 区（图6）。 对所确定的4个异常区（段）评价如下。 刘秀娟等利用地电化学法寻找隐伏铅、锌、银多金属矿 149 地 质 通 报GEOLOGICAL BULLETIN OF CHINA2012年 Ⅰ号综合异常区 由Zn-1号异常南部、Pb-1 号异常南部与Ag-1、Ag-9、Ag-14号异常形成走向 上相互吻合的异常带。 异常带附近EW走向上，局 部与已知矿化构造破碎蚀变带上异常的元素组合、 含量特征类似， 且位于赋矿的下泥盆统敖包浑迪组 中，异常走向又大体与敖包浑迪组走向相近，应为小 型断裂蚀变带和敖包浑迪组层间矿化引起的。 Ⅱ号综合异常区局部（或大部分）为穿入下泥 盆统敖包浑迪组中的已知构造破碎矿化蚀变带引起 的。 据Pb-1大部分、Zn-1异常主体、Ag-2等异常 扣连形成NWSE向的异常带，可知蚀变带沿异常 带应有延伸。 在已知矿化蚀变带两侧有Pb、Zn、Ag 综合异常中心和新发现未知矿体的异常反映。 异常 区北部，Pb-2、Pb-7、Ag-10等异常组成另一近似 EW向的异常带，与下泥盆统敖包浑迪组走向相近， 应为敖包浑迪组中层间硫化物矿化层的反映。 应注 意两走向异常带交汇部位的揭露。 Ⅲ号综合异常区由Pb-3、Pb-8、Zn-2、Zn-3、 Ag-2、Ag-4相互扣合的延续异常带组成，近EW走 向，与赋矿地层敖包浑迪组的走向类似，是敖包浑迪 组层间硫化物矿化的反映。 Ⅳ号综合异常区为一追索不完整的异常区（指 SN向上）， 是由Ag-8、Ag-11、Zn-6、Zn-8异常组 成的NWSE走向的综合异常带， 局部已有钻孔 揭露蚀变带矿体，应为矿化蚀变带引起的异常，以 锌矿化为主。 鉴于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ号综合异常区所包含的Pb、 Zn、Ag等元素异常情况，根据找矿前景在工作区内 划分出A、B、C三类异常靶区（图6）。Ⅱ号综合异常 区处于已知构造破碎含矿蚀变带上，异常规模大、强 度大， 故将Ⅱ号综合异常区异常强度最大的部位定 为A类异常靶区（图6）。该类靶区找矿希望大，应予 以进一步勘查。Ⅳ号综合异常区中包括Ag-8、Ag- 11、Zn-6、Zn-8号异常， 鉴于Zn-6号铅锌矿化异 常内带、中带所占比例较大，且向西未追索完整，划 分出B类异常靶区（图6）。该靶区找矿希望较大，规 模未知，应予以追索、工程验证。Ⅰ、Ⅲ号综合异常区 中元素异常规模小、强度相对小、分散稀疏，在Ⅲ号 综合异常区内划分出C类异常靶区（图6）。 对该类 靶区应结合其它方法，如物探、化探方法研究，确定 是否有进一步勘查的必要。 4结论 （1）地电化学提取方法在内蒙古阿巴嘎旗哈达 特陶勒盖银、铅、锌多金属矿区寻找隐伏铅锌银矿床 有效， 在该区矿床外围未知区域可以应用该方法进 行找矿预测研究。 （2）在该区Ⅰ矿带详查区深部共发现地电提取 Pb异常8个、地电提取Zn异常12个、地电提取Ag 异常17个。 根据异常规模和强度划分出A、B、C三 类异常靶区， 其中A类靶区已经工程验证见30余 米厚的铅锌矿体，推测在B、C类异常靶区内寻找类 似的铅锌矿是有希望的。 参考文献 [1]罗先熔，康明，欧阳菲，等.地电化学成晕机制、方法技术及找矿研 究[M].北京地质出版社，200746-138. [2]罗先熔.地球电化学勘查及深部找矿[M].北京冶金工业出版社， 1996134-217. 150