二连浩特高精度航空物探资料在二连浩特东乌旗地区找矿中的应用

二连浩特高精度航空物探资料在二连浩特东乌旗地区找矿中的应用

蒙古边境及其附近地区通常指中国内蒙古、新疆、甘肃、蒙古和俄罗斯的周边地区。大气候位于中国北方和西拉板块的过渡带和接合部位。区内古生代地层出露广泛,断裂带纵横交错,岩浆岩十分发育,金属矿床(点)星罗棋布,是中亚成矿带的重要组成部分。通过多年的系统工作,目前中、蒙、俄三国地质工作者先后在该区域内发现铜矿床和矿化点数百处,西从新疆东天山的延东—土屋斑岩型铜矿床、甘肃北山的公婆泉斑岩型铜矿床、白山堂斑岩型铜金矿床,向东延伸,经过内蒙古的霍各乞和炭窑口沉积岩型铜多金属矿床,到蒙古国特大型欧玉陶勒盖斑岩型铜金矿床、大型的查干苏布尔加斑岩型铜钼矿床,再延伸到内蒙古东部的小坝梁铜金矿床、奥尤特铜矿和乌奴格吐山斑岩型铜钼矿床,整个成矿带长数千公里,宽几十到近百公里,成为中国北方和蒙古国南部重要的成矿区带。其中蒙古国的欧玉陶勒盖矿床以规模大、品位高和杂质少而著称于世。该成矿带东部的中国二连浩特—东乌旗一带,目前已知的铜、金、铅锌矿点有20多处,初步的地质调查和化探工作认识到大多数铜矿床(点)和铜钼多金属异常与华力西期和燕山期中酸性岩浆活动有关,只是目前还没有发现大型、特大型工业矿床。鉴于以上原因,中国地质调查局与内蒙古国土资源厅共同出资,由中国国土资源航空物探遥感中心组织完成了二连浩特—东乌旗地区1∶5万高精度航空物探综合站(磁、电、放)测量工作,获得了这一地区目前为止精度最高、范围最大、参数最多的一份最为完整的航空物探资料。通过对航空物探资料的分析,并结合地质、化探、成矿规律等综合研究,发现无论是指导面积性的矿产普查工作,还是某个重点异常的具体详查工作,航空物探资料都可发挥非常重要和独特的作用。1区域矿产调查的应用1.1矿床与成矿的方向目前,二连浩特—东乌旗地区已知矿床有沙麦中型热液型钨矿床、乌兰陶勒盖小型铜铅锌多金属矿床、奥尤特小型铜矿床以及多处铁、铬、锰、铜、铅锌等多金属矿点、矿化点。根据已知矿床(点)特征分析,该区主要的找矿方向有:斑岩型铜、铜钼多金属矿床、岩浆期后高温热液石英脉型黑钨矿、超基性岩型铬铁矿、热液蚀变型铜铅锌多金属矿和矽卡岩型或沉积变质型铁矿。斑岩型铜、铜钼多金属矿床与华力西期中酸性侵入岩体尤其是斑岩体关系密切,侏罗系地层与燕山期中酸性侵入岩体接触带附近可产生钨矿床或铜矿化点。在石炭—二叠纪火山岩地层中或其与中下泥盆统地层接触带以及与中酸性岩体接触带附近,多分布浸染状、细脉状火山—次火山热液型铜铅锌多金属矿床(点)。泥盆系地层中或其与中酸性侵入岩体接触带上多产生矽卡岩型和高温热液型铜多金属矿床(点),在基性、超基性岩中分布铬铁矿、镍矿等金属矿床(点),在温都尔庙群地层中分布有沉积变质型的铁矿化点。1.2地质及地质条件分析由研究区的成矿规律及找矿方向来看,高精度航空物探资料中直接或间接找矿信息非常丰富,由于超基性岩体在磁场上表现为尖峰状的强磁异常,中酸性岩体在磁场和伽马能谱中都有非常细致的反映,而火山岩地层及其与沉积岩地层的接触带在航磁和航电上反映比较明显,因此仔细研究不同物理场的区域及局部特征,结合地质和化探资料,可圈出找矿远景区及重点异常,再对这些远景区开展矿产普查工作,对重点异常开展详查工作,就能非常有效、快捷地指导地面找矿工作,有可能在短时间内实现找矿工作的重大突破。1.3航磁和古希腊化探异常区的地质工作基于对研究区内成矿规律的认识,利用取得的高精度航空物探资料,在二连浩特—东乌旗地区圈出了多处找矿远景区,图1是其中的沙麦一级找矿远景区中的一部分。由地质资料可知,沙麦一级找矿远景区北西侧的燕山期沙麦岩体呈长方形的岩基状伸展,长轴为北东—南西向。岩体在东南端侵入下侏罗统红旗组砾岩、泥岩、硬砂质砂岩等地层中,再往外则是第四纪冲洪沉积层覆盖。在岩体与侏罗系地层接触处,围岩发生明显的热变质,角岩化普遍存在,靠近岩体变质较深,出现红柱石黑云母角岩,远离岩体依次变为斑点板岩和片理化砂砾岩。沿着岩体与地层的接触带附近已发现沙麦中型黑钨矿、毕鲁特钨矿化点和乌苏达音乌拉铜矿化点,因此是一个比较重要的成矿带。从航磁和伽马能谱图上都可以清晰地反映出岩体与地层的物理场特征以及接触带的展布情况,并在接触带附近分布一些航磁和伽马能谱局部异常,这些局部弱异常多为岩基边缘的岩枝或岩脉引起,对于寻找热液型或斑岩型的多金属矿产具有非常重要的意义。在航电高频实分量图上,在岩体与地层的外接触带上分布较多的局部异常,这些高频电磁异常多为地表或近地表的含水洼地、构造破碎带或良导体引起。在中频实分量图上,异常反映了具有一定埋藏深度的良导体,虽然强度有所降低,但可以清楚地看出,地层的电磁响应强度要明显高于岩体的,已知的位于岩体外接触带的沙麦中型黑钨矿在高频和中频分量图上反映都非常明显。通过地面踏勘,就可排除地形、矿化水等因素引起的电磁响应,从而可推断不同电磁异常的引起原因,发现与金属矿化有关的良导体,指导地面找矿工作。通过对航磁蒙C-2007-275异常区开展1∶1万地质填图及化探测量工作,已发现8处铜矿化点,其中4处位于内接触带,4处位于外接触带。这些铜矿化体长10~50m不等,宽约0.5~1m,可见大量的褐铁矿化、孔雀石、铜兰以及蓝铜矿等,样品化验结果铜最高含量可达1.19%,金最高含量可达1.37×10-6,钨最高含量可达1.28%,银最高含量可达57×10-6,显示了良好的找矿潜力。现计划对上述异常区进一步开展激电扫面工作,在此基础上检查激电异常和化探异常,并在重点激电异常及铜矿化体上部署激电测深剖面,最后再布置钻孔进行验证。随着后续工作的渐次展开,研究区范围内的铜多金属矿勘查将渐入佳境。利用高精度航空物探资料对圈定的东乌旗北东查干陶勒盖一级找矿远景区中的部分区域也开展了1∶1万地质填图及化探测量工作,相继发现了铜矿化点两处和硅化、褐铁矿化蚀变带多处,其中在铜矿化点处可见非常明显的孔雀石、铜兰、蓝铜等,并且很好地吻合化探铜异常。在激电扫面异常图上,北东向延伸的高极化(极化率值在6%以上)、低阻异常非常明显和普遍,有的对应地表的褐铁矿化带,也显示了良好的找矿潜力。目前,以内蒙古地质调查院为主的有关单位已在二连浩特以北的乌日尼图和达来附近相继发现了3处中型乃至大型的斑岩型钼矿床,这些斑岩型钼矿床均与华力西期中酸性侵入岩关系密切。在高精度航空物探参数的图件上,尤其是航磁和航空伽马能谱异常图,这些斑岩型矿床都位于呈面状延伸的岩体边缘,显示为局部弱异常,有的虽没有异常显示,但非常清晰地显示出位于不同物理场的接触带附近,因此也可以通过高精度航空物探资料首先圈定有利的找矿远景区,继而开展详细的地面工作。2地面立地条件检查除上述利用航空物探资料圈定有利的找矿远景区外,也可对高精度航空物探资料中的重点综合异常或单磁异常直接开展详细的地面查证工作,以寻找有磁性的矿体,如铁矿、铬矿等,以及与中基性岩浆岩有关的多金属矿产。2.1磁、电、放组合异常特征为温都尔庙群地层中磁铁矿化点图2为二连浩特西南部的芒和特磁、电、放组合异常和地质特征。1958年航磁测量在芒和特地区的温都尔庙群地层中发现M02/12异常,1959年内蒙古地质调查局物探队通过地面检查确定该异常为沉积变质铁矿引起,但认为规模小,不具工业意义。在2006年高精度航空物探综合站测量中,异常反映的非常清晰,表现为起伏变化的团块状正磁场背景中的尖峰状强磁异常,异常呈北东向延伸,长4km,宽约1.5km,幅值为1160nT,梯度1500nT/km。从磁场特征分析,异常所对应的场源体应具有一定的规模及延伸。对该异常进行了二维半的正反演拟合(图3),由拟合结果可知:在磁化率为5500×10-5SI的温都尔庙群变质基性火山岩地层中分布一强磁异常体,其磁化率可达13000×10-5SI,磁化强度为4.9A/m,宽度大于2km,向下延伸可达1km,推测为沉积变质型铁矿体,因此其实际规模要比地表所见大很多。航磁M02/12异常在航空伽马能谱图上对应蒙Th-2006-2异常,该放射性异常北东走向,在4条测线上有明显反映,最高含量为30×10-6。与钍异常相对应,钾、铀含量仅有较弱的异常反映。对比地质图可知,钍异常对应温都尔庙群地层中出露的一小片燕山期花岗斑岩。从航空物探资料可以看出,岩体的钍含量较高,钾、铀偏高,同时具有较强的磁性,与典型的花岗斑岩具有一定的差别,因此推断该岩体存在物性变化或与岩浆热液活动和蚀变作用有关。另外,在航电异常图上,该位置北约500m在低频虚分量(LI)、中频实、虚分量(MR、MI)和高频实分量(HR)上都有明显的异常显示(未进行异常编号),为条带状弱异常,走向NE60°,控制长度2km,半极值宽约400m(图2),推断为温都尔庙群地层中呈北东东向延伸的带状低阻体引起。因此该异常为磁、电、放组合异常,定名为芒和特组合异常。该组合异常特征表明,芒和特铁矿化点之下可能有规模较大且具低阻电性特征的隐伏金属良导体或铁矿体分布,是新发现或扩大已知矿床的重要线索。地质资料表明,芒和特一带分布两处沉积变质型磁铁矿化点,除芒和特铁矿化点外另一处为通格特铁矿化点。通格特铁矿化点在磁场上表现为叠加在宽缓正磁场中的局部弱异常,只在一条测线上反映明显,对应的航磁异常编号为蒙C-2006-276异常。处于同一测线上的蒙C-2006-275异常与蒙C-2006-276异常形态相似但强度稍大,因此推测其也是磁铁矿的反映。此外处于相同构造环境和地层中的蒙C-2006-92、93、94、95、274异常也具有类似的磁场特征,是寻找沉积变质型铁矿的重要线索。这里蒙C-2006-274异常需格外关注。该异常为叠加在团块状区域正磁场中的宽缓正异常,异常曲线规则宽缓,强度约564nT,在等值线图上呈等轴状。由磁异常特征分析,磁源体埋深约600m,磁性较均匀,磁化率约为7000×10-5SI,推测该异常可能是温都尔庙群地层中含铁石英岩或磁铁矿化体引起。综合各种资料,推断芒和特组合异常由一定规模且矿化蚀变明显的磁铁矿化体引起,建议对该异常进行重新检查,用物探、化探、槽探及浅钻等工作方法进行重新评价,扩大已知矿点规模,在贫矿中寻找富矿。2.2异常地质背景蒙C-2007-236异常是通过直接踏勘而被证实为矿化异常反应的实例。该异常为低缓负背景场中的尖峰状强磁异常,北侧伴生较弱负值,只在两条测线上反映明显,异常幅度为1240nT,梯度变化达到3100nT/km(图4)。在等值线图上呈长轴为NE方向的椭圆形,范围1×0.6km2。在1∶20万地质图上,蒙C-2007-236异常位于NE向延伸、宽550m的下二叠统格根敖包组(最新资料将其定为上石炭—下二叠统格根敖包组)第二岩段地层中,其岩性组成相对复杂,主要由安山岩、英安岩、含砾岩屑晶屑凝灰岩、火山集块岩等一套中性偏基性的火山碎屑物质组成,两边为NE向伸展的格根敖包组第一岩段地层,其岩性主要为岩屑晶屑凝灰岩夹砂岩、砾岩等,磁性偏弱。其中西北侧两岩性段为断层接触,构成一个NE向延伸的向斜构造。出露于格根敖包组北西侧的地层为中下侏罗统玛尼吐组陆湖相含煤沉积,无磁性,而在玛尼吐组西北又出露格根敖包组地层,这三套地层共同组成一个更大范围内的轴向NE的向斜构造,而蒙C-2007-236异常就对应于该向斜东南翼中的一个小尺度的向斜核部。由地质图可以看出,异常所处地区断裂构造极其发育,高角度的NE向正断层和逆断层、EW向和SN向的平移断层纵横交织,低角度地层的褶皱也比较发育,组成多个背、向斜构造。异常所处的格根敖包组第二岩段地层普遍发生了动力变质作用,在二叠系和中下侏罗统中多分布着燕山期的石英斑岩脉。在对蒙C-2007-236异常进行踏勘性检查时,在异常中心点附近发现有玄武安山岩露头。玄武安山岩的磁化率为8000×10-5SI左右,因此推测该异常由玄武安山岩引起。同时在异常中心点附近发现了局部黄铁矿、磁铁矿和孔雀石化。综上所述,蒙C-2007-236异常处于非常有利的成矿部位,强烈的构造活动和岩脉的发育等为金属元素的运移提供了便利通道,为其进一步的富集成矿提供了优良的沉积空间,同时也为岩层的矿化蚀变提供了绝佳条件。因此