综合土壤和重砂测量在内蒙古扎鲁特旗坤得来扎拉格地区锡多金属找矿中的应用.pdf

第 47 卷第 4 期物 探 与 化 探Vol.47,No.4 2023 年 8 月GEOPHYSICAL&GEOCHEMICAL EXPLORATION Aug.,2023doi:10.11720/wtyht.2023.1312杨星,管育春,邹滔,等.综合土壤和重砂测量在内蒙古扎鲁特旗坤得来扎拉格地区锡多金属找矿中的应用J.物探与化探,2023,47(4):868-880.http:/doi.org/10.11720/wtyht.2023.1312Yang X,Guan Y C,Zou T,et al.Application of comprehensive soil and heavy sand survey in tin polymetallic prospecting in Kundelai Zhalage area,Zha-lute Banner,Inner MongoliaJ.Geophysical and Geochemical Exploration,2023,47(4):868-880.http:/doi.org/10.11720/wtyht.2023.1312综合土壤和重砂测量在内蒙古扎鲁特旗坤得来扎拉格地区锡多金属找矿中的应用杨星1,管育春1,邹滔2,李伟1(1.北京矿产地质研究院有限责任公司,北京 100012;2.中色紫金地质勘查(北京)有限责任公司,北京 100012)摘 要:为明确找矿方向,实现找矿突破,在坤得来扎拉格地区开展了 1 10 000 土壤地球化学测量和自然重砂测量,对土壤中 W、Sn、Pb、Zn 等 10 种元素的地球化学特征和自然重砂的重矿物特征进行了初步总结。利用相关分析对元素的共生组合关系进行了研究,显示区内地球化学元素组合为 Pb-Zn-Ag-Cu 和 Sn-W-Mo-Bi,其中 Sn 富集分异最为强烈,Sn 含量峰值大于 30010-6。通过自然重砂测量查明了矿区内有锡石、石榴子石、钛铁矿、锆石等 23 种重矿物,并通过重矿物组合特征、锡石延伸系数和地质特征初步查明了矿区锡多金属矿的成因为热液脉型。最终结合元素地球化学特征、锡石分布组合特征和异常区内已发现的矿化线索,优选出了坤得来扎拉格 Sn-W 多金属找矿预测区和坤得来扎拉格南 Pb-Zn-Ag-Cu-Sn 多金属找矿预测区。关键词:大兴安岭南段;地球化学异常;自然重砂测量;锡石;锡多金属矿中图分类号:P632 文献标识码:A 文章编号:1000-8918(2023)04-0868-13收稿日期:2022-06-15;修回日期:2023-01-30基金项目:中国地质调查局项目“大兴安岭中南段有色金属基地综合地质调查”(DD20190815);中国铜业重点科技项目(QHHX-KZ-JF2020-001)第一作者:杨星(1994-),男,工程师,从事地质、地球化学勘查工作。Email:1452854554 0 引言大兴安岭南段成矿带是中国最重要的有色金属成矿带之一,其资源潜力巨大,是锡、铜、铅、锌、银等多金属矿的重要富集区,具备良好的成矿潜力1。该成矿带上已发现了多个大中型锡多金属矿床,如黄岗梁铁锡矿、白音查干锡多金属矿、维拉斯托锡多金属矿、大井铜锡矿、罕山林场铜银锡矿等2-7。内蒙古扎鲁特旗坤得来扎拉格锡铅锌银多金属找矿预测远景区是在实施“大兴安岭中南段有色金属基地综合地质调查”项目期间开展好老鹿场幅 1 50 000矿产地质调查时发现的,是寻找岩浆热液型锡多金属矿远景的有利地区。本文通过对扎鲁特旗坤得来扎拉格地区开展的 110 000 矿产地质填图、110 000土壤地球化学测量和 1 50 000 自然重砂测量成果进行分析,初步查明了该地区地质、地球化学特征和重矿物特征,优选了找矿预测区,以期为该地区寻找锡多金属矿提供地球化学数据支撑,并为下一步工作部署和成矿规律研究提供基础依据。1 矿区地质特征坤得来扎拉格锡铅锌银多金属找矿预测区位于内蒙古通辽市扎鲁特旗嘎亥图镇境内,中心坐标为东经1204607,北纬45834。矿区出露地层为下白垩统白音高老组,上侏罗统满克头鄂博组、玛尼吐组和第四系(图 1),其中下白垩统白音高老组和上侏罗统玛尼吐组为预测区主要含矿地层。下白垩统白音高老组位于测区南部,为一套火山碎屑岩建造组合,岩性为流纹岩、流纹质晶屑凝灰岩、火山角砾岩;玛尼吐组位于测区中部,为中酸性中性火山碎 4 期杨星等:综合土壤和重砂测量在内蒙古扎鲁特旗坤得来扎拉格地区锡多金属找矿中的应用图 1 矿区地质简图Fig.1 Geological map of mining area屑岩建造组合,岩性为英安质凝灰岩、安山岩、英安岩;上侏罗统满克头鄂博组位于测区北部,为一套流纹岩、流纹质晶屑凝灰岩、火山角砾岩建造组合;第四系主要呈 SN 向出露于测区中西部,主要为一套冲洪积砂砾石建造组合。岩浆岩主要为测区北部早白垩世粗中粒二长花岗岩。区内脉岩发育主要为花岗岩脉,石英脉、闪长岩脉和流纹斑岩脉等。2 工作方法2.1 土壤地球化学测量土壤地球化学测量剖面沿垂直于主要含矿化蚀变带的方向布置,线距 120 m,点距 40 m,测线方向为 NE 向,路线设计和样品采集采用数字地质调查系统(DGSS)中的大比例尺矿区土壤地球化学测量。土壤样品采集采用多点组合样,采样时避开有机质和风积物质的干扰,在测点周围 510 m 范围内选择 3 处采集深度在 3060 cm 的残坡积层的黏土和岩屑。所有样品经自然干燥,样品过筛后(截取粒度-4+20 目)质量不少于 300 g,本次野外共采集样品 256 件。样品加工处理后送至华北有色地质勘查局燕郊中心实验室进行测试。样品分析测试采用电感耦合等离子质谱法(inductively coupled plasma-atomic emission spectrosco-Py,ICP-AES)、光谱法(e-mission spectr,ES)、氢化物发生原子荧光法(a-tomic fluorescence spectroscopy,AFS)测定了 W、Sn、Mo、Bi、Cu、Pb、Zn、Ag、As 和 Hg 共 10 种元素。各元素检出限均符合规范要求,报出率为 100%。外检样合格率大于 92.9%,内检样合格率大于 96.84%,数据质量和分析精度符合规范要求。2.2 自然重砂测量本次自然重砂测量布设以圈定成矿远景区为目标,样品布设采用“水域法”,按各级河流汇水范围合理布置取样点。自然重砂测量路线设计和样品采集登记在数字地质调查系统(DGSS)中操作完成。野外样品采集方法参照“区域地质调查野外工作方法(第五分册)重砂测量、物探探矿工程、室内整理及报告编写”提出的一点多坑法进行重砂样品采集,取样物质的粒度为分选较差的砂砾层,采集的原始、未经淘洗的重砂样品质量在 1520 kg 左右。样品淘洗采用木质船型盆,为了保证淘洗质量,建立了健全质量检查制度,重砂淘洗人员均经培训合格上岗,在淘洗过程中投放铁粒随时进行监测。原始重砂样品淘洗至灰色为止,经淘洗后的灰砂样品质量大于 15 g 的占总样品数量的 95%,满足对样品分析的要求,并送至实验室进行分析鉴定,鉴定质量符合要求。3 地球化学特征地球化学元素含量的高低,是一个地区地层、岩石、岩浆岩、构造、成矿带分布特点的综合反映8,为客观科学地反映矿区的元素地球化学分布特征,根据土壤地球化学元素测试分析数据,应用数据统计软件 GeoChem Studio 对各元素原始数据及剔除离群数据后的背景平均值(X)、标准差(S)、富集系数(q)和变异系数(CV)等参数进行了统计。各元素地球化学特征参数见表 1。968物 探 与 化 探47 卷 表 1 矿区土壤地球化学元素参数特征Table 1 Characteristics of soil geochemical element parameters in mining area参数CuPbZnAgAsHgWSnMoBi原始数据最小值5.30 12.40 42.10 0.03 4.30 7.00 1.02 2.60 0.40 0.19 最大值48.60 167.00 222.00 0.23 153.00 74.00 23.00 300.00 3.55 6.64 平均值17.50 26.40 80.90 0.10 20.70 35.00 2.75 17.20 0.80 0.58 标准离差3.70 13.80 19.20 0.03 17.50 11.00 2.84 31.90 0.23 0.63 CV10.21 0.52 0.24 0.26 0.84 0.30 1.03 1.86 0.29 1.08 q0.72 1.00 1.13 1.20 1.51 0.85 1.08 2.40 0.94 1.40 剔除离群数据最小值11.90 17.20 52.80 0.04 4.30 7.00 1.02 2.60 0.57 0.19 最大值23.70 30.40 106.00 0.15 28.60 64.00 2.88 11.60 1.00 0.79 平均值17.40 23.40 77.70 0.10 15.70 35.00 1.93 5.20 0.76 0.42 标准离差2.10 2.30 10.00 0.02 5.00 10.00 0.33 2.20 0.08 0.12 CV20.12 0.10 0.13 0.19 0.32 0.29 0.17 0.43 0.11 0.29 q0.72 1.00 1.11 1.19 1.40 0.85 1.03 1.72 0.94 1.30 中国土壤平均丰度924.00 23.00 68.00 0.08 10.00 40.00 1.80 2.50 0.80 0.30 注:Hg 含量单位为 10-9,其余元素含量单位为 10-6;CV1为原始数据变异系数;CV2为剔除离群数据后变异系数。3.1 元素集散特征表 1 可见,剔除离群数据后 Pb、Zn、Ag、As、W、Sn、Bi 7 种元素的背景平均值均高于中国土壤平均丰度值,富集系数也大于(等于)1,表明这些元素具有一定的次生富集倾向,该区的地球化学背景为其提供了良好的成矿条件,其中 Sn 富集系数最高为1.72,存在局部富集成矿的可能。从各元素的变异系数来看,自 SnBiWAsPbHgMoAgZnCu 变异系数逐渐下降,显示区内自 Sn 至 Cu 成矿作用依次减弱,其中 Sn、W、Bi 的变异系数均大于 1,说明这些元素具不均匀性分布,反映出它们易于发生次生富集作用,形成地球化学异常。其余元素的变异系数小于 1,表明这些元素分布较均匀,局部富集成矿的潜力一般。从变异系数图解(图 2)可以看出,Sn 和 W 以高强数据多、分异程度强、变化幅度大为特征,指示潜在成矿潜力大,其中 Sn 变化幅度最大,存在较多高强度数据,而且分布极为分散,这些特征对成矿十图 2 矿区成矿元素变异系数图解Fig.2 Variation coefficient diagram of ore-forming elements in the mining area分有利,故该区主要以找寻锡钨多金属矿为主,这与该区域成矿探明的矿产类别也一致。Bi、Pb 高强数据也较多,分异程度较强,成矿潜力可能性也较大。综上表明,上述 4 种元素在好老鹿场坤得来扎拉格地区土壤中的次生富集能力和富集强度较高,成矿可能性较大。As、Mo、Hg、Ag、Cu、Zn 这6 种元素高强数据较少,分异程度较弱,有一定的成矿潜力。3.2 元素组合相关性分析在地质找矿中,各元素与主成矿元素的亲疏程度主要由元素之间的相关系数来区分10。本次利用 GeoChem Studio 软件,对 W、Sn、Mo、Bi、Cu、Pb、Zn、Ag、As、Hg 10 种元素的原始分析结果进行相关性分析,探讨成矿元素之间的共生组合关系。由表2 得知,Pb 和 Zn 的相关系数最大,为 0.732,As 与Bi、W 呈正强相关,Ag 与 Cu、Pb、Zn 呈明显正相关,Sn 与 Cu、Mo、W 呈显著正相关。Pb、Zn、Ag 与 Sn、W、Bi 的相关性较差。为了进一步研究矿区 Pb、Zn 类元素异常与 Sn、W 类元素异常的相关性,引入量化参数 各点位元素异常衬值,其中异常衬值(Ca)=元素异常含量/背景值。由图 3 可见,通过衬值数据变换后 Pb 和 Zn 具有明显正相关性,Sn 和 W 也具有较为明显的正相关,而Pb、Zn、Ag 与 Sn、W、Bi 两组经数据变换后的衬值累加则呈现较为明显负相关性。综上,说明在富 Pb、Zn 的地质体内 Sn 和 W 相对贫瘠,反之在富 Sn 和W 的地质体内 Pb 和 Zn 相对贫瘠,两者可相互作为成矿异常边界指示元素组合。078 4 期杨星等:综合土壤和重砂测量在内蒙古扎鲁特旗坤得来扎拉格地区锡多金属找矿中的应用表 2 矿区土壤元素相关系数Table 2 Correlation coefficient of soil elements in mining area元素CuPbZnBiMoWSnAgAsHgCu1.000 Pb0.034 1.000 Zn0.041 0.732 1.000 Bi0.114-0.028-0.112 1.000 Mo0.222 0.217 0.093 0.313 1.000 W0.005-0.096-0.214 0.500 0.226 1.000 Sn0.248-0.079-0.043 0.098 0.205 0.197 1.000 Ag0.430 0.481 0.437 0.006 0.172-0.184-0.011 1.000 As0.201-0.072-0.155 0.663 0.380 0.596 0.329-0.028 1.000 Hg0.199 0.017-0.081 0.111 0.093 0.031-0.103 0.148-0.049 1.000 图 3 矿区成矿元素相关性Fig.3 Correlation of ore-forming elements in the mining area 元素之间的相关性存在错综复杂的关系11,为进一步探究各元素变量之间的相似程度,将变量分成不同级别的类或点群,直观地对变量进行分类。对矿区各元素的原始数据进行 R 型聚类分析,得到R 型聚类分析谱系图(图 4)。10 种元素大致可分成 3 类,第一簇 Pb、Zn、Ag、Cu 为一组低中温元素组合,Pb 与 Zn 密切相关,相关系数在 0.732,反映 Pb、Zn、Ag、Cu 的富集主要与中低温热液成矿作用有关,组合异常的出现是寻找 Pb、Zn 多金属矿床的重要地球化学找矿标志。第二簇 As、Bi、W、Mo、Sn 为一组亲酸性岩的高中温元素组合,说明区内中酸性岩浆活动频繁,该类元素组合异常的出现可作为锡钨多金属矿的找矿标志。第三簇为 Hg,Hg 与上述元素均有一定的相关性,但系数整体偏弱,可作为区内成矿元素的指示元素。3.3 化探异常圈定本次土壤地球化学测量整体处于 Sn、W 多异常成矿高背景区,常规异常下限划定势必会造成 Sn、W 等元素异常大面积出露,不能有效圈定成矿中心,对组合异常的圈定也会存在一定干扰。本次采用外带 70%、中带 80%、内带 95%累积频率法进行异常下限的划定,累积频率法相对于传统统计方法的优势在于充分利用了所有采样数据,并以区内30%的数据信息作为异常,保持了数据的完整图 4 矿区土壤地球化学测量 R 型聚类分析谱系Fig.4 R-type cluster analysis pedigree of soil geochemical survey in mining area178物 探 与 化 探47 卷 表 3 矿区土壤地球化学异常下限Table 3 Lower limit of geochemical anomaly of soil in mining area异常下限CuPbZnAgAsHgWSnMoBi外带19.00 25.00 86.00 0.11 23.00 40.00 2.80 17.00 0.85 0.60 中带20.00 28.00 95.00 0.12 26.00 42.00 3.30 25.00 0.90 0.70 内带21.00 44.00 115.00 0.14 40.00 49.00 6.00 55.00 0.95 1.40 注:Hg 含量单位为 10-9,其余元素单位为 10-6。性12-13,并结合矿区地质特征、区域地球化学特征、矿区矿产分布特征带来的影响进行适当修正。各元素异常下限见表 3。3.4 元素异常及分布特征综合考虑异常元素组合相关性、异常结构形态及强度、浓集中心、主成矿元素等因素,结合成矿地质背景,对空间上和成因上具有明显联系的元素异常叠加部分进行综合异常圈定。矿区内共划分以Sn、W 多元素异常有关的综合异常 3 处,以 Pb、Zn、Ag 多元素异常有关的综合异常 1 处。圈定单元素异常 52 处,其中 W 异常 3 处,Sn 异常 3 处,Mo 异常9 处,Pb 异常 3 处,Zn 异常 3 处,Ag 异常 7 处,Cu 异常 8 处,As 异常 5 处,Hg 异常 5 处,Bi 异常 6 处,异常主要分布于下白垩统白音高老组和上侏罗统玛尼吐地层内(图 5)。3.4.1 Pb、Zn、Ag 异常通过相关性和元素组合分析得知,Pb、Zn、Ag 元素相关性最强,也是区内主要元素异常组合,主要呈SW 向分布在矿区下白垩统白音高老组地层内,零星 Pb、Zn、Ag 异常分布于上侏罗统玛尼吐组地层内,与 Sn、W 等元素异常伴生。由图 5 可见,Pb-3、Zn-3、Ag-7 异常组合具有明显的浓集中心,峰值明显,套合紧密,异常组合呈 NW 向展布,两端及下部异常未封闭。其中 Pb 峰值为 16710-6,Zn 峰值为22210-6,Ag 峰值为 0.2310-6。在矿区内 Pb、Zn、Ag 富集系数分别为 1、1.13、1.2,属于中等富集类型,Pb、Zn、Ag 套合叠加明显,浓集中心一致,且异常组合北西、南东、南西 3 侧均有明显延伸趋势。3.4.2 Cu 异常Cu 异常在下白垩统白音高老组和上侏罗统玛尼吐地层内均有分布。在下白垩统白音高老组 Cu-7 和 Cu-8 与 Pb、Zn、Ag 具有较为明显的浓集中心。在上侏罗统玛尼吐地层内 Cu-1、Cu-2、Cu-3、Cu-4、Cu-5、Cu-6 与 Sn、W 和 Mo 异常套合较为明显,其中Cu-4 与 Sn-2、W-2、Mo-3 套合最为明显,浓集中心基本一致。Cu 在该区内整体呈低背景呈现,其峰值仅为 48.610-6,但是分布变化依然与 Pb、Zn 变化吻合。3.4.3 W 异常W 异常位于北侧上侏罗统玛尼吐组地层内,在下白垩统白音高老组呈低背景,未见明显异常,矿区内 W 异常面积为0.34 km2。主要异常为 W-1 和 W-2,具有明显浓集中心。W-1 异常峰值为17.410-6,W-2 异常峰值为 2310-6,平均值为 7.3710-6,为中国北部土壤平均丰度值的 4.1 倍,具有较为明显的富集特征。3.4.4 Sn 异常作为区内主要成矿元素,Sn 异常在矿区内呈高背景出现,矿区范围内 Sn 富集系数为 2.4,变异系数为 1.86,具有明显的富集分异特征。Sn 异常在下白垩统白音高老组和上侏罗统玛尼吐地层内均有较为明显的富集。Sn-1 号异常在该区内出露范围最大,为 0.22 km2,Sn-1 异常呈 NE 向展布,异常东侧为区内异常浓集中心,未封闭。根据图 5 显示,异常浓集中心东侧具有明显的延伸趋势,异常区内及异常东侧具有较好的 Sn 多金属找矿潜力。3.4.5 Mo 异常Mo 异常主要分布玛尼吐组地层内,白音高老组地层内零星分布,本次共圈定 Mo 单元素异常 9 个,异常出露面积 0.26 km2,峰值 3.5510-6。Mo 异常分布较为分散,除 Mo-7、Mo-8、Mo-9 与 Pb、Zn、Ag 空间位置较为一致外,其余单元素与 W、Sn 等元素重合叠置较好,具有一致的浓集中心。3.4.6 Bi 异常Bi 异常在该区内主要分布在上侏罗统玛尼吐组地层内,在下白垩统白音高老组地层内零星分布,圈定 Bi 单元素异常 6 个,浓集中心明显,异常峰值6.6410-6。由图 5 可见,Bi-1 号异常为矿区内主要异常源,位于矿区北东侧,近 EW 向展布,东侧异常未封闭,具有明显延伸趋势,与 W-1、Sn-1 异常基本对应一致。3.4.7 As、Hg 异常As、Hg 为典型的亲硫和指示元素,在该区内 As和 Hg 元素分布具有较为明显的相似性,主体分布于上侏罗统玛尼吐组地层内,零星异常分布于下白垩统白音高老组地层内,并与 Pb、Zn、Ag 套合较好。278 4 期杨星等:综合土壤和重砂测量在内蒙古扎鲁特旗坤得来扎拉格地区锡多金属找矿中的应用图 5 矿区成矿元素异常分布Fig.5 Abnormal distribution of ore-forming elements in the mining area通过相关系数分析(表 2)可见,As 与 Bi、W、Mo、Sn具有较高相关性;Hg 与 W、Sn、Mo、Bi 和 Cu、Pb、Zn、Ag 均有一定的相关性,反应其成因较为复杂,高温和中温阶段均有富集。4 重矿物特征4.1 重砂测量重砂测量是矿产勘查的重要手段之一,也是预测潜在矿床的有效手段14,该方法在追索原生的贵金属矿床(金、铂、铱、锇)、稀有金属矿床(铌、钽、锂、铍、锆)、稀土矿床(铈族、钇族)、黑色金属矿床(铬、钛、钒、锰)、有色金属矿床(锡、钨、钼、秘、铜、铅、锌)方面尤为有效15,尤其对于物理、化学性质较稳定的原生锡矿床有良好的指示作用16。通过对坤得来扎拉格地区开展 1 10 000 土壤地球化学测量,取得了较好的多元素地球化学成果,尤其位于矿区北部以锡为主的多元素组合异常,显示出了优越的找矿前景,因此对预测区进行了重砂验证工作。在异常地段的沟系内采集了 ZS01、ZS02、ZS03 共 3 件自然重砂样品(图 6)。自然重砂样品经淘洗、鉴定,初步查明矿区内自然重砂矿物有23 余种,分别为锡石、绿帘石、石榴子石、钛铁矿、赤褐铁矿、锆石、榍石、磁铁矿、电气石、白钛石、角闪石、锐钛矿、萤石、金红石、独居石、十字石、黄玉、铬尖晶石、辉石、刚玉、直闪石、蓝晶石、黄铁矿、自然铅、磷钇矿。通过重砂成果统计分析,结合本次找矿方向,选择具有找矿意义的锡石对矿区自然重砂进378物 探 与 化 探47 卷 行评价。4.2 锡石的矿物特征指数与物源分析特征指数是物源分析的重要参考指标17。矿区 3 件重砂样品的 ZTR 指数在 5.312.3 之间,平均指数 8.09,指数整体偏低,揭示了矿区重矿物搬运距离较短。结合锡石的重矿物形态特征来看,锡石颗粒主要为规则粒状柱状,自形程度较好,大部分保留了矿物原来的晶形,搬运过程中对矿物的形态改造程度较低,反映了近源沉积的特征。通过坤得来扎拉格地区重矿物特征(表 4)可以看出,区内重矿物出现频率较高的组合为绿帘石+石榴子石+赤褐铁矿+锆石+锡石+磁铁矿等,其中以绿帘石、石榴石、锆石、锡石等尤为突出,其余的重矿物如榍石、金红石、角闪石、电气石、钛铁矿、独居石和辉石也占有一定的比例,反映沉积物母岩类型主要为中酸性岩浆岩及变质岩和凝灰岩。所有样品的重矿物含量差异很小,不同样品的组合矿物基本一致,表明该地区母岩类型基本一致,属于同一源区,沉积过程中物源稳定。4.3 锡石重矿物特征及成因由表 4 可见,重砂样品中的绿帘石、石榴子石、辉石和角闪石等出现频率和比例相对较高,作为矽卡岩型锡矿的重要指示标志,野外实际踏勘中未见明显与矽卡岩型锡矿化的有关标志和线索,该类重矿物的高频率出现可能与地层内的安山岩和闪长岩脉有关。除上述重矿物外,锡石、锆石、榍石、白钛矿、电气石、金红石、锐钛矿、黄玉、萤石等重矿物组合在ZS01、ZS02、ZS03 这 3 件灰砂样中同时出现的频率为 100%。该组合中锡石颜色主要呈深褐、红褐、黄褐色,具有玻璃光泽,透明等特征;形状呈不规则粒状,柱状;粒径主要以 0.260.45 mm 为主,次要在0.100.25 mm 之间,个别锡石粒径在 0.460.70 mm,其中 ZS02 中最大可至 1.30 mm,ZS03 中最大可至 2.60 mm,3 件灰砂中锡石的延长系数在 1.53。根据 3 件灰砂样品的重矿物组合、锡石重矿物形态、锡石的延长系数等特征得知,该地区锡石重矿物成因与岩浆热液型锡矿密切相关18-19。表 4 矿区重矿物特征Table 4 Characteristics of heavy minerals in mining area点号ZTR/%样品质量/g重矿物部分质量/g主要矿物组合ZS016.679.73.88绿帘石33.5-赤褐铁矿24.94-石榴子石14.02-钛铁矿11.22-锆石2.98-锡石2.41-榍石2.41-磁铁矿2.41-白钛石1.07-角闪石0.57-铬尖晶石0.47-电气石0.47-金红石0.38-锐钛矿0.08-十字石0.11-独居石-黄玉-萤石-辉石-尖晶石-其他2.9ZS0212.3203.967钛铁矿20.73-绿帘石19.53-石榴子石18.27-赤褐铁矿13.42-锡石6.42-锆石5.62-磁铁矿3.75-榍石2.15-白钛石1.32-电气石0.58-金红石0.4-角闪石0.4-锐钛矿 0.18-十字石0.12-独居石-磷灰石-黄玉-萤石-辉石-铬尖晶石直闪石-尖晶石-其他7.11ZS035.320.94.416绿帘石28.39-锡石24.18-石榴子石11.31-钛铁矿10.88-赤褐铁矿9-锆石2.64-榍石2.64-磁铁矿1.57-电气石1.04-白钛石0.92-角闪石0.31-锐钛矿0.15-金红石0.09-独居石0.09-十字石0.09-黄玉0.03-铬尖晶石-辉石刚玉-直闪石-蓝晶石-黄铁矿-自然铅-磷钇矿-其他6.45 注:ZTR 指数=(锆石质量+电气石质量+金红石质量)/所有透明重矿物总质量100%;“”代表 110 粒重矿物,“”代表 1130 粒重矿物,“”代表 31100 粒重矿物,“”代表 101200 粒重矿物;主要矿物组合上角标数字为所占重矿物质量百分比;“其他”为长英质造岩矿物,少量黑云母、风化碎屑等。5 综合预测根据元素地球化学特征、地质单元含矿性、自然重砂重矿物的分布组合特征,并结合异常区内已发现的矿化线索,优选了两处找矿预测区(图 6)。5.1 坤得来扎拉格 Sn-W 多金属找矿预测区坤得来扎拉格 Sn-W 多金属找矿预测区位于矿区北东侧,出露地层白音高老组为一套火山碎屑岩建造组合,岩性为流纹岩、流纹质晶屑凝灰岩、火山角砾岩;玛尼吐组为中酸性中性火山碎屑岩建造组合,岩性为英安质凝灰岩、安山岩、英安岩。在该找矿预测区内圈定了 3 处以 Sn-W 为主的土壤综合异常 HT01、HT02、HT03(图 5),根据 Sn、W 异常浓集形态可见异常总体呈 NW 向展布,Sn、W 异常东侧未封闭,存在明显延伸趋势。该预测区脉岩发育,主要为 NE 和 NW 向石英脉、含锡云英岩脉、流纹斑岩脉等。110 000 地质调查新发现了 3 处矿化带(图 5、图 6),矿化带与 Sn、W 等异常空间位置基本一致。矿化蚀变带和异常478 4 期杨星等:综合土壤和重砂测量在内蒙古扎鲁特旗坤得来扎拉格地区锡多金属找矿中的应用图 6 坤得来扎拉格地区找矿预测远景Fig.6 Prospect map of prospecting and prediction in Kundelai Zhalage areaa含锡石石英细脉;b,c含黑钨矿石英细脉;d褐铁矿化、云英岩化蚀变岩;e,f铅锌矿化蚀变岩;g黑钨矿镜下照片;h,i锡石镜下照片;Wf黑钨矿;Cst锡石;Chl绿泥石;Qtz石英acassiterite bearing quartz veinlet;b,cwolframite bearing quartz veinlet;dlimonitized and Greisenized altered rock;e,flead zinc mineralized al-tered rock;gwolframite micrograph;h,icassiterite mirror photo;Wfwdframite;Cstcassiterite;Chlchlorite;Qtzquartz图 7 预测区野外矿化手标本与镜下照片Fig.7 Field mineralized hand samples and microscopic photos in the prediction area578物 探 与 化 探47 卷 浓集中心处岩石可见强烈褐铁矿化、硅化、云英岩化、锡石化、黑钨矿化等蚀变(图 7)。号矿化带:赋存于下白垩统白音高老组地层中,矿化蚀变为云英岩化、硅化、萤石化、褐铁矿化、绿泥石化等,走向345,宽约 1 m,长约 50 m。捡块样分析结果:Sn 品位 1%2%。号矿化带:赋存于下白垩统白音高老组地层内,岩石节理面发育绢云母锡石石英细脉,走向 345,宽约 1 m,长约 50 m。捡块样分析结果:Sn 品位 1%2%。号矿化带:赋存于下白垩统白音高老组地层内,岩石节理面发育黑钨矿绿柱石石英细脉,蚀变带走向340,宽约5 m,长约50 m,石英细脉宽约1 cm。捡块样分析结果:W 品位1%2%。综上来看,该预测区内发育以 Sn、W 为主的多元素组合异常,并与 Pb、Zn、Ag 等异常具有明显的分带性,围绕北侧下白垩统岩体依次发育 Sn、W、Mo、Bi-Cu-Cu、Pb、Zn、Ag 的地球化学异常,形成了显著的锡多金属矿化分带特征20-21,并且地表热液活动明显,矿化种类繁多,分布广泛,具有较好的锡多金属找矿前景。5.2 坤得来扎拉格南 Pb-Zn-Ag-Sn 多金属找矿预测区坤得来扎拉格南 Pb-Zn-Ag-Sn 多金属找矿预测区位于矿区南侧,出露地层和岩性为白音高老组流纹岩、流纹质晶屑凝灰岩、火山角砾岩和玛尼吐组英安质凝灰岩、安山岩、英安岩。该找矿预测区内圈定了一处以 Pb-Zn-Ag 多异常为主的土壤综合异常HT04(图 5),异常组合呈 NW 向带状展布,组合异常北西、南东、南西侧延伸均未控制,均有明显的延伸趋势。异常组合具有统一浓集中心,内、中、外分带特征清晰,伴有 Cu、As、Hg 等异常分布,为一套中低温元素组合。元素异常组合主要分布于于矿区南部白音高老组地层内,玛尼吐组地层内存在零星 Pb、Zn、Ag 等低弱异常,规模较小。110 000 地质调查在 Pb-3、Zn-3、Ag-7 异常浓集中心发现矿化蚀变带一处。号矿化带(图 6):赋存于下白垩统白音高老组地层内。蚀变带走向350,宽约 10 m,长约 100 m,局部见石英晶簇沿晶屑凝灰岩节理面发育,两侧发育云英岩化,局部见紫色萤石石英细脉,黄铁矿、锡石等。捡块样分析结果:Sn 品位 1%5%。通过坤得来扎拉格地区成矿元素异常(图 5)可见,位于矿区南侧的 HT04 土壤综合异常中未见明显的锡的地球化学异常,位于矿区南侧重砂样品ZS01 却有较为明显的锡石线索,通过坤得扎来格地区地质地形图(图 6)可见,以铅锌为主的综合异常和以锡钨为主的综合异常具有明显的界线关系,两类综合异常在 Sn-W 找矿预测区和 Pb-Zn-Ag-Sn 多金属找矿预测区分界线处存在明显截然不同的关系,两处的找矿预测区界线位于山脊处,山脊北东侧以锡的地球化学异常为主,山脊南西侧以铅锌的地球化学异常为主。其中山脊南西侧的号矿化体揭露的 NW 向蚀变带内发现了锡石,由此可初步得知ZS01 重砂样品控制汇水域亦具有寻找锡多金属矿的前景。综上,坤得来扎拉格南 Pb-Zn-Ag-Sn 多金属找矿预测区,地质、重砂、地球化学条件良好,地球化学分带性明显,组合异常套合一致,锡石重矿物特征指示明显,发育各类蚀变和脉体,具有较好的 Pb、Zn、Ag、Cu 和 Sn 的多金属找矿前景。5.3 成矿潜力探讨大兴安岭南段西拉木伦河以北发育大量的锡多金属矿床,与锡多金属矿化有关的酸性岩浆岩成岩时代主要为晚侏罗世早白垩世阶段,矿床多分布于区域低重力异常和负磁异常范围内22,与锡多金属矿相关的地球化学主要为一套高中温元素组合特征,成矿元素具有自岩体向外部锡铜锌铅银的分带特征20。5.3.1 区域地球化学特征大兴安岭地区 120 万 Sn 的地球化学异常以黄岗大石山大井白音诺等地区为中心,形成了规模宏大的区域地球化学异常场,在空间分布上与Ag-Pb-Zn 异常场大致吻合,沿大兴安岭主脊呈 NE向展布。在 Sn 和 Ag-Pb-Zn 套合的区域地球化学异常场中,已经探明了黄岗矽卡岩型铁锡矿床、莫古吐矽卡岩型铁锡矿床、大井次火山热液型锡铜银多金属矿床和一系列岩浆高温热液型钨锡矿床和铜钨锡矿床,找矿潜力巨大。由图 8 可见,矿区位于区域 1 20 万 Sn 的异常地球化学异常体内,W 异常在 Sn-1 异常的西、西南侧有一定叠加显示,规模稍弱,其他区域异常在矿区内未见富集显示。通过对 Sn 元素的 120 万地球化学异常线与其余各成矿元素的叠加可见,Sn-2 号异常与 Cu、Pb、Zn、Ag 存在明显叠加,推测主要受异常浓集中心处的石长温都尔铜铅锌银矿影响,通过地质路线调查,在石长温都尔铜铅锌银矿采集的手标本可见颗粒状锡石发育,推测该矿床亦有寻找锡多金属矿前景。其他 Sn 异常与 Cu、Pb、Zn、Ag 等元素有一定的弱叠加,Sn 的主体异常与 Cu、Pb、Zn、Ag等成矿元素的空间叠加情况较差。总体来看区域的 Cu、Pb、Zn、Ag 异常与 Sn 异常678 4 期杨星等:综合土壤和重砂测量在内蒙古扎鲁特旗坤得来扎拉格地区锡多金属找矿中的应用的相关性较差,Cu、Pb、Zn、Ag 元素围绕 Sn 异常呈环状异常分布,与矿区地球化学具有相似分布特征。5.3.2 区域典型矿床特征通过大兴安岭地区典型岩浆热液型锡多金属矿床与预测区对比来进一步研究该区成矿潜力(表5)。通过矿区与区域典型岩浆热液型锡多金属矿的综合对比研究,可见两者普遍发育以 Sn 为主并伴有Cu、Pb、Zn、Ag 等规模宏大的多元素地球化学异常,地球物理特征则表现出低重力、中高阻、中低极化和中低磁特征,矿区内金属矿物组合与区域典型岩浆热液脉型锡矿的金属矿物组合基本一致,区内发育图 8 区域 1200 000 地球化学异常剖析图(据内蒙古 120 万地球化图修编23)Fig.8 Regional 1200 000 geochemical anomaly analysis map(revised according to the 1200 000 geochemical map of Inner Mongolia23)表 5 区域热液脉型锡多金属矿与预测区特征对比Table 5 Comparison of characteristics between hydrothermal vein type tin polymetallic deposits and prediction areas in the region园林子北山24维拉斯托21罕山林场6坤得来扎拉格25-26地 球 化 学特征主成矿元素为 W、Sn、Bi、Mo,其次为 Cu、Ag、Pb、Zn、Sb,并伴有 Au、As、Hg 元素异常,组合异常面积 80 km2(1 5万)异常按面积依次为 Sn、W、As、Zn、Pb、Sb、Ag、Au、Mo、Cu,组合异常面积 8.96 km2(15万)发育 Sn、Pb、Zn、Ag、Au、As等组合异常,组合异常面积11.2 km2(15万)区内划定一丙类异常,元素组合以 Sn、W、As、Au、Co 为主,组合异常面积 2.58 km2(15万)地 球 物 理特征含矿岩石具低阻高极化特征成矿中心的锡钨多金属矿对应物探测量