席明杰，陆桂福，蔡永文，马生明

（1.数字地球重点实验室，中国科学院空天信息创新研究院，北京 100094；2.中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所，河北 廊坊 065000）

内蒙古黑鹰山地区地处华北板块、塔里木板块和哈萨克斯坦板块交汇地带，属北山成矿带黑鹰山Fe-Au-Mo-W成矿亚带[1]，行政区划隶属内蒙古自治区额济纳旗。中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所在黑鹰山地区开展1：5万矿产地质调查工作过程中，在黄羊坡南一带发现强烈的铁族元素和亲硫元素异常，经地球物理方法综合查证后，认为该区具有良好的成矿地质条件和找矿前景。本文在地质、地球化学、地球物理特征和金属矿物组成研究的基础上，初步探讨了该区的找矿前景，为后续进一步开展勘查找矿工作提供了参考依据。

1 地质特征

研究区位于北山地区红柳河—牛圈子—洗肠井蛇绿岩带以南，大地构造位置处于塔里木板块北缘，地层区划隶属于塔里木—南疆地层大区—中、南天山—北天山地层区—红柳园地层小区[2]。

区内出露地层主要有下石炭统红柳园组一段（C1hl1）、二段（C1hl2）和下白垩统赤金堡组（K1c）（图1）。红柳园组一段主要分布于研究区中、西北部，其底部见少量灰绿色砾岩、下部岩性主要为灰绿-墨绿色-暗红色细碧岩、玄武岩夹少量流纹岩，中部主要为墨绿-灰绿色玄武岩、安山玄武岩夹安山岩，见多层灰黄色岩屑长石砂岩夹层，顶部为浅灰绿色、灰色流纹岩，该套火山岩普遍发生了绿泥石化、绿帘石化和皂石化；二段主要分布于南部和西部，整合于一段之上，底部以灰色细粒岩屑长石砂岩与一段分界，下部岩性主要为灰黑色粉砂岩、泥质粉砂岩夹岩屑长石砂岩，上部由灰-黑灰色含砾粗砂岩、长石岩屑砂岩、粉砂岩等组成韵律沉积，发育正粒序层理、负载构造和水平层理[3]。在一段杏仁状细碧岩中获得锆石年龄为359.9±1.4Ma，属早石炭世。下白垩统赤金堡组主要分布于研究区东北部，底部为一套灰红色、砖红色残积砾岩，含砾砂岩，中部为灰绿色、灰黑色泥质粉砂岩夹中粗粒砂岩、含砾砂岩及砾岩，上部为砖红色泥质粉砂岩夹灰绿色泥质粉砂岩、砖红色含砾砂岩、砾岩，岩层内见透明薄片状石膏。局部地区被第四系覆盖，主要见于季节性河流的河床、河漫滩及干谷中。

区内岩浆活动较强烈，侵入岩主要为辉绿岩脉和花岗斑岩脉。辉绿岩分布于研究区中部西侧，呈小岩株或脉状产出，规模相对较大，岩石呈绿灰色、辉绿结构、块状构造，矿物组成主要为斜长石（65%±）和辉石（35%±）。斜长石呈灰白色，自形长条状；辉石呈暗绿-绿黑色，它形粒状结构，充填于斜长石格架中。岩体呈长条状沿北西向侵入红柳园组中，受NE向断裂控制，局部见绿帘石化及少量绿泥石化和硅化[4]。获得辉绿岩中锆石年龄为284.6±1.5Ma，属早二叠世，认为其可与新疆东部产出的镁铁-超镁铁质岩石进行对比，可能具有相似的成矿潜力。花岗斑岩脉呈NW向产出，规模较小，在其内产出小型铜多金属矿床（图1）。

区内断裂构造发育，以北西向断裂为主，北东向次之。北西向断裂为逆断层，走向110°～120°，倾55°～60°，控制着北西向辉绿岩脉的产出。

图1 内蒙古黑鹰山地区黄羊坡南地质简图[5]

2 方法与技术

地球化学研究样品介质为-4～+20目土壤，采用自由网进行采样，样品密度为8点/km2，每个分析样品由采样点周围的3-5个子样品组合而成，样品分析工作在辽宁省地质矿产研究院完成。

地球物理探测主要开展了大功率激电中梯短导线剖面测量和可控源音频大地电磁测深测量工作，使用仪器为美国Zonge公司生产的GPD-32Ⅱ型多功能电法仪，供电极距AB选择为1000m，接收极距MN选择为40m，点距40m，赤道偶极装置进行标量测量。

3 结果与讨论

3.1 地球化学特征

区 内Ni、Co、TFe2O3、Cr、Ti、V、Cu、Pb、Zn、Ag、S等元素地球化学异发育，其中Ni、Co元素异常沿北西向呈带状产出（图2），异常规模较大，强度较高，空间产出位置与北西断裂构造相一致，Ni元素浓集中心与北西向辉绿岩脉相吻合，最大值为573×10-6；TFe2O3、Cr、Ti、V四元素异常形态相似，呈面状展布，异常规模大、强度较高，浓集中心多与北东向辉绿岩脉产出位置相吻合，其中Fe异常规模最大，最大值为14.2%。Cu、Pb、Zn、Ag等元素异常相对较强，Cu、Ag异常呈面状或港湾状展布，规模较大、强度相对较高，Cu在北西向断裂带内形成多个高值点，最大值为83.3×10-6，与西北角铜多金属矿点相吻合，且具有较好的连续性；Ag异常主体产于红柳园组中，不受北西断裂构造的控制，最大值为480×10-9；Pb、Zn多呈单点异常存在，Pb、Zn最大值为分别为212和539×10-6。

矿化剂元素S异常规模较大，为区内异常强度最高的元素，与Ag元素异常相似，主体呈面状分布，产于红柳园组中，不受断裂构造控制。

综上可知，区内主要产出铁族元素（Ni、Co、TFe2O3、Cr、Ti、V）和亲硫元素（Cu、Pb、Zn、Ag）两类地球化学异常，铁族元素异常总体与北西向辉绿岩脉密切相关，具有形成Ni、Cr、Co、Ti等相关矿产的潜力；亲硫及矿化剂元素异常多与红柳园组火山岩及花岗斑岩脉相关，与外围已知小型铜多金属矿床在空间上具有连续性，暗示区内仍具有较好的找矿前景。

图2 黄羊坡南地球化学异常图

3.2 地球物理特征

激电中梯面积性测量结果（图3）显示，区内激电异常呈北西向带状分布特征明显，视电阻率异常由北东向南西逐渐变缓，呈平缓梯度变化，视充电率则在视电阻率高低阻过渡梯度带（中部）形成高极化异常带，结合地质推断该处存在一条北西向的构造带。

研究区东北部为高阻低极化背景区，视充电率＜15ms；中部为相对低阻高极化异常带，由多条北西向异常带组合而成，视充电率峰值达37.25ms，对应视电阻率为176.63Ω·m的低阻异常，异常带走向方向性连续性较好，宽度约400m，两端未封闭，为形成金属矿化的有利部位；西南部则为低缓异常区，为背景场区，北西向展布。由视充电率异常从东北侧密集等值线梯度带过渡为西南侧平缓梯度带的特征，推断深部极化体倾向南西。

图3 黄羊坡南激电中梯测量视充电率和视电阻率等值线图

由220线综合电法剖面结果（图4）可知，激电异常呈现高视充电率对应相对低阻特征，曲线形态为多峰式（图4a），与视电阻率异常（图4b）对应较好，推测存在多条倾向南西的高极化体，应由隐伏多金属硫化物矿（化）体引起。空间上，高视充电率低视电阻率异常带与北西向断裂带产出一致，亦与Ni、Co、Cr、Cu等异常相吻合，高视充电率是硫化物矿物的反映，指示区内成矿条件优越，深部-300以浅可能存在向南西方向倾斜的多金属硫化物矿化体，结合已有研究[6]，推断高阻体（辉绿岩脉）两侧为有利找矿部位（图4b）。

3.3 金属矿物组成

研究区内早二叠世辉绿岩与红柳园组火山岩接触带内褐铁矿化发育，辉绿岩露头普遍已褐铁矿化，硅化强烈。辉绿岩手标本中常见星点状黄铁矿及其残骸，在早二叠世岩体与红柳园组接触带发育近NE向褐铁矿化。

显微镜下鉴定结果显示，辉绿岩脉中矿石矿物为黄铜矿，脉石矿物有黄铁矿、磁黄铁矿、铬铁矿和磁铁矿等（图5），黄铜矿呈它形粒状，粒径一般＜0.2mm，主要与黄铁矿、磁黄铁矿混杂分布，少数零散状、细小堆状分布，含Cu达到边界品位。

图4 黄羊坡南220线综合电法剖面图

图5 黄羊坡南辉绿岩中金属矿物显微图像（+×20）

3.4 找矿前景分析

研究区内成矿地质条件优越，石炭系红柳园组火山岩可为亲硫元素富集提供物源、早二叠世辉绿岩除提供铁族元素成矿所需物源外。

同时也为区域内元素活化迁移提供了必须的热源；北西向断裂构造为辉绿岩的侵位提供了通道和空间，同时也可为亲硫元素富集沉淀提供空间，有利于形成大规模金属矿化。

黄羊坡南处于Ni、Co、Cu、S等元素高背景区，铁族元素、亲硫元素及矿化剂元素异常强烈；激电异常沿北西向断裂呈带状分布，存在多个高视充电率和低视电阻率组合异常，综合推断深部-300米以浅可能存在向南西倾斜的多金属矿化体，推断辉绿岩脉两侧为有利找矿部位（图4b）；微观矿物学特征显示区内主要矿石矿物为黄铜矿，脉石矿物主要为磁黄铁矿、黄铁矿、铬铁矿和磁铁矿等，与铜镍硫化物型矿床相似[7，8]，指示其具有形成铜镍硫化物矿床的潜力，找矿前景良好。

本次工作是在1∶5万矿产地质调查工作基础上开展的，受工作精度限制，只对区内成矿的可能性和找矿前景进行了初步探讨，建议相关地勘单位或勘查公司，在条件允许的情况下，在该区开展大比例尺详查和勘探工作，进一步发掘深部蕴藏的宝贵资源。

4 结论

（1）内蒙古黑鹰山地区黄羊坡南成矿地质条件优越，石炭系红柳园组和早二叠世辉绿岩可为金属成矿提供物源和热源；

（2）该区地处Ni、Cu、Fe及S元素高背景区，产出铁族元素（Ni、Co、TFe、Cr、Ti、V）和亲硫元素（Cu、Pb、Zn、Ag）两类地球化学异常，铁族元素异常与北西向辉绿岩脉密切相关，亲硫元素异常多与红柳园组火山岩及花岗斑岩脉相关；

（3）区内激电中梯测量低阻高极化异常沿北西向断裂呈带状分布，并存在多个高视充电率和低视电阻率组合异常，显示深部-300米以浅可能存在向南西倾斜的多金属矿化体，推断辉绿岩脉两侧为有利找矿部位；

（4）辉绿岩中金属矿物组成与典型铜镍硫化物矿床相似，综合推断该区具有形成铜镍硫化物矿床的潜力，具有良好的找矿前景。