李新，贺晓天，何鹏，白龙，刘朝阳，李福斌，陈卓，刘梦迪

(1.乌兰察布市自然资源局， 内蒙古 乌兰察布 012000； 2.河南省地质矿产勘查开发局第二地质勘查院， 河南 郑州 450000)

0 引言

阿尔山—博克图—多宝山成矿带是我国大兴安岭地区重要的多金属成矿带(邵积东等，2009；佘宏全等，2009；郑涛等，2017)，该成矿带相继发现有多宝山大型斑岩型铜矿床(王喜臣等，2007)、梨子山中型矽卡岩型铁多金属矿床(赵元淏等，2016)、朝不楞大型矽卡岩型铁铜多金属矿床(王必任等，2014)以及二道河超大型矽卡岩型铅锌矿床(王忠等，2012)等(图1a)，因而受到广大学者的关注。然而，目前的研究多针对矿床地质特征、矿床成因、成矿时代、成矿规律以及成矿作用机制和成矿物质来源等(孙引强等，2019；张平发等，2020；刘朝阳等，2021；马雁飞和班宜红，2021)，对于区域地球化学特征的研究却较少(孙琦夫和张远飞，2018；何鹏等，2020)。本文在沃力嘎沟等四幅1∶5万区域矿产地质调查工作的基础上，对三七林场地区成矿元素地球化学特征、元素组合特征等进行总结，并对重要综合异常进行了查证，优选出2处找矿靶区，总结了找矿标志，为本地区进一步开展矿产勘查工作提供了地球化学依据。

图1 三七林场地区大地构造简图(a据郑涛等，2017修改)和成矿区带图(b据钱程等，2018；王粉丽等，2017修改)

1 地质概况

研究区位于内蒙古自治区东北部扎兰屯市西部，大地构造上属兴蒙造山带、大兴安岭弧盆系(董树文等，2008；钱程等，2018)(图1b)，出露地层以中生界和新生界为主，局部出露少量古生界地层(图2)。中生界以陆相火山地层为主，在区内分布广泛，包括上侏罗统满克头鄂博组(J3mk)酸性火山碎屑岩、玛尼吐组(J3mn)中性火山熔岩及白音高老组(J3by)酸性、中酸性火山碎屑岩。古生界为下奥陶统铜山组(O1t)变质岩地层，多在研究区东北部零星出露，原岩为一套浅海相正常碎屑岩夹陆相中基性火山熔岩，以捕虏体形式产出，为区内重要的含矿层。新生界分布较广，主要分布于大小河谷，呈条带状、树枝状展布。研究区断裂构造发育，区域构造线呈北东向展布，主要深大断裂为近东西向的阿木牛河断裂，次级构造主要有北东向、北西向断裂，是重要的控矿、容矿构造，控制着区内矿体的产出。研究区岩浆活动频繁且剧烈，侵入岩大面积分布，大体可划分为中三叠世—中侏罗世—早白垩世3期，整体呈北东向不规则带状展布，其中早白垩世侵入岩与区内成矿关系密切。

图2 三七林场地区地质简图

区内圈定的化探综合异常与各类矿床(点)的空间分布高度吻合，主成矿元素以Cu、Pb、Zn、Mo为主，已发现各类多金属矿床(点)18处，集中分布于济沁河—西南沟—木头垛—铜矿一带，与早白垩世花岗岩及北东向、北西向次级断裂构造的关系密切，整体呈北东向带状分布，空间上与区域成矿带的展布特征一致。

2 工作方法与数据处理

2.1 样品采集与分析

研究区采用土壤地球化学测量的方法，在1∶5万地形图上按1 km2为基本采样单元布设采样点，根据1∶20万化探异常成果划分重点工作区、一般工作区，并结合不同的地貌景观确定不同的采样密度，重点工作区采样密度12点/km2，一般工作区采样密度8点/km2，沼泽湿地及第四系严重覆盖区1～4点/km2。采样介质为土壤，采用多点采集组合成一个样，样品过-4～+20目不锈钢筛，过筛后重量大于200 g。本次工作共采集土壤样品10689件，重复样471件，平均采样密度7.75件/km2，分析检测Au、Ag、Cu、Pb、Zn、W、Mo、Sn、Bi、Co、Ni、As、Sb、U、Li、La、Y、Nb 18种元素。样品分析测试在河南省地质矿产勘查开发局第二地质勘查院实验室完成，采用原子吸收光谱法、发射光谱法、原子荧光法、化学光谱法、催化极谱法等进行分析检测(何鹏等，2021)，各元素检出限均符合规范要求，报出率95.27%～100%(何鹏等，2022)。并依据相关行业标准插入国家Ⅰ级标样856件，合格率100%；内检样1710件，合格率95.79%～99.65%，分析方法、检出限、报出率、精密度、准确度等符合规范要求，结果准确，分析质量可靠。

2.2 数据处理与成图

根据分析结果统计各元素的最大值(Xmax)、平均值(X)、标准差(S)以及变异系数(CV)、浓集系数(KK)等。采用迭代剔除法逐步剔除X±3S的离散数据后，统计各元素的平均值X和标准方差S，然后根据公式(1)求出异常下限。

CA=X+kS

(1)

式(1中)CA为各元素异常下限；X为各元素的平均值；k为信度系数，根据实际情况取1.65～2.0；S为各元素的标准方差。

图件编制利用Mapgis 67软件完成，将各取样点的离散数据库分元素处理，形成单元素地球化学图；在进行各元素间相关性分析的基础上，将相关性好的元素形成不同颜色、线条、花纹的组合异常图；最后再对各元素组合异常及单元素异常图进行处理后，按不同图层进行叠加，形成综合异常图。

3 地球化学特征

3.1 元素含量特征

从表1可以看出，相对于内蒙古森林沼泽区元素背景(迟清华和鄢明才，2007)，研究区内W、Bi、Co等元素相对富集，Pb、Zn、Mo等元素基本持平，其他元素相对贫化。相对于中国大陆岩石圈丰度(黎彤和袁怀雨，2011)，Au、Pb、W、As等相对富集，其余元素整体相对贫化。从元素的分异程度看，Cu、Bi、Mo、Zn、Pb、Ag、Au、As变异系数均大于1.20，显示出极强分异的特征。从变异系数离散程度图解中可以看出(图3a)，研究区Cu、Au的含量变化区间最大，高强度数据较多且分布极为分散，成矿最为有利；Mo、Zn、Pb、Ag等元素也存在较多的高强度数据，且呈极强分异，成矿较为有利。而其他元素含量变化幅度较小，分布于离散程度图解左下角，成矿前景一般。

图3 各元素变异系数离散程度图(a)和R型聚类分析谱系图(b)Cv1—循环剔除高低值前变异系数；Cv2—循环剔除高低值后变异系数

表1 三七林场地区土壤地球化学特征参数

3.2 不同地质单元元素分布特征

从表2可以看出，Co、Ni在铜山组地层中相对富集，其它地质体中则相对贫化。Mo、W、Bi主要在花岗岩中较为富集，特别是在花岗斑岩(K1γπ)、二长花岗岩(K1ηγ)中呈强富集、强分异特征，表现出对Mo元素具有极强的成矿专属性，围绕该类岩体寻找斑岩型钼矿的潜力较大。满克头鄂博组、玛尼吐组地层中Mo元素相对富集，且分异性极强，指示存在局部富集成矿的可能性。Au、Ag、Cu、Pb、Zn等元素在铜山组地层中强烈富集且具极强的分异型，平均含量远高于其它地质单元，是区内重要的矿源层。

表2 不同地质单元中元素相关参数

续表2

3.3 元素组合特征

根据R型聚类谱系图(图3b)，可将区内成矿元素分为4类：①U、Li、La、Y、Nb元素组合，与其它元素之间相关性较低，呈北东向展布，受控于深部酸性岩体。②Cu、Pb、Zn、Co、Ni元素，相关性较好，整体呈北东向带状展布，主要分布于木头垛沟及铜矿沟一带，与铜山组地层的分布关系密切，找矿前景较好。③Mo、W、Sn、Bi元素，为一组典型的高温岩浆热液指示元素组合，主要分布在西南沟、哈拉虎沟及四六南沟一带，主成矿元素以Mo为主，异常呈面状，面积大、强度高、浓集中心突出，反映出与岩浆热液作用有关的元素组合信息。④Au、Ag、As、Sb元素，为一组低温元素组合，主要分布于断裂带及花岗岩体外围远端，代表低温热液成矿作用。

4 重点异常查证

4.1 木头垛AP24-甲1综合异常

4.1.1 异常特征

异常位于木头垛沟口一带，面积6.02 km2。异常区出露地层主要为上侏罗统满克头鄂博组和下奥陶统铜山组；断裂构造发育，主要为为北东向、北西向次级断裂构造；在异常西南部出露有早白垩世石英二长斑岩、石英闪长岩、二长花岗岩及中侏罗世二长花岗岩等(图4)。

图4 AP24-甲1综合异常剖析图

异常总体呈北东向带状展布，由Cu、Pb、Zn、Bi、Ag、Au、Mo、W等13种元素组成，元素组分复杂，连续性较好，高中低温元素分带有序，成矿地质条件良好。主成矿元素以Cu、Pb、Zn为主，强度高，三级浓度分带发育齐全，Cu峰值91.1×10-6。As、Sb异常呈北东向带状展布，面积大，强度高。

4.1.2 异常查证

地物化综合剖面显示Pb、Zn、Cu、Au、Ag、Mo异常重现性较好，异常重现部位可见硅化、绿帘石化、黄铁矿化，Cu最高值483.7×10-6。施工槽探工程圈定出铜矿体、铅锌矿体各1条。铜矿体产于铜山组与花岗闪长岩接触带附近，矿体走向约110°，倾向北西，倾角约76°，沿走向断续出露约2000 m，宽约6 m，Cu品位1.12%(图5a)。铅锌矿体产于铜山组北东向断裂带内，断续出露约1100 m，厚约15 m，倾向343°，倾角约70°，Pb品位4.65%，Zn 品位1.39%，Ag品位72.56×10-6(图5b)。

图5 木头垛铜矿体(a)、铅锌矿体(b)矿石照片

4.1.3 异常评价

木头垛AP24—甲1综合异常，异常面积大，元素组分复杂，连续性较好，高中低温元素分带有序，位于1∶20万布特哈旗幅区域地球化学测量圈定的HS—20乙2综合异常的西北部分，异常重现性好。异常区成矿地质背景良好，在异常查证过程中圈定出铜矿体1条、铅锌矿体1条，划定为木头垛铜、铅锌矿A类找矿靶区，找矿潜力较大。

4.2 西南沟AP31-甲1综合异常

4.2.1 异常特征

异常位于西南沟一带，面积3.46 km2。出露地层为上侏罗统玛尼吐组和满克头鄂博组，测区内构造不发育，物探推测深部存在中酸性花岗岩体，异常区内广泛发育较强的硅化、褐铁矿化(图6)。

图6 AP31-甲1综合异常剖析图

异常呈面状，成矿元素以Mo、W为主，Mo、W异常强度较高，浓集中心突出，连续性好，Mo元素极大值达82.13×10-6，高中低温元素套合规整有序，异常中心至外围高中低温元素水平分带清晰，主成矿元素Mo异常内带较大，低温远程元素As、Sb分布在综合异常外围，为浅剥蚀露头矿特征。

4.2.2 异常查证

地化剖面显示Mo、W、Bi、Sn异常重现性较好，异常基本套合，异常重现部位可见硅化、褐铁矿化，Mo最大值181.60×10-6。异常中心部位Mo、W相对富集，Mo富集系数可达9.76。实施槽探工程圈定出钼矿化体7处，矿化体赋存于上侏罗统满克头鄂博组流纹岩中，呈浸染状、网脉状，具较强硅化、绢云母化、褐铁矿化，Mo品位0.010%～0.042%(图7)。

图7 西南沟钼矿体矿石照片

4.2.3 异常评价

该区出露有较小面积的早白垩世花岗斑岩，物探解译出满克头鄂博组流纹岩盖层下有隐伏花岗岩体的存在，具有典型斑岩型钼矿的特征。区内分布的各类异常强度高、规模大，Mo、W找矿信息显著，具有较好的找矿前景，划定为西南沟钼矿A类找矿靶区。

5 结论

(1)研究区Cu、Pb、Zn、Co、Ni元素相关性较好，Cu、Pb、Zn等元素在铜山组地层中最为富集；Mo、W、Sn、Bi元素相关性较好，满克头鄂博组、玛尼吐组地层中Mo元素相对富集，早白垩世花岗斑岩、二长花岗岩表现出对Mo元素具有极强的成矿专属性。

(2)木头垛AP24—甲1综合异常和西南沟AP31—甲1综合异常均为矿致异常，成矿地质条件优越，是寻找热液型铜铅锌矿和斑岩型钼矿的有利地区，找矿潜力较大。

(3)下奥陶统铜山组是区内重要的致矿异常层位，也是研究区内乃至外围热液型铜、铅锌矿的赋矿层位，具有明显的成矿专属性。斑岩型钼矿的指示元素为Mo、W、Sn、Bi、As、Sb等，满克头鄂博组、玛尼吐组地层与早白垩世中酸性岩体接触带附近是成矿有利部位，找矿潜力巨大。