内蒙古哈拉河铜多金属矿区地球物理特征及找矿潜力分析

王 军，郑志宏，刘鹏宇，张宝林，王启运，胡国伟，李豹龙

(1.核工业二○八大队，内蒙古 包头 014010；2.东华理工大学，江西 南昌 330013)

哈拉河铜多金属矿区位于内蒙古自治区呼伦贝尔市扎兰屯市伊气罕林场，行政隶属蘑菇气镇管辖。该矿区属中低山-丘陵区，海拔700～1 000 m，水系相对发育，山坡低缓，沟谷深度较小，大部分为柞、桦树林覆盖，岩石出露偏少，适宜采用物化探手段寻找矿化体富集部位。

自2012年承担该矿区找矿工作以来，前期开展了地质填图、剖面测量和化探土壤测量，但在深部钻探验证过程中，效果不甚理想，见到零星矿化蚀变，但均不成规模，未见到明显构造控矿特征。综合考虑区域成矿规律和我国东北地区火山构造控矿特性，决定采用物探电法测量，充分掌握与该区成矿有关的控制因素，摸清矿化异常分布特征及深部赋存规律，明确成矿远景分布范围，为下一步找矿进行潜力评价(郑高峰等，2019)。先后两次在该矿区内选取了面积共计25.90 km2的重点地段开展了1∶10 000激电中梯测量(100 m×40 m)和先后四次共计685点的激电测深工作(1)核工业二○八大队，2018.内蒙古扎兰屯市哈拉河矿区铜多金属勘探工作总结.，为后续勘查工作提供了依据和思路。

依据激电中梯和激电测深工作成果，分析其地球物理特征和控矿因素，总结其激电异常特征，明确找矿目标范围和潜力预测；为找矿工作，特别是深部探矿揭露工程提供可靠而有力的依据。

1 区域地质背景

该矿区地处兴安岭中生代火山岩区中部(图1)，位于兴安地槽褶皱区中，斜跨二级构造单元，即内蒙晚华力西和大兴安岭中华力西两个褶皱带，位于三级构造单元，即乌兰浩特复向斜北西翼上以及阿尔山复背斜南东翼上(李福来等，2009)。按板块构造则属西伯利亚古板块大陆边缘向南增生部分。按地质力学观点为新华夏系构造第三隆起带上(内蒙古自治区地质矿产局，1991)。

区域地层由老到新从古生界至中生界、新生界均有出露。古生界有上石炭统-下二叠统格根敖包组(C2-P1g)，中生界有侏罗系上统满克头鄂博组(J3m)、玛尼吐组(J3mn)及侏罗系中统塔木兰沟组(J2tm)。新生界第四系全新统出露沼泽(Qh2fl)、冲洪积(Qh3alp)(内蒙古自治区地质矿产局，1996)，如表1所示。

区域内主要出露岩石类型为中酸性侵入岩，其中以中深成的花岗岩类为主(张梅等，2011)；火山岩浆作用强烈，受区域构造及变质作用影响，古生代火山岩普遍遭受到不同程度的破坏，火山机构不易恢复。中生代火山岩分布广泛，大面积出露(吴新伟等，2017)。

2 区域地球物理特征

该区坐落在著名的北东向太行-大兴安岭重力梯度陡变带上(张广范，2005；何鹏等，2018)。通过地震资料显示，该区为北东向巨型莫霍面陡倾带，即为上地幔变异带，说明该区存在一条超地壳深大断裂带，区域资料分析其为环太平洋构造运动所致(彭立华等，2015)。大量的中新生代中酸性岩浆岩活动和火山喷发因该深大断裂带而发生，指示若基岩外围出露前古生界地层，则就容易形成内生矿床，是内生矿床形成的有利区域。

该区航磁异常形态呈现不规则似条带状，以正负异常相间展布。异常边界清晰，走向明显，呈现中等梯度。磁力高，但强度不大，呈明显北东向条带展布。受北东向断裂控制特征明显(张宝林，2018)。

3 矿区地球物理特征及找矿潜力分析

3.1 物性特征及找矿潜力分析

为充分掌握该矿区激电异常特征，先后三次从矿区中部沟谷的4个钻孔岩芯以及其外围的1个钻孔岩芯中采取198件样品，进行了电性测量并加以统计分析(表2)。

表1 区域地层简表Table 1 Regional stratigraphic table

表2 岩芯物性测试数据统计表Table 2 The test data of physical property of the core

经统计分析，在近地表采集的样品极化率较低，平均在1.5%左右，且在激电中梯扫面和测深异常区内的岩石样本未见高极化率，可能是淋滤和氧化等作用的结果。电阻率变化范围较大，平均值较高，与激电中梯扫面和测深结果相吻合。综合分析，在矿区中部沟谷外围极化率测定结果偏低，在矿区中部沟谷内测定结果极化率较高，各岩性均值分布范围为9.90%～14.90%。通过分析研究认为，不同钻孔岩芯的极化率差异较大，相邻钻孔岩芯的极化率特征相近，且各岩性具有相似的高极化率特征(张宝林等，2017)。

综上所述，极化率异常与岩性和岩石赋存深度无直接关系，说明异常并非是由岩性和深度引起的；极化率异常与岩石分布位置以及矿区中部沟谷存在的构造活动关系密切。结合区域成矿规律及本区地质特征，高极化率异常产生的直接原因是热液填充和蚀变；同时随深度变化而极化率没有规律也印证了多期次、多方向构造叠加的特点。

3.2 激电异常平面特征及找矿潜力分析

3.2.1 视极化率、视电阻率总体特征及找矿潜力分析

全区视极化率异常分为四处，编号为IPl、IP2、IP3、IP4。整体分析，视极化率异常呈规整而集中的特征。分布在矿区中部的IP1异常为主异常，呈近似椭圆状，宽度约1.5 km，长度约3.5 km，且与背景场界限分明，界限处等值线梯度变化明显。分布在矿区西部的IP2、IP3、IP4为次异常，呈似条带状产出(于文涛，2016)，如图2所示。

IP1异常区为该区主要异常，为低阻高极化异常。其与背景场呈现明显界限，且在界限处的等值线密集分布，具明显的变化梯度，呈规整形态分布。按11%值统计，该异常区可圈定局部高值区两处。综合该区物性特征，认为极化率高值异常与沿构造活动的热液密切相关。综合地质资料，该区主要受北东向断裂F4控制，与区域主要构造方向一致(王宇等，2014)。极化率异常主要分布在塔木兰沟组上段(J2tm)安山岩中(图2)。通过野外实地勘查，发现该岩性段的破碎蚀变带中绢云母化、黄铁矿化以及硅化等较为发育，是多金属矿化赋存的有利地段。

通过钻探查验，充分证实矿化体的存在，也说明该异常为矿致异常。推断视极化率异常与热液沿构造活动密切相关，成矿有利地段为IP1异常等值线界限处以及IP1的两个带状高值区。

IP2、IP3、IP4次级异常规模相对较小，呈现低阻高极化特征，整体沿北东向展布，展现带状形态。经野外实地勘查，地质情况与主异常相同，应该为F4号断裂带的次级构造所控制，与主异常具有相似特征，具备一定的成矿潜力。

3.2.2 激电剖面异常特征及找矿潜力分析

在该区共计完成对称四极激电测深剖面9条，其中8条解剖了IP1异常区，对找矿潜力评价极为重要，由南西向北东分别编号为JD6线、JD14线、JD30线、JD46线、JD74线、JD62线、JD90线、JD106及JD122线测深断面(图2)。

JD6线测深断面电阻率和极化率等值线变化梯度较大，有明显分界特点(图3)。高值异常区域(大于8%)主要为25～1 000 m，异常形态较规整，异常向下有延伸，对应较低视电阻率小于2 000 Ω·m。视极化率峰值13.35%，位于150 m处，对应视电阻率1 367 Ω·m。推测为隐伏的多金属硫化物矿(化)体引起。极化体总体呈层状，顶部埋深约10 m。

JD14线测深断面测深点极化率异常形态较规整，由北西向南东自地表向深部延深(图4)，以5%圈定异常，大致可分为两层，220 m以上和500 m以下。峰值9.3%，位于150 m处，对应视电阻率5 654 Ω·m。对应电阻率逐渐升高，为高阻高极化异常，推测该异常西北部为IP2异常的延伸，东南部为IP1的延伸，F4号断裂带为热液提供了有利的活动空间，致使多金属硫化物矿(化)体局部富集，造就了该处的高极化异常特征。

JD30线测深断面反演断面图(图5)显示，以5%圈定异常，可分为两个异常区，以中间的山脊为界，北侧为IP2异常成因所致，异常形态较规整，等值线梯度变化明显，异常向下有延伸，视极化率峰值6.58%，位于1 250 m处，对应视电阻率4 001 Ω·m；南侧可能为IP1异常的延伸，异常区总体呈层状，埋深较深，分布较广，视极化率峰值5.84%，位于1 500 m处，对应视电阻率3 259 Ω·m，推测其受F4号断裂带影响，与中酸性火山岩中热液活动有关，可能为局部多金属硫化物矿(化)体富集引起，南侧极化体埋深较深，向下延深较大。

JD46线测深断面显示极化率高值异常主要分布在标高450 m以下(图6)，并且存在多个异常中心，异常多为高阻高极化异常。以5%圈定异常，可圈定异常两处。北西部位异常埋深较浅，异常中心形态规整，等值线梯度变化明显，峰值位于25 m处，视极化率为8.63%，对应视电阻率为678.86 Ω·m；南东部位异常埋深较深，异常总体呈层状，有两个局部异常，峰值位于1 500 m处，视极化率8.11%，对应视电阻率 6 276 Ω·m，为高阻高极化异常。推测其受F4号断裂影响，热液活动导致的裂隙内金属硫化物矿(化)体局部富集引起。

JD74线测深断面显示异常值明显增高，异常形态较规整，电阻率和极化率等值线变化梯度较大，有明显分界特点(图7)。以5%圈定异常，异常主要位于65～1 000 m，高值异常(大于15%)集中在150～340 m，异常形态较规整，向下有延伸，对应较低视电阻率(小于2 000 Ω·m)。峰值18.97%，位于40 m处，对应视电阻率184 Ω·m。推测热液沿F4号断裂构造带活动，致使多金属硫化物矿(化)体局部富集，呈现多方向和多期次构造叠加等特征。经钻探查验，在低阻高极化的异常内发现了较为理想的铜、锌、铅、银矿体。

JD62线测深断面显示电阻率和极化率等值线变化梯度较大，有明显分界特点(图8)，以5%圈定异常，异常主要位于25～1 000 m，高值异常(大于15%)集中在65～500 m，异常形态较规整，向下有延伸，对应视电阻率为低阻(小于2 000 Ω·m)。视极化率峰值18.39%，位于150 m处，对应视电阻率617 Ω·m。推测其同样受F4号断裂带影响，呈现金属硫化物矿(化)体局部富集和造叠加等特征。

JD90线测深断面显示异常值明显增高，异常形态较规整，异常向下有延伸(图9)，电阻率和极化率等值线变化梯度较大，有明显分界特点。以5%圈定异常，异常主要位于65～1 000 m，高值异常(大于15%)集中在150～340 m，异常向下有延伸，对应较低视电阻率(小于2 000 Ω·m)。峰值20.51%，位于40 m处，对应视电阻率98 Ω·m。与上述断面一样，同样具备受F4号断裂带影响而产生的相关特征。

JD106线测深断面显示异常形态较规整，自近地表到深部，均有异常存在(图10)，以5%圈定异常，异常主要位于15～1 000 m，近似呈层状异常带，南东段向下延伸，且呈直立状，对应较低视电阻率(小于2 000 Ω·m)。视极化率峰值21.27%，位于100 m处，对应视电阻率390 Ω·m，同样具备金属硫化物矿(化)体局部富集和构造叠加等特点。

综合该异常的平面剖面特征，结合地质数据及物性测试结果，测深剖面反演结果显示，异常呈现北东-南西向展布，整体受F4号断层控制，存在多期次、多方向构造叠加的特点，热液沿构造活动引起的矿化体局部富集成矿。

4 结论

本区虽大量发育黄铁矿和水系，对激发极化法成果会造成一定干扰，但反演解释中已予以综合考虑并剔除。通过对该区物性特征、激电中梯平面特征及激电测深剖面特征综合研究分析，认为该矿极化率异常与岩性和岩石赋存深度无直接关系，说明异常并非是由岩性和深度引起的；极化率异常与岩石分布位置以及矿区中部沟谷存在的构造活动关系密切。结合区域成矿规律及本区地质特征，高极化率异常产生的直接原因是热液填充和蚀变；同时随深度变化而极化率没有规律也印证了多期次、多方向构造叠加的特点。

IP1异常整体受F4号推测断裂带控制。多期次、多方向构造叠加也为本区热液活动，尤其是中酸性火山热液活动和矿化体富集提供了有利的通道空间。本区极化率异常与热液沿构造侵入密切相关，IP1异常等值线界限处以及IP1的两个带状高值区是有利找矿远景区。IP2、IP3、IP4次级异常虽然规模不大，但与IP1主异常的地质情况相同，受F4号断裂带的次级构造控制，也可作为进一步找矿的有利靶区。