拜仁达坝银铅锌矿床的发现在于:1、经验是靠不住的,理论是已有知识的升华,总是新发现和创新之后的总结;2、没有必要管是否存在已知的赋矿层位和岩石;3、要关注化探元素组合齐全但不一定值高的异常;4、既有古老的基底,又有新的岩浆活动,特别是燕山期花岗质岩浆侵入活动。下文值得细细品味,从中能够悟出些道道来。
内蒙古拜仁达坝、维拉斯托超大型银铅锌矿床勘查过程及远景规模评述西部资源 2005(8):7-10 郑翻身,蔡红军、张振法
1986年地矿部第二物探队,1990地矿部第一物探队,在大兴安岭中南部开展1/20万水系沉积物测量,圈出6000多个组合异常,单元素异常更多,可达几万至十几万个。在所测量的各幅1/20万水系沉积物“地球化学图说明书”和“综合物化探总结报告”中,都认为大兴安岭中南段的赋矿地层是古生界二叠系,忽略了元古界等重要的赋矿地层。
内蒙古地矿局在各类研究报告中,也都认为大兴安岭中南段的赋矿地层为古生界二叠系,忽略了其他(元古界、中生界)地层赋矿的可能性。这一思路作为一种指导思想,一直左右着大兴安岭中南段的找矿工作,误导和延续到1998年。
在上述指导思想的误导下,1998年以前多次筛选出的甲类、乙1和乙2类“高大全”化探异常(强度高、面积大、元素组合齐全),均进行过较全面、详细的Ⅲ级查证和综合性地质、物化探工作,没有取得明显的找矿效果和重大突破。
一、地质概况
本区位于兴蒙古生代地槽褶皱系东缘,大兴安岭中南段西坡。华力西晚期褶皱系米生庙复背斜西段轴部。从板块观点讲,它位于古生代板块内部的锡林浩特元古代地块东部边缘。
区内第四系广泛分布。区内主要露头为中上元古界锡林浩特杂岩系(下元古界宝音图群,上元古界艾力格庙群),古生界中上石炭统本巴图组、阿木山组,下二叠统盐池北山组,上二叠统北大山组,以及中生界中下侏罗统阿拉坦合力群、上侏罗统查干诺尔组。褶皱、断裂构造发育,有米生庙复背斜、北东向压性断裂、北西向张性和近东西向压扭性断裂。岩浆岩广泛分布,以华力西期及燕山期侵入岩为主,呈岩基、岩株状产出,北东向展布。
矿区出露地层中上元古界锡林浩特杂岩系(下元古界宝音图群,上元古界艾力格庙群)以黑云斜长片麻岩、二云斜长片麻岩和角闪斜长片麻岩为主。另有少量石炭系中统本巴图组硬砂岩、长石砂岩夹灰岩、砾岩及流纹岩地层零星分布于矿区西南部。矿区内北东向、北西向和近东西向断裂,是燕山早期银铅多金属矿的导矿、控矿构造。其中,北东及北西向断裂以导矿作用为主,而近东西向和西向断裂控制着矿体的分布。矿区内华力西闪长岩脉、硅质脉、褐铁矿脉、萤石矿脉及花岗岩广泛分布,说明岩浆岩侵入后期热液活动仍较强烈。
矿石以褐铁矿化、铅矿化、硅化构造角砾主,矿体上、下盘具有高岭土化构造角砾岩及高化围岩蚀变,下盘蚀变强烈,上盘蚀变较弱。矿与Ag、Pb、Zn矿化关系较为密切的蚀变为:褐化、铅华矿化,其次为硅化和高岭土化。矿床为热液型矿床。拜仁达坝矿区共有8条矿体,其中Ⅱ、Ⅲ号矿体规模较大,矿体呈较密集的脉状,斯托矿区发现7条矿体,其中I、Ⅲ号矿体规大,矿体为石英脉型和构造角砾岩型。
大兴安岭南段莫霍面等深度图
区域化探异常图
53号:Cu,Pb,Ni,Ti,Cr;61号:Zn,Cd,As,Sn;62号:Co,Cr,V,Ni,Ti,Cu,Bi,Au:63号:Cu,Pb,Ni,Ti,Cr,Co,Mo,V:64号:Ag,Pb,Zn,Cd,Sb:65号:Ag,Cu,Pb,Zn,Cd,W,Bi,B:66号:Zn,Cd,As Sn
内蒙古维拉斯托-拜仁达坝水系沉积物综合地球化学异常
二、地球化学异常筛选
1/20万水系沉积物测量,大兴安岭中南部地区圈出6000多个化探异常,元素组合以Aq、Pb、Zn、Cu、Sn等为主,伴生元素有W、Mo、Bi、Cd、F、As、Cr、Co、Ni、Hg、Mn等。面对比重、磁、电异常还要多得多的化探异常,不可能都去查证。怎样选择异常?选择什么样的异常才能取得较好的找矿效果是首先要解决的问题。
经分析1986-1998年的三次筛选工作,原定为重点的甲类和乙1类化探异常,均进行过查证,没有取得明显的找矿效果,原因是甲类和乙1类异常大都是地表已知矿化点、矿点和大、中、小型矿床引起,所以找矿效果不佳,没有取得重大突破。原来未引起重视的乙2类、乙3类和丙类化探异常强度较低,但有的可能是深部隐伏矿体引起,所以应成为主要对象。具体选取异常时,遵循下列8项原则:
(1)各异常元素组合较齐全,强度较高、规模较大,浓集中心明显,套合较好,分带清晰,具有显著成矿元素组合特征的丙类、乙3和乙2类化探异常(1/20万),经1/5万加密后异常重现性好,强度、规模较大的化探异常。
(2)除原定为古生界二叠系是主要赋矿地层外,现认为元古界等地层也是重要的赋矿地层,有酸性和中酸性岩体侵入的内外接触带位置,又有丙、乙3类化探异常分布,是有利成矿部位。
(3)围岩蚀变发育,有褐铁矿化、铅锌矿化、硅化、高岭土化、萤石化、矽卡岩化、绿泥石化、锰矿化等,又有乙2、乙3和丙类化探异常对应,是最重要的找矿标志。
(4)NE向断裂和近EW向断裂及断裂交汇处是主要控岩、控矿、导矿和储矿构造,有乙2、乙3和丙类化探异常分布,是有利的成矿部位。
(5)环形构造、火山机构、隐爆角砾岩筒构造对成矿有一定控制作用,如有断裂与之纵横交错,并有乙2、乙3和丙类化探异常分布,可作为找矿标志。
(6)布格重力异常梯级带、重力低缓斜坡、重力异常等值线同向扭曲部位、剩余重力异常过渡带、重力垂向二次导数零值线附近,有丙类、乙2、乙3类化探异常分布,是有利成矿位置。
(7)正负磁异常过渡带、负背景磁场内局部升高部位、低缓磁异常呈椭圆状、似椭圆状、形态规则、近于对称,磁异常垂向二次导数零值线附近有乙2、乙3类和丙类化探异常分布,是有利成矿部位。
(8)莫翟面等深线变异带、似椭圆状莫霍面陡变带、元宝状莫霍面陡变带(幔坳与幔隆过渡带),有大面积丙类、乙2、乙3类低缓弱化探异常分布,可能是大型和超大型矿床形成的最重要的深部构造标志。
上述8项因素必须达到耦合才能成矿,不耦合不成矿,一般耦合成中小型矿,最佳耦合才能形成大型和特大型矿床。
1988年依据上述8项原则,在大兴安岭中南段西坡维拉斯托-拜仁达坝下元古界宝音图群(Pt1by)分布区筛选出的As61(7-,3)、As63(丙2)和As65(乙2)三个1/20万化探异常,具备了最佳耦合的机制和时空位置,进一步开展工作后,取得了重大突破。
三、重磁场和莫霍面展布特征
1.重磁场特征
维拉斯托一拜仁达坝地区位于正磁异常(△T=0—100nT)与负磁异常(△T=O—100nT)交界处。
布格重力异常等值线多方向多处同向扭曲,总体形成一个似元宝状的等值线展布格局,拜仁达坝-维拉斯托地区就位于布格重力异常等值线向南西同向扭曲和向北东同向扭曲的过渡部位。
2.莫霍面展布特征
莫霍面等深线形成一个似元宝状展布格局,多方向多处同向扭曲,与布格重力异常等值线展布格局完全一致。拜仁达坝一维拉斯托地区正好位于元宝状莫霍面陡变带的北西翼。似元宝状莫霍面陡变带与兴蒙古生代褶皱系内部镶嵌的锡林浩特元古代地块东端位置基本吻合,基底由表壳岩和深成侵入岩等深变质岩系组成,与沿莫霍面元宝状陡变带在地表断续分布的下元古界宝音图群深变质岩系和上元古界艾力格庙群变质岩系是一致的。这显然是耦合机制中异常地质事件的成矿作用和最佳耦合的优良时空部位。
四、拜仁达坝和维拉斯托银铅锌矿的发现
1999年~2000年,根据内蒙古地矿局地矿处研究结果,由内蒙古地矿局第九地质矿产勘查开发院,对大兴安岭西坡下元古界宝音图群地层区筛选出的As61(乙3)、As63(丙2)和As65(乙2)1/20万区域化探异常,开展1/5万水系沉积物加密测量,圈出22个以Aq、Cu、Pb、Zn、Au、Sn、As等元素为主,伴生元素有W、Mo、Bi、Cd、F、Ni、Cr、Co、Mn等的综合异常,异常重现性好,强度较高、规模较大、套合较好,分带清晰,具有显著成矿元素组合特征。其中5号异常面积10.8km2,7号异常面积25km2。
2001年,根据内蒙古地矿局下达的任务,第九地勘院对5号异常和7号异常进行Ⅲ级查证,在5号异常区(拜仁达坝)发现8条矿(化)体,在7号异常区(维拉斯托)发现7条矿(化)体,发现了拜仁达坝和维拉斯托银铅锌矿。
五、综合物探普查
2002年一2003年,根据物性前题和物探方法有效性试验结果,开展综合物探普查,采用激电法(中间梯度装置)和高精度磁法,在拜仁达坝圈出10km2的激电异常和△T磁异常;在维拉斯托圈出20km2的激电异常和△T磁异常,综合物化探异常相互吻合较好。
1.拜仁达坝激电异常和磁异常特征
(1)视极化率以3%为异常下限圈出长3900rn,宽2600m,面积约10km2的高视极化率异常区,异常总体圭南近东西,视极化率一般4-8=9%,最大值14%。异常西侧未封闭,5%视极化率异常仍有向西延伸趋势。异常北侧局部区段4%~5%视极化率异常也有向北延伸趋势。
(2)中低视电阻率异常面积10km2,与高视极化率异常展布格局基本一致,ps异常值一般100—1000欧姆米,最小值40—100欧姆米。异常西侧未封闭,ps400~800欧姆米,视电阻率异常仍有向西延伸趋势。异常南侧为高阻带,ps值大于2000欧姆米,北侧为中高阻带,ps值1000~2000欧姆米。
(3)△T磁异常与高视极化率和中低视电阻率异常展布格局相吻合,△T一般250—800nT,以250nT等值线封闭,形成25个大小不等的椭圆状、似椭圆状磁异常,与高视极化率和中低视电阻率异常的较好区段相一致,△T最高值800—1000nT。异常西侧,△T250—300nT的磁异常未封闭,有向西延伸趋势。
2.维拉斯托激电异常和磁异常特征
(1)视极化率以3%为异常下限,圈出长5200m,宽3900m,面积约20km2的高视极化率异常,总体走向近东西,局部走向北东。视极化率一般4%~8%,最大值14%。异常尚未封闭,局部区段3%~7%高视极化率异常仍有向外延伸趋势。
(2)中低视电阻率异常面积20km2,与高视极化率异常展布格局基本吻合。ps一般500—2000欧姆米,最小值50~1OO 欧姆米。异常局部区段也未封闭,与高视极化率异常向外延伸趋势一致。
(3)△T磁异常与高视极电阻率和中低视电阻率异常相吻合。△T一般20O~400nT,最大值500nT。以200nT等值线封闭,形成大小不等的30多个椭圆状、似椭圆状磁异常,均与高视极化率和中低视电阻率异常的较好区段相对应。磁异常仍未封闭,局部区段有向外延伸趋势,与激电异常向外延伸趋势大致相同。
在拜仁达坝和维拉斯托综合异常区布设了大量的综合剖面和激电测深工作,借以进一步判定矿体规模、形态和产状;测深工作为设计钻孔提供位置和深度依据。验证结果表明,测深成果与钻探结果相一致,效果良好。
六、综合解释
拜仁达坝和维拉斯托两矿区地质条件基本相似,均为下元古界宝音图群(Pt1bv)变质表壳岩和变质深成侵入岩,赋矿地层和岩性也相同,均为黑云斜长片麻岩、二云斜长片麻岩、角闪斜长片麻岩和斜长角闪岩、片麻状石英闪长岩。因此,将两个矿区采集的222块物性标本合在一起,进行综合物性测定,详见表(略)。
由表可知,两矿区原生块状银铅锌矿体电阻率49~1236欧姆米、极化率15.56%~57.6%,磁化率480—1228;黄铁矿化构造岩电阻率253~628欧姆米,极化率20.7%~27.7%,磁化率为零;黄铁矿化花岗岩电阻率189-3978欧姆米,极化率2.8%~18.1%,磁化率为零。其中原生银铅锌矿体高极化率、低电阻率和磁化率较强特征最明显,黄铁矿化构造岩和花岗岩极化率较高、电阻率较低和磁化率为零的特征较明显。其余岩石均为低极化率、高电阻率和磁化率弱或为零。氧化矿石均为低极化率、高电阻率和弱、零磁化率。原生银铅锌矿体磁黄铁矿含量较高,其余岩石的磁黄铁矿含量相对较少,甚至不含磁黄铁矿,与原生矿体之间不但存在显著的电性差异,而且磁性差异亦很明显。
从上述岩(矿)石物性特征和岩芯光片鉴定结果可知,引起大面积激电异常的主要为原生银铅锌矿体,其次为黄铁矿化岩矿石。引起磁异常的则是原生矿体中的磁黄铁矿。而氧化矿石和其余岩石都不可能引起高极化率、低电阻率激电异常和△T磁异常。所以,拜仁达坝和维拉斯托大面积的高视极化率、中低视电阻率激电异常主要是原生银铅锌矿体引起,其次为黄铁矿化岩矿石所致。
与激电异常相对应的磁异常为原生银铅锌矿体中的磁黄铁矿和磁铁矿所致,其中自行封闭的椭圆状和似椭圆状磁异常强度较高,可能是原生银铅锌矿体中磁黄铁矿相对富集或含磁铁矿的原生银铅锌矿体厚度增大或相对隆升所致。
两个综合异常区的ps和△T磁异常仍未封闭,推测是原生银铅锌矿体向外延伸的反映。拜仁达坝异常区西南和维拉斯托异常区东北段,5%~6%高视极化率、中低视电阻率和△T磁异常向外延伸趋势,似有相互连接趋势,推测两矿区深部原生银铅锌矿体有互相连接在一起的可能。
七、验证结果
1.拜仁达坝银铅锌矿
拜仁达坝矿区以57勘探线为界可划分为东西两个矿区。
东矿区已发现54条矿体(地表出露矿体20条,深部隐伏矿体34条),探明储量Ag4598.28吨,Pb50.30万吨,Zn 105.43万吨。东矿区东端56勘探线的ZK5601孔,见细脉浸染型原生银铅锌矿体,呈似层状,埋藏较深。与其对应的极化率2%一3%,ps400~600欧姆米,△T200~250nT,表明东矿区极化率异常下限值可确定为2%,激电异常范围应再扩大些,就是说东矿区深部隐伏矿体规模还要大些,储量还会增加。
西矿区正在勘探,经部分槽探、井探、硐探和18个孔验证结果,均见银铅锌矿体,并发现东矿区的1号矿体,向西一直延伸到西矿区的深部,其长度大于3000m。估算西矿区银可达4000吨,Pb+Zn可达150万吨。
初步统计,拜仁达坝矿区Ag、Pb、Zn在矿石中的含量有如下特征:东矿区矿石中Ag含量较高,最高可达2800g/t,Pb和Zn含量一般4.5%;西矿区矿石中Zn含量较高,最高可达14.6%,Ag和Pb含量一般;东矿区和西矿区过渡带,矿石中Ag、Pb、Zn含量均高。可以这样认为,矿区Ag、Pb、Zn在矿石中含量变化似乎反映出西矿区剥蚀程度较深,东矿区剥蚀程度较浅,表明东矿区可能还蕴藏有埋深更大的隐伏矿体。
2.维拉斯托银铅锌矿
维拉斯托20km2综合物化探异常区尚未进行详查和勘探,经少量槽探、井探、硐探和8个孔验证结果,均见铜银铅锌矿体。地表矿体Ag平均品位645g/t,Cu最高含量1.84%~2.02%,Pb品位0.2%一2.3%,Zn品位0.16%~7.6%。维拉斯托矿区西部白音乌拉矿段ZK6孔,终孔深度30O m,见七层矿(化)体,Cu、Pb、Zn、Ag最高品位为:Cu0.12%一4.78%,Zn0.15%~13.26%,Pb0.1%一0.3%,Ag 10.4~121g/t。
矿石呈条带状、斑杂状、似层状,金属矿物为闪锌矿、黄铜矿、磁铁矿和磁黄铁石,少量方铅矿、毒砂等,非金属矿物为石英、萤石、绿泥石等。
维拉斯托矿区远景资源量很可观,预测远景资源量Ag可达2000吨,Pb+Zn可达300万吨。如果把拜仁达坝和维拉斯托两个矿区合在一起,预测远景规模Aq可达10000吨,Pb+Zn+Cu可达600万吨。
八、结束语
(1)1/20万和1/5万水系沉积物测量圈出的丙类、乙3类和乙2类低缓弱异常,有的可能是深部隐伏矿体引起的。拜仁达坝和维拉斯托特大型银铅锌矿,就是查证丙类和乙3类异常发现的。所以,深部隐伏矿体在地表所反映的低缓弱异常(丙、乙1、乙2类),应引起高度重视。
(2)所制定的八项化探异常筛选原则,是多项有利成矿因素的最佳耦合机制,在地质演化进程内必须达到耦合才能成矿,不耦合不成矿,一般耦合成中小型矿,最佳耦合才能成大一特大型矿。拜仁达坝和维拉斯托特大型矿床的发现,就是捕捉到了异常地质事件成矿作用的耦合机制和最佳耦合机制的时空部位后,开展地质物化探综合普查找到的。这一综合性工作方法,在大兴安岭地区具有推广使用价值。
(3)拜仁达坝和维拉斯托两矿区,位于大兴安岭中南段西坡,Ag、Pb、Zn矿体赋存在下元古界宝音图群(Pt1by)变质表壳岩和变质深成侵入岩中,说明两矿区赋矿地层为元古界老地层。前人认为大兴安岭地区赋矿地层为晚古生界二叠系,还有的人认为赋矿地层为中生界侏罗系,说明大兴安岭地区赋矿地层具有多元化特征,为找矿思路的多元化、多方面、多模式提供了充分的理论依据和实践依据,亦为大兴安岭地区找矿工作开创了新的美好前景。
(4)拜仁达坝和维拉斯托银铅锌矿体呈层状、似层状,与地层产状基本一致。矿石呈块状,局部见有条带状和细脉浸染状。是具有层控特点的沉积变质-中低温热液改选型银铅锌矿床。成矿时代可以说是多时代、多期次的,但主要成矿期应为元古代。在大兴安岭地区是一个新的典型案例,对找矿工作具有极其重要的指导意义。
(5)拜仁达坝1Okm2和维拉斯托20km2。激电异常和磁异常(极化率3%~14%、100—1000欧姆米、△T200~800nT),为原生银铅锌矿体和所含磁铁矿、磁黄铁矿引起。尚未封闭的激电异常和磁异常向外延伸趋势表明,两矿区的范围可能会进一步扩大,相邻两矿区有互相连接在一起的可能。综合地质物化探普查范围应再扩大些,以圈闭综合物化探异常为原则。
(6)拜仁达坝东矿区已探明储量Ag4.598吨,Pb+Zn155万吨;西矿区正在勘探,估算资源量Ag4000吨,pb+Zn150万吨。预测拜仁达坝矿区远景规模为Ag8000吨,Pb+Zrl300万吨。维拉斯托矿区尚未进行详查和勘探,预测远景规模Ag可达2000吨,Pb+Zn+Cu大于300万吨。两矿区总的远景资源量,Ag可达10000吨,Pb+Zn+Cu可达600万吨,属世界级超大型多金属矿床。
(7)22个1/5万化探异常中的5号和7号异常区找到了拜仁达坝和维拉斯托超大型矿,据悉8号和10号异常已见矿,其中10号异常区Ag可达500吨。如此,22个综合异常区,可能会发展成为超大型银铅锌多金属矿田,为大兴安岭地区成为中国矿产资源接替基地奠定了坚实的基础。