三维地质调查助力内蒙古东南部地区深部找矿

摘要：通过开展三维地质调查，初步查明了区内银铅锌多金属矿区域深部成矿地质背景，明确了主要成矿地质体与赋矿地质体等要素，厘定了三维地质建模单元并结合地球物理探测结果，初步查明了其深部空间展布特征，建立了双尖子山和白音诺尔铅锌银矿矿区三维地质模型以及研究区域的三维地质框架模型。经内蒙古自治区储量评审中心评审通过，确认双尖子山矿床采矿证内保有主、共生矿产资源储量达到超大型矿床规模。为区域三维地质调查示范应用和解决深部找矿资源评价作出贡献。

1.项目概况

“内蒙古东南部地区三维地质调查应用示范”项目，归属于“关键地质问题综合调查”工程，由自然资源部中国地质调查局所属的中国地质科学院地质研究所承担。项目周期为2016—2018年。主要目标任务是以大兴安岭中南段晚古生代—中生代银铅锌多金属矿集区为示范区，以查明区域成矿地质背景、主要成矿地质体与成矿要素三维空间展布特征为目标。探索区域地质调查成果三维化和区域三维地质建模流程与技术方法，编制构造复杂区三维地质调查方法指南。为实现大兴安岭中南段深部找矿突破提供基础信息支撑，为构造复杂区和矿集区三维地质调查提供应用示范，建设国际先进的三维地质建模系统与平台。

2.成果简介

（1）初步查明区内银铅锌多金属矿区域成矿地质背景，明确了主要成矿地质体与成矿、控矿地质要素。通过调查和对区内双尖子山银铅锌矿和白音诺尔铅锌银矿两个典型矿床的解剖研究，初步明确区内与银铅锌成矿有关的主要地质要素是早二叠系大石寨组火山-沉积岩系和中生代中酸性岩浆活动，其中早白垩世碱长花岗岩及其相关的中酸性岩脉和次火山岩与双尖子山银铅锌矿成矿关系密切；晚二叠世末期—三叠纪二长花岗岩—花岗闪长岩与白音诺尔铅锌矿之间存在紧密时空和成因联系。区内主要的控矿断裂构造为呈现北东向黄岗梁-甘珠尔庙复背斜，主要的赋矿部位在北东和北西向两组断裂交汇部位。

（2）厘定了区域三维地质建模的四个地层单元、三个岩浆序列和一个控矿共轭断裂系统，确定了区域三维地质建模的主要要素。厘定了四个建模地层单元是：①晚石炭世—早二叠世火山碎屑岩-中基性火山岩，主要为大石寨组（C3-P1ds）地层。②晚二叠世沉积岩系，包括哲斯组（P2zs）和林西组地层。③中—晚侏罗世陆相沉积岩。④早白垩世同时异相酸性火山-浅成侵入岩，构成了大兴安岭火山岩带。岩浆事件主要集中在中生代3个主要时期：晚二叠世末期—三叠纪（263~211Ma）、晚侏罗世（~160Ma）和早白垩世（144~130Ma）。白音诺尔铅锌矿与晚二叠世末期—三叠纪岩浆事件存在紧密联系，双尖子山银铅锌多金属矿与早白垩世岩浆-热液事件密切相关。

（3）明确了主要三维地质建模单元的物性特征，揭示了大兴安岭东南部地区区域构造和断裂特征，以及隐伏岩体和深部成矿地质体等主要建模单元空间展布特征。区域物性特征显示，二叠纪的板岩、砂岩、凝灰岩密度大、磁化率大、电阻率和极化率比较小。揭示了深部基底存在北东向、东西向、北北东向和北西向大型断裂的构造特征，为该地区主要的导矿、容矿和控矿构造。重力异常揭示了研究区北东和北西向断裂、两个火山机构以及隐伏岩体的空间展布特征（图1-a）。磁测异常带揭示了北东-南西向中深部存在大量的强磁性岩体，且大多数火山岩下部存在着比上部更大范围的强磁性体。电性异常揭示了区域断裂构造整体呈现北东向（图1-b），深部电性结构具有纵向分层、横向分区的特点。

图1 重力数据采集（a）和大地电磁测深数据采集（b）

（4）建立了双尖子山和白音诺尔矿区三维地质模型和研究区区域地质框架模型。以主要赋矿地质体和成矿地质体为建模单元，建立了双尖子山矿区（图2）和白音诺尔矿区（图3-a）三维地质模型，另外，建立了研究区区域地质框架模型（图3-b），为深部找矿和勘查提供地质和物性信息。

图2 内蒙古自治区双尖子山矿区三维地质模型

a—地表高程和钻井位置分布图；b—三维地质模型图

图3 内蒙古自治区白音诺尔矿区三维地质模型（a）和研究区区域断裂构造框架模型（b）

（5）初步查明双尖子山银铅锌矿地质特征（图4），确认为超大型矿床。目前在该矿区共圈定工业矿体280条，其中99-2号等39条为大型矿体。矿体呈似层状、脉状及透镜状赋存于兴隆山断裂构造带内大石寨组上段泥质板岩、粉砂质板岩及变质粉砂岩中。矿石中金属矿物以黄铁矿、闪锌矿、方铅矿为主，其次为自然银、辉银矿等含银金属矿物。蚀变主要有硅化、绿泥石化、黄铁矿化、碳酸盐化、绢云母化、高岭土化等。银多金属成矿受二叠系中统大石寨组地层岩性、北西向和北东向构造、晚侏罗世中酸性岩浆作用综合控制控制；矿床属于中低温热液构造裂隙充填脉型成因。2016年，有色金属矿产地质调查中心受矿区采矿权人赤峰宇邦矿业有限公司委托编制了生产勘探报告，并于2017年10月经内蒙古自治区储量评审中心评审通过。确认在采矿权范围内保有(121b＋122b＋333)银金属量15129.29t、铅金属量389119t、锌金属量1500462t，伴生铅461905t、锌388170t、银3110.09t，达到超大型矿床规模。钻孔证实矿床深部仍具较大找矿潜力，远景银金属资源量超过3万t。

图4 内蒙古自治区双尖子山矿区00勘探线剖面图

3.成果意义

通过对内蒙古巴林左旗银铅锌矿集区三维地质调查的应用示范，进一步查明了矿集区区域成矿地质背景和超大型银铅锌矿成矿特征，明确了主要成矿地质体和成矿、控矿地质要素，初步查明了其深部空间展布特征，为该区深部找矿评价与预测提供了重要基础；进一步梳理完善了在已完成1∶5万区调的矿集区开展三维地质调查的技术方法流程，形成三维地质建模技术体系，为探索1∶5万区调成果三维化，编制构造复杂区三维地质调查方法指南奠定了重要基础；双尖子山超大型银铅锌矿的发现和储量的确认，为在该区寻找同类型矿床，扩大深部找矿能力支撑当地经济发展都具有重要意义。

（中国地质科学院地质研究所 管烨 朱小三，有色金属矿产地质调查中心 蔡厚安供稿）