摘要
东乌旗地区地处内蒙古草原腹地，花脑特银多金属矿床是东乌旗地区具有代表性的大型银多金属矿床，为典型的盲矿床。深入探讨地球物理勘探方法在草原覆盖区的应用效果，可以有效支撑该区多金属矿进一步找矿突破。基于此，本文重点针对花脑特银矿床，对比区域航磁、重力调查成果，认为低布格重力异常、低正航磁异常及其梯度变化带位置，与多金属矿床对应较好。利用高精度磁法测量、激电中梯测量、三极测深测量等成果与工程验证结果进行对比研究，磁异常及激电异常能够准确反映矿化蚀变地质体的赋存位置，其中低正磁异常、地面激电高阻体及激电测深梯度带是多金属矿找矿的有利区域，磁法测量、电法测量是东乌旗等草原覆盖区寻找银多金属矿的有效方法组合。
Abstract
Located in the hinterland of the Inner Mongolia grassland, the Huanaote Ag-polymetallic deposit is a representative large-scale blind Ag-polymetallic deposit in the East Ujimqin Banner area. An in-depth discussion on the application effects of geophysical prospecting methods in grassland-covered areas can effectively support further prospecting breakthroughs for polymetallic deposits in this region. Based on this, this paper focuses on the Huanaote Ag-polymetallic deposit and compares the results of regional aeromagnetic and gravity surveys, concluding that the locations of low Bouguer gravity anomalies, low positive aeromagnetic anomalies and their gradient zones show a good correspondence with polymetallic deposits. A comparative study was conducted between the results of high-precision magnetic survey, induced polarization mid-gradient survey, three-pole sounding survey and engineering verification results. The magnetic anomalies and induced polarization anomalies can accurately reflect the occurrence positions of mineralized altered geological bodies. Among them, low positive magnetic anomalies, ground induced polarization high-resistivity bodies and induced polarization sounding gradient zones are favorable areas for polymetallic ore prospecting. Magnetic survey and electrical survey are an effective method combination for exploring Ag-polymetallic deposits in grassland-covered areas such as East Ujimqin Banner.
0 引言
东乌旗地区在自然资源部找矿突破战略行动以来发现了数处大中型矿床，受到了国内外地质矿产学家的关注（王守光等，2004；肖文交等，2009；黄再兴等，2013；谢玉玲等，2015；俞礽安等，2016）。该区处于草原覆盖区，传统的找矿方法具有较大的局限性，矿床的发现更多依靠地物化遥综合研究的成果。众多找矿方法中，物探方法具有穿透深度大、方法简单易操作、不受场地限制等特点，近年来得到了广泛的应用。物探方法具有多解性，所以单一物探方法具有局限性，综合地球物理方法找矿是必然趋势（黄宁等，2016）。其中激发极化法是一种有效的物探方法，依托地层与金属矿的明显物性差异，能有效识别金属矿产，从而为矿产勘查及追索蚀变带提供较为充分的依据（赵云等，2001；高群学和钱明，2005；白大明等，2010；陆桂福和吴新刚， 2014；赵伟锋等，2023）。磁法测量在圈定多金属矿成矿过程中形成的伴生矿物的磁异常具有明显效果（吴卫国，2015；张叶鹏等，2015；屈利军等， 2020）。
花脑特银多金属矿床是近年来东乌旗地区新发现的一处典型的银多金属矿床，Ag达到大型矿床规模（韩宇达等，2013；陈国峰等，2016）。笔者通过对其大功率激电、磁法、三极激电测深等地球物理数据进行梳理分析，结合矿床地质特征进行精细研究，以期获得覆盖区多金属矿床的有效找矿标志，为该区地球物理探矿方法组合提供理论支撑。
1 区域地质、地球物理背景
1.1 区域地质背景
花脑特银多金属矿床位于内蒙古自治区东乌珠穆沁旗境内，大地构造位置位于中亚造山带东部，二连—贺根山蛇绿混杂岩带以北的西伯利亚板块东南缘，隶属于东乌旗晚华力西期陆缘增生带之吉林宝力格大队晚古生代增生带（徐备等，2014）。其东南侧为华北板块与西伯利亚板块古接合带北缘断裂——二连—贺根山深断裂（图1a）。
东乌珠穆沁旗一带属草原覆盖区，区内地形较为平坦，地势低洼处第四系覆盖较厚。区内古生代、中生代和新生代地层均有不同程度分布，其中泥盆系安格尔音乌拉组（D3a）和侏罗系宝力高庙组 （C2b）是本区出露最广泛的地层。上泥盆统安格尔音乌拉组岩性主要为粉砂岩、粉砂质板岩、泥质硅板岩、泥质板岩等，地层倾向多为 10°～50°、倾角 42°～8°。矿区东南部发育有大面积侏罗系下兴安岭组火山岩（流纹岩）和火山碎屑岩等（聂凤军等， 2007；图1b）。
研究区内构造线总体方向为 NE 向、NWW 向、近 EW 向 3 组。主要构造为断裂构造，褶皱构造不发育。其NWW向张扭断裂、近EW向张性断裂跨矿区展布，硅化脉体多充填其中，形成破碎蚀变带。后期受岩浆热液活动影响，成矿物质运移至构造活动地带，富集成矿。NWW 向张扭断裂成矿空间较大，热液活动强烈，是矿区主要的控矿、容矿构造 （张万益，2009）。
东乌旗地区岩浆岩分布广泛，岩浆活动受 NE 向构造控制明显，呈线性分布；岩性包括超基性岩、基性岩及酸性岩，其中中酸性—中基性岩浆岩与成矿关系密切（金岩等，2005；张万益等，2013）。区内侵入岩分布仅限于矿区北边部及南西部。北边部发育早二叠纪（海西期）斑状中细粒黑云二长花岗岩岩体，被称为查干楚鲁特岩体，规模较大，岩性主要为斑状中细粒黑云母二长花岗岩；南西部出露中三叠纪（印支期）形成的白音呼布岩株，岩性主要为浅肉红色中粒正长花岗岩，局部渐变为中细粒结构，块状构造，岩体内部磁铁矿含量相对较高，局部为 0.2% 以上（中国冶金地质总局第一地质勘查院， 2012①）。
图1花脑特矿区区域地质与地球物理特征对比图
a—大地构造简图；b—区域地质简图；c—区域布格重力异常等值线图；d—区域航磁异常等值线图
1.2 重力特征
区内地层密度多为2.4×103~2.5×103 kg/m3；花岗岩类岩体（除早古生代外）一般为 2.60×103 kg/m3。花岗岩与地层侵入接触部位，布格重力异常显示为重力低异常（图1c）。花脑特矿床处于高重力异常圈闭的低重力异常中，显示处于岩体与地层接触部位。
1.3 区域航磁特征
区内花岗岩在磁异常图上呈现范围较大且宽缓的区域正磁场（图1d），主要原因在于该区岩体规模相对较大，多呈岩基出露，向深部有一定延伸，因此区域磁场的分布特征能够反映出地质上已知的酸性侵入岩体产状（中国国土资源航空物探遥感中心，2009②）。
区域内中酸性岩体分布广泛，其与该区的绝大多数多金属矿床关系密切。而地层与岩体的接触带作为成矿的有利区域，其磁化率特征具有一定的规律可循，对找矿具有指示作用。研究区内的蚀变岩磁化率值多为 30×10-5~90×10-5 SI，为弱磁性。与区内的岩浆岩及其他地层的磁化率相比，与热液蚀变作用相关的蚀变岩、角岩以及矽卡岩等，主要呈现宽缓变化的区域正磁场边缘的局部异常或局部叠加异常，变化幅度不大，但在一条或几条测线上有清晰的反映。该成果特点明显，指示性强，可直接利用于热液脉型的多金属矿床的勘查工作。
1.4 物性参数测定
1.4.1 岩（矿）石物性参数
对矿区内具有代表性的岩（矿）石进行电、磁性参数测定（表1）。测试结果表明：硅化岩（矿）石电阻率最高，花岗岩类电阻率次之，板岩电阻率最低。当地层和岩体中富含黄铁矿时，呈现高极化率特征；黄铁矿化不发育则呈现低极化率特征。印支期花岗岩磁化率最高，海西期黑云二长花岗岩磁化率次之，板岩磁化率最低，其中硫化物含量较高的地质体磁化率相对正常地质体磁化率较高。本区主要岩（矿）石存在明显的物性差异，为本区物探工作的开展提供了地球物理前提。
2 地球物理特征
2.1 工作参数设置
高精度磁法测量是以垂直地表矿化带走向，布设面积性的高精度磁法测量，线距 100 m。本文采用 G856F 系列质子旋进式磁力仪。仪器开工前后均进行了噪声水平测试、一致性测试。后期数据处理进行了日变校正、正常场校正、高度校正和梯度校正等，并采用“一同三不同”对测点进行重复观测，确保数据的准确性。
激电中梯测量使用仪器为重庆地质仪器厂生产的大功率激电测量系统及其配套设备。测网布设：线距200 m，点距20 m，测线方位203°；激电中梯工作参数为 AB=2000 m，MN=40 m，点距 20 m，供电周期为 8 s，取样延时 200 ms，取样宽度 40 ms，重叠次数3。
2.2 高精度磁测
矿区南部出现的高磁异常与1∶50000航磁异常 （C2007-270）较为吻合（图2a），表明地磁测量成果在大范围内的一致性，即区南部大范围的高磁异常主要由隐伏的印支期花岗岩引起，岩体内部含有2 % 左右的磁铁矿故而呈现出高磁特征，而区北部二长花岗岩体及泥盆系则相对磁性较弱。通过对原始数据进行 45°一阶导数处理，获得了 135°方向为主的构造（图2b）。其中花脑特银矿床Ⅰ号构造蚀变带显示的较为清晰。
2.3 激电中梯测量成果
大功率激电扫面工作成果如图2c所示。从图中可以看出，北部岩体出露地表，具有较为明显的中高阻特征，而矿区南部主要为第四系及泥盆系板岩覆盖区，多显示中低阻。
异常的展布方向与研究区构造、蚀变带走向基本一致。根据前期的找矿成果，视电阻率的变化转折位置与断裂构造对应较好。
区内视极化率为 1%~3%，以 3% 视极化率异常下限，圈定了一个独立的激电异常，编号DJ-1，异常明显受构造控制，异常呈 NW—NE 转折带状异常， NE 方向未封闭。其 NW 向异常与断裂构造一致， NE向异常位于二叠纪二长花岗岩体内部。
3 矿床地质特征
研究区目前发现并查明 19 条矿体，除 51 线 17# 矿体出露地表外，其余全部为盲矿体（陈国峰等， 2016）。矿体主要位于研究区中北部Ⅰ# NWW 向构造蚀变破碎带中，构造带外部的矿体较少，呈脉状产出，规模相对较小。主矿体总体走向 298°，倾向 NE，倾角25°～87°，其中，位于黑云二长花岗岩及泥盆系接触带附近的Ⅰ# NWW向构造蚀变破碎带内的矿体共 12 条、带外矿体 7 条，1#、2# 矿体为矿区的主矿体，均位于构造带内，其他矿体规模较小。1# 矿体赋存于该构造蚀变带偏下部，2# 矿体赋存于该构造蚀变带偏上部，两者呈现分支复合现象，局部合并为1条。2条矿体的资源储量占勘探区资源总量为： Ag96.72%、Pb83.88%、Zn 85.74%、Cu 100%（图3）。
表1花脑特矿区岩（矿）石电性、磁性参数统计
图2矿区地质-地球物理特征对比图
a—高精度磁测AT等值线图；b—磁异常45°一阶导数构造推断图；c—激电中梯测量成果图
图3花脑特银多金属矿400 m标高水平切面图
1# 矿体长 1200 m，最大斜深 754 m，走向 294°～302°，总体走向 298°，倾向 NE，倾角 53°～87°，厚 0.56～18.46 m，平均厚 5.14 m，厚度变化系数 88%，属较稳定类型矿体。该矿体 Ag 品位变化系数 158%，矿体较均匀。该矿体为银铜铅锌矿体，银作为主矿种，其最高品位 2450.12 g/t，平均 154.07 g/t，共生 Cu、Pb、Zn 分布呈现较为明显的分区集中，主要呈脉状分布于矿体中，其中，Zn 品位 0.83%～6.62%，平均 2.37%；Pb 品位 0.84%～4.45%，品位 1.76%；Cu品位0.49%～2.26%，平均0.87%，铅、铜与银呈现相关关系。
4 工程验证结果
4.1 物探工作参数设置
激电测深工作部署在 61 勘探线，测线长度 1 km。参数设置：采用加拿大 PHOENIX 公司生产的V8system2000 电法工作站进行数据采集。激电测深采用双边三极（P-D）装置，无穷远极>2500 m，MN 为 40 m。供电周期为 8 s，观测参数为视充电率 M （mV/V）和视电阻率ρs（Ω·m）。
4.2 工程验证成果
通过实际工程验证，矿区61勘探线见矿效果明显，矿体厚度变化为 0.56~18.46 m，平均厚度为 5.14 m。主要元素为 Ag，共伴生有 Cu、Pb、Zn。Ag 最高品位2450.12 g/t，平均品位154.07 g/t（图4）。
激电测深测量成果如图4所示，反演深度 500 m。由反演结果与地质体断面对比可以总结该区岩石物性特征：浅部岩体受地表水淋滤，氧化明显，且含水较丰富，表现为低阻低充电率为特征，深部未风化岩体表现为中高阻高充电率特征。以上验证成果明确了激发极化法的有效性及其指示意义。
图461勘探线激电测深测量与地质特征对比图
5 讨论
区域航磁、重力测量技术不断迭代升级，数据准确，反映异常效果较好。花脑特多金属矿床为典型的热液脉状矿床，严格受构造控制或影响，航磁成果显示低正磁异常及变化梯度带；重力异常显示相对重力低，与早二叠世黑云母二长花岗岩对应较好。
矿区电磁特征与地层、隐伏岩体及断裂带在深部的分布对应情况：磁法测量成果反演显示，推测在二长花岗岩岩体与上泥盆统安格尔音乌拉组（D3a） 之间的低正磁异常位置基本位于推测断裂带附近，认为接触带和断裂带附近蚀变强烈，从而引起了较为明显的激电异常；激电测深成果显示，金属硫化物可产生相对高的激电异常，而高低阻变化梯度带与矿区构造较为对应。综合来看，隐伏岩体及断层周围的矿化蚀变带与局部的低缓磁异常相对应，故低缓磁异常与激电中高极化率（充电率）异常、高电阻率异常重叠空间范围是本区有利的赋矿部位。
花脑特银矿床成因类型为受构造控制的热液脉型银多金属矿床（陈国峰等，2016），受构造控制明显，含矿构造破碎明显，硫化物主要呈胶结物的形态产出，这与围岩具有较为明显的物性差异，故而从磁法及电法测量能够很好的反映出矿体赋存位置及规模（表2）。
表2地质-地球物理综合对比
6 结论
（1）草原覆盖区露头较差，化探反映深度较浅，地球物理方法具有深穿透、大深度特征，是该地区有效的勘查方法。
（2）针对多金属矿床，磁法测量低正磁异常区、磁异常等值线褶曲部位是重要的找矿标志。激电中梯测量的“中阻高极化”异常与本区地表矿化蚀变带相吻合。激电测深可以推断深部400~500 m的隐伏矿（化）体，其电阻率变化梯度带及中高充电率异常带是较为明确的找矿标志。
（3）从地质-物探结合来看，花脑特银多金属矿区是典型的多金属矿区，地处草原覆盖区，梳理出的“低正磁异常、中阻高极化率（充电率）”物探方法组合具有较强的针对性，针对成矿带内多金属矿找矿突破具有较大的指导意义。磁法-激发极化法方法组合效果为区域内多金属矿床找矿提供明确的技术示范。
注释
① 中国冶金地质总局第一地质勘查院 .2012. 内蒙古自治区东乌珠穆沁旗阿尔哈达矿区（不含原详查 7-39 线）银铅锌矿勘探报告[R].
② 中国国土资源航空物探遥感中心 .2009. 内蒙古二连浩特—东乌旗地区1∶5万航空物探综合站勘查成果报告[R].