郭曉丹，彭 虎，王林世，郭亞波，張 松，李韋雅

遼寧省地礦集團 能源地質有限責任公司，遼寧 沈陽 110013

0 引言

遼寧北二十家子銅金礦位于遼西建平縣西北部，處在重要的朝陽－赤峰金礦成礦帶之上.區(qū)內金礦發(fā)育，類型多樣，以熱液型和蝕變巖型為主［1-10］.前人在該區(qū)1∶5萬地質填圖工作中發(fā)現(xiàn)多個銅金礦（化）點.本研究在區(qū)內1∶1萬地質簡測及1∶1萬土壤地球化學測量工作的基礎上，對研究區(qū)東北部化探Ⅰ類異常區(qū)域開展了激電中梯及測深工作，土壤地球化學異常區(qū)與物探異常區(qū)重合部位進行槽探工程揭露，發(fā)現(xiàn)了多處Cu、Au礦化.激電中梯及激電測深顯示地表物化探異常區(qū)域深部構造發(fā)育，找礦前景良好.

1 礦區(qū)地質特征

研究區(qū)大地構造位置處于華北地臺北緣，其北緊鄰興蒙造山帶.區(qū)域上出露的地層主要有古元古界寶音圖群，中生界白堊系孫家灣組及新生界第四系.寶音圖群分布廣泛，巖性為大理巖、片麻巖、淺粒巖及各類片巖組合；孫家灣組主要分布在研究區(qū)東北角，角度不整合于寶音圖群及花崗質片麻巖之上，巖性主要為復成分礫巖.區(qū)內構造發(fā)育，以斷裂構造為主，走向主要為北東向、近南北向和北西向.巖漿活動較強，主要為燕山期酸性巖巖株和巖脈.脈巖以花崗斑巖、閃長巖和斜長花崗巖為主（圖1）.區(qū)內銅金礦（化）點較多，主要沿構造蝕變帶分布［11-15］.

圖1 研究區(qū)區(qū)域地質圖Fig.1 Regional geological map of the study area

2 地球化學特征

土壤地球化學一直是銅金礦重要找礦手段［16-19］.通過土壤測量工作，在礦區(qū)內共圈定3類土壤地球化學綜合異常，其中Ⅰ類異常4處，Ⅱ類異常8處，Ⅲ類異常16處（圖2、表1）.其中Ⅰ類異常為物探工作靶區(qū)，本文作詳細分析.

表1 化探綜合異常一覽表Table 1 List of comprehensive geochemical anomalies

圖2 研究區(qū)土壤地球化學綜合異常圖Fig.2 Comprehensive anomaly map of soil geochemistry in the study area

2.1 Ⅰ-1號異常區(qū)

分布在研究區(qū)北部邊緣，呈不規(guī)則形狀展布，異常區(qū)長約800 m，異常面積0.098 km2.異常元素組合主要為Zn-Pb-Mo-Au-Ag，其中以Zn、Pb異常為主，局部疊加Mo、Au異常和低緩Ag異常，主要集中在北西向構造斷裂帶的東南延伸方向和東北向硅化帶上.Zn異常值一般為60×10-6～80×10-6，最高值97×10-6；Pb異常值一般為20×10-6～25×10-6，最高值41×10-6；Mo屬中濃度異常，主要在異常區(qū)北中部和南部，異常值一般為0.8×10-6，最高值2.4×10-6；Au異常主要在異常區(qū)東部和北部，異常值一般為1.2×10-9，最高值2.5×10-9；Ag異常屬低濃度異常，主要在異常區(qū)中部，異常值一般為0.1×10-6.該異常受北西向斷裂構造帶和北東向硅化帶控制明顯，具有較好的成礦指示作用及成礦前景.

2.2 Ⅰ-2號異常區(qū)

分布于工作區(qū)的東北部，呈北東向帶狀展布.異常帶長約1.3 km，向北未封閉，寬約300～600 m，面積約0.407 km2.異常元素組合主要為Zn-Pb-Cu-Au-Mo-As-Ag，其中Zn、Pb、Cu異常強度較高，局部疊加Mo、Au異常和低緩As、Ag異常.異常區(qū)集中在寶音圖巖群和花崗質片麻巖接觸帶周圍，近南北向正斷層和北東向分布的閃長巖脈附近.Zn異常值一般為60×10-6～80×10-6，最高值145×10-6；Pb異常值一般為20×10-6～30×10-6，最高值66×10-6；Cu異常值一般為20×10-6～30×10-6，最高值73×10-6；Au異常屬低濃度異常，主要在寶音圖巖群和花崗巖質片麻巖接觸帶附近，異常值一般為1.2×10-9，最高值3.2×10-9；Mo屬低濃度異常，主要在異常區(qū)北部和南部，異常值一般為0.8×10-6，最高值2.2×10-6；As異常屬低濃度異常，主要在異常區(qū)中部，異常值一般為11×10-6.異常區(qū)處于寶音圖巖群和花崗質片麻巖接觸帶附近，同時異常區(qū)內有近南北向正斷層（F2）和北東向分布的閃長巖脈，具有較好的成礦環(huán)境.

2.3 Ⅰ-3號異常區(qū)

分布于研究區(qū)的北東部，異常區(qū)呈不規(guī)則狀展布.異常區(qū)規(guī)模較小，面積約0.068 km2.元素組合主要為Cu-Au-Mo-Pb，其中Cu、Mo元素異常分布范圍最大，為中異常強度，濃集中心較明顯.Cu異常值一般為20×10-6，最高值32×10-6；Au異常值一般為1.2×10-9，最高值4.5×10-9；Mo、Pb異常分布在近南北向正斷層上，屬低濃度異常，受斷層控制明顯，Mo異常值一般為0.8×10-6；Pb異常值一般為20×10-6～25×10-6，最高值40×10-6.該異常受近南北向正斷層（F2）和西側近南北向斜長花崗巖脈控制明顯，異常區(qū)內有硅化、褐鐵礦化現(xiàn)象.

2.4 Ⅰ-4號異常區(qū)

分布于研究區(qū)的中東部，呈近橢圓狀展布，異常面積約0.395 km2.元素組合主要為Cu-Pb-Sb-Ag-Zn-Mo-Au，其中Cu、Pb元素異常分布范圍最大，為中異常強度，濃集中心較明顯.Cu異常值一般為20×10-6～30×10-6，最高值154×10-6；Pb異常值一般為20×10-6，最高值29×10-6.Sb、Ag、Zn異常分布在近南北向正斷層上，屬低濃度異常，受斷層控制明顯.Sb異常值一般為0.8×10-6，最高值15×10-6；Ag異常值一般為0.1×10-6；Zn異常值一般為60×10-6，最高值132×10-6.Mo、Au異常屬低濃度異常，主要在異常區(qū)北部南北向正斷層和近南北向斜長花崗巖附近.Mo異常值一般為0.8×10-6；Au異常值一般為1.2×10-9，最高值2.4×10-9.該異常受F2斷層構造控制明顯，異常區(qū)內有硅化、褐鐵礦化現(xiàn)象，對深部成礦作用有一定的指示作用.

3 地球物理特征

激電中梯及測深在銅金礦找礦中應用廣泛［20-21］.研究區(qū)不同巖石電性參數(shù)見表2.在土壤地球化學顯示效果良好的區(qū)域進行了激電中梯工作（圖2、3），對圈定的極化率異常進行了激電測深測量，在物探工作區(qū)的深部發(fā)現(xiàn)了北東向至近南北向高電阻率異常.

表2 研究區(qū)巖石電參數(shù)統(tǒng)計表Table 2 Electrical parameters of different rocks in the study area

3.1 激電中梯

根據(jù)區(qū)內激電中梯視電阻率和視極化率分布特征，共圈定了3個激電異常區(qū)（圖3）.

圖3 激電中梯異常等值線平面圖Fig.3 Anomaly contour map by IPintermediate gradient

Ⅰ號異常區(qū)：分布在研究區(qū)西北部，異常區(qū)長度超過500 m，北部延伸到區(qū)外未見封閉，異常區(qū)寬度約600 m.異常表現(xiàn)為高阻中極化，電阻率和極化率異常互相重疊，吻合較好.異常區(qū)內包含2條高阻異常帶，呈北北東向平行展布，推測與硅化蝕變帶有關.其中東部高阻異常帶被切割破壞，形成錯斷，推測由北西向構造引起.

Ⅱ號異常區(qū)：分布在研究區(qū)東部，整體呈低阻低極化異常，結合地質資料推斷其主要為大理巖的物性反映，其中存在2條北北西向高阻異常帶，推測為硅化蝕變帶引起，中間被北西向構造錯斷，形成低阻異常帶，推測為構造交叉致使巖石破碎充水所致.異常區(qū)中部地表出露多條石英脈，近南北向展布，并且發(fā)現(xiàn)一條含銅蝕變帶.

Ⅲ號異常區(qū)：分布在研究區(qū)的西部，寬度約300 m，長度約200 m，整體呈中高阻中等極化異常，與含金礦化體的異常特征相似.異常區(qū)內有近東西向構造從北部通過，形成塊狀異常.

3.2 激電測深

根據(jù)地表地質以及蝕變礦化特征，由于Ⅰ、Ⅱ號物探異常區(qū)存在4個高阻異常條帶與硅化蝕變帶吻合較好，因此在中梯面積測量的Ⅰ、Ⅱ號異常區(qū)內選擇了2個成礦有利地段進行了激電測深剖面測量，分別針對北東向和近南北向的硅化蝕變帶的深部含礦性進行預測，結果顯示高電阻率在深部也顯示良好.

（1）Ⅰ號激電測深剖面異常靶區(qū)

如圖4a、5a所示，Ⅰ號剖面視電阻率在整體剖面呈現(xiàn)西高東低的趨勢，1～4號測點地表呈現(xiàn)中低阻低極化異常，深度為20～40 m，視電阻率為800～1 200Ωm，極化率為1%～1.4%，推測為變粒巖、片巖引起.4～6號測點電阻率值較高，視電阻率值為1 500～2 900Ωm，視極化率在此區(qū)域呈現(xiàn)中低極化特征，視極化率值為1.2%～2.2%.屬于高阻低極化特征，異常寬度80 m左右，形態(tài)向北西方向近直立向下，推測為硅化蝕變帶為主；東部地表40 m以上，呈現(xiàn)低阻低極化異常，視電阻率值為200～1 000Ωm，視極化率值為1%～1.4%，推測巖性以片巖、變粒巖為主，深度60 m以下，極化率深部逐步增高，推測為花崗質片麻巖引起（表2）.

結合地表地質情況及異常特征，劃分出2條構造，F(xiàn)1構造位于測點4號附近，傾向西，傾角約為45°；F2構造位于6號測點，傾向西，傾角較陡為85°.綜合推斷2條構造附近，深度40～120 m，點號2～5號之間，異常特征符合礦化體物性的區(qū)域，為成礦有利區(qū)域.

（2）Ⅱ號激電測深剖面異常靶區(qū)

如圖4b、5b所示，Ⅱ號剖面淺部（深度80 m以上）反映低阻低極化特征，根據(jù)異常特征及地質情況分析，由片巖、變粒巖物性所致.80 m以下，6～13號點深部出現(xiàn)高阻中低極化率異常，推測為深部構造形成硅化蝕變帶，1～5號點深部呈現(xiàn)中高阻中高極化率異常特征，推測為花崗質片麻巖物性所致（表2）.

根據(jù)異常形態(tài)推斷Ⅱ號剖面6～13號測點，深度80～180 m，構造條件對成礦有利，整體產(chǎn)狀較緩，異常規(guī)模較大，異常特征與金礦化體異常特征相符，確定為Ⅱ號靶區(qū)（如圖4）.

圖4 激電測深視電阻率剖面圖Fig.4 Profile of apparent resistivity by IPsounding

（3）Ⅲ號激電測深剖面異常靶區(qū)

如圖4c、5c所示，6～12號點的視極化率值在淺部出現(xiàn)低阻中高極化特征，異常值范圍為2.3%～3.4%，推測由于構造等影響，使深部地層或斷層破碎帶呈條帶狀出現(xiàn)在淺部.根據(jù)地質情況分析，于剖面6號點附近，發(fā)現(xiàn)一條硅化蝕變帶，而其位置處于大理巖與黑云角閃片麻巖的接觸部位.6號點深部為一條陡立高阻異常，寬度近40 m，因此高阻中等極化率特征為礦化帶的異常反映.

結合異常特征，推斷出斷裂構造F9與F10，其中F9為傾向向西，傾角約85°；F10傾向向西，傾角約87°.推測成礦有利區(qū)域位于5～7號點深部，F(xiàn)9構造為主要的控礦有利構造，F(xiàn)9構造的西側為重點研究區(qū)域.

（4）Ⅳ號激電測深剖面異常靶區(qū)

由圖4d、5d所示，Ⅳ號剖面深度0～80 m，視電阻率值為0～800Ωm，視極化率值為0.5%～1.2%，體現(xiàn)為低阻低極化率，地表異常與中梯測量結果相符，為大理巖引起.深度80 m以下，出現(xiàn)物性變化，呈中高阻中等極化特征，并伴隨有明顯構造特征.視電阻率范圍為1 800～3 600Ωm，峰值出現(xiàn)在深部，且向下未封閉.視極化率整體異常形態(tài)與電阻率相同，伴隨深度的增加，極化率呈上升趨勢，視極化率值范圍為1.9%～2.9%.

圖5 激電測深視極化率剖面圖Fig.5 Profile of apparent polarizability by IPsounding

根據(jù)異常形態(tài)推測出4條斷裂構造，分別為F5、F6、F7、F8，產(chǎn)狀較陡.根據(jù)異常特征分析，1～8號測點，深度120～180 m；9～13號測點，深度80～140 m，反映的物性條件與金礦化體類似，出現(xiàn)在淺部大理巖與深部巖性接觸帶，結合其構造發(fā)育，具備成礦有利條件.

4 礦化體地質特征

4.1 礦化特征

區(qū)內共發(fā)現(xiàn)5條主要的硅化蝕變帶，亦有少量規(guī)模較小的蝕變帶.

1號硅化蝕變帶：出露于礦區(qū)北部的九間房西南一帶，位于中梯面積測量Ⅰ號異常區(qū)內以及Ⅰ-1號化探異常的北部，受北西向構造控制.圍巖為云母片巖和花崗質片麻巖.地表延長250 m，出露寬度0.50～2.80 m，走向北西，傾向215～245°，傾角66～80°，由TC6、BL2工程控制.硅化蝕變帶被北東向構造錯斷，斷距400 m.巖石較破碎，局部呈致密塊狀，發(fā)育較強的硅化、黃鐵礦化、褐鐵礦化和高嶺土化，局部地段發(fā)育金礦化，其中有3個刻槽樣有金礦化顯示，TC6-H5樣品的Au品位0.63×10-6，TC6-H6樣品的Au品位0.96×10-6，TC6-H7樣品的Au品位1.18×10-6.

2號硅化蝕變帶：出露于礦區(qū)東北部的上朝陽溝西北一帶，位于中梯面積測量Ⅱ號異常區(qū)內，位于Ⅰ-1、Ⅰ-2號化探異常的中間區(qū)域，受北東向構造控制.圍巖為角閃斜長片麻巖.地表延長60 m，出露寬度5.77 m，走向北東，傾向310°，傾角85°，由TC3探槽控制。巖石較為破碎，原巖為角閃斜長片麻巖，發(fā)育較強的硅化、黃鐵礦化、黃銅礦化、孔雀石化、褐鐵礦化和高嶺土化，局部地段發(fā)育銅、金礦化，其中TC3-H7樣品的Cu品位0.29%，Au品位0.47×10-6.

3號硅化蝕變帶：出露于工作區(qū)北部的蛤蟆溝東北山脊處，位于中梯面積測量Ⅰ號異常區(qū)內以及Ⅰ-1化探異常的西南部.此處有民采舊坑，因年久失修，無法進入.3號硅化蝕變帶受北西向構造控制，圍巖為云母片巖.延長60 m左右，寬度0.05 m，走向北東.在民采舊坑外毛石堆揀塊取樣分析Au品位8.55×10-6，Ag品位2.25×10-6.巖石發(fā)育細脈狀硅化，硅化細脈兩側發(fā)育褐鐵礦化.

4號硅化蝕變帶：出露于礦區(qū)北部的九間房西南一帶，位于中梯面積測量Ⅰ號異常區(qū)內以及Ⅰ-1化探異常的北部，受北西向構造控制.圍巖為云母片巖.地表延長300 m，出露寬度0.80～1.00 m，走向北西，傾向235～250°，傾角70°，由TC5探槽和工作區(qū)外的民采舊坑控制.巖石較破碎，局部呈致密塊狀，發(fā)育較強的硅化、碳酸鹽化、褐鐵礦化和高嶺土化，局部地段發(fā)育金礦化，其中有1個刻槽樣有金礦化顯示，TC5-H5樣品Au品位0.53×10-6.

5號硅化蝕變帶：出露于礦區(qū)北部的九間房西南一帶，位于中梯面積測量Ⅰ號異常區(qū)內以及Ⅰ-1化探異常的西部，受北東向構造控制，圍巖為云母片巖.地表延長400 m，出露寬度0.20～1.40 m，走向北東，傾向285～310°，傾角85°.巖石較破碎，局部呈致密塊狀，發(fā)育較強的硅化、褐鐵礦化和高嶺土化，局部地段發(fā)育金礦化，其中有1個刻槽樣有金礦化顯示，TC7-H2樣品Au品位0.56×10-6.

4.2 圍巖蝕變

古元古界寶音圖群地層和花崗質片麻巖的接觸部位多發(fā)生硅化蝕變.蝕變帶受斷裂構造控制明顯，呈線狀分布.主要蝕變有硅化、黃銅礦化（圖6a、c）、方黃銅礦化（圖6c）、孔雀石化（圖6d）、黃鐵礦化、褐鐵礦化（圖6a、6d）、閃鋅礦化（圖6b）、高嶺土化、綠簾石化、綠泥石化、絹云母化和碳酸鹽化.與Au、Ag有關的蝕變?yōu)楣杌?、黃鐵礦化和褐鐵礦化［22］；與Cu有關的蝕變?yōu)楣杌?、黃銅礦化、孔雀石化和黃鐵礦化.

圖6 圍巖蝕變顯微照片F(xiàn)ig.6 Microphotographs of wall rock alteration

5 成礦預測

研究區(qū)北東部土壤地球化學顯示多處Cu、AuⅠ類異常區(qū)，激電中梯與測深也在該范圍內發(fā)現(xiàn)多處物探異常區(qū)，其中高電阻率是物探異常區(qū)的重要標志.物化探異常區(qū)通過探槽揭露主要為古元古界寶音圖群地層和花崗質片麻巖的接觸部位，目前在物化探異常重疊區(qū)域經(jīng)探槽取樣，均發(fā)現(xiàn)了礦化顯示.礦脈主要沿斷裂構造充填，反映斷裂既是導礦構造，又是容礦構造，因此工作區(qū)存在隱伏含礦硅化蝕變帶的可能性很大.建議選擇古元古界寶音圖群地層和花崗質片麻巖的接觸部，尤其是北東向、近南北向和北西向三組斷裂的交匯部，進行鉆探驗證等地質勘查工作.

6 結論

（1）土壤地球化學共圈定Ⅰ類異常4處，Ⅱ類異常8處，Ⅲ類異常18處，Ⅰ類異常Cu、Au元素異常顯示良好.

（2）激電中梯共顯示3處物探異常區(qū)，高電阻率是重要的物探異常標志，異常區(qū)域與化探Ⅰ類異常重合.其中Ⅰ、Ⅱ號物探異常區(qū)存在4個高阻異常條帶與硅化蝕變帶吻合較好，探槽揭露良好的礦化顯示.

（3）古元古界寶音圖群和花崗質片麻巖的接觸部，尤其是北東向、近南北向和北西向3組斷裂的交匯部是該區(qū)找礦重要靶區(qū).