摘要
张点研究区位于大杨树盆地西缘，受火山断陷盆地边缘断裂控制，区域构造活动强烈，为浅成低温热液型金矿的形成提供了有利条件。以往矿产调查在区内发现了具有工业价值的矿化露头，但地表覆盖严重制约了找矿进展。针对这一问题，本研究采用高精度磁法与激电测量相结合的综合物探方法，通过数据处理与异常解释，成功揭示了隐伏控矿断裂及矿化蚀变带的空间展布特征。经钻探工程验证，证实了物探异常与隐伏地质体及矿化体的对应关系，为深部矿产资源勘查提供了可靠的科学依据。研究成果深化了对区内成矿规律的认识，为类似地质背景地区的矿产勘查工作提供了可借鉴的物探技术方案，对指导隐伏矿床勘查实践具有一定参考价值。
Abstract
Zhangdian study area is located on the western margin of the Dayangshu Basin, is controlled by faults along the edges of a volcanic subsidence basin. Intense regional tectonic activity has created favorable conditions for the formation of epithermal gold deposits. Previous mineral surveys identified mineralized outcrops of industrial value, but exploration progress has been severely restricted by the presence of shallow overburden areas. To address this challenge, this study applied an integrated geophysical approach combining high-resolution magnetic surveys and induced polarization measurements. Through data processing and anomaly interpretation, the spatial distribution of concealed ore-controlling faults and mineralized alteration zones was successfully delineated. Drilling verification confirmed the correspondence between geophysical anomalies and concealed geological and ore bodies, providing a reliable scientific basis for deep mineral resource exploration. These results enhance the understanding of gold metallogenesis in the area and offer a practical geophysical method for mineral exploration in regions with similar geological settings, providing valuable guidance for concealed deposit exploration.
0 引言
浅覆盖区地质调查受地表覆盖层对基岩地质信息的屏蔽作用，导致传统地质填图手段难以直接获取深部构造、地层及矿化信息（Butler，2005； Schubert，2015）。地球物理方法因能够穿透覆盖层、提供隐伏地质信息，而成为浅覆盖区地质调查的重要技术手段。国内学者针对不同类型的覆盖区开展了系统的地球物理方法研究，取得了一系列进展。刘菁华和王祝文（2005）、赵玉岩等（2018）在大兴安岭浅覆盖地区地质填图工作中以磁法资料区分填图单元。严加永等（2021）、孟贵祥等 （2022）、康磊等（2023）、喻忠鸿等（2023）利用重力、磁法和激电等手段在戈壁荒漠浅覆盖区对地层、构造和岩体进行了划分。毕炳坤等（2019，2020）应用磁法和激电法在浅覆盖区深部找矿中取得了良好效果。这些研究表明，针对浅覆盖区的综合物探方法在地质填图、构造解析、矿产预测及深部资源勘查中具有重要的应用价值。
张点研究区位于大兴安岭中北段东坡，行政区划为内蒙古自治区呼伦贝尔市莫力达瓦旗，矿区地理坐标：东经124°15'45″，北纬49°37'03″。矿区位于东乌旗—嫩江 Cu-Pb-Zn-Fe-W-Mo-Ag-Au 成矿带 （徐志刚等，2008），与三道湾子、永新等大、中型金矿床处于同一成矿构造背景，这些矿床均与早白垩世火山活动密切相关（吕军等，2005；刘宝山等， 2017）。矿区为低山丘陵地貌，地表植被覆盖以林地和农田为主，属浅覆盖地质调查区。前人在矿区开展了 1∶10000 矿产地质填图、地球化学土壤测量和地球物理剖面测量工作，对区内地层、矿化蚀变做了系统总结（王苏珊等，2017；李成禄等，2023），但受限于覆盖层，缺少关键地质体、矿（化）体界线和空间延展等信息，制约了进一步找矿工作。
本文以张点矿区为研究对象，通过区内开展的 1∶5000磁法剖面和激电剖面资料，结合物性参数统计结果，对区内火山岩地层分布进行了划分，揭示了区内控矿断裂构造展布规律，明确了与浅成低温热液型金矿相关的石英脉的分布范围，为后续找矿工作提供了地球物理依据。
1 区域地质背景
研究区位于中亚造山带东段兴安地块东南缘，大地构造位置位于兴蒙地块大杨树盆地西缘（图1），处于古亚洲洋与蒙古—鄂霍次克洋复合造山— 成矿部位（佘宏全等，2009；许成瀚，2022）。区域地层从老到新主要为上侏罗统玛尼吐组，下白垩统光华组、甘河组和第四系。玛尼吐组为一套安山质熔岩建造，光华组由流纹质火山岩和英安质火山岩组成，甘河组为一套玄武质及安山质火山岩组合，第四系由玄武质熔岩和砾石、亚黏土组成。大杨树盆地内断裂走向主要为北东向和北西向，北东向构造最为显著，控制了岩浆岩的分布和火山盆地的形成 （刘志宏等，2008）。
2 研究区地质特征
研究区属浅覆盖地质调查区，鲜见基岩出露，中部、南部多林地，东部、北部多为农田，西北见光华组流纹质凝灰岩出露（图2a）。区内主要发育北东向、北西向 2 组断裂构造，光华组流纹质凝灰岩发育石英脉，石英脉大体沿山脊呈北北东向断续分布（图2b）。石英脉呈角砾状，后期破碎并叠加硅化，金属矿化主要发育在含金石英脉中，金属矿物有赤铁矿、黄铁矿、辉钼矿、闪锌矿等，其中黄铁矿最为发育，呈细粒浸染状。蚀变矿物发育在靠近含金石英脉两侧的流纹质凝灰岩中，岩石蚀变主要为硅化、绢云母化、碳酸盐化、沸石化、纤闪石化、析铁褪色等。
EB—额尔古纳地块；XB—兴安地块；SXB—松嫩-锡林浩特地块；JB—佳木斯地块；NT—那丹哈达增生地体；F1—得尔布干断裂；F2—新林—喜桂图缝合带；F3—中央断裂；F4—佳木斯—伊通断裂；F5—敦化—密山断裂；F6—跃进山断裂；1—全新世冲积物；2—晚更新世气孔状、致密块状玄武岩；3—下白垩统甘河组玄武岩；4—下白垩统光华组流纹质火山岩、安山质火山岩；5—上侏罗统玛尼吐组安山岩；6—二长花岗岩；7— 花岗闪长岩；8—研究区范围
图2研究区地质简图（a）和地形图（b）
3 工作方法
浅成低温热液型矿床受构造控制，常赋存于火山—次火山岩或沉积岩中，伴生磁性矿物和硫化物。磁法可用于识别隐伏断裂、岩性边界及侵入岩，为推测成矿环境和构造背景提供依据（管志宁， 1997）。激电法对硫化物矿体的极化效应高度敏感，可直接圈定矿化带，同时，石英脉作为主要赋矿载体，表现为高阻异常，其与硫化物的高极化异常可作为重要找矿标志（杨守渠，2013；张晓东等， 2017）。磁法和激电法结合可有效提高浅成低温热液型矿床的勘探精度（王志辉等，2016；Peshtani et al.，2022；MacDonald et al.，2024）。研究区以往的物探工作也表明，含金石英脉与激电异常具对应关系 （刘宝山等，2024）。
1∶5000磁法剖面、激电剖面围绕地表出露的含金石英脉布置，以期进一步查明研究区地层结构和控矿断裂。布置长度 600 m 的磁法、激电剖面 42条 （图2a），测线方位125°，工作网度40 m×20 m。磁法野外测量采用加拿大 GEM 公司 GSM-19T Over‐ hauser 磁力仪进行，观测磁总场值。采用法国 IRIS 公司 VIP-10000 发射机和 V-FullWaver 接收机进行激电剖面施工，观测一次电位和视充电率等参数， AB供电极距2000 m，MN接收极距40 m，共设置3组供电装置，观测数据范围处于 AB 中部 1/2 段内，最大旁测距离 320 m，供电电流 8 A（北部）、9 A（中部和南部）。
4 地球物理特征
4.1 物性特征
研究区基岩露头较少，本研究物性标本的采集和物性参数测定工作主要基于少量地表露头、以往槽探工作揭露的石英脉和部分浅钻岩心开展，磁性、电性参数的分类统计见表1。
表1研究区物性参数统计
4.1.1 岩石磁性特征
辉绿玢岩磁性达1106×10-6 4πSI，远高于区内其他岩石，取自浅钻岩心的下白垩统龙江组（K1l）安山岩次之，达 121.3×10-6 4πSI，下白垩统光华组（K1gn） 流纹质凝灰岩表现为弱磁性，石英脉几乎无磁性。岩石磁性与基性程度相关，呈现出由基性向中性再至酸性岩石磁化率依次递减的趋势。火山岩磁性变化范围较大，如安山岩、凝灰岩具有较大的数据离散性（图3a、b）。无磁—弱磁性岩石经硅化、蚀变等变质作用后磁性有所增强。
图3研究区岩石物性统计图
a—磁化率散点图；b—磁化率正态分布曲线；c—电阻率散点图；d— 电阻率正态分布曲线；e—充电率散点图；f—充电率正态分布曲线
4.1.2 岩石电性特征
石英脉和辉绿玢岩表现为高阻特征（图3c、d），二者皆为致密块状结构，导电性差，风化作用致使辉绿玢岩电阻率降低。火山熔岩和火山碎屑岩存在气孔与裂隙，故安山岩和流纹质凝灰岩表现出相对低阻特征。硅化蚀变可增强低阻岩石的电阻率，如硅化凝灰岩电阻率高于凝灰岩，而高阻岩石经蚀变作用后电阻率降低，如石英脉。总体而言，岩石电阻率与孔隙度密切相关（李功强等，2016），致密岩石电阻率较高，多孔隙岩石电阻率较低，蚀变作用可进一步改变其电性特征。
辉绿玢岩激电效应最为显著，广布区内的下白垩统火山岩激发极化效应普遍不强，安山岩和流纹质凝灰岩充电率均较弱，构成本区弱激电异常背景场（图3e、f）。伴随金属矿物沉淀的硅化蚀变作用增强了凝灰岩和石英脉的充电率。
4.1.3 物性变化规律
根据岩石物性统计结果，研究区岩石物性参数变化规律主要体现为以下 4 点：①石英脉表现为无—弱磁、高阻特征，其中蚀变石英脉为高极化地质体，当其具有一定规模时可表现为高阻高极化异常；②流纹质凝灰岩表现为无—弱磁、低阻、低极化特征，经硅化蚀变作用后电性参数明显升高；③安山岩表现为中高磁、低阻、低极化特征；④辉绿玢岩为高磁、高阻、高极化地质体，可引起较强的磁法和激电异常。
尽管物性标本的采集受点位分布、取样数量及代表性等因素的限制，可能存在一定的局限性，但物性参数的统计结果仍对磁法和激电数据的定性解释具有重要的指导意义。通过系统分析物性特征，能够有效揭示岩矿石的磁性、电性差异，为推断物探异常的地质成因提供科学依据。
4.2 磁场特征
研究区 ΔT 磁异常在-1959～2201 nT 变化（图4 a），约 90% 的数据分布于-300～300 nT（图4b），结合研究区地质资料和磁性参数统计结果看，以下白垩统光华组流纹质凝灰岩为主的火山碎屑岩构成区内低缓磁场背景，以高频磁异常（图4c）为特征的磁异常带为浅部磁性地质体引起。区内磁异常走向规律明显，以北东向和北西向带状展布为主，与区域地层和地质构造方向一致，这些线性磁异常带反映了沿断裂构造分布的磁性地质体的范围（图5a）。北部磁异常带偏弱，多呈串珠状，可能与第四系及火山碎屑岩盖层较厚有关。可划分为3条北东向（C1～C3）和6条北西向（C4～C9）磁异常带。
图4研究区磁法ΔT异常平面图（a）、直方图（b）和径向功率谱曲线（c）
北东向C1磁异常为区内最为显著的磁异常带，其延伸长度大于 1.6 km，磁异常幅值超过 1000 nT，且异常多在 2～3 个测点范围内出现。这一特征表明，C1磁异常主要由具有强磁性且埋深较浅的地质体所引起，故推测异常为基性岩脉引起。通过地质与物探联合异常查证工作，在C1异常带内发现了辉绿玢岩转石（图5b），这一发现与磁异常解释结果高度吻合，进一步佐证了磁异常的地质成因。其余 8 条磁异常带幅值偏弱，磁异常值多在 200 nT 左右，主要为沿断裂分布的龙江组安山岩引起。C5、C7两条北西向磁异常带规模较大，与C1磁异常带交汇部位表现为明显的磁异常错动，反映出F1为可能为先存断层，后期被多组北西向断层错断。
图5研究区磁法化极异常平面图（a）、磁异常与辉绿玢岩脉对比图（b）
结合研究区所处地质构造背景看，北东向展布的 C1 磁异常带揭示了区内乃至区域尺度上的一条深大断裂构造带，可能为大杨树火山断陷盆地西缘的控盆断裂。该断裂构造带两侧的岩性组成及磁场分布特征均表现出显著差异，进一步佐证了断裂的存在及其构造控制作用。
4.3 电场特征
研究区视电阻率异常分布于16～1519 Ω·m，视电阻率异常不足 350 Ω·m 的数据占比约 80%（图6b），视充电率异常变化范围为 0.45～38.26 mV/V，视充电率异常小于 15 mV/V 的数据占比 74%（图6d），说明研究区处于低阻低极化背景之中，低电性背景与区内的下白垩统火山岩地层相对应。研究区视电阻率异常（图6a）和视充电率异常（图6c）呈北东向带状展布，视电阻率异常和视极化率异常基本符合正相关关系，宏观上表现为一条贯穿工作区的北东向展布高阻高极化异常带（IP1）。
IP1高阻高极化异常带延伸长度大于1.6 km，宽度 40 m 左右，异常带北端呈现弱化趋势，南段延出区外。视电阻率异常、视充电率异常梯度变化均较显著，反映出其与东、西两侧地质体存在明显的电性差异。IP1高阻高极化异常带与地表出露的石英脉具有很好的对应关系，含金石英脉位于 IP1 异常带略偏西一侧，结合物性资料推断，颇具规模的石英大脉和硅化蚀变围岩是引起高阻高极化异常的主要原因。IP1异常可划分为北（IP1-1）、南（IP1-2） 2个次级异常，二者被北西向低阻异常带分隔，次级异常间视电阻率异常值差异较小，IP1-1 视充电率异常值略高。次级激电异常之间的低阻低极化异常带与磁法推断的 F5 断层吻合较好，IP1-1 异常南端与 IP1-2 异常北端存在明显的东南向错动，反映出 F5 断层可能具有右行走滑性质。IP1 异常带东、西两侧场区存在东弱西强的电性特征差异，这种差异可能与构造活动、剥蚀作用及火山岩相的分布有关。异常带东部表现出更低的电性特征，主要反映了以下白垩统光华组流纹质凝灰岩为主的盖层分布。西部区域由于光华组地层遭受剥蚀，以下白垩统龙江组安山岩地层为主，并伴有残存的光华组火山碎屑岩地层。
图6张点工作区视电阻率异常图（a）、直方图（b）与视充电率异常图（c）、直方图（d）
4.4 综合研究
基于研究区各类岩石的物性差异，遵循从已知到未知的原则，定性解释火山岩地层和石英脉空间分布是可行的。分析物探异常之间的分布规律，对于研究成矿规律和模式十分必要。研究区电法异常相对简洁，故将化极磁异常作为底图，视电阻率异常以剖面平面图形式叠于磁异常之上（图7a），研究激电异常与磁异常的关系。辉绿玢岩表现为强磁、高阻、高极化特征，其空间分布与磁异常具有显著的对应关系，但在激电勘探成果中表现不明显。 C1磁异常为沿火山断陷盆地边缘 F1深断裂产出的辉绿玢岩脉引起，辉绿玢岩脉表现为弱高阻异常带 （图7b），这是由于受较大的接收极距影响，对规模较小的地质体分辨能力不足所致。
图7张点工作区物探异常综合图（a）、视电阻率异常与辉绿玢岩脉对比图（b）
石英脉和硅化蚀变围岩为无—弱磁性地质体，不足以引起明显的磁异常，因此，IP1激电异常与C1 磁异常无直接成因联系。IP1激电异常主体位于C1 磁异常东南侧，其中 IP1-1激电异常与 C1磁异常间距较大，IP1-2激电异常与 C1磁异常部分重合。这说明C1磁异常对应的F1深断裂具有以下2点特征：一是F1断层为发育于火山断陷盆地边缘的正断层，断层以东为上盘，位于火山塌陷构造位置，断层以西相对更易遭受风化剥蚀，故断层以西浅部以下白垩统龙江组安山岩为主，并残存部分光华组流纹质凝灰岩地层，F1断层以东浅部则以流纹质凝灰岩地层为主，表现为相对平缓的磁异常和更低的电场特征。二是 F1 断层经历了多期活化，其作为控矿、导矿和储矿构造，为浅成低温热液金矿床形成提供了必要条件。成矿期后 F1 断层东侧上盘在区域伸展作用下沿不整合面进一步滑脱，这一过程兼受F5右行走滑断裂影响，导致 IP1-1 与 IP-2 激电异常的分离和错位。C1磁异常为成矿期后再次沿 F1断层侵入的基性岩脉引起。
5 钻探验证
为明确物探异常的地质意义，利用浅钻工程对磁法和激电异常进行了验证，浅钻终孔深度为 3～30 m，平均深度约 10.4 m。浅钻验证结果证实区内磁异常与下白垩统龙江组安山岩关系密切。布置于 C1 磁异常上的 2 个钻孔揭露了辉绿玢岩脉的存在，进一步证实了磁异常的地质成因，研究区东部磁场平缓区域主要分布下白垩统光华组流纹质凝灰岩地层，其弱磁特征与安山岩及辉绿玢岩形成明显对比（图8a）。此外，布置于 IP1 高阻高极化异常带上的浅钻验证了覆盖层下部存在石英脉，其高阻高极化特征与石英脉及硅化蚀变带的电性响应一致（图8b），浅钻验证结果有力支持了前期基于电法异常提出的地质解释。
图8研究区浅钻岩心岩性与化极磁异常（a）、视电阻率异常（b）与对比图
6 结论
（1）研究区物性参数统计结果表明，区内下白垩统火山碎屑岩与火山熔岩具有显著的磁性差异，基于磁异常分布特征可有效推断两者的空间展布规律。此外，区内火山岩普遍表现为低阻、低极化特征，而石英脉及硅化蚀变围岩则呈现高阻、高极化特征。利用激电资料可进一步圈定隐伏石英脉及硅化蚀变带的分布范围，为研究区地质构造及成矿潜力的深入解析提供重要依据。
（2）磁异常揭示了研究区内火山岩地层的空间分布规律，证实研究区主要受北东向和北西向 2 组构造体系的控制。其中，北东向断裂构造与成矿作用关系密切，C1 磁异常反映的 F1 断裂可能为大杨树盆地西缘重要的控盆构造，其兼具控矿、导矿和储矿功能，为浅成低温热液金矿床的形成提供了必要的构造条件、流体通道及成矿空间。激电异常与地表断续出露的石英脉在空间分布上高度吻合，IP1 激电异常清晰地揭示了北东向展布的石英脉及硅化蚀变带的分布范围。激电异常的空间展布特征进一步暗示了北东向构造对成矿流体运移和富集的控制作用，为靶区优选和深部勘探提供了地球物理依据。
（3）基于物性差异，综合运用磁法、激电等地球物理手段快速圈定异常，结合地质资料进行定性解释，并通过浅钻工程验证的技术路线，是浅覆盖区地质调查中一套高效而系统的技术流程，可有效提升找矿工作的精准性与效率。
（4）尽管蚀变石英脉具有典型的高阻、高极化特征，但其激电异常响应较弱。加之研究区低电性背景条件及现有激电装置参数，当前数据对规模较小的地质体分辨能力有限。在未来的地质工作中，可考虑通过缩小接收极距并结合电阻率法等手段优化施工方案，以提高对弱电异常的识别能力，进而更全面地评价研究区西部的成矿潜力。