多尺度礦床電磁學分析揭示白云鄂博控礦構造 |何蘭芳等-OGR

礦產資源是影響人類文明進程的關鍵原材料。隨著高新技術的發展和低碳時代的到來，新興產業和新能源領域對稀土資源的需求不斷增大，觸發了新一輪稀土研究熱潮。白云鄂博是目前全球第一大稀土礦、第二大鈮礦和我國著名的鐵礦區。由于經歷了超過13億年構造演化和后期地質運動改造，圍繞白云鄂博賦礦稀土白云巖的成礦背景、通道系統、深部延伸和控礦構造爭議不斷，影響白云鄂博成礦系統認識和資源潛力評價。

中國科學院地質與地球物理研究所何蘭芳高級工程師、楊奎鋒副研究員、范宏瑞研究員、博士研究生李亮與合作者云南大學劉云教授，包鋼集團楊占峰、趙永崗教授級高級工程師，中南大學陳儒軍副教授圍繞上述問題通過巖石樣品尺度電磁學特征與成因機制研究，礦區、礦床尺度的音頻大地電磁測深(AMT)與礦床地質研究揭示了世界最大的稀土礦床巖漿通道系統與控礦構造，為稀土白云巖火成成因提供了新的依據。

在大量樣品實驗室測定分析和淺層電阻率剖面地質露頭對照統計的基礎上，確定白云鄂博稀土白云巖包括中低品位鐵礦稀土白云巖具有中高阻電性特征（李亮等, 2024），為白云鄂博礦區電磁法探測數據解釋提供了巖石物理依據。在不同反演方法對比的基礎上，通過與礦床地質與鉆探結果的對比優選AMT反演方法。礦區尺度AMT反演結果揭示了白云鄂博礦區電性結構特征（圖1）：整體可分為南部高阻帶(D1)、北部低阻帶(D2)和中部過渡帶(D3)；北部低阻帶對應厚度巨大白云鄂博群裂谷沉積，南部高阻帶白云鄂博基底雜巖和變質巖，局部對應成礦后侵入的花崗巖；白云鄂博稀土礦床位于中部過渡帶（圖1）。礦床尺度加密測點（點距20米）AMT反演剖面（圖2）與三維成像結果（圖3）清晰揭示白云鄂博“Y”型控礦構造特征，礦床在淺部被低阻板巖分割成南北兩個礦帶，南礦帶局部礦體（稀土白云巖）與圍巖交錯發育。結合礦床地質以及礦區的地震勘探資料綜合分析認為白云鄂博礦床的構造背景為克拉通邊緣裂谷，巖漿由北向南高角度侵入白云鄂博群，北部厚層沉積為礦體的保存提供保護隔層。

圖1 白云鄂博礦區AMT－地震與走廊地質剖面

圖2 典型AMT剖面揭示白云鄂博“Y”型控礦構造

圖3 白云鄂博礦床三維電阻率渲染圖

（左. 圍巖電阻率渲染圖；右. 礦床電阻率渲染圖）

研究成果發表于礦床學國際權威期刊OGR（He, L., Li, L., Liu, Y., Yang, Z., Zhao, Y., Yang, K.,Chen, R., Fan, H. Audio magnetotelluric view of the giant carbonatite-hosted Bayan Obo REE deposit, Inner Mongolia, northern China [J].Ore Geology Reviews, 2024, 106208. DOI: 10.1016/j.oregeorev.2024.106208.)。研究得到了國家重點研發計劃（2021YFC2901704）,中國科學院青年科學家基礎研究（YSBR-082）以及中國科學院地質與地球物理研究所重點部署（IGGCAS-201901）等項目支持。

編輯：劉強