多尺度矿床电磁学分析揭示白云鄂博控矿构造 |何兰芳等-OGR

矿产资源是影响人类文明进程的关键原材料。随着高新技术的发展和低碳时代的到来，新兴产业和新能源领域对稀土资源的需求不断增大，触发了新一轮稀土研究热潮。白云鄂博是目前全球第一大稀土矿、第二大铌矿和我国著名的铁矿区。由于经历了超过13亿年构造演化和后期地质运动改造，围绕白云鄂博赋矿稀土白云岩的成矿背景、通道系统、深部延伸和控矿构造争议不断，影响白云鄂博成矿系统认识和资源潜力评价。

中国科学院地质与地球物理研究所何兰芳高级工程师、杨奎锋副研究员、范宏瑞研究员、博士研究生李亮与合作者云南大学刘云教授，包钢集团杨占峰、赵永岗教授级高级工程师，中南大学陈儒军副教授围绕上述问题通过岩石样品尺度电磁学特征与成因机制研究，矿区、矿床尺度的音频大地电磁测深(AMT)与矿床地质研究揭示了世界最大的稀土矿床岩浆通道系统与控矿构造，为稀土白云岩火成成因提供了新的依据。

在大量样品实验室测定分析和浅层电阻率剖面地质露头对照统计的基础上，确定白云鄂博稀土白云岩包括中低品位铁矿稀土白云岩具有中高阻电性特征（李亮等, 2024），为白云鄂博矿区电磁法探测数据解释提供了岩石物理依据。在不同反演方法对比的基础上，通过与矿床地质与钻探结果的对比优选AMT反演方法。矿区尺度AMT反演结果揭示了白云鄂博矿区电性结构特征（图1）：整体可分为南部高阻带(D1)、北部低阻带(D2)和中部过渡带(D3)；北部低阻带对应厚度巨大白云鄂博群裂谷沉积，南部高阻带白云鄂博基底杂岩和变质岩，局部对应成矿后侵入的花岗岩；白云鄂博稀土矿床位于中部过渡带（图1）。矿床尺度加密测点（点距20米）AMT反演剖面（图2）与三维成像结果（图3）清晰揭示白云鄂博“Y”型控矿构造特征，矿床在浅部被低阻板岩分割成南北两个矿带，南矿带局部矿体（稀土白云岩）与围岩交错发育。结合矿床地质以及矿区的地震勘探资料综合分析认为白云鄂博矿床的构造背景为克拉通边缘裂谷，岩浆由北向南高角度侵入白云鄂博群，北部厚层沉积为矿体的保存提供保护隔层。

图1 白云鄂博矿区AMT－地震与走廊地质剖面

图2 典型AMT剖面揭示白云鄂博“Y”型控矿构造

图3 白云鄂博矿床三维电阻率渲染图

（左. 围岩电阻率渲染图；右. 矿床电阻率渲染图）

研究成果发表于矿床学国际权威期刊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.)。研究得到了国家重点研发计划（2021YFC2901704）,中国科学院青年科学家基础研究（YSBR-082）以及中国科学院地质与地球物理研究所重点部署（IGGCAS-201901）等项目支持。