冀北牛圈銀金礦及營房銀鉛鋅礦深部成礦預測

沈利霞，李文圣，王自力，丁俊德，馬家鑫，李學源

（1.天津華北地質勘查局，天津 300170；2.內蒙古礦業開發有限責任公司，呼和浩特 010020；3.內蒙古自治區地質礦產勘查開發局，呼和浩特 010020）

冀北牛圈銀金礦及營房銀鉛鋅礦深部成礦預測

沈利霞1，李文圣2，王自力1，丁俊德1，馬家鑫3，李學源2

（1.天津華北地質勘查局，天津 300170；2.內蒙古礦業開發有限責任公司，呼和浩特 010020；3.內蒙古自治區地質礦產勘查開發局，呼和浩特 010020）

對冀北牛圈銀金礦和營房銀鉛鋅礦礦床特征和相互關系的研究認為，營房礦體西部的硅化體及硅化花崗巖質角礫巖系成礦前斷裂F1形成的，由于成礦后斷裂F2大幅度的右行推覆作用，使原處于同一水平上的銀金礦，在營房礦區被掩埋在深部，而深部的銀鉛鋅礦卻被推移到了淺部目前的位置；牛圈銀金礦深部的鉛鋅礦未受到后期F2斷裂的波及，可能完整地被保留在深部原位。根據地質、地球化學研究，提出了“在牛圈礦體深部找營房礦體，到營房礦體深部找牛圈礦體”的深部找礦方向。

牛圈銀金礦；營房銀鉛鋅礦；控礦斷裂；成礦后斷裂；區域成礦模式；原生暈；冀北地區

0 引言

冀北牛圈銀（金）礦和營房銀鉛鋅礦是上世紀80年代發現，由華北有色地勘局514隊和地質研究所分別進行了地質勘查和研究工作。許曉峰［1-3］、芮宗瑤［4］、魏 曉 瑛［5］、劉 鳳 山 等［6］、李 永 剛 等［7］、姚 慧 玲等［8］、任耀武［9-10］、姚玉增等［11］、李久明［12］先后對豐寧銀（金）礦的控礦因素、礦床成因進行了研究，2004年，豐寧銀礦和東北大學合作開展了礦床成礦規律和成礦預測研究。對于牛圈礦體南部的營房鉛鋅礦，雖有人提出該礦床應為深部之礦段，但兩者卻基本處于同一高程范圍，營房鉛鋅礦的礦體均為松散的角礫狀巖石，開采條件非常復雜，與牛圈礦區形成顯著差異。為此，要開展本區的深部找礦，首先需要查清兩個礦床的構造控礦特征及相互的關系。充分利用現有的研究成果、大量的測試數據，從區域礦產的分布規律中提取深部找礦的思路，總結成礦模式，指導深部預測工作，是我們研究工作的主導思想。

1 區域地質

牛圈銀（金）礦和營房銀鉛鋅礦所在區域位于華北陸塊北緣內蒙地軸的圍場拱斷束中上黃旗構造-巖漿帶的西側［13］（圖1）。

1.1 地層

區域為長期隆起的地質單元，出露地層比較簡單，基底為古元古界紅旗營子群，呈EW向零星分布于巖漿巖及火山巖之間；中生界上侏羅統和下白堊統中酸性火山熔巖及火山碎屑巖堆積于礦區外圍廣大地區，覆蓋于紅旗營子群及部分巖漿巖之上。

紅旗營子群可分3個巖性段：上段為黑云斜長片麻巖，原巖為中-基性火山熔巖及碎屑巖；中段為含石墨磷灰石石榴石片麻巖、石英片巖夾大理巖，原巖以沉積巖為主，夾中基性火山巖-火山碎屑巖，Pb，Zn，Ag，Cu等元素的豐度較高；下段為細粒-中細粒黑云變粒巖、黑云斜長片麻巖、淺粒巖等。變質巖系局部混合巖化強烈，可形成帶狀混合片麻巖。

圖1 內蒙臺背斜銀礦分布圖Fig.1 Distribution of silver deposits in inner Mongolia axis

中生界為一套火山沉積巖系，以上侏羅統及下白堊統最為發育，堆積于NE向的火山斷陷盆地內。

1.2 巖漿巖

區內火山-巖漿活動分為4個旋回。①五臺旋回：呈EW向，沿豐寧—隆化深斷裂兩側出露；②晉寧旋回：呈EW向，主要沿大廟—娘娘廟深斷裂分布，以斜長巖、蘇長巖為主，與大廟式釩鈦磁鐵礦有關；③海西旋回：受西伯利亞板塊的俯沖影響，沿EW向壓扭性構造及SN向張性構造分布；④燕山旋回：主要受烏龍溝—上黃旗深斷裂控制，呈NNE向分布，與本區鉛鋅、鈾、鉬、銀、銅礦關系極為密切。

1.3 地質構造

區域構造以斷裂為主，褶皺次之。經過長期的構造演化，區域展布著一系列EW向壓性斷裂、SN向張性斷裂、NE向和NW向壓扭性斷裂，構成近SN向的豐寧—上黃旗—森吉圖海西期構造-巖漿帶。在燕山運動過程中，烏龍溝—上黃旗NNE向深斷裂斜切SN向的構造-巖漿帶（圖2），并在上黃旗附近受到NW向斷裂的切割，分為2支，繼續向北東方向延伸。赤城—隆化深斷裂與大廟—娘娘廟深斷裂于豐寧東部交匯。從莫霍面等深線圖可以看出，豐寧地區恰好處于莫霍面凹陷最低處向莫霍面斜坡帶變化的拐點部位，硅鋁殼的厚度具有明顯的變化。

豐寧地區在海西期和燕山期構造作用下，構成不同方向大型斷裂的疊加-交匯區，同時造成深部巖漿巖的強烈的上侵，在遙感影像圖中出現直徑超過100 km的環形構造。本區基底由紅旗營子群變質巖組成，長期處于隆起剝蝕狀態，在其南部可以見到弧形斷裂產出，由NW向逐漸轉為EW向，繼而又開始折向NE，清晰地勾勒出環形構造的南部邊緣，北部地區由于巖漿巖及火山巖的覆蓋，地表顯示不夠明顯；該環形構造推測是巖漿雜巖的反映，燕山期的火山機構發育，現今為多處的熱泉分布。據此認為，豐寧巖漿巖隆起實際上是一個幔枝構造區——豐寧幔枝區。

1.4 區域成礦條件

豐寧幔枝區由于長期處于上升剝蝕狀態，前長城系基底廣泛分布，受斷裂構造、海西-燕山期侵入雜巖和中生代斷陷盆地的控制，形成一批鉛鋅、鈾、鉬、銀、銅礦。在豐寧縣城附近產有大型斑巖型鉬礦床（撒岱溝門），其外圍分布有一系列熱液型鉛、鋅、銀、鈾、鉬多金屬礦床（如青羊溝、千佛寺、北岔和北岔溝門等）和隱爆角礫巖型中低溫熱液銀、鉛、鋅礦床（如牛圈—營房、茶棚、460等）［14］。

表1 區域巖石成礦元素濃集克拉克值和濃集系數Table 1 The regional concentration Clarke and concentration coefficient of ore element

圖2 河北省豐寧地區地質構造及巖漿巖分布圖Fig.2 Map showing distribution of geological structure and magmatic rock in Fengning，Hebei province

古元古界紅旗營子群中的Ag，Mo，Pb，Zn等成礦元素豐度較高，被認為是區域成礦的初始礦源層。Ag的豐度在紅旗營子變質巖中為0.49×10-6，其濃集系數為1.14～35，濃集克拉克值為7.05；Mo的濃集系數為1.91～-8.06，濃集克拉克值為6.10；Pb的濃集系數1.29～14.84，濃集克拉克值為3.71（表1）。紅旗營子群變質巖中Ag，Pb，Zn的濃集克拉克值均高于區內中生代火山巖、海西期-燕山期花崗巖，暗示著區域變質巖系可能是本區鉛鋅、銀礦成礦的主要物質來源，冀北地區的一些鉛鋅礦床就直接產于紅旗營子群變質巖系中。

由硅鋁質地殼重熔形成的S型花崗巖使分散于基底變質巖中的金屬元素活化并產生相對富集，當有合適的構造通道產生時，這些金屬元素就會集中在巖漿期后的殘余熱流體中并向上遷移，一旦含礦流體的物理化學條件發生改變，金屬元素就會在有利的構造空間沉淀富集成礦。牛圈礦區礦石鉛的同位素模式年齡為535～1 093Ma，營房礦區礦石鉛的模式年齡為1 065～1 116Ma，對比冀北地區蔡家營鉛鋅礦礦石鉛的模式年齡（907～1 173Ma），兩地區非常相似，說明本區鉛鋅礦的成礦物質主要來自基底的變質巖系。

對比冀北地區不同礦床石英包裹體測溫結果，牛圈礦區為150～280℃，平均為250℃；蔡家營鉛鋅礦為180～320℃；撒岱溝門鉬礦為401～461℃；可見礦床的成礦深度與成礦溫度密切相關。位于隆起區中部剝蝕較深的地區出現了深成的鉬礦床，位于隆起的邊緣紅旗營子群中產出脈狀鉛鋅礦床，而在火山巖盆地邊緣的斷裂及隱爆角礫巖中，則生成中低溫隱爆角礫巖型Ag-Pb-Zn礦床。

2 牛圈和營房礦區礦床地質特征

牛圈銀金礦及營房銀鉛鋅礦產于NNE向的斷裂中，礦體均受斷裂構造控制，二者一北一南（圖3）隔溝相望，但兩個礦床的礦石類型、礦石的結構構造有明顯的差異。現簡述如下：

2.1 牛圈銀金礦床

礦體產于F1斷裂帶中，控礦斷裂走向5°～11°，傾向SE，傾角40°～67°，是本區NNE向大斷裂的次級構造，其表現特征是破碎強烈，具有多期次活動的跡象，早期為壓扭性，后期為張性，斷裂帶寬2～15m，斷裂帶中有擠壓片理化殘留體和角礫巖（礦體）的硅質膠結體。可見到大角礫中包括小角礫，小角礫中又包括更小的角礫。斷裂沿走向呈舒緩波狀，沿傾向顯示陡緩規律性變化（圖4）。

圖3 營房—牛圈礦區地質簡圖Fig.3 Geological sketch of Yingfang-Niujuan mining area

圍巖蝕變廣泛發育于角礫巖體內外，范圍大、類型多，蝕變帶長度＞1km，寬達100～300m，為典型的低溫熱液蝕變組合，有硅化、水云母化、高嶺土化、綠泥石化、碳酸鹽化、蒙脫石化、鐵白云石化及重晶石化等；蝕變出現側向分帶特點：礦體底板為高嶺土-綠泥石-伊利石化帶，礦體中為硅化-水云母-蒙脫石-螢石化帶，角礫巖體外側為石英-黃鐵礦-綠泥石-碳酸鹽化帶。

礦床共圈定26個工業礦體（10個銀礦體，16個金礦體），其中Ⅰ號礦體為主礦體，銀金屬量占92%，礦體長750m，厚8m，垂深80～370m。

礦體厚度、品位隨產狀變化：沿走向拐彎處及沿傾斜變緩處礦體厚度增大，銀金品位變富；而走向平直及傾斜變陡處厚度變薄，品位降低。如79線剖面（圖4），礦體傾角70°時，厚度6～8m；傾角為30°時，礦體厚度11～18m，銀品位較富。銀品位50×10-6～980×10-6，平均517×10-6；金品位0.89×10-6～ 10.63×10-6，平均1.94×10-6。

有用組分除銀金外，伴生有鉛鋅，但品位較低。銀金礦物有輝銀礦、自然銀、銀金礦、金銀礦、富銀硫砷銅銀礦、富銀硫銻銅銀礦、自然金和螺狀硫銀礦等。

2.2 營房銀鉛鋅礦

營房銀鉛鋅礦賦存于中粗粒花崗巖與古元古界石榴石二長片麻巖接觸帶之間的斷裂破碎帶中。礦體圍巖為破碎帶和蝕變碎裂粗粒花崗巖，共圈出4個礦體。礦體呈囊狀或透鏡狀產出，礦體走向長度不大，最大礦體長350m，一般只有50m。延深僅40～150m（圖5）。

3 成礦預測

3.1 地球化學預測依據

根據牛圈銀金礦體79線原生暈剖面的研究（圖6），Au，Ag原生暈與礦體相似，尾部暈趨于尖滅①；As原生暈在礦體前部和尾部較中部發育；Sb原生暈在礦體前緣和尾部均低于中部；Pb，Zn原生暈與礦體規模一致，向深部仍有延伸；Cu原生暈主要出現在深部；Mo原生暈主要分布在礦體的中下部；Mn只在礦體前部和尾部出現。

綜合79線剖面各元素原生暈發育情況，歸納出各元素的垂直分帶特征：礦體上部：As，Sb，Ag，Au，Pb，Zn，Mn等元素，礦體中部：Ag，Au，Sb，Pb，Zn，Mo等元素，礦體下部：As，Cu，Mo，Mn等元素。

根據李惠等（2007）研究成果，對金礦體預測盲礦體的準則，As，Mo，Mn在前暈及尾暈有共存準則，指示深部還有尋找盲孔體之可能。

3.2 地質預測依據

在1990年底提交的牛圈銀金礦勘探報告中，對礦體下盤存在的數十米寬的構造破碎帶未能詳細研究，一并歸為成礦前斷裂的組成部分；1991年提交的營房詳查報告時，已發現“主要控礦構造和破壞礦體的構造沒有完全搞清楚”，將其視為另外一個斷裂。

經研究，本區的斷裂活動分為2期：即成礦前的控礦斷裂（F1）和成礦后破壞礦體的斷裂（F2）。成礦熱液沿成礦前形成的NNE向斷裂貫入，并在斷裂淺部形成硅帽或硅質脈，見于營房礦體的西部和勘探剖面之下部（圖5），個別鉆孔中見到可達工業品位的薄層銀礦。在硅質脈的深部即為牛圈礦體。根據牛圈礦體的勘探成果及模式分析，銀金礦體深部無礦段下部即應是銀鉛鋅礦的賦存部位，營房鉛鋅礦的存在即是有利的佐證。

在營房詳查報告中已指出“兩礦體的關系不清”，作為報告中存在的主要問題提出。根據研究認為，兩礦體實為同一礦床系列不同深度空間的產物。營房銀鉛鋅礦系受成礦后斷裂F2推覆而從深部向上移至現在的部位。

根據對牛圈礦區的地質觀察，礦體底板的角礫巖帶是具有強綠泥石化、高嶺土化的粗粒花崗巖破碎角礫巖，巖石未經膠結，具有非常明顯的魚鱗狀弧形光面、長石棒狀拉長等應力現象，經歷過韌性剪切變形作用。這個剪切帶并非是成礦前斷裂，而是成礦后破壞礦體的構造。在南部營房村附近斜切成礦前的斷裂，在牛圈礦區南端的探槽中，只見土狀綠泥石和高嶺土等斷層泥，未見銀金礦化，但在鉆孔深部見到了具有工業品位及一定厚度的銀礦體。

圖7 華北地臺北緣淺成中低溫熱液鈾鉬礦多金屬礦床成礦模式圖Fig.7 Mineralization model of epithermal uranium-molybdenum and polymetallic deposits at morth margin of North China platform

向南到營房礦區，礦體位于寬緩的低洼地帶。營房銀鉛鋅礦實為一未經膠結的角礫巖帶，礦石呈角礫狀混雜于粗粒花崗巖角礫中，是成礦后斷裂將礦體破壞形成的斷層角礫巖帶。該斷裂帶是牛圈礦體底部F2韌性剪切帶向南的延伸部分。

關于斷裂的性質，如前所述，控制成礦作用的F1斷裂構造具有先擠壓后拉張性質，在牛圈礦體剖面圖上（圖4）顯示有由緩到陡的膨縮變化及多期活動的特征，礦體上盤向西推覆。牛圈銀金礦體賦存于817～1 320m標高，由于成礦后斷裂的推覆作用，使原位于深部的營房銀鉛鋅礦向上推移至968～1 220m標高，使不同深度空間形成的礦體共存于相似的標高范圍內。

根據以上的分析可以推論：營房礦區礦體西部的硅化體（石英脈）及膠結的硅化綠泥石化粗粒花崗巖角礫巖帶，系成礦前斷裂F1形成的角礫巖帶和礦化前緣之硅質巖帶，銀金礦體的原生位置應在營房礦區的深部，經后期斷裂的推覆作用，位于斷裂F2上盤的銀鉛鋅礦體被推覆到現在的標高位置。

3.3 找礦預測及驗證效果

綜合以上依據認為，由于成礦后大幅度的右行推覆作用，使原處于同一水平上的銀金礦，在營房礦區被掩埋在深部，而深部的銀鉛鋅礦卻被推移到了淺部；牛圈銀金礦深部的鉛鋅礦未受到后期F2斷裂的波及，可能完整地被保留在深部原位。換言之，本區的找礦預測可以概括為一句話：“在牛圈深部找營房，到營房深部找牛圈”。

根據這一預測思路和找礦方向，在ZK74-4號孔中見到效果：距淺部鉆孔約150m，鉆孔于335.04～436.41m處見到碎裂狀花崗巖，在599.6～599.9 m處見到銀、金礦化，厚0.3m。銀品位w（Ag）＝312.3×10-6，金品位w（Au）＝3.85×10-6。牛圈礦區深部的成礦空間已向下延深了200多m。由于施工鉆孔深度還不夠深，尚未打到鉛、鋅礦段，還有待下一步的探礦工程證實。

4 區域成礦模式

華北地臺北緣及內蒙地槽的南部屬于Ag，Au，Pb，Zn，Mo等成礦元素高豐度地球化學背景場，分布著大量的鉛、鋅、銀礦床，并有一系列鈾鉬礦及異常分布。海西-燕山運動以來，區內巖漿巖侵入及火山噴發活動十分強烈，在EW向及NNE向斷裂的作用下，形成一系列的巖漿隆起帶和火山斷陷盆地。在火山斷陷盆地的邊緣與深斷裂接合部位有利于巖漿及含礦溶液的入侵和上涌，有利于在淺部形成中低溫銀金礦床及鈾鉬礦床［15-17］。根據本區已知礦床成礦規律的研究，結合淺成中低溫礦床成礦特征，現將其成礦模式綜合為圖7。

根據大量的勘查成果，淺部的銀金礦多與深部的鉛鋅銀礦密切有關，鉛鋅礦深部多見到與斑巖體有關的鉬礦床，如本區北部的茶棚及北部翁牛特旗的二把火等礦區。鈾鉬礦多與鉛鋅礦關系密切，如大官廠鈾鉬礦深部發現鉛鋅礦，460鈾鉬礦附近有蔡家營鉛鋅銀金礦出現，該礦體有些鉛鋅礦脈已貫入到侏羅系白旗組地層中［18］。事實證明，在上述地質環境下，燕山期巖漿巖在深斷裂的誘導下，在上侵的過程中攜帶和萃取圍巖中的U，Mo，Pb，Zn，Ag，Au等成礦元素，在不同的溫度、壓力等條件下，自下而上形成斑巖型鉬礦、脈狀鉛鋅礦、隱爆角巖型銀金礦和隱爆角礫巖型鈾鉬礦，構成一套完整的礦床成礦系列［19-21］。各類礦床之間多有一段無礦間隔，并于地表淺部多有硅質脈體出現。

注釋：

①華北有色地質局地質研究所.河北豐寧牛圈銀金礦成礦地質條件礦床地質特征找礦標志及找礦方向研究報告.天津：天津華北地質勘查局，1990.

②華北有色地質局514隊.河北省豐寧滿族自治縣營房鉛鋅銀礦地質詳查總結報告.天津：天津華北地質勘查局，1991.

③華北有色地質局514隊.河北省豐寧滿族自治縣牛圈子銀（金）礦地質勘查總結報告.天津：天津華北地質勘查局，1990.

④東北大學.豐寧銀礦成礦規律研究及找礦靶區預測報告.沈陽：東北大學，2004

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Forecast for the deep mineralization of Niujuan silver-gold deposit and Yingfang silver-lead-zinc deposit in northern Hebei province

SHEN Li-xia1，LI Wen-sheng2，Wang Zi-li1Ding Jun-de1，MA Jia-xin3，LI Cue-yuan2
（1.Tianjin North China Geological Exploration Bureau，Tianjin300170，China；2.Inner Mongolia Mining Exploitation Co.LTD，Huhehot010020，China；3.Inner Mongkolia Autonomous Region geological mineral Exploration and development Centers，Huhehot010020，China）

According to characteristics of Niujuan Ag-Au deposit and Yingfang Ag-Pb-Zn deposit in the north Hebei province and relation between them it is considered that the Ag-Au and Pb-Zn mineralization occur at the same horizon originally；the silicified body and the silicified granitic breccia in west of Yingfang Pb-Zn deposit are formed by the pre-mineralization fault F1；the right hand overlapping of post-mineralization fault F2buried Ag-Au mineralization to depth and overthrusted the Pb-Zn mineralization to shallow and the two type mineralization under truncation of F2may remain at depth.Therefore，prospecting of Pb-Zn ore bodies to depth of Niujuan Ag-Au deposit and prospecting of Ag-Au ore bodies to depth of Yingfang Pb-Zn deposit are put forward in this paper.

Niujuan Ag-Au deposit；Yingfang Ag-Pb-Zn deposit；ore-control fault；post-mineralization fault；regional metallogenic model；primary halo；the north Hebei province

P612；P618.4

A

1001-1412（2012）04-0450-08

10.6053／j.issn.1001-1412.2012.04.009

2012-01-04；改回日期：2012-10-09；

余和勇

沈利霞（1976-），女，工程師，碩士，2008年畢業于中國地質大學（北京），從事地質勘查工作。通信地址：天津市河東區廣瑞西路67號，天津華北地質勘查局；郵政編碼：300171；E-mail：bjslx136＠163.com

丁俊德（1932-），男，教授級高級工程師，長期從事金屬礦產地質找礦及地質勘查管理工作。E-mail：ding.junde＠163.com