河北省“長城式”金礦礦床地質特征簡介

2013-01-25 05:40:32劉夢奇

吉林地質 2013年4期

劉夢奇，馮曲

吉林省第二地質調查所，吉林吉林市 132013

20 世紀80 年代末90 年代初，在河北省遷安縣、青龍縣境內沿古長城一線，相繼發現了產于中元古界長城系碳酸鹽巖地層中的一種新類型金礦。因其規模小、變化大，曾一度未能引起重視。直至1996 年，由冶金部天津地質研究院等有關專家首次提出并命名“長城式”金礦的新概念，并認為長城式金礦與美國“卡林型”金礦相類似。所以引起了國內外地質界及礦業界的廣泛關注。

1 自然地理概況

金礦帶沿冷口—南鏵尖北西向古長城一線展布，長約50 km，寬4～5 km。橫跨寬城、遷西、遷安、青龍、盧龍五縣。坐標位置；東經：118°30′～119°30′、北緯：40°7′～40°22′ （見圖1）。

該區屬中低山區，溝谷縱橫、地勢陡峻，海拔高度最高600 m，最低200 m，一般300～400 m。歸屬灤河水系，屬溫帶大陸性半干旱季風氣候。冬冷少雪，最低氣溫-26.5 ℃，春季干燥多風，夏季炎熱多雨，最高氣溫36.6 ℃，秋季晴朗、寒暖適中。年平均降雨量300～800 mm，70%集中在7、8 兩月，無霜期4～10 月份。

2 區域地質概況

2.1 地層

金礦帶位于華北地臺北緣、燕山沉降帶中段、青龍復背斜南翼、冷口—鏵尖斷陷盆地內，全區出露地層有太古界上川組、三屯營組、拉馬溝組及中元古界大紅峪組、高于莊組、楊莊組、霧迷山組，另外古生界、中生界地層也有零星出露。

2.1.1 太古界

太古界地層主要分布于長城金礦帶的南北兩側，巖性以黑云紫蘇麻粒巖、角閃斜長片麻巖、斜長角閃巖、黑云斜長片麻巖夾磁鐵石英巖為主要特征，構成該區的結晶基底。

2.1.2 中元古界

中元古界包括長城系和薊縣系。

長城系包括大紅峪組和高于莊組：

（1）大紅峪組：底部有幾厘米的紫紅色硅質古風化殼；下部長英質粗礫巖，含礫長石石英砂巖、粉砂巖夾少量砂質白云巖；上部燧石條帶白云巖、泥砂質白云巖夾石英砂巖，粉砂巖及砂質頁巖。

圖1 長城式金礦分布圖Fig.1 Distribution map of “the Great Wall type” gold ore

（2）高于莊組：一段：灰、灰黑色厚夾薄層細晶白云巖，含不規則燧石白云巖。近頂部含錳。

二段：灰黑、灰褐色薄至中厚層含錳白云巖，含錳泥質白云巖夾含錳頁巖，含錳粉砂巖及錳礦層。

三段：下部薄板狀含砂灰質白云巖及含泥鈣質條紋、條帶粉晶白云巖；上部中至厚層含燧石條帶細晶白云巖夾灰質白云巖及泥質白云巖。

四段：深灰、灰白色中至厚層含燧石條帶白云巖夾薄層含砂泥質白云巖。該段是重要的賦金層位。

薊縣系包括楊莊組和霧迷山組：

（1）楊莊組：紫紅色厚至薄層泥質白云巖，含砂泥質白云巖夾淺灰色含燧石白云巖。在軍屯和三家子地區金礦賦存于該組白云巖層之中。

（2）霧迷山組：一、二段：下部淺灰、深灰色中至厚層白云巖，含燧石白云巖，燧石條帶瀝青白云巖夾燧石層及鮞狀硅質巖；中部燧石條帶白云巖，含燧石亮晶白云巖夾瀝青白云巖，內碎屑白云巖及硅質層；上部中厚層細晶白云巖夾燧石條帶白云巖。水泉南溝部分金礦體賦存于該段之中。

三、四段：底部粉白色薄層長石石英砂巖；厚層燧石白云巖偶夾瀝青質白云巖，燧石層及白云質砂巖；中部含燧石白云巖；含砂泥晶白云巖與燧石條帶瀝青白云巖互層；上部含泥質白云巖，含泥鈣質條紋含燧石白云巖夾粗晶白云巖及白云質砂巖。水泉南溝主要礦體賦存于此層位中。

2.2 構造

勘查區主要構造線呈NW 向，褶皺構造有：

（1）涼水河—六柱坪復背斜，其兩翼和核部均受斷層構造破壞，核部尚可辨認出達子溝次級向斜。沿復背斜核部有花崗巖、石英斑巖呈巖珠和巖枝侵入。

（2）七撥子向斜，受到肖營子巖體侵入的破壞而不完整。

斷裂構造走向除以NW向為主外，尚有SN向、NE 向和近SN 向。在這些斷裂中以冷口斷裂規模最大，形成于結晶基底形成期，具有長期活動的特點。

2.3 巖漿巖

在整個長城金礦帶上未見較大侵入巖體，巖脈也不甚發育，僅零星出露一些規模很小的閃長巖脈，石英斑巖及煌斑巖脈。

3 礦區及礦段地質

3.1 小馬坪礦區

3.1.1 水泉南溝礦段

礦段位于青龍縣涼水河鄉上水泉村南東7 km 處，北距青龍縣68 km，地理坐標：東經：118°37′00″；北緯：40°15′46″。

該段共發現7 條礦體，均產于中元古薊縣系霧迷山組白云巖層間構造角礫巖內，礦體受構造控制作用明顯，幾組斷裂面交匯處往往是礦化最好的部位。礦體形態以扁豆狀、囊狀為主。單個礦體規模一般都很小，其中Ⅰ-4 號礦體長170 m，出露最大標高460 m，平均厚度2.36 m。礦體平均品位4.08×10-6，厚度變化系數26%，品位變化系數74%。其他幾條礦體寬度小于5 m，長大于50 m，平均品位（1.5～3）×10-6。由于礦體受層間構造帶控制，礦體產狀與圍巖產狀大致相同。傾向南西，傾角59°～75°。礦石類型有三種：

圖2 軍屯—三家金礦區含金蝕變帶及礦體分布示意圖Fig.2 Sketch map of gold-bearing alteration zone and ore bodies distribution of Juntun-Sanjia gold mining area

（1）角礫巖型礦石，占礦石總量85%以上，主要由碳酸鹽角礫和泥灰質膠結物組成，一般含Au：（1～5）×10-6，局部可達10×10-6以上，是本礦段主要礦石類型之一。

（2）松散泥砂狀礦石，由黃綠色或紫紅色（褐鐵礦質量分數較高）泥灰質松散的泥砂和巖石碎塊組成，占礦石總量的5%左右，一般含Au：（20～86）×10-6，最高含Au 可達140×10-6以上。

（3）蝕變薄層泥灰巖型礦石，由黃灰色薄層狀白云巖、泥灰巖組成，具泥化和弱硅化，含Au：（0.5～2）×10-6。

以上礦石均為氧化礦石，很難見到硫化物。礦化蝕變類型有：褐鐵礦化、硅化、碳酸鹽化、高嶺土化，局部見有綠泥石化。褐鐵礦化及高嶺土化較強地段一般Au 品位較高。

礦石中金屬礦物有自然金、銀金礦、褐鐵礦、黃鐵礦、微量的黃銅礦、閃鋅礦。脈石礦物比較簡單，有方解石、白云石、石英（燧石）及少量粘土礦物。

礦石化學成分以CaO、MgO、CO2為主，K2O、Na2O、SiO2質量分數較低Fe2O3質量分數與Au 礦化呈正相關關系，一般Fe2O3質量分數高，則Au 質量分數亦高。

礦石中微量元素組合以Au、V、Co、Mn、As、W 為主。但除Au 以外，其他均不構成有益（害）組分。

礦石中的金呈微細粒狀產出，粒度多在20～30 μm 之間，所以在礦石中很難見到明金。

3.1.2 小東峪礦段

該礦段位于涼水河鄉青河沿村北1.6 km 處，距青龍縣75 km，地理坐標：

東經：118°35′45″；北緯：40°17′09″。

礦體賦存于長城系高于莊組白云巖層間構造角礫巖帶之中，呈不規則囊狀產出，Ⅰ號礦體控制寬25 m，長50 m，延深大于50 m。礦體受角礫巖帶控制，產狀為140°∠70°。在垂深50 m 左右處礦體出現分枝現象，Au 品位也有所降低。礦體平均品位11.60×10-6。

該段礦石類型主要為褐鐵礦化角礫巖型礦石，顏色為紅褐色、角礫狀構造，角礫成分以白云巖為主，內見褐鐵礦呈網脈狀出現，基本不見硫化物。另外可見極少量的松散泥砂狀礦石往往呈線狀分布。

礦石物化特點與水泉南溝相似。

3.1.3 小井溝礦段

該礦段位于涼水河清河沿村北2 km 處，距青龍縣75.5 km，地理坐標：東經：118°34′45″；北緯：40°17′19″。

該礦段共發現兩條礦體呈蝌蚪狀賦存于長城系高于組白云巖之中，Ⅰ號礦體長120～130 m，寬2～15 m，Ⅱ號礦體長60～80 m，寬1～20 m。

Ⅰ號礦體明顯受一條產狀為340°∠85°的斷裂控制。

礦石類型以褐鐵礦化角礫巖型為主，見少量松散泥砂狀礦石。礦體平均品位5.92×10-6。

礦化蝕變以褐鐵礦化為主，其次見有硅化，碳酸鹽化。礦體氧化帶垂直深度大于60 m。

3.2 軍屯、三家子礦區

該礦區位于長城金礦帶的南部，屬遷安縣所管轄，距遷安縣城23 km，有公路相連。地理坐標為：東經：118°50′57″；北緯：40°10′00″（見圖2）。

該地區現已發現3 條金礦化帶，25 個金礦體，礦體主要產于長城系高于莊組和薊縣系楊莊組白云巖、泥質白云巖層內的斷層角礫巖，糜棱巖及其邊部的碎裂巖中；也產于沿斷裂，裂隙侵入的閃斜煌斑巖脈內外接觸帶及其頂蓋部位。

礦體呈似層狀、透鏡狀、扁豆狀、沿斷裂帶（礦化帶）斷續出現。礦（體）帶走向主要為北西向（290°～310°），傾角大于60°，傾向南西或北東。礦體寬0.4～20 m，長10～100 m，平均品位（1.65～33.92）×10-6。在斷裂帶及煌斑巖脈的內外接觸帶上可見有硅化、碳酸鹽化、褐鐵礦化等蝕變現象。礦石類型以角礫巖狀為主，其次為松散泥砂狀礦石，后者最高品位83.90×10-6。

礦石的化學成分簡單，主要為CaO、MgO、CO2，有益元素主要是Au，另外還有Ag、Cu、Pb、Cr、Ni、Ti 等，但質量分數極少，有害元素As 質量分數一般為（50～500）×10-6。

4 航磁異常特征

整個長城金礦帶處于一個穩定的航磁負異常區，其范圍：西南與遵化復雜異常區和遷安復雜異常區相連，東北與青龍區異常和大巫嵐及撫寧異常區相連，全長110 km，寬5～10 km 呈北西向長窄條分布，磁場特征反映為平穩變化的負值場，一般是-200 nT，最大-800 nT。根據磁場特征反映為凹陷性質，但磁場西北段較南東段穩定，南東段有徐緩的波動，一方面反映凹陷的程度不一樣，另一方面南東段出露有侏羅系的火山巖，也是造成磁場有所不同的原因。

5 水系沉積物異常特征

1：5 萬太平寨幅水系異常圖，在小井溝—白羊峪一線長城金礦帶上共圈出6 個Au 異常，分別是二道嶺異常、水泉南溝異常、斧刃山異常、小馬坪異常、二撥子西溝異常和白羊峪異常（見圖3）。這些異常的特點是：① 6 個異常按北西向呈串珠狀排列，與長城金礦帶展布方向相吻合。② 單個異常面積一般不超過2 km2，而異常值比北部太古界地層中的異常值要相對的低。如小東峪和小井溝礦點基本無異常反映。③ Au 和As 異常套合不好。④ 通過對水泉南溝異常的解剖，基本可以判定，有異常顯示就有成礦可能。