河北東坪金礦成因及找礦標志

李春章　杜登峰　宋立方

(河北省地礦局第十一地質大隊 )

?

河北東坪金礦成因及找礦標志

李春章杜登峰宋立方

(河北省地礦局第十一地質大隊 )

摘要東坪金礦床賦存于水泉溝偏堿性雜巖體與老地層的內接觸帶上。在分析東坪金礦區域地質背景、礦區地質特征的基礎上，對礦床成因、礦體圍巖特征進行了探討，并分別總結了找礦直接標志及間接標志，供區內找礦參考。

關鍵詞區域地質背景礦區地質特征礦床成因礦體圍巖特征找礦標志

東坪金礦位于河北省崇禮縣東南約3km處，礦區交通較便利。該礦山建于1986年6月20日，2005年9月6日實現了國企改制，現為福建紫金礦業集團股份有限公司的控股子公司。東坪金礦自1987年開始連續進行了3期技術改造，生產規模由建礦初期的50t/d擴大至目前的850t/d。東坪金礦為產于偏堿性雜巖體中的大型金礦床，中國地質學會礦床地質專業委員會貴金屬礦床專業組和中國黃金學會地質學術委員會已將東坪金礦床命名為“東坪式”金礦床類型[1-3]。東坪金礦為國內首次發現的新類型金礦床，不僅規模大、經濟價值高，而且開辟了一條新的金礦找礦途徑，具有重要的理論意義和科研價值。為進一步指導區內找礦工作，本研究著重對東坪金礦礦區地質特征、礦床成因及找礦標志進行深入探討。

1　區域地質背景

東坪金礦位于華北地臺燕遼沉降帶與內蒙地軸交界部位，崇禮—赤城深斷裂南側(圖1)。

圖1　區域地質構造

1.1地層

區域上廣泛分布有太古界、下元古界變質巖系和中生界侏羅系，次為中元古界沉積巖系、中生界白堊系，新生界第三系、第四系在區內零星分布。

1.2構造

區域橫跨華北地臺2個Ⅱ級構造單元，斷裂構造和褶皺構造均較發育。

(1)褶皺構造。在漫長的歷史演化中，區內太古代—早元古代變質巖、中—晚元古代沉積巖及中生代火山碎屑巖都經受了多次的構造變動和區域變質作用，形成了多種形態的背、向斜構造。

(2)斷裂構造。①EW向斷裂構造，有崇禮—赤城深斷裂，區內可見長約80km，走向近EW，傾角70°～80°，傾向時而S傾，時而N傾，控制了該區的構造格架，派生了一系列的次級斷裂，同時也控制了巖漿巖和金礦成礦帶的分布；②NWW向斷裂構造，為崇禮—赤城深斷裂的派生構造，控制了水泉溝偏堿性雜巖體和東坪、后溝等金礦床的分布，主要包括楊木洼—馬丈子—金家莊斷裂、后中山—紅花背—上水泉斷裂、磚樓—后溝斷裂；③NW向斷裂，包括紅花嘴—場地—大白楊斷裂、枯楊—雙層山斷裂；④近SN向斷裂,主要有海流圖—小營盤斷裂、四臺嘴—響水溝斷裂、玉泉堡—常家窯斷裂、獨石口—冰梁斷裂等；⑤NNE、NE向斷裂，主要包括赤城—東興堡斷裂、屯軍堡—東山廟等一系列斷裂。

(3)韌性變形帶。①NE向韌性變形帶，分布于大嶺堡—沃麻坑一帶；②NW向韌性變形帶，包括赤城—東柵子韌性變形帶和青泉溝—后樓韌性變形帶。

1.3巖漿巖

區內巖漿活動強烈，從深成、淺成至侵入—噴發均有，并具多旋回性，規模較大，遍布全區，多受崇禮—赤城深斷裂控制。元古代、海西期2個巖漿旋回侵入巖占絕對優勢，呈巖基、巖株及熔巖狀產出。海西期侵入巖主要有水泉溝偏堿性雜巖體，酸性巖有海流圖、馬營、冰山梁、觀山、舍身崖等二長花崗巖。區內巖漿巖主要巖性有角閃二長巖、石英角閃二長巖、二長巖、石英二長巖、正長巖、石英正長巖、霓輝正長巖、霓輝二長巖等8類，經論證，該類巖體與區內金成礦密切相關，為金礦的運移、富集提供了動力。

2　礦區地質特征

2.1巖石特征

東坪金礦礦區內及附近主要出露以海西期二長雜巖體為主，為水泉溝—大南山二長雜巖體的一部分，主要巖性為二長巖、角閃二長巖、石英二長巖等。礦區南部外圍出露有太古界變質巖系，主要巖性為斜長角閃透輝巖、斜長角閃巖、斜長角閃片麻巖、透輝斜長片麻巖及少量麻粒巖、淺粒巖等，溝谷兩側及溝谷內發育第四系覆蓋層。

2.2構造特征

斷裂構造與金成礦關系密切，根據斷裂形成時間，區內構造可分為賦礦構造和成礦后斷裂2類。

(1)賦礦構造。巖體南部邊界總體走向NW，局部變化較大，巖體走向上的變化部位為構造應力集中區，二長巖類等剛性巖石中斷裂、裂隙構造十分發育，屬區內三級構造，構成礦區范圍內線性構造的密集區，為含金熱液的遷移和沉積提供了良好的空間場所。區內賦礦構造按斷裂、裂隙走向可分為3組：①NNE向斷裂，為最主要的含礦斷裂，走向0°～20°，傾向NW，傾角40°～50°，走向延長90m，寬僅數厘米至數十厘米，傾向延深數十米，屬壓扭性，組成左側幕狀排列的斷裂帶；②NW向斷裂或密集節理構造，也為區內主要的含礦構造，走向290°～340°，傾向SW，傾角25°～48°，以多條斷裂出現時，傾角25°～45°，走向上呈右側幕狀分布，傾向上呈迭瓦狀，以密集節理出現時，則構成近SN向的密集節理帶，NW向斷裂或節理構造在走向上由北至南，依次為單條斷裂→多條斷裂→密集節理帶，由上至下大致也有相似規律；③NNE向斷裂和NW向斷裂(節理)，為一組共軛扭性斷裂，應力場的轉變，使其發生了繼承性活動，沿早期形成的共軛節理追蹤，斷裂走向NEE或NW，形成總體近SN走向的斷裂系統，該斷裂系統對成礦十分有利，在壓扭性地段產生穩定的礦體，在引張擴寬地段形成了厚大礦體，區內1#脈群各礦體即賦存于上述斷裂系統中。

(2)成礦后斷裂。成礦后斷裂不發育，對礦體破壞不大，按走向可分為3組，即近SN、NW、NWW向斷裂。

2.3圍巖蝕變和礦化特征

近礦圍巖蝕變強烈，主要有鉀長石化、硅化，次為絹云母化和黃鐵礦化，還有碳酸鹽化，重晶石化、高嶺土化等。前4類蝕變與金礦化關系密切，與鉀長石化和硅化更為密切。

(1)鉀長石(微斜長石)化。為富含硅、鉀、鈉熱液沿斷裂及裂隙交代圍巖而成。礦脈內有2期：第1期為磚紅色致密塊狀，較少，w(Au) 3.92×10-8；第2期為肉紅色，沿裂隙呈細脈狀或沿石英脈兩側分布，在石英脈、網脈或節理發育部位，厚度大，單一蝕變w(Au) 48.99×10-8，與金礦化富集關系密切。

(2)硅化。為富硅質熱液沿斷裂和裂隙充填交代生成微細脈、細網脈、細脈，與肉紅色鉀長石緊密伴生?；野咨椭鉂墒⒚}與金礦化關系密切。

(3)絹云母化。為交代條紋長石和斜長石的產物，常與高嶺土共生，在構造裂隙發育地段絹云母化較強烈。

(4)黃鐵礦化。多呈星點狀或細脈狀、微細脈狀，產出于礦脈或裂隙中，為Au的重要載體礦物之一。

(5)碳酸鹽化和重晶石化。細脈狀，為成礦晚期階段的產物。

3　礦體圍巖特征

礦體賦存于蝕變二長巖、石英二長巖等巖石中。含金石英脈一側為硅鉀化蝕變巖型礦石，礦體與圍巖無明顯界面和區別標志，呈漸變過渡關系。在礦石和蝕變圍巖中，均具硅化、鉀長石化、絹云母化、黃鐵礦等蝕變現象，各類蝕變分布有的單一出現，也有數類蝕變互相疊加，無分帶性，與礦體關系密切的蝕變為硅化、鉀化、絹云母化。根據蝕變巖的含金性、蝕變強弱及物質組分含量變化可歸納為3個帶：①強蝕變帶，為w(Au) 1.5×10-6以上的蝕變巖型金礦體；②中蝕變帶或礦化蝕變帶，為w(Au) (0.5～1.5)×10-6的蝕變巖，石英細網脈或節理裂隙相對稀疏，分布于石英脈型和蝕變巖型礦體兩側或礦體端部，帶寬1～11.6m；③弱蝕變帶，為w(Au)(0.1～0.5)×10-6的蝕變巖，分布較廣，區內1#脈群最寬處達570m。正常情況下區內蝕變表現為強—中—弱的過渡特征，各蝕變帶除含金性不一致外，其他常量元素、微量元素含量也有所不同，即蝕變帶由強至弱，各組分(SiO2、K2O、Cu、Pb、Bi)含量由高至低變化，Al2O3、CaO、MgO、Sn、Ba、V等組分含量則由低至高變化。按工業指標夾石剔除厚度要求圈定的夾石金含量都高于圍巖，個別由表外礦組成，其物質組分與蝕變巖型礦體基本一致。

4　礦床成因

4.1圍巖與成礦關系

礦體主要賦存于偏堿性雜巖體二長巖、石英二長巖、正長巖中，偏堿雜巖體經過多期構造及巖漿活動長期演化形成。海西運動使崇禮—赤城深斷裂巖漿活動加劇，并導致部分地殼熔融，在上侵過程中，幔源物質和殼層物質加入，形成同熔型巖漿，侵入于太古宙變質巖中，形成角閃二長巖-霓輝二長巖系列巖石，構成偏堿性雜巖體的雛形。燕山運動又使深部殘漿重新活動，沿構造帶、低壓擴容帶、巖體邊部等地段進行重溶交代和混溶作用，改造了以往形成的巖石組合，形成了二長巖、石英二長巖、正長巖系列巖石。早期同熔形成的角閃二長巖組合巖石，一般以鐵族元素、親硫元素為特征，對Au的富集極為有利。晚期形成的二長巖、正長巖類，隨著重溶演化過程，揮發組分也隨著無水硅酸鹽礦物(石英、長石)的生成以及含水礦物角閃石類的分解而逐步富集。由于Si、K、Na的帶入，使巖漿pH值升高，發生以K為主的交代作用使Au活化遷移，成礦物質進一步富集，形成了含礦溶液，為金礦形成創造了物質條件。

4.2成礦物質來源

太古宙變質巖經原巖恢復為基性火山沉積巖系，含有豐富的成礦物質，經測定，w(Au)平均8.15×10-9、w(Cu)平均41.6×10-6、w(Pb)平均35.6×10-6、w(Zn)平均74.1×10-6，為金礦的主要礦源層。水泉溝偏堿性雜巖的侵入以及重熔交代作用，從中吸取了大量的成礦物質，早期形成的角閃二長巖，經測定，w(Au)平均12.54×10-9，顯然是在同熔演化過程中萃取了老地層中的Au，使其含金量得到提高。礦區S同位素測試表明，Au、S均來自老變質巖層。

4.3成礦溶液組分及成礦溫度

表1各成礦階段主要礦物的生成次序

4.4導礦構造和儲礦構造

崇禮—赤城深斷裂的多期次活動，導致附近多期次巖漿侵入和不同規模產狀及性質的次級構造產生。水泉溝偏堿性雜巖體正是沿EW向次級構造侵入的。雜巖體南北兩側接觸帶斷裂均屬平行深斷裂的次級斷裂，金礦主要沿該斷裂分布，故被認為是金礦成礦的導礦構造。雜巖體內接觸帶發育一系列平行的NNE向構造帶，與之相伴的還有NW、NE、SN向次級低序次的斷裂裂隙，為金礦的主要儲礦構造。

4.5成礦作用

太古宙變質巖中含有豐富的Au、Ag、Cu、Pb、Zn等成礦元素，巖漿上侵與變質巖發生同熔、重熔交代作用，早期同熔過程從變質巖中萃取大量的成礦元素，使得含金濃度提高。晚期重熔交代作用過程中，由于含水礦物的分解以及Si、K、Na等帶入，使巖漿pH值升高，揮發組分富集，促使Au活化、遷移，形成富鉀的硅質含金溶液。在高溫條件下，Au以絡離子((AuCl4)1-)的形式遷移。含Au溶液在遷移演化過程中，隨著溫度降低、CO2增多、pH值和含鹽度降低，以及天水的加入，改變了成礦溶液的平衡條件，在構造有利部位以及適宜的溫度壓力環境下，經多次疊加，從而形成了金礦床。根據上述成礦作用過程、礦物組分、成礦溫度、成礦方式，可知大坪金礦床成因類型為同熔—重熔高—中溫熱液充填交代石英脈-蝕變巖型金礦床。

5　找礦標志

(1)找礦直接標志。①由于近SN、NNE、NNW向的3組構造為主要控礦構造，因而在構造交叉部位，為礦體的富集地段；②處于地表的硫化物受氧化淋濾作用形成的鐵質污染帶，形成了次生礦物或蜂窩狀等溶蝕孔，均可作為找礦標志；③礦床成因與鉀質交代關系密切，鉀長石化大多發育于礦體上下盤，或單獨形成蝕變巖型礦體，鉀長石化色澤肉紅易于發現，分布范圍較礦體大；④含硫化物的灰白色石英脈或石英細脈、石英網脈發育的地段，走向NNW—NNE，傾向SW—NW，為成礦有利地段；⑤已發現的主要礦體多賦存于二長巖、石英二長巖、正長巖中，在找礦過程中，對上述巖性的含礦性進行研究，可起到縮小靶區、指導找礦的作用。

(2)找礦間接標志。①多年的找礦實踐證明， 1∶50 000水系沉積物測量可發現較大規模的礦化帶；1∶10 000土壤測量異常，可反映礦化帶的范圍, 1∶5 000土壤異?；究煞从车V化帶的形態，w(Au)大于10×10-9的規整異常，基本為礦體的反映；②由于鉀長石化與金礦關系密切，因此可利用γ能譜方法進行找礦，對于w(K)大于4%的異常，基本可反映礦化帶的總體形態，w(K)大于6%的規整異常，多數為礦致異常；③礦與非礦元素含量的差異性，可作為間接判別礦與非礦的標志，如Cu、Pb、Zn、Bi等為礦脈或近脈元素，應注意高值異常區，Sr、Ba、V則相反，應注意負值異常區；④利用石英包裹體中H2O、CO2與Au關系的密切性，通過紅外光譜測試，可判斷巖石是否具有含礦石英脈特征。

參考文獻

[1]宋長貴.河北崇禮東坪金礦床地質特征及找礦方向[J].黃金，2005(11)：11-15.

[2]王美娟.河北省崇禮縣東坪金礦床成礦地球化學[D].北京：中國地質大學(北京)，2015.

[3]李懷勇，張占洋，李鵬，等.東坪金礦構造解析及礦床成因探討[J].地質與勘探，2000(5)：36-38.

(收稿日期2016-03-04)

李春章(1970—)，男，高級工程師，054000 河北省邢臺市鋼鐵北路416號。