1∶5萬水系沉積物測量在冀北上黃旗地區的找礦應用*

劉建權　王海峰　孫培周　李　輝　孫金強　李運崇　高　攀

(天津華北地質勘查總院)

?

1∶5萬水系沉積物測量在冀北上黃旗地區的找礦應用*

劉建權王海峰孫培周李輝孫金強李運崇高攀

(天津華北地質勘查總院)

分析了冀北上黃旗地區1∶5萬水系沉積物地球化學參數特征，指出Ag、Pb、Zn、Au、Mo是該區的主要成礦元素，采用迭代剔除法確定了該區的元素背景值和異常下限，圈定了單元素異常2 293個。結合區域異常特征與地質背景，圈定了綜合異常32個，并進行了價值分類和礦種分類。從綜合異常特征、成礦地質條件、成礦地質特征等方面分析，優選出了6個Pb、Zn、Ag多金屬礦找礦遠景區，為區內找礦工作提供參考。

水系沉積物測量綜合異常成礦地質條件成礦地質特征找礦遠景區

冀北上黃旗地區地處EW向康保—圍場、豐寧—隆化、NNE向上黃旗—烏龍溝等深大斷裂帶控制的構造巖漿巖帶內，成礦地質條件優越，是河北省重要的礦產集中區[1-2]，區內相繼發現了撒岱溝門鉬礦、營房鉛鋅礦、牛圈銀金礦、大西溝金礦等一批大—中型礦床[3]。但經過數十年的開采，部分礦山淺部資源幾近枯竭，資源緊缺形勢嚴峻，近年來，雖在區內開展了找礦工作，但成效不大。本研究基于區內1∶5萬水系沉積物測量成果，結合區域地質背景，圈定了成礦遠景區，為在區內部署找礦工作及開展區域成礦規律研究提供參考。

1　區域地質背景

上黃旗地區位于華北地臺北緣(Ⅰ級)內蒙地軸(Ⅱ級)，橫跨沽源陷斷束(Ⅲ級)及圍場拱斷束(Ⅲ級)，分屬于大灘中斷凹、上黃旗巖漿巖亞帶、半截塔中斷凹等Ⅳ級構造單元[4]。板塊構造劃歸華北地塊之EW向陰山斷塊北緣。地層區劃屬華北地層區、晉冀魯豫地層區之華北北緣(造山帶)分區[5]。復活于印支期、強烈活動于燕山期的NNE向上黃旗—烏龍溝深大斷裂貫穿該區并長期控制區內的地質發展。區內出露地層以上侏羅統張家口組為主，為1套流紋質火山巖，夾粗安質火山巖和少量復成分礫巖、砂巖、頁巖等；其次為下白堊統大北溝組、義縣組、九佛堂組和第四系，下白堊統主要為凝灰質砂巖、礫巖、頁巖、安山巖、粗安巖、玄武巖等，零星出露古元古界基底變質地層。其中，古元古界地層中富集Pb、Zn、Ag、Co、Zr、Ba、La、Y、Yb、Sr、Nb等，是多金屬和稀土礦產的潛在礦源層。張家口組主要由基底巖石及硅鋁層在擠壓條件下重熔而成，富集Ag、Mn，冀北地區陸相火山巖型銀金礦與其存在物源關系。區內基底構造線呈近EW走向，中侏羅世晚期起區內劇烈活動，構造形跡以斷裂變形為主，新生的主構造線呈NNE—NE、NE走向。其中，上黃旗—烏龍溝斷裂在上黃旗被NW向連桂斷裂錯移。基底和新生構造線的交叉與活動，產生了若干大小不等的晚侏羅世—早白堊世菱形斷陷，與成礦有關的構造以NE、近SN、NW向斷裂為主。區內巖漿活動強烈，尤以燕山旋回為最，巖石類型復雜。侵入巖有古元古代變質輝長巖、變質閃長巖和變質花崗巖，石炭紀—二疊紀花崗巖，三疊紀閃長巖和花崗巖，侏羅紀花崗巖、閃長巖、二長斑巖，白堊紀正長斑巖、花崗巖等。區內脈巖極其發育，從酸性、中性到基性均有出露，晚侏羅世—早白堊世潛火山巖發育，主要為潛流紋巖、石英正長斑巖、粗安巖、玄武巖等，與成礦關系較密切的有古元古代變質侵入巖和白堊紀偏堿性花崗巖類。區內成礦區劃處于華北地臺北緣中段成礦帶及興安—太行南段成礦帶的相交區域[6]，歸屬于張家口—承德成礦區、上黃旗礦產集中區[7]，成礦時間漫長，成礦階段眾多，Pb、Zn、Ag、Au、Mo、Cu等礦床(點)星羅棋布。

2　地球化學特征

2.1強異常元素

一般來講，采用迭代剔除法確定區域元素背景值時，逐步剔除的高含量樣品數越多、剔除比例越大的元素為強異常元素(成礦元素)[8]。區內Pb、Zn、Ti、Mo、Ag、W、Au的剔除比率均大于2%(表1)，推測Pb、Zn、Mo、Ag、Au等，尤其是Pb、Zn具有較大的成礦潛力，是區內的成礦元素。

2.2元素分布特征

元素的集散變化情況采用濃集系數進行判別：濃集比率不小于1.2，元素相對富集；濃集比率小于0.8，元素相對貧化。元素分異性采用變異系數Cv來衡量：Cv≥0.9，元素分布極不均勻，屬強分異型；0.5≤Cv≤0.9，元素分布明顯不均勻，屬分異型；Cv

表1　各元素剔除特異值樣品數

注：樣品數為13 521 件。

<0.5，元素分布相對均勻，屬均勻型。由全區水系沉積物樣品的地球化學特征參數統計結果(表2)可知：①與區內巖石元素平均含量相比，顯著次生富集B，次生富集Cr、Ni、Hg、Sb、As、V、Cu、Co、Bi、Au、Mn，略微次生富集Pb、Ag、W，其余元素含量相當；②與我國東部地殼元素含量相比，區內地質體中相對富集As、Sb、Mo、B、Pb、Hg、W、Sn、Bi、Ag、Mn，明顯貧化V、Co、Cr、Cu、Ni，Au、Zn、Ti，無明顯集散變化；③在元素分異程度上，Ag、Pb、Au、Mo、Bi、Sb、Hg、B屬強分異型，Ti、Sn、As、W、Zn、Cu、Ni屬分異型，Cr、Co、Mn、V屬均勻型；④Pb、Ag、Zn、Au、Cu、Co、V礦化系數不小于10%，表明元素含量在該區已達到礦化含量，具有重要的找礦指示意義或在地表已有礦化體出露。

綜上所述，該區水系沉積物對基巖具有較好的繼承性，較客觀地反映了區內地球化學特征。區內多數元素為呈富集狀態且呈強分異型或分異型，僅少數親基性的鐵族元素含量低且屬均勻型。區內Ag、Pb、Zn、Au、Mo含量高，變異系數大，局部富集特征明顯，為主要成礦元素，也是今后勘查找礦的主攻礦種，W、Sn、Bi為次要成礦元素，As、Sb、B、Hg為伴生(指示)元素。

2.3單元素異常

上黃旗地區主要成礦元素地球化學場未見顯著差異，各元素數據均呈正態分布，未進行地球化學分區。采用迭代剔除法確定區內元素背景值的步驟：①計算全區各元素原始數據常用對數，并計算其均值(X0)和標準偏差(S0)，按“X0-3S0≤X≤X0+3S0”條件對特高值和特低值進行剔除，獲得1個新數據集；②計算新數據集的均值(X1)和標準偏差(S1)，按“X1-3S1≤X≤X1+3S1”條件對新數據集中的特高值與特低值進行剔除，獲得另1個新數據集；③如此重復直至新數據集的數據符合“Xn-3Sn≤X≤Xn+3Sn”條件為止，將新數據集的平均值作為背景值C0，以背景值與2倍標準離差(C0+2Sn)之和作為參考異常下限(C)進行單元素異常試圈定，根據結果進一步修正確定實用值作為最終異常下限(Ca)(表3)。

表2　地球化學特征參數統計結果

注：樣品數13 521件；Au、Hg含量單位為(×10-9)。

×10-6

注：Au、Hg含量單位為(×10-9)。

按照異常下限(Ca)在元素數據圖上直接圈定各單元素異常，其中Au、Ag、Pb、Mo異常強度分級分別按異常下限的1、4、16倍圈定，其余元素異常強度分級分別按異常下限的1、2、4倍圈定，最終圈定了單元素異常2 293個，其中，Pb、Ag、Zn、Au、Mo單元素異常分別為160、168、107、121、147個。

2.4綜合異常

將圈定的各元素異常與地質礦產簡圖套合，根據異常元素特別是Ag、Pb、Zn、Au、Mo等主要成礦元素的組合、面積、強度、地質環境等因素，以地質環境、成因上有明顯聯系以及地理位置重疊的1組元素異常構成綜合異常，共圈定了綜合異常32處(圖1)。

根據區域所處地質環境、異常規模、元素組合、地質找礦意義及地質研究程度等對綜合異常進行了價值分類。其中，甲2類異常2處，甲3類異常2處，乙2類異常9處，乙3類異常9處，丙類異常5處，丁類異常5處。可見，甲類和乙類異常約占綜合異常數的70%，表明區內地質礦產研究程度較高，找礦潛力大，同時已知礦點、礦床均有化探異常，凸顯出地球化學的找礦效果。依據異常元素組合、分帶、強度、成礦地質條件，將全區綜合異常按礦種分為4類：以Ag、Pb、Zn為主要找礦目標的綜合異常24處，以Au為主要找礦目標的綜合異常3處，以Mo為主要找礦目標的綜合異常1處，其他(性質不明或基本無找礦意義)綜合異常4處。

圖1　地球化學綜合異常圖與找礦遠景區劃

3　找礦遠景區

(1)闖王溝門鉛鋅銀多金屬礦找礦遠景區。該遠景區地處上黃旗火山斷陷盆地北部，區內主要出露張家口組流紋巖、流紋質凝灰巖、安山質凝灰巖、粗安巖等。棒槌砬子火山機構位于遠景區中部，發育張家口期潛流紋斑巖。區內侵入巖發育，出露古元古代變質粗粒二長花崗巖和變質中粒二長花崗巖，早—中侏羅世中粒二長花崗巖和早白堊世細粒二長花崗巖等。上黃旗—烏龍溝斷裂與連桂斷裂在區內交匯，次級斷裂和裂隙發育，形成了網狀斷裂系統。區內存在6個水系沉積物綜合異常，構成NW向異常帶，東南部4個綜合異常構成NE向異常帶，明顯受NW、NE向斷裂構造控制。區內異常均以Ag、Pb、Zn(Mo)為主，規模大、套合好、強度高、濃集中心顯著，均發育三級濃度分帶。區內已發現上窩鋪、闖王溝門等鉛鋅金多金屬礦(化)點6處。礦化均產于NE、NW向蝕變破碎帶內，圍巖為古元古代變質花崗巖類、白堊紀花崗巖、張家口組安山巖等，受斷裂構造控制明顯，蝕變礦化以硅化、高嶺土化、綠泥石化、綠簾石化、褐鐵礦化、方鉛礦化為主。區內成礦地質背景有利，具有中型以上熱液型鉛鋅銀多金屬礦的找礦前景。

(2)豪松壩頭金銀多金屬礦找礦遠景區。該遠景區地處四岔口火山斷陷盆地與上黃旗—烏龍溝構造巖漿巖帶的過渡帶，存在火山機構2個，西南部出露張家口組流紋巖、凝灰巖等，中部小面積出露古元古界變質巖。侵入巖發育，出露古元古代變質二長花崗巖、三疊紀二長花崗巖、早白堊世花崗巖等，西南角出露張家口期潛流紋巖。區內NE、NW、近SN向斷裂發育。該遠景區包含3個水系沉積物綜合異常，異常均以Au、Ag為主，構成NE向異常帶，異常規模大、套合好、強度高、濃集中心顯著。區內現已探明大西溝中型金礦，發現了上店、老虎溝門、南天門溝等多個金銀多金屬礦點，成因類型為火山—潛火山熱液型，多受控于斷裂構造，該遠景區火山—潛火山熱液型金銀鉛鋅多金屬礦的找礦前景較大。

(3)南溝門銀鉛鋅多金屬礦找礦遠景區。該遠景區位于南溝門一帶，地處四岔口火山盆地與上黃旗—烏龍溝構造巖漿帶的接壤地帶，主要出露古元古界變質表殼巖和張家口組地層。區內侵入巖十分發育，出露古元古代變質中粒二長花崗巖，三疊紀中—粗粒二長花崗巖、石英閃長巖，早—中侏羅世二長花崗巖。區內NE、NW、近SN向斷裂發育。區內存在4個水系沉積物綜合異常，以Ag、Pb、Zn為主，構成NW向異常帶，受斷裂構造控制明顯,異常分布范圍廣、強度高、規模大、元素套合好，濃集中心顯著。區內發現了眾多的礦化蝕變帶，已探明中型牛圈銀金礦和營房鉛鋅礦，火山—潛火山熱液型銀鉛鋅多金屬礦的找礦前景較大。

(4)千佛寺銀鉛鋅多金屬礦找礦遠景區。該遠景區地處上黃旗火山斷陷盆地南緣，主要出露古元古界變質巖，次為張家口組流紋質凝灰巖、流紋巖等，局部出露義縣組安山巖。巖漿巖出露有古元古代變質二長花崗巖，早—中侏羅世石英二長閃長巖、二長花崗巖，晚侏羅世二長花崗巖，早白堊世中—粗粒含斑花崗巖等。區內NE、NW向斷裂發育并相互交匯。區內圈定了31甲3綜合異常，呈NE向帶狀展布，異常以Ag、Pb、Zn為主，套合較好，濃集中心明顯，異常強度較大，最大值分別為3.49×10-6(Ag)、707×10-6(Pb)、1 269×10-6(Zn)，異常區已發現西千佛寺鉛鋅多金屬礦，圈定了5條鉛鋅銀礦體。礦化主體賦存于古元古界變質巖內，少數處于古元古界變質表殼巖與古元古代變質花崗巖的接觸帶，受構造控制明顯。該遠景區成礦地質條件有利，具有較好的火山—潛火山熱液型銀鉛鋅多金屬礦的找礦前景。

(5)大西溝門銀鉛鋅多金屬礦找礦遠景區。該遠景區地處北韭菜梁盆地南東邊緣，出露張家口組流紋質凝灰巖，張家口期潛石英斑巖發育，印支期巖漿侵入強烈，主要為二長花崗巖和花崗巖。該遠景區地處上黃旗—烏龍溝斷裂帶之北支斷裂帶內，NE向斷裂構造發育。區內圈定了5乙2Ag-Pb-W-Zn綜合異常，異常元素主要為Ag、Pb、Zn，套合較好，異常形態規整，規模大、強度高、濃集中心明顯，Ag、Pb、Zn均發育三級濃度分帶，最高值分別為2.69×10-6(Ag)、1 710×10-6(Pb)、658×10-6(Zn)。該區現已發現南臺子銀多金屬礦點，礦化產于構造破碎帶內，圍巖為張家口組火山碎屑巖和三疊紀侵入巖，破碎強烈，節理、裂隙發育，蝕變礦化主要為強高嶺土化、弱褐鐵礦化和鐵錳染，顯示出火山—次火山熱液型銀鉛鋅多金屬礦的找礦前景。

(6)火神廟銀鉛鋅多金屬礦找礦遠景區。該遠景區地處上黃旗—烏龍溝斷裂被錯斷后的西支斷裂和東支斷裂所夾持的部位，出露張家口組流紋質熔結角礫凝灰巖、流紋巖等，侵入巖出露有古元古代變質二長花崗巖，三疊紀斑狀二長花崗巖，晚侏羅世中—細粒二長花崗巖等。區內NE、NW向斷裂發育，存在3個水系沉積物綜合異常，異常以Ag、Pb、Zn為主，總體呈NE向帶狀展布，異常元素面積大、套合相對較好。區內已發現火神廟銀鋅礦點、張木南溝鉛銀礦點。區內礦化產于蝕變破碎帶內，受斷裂控制明顯，圍巖為流紋質凝灰巖、流紋巖、粗安斑巖、二長花崗巖等，綠泥石化、綠簾石化、絹云母化強烈，疊加有硅化、螢石化、黃鐵礦化、磁鐵礦化、高嶺土化等。該遠景區成礦地質條件較有利，有一定的火山—潛火山熱液型銀鉛鋅多金屬礦的找礦前景。

4　結　語

結合冀北上黃旗地區1∶5萬水系沉積物測量成果，確定了區內各元素的背景值及異常下限，據此圈定了單元素異常、綜合異常以及找礦遠景區，對各遠景區地質特征進行了詳細闡述，對于區內找礦工作有一定的借鑒價值。

[1]章百明，馬國璽，畢伏科，等.河北省主要成礦區帶礦床成礦系列及成礦模式[M].北京：石油出版社，1996.

[2]王寶德，牛樹銀，孫愛群，等.冀北地區中生代金銀多金屬礦床成礦物質來源和深部過程探討[J].地質學報，2003，77(3)：379-386.

[3]王明燕.大西溝金礦地質特征及成礦規律研究[D].北京：中國地質大學(北京)，2008.

[4]河北省地質礦產局.河北省北京市天津市區域地質志[M].北京：地質出版社，1989.

[5]河北省地質礦產局.河北省巖石地層究[D].武漢：中國地質大學出版社，1996.

[6]朱裕生.中國主要成礦區(帶)成礦地質特征及礦床成礦譜系[M].北京：地質出版社，2007.

[7]畢伏科，肖文暹.河北省成礦區帶和找礦遠景區[J].地質調查與研究，2006，29(2)：107-114.

[8]臧金生，王東曉，趙瑞強.化探異常定量評價[J].物探與化探，2014，38(6)：1114-1118.

Applicationof1∶50 000StreamSedimentSurveyintheProspectingWorkinShanghuangqiAreaofNorthHebeiProvince

LiuJianquanWangHaifengSunPeizhouLiHuiSunJinqiangLiYunchongGaoPan

(TianjinNorthChinaGeologicalExplorationGeneralInstitute)

Thegeochemicaldataof1∶50 000streamsedimentsurveyinShanghuangqiareaofnorthHebeiprovinceisanalyzedindepth,theresultshowthatAg,Pb,ZnandMoarethemainore-formingelementsofShanghuangqiareaofnorthHebeiprovince.Basedontheiterativeeliminationmethod,theelementsbackgroundvaluesandlowerlimitingvaluesofanomaliesoftheareaareobtainedtoconductthedelineationofthe2 293signalelementanomalies.Combingwiththeanomalycharacteristicsandgeologicalbackgroundofthearea,the32compositeanomaliesaredelineated,theclassificationofvaluesandmineralsoftheaboveelementanomaliesareconducted.The6prospectingpotentialareasofpolymetallicdepositofPb,Zn,Agareselectedbasedonanalyzingthecompositeanomaliescharacteristics,ore-forminggeologicalconditionsandore-forminggeologicalcharacteristicsofShanghuangqiareaofnorthHebeiprovince.

Streamsedimentsurvey,Compositeanomaly,Ore-forminggeologicalconditions,Ore-forminggeologicalcharacteristics,Prospectingpotentialarea

2016-03-30)

*中國地質調查局礦產資源評價項目(編號：1212011120765)。

劉建權(1981—)，男，工程師，碩士，300170 天津市河東區廣瑞西路67號。