冀北上窩鋪銀多金屬礦區(qū)地球化學(xué)找礦評價

孫培周 劉建權(quán) 王紀(jì)昆 趙鵬 梁軍 郭忠

（天津華北地質(zhì)勘查總院 天津 300170）

0 引言

根據(jù)河北省承德市上黃旗礦產(chǎn)遠景調(diào)查近三年的野外地質(zhì)調(diào)查成果，對上窩鋪礦區(qū)水系沉積物地球化學(xué)參數(shù)和土壤地球化學(xué)參數(shù)及分布特征進行分析，總結(jié)了該區(qū)各元素在不同地質(zhì)體的分布規(guī)律，通過異常查證，在元素濃集中心發(fā)現(xiàn)了Ag、Pb、Zn、Au工業(yè)礦（化）體，說明在上窩鋪礦區(qū)用地球化學(xué)測量找礦是可靠的手段之一。

1 成礦地質(zhì)背景

冀北上黃旗巖漿巖帶位于烏龍溝-上黃旗大斷裂帶上，區(qū)內(nèi)經(jīng)歷過復(fù)雜的地質(zhì)發(fā)展過程，火山活動強烈，斷裂極其發(fā)育，巖漿巖沿斷裂帶定向展布。

中生界是研究區(qū)出露地層的主體，由于受基底和火山構(gòu)造控制，中生界地層總體形態(tài)呈北東向展布，環(huán)繞各自火山機構(gòu)。區(qū)內(nèi)中生界僅出露有上侏羅統(tǒng)和下白堊統(tǒng)，由一套復(fù)雜的陸相火山-沉積巖系組成，不整合于古元古界變質(zhì)巖系之上。中生代以前所形成的古構(gòu)造形跡表現(xiàn)為近EW向或NEE向的斷裂，侏羅紀(jì)以來，構(gòu)造形跡轉(zhuǎn)為NE或NNE向展布，構(gòu)造形跡以斷裂為主，褶皺不發(fā)育。區(qū)內(nèi)褶皺及斷裂構(gòu)造，主要為燕山運動的產(chǎn)物。

上黃旗巖漿巖帶巖漿活動表現(xiàn)為強烈的火山噴發(fā)和巖漿侵入，區(qū)內(nèi)巖漿活動具有明顯的多旋回性，可分為呂梁、海西、印支和燕山四個旋回，其中以海西旋回和燕山旋回巖漿巖最為發(fā)育（圖1）。

圖1 上窩鋪銀多金屬礦區(qū)構(gòu)造地質(zhì)圖

火山活動控制區(qū)內(nèi)金、銀、鉛鋅、鉬等礦體的空間分布，區(qū)內(nèi)典型礦山有牛圈銀（金）礦、大西溝金礦、撒代溝門鉬礦等，形成了冀北地區(qū)最具規(guī)模的多金屬礦產(chǎn)地。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

上窩鋪銀多金屬礦區(qū)地處上黃旗火山盆地的北部邊緣，位于上黃旗-烏龍溝巖漿隆起帶與上黃旗火山斷陷盆地的過渡地帶。

2.1 地層

上侏羅統(tǒng)張家口組一段(J3z1)，出露于礦區(qū)南東部和北部，以酸性碎屑巖、熔巖為特征。巖性主要為英安質(zhì)、流紋質(zhì)晶屑玻屑熔結(jié)凝灰?guī)r、熔凝灰?guī)r、含角礫熔結(jié)凝灰?guī)r，局部夾流紋巖。角礫成分為流紋巖、花崗巖及少量安山巖。其中，流紋質(zhì)凝灰?guī)r呈灰白、灰紫色，含角礫凝灰結(jié)構(gòu)，由晶屑、玻屑、巖屑及火山灰組成，晶屑一般為石英、長石，偶見輝石。熔結(jié)凝灰?guī)r，主要為黃褐-灰紫色，晶屑巖屑凝灰結(jié)構(gòu)，主要有塑性、剛性火山碎屑物質(zhì)組成，塑性碎屑主要為酸性玻璃質(zhì)，有的已重結(jié)晶為長英礦物微晶。受后期構(gòu)造作用，巖石碎裂較強，局部地段褐鐵礦化、較強鐵錳染。第四系（Q）主要分布于礦區(qū)南部，包含上更新統(tǒng)和全新統(tǒng)（圖1）。

2.2 構(gòu)造

研究區(qū)內(nèi)斷裂主要呈北西向，其次為近東西向-北西西向。規(guī)模最大的斷裂為哈拉海灣-舊嶺溝門斷裂（F1），自礦區(qū)東部通過，產(chǎn)狀為55°∠70°，局部傾角達85°。斷裂切穿古元古代變質(zhì)花崗巖和上侏羅統(tǒng)流紋巖，形成寬約5m的構(gòu)造角礫巖、蝕變糜棱巖退色帶，地貌上表現(xiàn)為一序列鞍部。斷裂性質(zhì)為早期張性，后以扭性為主。該斷裂為主斷裂旁側(cè)的平行小斷裂，主斷裂在其東部形成了哈拉海灣至舊嶺溝們北西向大溝，寬2～3km，屬于長期活動的斷裂。

此外，北東向區(qū)域性上黃旗-烏龍溝斷裂帶之北段-老廠溝-窟窿山-鄧龍溝門壓扭性斷裂自礦區(qū)東南部約1km處斜穿過，對晚侏羅世火山活動有明顯的控制作用。總體呈北東20°～30°方向展布，傾向北西。破碎帶可見寬度達70m，影響寬度數(shù)百米，強烈構(gòu)造糜棱巖帶10～20m不等。構(gòu)造巖有角礫巖、糜棱巖及斷層泥等，近側(cè)圍巖擠壓片理、破劈理隨處可見。

2.3 巖漿巖

古元古代侵入巖體廣泛分布于礦區(qū)中部及北部，分為古元古代韓家窩鋪單元和白家營單元。

韓家窩鋪單元：分布于礦區(qū)中部以北地段，巖石為變質(zhì)粗粒巨斑二長花崗巖，灰紅色，斑狀變晶結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造、似片麻狀構(gòu)造。主要礦物成分為鉀長石、斜長石、石英，暗色礦物含量較少，主要為黑云母，通常低于10%。巖石受動力作用明顯，除礦物定向拉長外，常見破碎和糜棱巖化現(xiàn)象。

白家營單元：呈北東東向帶狀展布于礦區(qū)中部，侵入于韓家窩鋪單元內(nèi)，同樣為被上侏羅統(tǒng)張家口流紋質(zhì)凝灰?guī)r不整合覆蓋。巖性為變質(zhì)中粗粒二長花崗巖，顏色較雜，通常呈灰白色，花崗變晶結(jié)構(gòu)，塊狀、片狀構(gòu)造，粒度2～5mm。主要礦物成分為鉀長石、斜長石、石英，暗色礦物主要為黑云母。

3 礦區(qū)地球化學(xué)特征

3.1 1∶50000水系沉積物地球化學(xué)異常

區(qū)域1∶50000水系沉積物多元素組合異常或高強度異常主要集中在上黃旗巖漿巖帶上，分布于古元古界紅旗營子群表殼巖和古元古代韓家窩鋪單元侵入巖區(qū)，異常內(nèi)均有金屬礦床、礦點存在，對找礦具有重要的指示意義。水系沉積物測量在該區(qū)圈定了上窩鋪Pb-Zn-Ag異常（表1）。

該綜合異常呈北西向帶狀展布，受北西向哈拉海灣-舊嶺溝門斷裂控制明顯，異常以Ag、Pb、Zn元素為主。異常元素套合良好，濃集中心明顯，其中Pb、Zn均具有三級濃度分帶，Ag具有二級濃度分帶。

3.2 1∶10000土壤地球化學(xué)特征

在礦區(qū)開展了1∶10000土壤地球化學(xué)測量，各元素地球化學(xué)參數(shù)統(tǒng)計結(jié)果見表2。可見，區(qū)內(nèi)土壤中明顯富集Pb、As、Hg、W、Mo、Ag，其富集系數(shù)全部大于2，其中，Pb富集系數(shù)最大，為9.162；初步富集Sn、Au、Zn元素，其富集系數(shù)1.5～2；Cu元素在土壤中的富集或貧化特征不明顯，富集系數(shù)介于0.5～1.5之間。說明該區(qū)的土壤中上述元素相對于地殼具有較高背景含量，具有相對富集的趨勢。區(qū)內(nèi)土壤中元素變異系數(shù)介于0.268～12.284之間，其中變異系數(shù)大于1的有Ag、Pb、Zn、Mo，Pb的變異系數(shù)最大，為12.284。說明它們在土壤中具有遷移富集的趨勢。

圖2 上窩鋪Pb-Zn-Ag異常剖析圖

表1 上窩鋪Pb-Zn-Ag異常特征表

表2 上窩鋪土壤地球化學(xué)元素特征表

在中北部沿古元古代白家營單元中粗粒二長花崗巖與韓家窩鋪單元粗粒斑狀二長花崗巖的接觸帶附近分布高背景場或較高背景場，而且受北西向和北東向構(gòu)造帶疊加作用明顯，高背景場沿構(gòu)造帶呈串珠狀展布。表明該區(qū)具備Pb、Zn、Ag、Mo成礦的地球化學(xué)背景條件，這些元素是該區(qū)主要的成礦和找礦指示元素。Au元素在礦區(qū)內(nèi)主要呈背景場和較高背景場分布，局部地段出現(xiàn)高背景場，在中北部與上述Ag、Pb、Zn高背景場局部重合，范圍要小許多；不同的是在側(cè)區(qū)邊部上述Pb、Ag等元素的低背景場中出現(xiàn)Au的高背景場，顯示了其獨特的地球化學(xué)場特征。說明該區(qū)Au具有更強的分異性和運移較遠，分布在主異常外帶的特點。該現(xiàn)象與礦區(qū)鉛鋅礦化蝕變帶外圍出現(xiàn)金礦化蝕變帶一致。

綜上表明，與區(qū)域地表基巖、水系沉積物、土壤地球化學(xué)測量的元素分配性狀相比，本區(qū)土壤中元素分配較好地繼承了基巖元素的分配特點，主要成礦元素Pb、Zn、Ag具有很強的富集系數(shù)和較大的變異系數(shù)，同時Au、Mo、Hg也有較大的變化系數(shù)。

4 找礦遠景評價

上窩鋪銀多金屬礦區(qū)位于上黃旗火山盆地北部邊緣，地處區(qū)域性北東向上黃旗-烏龍溝深大斷裂西側(cè)，成礦地質(zhì)背景有利。區(qū)內(nèi)韓家窩鋪單元變質(zhì)粗粒斑狀花崗巖及張家口組火山碎屑巖是重要的礦源層,后期的棒槌砬子火山活動不僅提供了殼內(nèi)物質(zhì)上升的通道，而且為有益元素的運移提供了熱源和動力，為有益元素的富集提供了空間條件；區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，為成礦元素的富集沉淀提供了導(dǎo)礦通道和容礦空間。

在土壤地球化學(xué)測量異常區(qū)內(nèi)，發(fā)現(xiàn)了8條蝕變礦化帶，其內(nèi)圈定Pb、Zn、Au礦體共4條。礦化類型主要為Ag、Pb、Zn、Au礦化。這些蝕變礦化帶延長70～400m，寬1～50m不等。礦化蝕變帶受控于北西-北北西向斷裂構(gòu)造，主要產(chǎn)于古元古代白家營單元變質(zhì)中粗粒二長花崗巖體內(nèi)，帶內(nèi)圍巖蝕變主要為硅化、高嶺土化、綠泥石化、綠簾石化，礦化主要為褐鐵礦化、方鉛礦化。地球化學(xué)異常與蝕變礦化帶吻合較好，表明礦區(qū)內(nèi)低溫?zé)嵋盒豌y鉛鋅多金屬礦的潛力較大。

5 結(jié)論和建議

上黃旗巖漿巖帶水系沉積物地球化學(xué)特征和上窩鋪土壤地球化學(xué)特征顯示本區(qū)Pb、Zn、Ag、Au元素不同程度的發(fā)生富集，形成礦床的可能性大。所以，Pb、Zn、Ag、Au組合異常可作為尋找礦床的地球化學(xué)標(biāo)志。

通過逐級實施地球化學(xué)測量，圈定了上窩鋪銀多金屬成礦有利部位，通過槽探揭露進而找到4條礦化體，說明地球化學(xué)找礦方法是本區(qū)行之有效的手段之一。

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收稿：2017-11-06

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