河北省豐寧縣二道溝-北灰窯銀多金屬礦區土壤地球化學特征及找礦預測

董紅偉 王飛 關利進 王紀昆 劉建 宿盛

（天津華北地質勘查總院 天津 300170）

本區大地構造位置位于華北地臺北緣中東段，地處內蒙古地軸中心上黃旗前中生代構造-巖漿巖帶與沽源中新生代火山巖盆地的接壤部位（圖1）。區域上出露古元古界紅旗營子群變質巖和中生界上侏羅統火山巖以及下白堊統沉積巖夾火山巖。各類花崗巖類侵入巖分布廣泛，呈巖基狀、巖株狀和巖脈狀侵位于前寒武系變質巖地層，以海西期、燕山期為主，其成因屬殼源重熔巖漿型花崗巖。康保-圍場、豐寧-隆化和上黃旗-烏龍溝等深大斷裂分別于礦區的北部、西側和東側通過，這3條深大斷裂及其相關的次級斷層破碎帶不僅是構造-地層單元的劃分界線，同時也是巖漿及相關成礦流體運移的通道，為冀北重要的控巖控礦主要構造。本區隸屬于華北地臺北緣多金屬成礦帶，帶上發現了牛圈銀（金）礦、營房銀鉛鋅礦、扣花營錳銀礦、北岔溝門鉛鋅礦、撒岱溝門鉬礦、張麻井鈾鉬礦等眾多大、中型礦床，成礦條件優越。礦區即位于牛圈銀（金）礦床、營房銀鉛鋅礦床北東方向約3km和4km處，屬于營房-牛圈銀礦床外圍找礦區，成礦條件有利。

1 礦區地球化學特征

圖1 張家口-承德地區構造綱要圖

1.1 不同地質體的微量元素含量特征

1.1.1 紅旗營子群

礦區紅旗營子群中Pb、Zn、Ag、Bi、Mo、As、Sn、W濃度克拉克值＞1.5，其中Ag、Zn濃度克拉克值＞2，屬相對富集，Pb、Bi濃度克拉克值＞5，屬強烈富集。Ag、Pb、Zn的平均含量均高于地殼克拉克值，高于區域內紅旗營子群的平均含量；紅旗營子群中Ag、Pb、Zn標準離差分別為0.52、930.1、494.0，遠大于區域內的標準離差，表明礦區內紅旗營子群中Ag、Pb、Zn發生了活化、遷移（表1）。

紅旗營子群的巖性不同各元素富集情況也不同。其中大理巖、斜長角閃片麻巖、花崗片麻巖中Ag、Pb、Zn、Bi濃度克拉克值＞1.5，而均質混合巖中Zn＜1.5，Ag、Pb、Zn、Bi濃度克拉克值相比其他巖性亦較低，且分異系數亦較低。表明大理巖、斜長角閃片麻巖、花崗片麻巖中的Ag、Pb、Zn比均質混合巖更易被活化、遷移。

1.1.2 巖漿巖

表1 二道溝-北灰窯地區不同地質體微量元素地球化學特征

海西期巖漿巖中Ag、Pb、As、Bi、Be、Sn等元素濃度克拉克值＞1.5，除Sn之外，其它元素濃度克拉克值＞2，屬相對富集。燕山期巖漿巖中Ag、Pb、Zn、As、Bi、Be、W、Sn等元素濃度克拉克值＞1.5，其中Zn濃度克拉克值＞2，屬相對富集，Ag、Pb、Bi濃度克拉克值＞5，屬強烈富集。通過表1可以看出：燕山期巖漿巖中Ag、Pb、Zn濃度克拉克值、變異系數均高于或遠高于海西期，與紅旗營子群總體特征相差不大，其平均含量遠大于地殼克拉克值與區域內紅旗營子群背景值，屬強烈富集，表明燕山期巖漿巖Ag、Pb、Zn含量較高，分異系數分別為3.04、2.41、1.24，表明銀鉛鋅活化、遷移顯著。

1.1.3 蝕變破碎帶

蝕變帶中Ag、Pb、Zn、Cu、As、Sb、W、Sn、Mo、Bi、Be、Mn的濃度克拉克值＞1，其中Cu、As、Mo、Mn、Be的濃度克拉克值＞2，屬相對富集，Ag、Pb、Zn、W、Sn、Bi的濃度克拉克值更＞5，Bi、Pb、Ag、Zn更分別高達1486.5、98.31、37.25、15.58，蝕變破碎帶中成礦元素含量偏高，說明蝕變帶與成礦關系密切。蝕變帶中Ag、Pb、Zn的平均含量遠高于地殼克拉克值和區域內紅旗營子群平均含量，屬強烈富集，同時蝕變帶中Ag、Pb、Zn的標準離差、分異系數均遠大于礦區內紅旗營子群與區域背景值，上述特征表明，蝕變帶與銀鉛鋅的成礦有關，Ag、Pb、Zn呈熱液遷移。

1.2 不同地質體微量元素組合分析

1.2.1 微量元素因子分析

紅旗營子群微量元素的因子分析。以累計方差貢獻78.1%，可得6個因子。F1因子（Ag、Pb、Zn、Cu、Sb、Mo、Bi）為硫化物、氧化物因子，代表了紅旗營子群銀多金屬礦成礦期的成分，與變質和熱液成礦有關；F2因子（Co、Ni、Cr、V、Ti）為Fe族元素因子，代表了紅旗營子群中Fe族元素以黃鐵礦或鐵質膠結物形式存在；F3因子（Au、Be、Mn），其中Au與Be、Mn負相關，與F2因子的Fe族元素關系較為密切，可能受紅旗營子群原巖沉積、變質和熱液成礦等因素影響所致。

巖漿巖微量元素的因子分析。以累計方差貢獻79.80%，可得 8個因子。F1因子（Co、Ni、V、Ti、Cr、Mn）為親鐵氧化物因子，富集于海西期、燕山期中粗粒、中細粒花崗巖中；F2因子（Ag、Cu、Mo、Pb、Zn、W）為成礦元素因子組合，為硫化物、氧化物因子，與巖漿熱液成礦有關。F3因子（As、Au）為硫化物因子，代表熱液作用產物。

蝕變帶微量元素的因子分析。以累計方差貢獻66.80%，可得6個因子。蝕變帶中F1因子組合與紅旗營子群F2因子相同，均為Ni、V、Ti、Cr、Co，顯示蝕變帶與紅旗營子群在物質組成的相似性；F2因子（Sb、Zn、Mo、Pb、Cu）在空間上主要受北西向、近南北向斷裂構造控制，為礦化階段產物；F3因子（Be、W）和F4因子（Bi、Sn、Mn）受北西向、近南北向斷裂構造控制，為巖漿熱液階段產物；F5因子（As、Au）和F6因子（Hg、Ag）在空間上主要受北西向、近南北向斷裂構造控制，可能為晚期礦化階段產物（表2）。

表2 二道溝-北灰窯地區蝕變帶R型因子分析結果

1.2.2 微量元素對應分析

將礦區紅旗影子群、巖漿巖、巖脈、蝕變帶樣品與各分析元素一起進行對應分析，由圖2可見，不同地質體分布于不同區域。其中紅旗營子群斜長角閃片麻巖、花崗片麻巖樣品落在第一象限，大理巖、均質混合巖樣品落在第三象限，富集的 V、Ti、Ni、Cr、Co、Mn等元素主要與斜長角閃片麻巖關系密切；硅化蝕變帶與紅旗營子群關系較密切，螢石礦化與均質混合巖關系密切；燕山期與海西期花崗巖體樣品落在第三象限，礦區石英脈多與礦區海西期巖體關系密切；大多數的蝕變帶與礦化蝕變帶樣品多分布于第四象限，其中靠近原點樣品富集Au、Hg等元素，右下部則富集Ag、Pb、Zn等主成礦元素，代表了蝕變帶與礦化蝕變帶產物，礦化蝕變與燕山期巖漿熱液關系十分密切。

圖2 不同類型樣品微量元素對應分析

2 綜合異常特征及查證

本次在二道溝區、北灰窯區布置了1：10000土壤地球化學測量10km2，網度為100m×20m，測線方向90°，采集次生暈樣品5944件，共圈定4個組合異常。

AP-1異常：位于二道溝區中東部，為以Ag、Pb、Zn為主的多元素組合異常，近北西-南東走向，呈帶狀展布，面積約為1.33km2。異常強度：Ag=10×10-6，Pb=54310×10-6，Zn=9135×10-6，Cu=2694×10-6；Au、Mo元素異常顯示較弱。經查證，Ⅰ號蝕變帶位于Ag、Pb、Zn單元素異常之東部異常濃集中心，異常北西走向，與蝕變帶套合性較好，Ag、Pb、Zn單元素含量最高分別為10×10-6、1800.2×10-6、9135×10-6，為異常下限的59倍、50倍、78倍，為克拉克值的120倍、150倍、97倍，地表圈出4條礦體，深部圈出一條礦體。Ⅱ、Ⅲ號蝕變帶位于Ag、Pb、Zn單元素異常之東西兩異常濃集中心之間，Ag、Pb、Zn單元素異常之西部異常規模、強度亦較高，分帶明顯，各元素之間相互套合亦好，單元素含量最高分別為10×10-6、54310×10-6、10593×10-6，為異常下限的59倍、1509倍、91倍，為克拉克值的120倍、4527倍、113倍，經查證，地表圈出4條礦體，認為由礦化帶所引起，有必要進一步查證。該異常屬致礦異常，具有較大的找礦前景。

AP-2異常：位于二道溝區西北部，為Ag、Au、Pb、Zn組合異常，不規則狀，面積約為0.38km2。異常面積、規模和強度相對較小，認為由南北向構造及發育其內的含礦石英脈引起。異常檢查見寬約10-20cm石英脈，規模小，地表延長不清，認為其找礦意義一般。

AP-3異常：位于二道溝區南部，為Ag、Au、Mo組合異常，不規則狀，面積約為0.5km2。異常強度：Ag=10×10-6，Au=22.56×10-6，Mo元素異常顯示較弱。該異常西部地表揭露見到Ⅴ號蝕變帶，并見到一條銀低品位礦體，而異常則處于Ⅴ號蝕變帶向南東深部延伸部位，認為由其引起，具一定成礦可能性。

AP-4異常：位于北灰窯區中南部，為Mo、Ag、Zn、Au組合異常，近南北走向，呈條帶狀展布，面積約為0.55km2。異常位于下元古界紅旗營子群和海西期花崗巖中。該組合異常面積、規模和強度均較小。物探激電異常顯示B08、B00二條剖面存在低阻高極化體，且異常區內見高品位銀金石英脈轉石，但相應轉石來源仍未揭露到。經地表探槽揭露見到Ⅳ號蝕變帶，但分析結果無礦化顯示。

3 結論

（1）礦區地球化學特征表明，燕山期巖漿巖中Ag、Pb、Zn濃度克拉克值、變異系數均高于或遠高于海西期，與紅旗營子群總體特征相差不大，其平均含量遠大于地殼克拉克值與區域內紅旗營子群背景值，屬強烈富集，表明燕山期巖漿巖Ag、Pb、Zn含量較高，分異系數分別為3.04、2.41、1.24，表明銀鉛鋅活化、遷移顯著。

（2）因子分析及對應分析表明，紅旗營子群、燕山期巖體及蝕變帶中均富集鐵族元素組合Ni、V、Ti、Cr、Co，反映其組成上具有一定的親源性。蝕變帶中Ag、Pb、Zn、Cu、As、Au等硫化物元素相關性強，Pb、Zn、Cu、As、Au可能作為成礦介質參與銀多金屬的成礦作用。

（3）本區銀多金屬礦類型為受斷裂構造控制的與巖漿熱液有關脈狀礦床類型。燕山期花崗巖體既為本區銀多金屬礦提供熱源又提供成礦物質，晚期的構造動力作用使銀多金屬等成礦元素從巖體中活化出來，次級的北西、北西西及近南北向斷裂構造為本區成礦提供了良好的成礦通道和賦礦場所。