河北六溝、小寺溝、楊樹嶺地區(qū)地球化學(xué)特征及找礦方向分析

梁景利，孫志輝，趙紅瑞，王 鵬

(華北地質(zhì)勘查局五一四地質(zhì)大隊(duì)，河北 承德 067000)

地球化學(xué)測(cè)量主要是通過(guò)系統(tǒng)樣品采集和測(cè)試分析來(lái)捕捉各種找礦信息。目前主要化探方法包括巖石原生暈測(cè)量、土壤測(cè)量、水系沉積物測(cè)量、水化學(xué)測(cè)量、氣體測(cè)量、生物測(cè)量等。事實(shí)證明，地球化學(xué)測(cè)量是尋找有色金屬礦產(chǎn)的重要手段[1-2]。

“河北省六溝、小寺溝、楊樹嶺1∶50 000地球化學(xué)測(cè)量”屬河北省礦產(chǎn)資源專項(xiàng)資金勘查項(xiàng)目，位于河北省承德市壽王墳—小寺溝銅鉬金多金屬成礦帶內(nèi)，區(qū)域地質(zhì)工作程度不高，未開展過(guò)系統(tǒng)的礦產(chǎn)地質(zhì)工作。但本區(qū)內(nèi)已探獲礦種多為Cu、Mo、Ag、Pb、Zn、Au、Fe等，規(guī)模類型多為中小型，包括壽王墳接觸交代型銅鐵礦，小寺溝斑巖型銅鉬礦，柴家溝斑巖型鉬礦，洼子店蝕變巖型金礦等[3-7]。

本文依托勘查項(xiàng)目，以該區(qū)內(nèi)水系沉積物測(cè)量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，詳細(xì)分析了元素地球化學(xué)特征、異常特征[8]，并總結(jié)了本區(qū)的找礦方向。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

測(cè)區(qū)所在1∶200 000圖幅為平泉幅，包含3個(gè)1∶50 000萬(wàn)標(biāo)準(zhǔn)圖幅：六溝幅、小寺溝幅和楊樹嶺幅。測(cè)區(qū)內(nèi)地層出露齊全，有中下太古界遷西群上平房組、上太古界單塔子群、中元古界長(zhǎng)城系、中元古界薊縣系、上元古界青白口系、下古生界寒武系和奧陶系、上古生界二疊系、中生界三疊系、中侏羅統(tǒng)和下白堊統(tǒng)及新生界地層(見(jiàn)圖1)[9]。

測(cè)區(qū)自老結(jié)晶基底形成以來(lái)，先后經(jīng)歷了基底分離、匯聚期、蓋層發(fā)育期、造山運(yùn)動(dòng)等多期次、大規(guī)模的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，因此本區(qū)構(gòu)造極其發(fā)育。斷裂構(gòu)造主要有尚義—赤城—灤平古北口—承德市大石廟—平泉深斷裂(尚義—平泉深斷裂)、桑園—小楊樹溝—西水泉—南嶺—東營(yíng)子一帶大斷裂(桑園—平房大斷裂)及北東向、近東西向、北西向、北北東向四組的一般性斷裂。褶皺構(gòu)造主要在中朝準(zhǔn)地臺(tái)的結(jié)晶基底及蓋層中[10]發(fā)育，規(guī)模相對(duì)較小。

1—第四系；2—中侏羅統(tǒng)；3—下侏羅統(tǒng)；4—三疊系；5—下古生界；6—上元古界；7—中元古界薊縣系；8—中元古界長(zhǎng)城系；9—中下太古界遷西群；10—燕山期花崗巖；11—燕山期石英二長(zhǎng)斑巖；12—實(shí)測(cè)地質(zhì)界線；13—角度不整合地質(zhì)界線；14—平行不整合地質(zhì)界線；15—正斷層；16—逆斷層；17—性質(zhì)不明斷層；18—火山口；19—超貧鐵礦；20—煤礦；21—石灰?guī)r礦；22—螢石礦；23—鉀長(zhǎng)石礦；24—方解石礦；24—銅、鉬礦；25—金銀礦；26—頁(yè)巖礦；27—金礦；28—金圖1 六溝—小寺溝—楊樹嶺一帶地質(zhì)簡(jiǎn)圖Fig.1 Geological map of the Liugou-Xiaosigou-Yangshuling area

2 測(cè)區(qū)地球化學(xué)特征

2.1 區(qū)域地球化學(xué)特征

測(cè)區(qū)內(nèi)斷裂活動(dòng)強(qiáng)烈，有尚義—平泉深斷裂及桑園—平房大斷裂穿過(guò)本區(qū)；自元古代至中生代始終有巖漿活動(dòng)，尤其以晚侏羅—早白堊世巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈。測(cè)區(qū)內(nèi)W、Sn、Mo、Li高背景、異常區(qū)多分布于巖體內(nèi)部；Au、Ag、Pb、Zn高背景、異常區(qū)多分布在巖體外接觸帶附近，與中酸性巖體活動(dòng)關(guān)系密切；Nb、Y、Be、La高背景、異常區(qū)多分布在巖體內(nèi)外接觸帶上；鐵族元素高背景、異常區(qū)多與太古界層分布相關(guān)。從綜合異常的分布情況看，西北部異常區(qū)內(nèi)出露的主要地層為太古界地層和中上元古界碳酸鹽巖地層，綜合異常多圍繞構(gòu)造、火山機(jī)構(gòu)(如崖門子南)和中酸性巖體與碳酸鹽巖地層接觸部位(如小寺溝巖體外圍)產(chǎn)出，多為有較大找礦潛力的銅鉬金銀等多金屬異常。測(cè)區(qū)內(nèi)Nb、Be、Li、Y等稀有及稀土元素異常強(qiáng)度高，面積大，顯示良好的找礦前景。

目前測(cè)區(qū)內(nèi)已查明小寺溝銅鉬礦、洼子店金礦、華云金多金屬礦等多個(gè)礦山，螢石等非金屬礦點(diǎn)分布較普遍，且礦床、礦點(diǎn)多分布在1∶200 000水系沉積物測(cè)量異常區(qū)內(nèi)。可見(jiàn)，測(cè)區(qū)具有良好的地質(zhì)成礦背景[9]和對(duì)應(yīng)地球化學(xué)特征，有探尋銅、鉬、金、銀多金屬及Nb、Be、Li、Y等稀有、稀土礦產(chǎn)找礦潛力。

2.2 元素異常特征

通過(guò)對(duì)全區(qū)水系沉積物樣品結(jié)果中各元素最小值、最大值、平均值、標(biāo)準(zhǔn)離差、變異系數(shù)、富集系數(shù)等參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)統(tǒng)計(jì)(見(jiàn)表1)，圈定了多元素的高值區(qū)，并與其區(qū)域地質(zhì)特征相對(duì)應(yīng)。

Au高值區(qū)主要分布在測(cè)區(qū)中部小寺溝—后院—胡杖子一帶、西水泉—南營(yíng)子一帶；零星分布在南部盤龍山、西部老虎溝一帶、崖門子一帶，對(duì)應(yīng)地層為薊縣系霧迷山組白云巖、侏羅系中統(tǒng)后城組砂巖、中—下太古界上平房組斜長(zhǎng)角閃片麻巖類；上太古界單塔子群黑云變粒巖覆蓋區(qū)，對(duì)應(yīng)巖體主要為小寺溝石英二長(zhǎng)斑巖體，崖門子花崗雜巖體，小槽碾溝閃長(zhǎng)巖體。高值點(diǎn)沿北東向大斷裂呈串珠狀分布，反映了區(qū)域內(nèi)基本構(gòu)造格架。

表1 單元素地球化學(xué)異常特征

指示元素Hg、As、Sb元素分布情況基本一致，其高值區(qū)主要分布在測(cè)區(qū)西部李家營(yíng)—房神溝一帶、中部小寺溝一帶、北東部西水泉—廟子溝一帶。總體與區(qū)域北東向構(gòu)造線對(duì)應(yīng)。高值區(qū)主要對(duì)應(yīng)元古界地層，包括長(zhǎng)城系地層、薊縣系霧迷山組地層、以及青白口系下馬嶺組地層，周邊普遍分布有大大小小的巖體、巖脈。有利于尋找淺成低溫?zé)嵋盒徒稹f、鉛鋅銀多金屬礦。

成礦元素Cu高值區(qū)主要分布在測(cè)區(qū)南西部大西溝—東二溝、郭杖子一帶，中部小寺溝—南山—下杖子一帶，北東部南嶺—雙洞子—八岔溝黑山一帶。地層主要為薊縣系霧迷山組白云巖、侏羅系中統(tǒng)后城組砂巖、中—下太古界上平房組斜長(zhǎng)角閃片麻巖等覆蓋區(qū)。巖體主要為小寺溝石英二長(zhǎng)斑巖體，小槽碾溝閃長(zhǎng)巖體，晉寧時(shí)期輝綠巖。高值區(qū)多分布在相應(yīng)巖體與地層接觸內(nèi)外帶內(nèi)，分布范圍形態(tài)受巖漿作用、構(gòu)造作用控制明顯。

Pb、Zn高值區(qū)主要分布在測(cè)區(qū)中部崖門子—西大山一帶，小寺溝—西水泉一帶，北東部南嶺、小窯溝、獅子廟一帶，地層為薊縣系霧迷山組白云巖、侏羅系中統(tǒng)后城組砂巖、髫髻山組安山巖、安山角礫巖、長(zhǎng)城系常州溝組地層，巖體為崖門子花崗巖體，小寺溝石英二長(zhǎng)斑巖體和轎頂山附近的花崗斑巖體。高值區(qū)對(duì)應(yīng)巖體和地層接觸內(nèi)外帶，分布范圍形態(tài)受巖漿作用、構(gòu)造作用控制明顯，直接指示了中低溫?zé)嵋盒投嘟饘俚V的分布范圍和找礦空間。

Ag高值區(qū)主要分布在測(cè)區(qū)中部崖門子—西大山—羊線溝山一帶、小寺溝—下杖子—胡杖子一帶、南嶺—康杖子—西水泉一帶、地層為薊縣系霧迷山組白云巖、侏羅系中統(tǒng)后城組砂巖、髫髻山組安山巖、安山角礫巖、長(zhǎng)城系常州溝組石英砂巖。巖體為崖門子花崗巖體，小寺溝石英二長(zhǎng)斑巖體、轎頂山附近的花崗斑巖體。高值區(qū)域多分布在對(duì)應(yīng)巖體和地層接觸內(nèi)外帶。長(zhǎng)軸方向受北東東向尚義—平泉大斷裂和北東向平坊—桑園大斷裂作用共同影響，基本沿北東延伸，于斷裂交匯處呈北西走向。高值區(qū)內(nèi)已探獲多處多金屬礦床、礦點(diǎn)，表明了該區(qū)多金屬礦種與其地層、巖體和構(gòu)造成礦的對(duì)應(yīng)性，直接指示了今后的找礦方向。

W高值區(qū)主要分布在測(cè)區(qū)中部的南溝腦—小寺溝—下杖子—胡杖子一帶和北東部的南嶺—雙洞子—小曹碾溝一帶。前者高值帶總體為北西走向，與巖體走向一致，異常帶對(duì)應(yīng)小寺溝銅、鉬礦床；后者處于大型背斜構(gòu)造內(nèi)，以薊縣系、青白口系地層為核部，寒武、奧陶系地層為翼部，輝綠巖呈層狀侵入青白口系地層，褶皺樞紐為北東向，一中型螢石礦床分布其間。總體上W元素的分布受巖體與構(gòu)造共同控制作用明顯，高值區(qū)分布范圍與巖石受熱液作用而產(chǎn)生的蝕變礦化密切相關(guān)。

Sn高值區(qū)主要分布在測(cè)區(qū)中部小寺溝—西南山一帶和北東部南嶺—雙洞子—小曹碾溝一帶，前者地層主要為薊縣系霧迷山組白云巖、上平房組斜長(zhǎng)片麻巖，尚義—平泉大斷裂從中穿過(guò)。后者處于雙洞子背斜構(gòu)造內(nèi)，高值區(qū)內(nèi)同樣見(jiàn)北東向的大斷裂。總體上Sn高值區(qū)分布無(wú)規(guī)律，其與構(gòu)造成礦、熱液成礦的指示作用不明顯。

Mo、Bi高值區(qū)主要分布在測(cè)區(qū)中部南溝腦—小寺溝—下杖子—胡杖子一帶和北東部南嶺—雙洞子—小槽碾溝一帶。前者總體為北西走向，與巖體走向一致，該異常帶對(duì)應(yīng)小寺溝銅、鉬礦床；后者地質(zhì)構(gòu)造主要為一背斜，輝綠巖呈層狀侵入青白口系地層，褶皺樞紐為北東向，有一中型螢石礦床分布其間。總體上Mo、Bi元素的分布受巖體與構(gòu)造共同控制作用明顯，分布范圍與巖石受熱液作用而產(chǎn)生的蝕變礦化密切相關(guān)。

Cd高值區(qū)主要分布在六溝幅中部崖門子一帶和南部東梁一帶。前者主體位于花崗巖體內(nèi)，其與侏羅統(tǒng)地層接觸內(nèi)外帶均有強(qiáng)烈的鐵錳礦化蝕變；后者地層主要為長(zhǎng)城系和寒武系地層，地表均有弱—中等的褐鐵礦化蝕變。另外于小寺溝銅礦床及雙洞子背斜一帶也出現(xiàn)了大范圍的Cd異常。總體上Cd高值區(qū)分布零散，但均出現(xiàn)在東西或北東方向的大—中型斷裂帶上，表現(xiàn)了與構(gòu)造作用的密切關(guān)系。

Cr、Co、Ni的南西高值區(qū)主要分布在測(cè)區(qū)南西部甲山—東二溝—大范杖子—新房子一帶，該段地層主要為寒武系、奧陶系、侏羅系地層，對(duì)應(yīng)巖體為次火山巖體與石英正長(zhǎng)斑巖體，區(qū)內(nèi)構(gòu)造發(fā)育，高值區(qū)總體沿北東向構(gòu)造展布。南部高值區(qū)位于蘇子溝—雅圖溝一帶，地層對(duì)應(yīng)侏羅系中統(tǒng)九龍山組砂巖、髫髻山組安山巖、安山角礫巖。北西高值區(qū)則位于北水泉—東六溝—萬(wàn)家溝一帶，呈東西走向，北部尚未封邊，地層主要為一套太古界的斜長(zhǎng)片麻巖、角閃變粒巖、石榴黑云斜長(zhǎng)片麻巖等，位于尚義—平泉斷裂附近。北東側(cè)高值區(qū)則位于雙洞子背斜范圍內(nèi)。各高值區(qū)呈環(huán)狀分布于測(cè)區(qū)邊緣，中部為背景區(qū)和低值區(qū)。其分布基本反映了本區(qū)基性巖的分布范圍。

Li元素高值區(qū)主要分布于測(cè)區(qū)南西部及中東部。南西部位于北臺(tái)—段家溝—小西溝一帶，地層主要為長(zhǎng)城系(串嶺溝組、大紅峪組、團(tuán)山子組)地層及少量寒武、奧陶系地層，區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造極其發(fā)育，部分地區(qū)可見(jiàn)基性—酸性巖體及巖脈。東部高背景區(qū)范圍廣闊，包括了楊樹嶺幅的大半?yún)^(qū)域，內(nèi)含幾處高值區(qū)，巖性多樣，核心區(qū)均見(jiàn)各種性質(zhì)斷裂通過(guò)，異常形態(tài)與各類型斷裂控制作用關(guān)系密切，其分布特征對(duì)構(gòu)造熱液型Li礦床的發(fā)現(xiàn)有著一定的指示作用。

2.3 元素相關(guān)性

元素組合的不同通常是與不同地質(zhì)作用有關(guān)[11-12]，通過(guò)對(duì)化探數(shù)據(jù)的整理，并進(jìn)行聚類分析，判定各元素間的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)有利的找礦地質(zhì)信息[13]。

依據(jù)本區(qū)數(shù)據(jù)得到R型聚類分析圖(圖2)，總結(jié)各元素共生關(guān)系如下：18種元素分為四組，第一組為Ni、Cr、Co、Li、Nb元素，其中Cr、Co元素相關(guān)性最好；第二組為Au、Sb、As、Hg元素，其中Sb、As元素相關(guān)性最好；第三組為Cu、Pb、Zn、Ag元素，其中Ag、Pb元素相關(guān)性最好；第四組為Mo、Sn、W、Bi、Cd元素，其中Sn、W元素相關(guān)性最好。

結(jié)合區(qū)內(nèi)地質(zhì)背景，全區(qū)元素大致分為4類：第一類為Ni、Cr、Co、Li、Nb組合，指示區(qū)內(nèi)基性—超基性巖鎳鉻礦成礦類型；第二類為Au、Sb、As、Hg組合，指示區(qū)內(nèi)中低溫?zé)嵋盒徒鸬V成礦類型；第三類為Cu、Pb、Zn、Ag組合，指示區(qū)內(nèi)中低溫成礦作用，主要為中小型多金屬硫化物礦床；第四類為Mo、Sn、W、Bi、Cd組合，指示測(cè)區(qū)中高溫?zé)嵋撼傻V作用，主要為鉬錫礦。

圖2 聚類分析譜系圖Fig.2 Phenogram of elements cluster analysis

3 找礦方向

地球化學(xué)元素分布特征能夠顯示典型礦床的位置以及礦床的主要成礦元素[14]，三者相互對(duì)應(yīng)。依據(jù)化探生產(chǎn)管理規(guī)定的原則，對(duì)測(cè)區(qū)異常進(jìn)行分類[14]，共圈定綜合異常34處。綜合異常整體沿北東向展布，與測(cè)區(qū)總體構(gòu)造線方位一致；綜合異常絕大多數(shù)分布在巖體周圍或構(gòu)造發(fā)育地區(qū)；少數(shù)分布在特定的地質(zhì)單元中，如太古界變質(zhì)巖、中生代火山沉積巖中；綜合異常核心區(qū)域與已探獲的多金屬礦產(chǎn)地對(duì)應(yīng)良好，如Cu、Mo、Au、Ag、Pb、Zn、Sn等元素以小寺溝銅鉬礦和華云金多金屬礦為核心分布的特點(diǎn)；Au、Ag、Cu等元素以崖門子巖體周邊多金屬礦點(diǎn)為中心分布的特點(diǎn)。整體上表明本區(qū)多金屬礦產(chǎn)找礦工作具有明顯的區(qū)域規(guī)律性和特定性，即同一成礦類型的找礦經(jīng)驗(yàn)普遍適用，礦種與其特定的地層、巖體或構(gòu)造相對(duì)應(yīng)。同時(shí)，元素異常分布范圍和特點(diǎn)又為已知礦床自身開展攻深找盲工作提供了地球化學(xué)依據(jù)[15]。因此，本文對(duì)測(cè)區(qū)今后的找礦方向進(jìn)行了分析：

1)分布在巖體或巖體與圍巖接觸帶的異常

(1)分布在崖門子花崗巖體、上杖子花崗閃長(zhǎng)斑巖體、小楊樹東溝花崗斑巖體的異常。這些異常以Cu、Mo、Au、Ag、Pb、Zn為組合牲征，尤其是Ag、Cu、Mo、Au異常，強(qiáng)度高，規(guī)模大，彼此之間套合較好。這些異常出露區(qū)與壽王墳接觸交代型銅鐵礦、小寺溝斑巖型銅鉬礦、柴家溝斑巖型鉬礦具有相似的地質(zhì)和地球化學(xué)成礦背景，是在酸性或中酸性巖漿巖出露區(qū)尋找?guī)r漿熱液型—斑巖型—矽卡巖型銅、鉬、金、銀、鉛、鋅等多金屬礦的有利地段。

(2)分布在北杖子閃長(zhǎng)巖體、劉杖子次安山巖體、甲山次安山巖體、松樹臺(tái)閃長(zhǎng)玢巖體、中心村輝綠巖脈的異常。這些異常以Ni、Cr、Co、Cu、Sn、Au、Mo、Ag、Pb、Zn為組合牲征，異常以Ni、Cr、Co為主，伴有Cu、Sn、Au、Mo、Ag、Pb、Zn異常，異常強(qiáng)度較高，規(guī)模較大，部分元素彼此套合較好。這些異常是尋找與基性—超基性巖有關(guān)的Cu、Ni硫化物礦床或鎳、鉻、鈷巖漿礦床的有利地段。

2)分布在構(gòu)造發(fā)育地區(qū)的異常

(1)測(cè)區(qū)北東部構(gòu)造和脈巖均發(fā)育地區(qū)，以古生界地層背斜構(gòu)造為主，其中發(fā)育有多條北東向和北西向斷裂，并伴有輝綠巖脈的侵入。這些異常以Cu、Sn、Cd、Au、Hg、Mo、Sb、Zn、Co、Ni為組合特征，以Cu元素為主，伴有其他元素異常。異常強(qiáng)度較高，規(guī)模較大，主成礦元素特征明顯。這些異常出露區(qū)是尋找與基性巖脈和構(gòu)造有關(guān)的Cu、Ni硫化物礦床及中高溫Sn、Mo礦的有利地段。

(2)測(cè)區(qū)北部元古界長(zhǎng)城系構(gòu)造地區(qū)發(fā)育以Mo、Cu、Au、Ag、Bi、Pb為組合特征的綜合異常。異常強(qiáng)度較高，規(guī)模較大，部分元素彼此套合較好。這些異常出露區(qū)推測(cè)存在與構(gòu)造有關(guān)的中酸性或酸性巖脈，是尋找與構(gòu)造和隱伏巖脈有關(guān)的Mo、Cu、Au、Ag礦的有利地段。

(3)測(cè)區(qū)南部的元古界長(zhǎng)城系構(gòu)造發(fā)育地區(qū)存在以Li、Hg、Mo、Au、Sb、As、Sn、Bi 為組合特征的綜合異常。異常以中高溫元素為主，并伴有Li異常，異常強(qiáng)度較高，規(guī)模較大，部分元素彼此套合。這些異常出露區(qū)是尋找與構(gòu)造有關(guān)的中高溫型Mo、Sn、Bi、Mo礦和與構(gòu)造—熱液有關(guān)的Li礦的有利地段。

3)分布在特定地質(zhì)單元中的異常

分布在太古界遷西群上平房組和單塔子群變質(zhì)巖中的以Au、Cu、Ag、Zn、Cd 、Cr、Ni、Co為組合特征的綜合異常，具有一定的強(qiáng)度和規(guī)模，尤其是Au異常。這些異常出露區(qū)與下金寶金礦、洼子店金礦有相似的地質(zhì)和地球化學(xué)成礦背景，是在太古界變質(zhì)巖區(qū)尋找與后期脈巖或斷裂構(gòu)造有關(guān)的蝕變巖型金多金屬礦的有利地段。

4 結(jié)論

1)通過(guò)開展六溝—小寺溝—楊樹嶺一帶1∶50 000水系沉積物測(cè)量工作，基本查明了該范圍內(nèi)各元素的地球化學(xué)分布特征，查明了與成礦作用有關(guān)的地層、巖體、構(gòu)造等地球化學(xué)特征。測(cè)區(qū)內(nèi)主要表現(xiàn)為Cu、Mo、Au、Ag、Pb、Zn綜合異常，異常套合較好，規(guī)模較大，且與已知礦床或礦點(diǎn)對(duì)應(yīng)，反映了本區(qū)開展地質(zhì)化學(xué)找礦工作的準(zhǔn)確性和合理性。

2)在測(cè)區(qū)中北部圍繞太古界及上太古界單塔子群的一套中—深程度變質(zhì)的黑云角閃斜長(zhǎng)片麻巖、斜長(zhǎng)角閃巖地層內(nèi)及其與薊縣系霧迷山組白云巖接觸帶附近，關(guān)注并尋找與下金寶、洼子店蝕變巖型金礦類似的金多金屬礦床。

3)在測(cè)區(qū)中南部圍繞長(zhǎng)城系地層與巖漿巖體接觸帶，尋找與二道河銀鉛鋅礦點(diǎn)類似的與巖漿熱液和構(gòu)造活動(dòng)關(guān)系密切的銀鉛鋅多金屬礦床。

4)在測(cè)區(qū)北東部楊樹嶺一帶圍繞晉寧期輝綠巖與青白口系地層接觸地段，重點(diǎn)關(guān)注與巖漿熱液有關(guān)的銅鋅多金屬礦床。