河北金廠峪金礦礦床地質特征及成因研究

劉敏鵬

（中冶一局城市安全與地下空間研究院有限公司，張家口 宣化 075100）

1 區域地質背景

1.1 大地構造位置

金廠峪金礦位于冀東地區，具體位于燕山褶皺帶東部的薊縣凹陷和山海關隆起的交接部位，冀東地區是其結晶基底，并且其是中晚元古界的碳酸鹽巖-碎屑巖覆蓋在太古宙區域變質巖系之上，而整個區域內，晚太古宙和印支期花崗巖分布較為廣泛。且構造格架較為復雜，主要構造樣式有褶皺、斷陷和斷裂構造，為銅-鐵-金等多金屬礦床的形成，提供了成礦流體運移的空間通道和沉淀富集的部位，表明區域上具有良好的成礦條件和找礦潛力[1]。

1.2 區域地層

冀東地區地層較為齊全。研究區內主要由遷西群、遵化巖群組成的結晶基底和上覆的中晚元古代沉積蓋層構成，太古界遷西群是一套角閃巖相-麻粒巖相的變質巖，其巖性主要由麻粒巖和斜長角閃巖、片麻巖及磁鐵石英巖等組成，其次是碎屑巖、含鐵硅質巖與半粘土質巖等。太古界遵化群巖石的組成以斜長角閃巖為主，夾有角閃斜長片麻巖、可見有薄層狀磁鐵石英巖，云英閃長巖化是遵化巖群變質巖的主要特征。中元古界長城系最底部的常州溝組和串嶺溝組、中間沉積的團山子組、上部的大紅峪組、以及頂部的高于莊組。而新生界地層主要呈現為其巖性組合為未膠結或半膠結的砂礫層、細粉砂、砂土及粘土等第四系沉積物。

1.3 區域構造

冀東地區的大地構造位置處于華北地塊東北部，研究區域經歷了漫長的地質歷史時期多期的變質變形作用，其主要構造樣式有褶皺、斷裂構造等。

該研究區的蓋層構造是一個主體為背斜軸向近東西向的馬蘭峪復背斜。區域內的斷裂構造相當發育，其中規模較大的馬蘭峪剪切構造帶和金廠峪韌性剪切構造帶等。該斷裂面整體呈現陡傾趨勢；控制著研究區的北北東向斷裂構造分布于上營-金廠峪一帶，該斷裂帶有綠片巖和片理化組成，有綠泥石化、硅化和碳酸鹽化等蝕變現象，斷裂帶擠壓片理化現象強烈，其中分布著大量的金礦點。

1.4 區域巖漿巖

研究區域內的巖漿活動較為頻繁，各個時代都有活動，巖漿巖較為發育，巖漿活動最為強烈分為兩個時期：太古宙時期和中生代時期；其次晚古生代，元古代和早古生代的巖漿活動相對較弱。

1.5 區域礦產

區域礦產資源豐富，典型的有金廠峪金礦、小寺溝銅鉬礦、峪耳崖金礦、華尖金礦、馬蘭峪鐵礦及水廠鐵礦等。其中金礦床的形成多與中生代巖漿活動有關，成因類型多為巖漿熱液型，受區域北東-北北東向構造控制[2]。

2 礦床地質特征

2.1 礦區地層

礦區內出露的地層為太古宙遵化群，巖性以斜長角閃巖為主，夾有斜長角閃片麻巖、混合巖化斜長角閃片麻巖淺粒巖等的角閃-高角閃巖相變質巖石組成。巖層產狀的總體走向北東，傾角30°～60°，礦區內巖石混合巖化普遍，韌性剪切作用形成的糜棱片巖在區內分布較廣。斜長角閃巖在礦區內大量分布，可見角閃斜長片麻巖和混合巖化斜長角閃巖等，在北部地區出露有石英斑巖、少量的磁鐵石英巖；變粒巖、淺粒巖在礦區南東側分布較多。

2.2 礦區構造

礦床位于金廠峪復向斜之中。礦區的構造變形強烈，構造變形從早期到晚期，構造變形的類型發生變化，變形的規模也從小到大；礦區進入中晚期后，疊加有節理等破裂構造，褶皺、剪切帶、斷裂構造共同構成研究區復雜的構造格局。

礦區主要構造是呈北北東向延伸的韌性剪切帶及后期多組脆性斷裂帶。北北東向的韌性剪切帶貫穿整個礦區。呈現出分支匯合的現象，向南撒開，上窄下寬的扇形分布的特點，金廠峪礦區發育有一系列的脆性斷裂構造。這些斷裂有兩類：一類發育在韌性剪切帶內部的糜棱巖系與斜長角閃巖透鏡體之間，這種斷裂規模不大，常被鈉長石脈或石英脈充填。另一類斷裂的規模較大，穿切北北東向韌性剪切帶，其是在韌性剪切帶形成之后形成[3]。

2.3 礦體特征

2.3.1 礦脈產出形態

金廠峪金礦劃分為最北部的黑石峪礦段、主采區的中部金廠峪礦段和南部桑家峪礦段三部分，金廠峪礦體在空間分布上具有規律性，由西向東劃分為0、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ六個脈帶。其中，單個脈帶以Ⅱ、Ⅴ帶規模為最大，貫通全區，Ⅰ、Ⅲ脈帶規模小，僅在金廠峪段出露，長約500m～800m。各脈帶寬10m～300m不等。

（1）0脈帶：呈脈狀和透鏡狀。走向北東或近南北，長2500m左右，寬10m左右。傾向南東或東。地表露頭見有鈉長石英脈和絹云母片巖，有零星礦體出露。

（2）Ⅰ脈帶：長約1000m，寬為10m～30m。Ⅰ號脈帶內巖石巖性以石英巖為主，局部有絹云母片巖和鈉長石英脈存在時，礦化較好，脈帶整體呈北西傾向，走向北東，傾角為45°～60°。

（3）Ⅱ脈帶：長約1500m，寬為20m～85m，延深為370m。Ⅱ號脈帶巖性以絹云母片巖、石英巖脈、鈉長石英巖脈為主。脈帶主體呈南東傾向，局部傾向北西，走向20°～40°，產狀較陡，傾角在75°左右。

（4）Ⅲ脈帶：長為850m，寬為20m，延深為960m。脈體巖性以鈉長石英脈和絹云母片巖為主。該脈帶走向30°～60°，傾角為70°～88°。向Ⅱ號礦帶相靠近復合。

（5）Ⅳ脈帶：長為700m左右，寬為10m～50m。該礦帶內巖性以石英脈和絹云母片巖—鈉長石英脈及絹云母片巖為主，礦化較好。該脈帶含礦性僅次于Ⅱ、Ⅲ號礦帶。

（6）Ⅴ脈帶：地表出露長約為1300m，寬為20m～70m。在16線深部Ⅲ、Ⅳ號礦帶復合于Ⅴ號礦帶。該帶呈現北西傾向，走向為20°～40°，傾角為80°到近直立。厚度為1m～5m。

2.3.2 主要工業礦脈

主要礦體特征如下：

Ⅲ-1-2礦體：由2個中段及6個坑內鉆孔控制；礦體走向北東37°，傾向北西西，傾角78°～89°；走向長316m，延深277m；

Ⅳ-1礦體特征：淺部由3個中段控制，深部由14個鉆孔控制。礦體呈南東傾向，局部傾向北西，走向北東30°，走向最大延長285m，傾角為85°～90°，最大延深440m。有用組分分布較均勻，礦體厚度區間0.70m～9.80m，平均厚度2.79m。

Ⅳ-2礦體：為Ⅳ-1礦體的平行礦體，淺部由3個中段控制，深部由7個鉆孔控制。礦體走向北東46°，走向最大延長496m，傾向南東，傾角為80°～89°，最大延深385m。有用組分分布較均勻，礦體厚度區間0.70m～14.10m，平均厚度為4.10m。

2.4 礦石特征

金廠峪金礦的礦石類型總體分為兩大類：其中一種為石英脈型較為發育；另一種類型為鈉長石脈型；除此兩類之外，可見兩者相互穿插的復脈型礦石[4-6]。

2.5 礦石礦物組成

金廠峪金礦石整體成分相對簡單，金屬礦物含量較少，礦物成分包括黃鐵礦、磁鐵礦、閃鋅礦、黃銅礦、自然金以及少量輝鉬礦、方鉛礦等；其中，95%以上的金屬礦物為黃鐵礦，是金的主要載體；自然金為礦區有用礦物，但一般礦石中肉眼很難觀察到。脈石礦物主要有石英、鈉長石，同時，在脈體中見有綠泥石、絹云母、綠簾石以及少量碳酸鹽類礦物。礦區內的次生礦物主要有褐鐵礦以及孔雀石等。

2.6 礦石結構構造

金廠峪礦區的礦石結構：自形-半自形粒狀結構、他形細粒、碎裂狀及粉末狀結構。礦石主要的構造：塊狀構造、脈狀構造、浸染狀構造、團斑狀構造、網脈狀構造等。

2.7 圍巖蝕變

本區金礦床的圍巖蝕變特征明顯，具有較強的規律性。主要有綠泥石化、絹云母化和硅化等，也發育有黃鐵礦化、鉀化、鈉化、絹英巖化、碳酸鹽化等。

3 成礦作用期次劃分

根據礦脈間的穿插關系、礦化蝕變類型以及礦物共生組合特征，將金廠峪金礦的成礦期次分為三個成礦時期，成礦主要為巖漿熱液成礦期。按照礦物共生組合特征，將熱液期劃分為四個階段：①早期石英-鈉長石脈階段，礦化較弱。②鈉長石英脈和石英脈階段，并伴有強烈絹云母化和綠泥石化。③硅化-石英脈階段：該階段主要為硅化交代圍巖。④石英-硫化物階段，熱液作用疊加，形成脈狀富礦石。⑤石英-碳酸鹽階段，含礦性較差。

發現礦區內的花崗斑巖與礦體關系密切，晚期與巖漿熱液有關的金礦的成礦作用可能為本區主成礦作用。表生期主要表現為黃鐵礦，黃銅礦等次生氧化為褐鐵礦、孔雀石等現象比較普遍，但強度分布不均，主要分布于地表-近地表氧化帶中，礦床深部較弱[7,8]。

4 控礦因素分析

礦床是在特定的地質條件下形成的特殊地質體，綜合分析其主要影響因素有三種，即巖性因素、巖漿因素、構造因素。

4.1 地層與成礦的關系

金廠峪金礦出露的地層主要為斜長角閃巖、石榴子石斜長角閃巖、混合巖化斜長角閃巖等，其是很好的儲礦巖層。在礦床形成的過程中，地層起著較為重要的作用。主要表現在，圍巖（地層）為成礦提供了部分物質來源與礦化劑，為礦床成礦時所需的物理化學條件提供必要的邊界條件。金廠峪地區圍巖主要為斜長角閃巖，本區的礦體主要賦存于石英脈及復脈帶中，在復脈帶中以絹云母-石英脈或絹云母-鈉長石英脈含金品位高，且與含脈率成正比。其中片巖中絹云母片巖的含礦性較好，而圍巖斜長角閃巖對礦化較為有利。

4.2 巖漿巖與成礦的關系

巖漿巖在侵入到地表的過程中，產生的大量熱液和能量，同時，巖漿巖為礦床的形成提供了必要的成礦物質；巖漿活動也在一定程度上影響了礦體在礦區的空間分布。

礦區內出露的巖漿巖為花崗斑巖脈巖相巖石，正是其花崗斑巖脈侵入到礦區，在中生代時期，巖漿活動加劇，為金廠峪礦區金的礦化提供了成礦物質及熱源[9]。

4.3 構造與成礦的關系

構造是成礦作用中較為重要的組成部分之一，構造在發育的過程中，為成礦物質的運移提供了通道。含金石英脈往往充填于平行逆斷層的次級斷裂或次級褶皺中，亦或充填于斷裂帶附近的脆、韌性剪切帶的強烈片理化巖石中，沿次級褶皺和次級斷裂充填的以石英細脈為主，成為含金石英脈群。在具金礦化的脆、韌性剪切帶和片理化帶疊加部位，金礦更為富集。

金廠峪六個脈帶的空間展布，延深上均表現出幾個局部片巖體膨脹，交織成菱形網狀?？偟膩碚f，構造對金廠峪金礦床的控制，在區域上表現以金廠峪復式褶皺和剪切帶的聯合控制為標志。