北京北直河銀鉛鋅多金屬礦床地質(zhì)地球化學(xué)特征及成礦模式

方同明，孫永華，郭熙鳳，王志輝

（1．北京市地質(zhì)調(diào)查研究院，北京100195；2．中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京），北京100083）

北京北直河銀鉛鋅多金屬礦床地質(zhì)地球化學(xué)特征及成礦模式

方同明1，2，孫永華1，郭熙鳳1，王志輝1

（1．北京市地質(zhì)調(diào)查研究院，北京100195；2．中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京），北京100083）

北直河銀鉛鋅多金屬礦床位于北京西部山區(qū)，礦體主要賦存于薊縣系鐵嶺組、霧迷山組，受斷裂和層間裂隙控制。通過(guò)綜合研究區(qū)域地質(zhì)、控礦構(gòu)造、礦床成因、礦床時(shí)空演化以及水系沉積物地球化學(xué)特征等，發(fā)現(xiàn)成礦元素Ag，Pb，Zn地球化學(xué)異常與礦體展布基本一致，異常帶連續(xù)穩(wěn)定、規(guī)模大，是有利的銀、鉛、鋅多金屬成礦遠(yuǎn)景區(qū)，且具有較大的找礦潛力。在總結(jié)該礦床的礦床特征、地球化學(xué)特征的基礎(chǔ)上，探討了礦床的成礦模式。

北直河銀鉛鋅多金屬礦床；地球化學(xué)特征；成礦模式；北京市

1 區(qū)域地質(zhì)背景

北京市房山區(qū)北直河地區(qū)是銀鉛鋅多金屬礦礦集區(qū)，屬京西銀、鉛、鋅多金屬成礦區(qū)［12］。20世紀(jì)80—90年代，在該區(qū)相繼發(fā)現(xiàn)了古硐坡、光景、磨米坨、北直河等礦（化）點(diǎn)［3］。該區(qū)位于太行山北段，晉冀古陸塊的太行山巖漿弧［45］、十渡—房山陸表海盆地碳酸鹽巖臺(tái)地碎屑碳酸鹽巖 白云巖建造［6］及印支期近EW向隆起區(qū)帶內(nèi)。

區(qū)內(nèi)出露地層（圖1）為中元古界薊縣系、青白口系，為典型的潮間 潮下相濱海沉積［7］。按沉積建造和巖性組合，地層由老到新為薊縣系霧迷山組（Jx w）、洪水莊組（Jx h）、鐵嶺組（Jx t），青白口系下馬嶺組（Qb x）、龍山組（Qb l）和景兒峪組（Qb j），其巖性為白云巖 泥晶白云巖 灰質(zhì)白云巖 泥質(zhì)粉砂巖-含礫石英粗砂巖 泥灰?guī)r組合［8］。區(qū)內(nèi)NE向構(gòu)造發(fā)育較為強(qiáng)烈，近EW向次之。褶皺構(gòu)造主要有北部的百花山向斜和北直河短軸背斜，斷裂構(gòu)造較大的有魚(yú)骨寺高角度正斷層、霞云嶺逆沖推覆斷層。褶皺、斷裂和層間破碎帶為主要的控礦構(gòu)造。礦化多見(jiàn)于薊縣系鐵嶺組上部層間破碎帶內(nèi)，近SN向陡傾裂隙復(fù)合部位礦化集中發(fā)育，有明顯的塔松狀成礦特點(diǎn)。鐵嶺組下部的霧迷山組中亦有礦化出現(xiàn)。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2．1 含礦地層

區(qū)域有2個(gè)含礦建造，由老至新為：①薊縣系霧迷山組，由淺灰黑色厚層泥晶白云巖、疊層石白云巖、含砂白云巖組成；②薊縣系鐵嶺組，由淺灰色中厚層白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r夾薄層頁(yè)巖及礫屑白云巖組成。

2．2 構(gòu)造

區(qū)內(nèi)背斜位于大青杠、北直河、大橫嶺、杏兒地、賈峪口一帶，寬約8 km，長(zhǎng)約12 km，總體呈近EW向，南北對(duì)稱，軸面直立。斷層分布于棗樹(shù)行、下河

3 礦床地質(zhì)特征

圖1 北京北直河銀鉛鋅礦區(qū)地質(zhì)略圖［9］Fig．1 Geological sketch map of the Beizhihe Ag-Pb-Zn ore district in Beijing

3．1 礦體特征

區(qū)內(nèi)礦（化）體有2種產(chǎn)出形式：①礦（化）體與巖層產(chǎn)狀總體一致，呈層狀、似層狀充填于薊縣系鐵嶺組上部距鐵嶺組頂部30～50 m的層間破碎帶內(nèi)，礦化體與圍巖界線清楚；礦化體一般厚1～1．5 m，最厚達(dá)4 m，薄時(shí)只有0．3～0．5 m；②礦（化）體充填在NNW-SN向的陡傾裂隙中，形成陡立狀礦脈，有時(shí)變?yōu)镹NE向，向E陡傾，傾角75°～85°。在陡傾裂隙與層間破碎帶交匯部位礦體膨大，礦體延深＞10 m，延長(zhǎng)＞100 m。礦體在陡傾裂隙旁側(cè)近水平的層間破碎帶中呈透鏡狀產(chǎn)出。

3．2 礦石特征

圖2 北直河礦區(qū)Z1勘探線剖面圖Fig．2 Section along exploration line Z1in the Beizhihe ore deposit

礦物成分主要為方鉛礦、黃鐵礦、輝銀礦、自然銀、脆銀礦、銀黝銅礦，其次為黃銅礦、斑銅礦等，次生礦物為褐鐵礦、白鉛礦、孔雀石、銅藍(lán)、膽礬等。礦石具自形或他形粒狀結(jié)構(gòu)、文象結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)，以及方鉛礦特有的黑三角孔結(jié)構(gòu)（氧化后呈環(huán)帶、鑲邊等結(jié)構(gòu)）；具有塊狀角礫狀構(gòu)造。水庫(kù)、茼蒿峪、四合村一帶，走向NE，傾向SE，傾角多為20°左右，前鋒帶下河水庫(kù)—茼蒿峪一帶較陡，達(dá)50°～60°。斷裂穿越霧迷山組、洪水莊組、鐵嶺組、下馬嶺組等。區(qū)內(nèi)銀鉛鋅礦床受近EW向背斜控制，被NE向逆掩推覆斷裂切割。背斜和斷裂復(fù)合部位的構(gòu)造裂隙、層間裂隙為礦體主要賦存部位。陡傾裂隙早期為明顯的導(dǎo)礦構(gòu)造，層間破碎帶則為明顯的容礦構(gòu)造，為成礦有利部位。礦脈進(jìn)入層間破碎帶后迅速減薄或逐漸減薄直至尖滅，具明顯的塔松狀成礦特點(diǎn)。

2．3 巖漿巖

區(qū)內(nèi)巖漿巖不發(fā)育，主要有沿背斜軸部構(gòu)造裂隙貫入的NW向輝長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖脈、斜長(zhǎng)細(xì)晶巖以及東部零星分布的閃長(zhǎng)巖、花崗巖小巖株和巖脈。

3．3 圍巖蝕變

礦化蝕變主要有重晶石化、螢石化、硅化、黃鐵礦化、褐鐵礦化等。

4 水系沉積物地球化學(xué)異常特征

北直河地區(qū)銀出現(xiàn)明顯的濃集異常，異常規(guī)模較大，與已知銀礦化點(diǎn)較為吻合。

4．1 1∶200 000水系沉積物地球化學(xué)特征

異常位于北直河—六合村一帶喬麥山穹隆核部，呈不規(guī)則狀展布，異常面積約260 km2。Ag異常平均值為167．5×10－9，最高3 080×10－9；Pb異常平均值為32．1×10－6，最高673×10－6；Zn異常平均值為80×10－6，最高260．5×10－6。異常元素組合復(fù)雜，Ag，Cu，Pb，Zn，Hg，Mo，Cd，Sb，Bi各元素異常均有明顯的濃集中心，且吻合程度較高。成礦元素異常主要由發(fā)育在鐵嶺組中的礦化引起。地表重晶石脈發(fā)育，以鉛、鋅礦化為主，與北直河鉛、鋅礦點(diǎn)吻合。Hg異?？赡苡傻貙又许?yè)巖等高背景含量巖石引起，Cd異常可能與閃鋅礦化伴生（圖3）。

4．2 1∶50 000水系沉積物地球化學(xué)特征

異常位于北直河—六合村一帶，呈不規(guī)則狀展布，面積約125 km2。Ag異常平均值為300×10－9，最高30 000×10－9；Pb異常平均值為50×10－6，最高200×10－6；Zn異常平均值為170×10－6。異常元素組合復(fù)雜，Ag，Au，Cu，Pb，Zn，Mn，Mo各元素異常均有明顯的濃集中心，且吻合程度較好，成礦元素異常主要由發(fā)育在鐵嶺組中的礦化引起，以鉛、鋅礦化為主，與北直河鉛、鋅礦點(diǎn)吻合（圖4）。

圖3 區(qū)域1∶200 000化探異常剖析圖［10］Fig．3 Profile chart of geochemical anomly at scale 1∶200 000

圖4 礦區(qū)1∶50 000地球化學(xué)異常剖析圖［10］Fig．4 Geochemical exploration profile chart of the deposit area at scale 1∶50 000

5 成礦模式

將綜合信息處理的結(jié)果、區(qū)域成礦規(guī)律及描述性模型相結(jié)合，歸納出礦床成礦模式［11］，對(duì)礦床成礦環(huán)境、含礦巖石特征、構(gòu)造、礦床成因、成礦時(shí)代、圍巖蝕變等進(jìn)行總結(jié)［1213］，修編成礦床成礦模式圖（圖5）。

（1）成礦環(huán)境。北直河復(fù)式背斜的次級(jí)褶皺構(gòu)造虛脫部位和近SN向構(gòu)造裂隙帶是區(qū)內(nèi)主要控礦構(gòu)造。礦化多見(jiàn)于薊縣系鐵嶺組上部層間破碎帶內(nèi)與近SN向陡傾裂隙復(fù)合部位，按幔枝構(gòu)造成礦理論［14］，應(yīng)屬于幔枝末端的低溫充填型銀多金屬礦床類型，顯示出塔松式成礦特點(diǎn)。

（2）控礦構(gòu)造。區(qū)內(nèi)主體褶皺構(gòu)造為北直河背斜，其北翼次級(jí)褶皺發(fā)育；斷裂構(gòu)造以NE向?yàn)橹鳎琋WW向近EW向次之，在硐探工程和老硐中可見(jiàn)規(guī)模較小的近SN向斷裂。斷裂褶皺形成的層間裂隙形成較好的容礦、貯礦通道。斷裂構(gòu)造是區(qū)內(nèi)控礦、導(dǎo)礦和儲(chǔ)礦的良好空間，具有較好的礦質(zhì)沉淀場(chǎng)所［15］。

（3）成礦階段。

中低溫?zé)嵋弘A段。根據(jù)礦物組合分為2個(gè)亞階段：早期亞階段，方鉛礦顆粒較大，銀礦物主要為銀黝銅礦、輝銀礦和自然銀，見(jiàn)有黃銅礦、斑銅礦和黝銅礦，脈石礦物主要為石英；晚期亞階段，方鉛礦顆粒較小，有時(shí)成細(xì)脈狀穿插在脈石礦物中，銀礦物主要為銀黝銅礦、輝銀礦和脆銀礦，未見(jiàn)黃銅礦、斑銅礦，脈石礦物主要為重晶石和螢石。

圖5 北直河銀鉛鋅多金屬礦床成礦模式圖Fig．5 Metallogenic model of the Beizhihe Ag-Pb-Zn deposit

次生氧化階段。由于處于侵蝕基準(zhǔn)面以上，出露標(biāo)高較高，次生氧化作用極其強(qiáng)烈，原生的方鉛礦、黃鐵礦、黃銅礦等強(qiáng)烈氧化，成氧化殘余結(jié)構(gòu)、環(huán)帶結(jié)構(gòu)等，發(fā)育次生褐鐵礦、白鉛礦、孔雀石、銅藍(lán)和膽礬。

（4）礦床成因。成礦方式以充填作用為主，礦體與圍巖界線清楚，交代作用極其微弱；礦物組合為典型的中低溫礦物組合；成礦元素主要為銀、鉛、鋅，其次為金、銅，礦床屬中低溫?zé)嵋撼涮钚豌y多金屬礦床。

6 結(jié)論

（1）1∶200 000水系沉積物異常和1∶50 000水系沉積物異常均顯示Au，Ag，Pb，Zn的區(qū)域化學(xué)組合異常，異常與區(qū)內(nèi)已知銀鉛鋅礦化點(diǎn)位置吻合，異常帶穩(wěn)定連續(xù)、規(guī)模大，是區(qū)內(nèi)金、銀的重要找礦遠(yuǎn)景區(qū)。

（2）礦（化）多產(chǎn)于褶皺構(gòu)造的虛脫部位和層間破碎帶中，以低溫?zé)嵋撼涮罘绞匠傻V，形成層狀、似層狀、透鏡狀礦（化）體。在老硐中已見(jiàn)到沿340°～350°及近SN向構(gòu)造裂隙發(fā)育的陡立礦脈，立脈與近水平的層間礦化體交匯部位，礦體膨大，且品位變高。

（3）從成礦元素和與成礦有關(guān)的指示元素（As，Sb，Bi）的豐度值看，在礦化較強(qiáng)地段，成礦元素和指示元素豐值均高于非礦化地段。As，Sb，Bi為低溫遠(yuǎn)程元素組合，說(shuō)明成礦溫度低，元素?cái)U(kuò)散范圍小，成礦作用是充填型的，對(duì)圍巖交代作用極其微弱。

（4）從區(qū)內(nèi)成礦及伴生元素的背景值可看出，礦化雖集中在鐵嶺組上部，但該層位的成礦元素及伴生指示元素背景值均不高，有的甚至低于地殼或同類巖性的克拉克值。其中與礦化緊密伴生的重晶石化是Ba元素富集部位，而鐵嶺組中的Ba元素低于地殼甚至同類碳酸鹽巖的克拉克值，顯然成礦物質(zhì)也不是來(lái)自鐵嶺組本身，而是后期外來(lái)物質(zhì)充填。故鐵嶺組不是礦源層，成礦物質(zhì)來(lái)自深部成礦熱液。

（5）與礦化有關(guān)的蝕變以重晶石化、硅化為主，其次有碳酸鹽化、螢石化及次生褐鐵礦化。這些蝕變現(xiàn)象僅見(jiàn)于礦（化）體內(nèi)，范圍很窄，與圍巖界線清楚，突變現(xiàn)象十分明顯，顯示出低溫充填特點(diǎn)。至于圍巖中的絹云母化、石榴石化蝕變，屬于區(qū)域熱動(dòng)力變質(zhì)作用產(chǎn)物，與成礦作用無(wú)關(guān)。

［1］ 方同明，孫永華，尤世娜，等．北京市區(qū)域成礦規(guī)律初步研究［J］．地質(zhì)找礦論叢，2012，27（3）：261-270．

［2］ 北京市地質(zhì)礦產(chǎn)局．北京市區(qū)域地質(zhì)志［M］．北京：地質(zhì)出版社，1991．

［3］ 姜守玉，姚俊英．北京市金、銀礦第二輪成礦遠(yuǎn)景區(qū)劃匯總報(bào)告及“九五”找礦地質(zhì)工作部署建議［R］．北京：北京市地質(zhì)研究所，1994．

［4］ 葉天竺，張智勇，肖慶輝，等．全國(guó)礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)成礦地質(zhì)背景研究技術(shù)要求［M］．北京：地質(zhì)出版社，2010．

［5］ 尤世娜，方同明，孫永華，等．北京市礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)成礦地質(zhì)背景研究課題設(shè)計(jì)［R］．北京：北京市地質(zhì)調(diào)查研究院，2008．

［6］ 尤世娜，方同明，孫永華，等．北京市大地構(gòu)造研究［R］．北京：北京市地質(zhì)調(diào)查研究院，2011．

［7］ 鮑亦岡，劉振風(fēng)，等．北京地質(zhì)百年研究：北京地區(qū)基礎(chǔ)地質(zhì)研究的歷史與最新成果［M］．北京：地質(zhì)出版社，2001．

［8］ 鮑亦岡．北京市巖石地層［M］．武漢：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社，2008．

［9］ 徐長(zhǎng)有，王增護(hù)，田景祥．北京房山霞云嶺地區(qū)銀多金屬礦普查評(píng)價(jià)地質(zhì)報(bào)告［R］．北京：北京市地質(zhì)調(diào)查所，2005．

［10］ 郭熙鳳，方同明，王志輝．北京市錳、鉬、鉻、銀、螢石礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)化探資料應(yīng)用成果報(bào)告 ［R］．北京：北京市地質(zhì)調(diào)查研究院，2012．

［11］ 肖克炎，丁建華，婁德波．東天山斑巖銅礦資源潛力評(píng)價(jià)［J］．地質(zhì)與勘探，2009，45（6）：637-644．

［12］ 郭熙鳳，方同明，王志輝．北京市錳、鉬、鉻、銀、螢石礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)化探資料應(yīng)用成果報(bào)告［R］．北京：北京市地質(zhì)調(diào)查研究院，2012．

［13］ 方同明，尤世娜，王志輝，等．北京市錳、鉬、鉻、銀、螢石礦資源潛力評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)成果報(bào)告［R］．北京：北京市地質(zhì)調(diào)查研究院，2012．

［14］ 方同明，尤世娜，李莉，等．北京市區(qū)域成礦規(guī)律研究成果報(bào)告［R］．北京：北京市地質(zhì)調(diào)查研究院，2012．

［15］ 牛樹(shù)銀，孫愛(ài)群，劉建明，等．大興安嶺中南段幔枝構(gòu)造成礦控礦及其成礦預(yù)測(cè)［C］∥構(gòu)造地質(zhì)學(xué)新理論與新方法學(xué)術(shù)研討會(huì)論文摘要集，2006．

［16］ 李香資，班宜紅，權(quán)知心，等．內(nèi)蒙古興和縣曹四夭鉬礦床地球化學(xué)特征及成礦模型探討［J］．地質(zhì)調(diào)查與研究，2012，35（1）：39-46．

Geological and geochemical characteristics of the Beizhihe
Ag Pb Zn poly metallic deposit in Beijing and its metallogenic model

FANG Tongming1，SUN Yonghua1，GUO Xifeng1，WANG Zhihui1
（1．Beijing Geological Survey，Beijing 100195，China；2．China University of Mining&Technology（Beijing），Beijing 10083，China）

Beizhihe Ag-Pb-Zn deposit is located in the west mountainous area of Beijing．Ore bodies occur in Tieling and Wumishan formations of Jixian System and are controlled by fault and inter-formation fissure．Analysis of regional geology，ore-control structure，genesis and tempo-spatial evolution and geochemical characteristics of stream sediments and soil survey show that Ag-Pb-Zn anomaly is coincided with extension of ore bodies．Metallogenic model is built on basis of deposit and geochemical characteristics of the deposit．

Beizhihe Ag-Pb-Zn deposit；geochemical features，metallogenic model，Beijing

P613；P618．4

： A

10．6053／j．issn．1001-1412．2014．01．020

2013-04-12； 責(zé)任編輯： 趙慶

中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局項(xiàng)目（編號(hào)：1212010881603）資助。

方同明（1979 ），男，碩士研究生，學(xué)士，2003年畢業(yè)于中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京校區(qū)），專業(yè)為地質(zhì)構(gòu)造學(xué)。通信地址：北京市海淀區(qū)西四環(huán)北路123號(hào)地質(zhì)大廈2層；郵政編碼：100037；E-mail：fangtongming＠163．com