河北省阜平縣口子頭普查區(qū)化探異常及找礦前景分析

樊玉朋，姜興鈺，王子洋

（1.河北省地質(zhì)調(diào)查院，石家莊050081；2.中國地質(zhì)調(diào)查局天津地質(zhì)調(diào)查中心，天津300170）

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河北省阜平縣口子頭普查區(qū)化探異常及找礦前景分析

樊玉朋1，姜興鈺2，王子洋1

（1.河北省地質(zhì)調(diào)查院，石家莊050081；2.中國地質(zhì)調(diào)查局天津地質(zhì)調(diào)查中心，天津300170）

摘要：在綜合分析前期地質(zhì)、化探資料的基礎(chǔ)上，對河北省阜平縣口子頭隱爆角礫巖開展了1/1萬巖石地球化學測量工作，圈定10處異常。鉆探驗證顯示深部黃鐵絹英巖化強烈，圈定5個鉬礦體、7個銀（金）礦體，估算鉬金屬量83 t，銀金屬量10.67 t，伴生金金屬量61.81 kg。銀鉬多金屬礦體賦存于隱爆角礫巖體中，表明地表原生暈異常為礦致異常。鉆孔原生暈元素含量分布圖顯示，主要成礦元素的結(jié)晶沉淀規(guī)律符合典型熱液型礦床的元素分布特征。筆者還研究了礦體中元素的富集范圍，預測了深部盲礦體的賦存部位，并提出進一步驗證的建議。

關(guān)鍵詞：原生暈；多金屬；隱爆角礫巖；熱液活動；找礦前景

資助項目：河北省地質(zhì)勘查專項資金“河北省阜平縣口子頭銅鉬多金屬礦普查（2013995218）”

阜平縣北部地區(qū)，構(gòu)造發(fā)育，巖漿侵入作用頻繁，熱液活動強烈。1998年河北省區(qū)調(diào)隊在該區(qū)完成了1/5萬馬莊幅、下關(guān)幅區(qū)調(diào)工作，1993年河北省地質(zhì)十三隊完成了阜平幅1/20萬水系沉積物測量，圈定了多處明顯的多金屬異常[1]，本區(qū)口子頭隱爆角礫巖即處于AS27綜合異常范圍內(nèi)。此后，保定地質(zhì)工程勘查院及河北地調(diào)院通過槽、硐探工程對口子頭普查區(qū)進行過評價，發(fā)現(xiàn)了低品位鉬礦體，但由于工程布置依據(jù)不充分，工程位置不盡合理，找礦效果不理想。巖石測量方法是一種尋找?guī)r漿熱液型等隱伏礦床的理想方法[2]，前蘇聯(lián)運用原生暈法預測深部盲礦體的成功率很高[3]。2014年河北地質(zhì)調(diào)查院運用1/1萬面積性巖石測量法對本區(qū)1/20萬化探異常進行了查證，通過槽、鉆探工程，發(fā)現(xiàn)多個Au、Ag、Mo礦體。本文在綜合分析本區(qū)地表原生暈、激電異常以及鉆孔原生暈特征后，認為該區(qū)深部有良好的找礦前景，可開展進一步勘查工作。

1　區(qū)域地質(zhì)

普查區(qū)位于山西斷?。á?3）、五臺臺拱（Ⅲ29）、阜平穹褶束（Ⅳ231）北部（圖1a）。區(qū)域地層主要為新太古代阜平巖群和五臺巖群。侵入巖主要為新太古代變質(zhì)深成巖和中生代中酸性小侵入體及隱爆角礫巖體。中生代淺成中酸性小侵入體在區(qū)域內(nèi)出露較廣泛，常引起Cu、Mo、Pb、Zn、Au、Ag化探異常；特別是在小巖體內(nèi)及附近發(fā)育的隱爆角礫巖體，是本區(qū)銀鉬多金屬礦床的主要產(chǎn)出部位。

本區(qū)地處阜平隆起西北部，口子頭向斜構(gòu)造的北西段中部。褶皺構(gòu)造以背、向斜相間分布，互相平行，呈直立或歪斜狀，轉(zhuǎn)折端以背斜向北西傾伏，向斜向東仰起為特征。韌性剪切帶宏觀上表現(xiàn)為巖石的高塑性流變，剪切帶內(nèi)巖石具有強烈的條帶狀構(gòu)造，常發(fā)育有小褶皺構(gòu)造。斷裂構(gòu)造主要形成于呂梁期和燕山期，呂梁期末的斷裂呈北西走向，斷裂被古元古代輝長輝綠巖侵入，巖墻呈北西向平行展布。燕山期斷裂以北東、北西向為主。

1/20萬阜平幅水系沉積物測量工作，在阜平北部圈出鐵嶺洼綜合異常（AS27丙2），面積26.15 km2，異常以本區(qū)內(nèi)隱爆角礫巖為中心，呈橢圓狀展布，由Mo、Ag、Pb、Zn、Cu五種元素組成，元素套合較好，濃集中心一致，濃度分帶明顯，異常面積較大。

2　普查區(qū)地質(zhì)

2.1地層

區(qū)內(nèi)變質(zhì)表殼巖及蓋層不發(fā)育，主要出露地層為新生代第四系。

第四系主要分布于區(qū)內(nèi)溝谷中。為全新統(tǒng)沖洪積層，由砂、礫石和亞砂土組成。厚度一般小于5 m。

此外，沿溝谷兩側(cè)及緩坡地帶坡積物較發(fā)育，常形成環(huán)帶狀坡積“裙”。

2.2構(gòu)造

本區(qū)內(nèi)構(gòu)造形跡與區(qū)域構(gòu)造形跡基本一致，以斷裂構(gòu)造為主，褶皺構(gòu)造次之。

（1）斷裂構(gòu)造

區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造主要為呂梁期（？）和燕山期斷裂。呂梁期（？）斷裂以平行帶狀NW向斷裂為主，延長一般大于10 km，帶寬5～30 m，產(chǎn)狀70°∠65°，屬正斷層，多被輝長輝綠巖脈充填。燕山期構(gòu)造主要表現(xiàn)為NW向斷層，出露3條，傾向NE，傾角50°～75°，區(qū)內(nèi)斷續(xù)出露約0.4～1.0 km。斷裂破碎帶寬約2.5～10 m，斷裂帶內(nèi)巖石由大小不等的角礫和碎粉巖組成，巖石呈灰白色、淺黃色土狀，地表發(fā)育高嶺土化、綠泥石化。此外，圍繞隱爆角礫巖體邊緣發(fā)育放射狀節(jié)理裂隙，環(huán)帶狀構(gòu)造亦明顯可見，均為火山（或潛火山）巖漿作用的產(chǎn)物。

區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造與銀、金、鉬多金屬礦形成有著密切的時空聯(lián)系。

（2）褶皺構(gòu)造

根據(jù)巖層（片麻理）產(chǎn)狀分析，該區(qū)為一向斜構(gòu)造，走向315°左右，北東翼巖層產(chǎn)狀傾向南西，傾角20～50°；南西翼產(chǎn)狀傾向NE，傾角20～45°，局部達62°，為對稱緊閉褶曲構(gòu)造。區(qū)內(nèi)隱爆角礫巖體基本順其軸部產(chǎn)出。

2.3巖漿巖

區(qū)內(nèi)巖漿活動強烈，以新太古代變質(zhì)深成巖、元古代侵入巖和燕山期隱爆角礫巖為主。

新太古代變質(zhì)深成巖分布于普查區(qū)四周，巖性主要為黑云二長片麻巖局部夾有黑云斜長片麻巖、角閃斜長片麻巖以及角閃二長片麻巖。

元古代侵入巖分布于區(qū)內(nèi)東部，主要巖性為輝長輝綠巖、輝綠玢巖，單脈寬一般5～30 m，長數(shù)百米至數(shù)公里，呈巖墻產(chǎn)出，走向NW，傾角較陡，近于直立。

圖1　地質(zhì)、物化探異常分布圖Fig.1 Geological，geophysical and geochemical anomaly distribution mapA: 1.大河南抬斜斷塊；2.狼牙山凹褶斷束；3.蔚縣凹褶束；4.阜平穹褶束；5.贊皇穹斷束；6.紫荊關(guān)-靈山深斷裂；7.無極-衡水大斷裂；8.普查區(qū)位置；9.省界B: 1.第四系砂土；2.太古宇黑云二長片麻巖；3.隱爆角礫巖邊緣相；4.中間相；5.礦化相；6.閃長巖；7.石英斑巖；8.輝長輝綠巖；9.花崗斑巖；10.斷層；11.視極化率異常；12.原生暈異常；13.鉆孔位置及編號

燕山期侵入巖主要有隱爆角礫巖和花崗斑巖脈。隱爆角礫巖體分布于本區(qū)中部，呈不規(guī)則的筒狀產(chǎn)出，面積約1km2。按膠結(jié)物的不同，可劃分為三種巖性：花崗質(zhì)膠結(jié)隱爆角礫巖，普遍可見網(wǎng)脈狀硅化，構(gòu)成角礫巖體的中間相；凝灰質(zhì)膠結(jié)隱爆角礫巖，偶見斑團狀、星散狀黃鐵礦化，形成角礫巖體的邊緣相；礦化隱爆角礫巖，黃鐵礦化明顯，鐵帽發(fā)育，形成角礫巖體的礦化相。

此外，花崗斑巖、石英斑巖、閃長巖及閃長玢巖以巖脈或巖株形式分布在隱爆角礫巖體內(nèi)及其周圍。

3　地球物理特征

在隱爆角礫巖發(fā)育區(qū)進行了激電中梯測量，以ηs=8%為異常下限，共圈出5處激電異常（圖1b），異常圍繞隱爆角礫巖體及其外側(cè)北西-西-南三面呈環(huán)狀分布,與地質(zhì)填圖中所發(fā)現(xiàn)的隱爆角礫巖外側(cè)為礦化相的現(xiàn)象相互印證，礦化相中發(fā)育的黃鐵礦和多金屬硫化物引起了較高的視極化率。從異?？傮w分布特征看，異常應由隱爆角礫巖引起，隱爆角礫巖以西北部、西部、南部礦化相最為發(fā)育，在巖體外側(cè)激電異常的高值區(qū)可能存在隱伏隱爆角礫巖，深部金屬硫化物含量較高，具有礦化程度增強以及富集成礦的潛力。

4　地表原生暈特征

巖石測量采用1/1萬規(guī)則長方格網(wǎng)布樣，測網(wǎng)密度為100 m×20 m。采用多點取樣方式，采樣介質(zhì)為基巖碎塊，在基巖裂隙處適當專門采集蝕變物質(zhì)以提取找礦信息，取樣面積2.6 km2，實際采集樣品1 298件，采用原子光譜分析方式分析，由河北省地礦中心實驗室承擔。

通過地表原生暈測量，在本區(qū)圈出了10處綜合異常（圖1a）。主要異常元素為Pb、Zn、Ag、Cu、Mo、Au，異常分布與隱爆角礫巖體出露位置關(guān)系密切，Mo、Cu元素分布在隱爆角礫巖及其臨近圍巖部位，Pb、Zn、Ag主要分布在隱爆角礫巖邊部及近圍巖處，Au、As分布在角礫巖遠部圍巖中，形成了清晰的Au-Pb、Zn、Ag-Cu、Mo分帶特征，符合典型中-高溫（斑巖）熱液礦床中元素的分布規(guī)律[4]，反應了熱液溫度從隱爆角礫巖中心至圍巖由低到高的變化特征。說明該異常是由隱爆角礫巖形成時的巖漿熱液或氣液攜帶深部成礦元素，或與圍巖成分發(fā)生交代替位反應，使成礦元素沿斷裂及隱爆角礫巖中的角礫間隙發(fā)生富集再結(jié)晶作用，從而含量大幅度提高，形成強烈的異常強度和襯值，其中Mo元素最大襯值達到11.28，Au元素最大襯值達到4.08，Ag元素最大襯值達2.50，元素富集比相對較高，各異常元素濃集中心一致，且化探異常與激電異常吻合較好，具有較好的成礦異常指示。

通過對區(qū)內(nèi)元素進行R聚類分析，可將元素分為三類，即稀土元素La、Au-Ag-Bi-Pb-Hg、Cu-WAs-Zn-Mo-Sb三組。La主要與新太古代變質(zhì)深成巖體有關(guān)，主要分布于測區(qū)西部，區(qū)內(nèi)數(shù)值變化較小，反映了老巖體成巖時元素的礦化特征；Au-Ag-Bi-Pb-Hg，反映了中低溫的成礦組合特征；Cu-WAs-Zn-Mo-Sb反映了中高溫的礦物組合特征，分布于巖體內(nèi)外接觸帶。元素的聚合狀態(tài)反映出了區(qū)內(nèi)兩個主要的礦化元素集合體，即銅鉬礦化同生帶、銀金礦化同生帶，這與后期施工鉆孔礦化情況是相吻合的。

根據(jù)對地表原生暈的分析及推測成果，在上述異常的成礦有利部位，完成了槽探和4個孔位的鉆探驗證工作，證明了地表原生暈異常為礦（化）體引起。同時在鉆孔巖芯中采取了巖石樣品，運用鉆孔原生暈對深部成礦潛力進行分析和預測。

5　礦體特征

根據(jù)在地表化探異常高、礦化相巖體發(fā)育處進行的槽探和鉆探驗證工作，地表與深部共圈定了5個鉬礦體、7個銀金礦體，經(jīng)專家評審，估算鉬金屬量83 t、銀金屬量10.67 t、伴生金金屬量61.81 kg。對主要礦體簡要介紹如下：

Mo1號鉬礦體位于F1斷層上下盤附近，呈陡傾斜薄層狀產(chǎn)出，地表出露。礦體斜深270 m，長約100 m，平均厚度為1.47 m；礦體走向108°，傾向18°，傾角約63°，平均品位0.038%。礦體由黃鐵輝鉬礦化隱爆角礫巖組成。頂?shù)装鍑鷰r均為礦化隱爆角礫巖。礦體產(chǎn)于礦化隱爆角礫巖中。地表礦體的存在對地表發(fā)育近礦蝕變的現(xiàn)象給出了有力的解釋。

Mo2號鉬礦體也位于F1斷層上下盤附近，礦體斜深50 m，長約100 m，厚度3.35 m，產(chǎn)狀為60° ∠55°。平均品位0.057%。礦體以褐鐵礦化隱爆角礫巖為主，次為褐鐵礦化蝕變黑云二長片麻巖，礦體頂板為隱爆角礫巖，底板為二長片麻巖。

Mo3號鉬礦體由ZK002、ZK601兩鉆孔控制，為一盲礦體?？刂频V體長400 m，延深100 m左右，平均厚0.85m，礦體產(chǎn)狀27°∠59°。平均品位0.049%。礦體以輝鉬礦化硅化蝕變黑云二長片麻巖為主，次為黃鐵輝鉬礦化構(gòu)造蝕變巖，礦體頂?shù)装鍨楹谠贫L片麻巖為主。

Mo4號鉬礦體由ZK501鉆孔控制，見礦于孔深405.76～407.41 m處，真厚為1.53 m，產(chǎn)狀38°∠22°，平均品位0.038%。礦體由黃鐵礦化硅鉀化蝕變黑云二長片麻巖組成，頂?shù)装鍑鷰r均為黑云二長片麻巖。

Mo5號鉬礦體由ZK1601鉆孔控制，礦體賦存于孔深382.76～384.26 m處。礦體厚1.32 m，傾角47°，鉬平均品位0.032%。礦體由黃鐵礦化硅化隱爆角礫巖組成，頂板圍巖為隱爆角礫巖，底板為煌斑巖脈。

Ag1-Ag6號銀金礦體由ZK601孔控制，集中分布于其孔深195.66～353.16m處的隱爆角礫巖帶中，呈似層狀或透鏡狀產(chǎn)出，單工程見礦推測延長、斜深均在80 m左右，礦體厚0.90～4.44 m，總體產(chǎn)狀為30°∠57°，礦體礦石均為黃鐵絹英巖化隱爆角礫巖，與圍巖界線肉眼難以辨認，均靠化驗結(jié)果區(qū)分，單礦體平均品位：銀48.04×10-6～179.75×10-6，伴生金0.12×10-6～0.91×10-6。

Ag7號銀金礦體位于ZK1601孔孔深32.41～33.51 m處礦化石英斑巖脈中，推測延長、斜深在80 m左右，產(chǎn)狀為140°∠60°，礦體厚0.55 m，銀品位204×10-6、伴生金品位0.28×10-6；礦石為黃鐵礦化、硅化角礫化石英斑巖。

由鉆探驗證看出，地表原生暈圈出的高值異常對深部成礦的指示作用比較明顯，深部礦體的存在與地表發(fā)育遠礦蝕變相互映證。沿F1構(gòu)造發(fā)育的隱爆角礫巖帶具較大找礦潛力。

6　鉆孔原生暈特征

巖芯中發(fā)育的硫化物主要為黃鐵礦、偶見黃銅礦，結(jié)合地表原生暈主要為Mo異常的情況，樣品基本分析原來只分析了Cu、Mo兩種元素，后在鉆孔巖石樣分析結(jié)果中出現(xiàn)了較高的Au、Ag異常，其中Ag含量達145×10-7，遂進行了Au、Ag元素的補充測試，發(fā)現(xiàn)多處Ag、Au礦體。

運用巖石樣原生暈測試結(jié)果繪制了元素含量曲線圖（圖3），在鉆孔ZK601曲線圖中可以看出，成礦元素原生暈高值處與礦體位置對應較好，說明本區(qū)鉆孔原生暈能夠很好地反映礦化程度。中低溫元素Au、Ag原生暈數(shù)值增減趨勢基本一致，指示本區(qū)可能具有Au、Ag密切共伴生的關(guān)系，中高溫元素Cu、Mo原生暈數(shù)值增減趨勢基本一致，這符合典型的熱液礦床元素按照溫度分帶結(jié)晶的規(guī)律。

在熱液型多金屬礦床中，同一期次的巖漿侵入或熱液活動形成的成礦前緣暈在礦體前緣一般可達100～300 m或更遠[5]，元素結(jié)晶析出的溫度由深部向淺部逐漸降低，巖漿熱液上升過程中，中高溫元素先行富集沉淀，低溫元素則繼續(xù)上升一定距離后再結(jié)晶析出，也就是說低、中、高溫元素的礦物結(jié)晶賦存位置要大約相互間隔200m左右。

圖3　鉆孔601礦體分布及元素含量曲線圖Fig.3 ZK601 Ore body distribution and elementcontent curve1.第四系；2.黑云角閃斜長片麻巖；3.淺色變粒巖；4.隱爆角礫巖；5.礦體位置及編號

通過對ZK601元素含量曲線圖分析，推測本區(qū)發(fā)生了至少3次巖漿氣液活動，強度大小不等。Cu、Mo元素發(fā)育兩個明顯異常帶，Au、Ag元素發(fā)育一個中等異常帶和一個大規(guī)模強異常帶。其中，孔深40～140m處發(fā)育較為明顯的Mo異常屬于第一個期次（“第一”不代表時間前后，下同）熱液活動的尾暈，即該期次較深部位的高溫元素異常暈，該原生暈的中淺部中低溫帶元素異常暈已被風化作用剝蝕殆盡；孔深100 m處的Ag異常與400～410 m處的Mo異常屬于第二個期次熱液活動形成的異常，其中Ag異常為本期次的淺部低溫暈帶，Mo異常為深部高溫暈帶；孔深280～360 m處Au、Ag異常的規(guī)模及強度較大，屬于第三個期次巖漿熱液活動形成的原生暈，是該期次中的淺部異常，推測相應于本期Ag（Au）元素的中高溫元素Cu、Mo異常位于Ag（Au）深部100～300 m，即孔底以下100～200 m處，經(jīng)巖芯分析，本期形成的多層Ag（Au）礦體，達到了工業(yè)品位，考慮到本期Au、Ag異常規(guī)模大，孔底視極化率高達到8%，孔底零星細脈狀黃鐵礦不足以引起高視極化率的情況，推測下部Mo礦化強度高，礦（化）體規(guī)模大，主要分布在隱爆角礫巖體靠近外部的礦化相及圍巖接觸帶的混合巖化片麻巖中。

7　礦化蝕變特征

圍巖蝕變在隱爆角礫巖體及接觸圍巖中發(fā)育較強，向外明顯減弱。礦化蝕變主要有黃鐵礦化、硅化、鉀化、絹云母化、云英巖化，次為高嶺土化、綠泥石化、綠簾石化、碳酸鹽化等。

黃鐵礦化：在中心相、邊緣相隱爆角礫巖中，黃鐵礦多為細粒狀，以云團狀、星散浸染狀分布在膠結(jié)物中；在礦化蝕變隱爆角礫巖中，黃鐵礦多為粗粒狀呈團塊富集，在礦體中尤為明顯，次為細粒-微粒狀，以云團狀、細脈浸染狀分布于花崗質(zhì)膠結(jié)物中。

硅化：整個隱爆角礫巖體，普遍具疏密不勻的灰白色石英細脈分布。礦化隱爆角礫巖中，硅化常與黃鐵礦化共生，表現(xiàn)為石英細脈穿插或團塊狀充填交代巖石之現(xiàn)象，局部地段形成黃鐵礦化云英巖條帶，并多見小的晶洞和晶簇發(fā)育。

鉀化：鉀化與硅化關(guān)系密切，二者常相伴產(chǎn)出。呈斑雜狀、不規(guī)則脈狀分布于巖石中。此外，宏觀上表現(xiàn)為以鉀長石為主的長英質(zhì)脈體充填于隱爆角礫巖體邊部的放射狀裂隙中，局部見粉紅色純鉀長石透鏡狀脈體沿片麻理斷續(xù)分布。

絹云母化：表現(xiàn)為鉀長石、斜長石被熱液蝕變后為絹云母所交代。

綠泥、綠簾石化：呈細小鱗片狀、微粒狀集合體，沿裂隙細脈狀分布。

碳酸鹽化：多雜亂分布在巖石中，與石英顆粒鑲嵌分布。

高嶺土化：主要發(fā)育在F1斷層經(jīng)過隱爆角礫巖地段，地表巖石呈粉末狀和土狀。

由隱爆角礫巖至圍巖，蝕變分帶性較明顯，發(fā)育有鉀化→硅化→絹云母化→綠泥、綠簾石化→碳酸鹽化。蝕變現(xiàn)象符合典型熱液-斑巖型礦床的分帶特征[6]，近礦蝕變的發(fā)育說明近地表賦存有礦體或礦體大部分已被剝蝕，遠礦蝕變的分布預示深部可能仍有礦體存在，且該礦體的近礦蝕變未在地表出露。

8　結(jié)束語

本次工作主要運用1/1萬原生暈測量方法，對1/20萬化探異常進行了驗證，目前發(fā)現(xiàn)了5個鉬礦體、7個銀金礦體，說明原生暈找礦方法在本區(qū)應用效果較好。通過對鉆孔原生暈進行深入分析，認為隱爆角礫巖中至少發(fā)生了3次后期熱液活動，可能賦存3套不同時期形成的低-中-高溫元素礦體體系。目前圈定的Ag2-Ag6號金銀伴生礦體為第三期次熱液活動形成的礦體，其下部極有可能存在規(guī)模較大的Mo礦體。結(jié)合地質(zhì)條件與鉆孔深部暈的推測，本區(qū)深部具有良好的成礦前景。

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中圖分類號：P632

文獻標識碼：A

文章編號：1672-4135（2016）01-0071-05

收稿日期：2015-12-24

作者簡介：樊玉朋（1982-），工程師，2009年畢業(yè)于中國地質(zhì)大學（北京）地質(zhì)工程系，從事金屬礦產(chǎn)勘查工作，Email：fyp2001001@163.com。