北京市黃松峪金礦物自然重砂異常分析

張曉亮，張 磊，方同明，白凌燕，劉振華

（北京市地質調查研究院，北京 102206）

北京市黃松峪金礦物自然重砂異常分析

張曉亮，張 磊，方同明，白凌燕，劉振華

（北京市地質調查研究院，北京 102206）

依托于“北京市礦產資源潛力評價”項目自然重砂和化探專題，結合北京黃松峪地區(qū)的金礦分布特征，對已有的1：20萬自然重砂和1：5萬水系沉積物地球化學數據處理后，進行綜合對比分析研究。結果表明：黃松峪地區(qū)金礦物自然重砂異常與地球化學異常，兩者的吻合程度高，自然重砂異常完全在地球化學異常的范圍內，且93%的范圍存在于地球化學異常II級與III級富集帶中，所圈出的自然重砂和地球化學異常能直接指示相應地質體的含礦性。同時，自然重砂異常亦表明，在一級異常點密集的區(qū)域，是尋找金礦的最有利部位。從而驗證了，利用自然重砂對尋找金礦的有效性。

自然重砂；地球化學；黃松峪；區(qū)域找礦方法

0 引言

重砂找礦法是一種簡便、經濟、有效的找礦方法（董國臣等，2014）。該方法是以各種疏松沉積物中的自然重砂礦物為主要研究對象，以重砂取樣為主要手段,以追索尋找砂礦和原生礦為主要目的的一種地質找礦方法（候德義，1997）。據采樣對象不同分為兩種方法：自然重砂、人工重砂。自然重砂(河流重砂)主要用來尋找在表生條件下礦石礦物物化性質比較穩(wěn)定的砂礦和原生礦床(如自然金、自然鉑、黑白鎢礦、錫石礦、辰砂礦、鈦鐵礦、鉻鐵礦、REE、金剛石、黃玉等金屬非金屬礦及部分硫化物礦床)。人工重砂主要用來研究劃分地層，對比巖體，研究礦床成因，成礦元素的賦存狀態(tài)，礦物的標型，了解成礦特點，研究礦體的剝蝕深度，進行成礦預測等。近幾年來，由于全國礦產資源潛力評價項目的開展，使得自然重砂找礦方法重新受到關注，一些專家學者使用自然重砂找礦方法取得了良好的區(qū)域找礦效果（嚴向軍等，2008；張大可等，2007；關玉波，2011；吳禮彬等，2010；賀洋等，2011；董國臣等，2015）。本次筆者采用自然重砂方法，對北京黃松峪地區(qū)金礦進行預測找礦，取得了良好的效果。

1 地質背景

黃松峪金礦區(qū)位于燕山臺褶帶薊縣中坳褶平谷中穹斷東部，處于萬莊子—關山背斜的南東部位（鮑亦岡等，2001）。該區(qū)域斷裂構造十分發(fā)育，NE向斷裂規(guī)模較大，NW向斷裂成群成帶密集分布。出露地層為長城系常州溝組、串嶺溝組和大紅峪組等，第四系以殘坡積、洪積物為主，常州溝組主要由含礫長石砂巖、鐵質石英巖、含礫石英砂巖、砂礫巖組成，串嶺溝組主要分布于平坦的山頂上，巖性為粉砂質頁巖、泥質白云巖及硅質條帶白云巖等，含金石英脈賦存于常州溝組石英砂巖中。此外，區(qū)內巖漿活動頻繁，以脈巖為主，主要有鈉長斑巖、正長斑巖、閃長斑巖、霏細斑巖等，以中性及偏堿性巖脈較為常見，并有火山角礫巖脈體分布（圖1）。

2 區(qū)域成礦地質條件

黃松峪成礦區(qū)初露地層主要是長城系常州溝組、串嶺溝組、團山子組、大紅峪組以及薊縣霧迷山組，長城系各組與上覆第四系呈角度不整合接觸。長城系常州溝組石英砂巖廣泛分布于黃松峪金礦區(qū)北西部，其上為串嶺溝組頁巖、團山子組泥質白云巖、大紅峪組砂頁巖、安山巖及高于莊組白云質灰?guī)r。長城系常州溝組以碎屑巖為主，主要由河流相黃褐、淺紅色砂巖和濱海沙灘相白色石英巖狀砂巖組成，大型交錯層理發(fā)育。串嶺溝組是一套淺海相潮間帶沉積，分上、下兩段，下端主要為頁巖，上段為硅質砂巖。地貌多形成溝谷或低山，該組厚880m，與上覆團山子組呈整合接觸。團山子組地層位含鐵質白云巖。大紅峪組厚度與巖性變化較大，砂巖中多含長石。高于莊組是一套以碳酸鹽為主的地層，多為燧石團塊灰?guī)r、頁巖及石英砂巖。

圖1 黃松峪地區(qū)地質圖Fig.1 Geological map of Huang songyu area

礦區(qū)斷裂構造極為發(fā)育，NE向、NW向、近EW向均有產出，其中NE向斷裂規(guī)模較大，如黃松峪—將軍關弧形斷裂將礦區(qū)分為兩部分。北側上升，南側下降。其他斷裂一般較窄。為剪切壓扭性和擠壓破碎帶為主，延伸較大。礦區(qū)幾乎所有的含金石英脈、含金硫化物脈充填在此組裂隙中。NE向斷裂可能是在基底上EW向斷裂基礎上發(fā)展而成，不少角礫巖體沿此斷裂出現。

礦區(qū)巖漿活動主要表現為中元古代火山噴發(fā)和角礫巖體侵入及燕山期各種巖脈的侵入。礦區(qū)目前發(fā)現的20多個火山角礫巖筒，大都出現在常州溝組砂巖中。角礫成分主要以玄武巖、粗面巖、白云巖及少量斜長片麻巖。膠結物為晶屑及泥質、碳酸鹽類。巖筒內蝕變強烈，以硅化、綠泥石化、碳酸鹽化為主，巖筒內具金礦化。

礦區(qū)蝕變主要有硅化、黃鐵礦化、絹云母化、碳酸鹽化，其中硅化、黃鐵礦化與金礦化關系最為密切。硅化在礦體上部發(fā)育，表現為含金石英脈、含金硅化脈，向下逐漸過渡到以黃鐵礦化為主。硅化、黃鐵礦化是本區(qū)最為發(fā)育的蝕變，多發(fā)育在脈體兩側和巖筒邊部，是一種很好的找礦蝕變標志。

3 礦床特征

黃松峪金礦礦體形態(tài)呈脈狀、透鏡狀、扁豆狀、串珠狀、細脈狀等。含金石英脈總體上沿SW向構造成群、成帶平行排列或呈樹枝狀密集分布。走向自東向西，由SW向逐漸轉為SSW向。而脈體的分布由北向南逐漸收斂，脈體數減少,脈體間距加大。此外，一般平直脈體沿走向和傾向厚度變化很小，與圍巖界線清楚，延長延伸較大。不規(guī)則脈狀，脈體基本沿一定方向延伸，有膨大窄縮、尖滅及分支復合現象，與圍巖界線呈波狀或不規(guī)則狀。如含金石英脈由于受到后期構造破壞（剪切性）在礦體中往往呈似脈狀、透鏡狀或不規(guī)則狀。其連接部分：含金硅化碎裂巖、含金糜棱巖均可為礦體的組成部分。細脈和網狀脈主要發(fā)育在破碎帶中，并沿著不同方向的破碎裂隙填充。

4 區(qū)域自然重砂礦物及自然重砂特征

金礦預測類型為巖漿熱液型，自然重砂礦物以自然金為主，伴有錫石、銳鈦礦、黃鐵礦等，表型礦物特征：自然金，金黃色，粒狀、葉片狀，強金屬光澤，顆粒大小0.1×1mm～0.3×1.3mm。

本次研究區(qū)域面積300km2，重砂采樣點數量161個（圖2），檢出含金樣品61個，見金率37.9%。自然金最大檢出含量為58，最小為1。按照貴金屬礦產出現即為異常，累頻1%～25%為一級，累頻26%～50%為二級，累頻51%～75%為三級，累頻76%～100%為四級的原則，將金礦物含量分為四級。

自然重砂異常區(qū)圈定原則（李景朝，2006）：①有重礦物含量點比較集中；②有一級、二級異常點出現；③有直接或間接的找礦標志，成礦地質條件有利；④參考地形、地貌水系情況以及物化探異常特征。

圖2 黃松峪地區(qū)金礦自然重砂點位圖Fig.2 Natural heavy mineral pointfigure of native gold in Huang songyu area

按照上述圈定原則，劃分礦區(qū)金礦物自然重砂異常2處，即黃松峪自然重砂異常、靠山集自然重砂異常。

黃松峪自然重砂異常：異常呈不規(guī)則形狀，面積約70km2，異常區(qū)內北部以長城系常州溝組含礫長石砂巖為主，南部有火山巖侵入。區(qū)域構造裂隙發(fā)育，溝谷交錯。巖漿活動表現為中元古代火山噴發(fā)和角礫巖體侵入及燕山期各種脈體的侵入。在沿南北向的沖溝內采集的26個自然重砂樣品中，16個樣品中含有自然金，見金率61.5%，礦物呈金黃色，不規(guī)則粒狀，強金屬光澤，粒徑一般為0.1～0.3mm，且自然金檢量出多大于15，最大檢出量為58，以一級異常點為主，且異常點主要分布在一條溝中。在異常區(qū)內中部上游發(fā)現有黃松峪小型金礦床及礦化點分布，因此結合匯水盆地范圍，圈定金礦物自然重砂異常區(qū)（圖3）。

圖3 黃松峪地區(qū)金礦自然重砂異常圖Fig.3 Natural heavy mineral anomaly diagram of native gold in Huang songyu area

靠山集自然重砂異常：異常呈條帶形沿SN向溝谷展布，面積約25km2，異常區(qū)北部主要以長城系大紅峪組和高于莊組地層為主，南部為薊縣系含泥白云巖地層為主，中間被一溝谷將地層隔開，在此溝谷內采集自然重砂樣品31個，含自然金樣品27個，區(qū)域內見金率達到87.1%，多數樣品中自然金檢出量為1～6粒，礦物呈金黃色，金屬光澤，粒徑在0.1～0.2mm之間。結合匯水盆地與異常點分布，圈定金礦物自然重砂異常區(qū)。目前，在該區(qū)域內尚未發(fā)現金礦床及礦化現象，靠山集異常與黃松峪異常之間隔了一條分水嶺，推斷靠山集異常有可能是黃松峪地區(qū)碎屑物，受氣候等因素影響，搬運至此，從而形成重砂異常，但并不排除此處仍是含有金礦或者礦化的有利部位。

5 自然重砂異常找礦意義

為了進一步驗證金礦物自然重砂異常的對尋找金礦的有效性，將黃松峪地區(qū)的金元素地球化學異常與之進行對比分析。

地球化學異常采用統(tǒng)計累計頻率(85%)的方法確定異常下限，并根據濃集程度劃分為三級，即按累計頻率的“85-95.5-98-100”劃分為外、中、內三帶，分別用橘黃色、紅褐色、深紅色表示（向運川等,2010）。通過對北京市1：5萬水系沉積物測量數據分析處理，編制平谷黃松峪地區(qū)金元素地球化學異常圖（圖4），異常主要分布在黃松峪一帶，異常面積較大，呈北西向展布。該地區(qū)異常成礦條件好，異常具有三級濃集分帶，金礦點位于金元素地球化學異常III級富集帶中，礦點與地球化學異常吻合度非常高。

圖4 黃松峪地區(qū)金元素地球化學異常圖Fig.4 Geochemical anomaly map of gold in Huang songyu area

圖5 黃松峪地區(qū)金元素化探異常與重砂異常綜合圖Fig.5 Geochemical and Natural heavy mineral anomaly map of gold in Huang songyu area

地球化學是尋找金礦的非常有效方法，通過對金礦物自然重砂異常與地球化學異常疊加（圖5），發(fā)現自然重砂異常完全在地球化學異常的范圍內，且93%的范圍存在于地球化學異常II級與III級富集帶中。此外，通過自然重砂異常，不難看出，在一級異常點密集的區(qū)域，是尋找金礦的最有利部位。從而驗證了，利用自然重砂對尋找金礦的有效性。

6 結論

（1）通過對北京黃松峪地區(qū)20世紀60年代1∶20萬自然重砂數據和 20 世紀 90 年代 1∶5萬水系沉積物地球化學測量數據的分析，選取黃松峪地區(qū)自然重砂組合礦物數據及地球化學測量數據，分別研究其區(qū)域異常分布特征。研究表明，圈出的自然重砂和地球化學異常能直接指示相應地質體的含礦性。

（2）通過對同一地區(qū)，開展金礦物自然重砂與地球化學研究分析發(fā)現，兩種勘探方法組合，不僅能夠對勘探成果相互印證，而且大大提高了尋找金礦的有效性。

（3）由于勘探理論的不斷創(chuàng)新與技術的發(fā)展，利用自然重砂尋找礦物的方法，逐漸淡出地質工作的視線，將其邊緣化。本文正是通過全國礦產資源潛力評價項目，對自然重砂找礦案例分析表明，傳統(tǒng)的自然重砂找礦法對找礦預測及遠景區(qū)劃分方面，具有直接的指示作用。

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Anomaly Analysis of Natural Gold Heavy Minerals in Huangsongyu Area of Beijing

ZHANG Xiaoliang, ZHANG Lei, FANG Tongming, BAI Lingyan, LIU Zhenhua
(Beijing Institute of Geological Survey, Beijing 102206)

Supported by the special project of natural heavy mineral and geochemical exploration of Beijing Mineral Resources Potential Evaluation, and based on the distribution characteristics of gold deposits in Huangsongyu area of Beijing, this paper has done the data processing for natural heavy minerals from the 1: 200,000 survey and water sediment geochemistry from 1: 50,000 survey, and comprehensively studied and comparatively analyzed the data results. The results show that the natural heavy minerals’ anomalies and the geochemical anomalies of the gold deposits in the Huangsongyu area are very coincident, and 93% of natural heavy minerals’ anomalies is located at the geochemical anomalies II and III zone, the defined natural heavy minerals and geochemical anomalies can directly indicate ore-bearing potential of the corresponding geological body. At the same time, the natural heavy minerals’ anomalies also show that the first-grade anomaly areas are the most favorable target zones of prospecting gold. Thus it verifies the effectiveness through natural heavy minerals to prospect gold.

Natural heavy minerals; Geochemistry; Huangsongyu area; Regional prospecting ore method

A

1007-1903（2017）04-0045-05

10.3969/j.issn.1007-1903.2017.04.008

張曉亮（1982- ），男，碩士，高工，主要從事城市物探與城市活動斷裂研究。E-mail: zxlddy@163.com