河北省某礦區(qū)地球物理特征及其成礦遠(yuǎn)景分析

姜敬敬

（河北省地質(zhì)工程勘查院，河北 保定 071051）

1 地質(zhì)背景

工作區(qū)位于山西斷裂隆起與中韓準(zhǔn)平臺洋山平臺褶皺帶的交界處，位于烏倫溝—山黃旗深斷裂帶的東南側(cè)。

1.1 地層

工作區(qū)出露地層主要有：中太古界陳莊巖群（Ar2C）、薊縣系霧迷山組（Jxw）、第四系（Q）。

中太古界陳莊巖群（Ar2C）：分布于工作區(qū)東部，由條帶狀混合巖化黑云斜長片麻巖、角閃黑云斜長片麻巖夾斜長角閃巖、角閃巖組成。

薊縣系霧迷山組（Jxw）：主要為一套淺海相碳酸鹽巖建造，呈頂垂體產(chǎn)出，分布于礦區(qū)中部。由霧迷山組一段（Jxw1）、二段（Jxw2）組成，由于受火成巖侵入的影響，它通常會經(jīng)歷接觸熱變質(zhì)作用和變質(zhì)作用變化，形成大理石或大理石的石化、牛角石化，矽卡巖化等變化，以及鐵，銅和鋅的礦化和礦化。

霧迷山組一段（Jxw1）：分布于礦區(qū)中部，巖性為灰白-白色厚層狀含燧石條帶白云巖，均已大理巖化，大部分具蛇紋石化，局部變質(zhì)為大理巖。主要特征是含有較多的燧石條帶、燧石結(jié)核和團(tuán)塊，并夾有1～2層不穩(wěn)定的燧石層，局部還夾有粉紅色厚層狀白云巖，本段直接與石英二長巖接觸，常形成礦體頂板。

霧迷山組二段（Jxw2）：分布于礦區(qū)中東部，巖性為厚-巨厚層狀、燧石條帶狀大理巖化白云巖、大理巖、蛇紋化白云巖，條帶寬均小于2cm。

第四系（Q）：分布于溝谷和山坡下部，為卵石、礫石、亞粘土等松散沉積物，厚度小于10m。

1.2 構(gòu)造

該地區(qū)的霧迷山組白云巖保留在洋山早期火成巖的表面。除了斷層與東南部的太古代富平群的片麻巖接觸外，其余三個側(cè)面都被洋山時代早期的火成巖所包圍，形成了垂體的典型結(jié)構(gòu)。

1.2.1 褶皺構(gòu)造

整個頂葉垂體是一條倒西南背斜的背斜。背斜軸指向東北，從北向東北轉(zhuǎn)向。沿軸向侵入的是石英蒙脫石斑巖。東北，東南坡。斷層，巖層的入射角從西向東平緩，通常為45°～80°。東南的地層表現(xiàn)變化很大，倒背斜的傾角末端靠近南部接觸帶的西邊緣。傾斜角變陡，高達(dá)50°～75°，一系列復(fù)雜背斜形成在倒背斜的正常翼上，但是規(guī)模很小，方向與主褶皺方向一致，并且彼此平行。

1.2.2 斷裂構(gòu)造

該區(qū)域的斷層結(jié)構(gòu)由一系列高角度斷層（F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3，F(xiàn)4）表示，這些斷層大致平行于東北，主要是前成礦斷層和主要斷層的次生斷層。斷層控制礦體的形成；巖石和堤壩的侵入；第二個是礦化后的裂縫，早期的裂縫又活躍了，破壞了礦體的完整性。

F1斷層：為成礦前斷裂，位于礦區(qū)中部，縱貫礦區(qū)，呈北20°東延伸，南東傾斜，傾角70°～80°，為右旋平移正斷層，沿斷裂有較大規(guī)模的石英二長斑巖脈侵入，貫通整個頂垂體，與圍巖接觸部位常形成磁鐵礦化。

F2斷層：位于14、18勘探線之間，走向北北東，傾向南東東，傾角約70°，延伸1500余m，沿斷裂帶有煌斑巖侵入。

F3斷層：位于14勘探線南部，為成礦后呈脈前斷層，規(guī)模不大，延伸約600m，繼承早期斷裂，對礦體（18線）有一定破壞作用。

F4斷層：為成礦前斷裂，位于工作區(qū)段東南部，白云巖頂垂體與坊里片麻巖接觸部位，為高角度逆沖斷層，走向北東，傾向南東，傾角60°～75°，延長1000余m。上盤為黑云斜長片麻巖，下盤為白云巖，斷層帶西側(cè)地層較為破碎，伴隨著次生斷層和斷裂帶以及反向斷層，形成了一個斷層帶，沿著該斷層帶周期性地存在磁鐵礦，這對礦化具有一定的控制作用。

1.2.3 接觸帶構(gòu)造

白云巖的垂體上部與石英蒙脫石或中等粒度的花崗巖接觸，形成了該區(qū)域接觸帶的寬闊而復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，這是該區(qū)域的主要控礦結(jié)構(gòu)。根據(jù)接觸帶的不同部分，將山區(qū)分為北部接觸帶，西部接觸帶，南部接觸帶，東部接觸帶和下部接觸帶。底部接觸帶為本次工作重點。工作區(qū)涉及北接觸帶、東接觸帶、底部接觸帶。

北接觸帶：分布于勘探區(qū)段外圍65線以北地段，大部分的垂體頂葉腺與中細(xì)粒度的花崗巖接觸，而僅部分與石英蒙脫石接觸。接觸面通常向南傾斜10°至54°，分布高度在950m以上。磁鐵礦，黃銅礦和含銅磁鐵礦的零星黃銅礦體在接觸區(qū)內(nèi)局部暴露，形成了烏回嶺小規(guī)模礦體。

東接觸帶：南半部為F4斷層控制，向北東沿接觸帶有中細(xì)粒花崗巖侵入，并形成牛頭峪零散分布的磁鐵礦，構(gòu)成牛頭峪礦段。

底接觸帶：這是火成巖侵入與白云巖垂體下表面（口袋底部）接觸的部分，其分布范圍廣，分布和形態(tài)變化大。它通常以西北高而東南低的不規(guī)則波傳播。向東南傾斜20°～40°，南東邊緣陡峭甚至倒轉(zhuǎn)。2號線的垂直深度為112m～306m，2號線向西。皮帶逐漸變小。對于表面開放的城市，第18條線以東區(qū)域的接觸區(qū)的垂直深度大于400m，而北部的接觸區(qū)則逐漸變淺。直到Uhuilin暴露在表面。在勘探區(qū)（第49-41行），火成巖侵入的下部接觸區(qū)由于巖石分支，巖舌或巖石露頭的局部存在而更加復(fù)雜，從而促進(jìn)了儲層中礦體的形成。ZK5706附近底接觸帶圍巖被巖體呈巖枝、巖舌狀穿插侵入，從第6勘探線上看，ZK5706附近底接觸帶處于巖凹部位，因此形成了較為厚大的鐵銅礦體；ZK6102附近底接觸帶圍巖被巖體呈巖舌狀侵入，形成了較為厚大的鐵、銅礦體。巖體呈巖枝、巖舌狀穿插侵入圍巖、或是形成巖凹，對形成礦體提供了有利條件。

1.3 巖漿巖

礦區(qū)內(nèi)巖漿巖廣泛分布，于北、西和南部呈“半島狀”包圍白云巖頂垂體，僅東部為陳莊巖群黑云斜長片麻巖呈高角度逆斷層與白云巖接觸。主要有燕山早期中細(xì)粒黑云母閃長巖（δ53（1-1））、石英二長巖（ηο53（1-1））、斑狀二長花崗巖（πηγ53（1-2））和燕山晚期的中粗粒鉀長花崗巖（Kγ53（3-3））、中細(xì)?；◢弾r（γc53（3-3））及各種脈巖?？臻g上成礦作用與石英二長巖關(guān)系密切，并構(gòu)成南接觸帶巖漿巖主體。其它巖體除中細(xì)?；◢弾r和成礦作用有關(guān)外，其余均與成礦關(guān)系不大。

石英二長巖（ηο53（1-1））：灰～淺肉紅色，從自晶型到半自晶型中細(xì)粒度結(jié)構(gòu)，雙長結(jié)構(gòu)或花崗巖結(jié)構(gòu)，巖體的邊緣是細(xì)粒度的花崗巖結(jié)構(gòu)，其粒徑通常為0.5mm～3mm，內(nèi)部為巖石質(zhì)量可以大于5mm。主要礦物成分是鉀長石（條紋長石，微長石，微斜長石）、斜長石、石英、伴生礦物（磁鐵礦，蝶粉和少量磷灰石），它們通常以包裹體的形式分布在長石和深色礦物中。

中細(xì)粒花崗巖（γc53（3-3））：肉紅色，粒度為0.2mm～2mm的細(xì)粒度花崗巖結(jié)構(gòu)。主要成分：鉀長石（長石），斜長石（長石），石英，次生黑云母，角閃石和相關(guān)礦物，主要是磁礦、少量的蝶粉、磷灰石、鋯石、有時金紅石。

1.4 蝕變作用及礦化

工工作區(qū)的變化有兩種類型：第一是巖漿上升和侵入過程中，霧迷山組周圍巖石中白云巖上部的熱接觸變質(zhì)，并伴有自身熱量。第二個是巖漿之后的巖漿侵入。高溫氣化～巖漿期后的熱液和殘余熱液，然后沿接觸帶氣化～熱液產(chǎn)生內(nèi)部和外部的蝕變帶，并伴隨交代作用而礦化。礦床中的白云石大理石或大理石白云石，周長石大理石白云石和水鎂石大理石白云石是熱接觸變質(zhì)作用的產(chǎn)物。堿性變質(zhì)巖，熱液蝕變的巖石以及鐵，銅，鋅等金屬元素的硫化物和氧化物的組合代表了巖漿后期的高溫氣化～巖漿階段之后的熱液活動和殘余的熱液活動，水熱交換的結(jié)果。

蝕變帶可分為熱變質(zhì)作用形成的內(nèi)矽卡巖帶，外矽卡巖帶和大理石帶。內(nèi)矽卡巖帶是由于接觸交代作用而由中細(xì)粒度的花崗巖和石英蒙脫石形成的熱液蝕變帶，主要發(fā)育為露頭石。外部矽卡巖帶的交替主要由透輝石和橄欖石（蛇紋石）組成。綜合該區(qū)域熱液蝕變帶的分布特征，從內(nèi)接觸帶到外接觸帶依次劃分如下：

中細(xì)粒花崗巖、石英二長巖→鉀長石化花崗巖，鈉長石化石英二長巖。鈉長石化帶寬1m～2m，鉀長石化帶寬4m～42m。→綠簾石巖帶→透輝石矽卡巖帶→橄欖石（蛇紋石）矽卡巖帶→大理巖帶→大理巖化（或水鎂石大理巖化）白云巖帶。

在內(nèi)部和外部矽卡巖帶或蛇紋大理石白云巖中都可以看到亞氯酸鹽，黃鐵礦的礦化，碳化等。這些是成礦后期或成礦后的中低溫?zé)嵋?。改變后的礦物，主要是脈狀、沿裂縫充填或變質(zhì)矽卡巖，以及早期形成的磁鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦等。

2 地球物理特征

本區(qū)磁法普查工作成果顯示，白云巖頂垂體中部有一低緩異常沿山脊走向分布，磁場強(qiáng)度約500γ。

本區(qū)鉆孔進(jìn)行了磁、激電測井工作，異常敘述如下：

井中磁三分量測井顯示，ZK5706南側(cè)310m～330m之間有磁性體存在。

ZK6106孔深252m處ΔZ、ηS異常為厚度0.91m含磁鐵矽卡巖引起?？椎卓刂品秶鷥?nèi)無極化體、磁性體存在。推斷該鉆孔孔深167m南側(cè)有一高磁化體前緣部分存在。

ZK69-2激電測井在280m處有明顯異常，極化率達(dá)10.74%。地井方式測井：r0曲線在整孔上沒有明顯高極化率異常。方位曲線南、北方位在115m有礦化異常；三方位在175m～185m有相對較大的極化率異常；北方位在205m、235m～285m有異常反應(yīng)；南方位在215m、245m、285m、305～315m有異常反應(yīng)，表明在上述深度有極化體的賦存。磁三分量測井,△Z曲線沒有明顯異常，矢量在控制井段內(nèi)指向雜亂沒有明顯規(guī)律。推斷孔底及孔旁控制范圍內(nèi)不存在有意義磁性體。該孔存在的激電異常，有待驗證。

ZK6906激電測井結(jié)果，極化率曲線呈鋸齒、跳躍狀，表明礦化不均勻。在165m～170m（其中170m的極化率高達(dá)56.1%）、185m、205m、215m、285m～300m、310m、345m、370m～380m有明顯的極化率異常。視電阻率曲線在130m～150m段為跳變狀，150m以下視電阻率曲線變化平穩(wěn)連續(xù)，呈低阻特征。推斷370m～380m異常為多金屬礦化引起，其它各處異常均屬鐵多金屬礦化所致。地井方式測井結(jié)果，r0曲線在240m、310m、370m～390m有低緩極化率異常，孔底沒有明顯極化率異常顯示。方位曲線在240m～310m及370m～390m與r0曲線異常形態(tài)及幅度基本一致。但西方位極化率曲線于井深310m～335m呈現(xiàn)明顯的極化率異常，極化率數(shù)值高達(dá)17.4%，推斷鉆孔310m～335m西方位多金屬礦化相對較好。磁三分量測井結(jié)果，△Z曲線在180m處有明顯磁異常跳變，在205m、223m～225m有次級磁異常反映。井深290m～300m段則呈弱磁異常顯示，孔底無明顯磁異常表現(xiàn)。矢量在控制井段內(nèi)基本向南向下，矢量角度的變化，是地層中磁性不均勻分布所致。推斷本孔所見△Z磁異常弱磁性體引起，鉆孔底部控制范圍內(nèi)不存在有意義磁性體。

3 成礦條件及遠(yuǎn)景分析

工作區(qū)控礦構(gòu)造規(guī)模大，成礦地質(zhì)條件良好。主要控礦構(gòu)造為接觸帶構(gòu)造，底部接觸帶長達(dá)1400m，工作區(qū)礦化帶南北長約1000m，東西寬約820m。

工作區(qū)內(nèi)有明顯的低緩磁異常分布。礦床北部、東部邊界及遠(yuǎn)景尚未控制。兩期共施工13個鉆孔，鉆孔見礦情況較好。

綜合上述，在礦床外圍和深部，具有較好的成礦條件擴(kuò)大礦床遠(yuǎn)景，可以認(rèn)為，如果在礦區(qū)內(nèi)進(jìn)一步的勘查工作，有可能找到規(guī)模型的沉積變質(zhì)鐵礦床。