河北省洼子店金礦成礦地質(zhì)條件、控礦因素及找礦方向

孫志輝，梁景利，王鵬，楊瑞，周紅芳

(華北地質(zhì)勘查局五一四地質(zhì)大隊(duì)，河北 承德 067000)

0 引言

洼子店金礦區(qū)位于河北省平泉市市區(qū)約12 km處的臥龍鎮(zhèn)八家山巖體邊部。礦區(qū)屬燕山山脈北麓中-低山區(qū)，地勢東高西低，大陸性季風(fēng)氣候特征明顯。洼子店金礦是一個(gè)老礦區(qū)，自清末被發(fā)現(xiàn)以來，一直為民采和地方開采。

研究區(qū)1∶20萬區(qū)域金地球化學(xué)異常特征明顯，異常整體出露面積約37 km2，涵蓋了八家山巖體西北部及其以北的太古宇變質(zhì)巖地層，顯示出了較大的找礦潛力。2012年由中色地科礦產(chǎn)資源勘查公司開展了大比例尺物探工作及工程驗(yàn)證，探獲多條金礦體[1]，從而打開了該區(qū)的找礦局面。本文將系統(tǒng)分析洼子店金礦區(qū)成礦地質(zhì)特征(條件)，對控礦因素及找礦方向進(jìn)行了總結(jié)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

洼子店金礦位于華北克拉通北緣燕遼多金屬成礦帶中段、平泉盆地南部邊緣。區(qū)域構(gòu)造地質(zhì)背景獨(dú)特，成礦條件優(yōu)越，金屬礦產(chǎn)資源豐富[2]。

(1)地層

區(qū)域內(nèi)出露地層主要為太古宇遷西群上亞群，中生界中侏羅統(tǒng)、下白堊統(tǒng)和新生界第四系(圖1)。遷西群上亞群(Arqn2)主要出露在八家山巖體北部和東部，巖性主要為中深變質(zhì)角閃斜長片麻巖類；中侏羅統(tǒng)(J2)分布范圍較小，主要巖性為髫髻山組(J2t)灰綠-灰紫色安山質(zhì)熔巖角礫巖和后城組(J2h)暗紫-紫紅色凝灰質(zhì)砂巖；下白堊統(tǒng)(K1)僅出露大北溝組和西瓜園組，巖性以灰綠、灰褐、灰紫色凝灰質(zhì)礫巖和灰黃色-黃褐色巨厚層凝灰質(zhì)礫巖為主①。

圖1 洼子店金礦區(qū)域地質(zhì)圖Fig.1 Regional geological map of Wazidian Au deposit1.第四系沉積物；2.白堊系下統(tǒng)西瓜園組；3.白堊系下統(tǒng)大北溝組；4.侏羅系中統(tǒng)后城組；5.侏羅系中統(tǒng)髫髻山組；6.遷西群上亞群未分；7.燕山期二長花崗巖；8.燕山期石英正長斑巖；9.燕山期閃長巖；10.斑狀混合花崗巖；11.燕山期次安山巖；12.石英正長斑巖脈；13.石英脈；14.實(shí)測正斷層；15.實(shí)測逆斷層；16.性質(zhì)不明斷層；17.推測斷層；18.地質(zhì)界線；19.侵入巖相及混合巖相界線；20.角度不整合地質(zhì)界線；21.地層產(chǎn)狀；22.勘查區(qū)范圍

(2)構(gòu)造

區(qū)域構(gòu)造較發(fā)育，其中褶皺主要為五道河復(fù)式背斜和臥龍崗向斜，局部發(fā)育次級小褶皺。深大斷裂有EW向大廟—娘娘廟深斷裂、尚義—平泉深斷裂、平坊—桑園大斷裂②。受深大斷裂影響，最終形成了EW、NNE、NE及NW向多組斷裂，共同構(gòu)成了構(gòu)造格架。而后多期次的構(gòu)造迭加，只是在空間上對古老構(gòu)造格架略加改造和繼承[3]。

(3)巖漿巖

受深大斷裂控制，區(qū)域內(nèi)巖漿活動強(qiáng)烈、頻繁，早元古代→晚古生代→中生代均有活動。太古代侵入巖主要為橄欖輝石巖、斑狀花崗巖、斜長角閃片麻巖、斜長角閃巖等，是太古代海底火山活動產(chǎn)物。燕山期陸相火山噴發(fā)活動強(qiáng)烈，安山質(zhì)火山角礫巖、集塊巖及安山巖等分布較廣；侵入巖有二長花崗巖、石英正長斑巖、閃長巖以及次安山巖等。

2 成礦地質(zhì)條件

2.1 地層

洼子店金礦區(qū)出露地層主要為太古宇遷西群上亞群未分(Arqn2)、中生界白堊系西瓜園組(K1x)和新生界第四系[2,4]。

遷西群上亞群未分(Arqn2)主要出露于礦區(qū)北部及中部，巖性主要為灰黑-墨綠色黑云角閃斜長片麻巖，粒狀變晶結(jié)構(gòu)，條帶狀構(gòu)造。整體產(chǎn)狀為：走向NE20°～85°，傾向NW，傾角45°～65°。

中生界白堊系下統(tǒng)西瓜園組(K1x)在礦區(qū)內(nèi)地表出露極少，集中分布于北部，呈細(xì)條帶狀，與下伏地層不整合接觸；巖性為黃灰色礫巖、泥巖、泥質(zhì)粉砂巖夾砂巖。

新生界第四系在礦區(qū)內(nèi)大范圍出露，主要分布于河(溝)谷、階地及山坡；巖性為礫石、砂礫、砂、亞砂、砂土、亞砂土、黏土、殘坡積層等。

2.2 構(gòu)造

區(qū)內(nèi)構(gòu)造較復(fù)雜，褶皺發(fā)育較差，斷裂較發(fā)育。

褶皺：在白堊系地層中表現(xiàn)為小規(guī)模單斜構(gòu)造，在片麻巖中，發(fā)育小褶皺、小褶曲。

斷裂：中生代以來，八家山巖體開始侵位，環(huán)繞著侵入體產(chǎn)生一系列原生構(gòu)造裂隙，這些裂隙即成為洼子店金礦的主要導(dǎo)礦構(gòu)造和賦礦構(gòu)造。在地表表現(xiàn)為4條弧形破碎帶(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ號)，既有壓扭性構(gòu)造特征，也有巖體侵位的特點(diǎn)(圖2)：破碎帶圍繞八家山巖體與片麻巖接觸帶發(fā)育，近似平行分布；走向由近SN向逐漸彎曲為近EW向，沿走向?qū)捳兓螅装鍞嗝婀饣?；帶?nèi)多見碎裂巖、斷層泥、糜棱巖、角礫等。其中Ⅱ、Ⅲ號蝕變破碎帶局部有金礦化及銅、鉛、鋅及黃鐵礦化。

圖2 洼子店金礦床地質(zhì)圖Fig.2 Geological map of the Au deposit1.第四系沉積物；2.白堊系下統(tǒng)西瓜園組粉砂巖、泥巖；3.角閃斜長片麻巖、混合片麻巖類；4.花崗閃長巖；5.石英正長斑巖；6.石英二長斑巖(花崗斑巖)；7.閃長斑巖；8.煌斑巖；9.破碎蝕變帶；10.地質(zhì)界線；11.實(shí)測、推測斷層；12.地質(zhì)產(chǎn)狀；13.片麻理產(chǎn)狀；14.礦區(qū)范圍

臥龍崗采區(qū)西北部片麻巖中圈定5條NW走向蝕變破碎帶，是北區(qū)主要控礦構(gòu)造(圖2)。帶寬0.6～8.4 m，破碎帶內(nèi)充填有碎裂巖、斷層泥及構(gòu)造角礫，伴有黃鐵礦化(褐鐵礦化)、矽化、絹云母化及局部微弱的鉛鋅銅礦化，以鉛鋅為主，局部富含銀金和銅。

2.3 巖漿巖

區(qū)內(nèi)巖漿活動強(qiáng)烈，以燕山期最為強(qiáng)烈。礦區(qū)東南部為八家山巖體(圖1)，呈透鏡體狀近EW向展布，面積約17 km2，中心部位巖性為二長花崗巖、似斑狀二長花崗巖，邊部為花崗閃長巖，三者為相變接觸關(guān)系。礦區(qū)內(nèi)出露的主要巖體為花崗閃長巖和花崗斑巖，分布于礦區(qū)東南部，呈灰白色中細(xì)粒半自形粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。目前認(rèn)為其屬深部重熔花崗巖，繼承老基底的部分組分[5]，形成時(shí)間為105 Ma[3]。

礦區(qū)內(nèi)與成礦關(guān)系最為密切的是花崗斑巖(圖3a)。礦區(qū)從南到北均有分布，臥龍崗采區(qū)多侵入片麻巖中，呈不規(guī)則脈狀產(chǎn)出；碾子溝采區(qū)呈巖枝狀，侵入到白堊系和片麻巖(圖3b)中。呈灰白-淺肉紅色，花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，斜長石50%～55%，石英20%～25%，黑云母5%～10%。斑晶以斜長石為主。石英二長斑巖、長石斑巖、花崗斑巖(巖脈)等呈過度關(guān)系。

圖3 主要巖石鏡下照片F(xiàn)ig.3 Microscopic photo of the main rocksa.花崗斑巖；b.角山斜長片麻巖 Pl.斜長石；Or.正長石；Bt.黑云母；Cbn.碳酸鹽；Q.石英

野外調(diào)查發(fā)現(xiàn)花崗斑巖出露位置基本圍繞花崗閃長巖體呈似環(huán)帶狀展布，因此判斷二者為同一巖漿源，但在生成時(shí)間上略有區(qū)分，花崗斑巖侵入稍晚于巖體入侵。根據(jù)巖石地球化學(xué)分析，二者均屬高鉀鈣堿性系列，偏鋁質(zhì)巖石。在巖漿混合和分離結(jié)晶趨勢的TFeO*—MgO圖解中花崗閃長巖和花崗斑巖樣品明顯處于巖漿混合趨勢，可以認(rèn)為巖石形成過程中發(fā)生了巖漿混合作用。

2.4 地球化學(xué)條件

洼子店地區(qū)位于1∶20萬區(qū)域化探圈定的As-19-1-乙1異常內(nèi)，該異常整體出露面積約37 km2，涵蓋了八家山巖體西北部及其以北的太古宇變質(zhì)巖地層；異常由21種元素組成，組分以Au-Ni-Cr-Sn-Co-Ba-V等元素為主；其中洼子店金礦床即位于洼子店Au元素濃集次中心，Au峰值為4.0×10-9，表明地球化學(xué)特征與礦化的直接關(guān)系和指示作用。從異常規(guī)模上看，洼子店金礦區(qū)具有較大的找礦前景。

2.5 地球物理?xiàng)l件

(1)高精度磁測異常

1∶5000磁法掃面測量顯示磁異?？傮w環(huán)繞八家山巖體展布，在巖體西側(cè)、北側(cè)有高強(qiáng)度的磁異常，其中北側(cè)異常極大值為2900 nT，臥龍崗采區(qū)零星分布一些范圍小、強(qiáng)度中等的異常，碾子溝采區(qū)則表現(xiàn)為大范圍寬緩的負(fù)異常區(qū)[1]。高強(qiáng)度的磁異常主要與區(qū)內(nèi)磁鐵石英巖有關(guān)，中部寬緩的負(fù)磁異常帶推測為NEE向構(gòu)造的顯示，西部的負(fù)磁異常區(qū)，則是白堊系地層的反映。

(2)激電掃面異常

在臥龍崗采區(qū)西北部有長寬約400 m，峰值2.6%的未封閉橢圓狀激電異常；西部有2條分別為近南北向和北東向異常帶(交匯于臥龍崗采區(qū)西側(cè))，其中南北向異常帶長2000 m，寬200～500 m，峰值2.0%，北東向異常帶長約1000 m，寬200～300 m，交匯處異常規(guī)模較大。工程揭示近南北向異常中心區(qū)域見隱伏的銅、金礦化體[1-2]。因此推斷這3個(gè)異常均為金屬硫化物相對富集所致。

在碾子溝采區(qū)中西部圈定了一個(gè)呈條帶狀封閉異常，北西走向，長約300 m，寬50 m，異常梯度大，異常值高，最高值為5.97%，有3個(gè)異常中心，并顯示為低阻特征，串珠狀分布。推測該異常為隱伏的金屬硫化物富集地質(zhì)體引起。

綜上，洼子店金礦區(qū)主要表現(xiàn)為低磁高極化低電阻區(qū)域，經(jīng)工程揭示地段為礦致異常，由金屬硫化物的富集引起；該低磁高極化低電阻區(qū)域面積較大，仍有較大范圍未得到驗(yàn)證。從異常規(guī)?？矗葑拥杲鸬V區(qū)仍具有較大的找礦空間。

3 控礦因素分析

3.1 地層與成礦的關(guān)系

礦區(qū)內(nèi)與巖體接觸的地層為太古宇遷西群上亞群地層，巖性主要為黑云角閃斜長片麻巖、角閃斜長片麻巖夾斜長角閃巖或細(xì)條帶磁鐵石英巖。該套地層中金的豐度值較高，相當(dāng)于同類巖石及金的克拉克值的7～10倍(表1)[6]。這說明該套地層能夠?yàn)榻鸬V的形成提供豐富的物質(zhì)基礎(chǔ)[7]。更重要的是金在斜長角閃巖中屬易溶狀態(tài)。根據(jù)一些專家、學(xué)者進(jìn)行的金在巖石中的易溶性試驗(yàn)：在相同條件下，斜長角閃巖中的金較易釋放，在變質(zhì)重熔過程中金可以轉(zhuǎn)換到其他介質(zhì)中并以適當(dāng)?shù)男问礁患w移沉淀，而其他巖石中的金屬難釋放。因此，可以認(rèn)為這些古老的變質(zhì)巖系中的金是金礦形成的間接礦源層[8-9]。根據(jù)八家山巖體周邊金多金屬礦化點(diǎn)分布情況，巖體侵位過程中重熔一部分變質(zhì)巖地層，使得Au元素遷移富集而形成分散的金多金屬礦化點(diǎn)。這些特征說明：太古宇遷西群上亞群片麻巖地層是該區(qū)金礦床一個(gè)重要的控礦因素。即該變質(zhì)巖地層具有較高含量的Au元素，同時(shí)又能在巖漿熱液沿裂隙充填萃取時(shí)較易釋放金，為該區(qū)金礦床的形成提供了部分成礦物質(zhì)[10]。

3.2 巖漿巖與成礦的關(guān)系

洼子店金礦區(qū)八家山巖體侵入事件發(fā)生在晚燕山期，花崗閃長巖與花崗斑巖應(yīng)為同一系列的巖漿入侵活動，花崗斑巖稍晚，且侵位過程中與部分花崗閃長巖發(fā)生了同化作用。而花崗閃長巖的Au元素分析結(jié)果較低，這表明區(qū)內(nèi)金礦體中的Au并非來自花崗閃長巖體，鉆孔中所見的花崗閃長巖中亦未見明顯的礦化現(xiàn)象。區(qū)內(nèi)金礦體主要賦存于斑巖或斑巖與片麻巖接觸帶內(nèi)，少量賦存于蝕變破碎帶內(nèi)(片麻巖)，而含金蝕變破碎帶均位于斑巖(體)脈附近或其延長線上。但斑巖體(脈)、接觸帶含礦性不一，礦體尖滅再現(xiàn)現(xiàn)象較嚴(yán)重。這表明了含礦氣液主要源自侵入巖體內(nèi)部，并非主要通過熱接觸吸附圍巖中的成礦物質(zhì)?；◢彴邘r(脈)內(nèi)及接觸帶蝕變類型主要有鉀化、絹英巖化、硅化、碳酸鹽化、青磐巖化等。且蝕變在空間上具有分帶性，從斑巖→接觸帶→片麻巖依次表現(xiàn)為鉀化+碳酸鹽化→絹英巖化+青磐巖化+硅化+碳酸鹽化。因此花崗斑巖與成礦作用有直接成因關(guān)系，花崗斑巖既是成礦物質(zhì)來源，又為成礦過程提供了豐富的熱源。

3.3 構(gòu)造與成礦的關(guān)系

洼子店金礦區(qū)位于尚義—平泉近EW向深斷裂和平坊—桑園NNE大斷裂交匯部位，受兩組構(gòu)造交匯的影響，一般斷裂構(gòu)造發(fā)育。整體上斷裂構(gòu)造活動時(shí)間持續(xù)時(shí)間較長，最終形成了EW、NNE、NE、NW向斷裂構(gòu)造，并共同構(gòu)成了該區(qū)構(gòu)造格架。

晚燕山期，洼子店地區(qū)巖漿侵入活動沿?cái)嗔研纬傻膲毫Ρ∪醯貛秩?，隨著時(shí)間的推移逐漸擴(kuò)大，最終形成了八家山巖體，并分異出不同巖相；中心部位為二長花崗巖，向外逐漸為花崗閃長巖。巖體形成末期，含金花崗斑巖沿邊緣裂隙充填(巖體與地層接觸部位)，過程中重熔了部分太古宇片麻巖地層，并將其析出釋放的Au進(jìn)一步遷移富集。待壓力、溫度合適時(shí)，在斑巖體(脈)或接觸破碎帶內(nèi)沉淀成礦。因此，斷裂構(gòu)造為該區(qū)金多金屬礦的形成提供了運(yùn)移通道和賦礦空間。

表1 地層中金豐度值Table 1 Au abundance of strata at the Au deposit

綜上所述，洼子店金礦床控礦因素分析表明，洼子店金礦具有“三位一體”成礦模式[11]的特點(diǎn)。因此，圍繞斑巖體和控礦構(gòu)造繼續(xù)尋找隱伏金礦體是下一步工作方向。

4 找礦方向

4.1 找礦標(biāo)志

根據(jù)控礦因素分析，研究區(qū)找礦標(biāo)志可概況為“巖漿巖+構(gòu)造”。

(1)圍繞八家山巖體及深大斷裂構(gòu)造線兩側(cè)中生代巖漿巖區(qū)—構(gòu)造巖漿巖帶中的侵入巖體，特別是中小型侵入巖體；

(2)構(gòu)造控礦特征明顯，礦區(qū)內(nèi)圍繞侵入接觸帶發(fā)育的中低溫?zé)嵋何g變類型組合，特別是鉀化、絹云母化、碳酸鹽化發(fā)育地段；

(3)(細(xì)脈)浸染狀金屬硫化物礦化發(fā)育地段是礦區(qū)內(nèi)找礦直接標(biāo)志；

(4)地球物理探測的高精度磁法異常、大功率激電異常、大功率激電測深異常，具體表現(xiàn)為低磁、高激化、低電阻，這種物探異常是該區(qū)找礦的直接標(biāo)志。

4.2 找礦方向

通過對洼子店金礦成礦地質(zhì)條件分析，該區(qū)下一步找礦應(yīng)繼續(xù)圍繞斑巖體及破碎蝕變帶，以探尋主礦體邊部新的支脈礦體為目的。

(1)碾子溝采區(qū)下一步應(yīng)實(shí)施加密探礦工程，對已知礦體走向進(jìn)行探索尋找“串珠狀”礦體；同時(shí)側(cè)重主巖體邊部斑巖(片麻巖)與破碎帶疊加部位，探尋新的支脈礦體。

(2)臥龍崗采區(qū)揭示多條斑巖脈穿插于老地層，結(jié)合高精度磁測結(jié)果，該位置正處于正異常中心，靠近八家山巖體220 m標(biāo)高以下存在較大范圍含金斑巖體的可能性極高。下一步應(yīng)圍繞此方向開展深部驗(yàn)證工作，明確深部斑巖體特征及含礦性。

(3)礦區(qū)外圍找礦應(yīng)集中在碾子溝采區(qū)以南和以東5 km范圍內(nèi)。這些區(qū)域均在早期近地表于斑巖脈、破碎帶內(nèi)探采過鉛鋅、銅、銀金、鐵等金屬，與該區(qū)探采歷史基本一致，均處于環(huán)形斷裂之上。因此，可參考該區(qū)找礦經(jīng)驗(yàn)，對其深部進(jìn)行勘探。重點(diǎn)圍繞深部斑巖體(脈)及破碎蝕變帶為找礦目標(biāo)，側(cè)重多金屬硫化物+硅化+鉀化+碳酸鹽化等蝕變組合特征。

5 結(jié)語

通過對洼子店金礦床特征分析取得以下認(rèn)識：

(1)洼子店金礦床成礦地質(zhì)條件優(yōu)越，區(qū)內(nèi)有太古宇含金老地層出露，巖漿活動提供熱源和物源，斷裂構(gòu)造活動提供了含礦熱液運(yùn)移通道和賦礦空間，具典型金礦床“三位一體”成礦特征。

(2)區(qū)內(nèi)下一步找礦方向具體應(yīng)圍繞斑巖體及破碎蝕變帶，探尋主礦體邊部新的支脈礦體；地域內(nèi)應(yīng)繼續(xù)尋找類似洼子店金礦床“巖漿巖+構(gòu)造”模型的區(qū)域，尤其是(細(xì)脈)浸染狀金屬硫化物礦化發(fā)育地段和低磁、高激化、低電阻綜合異常區(qū)域。

致謝：感謝華北地質(zhì)勘查局五一四地質(zhì)大隊(duì)近16年來對本人的關(guān)心和培養(yǎng)，衷心感謝平泉市寶鑫有色金屬采選有限公司、中色地科礦產(chǎn)勘查股份有限公司專業(yè)技術(shù)人員對于本人業(yè)務(wù)的指導(dǎo)。

注釋：

① 河北省地質(zhì)局地質(zhì)十隊(duì). 河北省平泉縣洼子店礦區(qū)多金屬普查地質(zhì)報(bào)告,1979.

② 河北省地質(zhì)礦產(chǎn)局. 河北省北京市天津市區(qū)域地質(zhì)志, 1982.