河北馬家峪地球物理及地球化學異常特征及找礦前景

史殿勝，王亞清，程立群，張金江

（河北省地質礦產局秦皇島礦產水文工程地質大隊，河北秦皇島066001）

20世紀50年代以來，在河北省撫寧東王莊-馬家峪一帶開展了地質填圖及槽探、淺井、清理老硐等地質工作，曾提交鉛加鋅儲量兩千多噸.70年代以后，地礦、冶金系統等地質隊伍先后開展了區調、物化探等普查工作，發現并圈定了4個Ag、Pb、Au多金屬元素異常區，并對礦區地層、構造、巖漿巖及礦體賦存特點、產狀、形態、規模等有了初步認識.2010年，筆者在該區開展了物化探綜合剖面測量，并對重點地段激電異常鉆孔驗證，對區內地層、構造、巖漿巖的地質特征，區內蝕變、礦化分布情況和產出特征進行了研究，認為該區具有良好的找礦遠景.

1 地質概況

工作區位于柳江盆地東北邊緣，出露地層有上元古界青白口系、古生界的寒武系、奧陶系、石炭系、二疊系及侏羅系等.在這套沉積地層中，燕山期各類侵入巖及火山巖穿插其中.在盆地東西兩側分別有山海關花崗巖體和響山花崗巖體，北側則有大片侏羅紀火山巖分布.燕山運動使之沉積終斷，發生褶曲、斷裂和巖漿活動，而且伴生有多種礦產形成?河北第二區調大隊.1∶20萬山海關幅區調報告，1970—1974..

礦區出露地層主要有青白口系長龍山組和景兒峪組石英砂巖、粉砂質頁巖、泥晶灰巖；寒武系下統、中統府君山組、饅頭組、毛莊組、徐莊組豹皮狀灰巖、泥質頁巖.礦區內巖漿巖較為發育，主要有東王莊雜巖體.該巖體由閃長巖和石英閃長玢巖組成，其形態為不規則狀，石英閃長玢巖呈巖床出現在閃長巖體中?河北省區調大隊.秦皇島地區1∶5萬區調報告，1985—1987..巖體內普遍發育有大量星點狀、團塊狀、細脈浸染狀黃鐵礦，局部富集形成工業礦體.

本區銀鉛鋅礦體（礦化帶）主要賦存在府君山組豹皮狀灰巖中，礦體（礦化帶）圍巖主要為豹皮灰巖受蝕變后形成的鐵錳質灰巖.主要蝕變類型：碳酸鹽化、綠泥石化、大理巖化、硅化等，鐵錳質礦物沿巖石節理、裂隙呈脈狀、團塊狀充填，風化后呈紫黑色、紅褐色.

金礦體（礦化帶）地表主要沿構造帶及其附近分布，帶內巖石呈碎裂狀，局部呈角礫狀，節理、裂隙較發育，沿節理、裂隙發育有大量方解石細脈及星點狀黃鐵礦.鉆孔中金礦化主要賦存在構造帶內及其附近或閃長巖體中.巖體侵入于太古宙變質花崗巖及沉積蓋層之中，為燕山期巖漿活動的產物.無論是金礦化還是圍巖蝕變均較強.

2 地球物理場特征

2.1 激電異常

從實測的兩條雙頻激電中梯剖面測量結果看，視幅頻率Fs值范圍一般在1.2%～2.0%.其中，Ⅰ線84～200點為異常區，寬約1150 m，包含4個異常區段.124～168號點之間的異常幅度最高，最高Fs值可達12.8%.異常峰值點位于硫鐵礦的采礦豎井附近，說明異常與礦體實際賦存情況吻合比較好，異常曲線具有疊加異常特征，分析認為由多個獨立且不連續分布的極化礦體引起.Ⅱ線異常地段位于100～178號點之間，異常寬約800 m，詳見圖1.

圖1 激電中間梯度測量Fs剖面圖Fig.1 Profile of Fsby IP intermediate gradient survey

8線激電測深剖面視幅頻率Fs等值線垂向隨AB/2增大，Fs值呈逐漸增高的趨勢.且從上到下Fs值相對兩側都比較高，極大值一般出現在AB/2=150～320 m.結合視電阻率聯剖測量結果分析，出現異常地段與斷裂構造位置比較吻合.筆者認為激電異常是由沿斷裂構造發育的脈狀極化礦體和礦化引起，沿斷裂構造從淺部到深部都有礦體或礦化現象存在［1］.由于極化體的發育受構造控制，推測礦體向下有一定延深（見圖 2）.

2.2 電阻率聯剖異常

視電阻率聯合剖面測量表現為明顯的低阻正交點異常，交點兩側的ρsA、ρsB曲線明顯的分離后呈同步起伏形態變化.從不同極距的ρsA、ρsB曲線出現交點的位置分析，斷裂構造引起低阻正交點異常.從曲線形態判斷產狀較陡，呈高角度向北東向傾斜（見圖2）.

2.3 可控源音頻大地電磁測量

CSAMT剖面上中低阻區（＜1000 Ωm）出現在中上部，與測線控制的閃長巖體范圍大致吻合，推斷由閃長巖和閃長斑巖引起.中低阻異常反映的閃長巖體呈盆狀分布，北深南淺，西部和東部侵入邊界產狀陡，南部和北部較平緩.推斷巖體深度為700 m左右，邊淺部在300～400 m左右，底界形態起伏，變化較大.

圖2 8線物探及地質綜合成果圖Fig.2 Comprehensive geological and geophysical profiles along No.8 exploration line

依據CSAMT異常特征推斷了斷裂構造（帶）5條：F1、F2、F3、F4 和 F5.其中 F1、F2、F3 和 F4 均為北西向斷裂，并與北西向Cu、Au元素化探異常的展布位置大致吻合.斷裂構造破碎帶形成了小于300 Ωm的低阻區帶，大多數礦化及蝕變均發生在低阻區帶或附近，其中角巖化巖石也形成了較大范圍的低阻區（L100剖面1550～2000點間）.F3斷裂為閃長巖體東部邊界.該斷裂西側為中低阻區，東部為高阻區，東部的高阻推斷由寒武系府君山組（1f）地層引起.F3與F4斷裂影響和控制了馬家峪一帶的化探異常分布［2］（見圖3）.

3 地球化學特征

3.1 1∶20萬化探異常特征

本區在1∶20萬化探異常圖上，存在近橢圓形異常，長軸近南北向，面積約46 km2.異常由Cu、Pb、Zn、Ag、Mn、Cd、F等13種元素組成.主要指示元素異常為Cu、Pb、Zn、Ag、Mn、Cd、Bi.這些異常有共同的濃集中心，其特征值見表1.

表1 AS33綜合異常主要指示元素異常特征Table 1 Anomaly features of indicator elements

3.2 次生暈異常特征

1∶1萬土壤和巖石測量在馬家峪一帶圈出了3處土壤地球化學異常，表2列出了該區土壤測量的各元素含量數值.Ⅰ號異常為區內主要異常，位于馬家峪村東南，出露地層為下寒武系府君山組豹皮狀灰巖和青白口系景兒峪組泥晶灰巖，北西向斷裂由異常中間穿過，并有石英正長斑巖和石英斑巖脈穿插?河北省地質局物探大隊.河北省撫寧縣馬家峪物化探普查工作報告，1976—1978..在斷裂和巖脈兩側具明顯蝕變礦化現象，主要有大理巖化、錳礦化、黃鐵礦化、鉛鋅礦化，是已知的馬家峪鉛鋅礦的主要部位.異常由 Ag、Pb、Au、Zn、Hg、As、Cu 等元素組成，異常形態規則，呈橢圓狀.各元素異常有統一的濃集中心.異常長1000 m，寬500～800 m，總面積0.65 km2.

表2 馬家峪一帶土壤中各元素含量對照表Table 2 Element concentration in the soil of Majiayu area

圖3 L100剖面CSAMT勘查反演斷面圖Fig.3 Inversion profiles along L100 by CSAMT exploration

Ⅱ、Ⅲ號異常分別位于馬家峪村南、村北，是Ⅰ號異常向兩側的外延部分，異常所處地質環境與Ⅰ號異常相同，出露地層為下寒武系府君山組豹皮狀灰巖.其組成元素為 Ag、Pb、Zn、Hg 等，各元素套合較好，并有統一的濃集中心（見圖4）.

4 工程驗證

在地質填圖、物化探成果及地表工程綜合研究基礎上，擇優選擇地質構造有利、物化探異常明顯的8線110號點布設鉆探驗證孔位.驗證鉆孔穿過鐵錳質灰巖、由府君山組碎裂灰巖組成的構造蝕變帶、受構造蝕變帶影響較強的景兒峪組泥晶灰巖、長龍山組砂頁巖、太古宙秦皇島變質花崗巖、閃長巖（東王莊雜巖體），最終終孔于太古宙秦皇島變質花崗巖中.

鉆孔巖心原生暈測量的結果顯示：Au、Ag、Pb、Zn、Mn元素的含量均高于地殼豐度值10～20倍，同時還遠遠高于地表各地層及巖性中Au元素含量的5～10倍.說明Au元素在本區深部的成礦遠景要高于地表.Ag、Pb、Zn、Mn元素的富集地段集中在下寒武系府君山組豹皮狀灰巖中，特別是在構造帶附近的鐵錳質灰巖中.而Cu元素在閃長巖體內的含量較高，可達地殼豐度值5倍之多.

5 礦床成因探討及前景預測

圖4 馬家峪一帶綜合異常圖Fig.4 Integrated anomaly map in Majiayu area

現有地、物、化資料表明，本區圍巖以碳酸鹽巖為主，為形成內生多金屬礦床提供了充足的礦質來源及熱動力能源.巖漿活動強烈，在構造、巖漿巖的作用下，區內褶皺、斷裂發育，為礦液運移提供了有利通道和儲存空間，具有良好的成礦地質條件［3］.主要異常分布區西側之東王莊雜巖體整體或與圍巖接觸帶附近具有較強的蝕變礦化現象，發育有大量星點狀、細脈狀、浸染狀及團塊狀黃鐵礦化，局部形成金、銀、鉛鋅礦化體，表明本區伴隨巖漿活動，曾有大量含礦熱液活動事件.

①從地質、物化探條件綜合分析，馬家峪一帶金、銀、鉛、鋅礦成礦條件與“幔枝構造成礦理論”較相符.東王莊雜巖體提供含礦熱液，沿北西向正斷層和近南北向斷裂侵位于主要賦礦圍巖——寒武系府君山組灰巖內，在蝕變帶內富集成礦［4］.

②地球化學異常元素組合為Hg-As-Ag-Pb-Cu-Au，表現為一個金礦床的地球化學組成模式.As、Ag等作為金礦的重要指標元素在區內均有良好顯示.激電異常與化探異常吻合程度較好.北西向斷裂傾角（60°±）遠大于圍巖巖層傾角，斷裂兩側礦化明顯.若沿斷裂上侵的巖漿沿薄弱巖層擴展，極可能形成多個順層巖席狀礦體，因此本區多金屬礦找礦遠景較好.

③從元素組合情況來看，地表中低溫成礦元素和前緣元素含量較高，組合較好，而高溫元素，尤其是金元素含量則相對較低.據此推斷，礦體的剝蝕程度不大，主礦體尚處于隱伏狀態，區內找礦前景較大［5］.

④據巖漿熱液成礦及水平、垂直分帶理論，以東王莊雜巖體為中心，向四周由內向外成礦溫度逐漸降低，雜巖體中心為Mo礦化，邊部為Pb-Cu-Au-Ag礦化.據東王莊雜巖體中心鉆孔資料，深部見黃鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦、輝鉬礦化，Cu品位0.05%～0.41%，Mo品位0.003%～0.009%，向深部Mo礦化可能逐漸變富.

⑤依據斷裂規模和地球化學異常范圍推斷，礦體長度應大于1000 m.而據地層分布及巖漿巖形態估算，礦體延深有可能達到500 m，且礦體向下有富集趨勢.因此，馬家峪一帶有望找到一大中型銀金多金屬礦床.

6 結語

通過對本區地質、物探、化探、深部鉆探驗證多元信息分析歸納，認為銀鉛鋅礦體（礦化帶）大多賦存在府君山組的鐵錳質灰巖中，且三者一般為共生或伴生存在.金礦化賦存在兩種地質體中，一種是在構造帶內及其附近，另一種是在閃長巖體中.金礦化的強弱與巖石的節理、裂隙的發育程度及蝕變的強弱有直接的聯系.膠結著大量顆粒較細黃鐵礦，呈網脈狀分布的方解石、石英細脈及團塊也是尋找金礦化的重要找礦標志.

利用地、物、化綜合手段在該區地質找礦中效果明顯，特別是可控源音頻大地電磁法（CSAMT）圈定東王莊雜巖體深部形態及產狀、斷裂構造、劃分蝕變帶的大致范圍效果較好，為尋找深部隱伏礦床提供了物探依據［6］.

［1］何繼善.雙頻激電法［M］.北京：高等教育出版社, 2005: 232—237.

［2］湯井田.可控源音頻大地電磁法及其應用［M］.何繼善，譯.長沙：中南工業大學出版社, 1989, 18—26.

［3］鄧晉福，滕吉文，彭聰，等.中國地球物理場特征及深部地質與成礦［M］.北京：地質出版社, 2008: 77—84.

［4］牛樹銀，李紅陽，等.幔枝構造理論與找礦實踐［M］.北京：地震出版社, 2002: 197—232.

［5］安國英，肖容閣，張漢成，等.銅廠溝金礦床地球化學特征及成礦遠景［J］.物探與化探, 2006（1）: 26—32.

［6］王贊，楊德義，石昆法，等.CSAMT 法的基本理論及在工程中的應用［J］.煤炭學報, 2002, 27（4）:383—386.