河北省承德市通溝金礦地質(zhì)特征及礦床成因探討

劉建權(quán)　曲為貴　孫培周　李運(yùn)崇　尹國(guó)慶（天津華北地質(zhì)勘查總院　天津　300170）

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河北省承德市通溝金礦地質(zhì)特征及礦床成因探討

劉建權(quán)曲為貴孫培周李運(yùn)崇尹國(guó)慶
（天津華北地質(zhì)勘查總院天津300170）

摘要通溝金礦位于河北省承德市北約10 km。礦區(qū)內(nèi)共圈定金礦化蝕變帶8條，其內(nèi)圈出金礦體7個(gè)。通過(guò)對(duì)成礦地質(zhì)背景、礦床地質(zhì)特征、礦體特征、礦石質(zhì)量特征等研究分析，簡(jiǎn)要總結(jié)了金礦成礦機(jī)制和成礦作用過(guò)程，探討了礦床成因類型。

關(guān)鍵詞通溝金礦地質(zhì)特征成礦作用礦床成因

通溝金礦地處河北省承德市境內(nèi)，距承德市區(qū)直距約10 km，交通便利。礦區(qū)位于華北地臺(tái)北緣中段金銀鉛鋅鐵鈾硫鐵礦成礦區(qū)［1］，隸屬于張家口-承德成礦區(qū)、大廟隆起成礦區(qū)［2-3］，受大廟-娘娘廟、尚義-平泉深大斷裂所夾持［4］。該成礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造變形復(fù)雜，巖漿活動(dòng)頻繁，成礦地質(zhì)條件優(yōu)越，構(gòu)成了冀東北金成礦集中區(qū)。

1　成礦地質(zhì)背景

區(qū)域位于中朝準(zhǔn)地臺(tái)（Ⅰ2）、燕山臺(tái)褶帶（Ⅱ22）、承德拱斷束（Ⅲ35）、大廟穹斷束（Ⅳ220），北鄰長(zhǎng)期隆起的內(nèi)蒙地軸（Ⅰ1）。區(qū)域出露的地層主要為新太古界單塔子群燕窩鋪組、白廟組［5］。燕窩鋪組為一套中深區(qū)域變質(zhì)的混合巖化強(qiáng)蝕變角閃斜長(zhǎng)片麻巖、斜長(zhǎng)角閃巖，間夾少量不規(guī)則綠泥片巖，原巖為中基性火成巖；白廟組巖性為變粒巖、淺粒巖、片麻巖、片巖、大理巖等，原巖以火山-沉積碎屑巖為主，混合巖化作用較普遍，與下伏燕窩鋪組呈整合接觸。其中，燕窩鋪組地層中金元素豐度值較高，是該區(qū)金礦的主要礦源層，區(qū)內(nèi)多處金礦即賦存于此地層中。區(qū)域經(jīng)歷了多期次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，斷裂構(gòu)造十分發(fā)育，以北北東向、近東西向、北西向?yàn)橹鳌?gòu)造斷裂帶內(nèi)巖石劈理、節(jié)理發(fā)育，并形成了規(guī)模不等的斷層破碎帶、糜棱巖化帶。區(qū)域內(nèi)巖漿活動(dòng)頻繁，以海西期和燕山期酸性侵入巖為主，巖石類型主要為花崗巖、閃長(zhǎng)巖、石英正長(zhǎng)巖。輝綠巖脈、石英脈等脈巖發(fā)育。侵入巖體和脈巖受斷裂的控制明顯。

區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)資源分布廣、種類多，以金礦為主，其次為鐵、鉛、鋅、銀等黑色、多金屬礦產(chǎn)和石墨、煤、滑石、菱鎂礦、石英等非金屬礦產(chǎn)。已發(fā)現(xiàn)小營(yíng)盤(pán)、東坪、張全莊、紅石砬、金廠峪、峪耳崖、大營(yíng)子等眾多金礦床（點(diǎn)）。其中，金礦類型主要為石英脈型、蝕變巖型、蝕變巖夾石英脈型，賦礦圍巖主要為燕山期火成巖、太古代中性侵入巖及太古界變質(zhì)巖系等。

2　礦床地質(zhì)特征

2.1礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1.1地 層

礦區(qū)主要出露太古界單塔子群燕窩鋪組地層，巖性為角閃斜長(zhǎng)片麻巖夾綠泥片巖，巖石受混合巖化作用強(qiáng)烈，普遍見(jiàn)黃鐵礦化、綠簾石化、綠泥石化等熱液蝕變現(xiàn)象；第四系沖洪積物沿溝谷零星分布（圖1）。

2.1.2構(gòu) 造

礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造較發(fā)育，主要為由深大斷裂派生的次級(jí)斷裂構(gòu)造，分為北東、近東西向兩組，均被石英脈和碎裂蝕變巖充填，為本區(qū)主要的容礦構(gòu)造。

其中，北東向斷裂7條，近于平行，長(zhǎng)度不等，分布于礦區(qū)中部的黑云母花崗巖體內(nèi)，走向50°～70°，傾向南東，傾角45°～82°，局部反傾，長(zhǎng)度一般500～1 450 m，寬0.2～2.6 m；斷裂為壓扭性逆斷層，斷層面光滑平整，局部可見(jiàn)擦痕；斷裂帶內(nèi)巖石蝕變碎裂強(qiáng)烈，同時(shí)充填有石英脈，形成本區(qū)的主要容礦構(gòu)造。

近東西向斷裂1條，走向85°～95°，傾向北，傾角70°，為壓性斷層，分布在礦區(qū)北部，斷層長(zhǎng)度約500 m，寬6～8 m，地表特征表現(xiàn)為片理化帶，由硅化、絹云母化花崗碎裂巖組成。

2.1.3巖漿巖

礦區(qū)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，主要出露中生代中-粗粒黑云母花崗巖，分布于礦區(qū)中南部，侵入于新太古界燕窩鋪組地層中。含金蝕變礦化帶即產(chǎn)于該花崗巖體內(nèi)。此外，礦區(qū)出露少量的細(xì)?；◢弾r脈。

2.1.4變質(zhì)作用

區(qū)內(nèi)變質(zhì)巖類以太古界燕窩鋪組正變質(zhì)巖為主，由中基性火成巖經(jīng)區(qū)域變質(zhì)作用后形成斜長(zhǎng)角閃巖及角閃斜長(zhǎng)片麻巖類巖石。由于經(jīng)歷了多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和強(qiáng)烈的混合巖化作用，使巖石產(chǎn)生了退變質(zhì)作用，具多相變質(zhì)作用，形成條帶狀、眼球狀或條痕狀混合巖化片麻巖。

圖1　通溝金礦地質(zhì)簡(jiǎn)圖

2.1.5蝕變礦化帶

礦區(qū)共圈定8條金蝕變礦化帶，受斷裂構(gòu)造控制作用明顯。

1-7號(hào)蝕變礦化帶屬于片理化蝕變巖夾石英脈型，主要產(chǎn)于燕山期中粗粒黑云母花崗巖中，大致呈平行雁列狀產(chǎn)出，總體走向50°～70°，傾向南東，局部北西，傾角45°～82°，地表出露長(zhǎng)度420～1 450 m，厚0.20～8.00 m。蝕變礦化帶含金性較好，金品位（0.11～127.0）×10-6，一般（6.0～25.0）×10-6。蝕變巖具較強(qiáng)的硅化、綠泥石化、高嶺土化、絹云母化、黃鐵礦化。石英脈是主要含金地質(zhì)體，普遍具較強(qiáng)的褐鐵礦化、黃鐵礦化、方鉛礦化，局部黃銅礦化。

8號(hào)蝕變礦化帶為片理化蝕變巖型，位于礦區(qū)北部燕山期中粗粒黑云母花崗巖中，蝕變礦化帶呈近東西向，走向85°～95°，傾向北，傾角70°。地表出露長(zhǎng)度約500 m，厚6～8 m，金礦化較差。

2.2礦體地質(zhì)特征

2.2.1礦體特征

礦區(qū)共圈出7個(gè)工業(yè)礦體，分別賦存于1、2、4、5號(hào)蝕變礦化帶中，編號(hào)分別為1-1、1-2、2-1、4-1、4-2、5-1、5-2。礦體呈脈狀產(chǎn)出，總體走向25°～67°，長(zhǎng)120～440 m，傾向南東，傾角60°～82°，沿傾向延伸＞50 m-＞150 m。礦體厚度穩(wěn)定，變化系數(shù)41.19%～72.95%，平均厚度0.36～0.75 m，最大厚度為1.38 m。礦體品位（2.33～127）×10-6，平均品位為17.37×10-6，變化系數(shù)54.98%～125.78%，分布均勻。

2.2.2礦石質(zhì)量特征

（1）礦物成分特征

礦石礦物組分較簡(jiǎn)單，金屬礦物以黃鐵礦、方鉛礦、磁鐵礦等金屬硫化物為主，地表少量氧化礦物主要為褐鐵礦。金礦物主要為自然金。脈石礦物主要為石英、方解石、絹云母等。

黃鐵礦為礦石中主要金屬礦物，分布不均勻，自形-半自形粒狀分布于裂隙或脈石礦物間隙，有的被多金屬硫化物交代熔蝕，晶形為立方體、五角十二面體及聚形。結(jié)晶粒度大小不一，一般0.051～0.5 mm。受應(yīng)力作用被壓碎，裂紋發(fā)育，裂紋中充填石英、磁鐵礦、方鉛礦等，是礦區(qū)重要的載金礦物。

方鉛礦呈它形粒狀分布于石英晶隙或黃鐵礦裂隙，交代黃鐵礦；粒度一般為0.1～0.5 mm，形態(tài)受黃鐵礦裂隙或間隙控制。僅見(jiàn)極少金礦物賦存于方鉛礦與石英晶隙。

磁鐵礦呈他形粒狀分布于黃鐵礦裂隙或石英晶隙。

褐鐵礦由交代黃鐵礦形成，有的保留黃鐵礦假象，呈細(xì)脈狀或土狀。

（2）礦石結(jié)構(gòu)和構(gòu)造

礦石結(jié)構(gòu)主要有半自形晶粒狀結(jié)構(gòu)、他形填隙結(jié)構(gòu)、壓碎結(jié)構(gòu)等。黃鐵礦呈半自形晶粒狀分布。方鉛礦等呈他形分布于黃鐵礦裂隙或石英晶隙。黃鐵礦由于受力被壓碎，裂隙發(fā)育，具壓碎結(jié)構(gòu)。

礦石構(gòu)造主要有細(xì)脈浸染狀構(gòu)造、網(wǎng)脈狀構(gòu)造。礦石中金屬礦物呈細(xì)脈及浸染狀分布。礦石中方鉛礦等金屬礦物呈網(wǎng)脈狀充填分布。

（3）金礦物特征及賦存狀態(tài)

金礦物主要為自然金，分布不均勻。金礦物以細(xì)粒級(jí)為主，其次為粗粒金。

金礦物賦存狀態(tài)以包體金、晶隙金為主，少量裂隙金。其中，晶隙金約占47%，多為角粒狀；包體金約占53%，包含在方鉛礦和石英中，多呈渾圓狀或麥粒狀，邊界比較圓滑，并有熔蝕現(xiàn)象。石英、黃鐵礦和方鉛礦是主要的載金礦物，所以金礦物同硅化及多金屬硫化物關(guān)系非常密切。

（4）礦石類型和品級(jí)

礦石自然類型按照礦石礦物組合、結(jié)構(gòu)構(gòu)造等特征劃分為3種：含金黃鐵礦化石英脈型、含金黃鐵礦化方鉛礦化石英脈型、含金黃鐵礦化蝕變巖型。其中，多金屬硫化物石英脈型金品位最高，單一黃鐵礦石英脈型金品位次之，蝕變巖型金品位最差。粗粒浸染狀和細(xì)脈狀黃鐵礦比粗粒自形晶的黃鐵礦金含量高。硅化、綠泥石化蝕變巖比絹云母化、高嶺土化等蝕變巖含金性好。

礦石工業(yè)類型屬于破碎蝕變巖夾石英脈型，以多金屬硫化物原生礦石為主，少量為氧化礦石，出露于地表。

（5）礦體圍巖和夾石

礦體產(chǎn)于壓扭性斷層破碎帶中，斷層面光滑平直，礦體與圍巖界線清楚，近礦圍巖為黑云母花崗巖，圍巖蝕變礦化主要為硅化、綠泥石化、高嶺土化、絹云母化、黃鐵礦化、方鉛礦化、弱磁鐵礦化、弱褐鐵礦化。礦區(qū)內(nèi)所圈定的礦體為薄脈狀，均未夾石。

3　成礦機(jī)制及成礦作用

3.1成礦機(jī)制

3.1.1礦源層

單塔子群地層原巖為“半粘土質(zhì)”的富含鈉的中基性火山巖類。大量事實(shí)證明，中基性火山巖類含有大量金等分散狀態(tài)成礦物質(zhì)。這些成礦物質(zhì)在區(qū)域變質(zhì)和混合巖化作用下，從原巖中活化、遷移形成金的高含量背景區(qū)，為后來(lái)金成礦提供了充足的物質(zhì)來(lái)源。根據(jù)對(duì)礦區(qū)內(nèi)燕窩鋪組混合質(zhì)角閃斜長(zhǎng)片麻巖中采取的原生暈樣品分析結(jié)果，異常值一般為（5～9）×10-9，金的豐度值較高，同時(shí)，該地層中分布有含金破碎蝕變帶和片理化帶，推測(cè)金礦與燕窩鋪組地層有密切的內(nèi)在聯(lián)系，是本區(qū)金礦形成的礦源層。

3.1.2侵入巖與成礦作用

礦區(qū)處在北東向的花崗巖小巖枝上，巖體為燕山期產(chǎn)物。該巖體侵位于單塔子群燕窩鋪組和白廟組地層中，在巖體形成過(guò)程中，巖漿熱液提供熱能驅(qū)使單塔子群地層中的金元素進(jìn)一步活化、遷移，并在成巖的晚期階段，富含揮發(fā)份的熱液攜帶金等成礦元素，形成含礦熱液。黑云母花崗巖體是本礦床的直接圍巖。根據(jù)區(qū)內(nèi)黑云母花崗巖中采取的原生暈樣品分析結(jié)果，金的平均值為18.09×10-9，金的背景值較高，推測(cè)金成礦與花崗巖體在時(shí)空和成因上的密切關(guān)系。

3.1.3構(gòu)造與成礦作用

大廟-娘娘廟、尚義-平泉深大斷裂帶控制了區(qū)域巖漿巖和礦產(chǎn)的分布。礦區(qū)內(nèi)發(fā)育北東向及近東西向次級(jí)斷裂，其內(nèi)形成主要工業(yè)礦體，是本區(qū)主要賦礦構(gòu)造。由于構(gòu)造活動(dòng)的多期性，造成了成礦作用的多階段性。

3.2成礦階段

本區(qū)金礦成礦作用過(guò)程可分為兩期、四個(gè)階段，即石英粗粒黃鐵礦階段、石英細(xì)粒黃鐵礦階段、石英多金屬硫化物階段和碳酸鹽階段。礦床各成礦階段和礦物生成順序見(jiàn)表1。

表1　礦區(qū)成礦階段及主要礦物生成順序表

石英-粗粒黃鐵礦階段：該區(qū)地層主要為太古界燕窩鋪組中高級(jí)變質(zhì)巖。地層中含金豐度值為（5～6）×10-9。此階段形成的礦物為石英和黃鐵礦，石英為乳白色，粗粒結(jié)構(gòu)，呈單脈狀。黃鐵礦呈淺黃色，粗粒結(jié)構(gòu)，呈星點(diǎn)狀分布，晶形較好。此階段金礦化較弱。

石英-細(xì)粒黃鐵礦階段：形成的礦物為石英和黃鐵礦，石英為灰白色，不等粒它形晶，黃鐵礦為淺銅黃色，它形晶為主，少數(shù)為半自形晶，大多數(shù)呈浸染狀和細(xì)脈狀分布于石英脈和花崗巖中。此階段金礦化較強(qiáng)。

石英-多金屬硫化物階段：形成的礦物主要有黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、自然金等。石英為煙灰色，呈不規(guī)則細(xì)脈狀。此階段是金的主要成礦階段，金品位高，有礦化作用的地段都能形成工業(yè)礦體。

碳酸鹽化階段：形成的礦物主要為方解石，無(wú)金屬硫化物形成。方解石呈細(xì)脈狀和網(wǎng)脈狀。此階段金礦化弱。

由于礦石致密堅(jiān)硬，裂隙不發(fā)育，在表生期氧化作用不強(qiáng)烈，僅個(gè)別地段金屬硫化物被氧化，石英脈裂隙發(fā)育處見(jiàn)有少量的褐鐵礦和孔雀石等礦物。

4　礦床成因探討

通溝金礦位于華北地臺(tái)北緣中段金銀鉛鋅鐵鈾硫鐵礦成礦區(qū)、張家口-承德成礦區(qū)、大廟隆起成礦區(qū)。礦區(qū)金礦體產(chǎn)于深大斷裂派生的次級(jí)北東向、近東西向小型斷裂構(gòu)造帶中，賦礦圍巖為燕山期中粗粒黑云母花崗巖，巖石破碎強(qiáng)烈，具強(qiáng)烈硅化、綠泥石化、高嶺土化、絹云母化、黃鐵礦化、方鉛礦化、弱磁鐵礦化、弱褐鐵礦化；含礦巖石為石英脈、蝕變巖。太古界變質(zhì)巖系為成礦提供了礦源層，深大斷裂構(gòu)造為成礦提供了熱液通道，次級(jí)斷裂為含礦熱液富集成礦提供了容礦空間，礦床成因?yàn)橹械蜏責(zé)嵋盒?，礦床工業(yè)類型為斷裂帶充填交代型脈狀金礦床。

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收稿：2016-03-31

DOI:10.16206/j.cnki.65-1136/tg.2016.03.002