土壤地球化學測量在彭家溝重點工作區的應用效果

郭 江，閆曉輝，孫萬林，宋絢臻

（華北地質勘查局五一九大隊，河北 保定 071000）

彭家溝重點工作區位于河北省赤城縣的西北部，隸屬于張家口市赤城縣馬營鄉管轄（圖1），處于赤城縣彭家溝銀礦床的延伸地段[1]。之前的一些地勘單位在該地區進行了不少地質工作，但基本都是針對彭家溝銀礦床的研究[2]-[4]，而對礦區外圍的研究較少。2015年華北地質勘查局五一九大隊在張家口地區進行了“河北省獨石口、平頭壤、馬營、云州1∶5萬地球化學測量”工作，其中彭家溝重點工作區位于該1∶5萬水系沉積物測量的AS-25-甲1異常內。本次工作為異常查證階段，采用1∶1萬土壤地球化學測量，并結合地物化綜合剖面測量、槽探工程等方法對本工作區的找礦前景進行評價，以期為今后的找礦工作提供依據和參考。

1 區域地質背景

彭家溝重點工作區地處華北地臺（中朝準地臺Ⅰ2）北緣中段的內蒙臺背斜（Ⅱ21），冀北陷斷束（Ⅲ22），驛馬圖-貓峪臺凸（Ⅳ24）大地構造單元[5]，崇禮-赤城區域性深大斷裂北側[2]。

區域出露地層分別為上太古界單塔子群（Ardn）、中生界上侏羅統張家口組（J3z）和新生界第四系全新統沖洪積層（Q）。其中，上太古界單塔子群巖性主要為黑云變粒巖，原巖為一套海相的火山碎屑沉積巖，其中除形成沉積變質型鐵礦床外，Cu、Pb、Zn、Au、Ag等成礦元素含量也比較高，如若其他條件具備，可為成礦提供部分成礦物質；上侏羅統張家口組巖性以酸性-亞堿性火山熔巖、火山碎屑巖為主，間夾河流相碎屑沉積巖，巖性巖相橫向變化大，賦存于該組地層中的礦床有彭家溝銀礦床等[1]。

該地區經歷了多次構造變動，形成了復雜的構造格局。近EW向的尚義-平泉深斷裂西段（尚義-赤城）和NNE向的烏龍溝-上黃旗深斷裂赤城以北區段分別從工作區以南和以東穿過，均為區域主要的控巖控礦構造[6]。前者沿線主要為太古界分布區，顯示出多次活動的復雜性，后者則為晚侏羅世中酸性巖漿上涌的主要通道[1]。

圖1 彭家溝重點工作區區域地質圖

區域巖漿活動主要發生于華力西晚期、燕山期的晚侏羅世和早白堊世。以中性和酸性巖漿活動為主，巖性主要有花崗巖、花崗斑巖、正長斑巖。

2 工作區地質特征

本區出露地層簡單，為中生界上侏羅統張家口組和新生界第四系（圖2）。區內大面積為侏羅統張家口組覆蓋，巖性為流紋質晶屑凝灰巖、流紋質含角礫晶屑凝灰巖、流紋巖。第四系主要分布于河床、溝谷和緩坡處。

本區構造以斷裂為主，見有NW向、NE向及近南北向斷裂，其中NW向斷裂為區內主要控礦構造，沿NW向斷裂內見有多條構造蝕變帶，近平行側列產出。

區內巖漿巖較發育，在區外SW側大面積出露燕山期花崗斑巖，呈巖株狀分布，其次區內可見有兩條輝綠巖脈出露。

本區蝕變帶以NW向為主（見圖2）。區內發現10條走向310° ～ 320°，傾向南西的蝕變帶，傾角上緩下陡，其中四條蝕變帶近平行側列產出，為本區主要的控礦構造。同時在工作區西部（AP1異常）出露4條走向北東，傾向南東的蝕變帶，也近平行側列產出。蝕變帶內巖石破碎，主要蝕變為弱硅化、高嶺土化，沿節理、裂隙面巖石具褐鐵礦化及軟錳礦化蝕變，地表蝕變較強處呈明顯的鐵、錳帽特征。

3 工作區土壤地球化學特征

3.1 土壤地球化學測量

3.1.1 方法選擇確定

本區屬于淺切割中山區，海拔標高960～1 429m，相對高差469m。地勢相對較緩，溝谷較為寬闊平緩，水系沉積物分選性差，殘坡積物較發育。根據這一特點，本次化探工作采用土壤地球化學測量方法。

3.1.2 測量基本參數選擇確定

野外工作開展之前，根據收集的控制點坐標，在實地進行了GPS三參校正及儀器的一致性檢驗，本區GPS所用坐標系統為西安80坐標系，6度帶。試驗表明，所有GPS均滿足野外生產的需要。

工作區面積為5.83km2，測線方向40°，比例尺1∶1萬，按照100m×40m網度采樣，共取樣1 412件。采樣時在點線距1/10范圍內進行多處刨坑取樣，采樣粒級為-10目～+60目。采樣深度一般在地表以下20～50cm，以C層或B+C層為主；對于覆蓋較厚地區，深挖超過50cm，穿過腐殖層，采集代表基巖成分的物質[7]；對于區內第四系覆蓋區域，尤其是寬緩的河床及溝系，因物質來源不明，進行棄點處理。樣品的加工在駐地完成，加工過程嚴格按設計和規范流程進行，完全過篩后重量不少于150g[8]。野外工作嚴格執行三級質量檢查制度，即臺組自互檢、項目檢查及隊院抽查。

樣品分析測試由華北有色地質勘查局燕郊中心實驗室完成，分析Au、As、Sb、Hg、Cu、Pb、Zn、Ag、W、Sn、Mo、Bi共12種元素。各元素分析方法、檢出限見表1。12種元素報出率均大于90%，滿足報出率控制要求[8]。所測12種元素分析數據真實、可靠，完全可以作為編制各類地球化學圖件及進行異常評價的依據。

3.2 元素含量及分布特征

通過對本次全區1∶1萬土壤地球化學測量分析結果進行數理統計，結合河北北部地區元素含量平均值[7]進行分析，工作區元素含量及分布特征如表2。

由表2可以看出，相對于河北北部元素含量平均值，工作區土壤地球化學測量中元素含量偏高的是As、Sb、Mo、Bi、Ag、Pb、W、Hg（K＞1.2），其余元素含量與河北北部元素含量平均值相當。

通過測量元素的變異系數分析，變異系數相對較大，具一定分異能力（Cv＞0.8）的元素是Ag、Mo，在本工作區分布不均勻；其余元素的變異系數相對較小（Cv＜0.8），分布相對均勻[9]。

3.3 地球化學異常特征

通過1∶1萬土壤地球化學測量工作，我們在本工作區內共圈出8處綜合異常，其中乙類異常3處，丙類異常5處（AP1，AP2，AP7為乙類；其余為丙類）（圖2）。根據成礦地質條件綜合分析，認為效果較好的異常為AP7。

AP7異常位于工作區東南處，元素組合以Ag-Pb-Zn-Mo等為主，各異常套合較好，有多個明顯的濃集中心，總體呈條帶狀沿北西向展布（圖3）。其中Ag、Pb、Zn、Mo、Cu、Au、Sn異常達3級濃度帶，W、As、Sb異常達2級濃度帶。Ag極大值20×10-6，平均值0.68×10-6；Pb極大值2 000×10-6，平均值94.3×10-6；Zn極大值2 000×10-6，平均值189.4×10-6；Mo極大值51.1×10-6，平均值4.3×10-6。異常點數較多的元素有Ag、Pb、Zn、W、Cu等（表3）。

表1 分析方法、檢出限一覽表

表2 1∶1萬土壤地球化學測量元素含量特征

圖2 彭家溝重點工作區綜合異常圖

表3 彭家溝AP7綜合異常參數統計

4 異常檢查

本次在1∶1萬土壤地球化學測量基礎上，通過1∶1萬地質草測，區內發現多條具有一定規模的構造蝕變帶，且經研究分析認為，NW向蝕變帶主要以Ag異常為主，NE向蝕變帶主要以Mo異常為主（圖2）。AP7異常處在流紋質晶屑凝灰巖覆蓋區中，蝕變破碎帶較發育，兩條NW向蝕變帶近平行側列產出，在異常區北部可見一條近南北向蝕變破碎帶和一條NW向展布的輝綠巖脈（圖3）。

圖3 彭家溝AP7綜合異常剖析圖

查證過程中，根據化探異常特征及地表踏勘成果，布置了多條1∶1萬地物化綜合剖面。地物化綜合剖面ZH25-4測量顯示（圖4），在地表蝕變帶較發育地段，Ag-Pb-Zn-Mo等組合異常較明顯，且與蝕變帶的位置吻合較好，另外電法剖面上也有相對低阻高極化異常顯示，推測應是金屬硫化物的反映[7]，[10]。

圖4 彭家溝重點工作區ZH25-4地物化綜合剖面圖

槽探結果顯示（圖3），TC3中的Ag品位最高為9.5×10-6，Pb品位最高為0.340×10-2，Zn品位最高為0.090×10-2，Mo品位最高為0.001×10-2；TC4中的Ag品位最高為1.2×10-6，Pb品位最高為0.006×10-2，Zn品位最高為0.035×10-2，Mo品位最高為0.001×10-2。表明蝕變帶是引起該異常的直接原因。推測該異常為礦致異常。

綜合分析，該處Ag-Pb-Zn-Mo等組合異常顯示較好，蝕變帶較發育，是進一步找礦的有利地段。另外，本工作區處在赤城縣彭家溝銀礦床的延伸地段[1]，巖漿活動頻繁，線性構造發育，蝕變礦化強烈，是尋找銀鉛多金屬礦、鉬多金屬礦的有利的地段。

5 結語

（1）通過對工作區土壤測量結果統計分析，Ag、Mo等元素具一定高背景，且有一定的分異能力，在本工作區內具有局部富集趨勢。對AP7綜合異常進行地物化綜合剖面和槽探揭露，顯示異常與蝕變帶吻合較好，與其中的礦化關系密切。說明土壤地球化學方法在本地區是行之有效的。

（2）結合土壤地球化學測量和異常查證成果，該地區成礦條件優越，在赤城縣彭家溝銀礦床外圍及深部找礦潛力較大，前景較佳，可開展進一步的找礦評價工作。

（3）本次工作沒有對重點地段投入鉆探工程進行深部驗證，勘查程度較低，建議進一步加大工作投入。另一方面，化探方法需要與地質、物探、鉆探等方法有機結合，找礦效果才更理想[10]。