河北淶源縣大灣頂垂體構造及其控制下的礦體特征與找礦方向

馬金虎，提云生，馬曉輝，張 健，馬玉偉

（1.河北省地質工程勘查院，河北 保定 071051；2.中國冶金地質總局地球物理勘查院，河北 保定 071000）

大灣頂垂體構造位于河北省淶源縣大灣～支家莊一帶，該區是太行山區重要的有色及黑色金屬礦集區。頂垂體西側為著名的雙大型礦區～大灣鋅鉬礦區，其東側為典型矽卡巖鐵礦區～支家莊鐵礦區。新中國成立以來先后有北京地院、河北省地質工程勘查院等單位在該區進行基礎研究及找礦工作，積累了豐富的地質資料。筆者在收集前人資料的基礎之上，結合在該區的長期野外工作實踐，研究頂垂體及其控制下的礦體特征，為該區下一步找礦工作提出靶區方向。

1 地質背景

該區地處中朝準地臺之燕山臺褶帶與山西斷隆（Ⅱ級大地構造單元）接合部位，烏龍溝～上黃旗大斷裂帶中；位于淶源花崗雜巖體西緣南側，太行山成礦帶北段，北東向的淶易復背斜與北北東向的王安鎮～大海坨構造巖漿巖帶在此交接。

1.1 地層

區內出露地層主要包括太古界石咀巖群、中上元古界長城系高于莊組、薊縣系霧迷山組。石咀巖群巖性以黑云斜長片麻巖、變粒巖為主；高于莊組及霧迷山組以燧石條帶白云巖。

1.2 構造

研究區構造主要為褶皺及斷裂。侵入接觸構造較為發育，主要表現為包體、頂垂體構造等。礦區東西兩側被北北東向F1、F2深斷裂夾持，該斷裂屬于烏龍溝斷裂的主要結構面；北側為F3，呈北西向展布，南側為F4大斷裂，呈北東向展布，總體呈斷塊狀（圖1）[1]。

1.3 巖漿巖

區內巖漿巖為淶源雜巖體的組成部分，主要形成于燕山早期。包括黑云母花崗巖、石英閃長巖、二長斑巖、白崗巖、粗粒斑狀花崗巖、花崗斑巖、流紋斑巖等，末期又有大量中酸性脈巖侵入。與成礦有關系的主要為黑云母花崗巖和流紋斑巖[1]。本文僅以與成礦作用密切相關的黑云母花崗巖和流紋斑巖加以詳細描述。

黑云母花崗巖呈巖株狀產出，主要分布于F1斷裂兩側，地表及深部被白崗巖侵蝕，局部相變為花崗閃長巖。其成巖Rb-Sr等時線年齡為147Ma（中侏羅世）[2]。巖石呈中細粒結構似斑狀結構，主要礦物為鉀長石、斜長石、石英，次要礦物為黑云母、角閃石等。黑云母花崗巖與高于莊組白云巖接觸形成的蛇紋石化矽卡巖為矽卡巖鐵礦的賦礦母巖，其成礦與成巖時代相當。

流紋斑巖沿北西西與北北東向斷裂交匯處侵入，軸向北北東，寬0.3km～0.5km，長約1km，地表面積約0.4km2，呈薯狀向南東傾伏于頂垂體之下。流紋斑巖可區分為角礫狀、顯斑狀、霏細狀三種巖石類型(相)。它們為同源同期巖漿脈動侵位形成，成巖Rb-Sr等時線年齡為139.7Ma(晚侏羅世)[3]。流紋斑巖及其與高于莊組白云巖接觸形成的矽卡巖為鋅鉬礦的賦礦母巖。

2 大灣頂垂體構造

2.1 一般頂垂體構造成因及其控礦

頂垂體構造形成的主要動力來源為巖漿的侵位。巖漿侵位是一個自地殼深部到表殼動力作用的復雜過程。首先是在深部構造動力作用下形成巖漿，然后是巖漿侵位過程中引起表殼構造動力作用，最終形成不同控礦構造樣式的巖漿侵入接觸構造系統，即為成礦場地。上述的構造--巖漿、巖漿--構造和巖漿侵入接觸構造體系，稱為巖漿侵位發生～發展～成礦的三個階段。

其具體過程為：首先大規模構造巖漿事件形成構造巖漿；然后經過巖漿強主動侵入使圍巖發生陷落、坍塌從而頂沉，從而被拆離可以形成頂垂體；在兜底巖漿巖與頂垂體正接觸帶形成內外矽卡巖交代帶或（和）斑巖型礦化（有斑巖體侵入時）、近接觸帶形成層狀層間滑脫交代帶、遠接觸帶形成引張裂隙的脈狀充填帶等多種構造成礦樣式，這樣就形成一個頂垂體控制的巖漿侵入接觸構造體系。下面是一般頂垂體構造控礦簡單模式（圖2）。

2.2 大灣頂垂體特征

大灣頂垂體總體形態為中間厚兩邊薄的船形體，面積約4.6km2，東西寬1km～2km，南北長約3.5km。頂垂體構造由上太古界石咀巖群和中上元古界高于莊組、霧迷山組成。其中上太古界主要巖性為變粒巖及片麻巖，中上元古界主要巖性為白云巖。頂垂體與花崗巖的接觸帶是較早期的矽卡巖鐵礦成礦帶，也是流紋斑巖侵位的場所，是礦區基本控礦(巖)構造。兜底巖漿巖分為兩期，第一期的黑云母花崗巖是區內主要鐵礦的成礦母巖，與頂垂體共同控制支家莊鐵礦。第二期的流紋斑巖是鋅鉬礦的成礦母巖，與頂垂體共同控制大灣鋅鉬礦。

褶皺構造呈北北東向展布，由支家莊背斜、北叉背斜、愁尖向斜等組成，延伸1km～2km，平行展布，東部支家莊、北叉背斜較緊閉，西部愁尖向斜較寬緩，總體構成滑脫擠壓帶主體，為控礦構造。

頂垂體東西兩側為北北東向F1、F2深斷裂，南北兩側為F3、F4大斷裂。F1、F3深斷裂為區域性導（控）巖（礦）構造。頂垂體內次級斷裂亦發育，主要包括北北東、北西西向兩組。F16、F19、F20、F23規模較大，前三者對流紋斑巖具有控制性影響，為流紋斑巖侵位提供通道。F16在次級構造中居于主導地位，其為正斷層，沿頂垂體西緣延伸3km，傾向NE，傾角40°～60°。它限定了頂垂體的西部邊界，先后有二長斑巖、花崗斑巖、流紋斑巖等淺成次火山巖侵位于該斷裂帶。

頂垂體西側的大灣鋅鉬礦床受斑巖體、斑巖體與頂垂體接觸帶控制。頂垂體東南側的支家莊鐵礦黑云母花崗巖與中元古界白云巖的侵入接觸構造是區內鐵礦床的基本控礦構造。

3 礦體地質特征

（1）大灣鋅鉬礦為典型斑巖-矽卡巖型鋅鉬礦床，分布于頂垂體的西部。鋅礦體主要產于外矽卡巖帶、蛇紋石化白云巖帶；鉬礦體主要賦于流紋斑巖及其圍巖中，受斑巖體及熱液蝕變帶控制，內帶為細脈浸染型斑巖鉬，外帶為細脈浸染型片麻巖鉬和接觸交代型矽卡巖鉬。

鋅主礦體為Ⅱ-1、Ⅱ-2。受氯化鎂矽卡巖帶控制，呈塔式半環狀沿13-21線間，主巖體接觸帶展布，具膨縮分枝復合特點。主礦體大致平行產出，17線南總體傾向136°，傾角46°；17-19線總體傾向83°，傾角41°；19線以北總體傾向47°，傾角34°。主礦體走向延長700m～1000m，斜深650m左右，平均厚度7.62m～8.03m，其西部埋藏淺，東部、北部埋藏較深。

斑巖鉬礦體受流紋斑巖巖體控制。工業礦體富集于巖體中上部及底部邊緣，中下部為貧化帶，產狀與巖體基本一致，展布范圍大體相當。主要礦體為Ⅰ-1、Ⅰ-2、Ⅰ-3，自上而下分布于主巖體中。主礦體傾向70°～107°，傾 角7° ～20°。走 向 延 長1070m～1400m，斜 深600m～1000m，平均厚度14.13m～59.94m。礦體多呈不規則板狀、似層狀等，局部具分支。

矽卡巖鉬礦體位于巖體外部邊緣附近，礦體形態與鋅礦體相似，產狀接近，展布范圍亦大體相當。主礦體為Ⅲ-22、Ⅲ-23、Ⅲ-22+23礦體。

在19線以南它們分別產出，Ⅲ-22連續分布，Ⅲ-23則呈斷續狀；19線至21線Ⅲ-22、Ⅲ-23礦體，兩者合二為一構成一個較大的礦體Ⅲ-22+23。最大延長955m，斜深630m，厚度最大62.20m，平均18.71m。17線以南，總體傾向136°，傾角46°；17-19線間總體傾向79°，傾角41°；19線以北總體傾向31°，傾角34°。

片麻巖鉬礦體產于流紋斑巖下部及其傾伏尖滅端的鉀化黑云斜長片麻巖中，受鉀化帶控制，以Ⅳ-3礦體為最大。隨沿不整合面向北延伸的流紋斑巖巖床其尖滅端展布，位于Ⅰ-3鉬礦體之下，礦體為彎曲扁豆狀，總體傾向121°，傾角10°。走向延長600m，斜深650m，最大厚度99.71m，平均48.52m。

（2）支家莊鐵礦分布于頂垂體東側，由支家莊和蕎麥地北南兩個礦段組成。礦體受接觸帶構造及支家莊背斜構造控制，產于外接觸帶鎂矽卡巖中，礦體多呈透鏡狀、扁豆狀及囊狀、脈狀。支家莊礦段位于支家莊背斜北段，礦體賦存于接觸帶的蛇紋石矽卡巖中，大小礦體共56個。礦體長280m～380m，厚10m～14m，品位34.71%～38.05%。礦體走向北北東向，傾向南東，傾角5°～60°，與東接觸帶產狀一致。蕎麥地礦段位于支家莊背斜南端傾沒端，主要有東西兩個礦體組成，礦體走向近東西，傾向南，長500m～700m，厚數十至200m，品位34.38%～34.67%[2]。

4 找礦方向分析

本區成礦嚴格受大灣頂垂體的控制，頂垂體構造的范圍決定了本區礦床的找礦范圍，其與巖體不同的空間位置關系決定了找礦方向。

（1）根據“三位一體”成礦模式及地質構造情況推測斑巖型、矽卡巖型，層狀交代型和脈型礦體的可能存在空間。本區斑巖型、矽卡巖型最為發育；由于大灣頂垂體已經受到中等剝蝕，厚度較小，故脈型礦體不發育，層狀交代型還是較常見的。這樣在找礦中基本弄清在什么位置可能出現什么類型的礦體，為探礦工程布置提供依據。

（2）巖體與圍巖在正接觸帶，尤其巖體凹入或“超覆”部位，接觸帶與圍巖層理近直交者最為有利。

（3）在具有成礦專屬性的巖體中尋找捕虜體。剝蝕出地表的易發現，埋藏于巖漿巖中邊部的勘探難度較大，但仍有一定的找礦前景，可借助其它多種方法進行綜合找礦。

（4）根據已知具有成礦專屬性的兩期巖漿巖（黑云母花崗巖和流紋斑巖），可以明確各個礦種的找礦范圍：以黑云母花崗巖與圍巖及其影響范圍確定鐵礦找礦靶區，以流紋斑巖及其在頂垂體下的影響范圍確定鋅、鉬（銀）礦找礦范圍。

（5）依據大灣成礦模式及礦體特征，在大灣鋅鉬礦與支家莊鐵礦之間船形體底部接觸帶尚存矽卡巖鋅、鉬、鐵礦找礦空間。