河北灤平縣南溝腦鉬多金屬礦床成礦地質特征及找礦方向

李 賓， 張洛寧， 孫志偉， 王帥先

河北省地質調查院， 河北 石家莊 050081

河北省承德地區位于華北地臺北緣中段， 系我國著名的燕遼鉬（銅） 多金屬成礦帶的重要組成部分［1-3］。該區先后發現了一系列大、 中型鉬礦床， 如撒岱溝門［4-5］、 大 草 坪［6］、 小 寺 溝［7-8］、 壽 王 墳［9］、 太 平村［10-11］、 莫古峪、 崗子東溝［12］等， 涉及斑巖型、 矽卡巖型、 熱液脈型等典型礦床類型［13］， 指示出該區具有良好的成礦地質條件和找礦潛力。 河北省承德市灤平縣南腦溝鉬多金屬礦區即位于該成礦帶內。 前人在南腦溝地區開展的1／20 萬區域地球化學勘查， 沿豐寧—隆化深斷裂圈定出多處Au—Ag 多金屬組合異常； 開展的1 ∶5 萬水系沉積物測量在南溝腦地區圈定了AS25 號Mo-Ag-Zn-Hg綜合異常； 多家單位開展的包含該區域的成礦規律與找礦方向研究也指示該區具有較好的找礦前景。 然而， 由于地質勘查工作程度相對較低， 綜合研究缺乏， 南溝腦鉬多金屬礦區勘查找礦工作一直未能取得突破。 本次研究基于工作區新開展的1 ∶1 萬地質草測、 1 ∶1 萬土壤地球化學測量、 槽探、 鉆探工作成果， 結合區域典型礦床、成礦規律、 找礦模型等， 總結研究區地質背景、 地球化學特征， 分析南溝腦鉬多金屬礦找礦前景， 以期為今后找礦工作提供幫助。

1 區域地質概況

研究區位于中朝準地臺 （Ⅰ2） 燕山臺褶帶（Ⅱ22） 承德拱斷束（Ⅲ26） 大廟穹斷束（Ⅳ220） 北部。 區域上出露地層主要為上太古界單塔子群鳳凰咀組（）、 中生界上白堊統白旗組（K1b） 和張家口組（K1z）、 新生界第四系。 鳳凰咀組地層主要在區域南部呈近東西向帶狀展布， 構成結晶基底， 巖性以斜長角閃巖為主， Mo、 Au、 Ag、 Cu、 Pb、 Zn 等成礦元素豐度較高， 是區域內重要礦源層。 白旗組（K1b） 和張家口組（K1z） 為一套火山碎屑巖地層， 主要分布于超梁溝火山盆地， 巖性主要為斑狀、 氣孔狀安山巖， 紫紅色流紋質晶屑凝灰巖、 流紋質角礫凝灰巖等。 區域構造以斷裂為主， 南部發育紅旗鎮斷裂（一組平行走向斷裂）； 中部發育北白旗斷裂； 北部發育北東東向小黑溝—二道營斷裂， 為豐寧—隆化深斷裂的分支構造。 區域上巖漿巖發育， 具有分布廣、 期次多、 巖性復雜等特點。 元古代侵入巖分布最廣， 巖性從基性至酸性巖均有分布， 與區內金、 銀、 鉛、 鋅、鐵等礦產有關； 華力西期侵入巖為正長花崗巖、 花崗巖， 分別分布于南部邊緣、 中部， 較富集Mo 元素，為成礦礦源層； 燕山期侵入巖主要為花崗斑巖等酸性巖， 出露面積較小， 多呈巖株、 巖墻狀， 空間上沿斷裂構造呈點線狀分布。 區域中東部發育超梁溝火山盆地， 是銀多金屬成礦有利地段。

圖1 南溝腦鉬多金屬礦區域地質圖（根據文獻［4］ 修編）Fig.1 The regional geological map of nangounao molybdenum polymetallic ore（revised according to literature ［4］ ）

2 礦區地質特征

2.1 地層特征

南腦溝鉬多金屬礦區地層簡單， 出露面積小， 主要為中生界侏羅系上統張家口組以及新生界第四系。張家口組主要分布在礦區中北部及中東部， 北溝腦村附近。 巖性主要為灰紫色晶屑凝灰巖， 多呈淺灰色、灰紫色， 晶屑凝灰結構， 塊狀構造， 主要成份為晶屑（70%） 和火山灰（25%）。 晶屑主要為斜長石、 鉀長石、 石英和黑云母， 呈棱角狀-次棱角狀， 其粒徑在0.1～2 mm之間； 火山灰為膠結物， 隱晶質， 局部蝕變為絹云母或脫玻化。 巖石較破碎， 多被硅化石英脈交代穿切。 新生界第四系主要分布于南溝腦、 北溝腦附近溝谷地帶， 為以黃褐色亞砂土、 沖洪積碎石為主的松散堆積物。

圖2 南溝腦鉬多金屬礦區地質簡圖Fig.2 The geological sketch of nangounao molybdenum polymetallic mining area

2.2 構造特征

南腦溝鉬多金屬礦區構造簡單， 以斷裂為主。 區內斷裂主要為北西向F1斷裂， 系區域上近東西向的北白旗斷裂的次級構造。 F1斷裂呈北西走向， 長度約630 m， 地表寬度1 ～5 m， 斷裂面北或北東傾， 傾角60°～70°。 斷裂局部發育構造角礫巖帶、 片理化帶、糜棱巖帶， 具弱綠泥石化、 硅化。

2.3 巖漿巖特征

南腦溝鉬多金屬礦區巖漿活動強烈， 侵入巖發育， 為元古代侵入巖、 華力西期侵入巖、 燕山期侵入巖。

元古代侵入巖主要有閃長巖（δ21-2）、 石英閃長巖（δο21-2）、 閃長巖（δ23）、 黑云閃長巖（βδ23）。 其中， 閃長巖（δ21-2） 出露面積廣， 主要分布于礦區南部、 中部， 局部具礦化蝕變現象， 是賦礦圍巖； 巖脈發育， 裂隙發育。

華力西期侵入巖以花崗巖（γ43） 為主， 主要分布在礦區北部。 巖石呈肉紅色、 淺肉紅色， 花崗結構， 塊狀構造。 礦物成分主要為斜長石、 鉀長石和石英， 少量黑云母、 磁鐵礦。

燕山期侵入巖主要為花崗斑巖（γπ52）、 二長斑巖（ηπ52）、 正長斑巖 （ξπ52）。 其 中， 花 崗 斑 巖（γπ52） 位于南溝腦村西北部， 呈不規則巖枝狀出露分布， 與礦區成礦關系最密切。 巖石呈淺肉紅色， 斑狀結構， 塊狀構造； 斑晶為鉀長石（0.5 ～1 mm） 和石英（0.5～1 mm）； 基質為鉀長石（0.05～0.3 mm）、石英（0.01～0.3 mm）。 巖體中心露頭處硅化十分發育， 附近較發育花崗巖脈、 石英細脈等； 巖體深部較發育花崗巖脈、 石英脈、 構造角礫巖帶， 具硅化、 綠簾石化、 綠泥石化、 高嶺土化等蝕變， 普遍發育黃鐵礦化， 局部具褐鐵礦化、 輝鉬礦化、 鉛鋅礦化。 巖體剖面光譜樣和鉆孔基本分析樣顯示， 花崗斑巖體顯著富集Mo， 相對富集Au、 Ag 等成礦元素。

3 地球化學異常特征

3.1 區域化探異常特征

1 ∶5 萬水系沉積物測量圈定的AS25 綜合異常，以Mo、 Ag 為異常主元素， 組合元素為Zn、 Hg。 Mo異常面積大， 具外、 中、 內分帶特征， 峰值高， 最高值為11.04×10-6（見表1）。 Mo 異常呈近圓形， 南側未封閉； Ag 異常面積最大， 僅具外帶， 呈喇叭形狀，南側未封閉。 AS25 綜合異常具元素套合好、 強度高、濃集中心突出、 分帶性明顯特點（見圖3）。 AS25 綜合異常區發育花崗斑巖（γπ52） 小巖體； 成礦地質條件優越， 找礦前景好。

表1 1 ∶5 萬AS25 綜合異常特征表Table 1 The comprehensive abnormal characteristics table of 1 ∶50000 AS25

圖3 AS25 綜合異常剖析圖Fig.3 The AS25 comprehensive abnormal analysis diagram

3.2 1 ∶1 萬土壤地球化學特征

南腦溝鉬多金屬礦區1 ∶1 萬土壤地球化學測量，是對1 ∶5 萬水系沉積物AS25 綜合異常及其附近區域進行加密測量。 分析測試了Mo、 Ag、 Cu、 Au、 W、Sn、 Bi、 Pb、 Zn、 Hg 、 As、 Sb、 Cd13 種元素， 并采用R 型聚類分析方法進行分析， 見圖4。 依據地質成礦條件， 在相關系數大于0.4 時， 將元素分為三組：Mo、 Cu、 W、 Zn； Au； As、 Sb、 Bi、 Sn、 Hg、 Pb、Ag、 Cd。 其中， As、 Sb、 Bi、 Sn、 Hg、 Pb、 Ag、 Cd為中低溫成礦元素組合， Mo、 Cu、 W、 Zn 為中高溫成礦元素組合。 Mo 與Cu 的相關系數達0.8。 R 型聚類分析結果表明： 南腦溝鉬多金屬礦區Mo、 Cu 、 W、Zn 元素地球化學特征較相似， 指示Mo、 Cu 為共伴生元素， W、 Zn 為成礦指示元素。

圖4 13 種元素R 型聚類分析譜系圖Fig.4 The R-type cluster analysis pedigree of 13 elements

1 ∶1 萬土壤地球化學測量共圈定綜合異常5 處，編號H1、 H2、 H3、 H4、 H5。 其中， H5 綜合異常與1 ∶5 萬水系沉積物測量圈定的AS25 綜合異常范圍吻合度好， 且綜合異常的規模大、 峰值高、 異常元素多、 異常疊加點多、 濃度分帶清晰， 異常特征最為突出， 成礦潛力最大。 H5 綜合異常位于南溝腦村西北，呈橢圓狀， 長軸北西向， 長約1 100 m， 寬700 m， 南東部未封閉。 異常元素組合為Mo-Au-Ag-Cd-Zn-Pb-WBi-Cu-Sn-As-Sb， 各元素套合好、 異常強度高， 除Sn外均具有三級濃度分帶， Mo 元素異常規模最大， 強度高， Mo 最高值101×10-6。 該綜合異常元素具水平分帶， 即異常中心為Mo、 Bi、 W、 Sn 高溫元素， 外側為Au、 Ag、 Pb、 Cd、 Zn、 Cu 中低溫成礦元素。

經路線地質調查與剖面查證， H5 異常中心為花崗斑巖體（γπ52） 露頭， 異常外部區是花崗斑巖體接觸帶與閃長巖體； 花崗斑巖體（γπ52） 接觸帶與圍巖閃長巖區域， 裂隙十分發育， 裂隙面普遍發育褐鐵礦化， 巖脈發育， 主要為花崗巖細脈、 石英細脈等。

表2 1 ∶1 萬H5 綜合異常特征值Table 2 The exception element characteristics of H5 comprehensive anomaly

4 礦化特征

通過對5 個綜合異常區的地質勘查工作， 特別是H5 異常區的槽探揭露查證與鉆探驗證， 發現了由ZK02 鉆孔控制鉬礦體一個、 鉬礦化體和礦化蝕變帶多處。 鉬礦體賦存在花崗斑巖體（γπ52） 北西約200 m 處的閃長巖體（δ21-2） 內， 裂隙控礦， 產出形式為微細脈狀、 薄膜狀、 星點狀輝鉬礦； 礦體走向延伸約100 m， 傾向延伸約70 m， 平均厚度1.26 m， 品位0.033%～0.053%， 平均品位0.041%； 礦體中心標高約600 m， 傾向南， 傾角70°。 礦石金屬礦物主要為輝鉬礦、 黃鐵礦、 磁鐵礦等， 少量黃銅礦， 脈石礦物主要為斜長石、 鉀長石、 角閃石， 少量榍石。 礦石主要為自形-半自形晶粒狀結構、 交代結構， 星散狀、微細脈狀構造。 礦石有用組分為鉬， 其他伴生有用組分不達標。 礦體圍巖蝕變弱， 但裂隙與巖脈位置蝕變發育， 為硅化、 絹云母化、 綠簾石化、 綠泥石化、 高嶺土化等。 根據礦脈穿插特征、 礦化蝕變特征、 礦體特征， 確定南腦溝鉬礦床為受裂隙控制的熱液型礦床。

5 找礦前景分析

5.1 地質條件分析

南腦溝鉬多金屬礦區位于我國著名的燕遼鉬（銅）多金屬成礦帶內， 成礦地質條件優越。 礦區位于豐寧—隆化深斷裂南部； 區內豐寧—隆化深斷裂分支或次級構造發育， 巖漿活動強烈， 裂隙發育。 南腦溝礦區發育華力西期—燕山期中酸性巖漿巖。 經地質勘查與樣品測試分析知， 燕山期花崗斑巖體（γπ52） Mo 等成礦元素發育， 但品位不達標； 巖體內裂隙與巖脈發育，深部局部發育構造角礫巖帶、 硅化蝕變巖； 巖體普遍發育浸染狀、 星點狀黃鐵礦化， 地表發育褐鐵礦化；礦化為輝鉬礦化、 鉛鋅礦化等， 呈薄膜狀、 微細脈狀、星點狀發育。 綜合礦化脈體與裂隙穿插交截關系、 巖體與礦體成生順序， 判斷： 礦區內存在多期熱液活動，至少存在兩期含礦熱液； 花崗斑巖體受后期熱液活動影響析出鉬成礦元素， 成為礦源體。

圖5 南溝腦土壤地球化學測量H5 綜合異常剖析圖Fig.5 The H5 comprehensive anomaly analysis chart of Nangounao soil geochemical measure

土壤地球化學圈定的H5 綜合異常區， 空間上與花 崗斑巖體（γπ52）、接觸帶、圍巖閃長巖（δ21-2）區域吻合； 巖石裂隙發育， 且裂隙面發育黃鐵礦化（褐鐵礦化）； 巖脈發育， 多為花崗巖細脈、 石英細脈等； 礦化蝕變發育， 主要為褐鐵礦化（黃鐵礦化）、硅化等。 經鉆探查證， 鉬礦體呈細脈、 微細脈產出；圍巖閃長巖裂隙發育地段， 黃鐵礦化十分發育， 綠泥石化、 絹云母化等蝕變發育； 花崗斑巖體（γπ52） 鉬成礦元素含量高， 為成礦母巖體， 且巖體深部見多處構造角礫巖帶、 破碎蝕變帶。多、 異常元素套合好等特點。 其中， H5 綜合異常區發現鉬礦（化） 體， H1 綜合異常處發現民采老硐，均為致礦異常。 H1-H4 四處綜合異常區位于礦區F1斷裂帶內及其北部， 呈帶狀分布， 走向北西， 與構造線方向一致； 成礦元素以Ag、 Pb、 Mo 為主， 伴生Zn、 Cd、 Hg、 W 等。 H1-H4 異常區發育華力西期花崗巖體（γ43）、 燕山期二長斑巖小巖體， 局部構造發育， 具備成礦地質條件， 注意找礦線索與綜合研究。

5.2 地球化學條件分析

1 ∶1 萬土壤地球化學工作共圈定出5 處綜合異常， 與1 ∶5 萬水系沉積物異常范圍吻合較好； 具有規模大、 強度較高、 濃度分帶較明顯、 異常元素較

5.3 找礦標志及找礦方向

構造破碎帶、 混濁狀乳白色石英脈、 黑色硅質細脈發育地段、 淺黃色且晶形差黃鐵礦發育微裂隙地段是成礦有利部位， 是尋找鉬多金屬礦的直接找礦標志。 燕山期中酸性小巖體（如花崗斑巖體γπ52）， 褐鐵礦化、 高嶺土化、 綠泥石化、 絹云母化、 硅化等礦化蝕變特征， 以Mo、 Cu、 Pb、 Zn、 Ag 等成礦元素為主的地球化學綜合異常區， 是重要的間接找礦標志。

目前， 僅在外圍閃長巖中發現一條熱液脈型鉬礦體。 基于區域成礦規律與已發現典型礦床研究， 繼續在花崗斑巖體（γπ52） 外圍尋找熱液型鉬礦； 但花崗斑巖體（γπ52） 鉬成礦元素發育， 應深入研究與找尋斑巖型礦床。

6 結 論

（1） 1 ∶1 萬土壤地球化學測量成果是對1 ∶5 萬水系沉積物測量成果AS25 綜合異常的進一步查證，明確了南腦溝地區存在以Mo 成礦元素為主的綜合異常， 指出地球化學成礦條件良好。

（2） 1 ∶1 萬土壤地球化學測量圈定了H1-H5 五處綜合異常區。 其中， H5 綜合異常區具有規模大、峰值高、 異常元素多、 異常疊加點多、 濃度分帶較清晰等特征， 經槽探查證和鉆探驗證發現鉬礦體一個，找礦效果較好。

（3） 鉬礦體賦存于元古代巖閃長巖體 （δ21-2）內， 裂隙控礦， 成礦類型為熱液脈型礦床。

（4） 南腦溝鉬多金屬礦區位于燕遼鉬（銅） 多金屬成礦帶內， 地質成礦條件優越。 應繼續找尋熱液脈型礦體； 且進一步深入研究花崗斑巖體（γπ52） 富集鉬等成礦元素的成因及機理， 不否定斑巖型礦床的找礦前景。