河北六溝、小寺溝、楊樹嶺地區地球化學特征及找礦方向分析

梁景利，孫志輝，趙紅瑞，王 鵬

(華北地質勘查局五一四地質大隊，河北 承德 067000)

地球化學測量主要是通過系統樣品采集和測試分析來捕捉各種找礦信息。目前主要化探方法包括巖石原生暈測量、土壤測量、水系沉積物測量、水化學測量、氣體測量、生物測量等。事實證明，地球化學測量是尋找有色金屬礦產的重要手段[1-2]。

“河北省六溝、小寺溝、楊樹嶺1∶50 000地球化學測量”屬河北省礦產資源專項資金勘查項目，位于河北省承德市壽王墳—小寺溝銅鉬金多金屬成礦帶內，區域地質工作程度不高，未開展過系統的礦產地質工作。但本區內已探獲礦種多為Cu、Mo、Ag、Pb、Zn、Au、Fe等，規模類型多為中小型，包括壽王墳接觸交代型銅鐵礦，小寺溝斑巖型銅鉬礦，柴家溝斑巖型鉬礦，洼子店蝕變巖型金礦等[3-7]。

本文依托勘查項目，以該區內水系沉積物測量數據為基礎，詳細分析了元素地球化學特征、異常特征[8]，并總結了本區的找礦方向。

1 區域地質概況

測區所在1∶200 000圖幅為平泉幅，包含3個1∶50 000萬標準圖幅：六溝幅、小寺溝幅和楊樹嶺幅。測區內地層出露齊全，有中下太古界遷西群上平房組、上太古界單塔子群、中元古界長城系、中元古界薊縣系、上元古界青白口系、下古生界寒武系和奧陶系、上古生界二疊系、中生界三疊系、中侏羅統和下白堊統及新生界地層(見圖1)[9]。

測區自老結晶基底形成以來，先后經歷了基底分離、匯聚期、蓋層發育期、造山運動等多期次、大規模的構造運動，因此本區構造極其發育。斷裂構造主要有尚義—赤城—灤平古北口—承德市大石廟—平泉深斷裂(尚義—平泉深斷裂)、桑園—小楊樹溝—西水泉—南嶺—東營子一帶大斷裂(桑園—平房大斷裂)及北東向、近東西向、北西向、北北東向四組的一般性斷裂。褶皺構造主要在中朝準地臺的結晶基底及蓋層中[10]發育，規模相對較小。

1—第四系；2—中侏羅統；3—下侏羅統；4—三疊系；5—下古生界；6—上元古界；7—中元古界薊縣系；8—中元古界長城系；9—中下太古界遷西群；10—燕山期花崗巖；11—燕山期石英二長斑巖；12—實測地質界線；13—角度不整合地質界線；14—平行不整合地質界線；15—正斷層；16—逆斷層；17—性質不明斷層；18—火山口；19—超貧鐵礦；20—煤礦；21—石灰巖礦；22—螢石礦；23—鉀長石礦；24—方解石礦；24—銅、鉬礦；25—金銀礦；26—頁巖礦；27—金礦；28—金圖1 六溝—小寺溝—楊樹嶺一帶地質簡圖Fig.1 Geological map of the Liugou-Xiaosigou-Yangshuling area

2 測區地球化學特征

2.1 區域地球化學特征

測區內斷裂活動強烈，有尚義—平泉深斷裂及桑園—平房大斷裂穿過本區；自元古代至中生代始終有巖漿活動，尤其以晚侏羅—早白堊世巖漿活動強烈。測區內W、Sn、Mo、Li高背景、異常區多分布于巖體內部；Au、Ag、Pb、Zn高背景、異常區多分布在巖體外接觸帶附近，與中酸性巖體活動關系密切；Nb、Y、Be、La高背景、異常區多分布在巖體內外接觸帶上；鐵族元素高背景、異常區多與太古界層分布相關。從綜合異常的分布情況看，西北部異常區內出露的主要地層為太古界地層和中上元古界碳酸鹽巖地層，綜合異常多圍繞構造、火山機構(如崖門子南)和中酸性巖體與碳酸鹽巖地層接觸部位(如小寺溝巖體外圍)產出，多為有較大找礦潛力的銅鉬金銀等多金屬異常。測區內Nb、Be、Li、Y等稀有及稀土元素異常強度高，面積大，顯示良好的找礦前景。

目前測區內已查明小寺溝銅鉬礦、洼子店金礦、華云金多金屬礦等多個礦山，螢石等非金屬礦點分布較普遍，且礦床、礦點多分布在1∶200 000水系沉積物測量異常區內。可見，測區具有良好的地質成礦背景[9]和對應地球化學特征，有探尋銅、鉬、金、銀多金屬及Nb、Be、Li、Y等稀有、稀土礦產找礦潛力。

2.2 元素異常特征

通過對全區水系沉積物樣品結果中各元素最小值、最大值、平均值、標準離差、變異系數、富集系數等參數進行詳細統計(見表1)，圈定了多元素的高值區，并與其區域地質特征相對應。

Au高值區主要分布在測區中部小寺溝—后院—胡杖子一帶、西水泉—南營子一帶；零星分布在南部盤龍山、西部老虎溝一帶、崖門子一帶，對應地層為薊縣系霧迷山組白云巖、侏羅系中統后城組砂巖、中—下太古界上平房組斜長角閃片麻巖類；上太古界單塔子群黑云變粒巖覆蓋區，對應巖體主要為小寺溝石英二長斑巖體，崖門子花崗雜巖體，小槽碾溝閃長巖體。高值點沿北東向大斷裂呈串珠狀分布，反映了區域內基本構造格架。

表1 單元素地球化學異常特征

指示元素Hg、As、Sb元素分布情況基本一致，其高值區主要分布在測區西部李家營—房神溝一帶、中部小寺溝一帶、北東部西水泉—廟子溝一帶。總體與區域北東向構造線對應。高值區主要對應元古界地層，包括長城系地層、薊縣系霧迷山組地層、以及青白口系下馬嶺組地層，周邊普遍分布有大大小小的巖體、巖脈。有利于尋找淺成低溫熱液型金、鉬、鉛鋅銀多金屬礦。

成礦元素Cu高值區主要分布在測區南西部大西溝—東二溝、郭杖子一帶，中部小寺溝—南山—下杖子一帶，北東部南嶺—雙洞子—八岔溝黑山一帶。地層主要為薊縣系霧迷山組白云巖、侏羅系中統后城組砂巖、中—下太古界上平房組斜長角閃片麻巖等覆蓋區。巖體主要為小寺溝石英二長斑巖體，小槽碾溝閃長巖體，晉寧時期輝綠巖。高值區多分布在相應巖體與地層接觸內外帶內，分布范圍形態受巖漿作用、構造作用控制明顯。

Pb、Zn高值區主要分布在測區中部崖門子—西大山一帶，小寺溝—西水泉一帶，北東部南嶺、小窯溝、獅子廟一帶，地層為薊縣系霧迷山組白云巖、侏羅系中統后城組砂巖、髫髻山組安山巖、安山角礫巖、長城系常州溝組地層，巖體為崖門子花崗巖體，小寺溝石英二長斑巖體和轎頂山附近的花崗斑巖體。高值區對應巖體和地層接觸內外帶，分布范圍形態受巖漿作用、構造作用控制明顯，直接指示了中低溫熱液型多金屬礦的分布范圍和找礦空間。

Ag高值區主要分布在測區中部崖門子—西大山—羊線溝山一帶、小寺溝—下杖子—胡杖子一帶、南嶺—康杖子—西水泉一帶、地層為薊縣系霧迷山組白云巖、侏羅系中統后城組砂巖、髫髻山組安山巖、安山角礫巖、長城系常州溝組石英砂巖。巖體為崖門子花崗巖體，小寺溝石英二長斑巖體、轎頂山附近的花崗斑巖體。高值區域多分布在對應巖體和地層接觸內外帶。長軸方向受北東東向尚義—平泉大斷裂和北東向平坊—桑園大斷裂作用共同影響，基本沿北東延伸，于斷裂交匯處呈北西走向。高值區內已探獲多處多金屬礦床、礦點，表明了該區多金屬礦種與其地層、巖體和構造成礦的對應性，直接指示了今后的找礦方向。

W高值區主要分布在測區中部的南溝腦—小寺溝—下杖子—胡杖子一帶和北東部的南嶺—雙洞子—小曹碾溝一帶。前者高值帶總體為北西走向，與巖體走向一致，異常帶對應小寺溝銅、鉬礦床；后者處于大型背斜構造內，以薊縣系、青白口系地層為核部，寒武、奧陶系地層為翼部，輝綠巖呈層狀侵入青白口系地層，褶皺樞紐為北東向，一中型螢石礦床分布其間。總體上W元素的分布受巖體與構造共同控制作用明顯，高值區分布范圍與巖石受熱液作用而產生的蝕變礦化密切相關。

Sn高值區主要分布在測區中部小寺溝—西南山一帶和北東部南嶺—雙洞子—小曹碾溝一帶，前者地層主要為薊縣系霧迷山組白云巖、上平房組斜長片麻巖，尚義—平泉大斷裂從中穿過。后者處于雙洞子背斜構造內，高值區內同樣見北東向的大斷裂。總體上Sn高值區分布無規律，其與構造成礦、熱液成礦的指示作用不明顯。

Mo、Bi高值區主要分布在測區中部南溝腦—小寺溝—下杖子—胡杖子一帶和北東部南嶺—雙洞子—小槽碾溝一帶。前者總體為北西走向，與巖體走向一致，該異常帶對應小寺溝銅、鉬礦床；后者地質構造主要為一背斜，輝綠巖呈層狀侵入青白口系地層，褶皺樞紐為北東向，有一中型螢石礦床分布其間。總體上Mo、Bi元素的分布受巖體與構造共同控制作用明顯，分布范圍與巖石受熱液作用而產生的蝕變礦化密切相關。

Cd高值區主要分布在六溝幅中部崖門子一帶和南部東梁一帶。前者主體位于花崗巖體內，其與侏羅統地層接觸內外帶均有強烈的鐵錳礦化蝕變；后者地層主要為長城系和寒武系地層，地表均有弱—中等的褐鐵礦化蝕變。另外于小寺溝銅礦床及雙洞子背斜一帶也出現了大范圍的Cd異常。總體上Cd高值區分布零散，但均出現在東西或北東方向的大—中型斷裂帶上，表現了與構造作用的密切關系。

Cr、Co、Ni的南西高值區主要分布在測區南西部甲山—東二溝—大范杖子—新房子一帶，該段地層主要為寒武系、奧陶系、侏羅系地層，對應巖體為次火山巖體與石英正長斑巖體，區內構造發育，高值區總體沿北東向構造展布。南部高值區位于蘇子溝—雅圖溝一帶，地層對應侏羅系中統九龍山組砂巖、髫髻山組安山巖、安山角礫巖。北西高值區則位于北水泉—東六溝—萬家溝一帶，呈東西走向，北部尚未封邊，地層主要為一套太古界的斜長片麻巖、角閃變粒巖、石榴黑云斜長片麻巖等，位于尚義—平泉斷裂附近。北東側高值區則位于雙洞子背斜范圍內。各高值區呈環狀分布于測區邊緣，中部為背景區和低值區。其分布基本反映了本區基性巖的分布范圍。

Li元素高值區主要分布于測區南西部及中東部。南西部位于北臺—段家溝—小西溝一帶，地層主要為長城系(串嶺溝組、大紅峪組、團山子組)地層及少量寒武、奧陶系地層，區內斷裂構造極其發育，部分地區可見基性—酸性巖體及巖脈。東部高背景區范圍廣闊，包括了楊樹嶺幅的大半區域，內含幾處高值區，巖性多樣，核心區均見各種性質斷裂通過，異常形態與各類型斷裂控制作用關系密切，其分布特征對構造熱液型Li礦床的發現有著一定的指示作用。

2.3 元素相關性

元素組合的不同通常是與不同地質作用有關[11-12]，通過對化探數據的整理，并進行聚類分析，判定各元素間的相關性，發現有利的找礦地質信息[13]。

依據本區數據得到R型聚類分析圖(圖2)，總結各元素共生關系如下：18種元素分為四組，第一組為Ni、Cr、Co、Li、Nb元素，其中Cr、Co元素相關性最好；第二組為Au、Sb、As、Hg元素，其中Sb、As元素相關性最好；第三組為Cu、Pb、Zn、Ag元素，其中Ag、Pb元素相關性最好；第四組為Mo、Sn、W、Bi、Cd元素，其中Sn、W元素相關性最好。

結合區內地質背景，全區元素大致分為4類：第一類為Ni、Cr、Co、Li、Nb組合，指示區內基性—超基性巖鎳鉻礦成礦類型；第二類為Au、Sb、As、Hg組合，指示區內中低溫熱液型金礦成礦類型；第三類為Cu、Pb、Zn、Ag組合，指示區內中低溫成礦作用，主要為中小型多金屬硫化物礦床；第四類為Mo、Sn、W、Bi、Cd組合，指示測區中高溫熱液成礦作用，主要為鉬錫礦。

圖2 聚類分析譜系圖Fig.2 Phenogram of elements cluster analysis

3 找礦方向

地球化學元素分布特征能夠顯示典型礦床的位置以及礦床的主要成礦元素[14]，三者相互對應。依據化探生產管理規定的原則，對測區異常進行分類[14]，共圈定綜合異常34處。綜合異常整體沿北東向展布，與測區總體構造線方位一致；綜合異常絕大多數分布在巖體周圍或構造發育地區；少數分布在特定的地質單元中，如太古界變質巖、中生代火山沉積巖中；綜合異常核心區域與已探獲的多金屬礦產地對應良好，如Cu、Mo、Au、Ag、Pb、Zn、Sn等元素以小寺溝銅鉬礦和華云金多金屬礦為核心分布的特點；Au、Ag、Cu等元素以崖門子巖體周邊多金屬礦點為中心分布的特點。整體上表明本區多金屬礦產找礦工作具有明顯的區域規律性和特定性，即同一成礦類型的找礦經驗普遍適用，礦種與其特定的地層、巖體或構造相對應。同時，元素異常分布范圍和特點又為已知礦床自身開展攻深找盲工作提供了地球化學依據[15]。因此，本文對測區今后的找礦方向進行了分析：

1)分布在巖體或巖體與圍巖接觸帶的異常

(1)分布在崖門子花崗巖體、上杖子花崗閃長斑巖體、小楊樹東溝花崗斑巖體的異常。這些異常以Cu、Mo、Au、Ag、Pb、Zn為組合牲征，尤其是Ag、Cu、Mo、Au異常，強度高，規模大，彼此之間套合較好。這些異常出露區與壽王墳接觸交代型銅鐵礦、小寺溝斑巖型銅鉬礦、柴家溝斑巖型鉬礦具有相似的地質和地球化學成礦背景，是在酸性或中酸性巖漿巖出露區尋找巖漿熱液型—斑巖型—矽卡巖型銅、鉬、金、銀、鉛、鋅等多金屬礦的有利地段。

(2)分布在北杖子閃長巖體、劉杖子次安山巖體、甲山次安山巖體、松樹臺閃長玢巖體、中心村輝綠巖脈的異常。這些異常以Ni、Cr、Co、Cu、Sn、Au、Mo、Ag、Pb、Zn為組合牲征，異常以Ni、Cr、Co為主，伴有Cu、Sn、Au、Mo、Ag、Pb、Zn異常，異常強度較高，規模較大，部分元素彼此套合較好。這些異常是尋找與基性—超基性巖有關的Cu、Ni硫化物礦床或鎳、鉻、鈷巖漿礦床的有利地段。

2)分布在構造發育地區的異常

(1)測區北東部構造和脈巖均發育地區，以古生界地層背斜構造為主，其中發育有多條北東向和北西向斷裂，并伴有輝綠巖脈的侵入。這些異常以Cu、Sn、Cd、Au、Hg、Mo、Sb、Zn、Co、Ni為組合特征，以Cu元素為主，伴有其他元素異常。異常強度較高，規模較大，主成礦元素特征明顯。這些異常出露區是尋找與基性巖脈和構造有關的Cu、Ni硫化物礦床及中高溫Sn、Mo礦的有利地段。

(2)測區北部元古界長城系構造地區發育以Mo、Cu、Au、Ag、Bi、Pb為組合特征的綜合異常。異常強度較高，規模較大，部分元素彼此套合較好。這些異常出露區推測存在與構造有關的中酸性或酸性巖脈，是尋找與構造和隱伏巖脈有關的Mo、Cu、Au、Ag礦的有利地段。

(3)測區南部的元古界長城系構造發育地區存在以Li、Hg、Mo、Au、Sb、As、Sn、Bi 為組合特征的綜合異常。異常以中高溫元素為主，并伴有Li異常，異常強度較高，規模較大，部分元素彼此套合。這些異常出露區是尋找與構造有關的中高溫型Mo、Sn、Bi、Mo礦和與構造—熱液有關的Li礦的有利地段。

3)分布在特定地質單元中的異常

分布在太古界遷西群上平房組和單塔子群變質巖中的以Au、Cu、Ag、Zn、Cd 、Cr、Ni、Co為組合特征的綜合異常，具有一定的強度和規模，尤其是Au異常。這些異常出露區與下金寶金礦、洼子店金礦有相似的地質和地球化學成礦背景，是在太古界變質巖區尋找與后期脈巖或斷裂構造有關的蝕變巖型金多金屬礦的有利地段。

4 結論

1)通過開展六溝—小寺溝—楊樹嶺一帶1∶50 000水系沉積物測量工作，基本查明了該范圍內各元素的地球化學分布特征，查明了與成礦作用有關的地層、巖體、構造等地球化學特征。測區內主要表現為Cu、Mo、Au、Ag、Pb、Zn綜合異常，異常套合較好，規模較大，且與已知礦床或礦點對應，反映了本區開展地質化學找礦工作的準確性和合理性。

2)在測區中北部圍繞太古界及上太古界單塔子群的一套中—深程度變質的黑云角閃斜長片麻巖、斜長角閃巖地層內及其與薊縣系霧迷山組白云巖接觸帶附近，關注并尋找與下金寶、洼子店蝕變巖型金礦類似的金多金屬礦床。

3)在測區中南部圍繞長城系地層與巖漿巖體接觸帶，尋找與二道河銀鉛鋅礦點類似的與巖漿熱液和構造活動關系密切的銀鉛鋅多金屬礦床。

4)在測區北東部楊樹嶺一帶圍繞晉寧期輝綠巖與青白口系地層接觸地段，重點關注與巖漿熱液有關的銅鋅多金屬礦床。