阜平龍泉關地區金元素低背景及其地質成礦意義

賓金來，田大爭，胡美蘭

（河北省地質工程勘查院，河北 保定 071000）

20世紀70年代，全國開展了以金為主的39～44種元素的地球化學測量工作，2015年作者在本區進行1:5萬水系沉球化學測量工作，歷次工作為本區提供了豐富的基礎性地球化學資料，本文主要以本次工作成果為基礎，初步討論區內Au地球化學背景特征、Au“礦源層”及其成礦意義等問題。

1 本區Au地球化學背景特征

據本次1:5萬地球化學測量資料，樣品測試由河北省地質實驗測試中心完成。地球化學參數利用GeoIPAS3.1軟件進行統計，采用循環剔除X±3S離群值后統計。

1.1 水系沉積物Au地球化學背景參數

以本區采集的5261個水系沉積物樣品統計背景參數，Au元素豐度算術平均值0.21ppb，低于華北地臺及本區1:20萬水系沉積物Au元素背景豐度均值0.98ppb，變化系數0.50，富集系數0.21。

長期以來，人們多把成礦元素高背景值的地層視為礦源層[1]，宋瑞先認為阜平群團泊口組為主要含Au層位或礦源層，不少學者也持有相同的看法[2]。通過水系沉積物地球化學測量資料可以看出，本區占主體的變質巖層金豐度值其實并不高，不少學者也認識到巖石中微金含量并不高的事實[3]，以往金豐度值偏高主要為測試方法、元素參數統計方法不同，部分為取樣數量少和樣品代表性問題等原因造成。

Au元素空間分布上其富集場主要為巖體外圍、爆破角礫巖及附近斷裂構造帶，均與巖漿熱液活動有關；其次部分Au富集場分布與金剛庫巖組一致，與其背景巖石Au元素高豐度值有關。貧乏區面積較大，為灣子巖組、沉積巖區、坊里片麻巖、菜樹莊片麻巖及崗南片麻巖分布區，均與背景巖石Au元素低豐度值有關。

1.2 巖石背景樣Au地球化學參數

巖石背景樣品采集331件，Au元素地化參數統計結果詳見表1，Au元素豐度算術平均值0.22ppb，與水系沉積物背景參數相近，可以看出樣品代表性較好，全區巖石背景樣品富集系數為0.22，明顯小于0.6，表明區內巖石Au元素處于相對貧化狀態。

表1 巖石背景樣元素地化參數表

區內巖石背景樣品據地質單元劃歸為15類，各地質單元巖石Au元素地球化學參數特征見圖1。

由圖1可明顯看出，本區各地質單元巖石Au元素多處于相對貧化狀態，不存在明顯的高背景巖層。本區也未發現存在大規模的堿交代等蝕變作用，空間分布上各地質單元內部未見明顯的“地球化學降低場”。

變質表殼巖Au元素在本區多處于相對貧化狀態，金剛庫巖組略高，但均明顯低于區域背景值。

變質深成巖、變質侵入巖Au元素豐度與變質表殼巖相近，僅青羊口基性巖略高，但也均為相對貧化狀態，低于區域背景值，并非人們以往普遍認為的變質深成巖為Au元素高豐度值[4]。

燕山期侵入巖Au元素的，并非為普遍認可的高背景[5]，遠遠低于世界部分地區中性-中酸性侵入巖Au元素的豐度值及維氏地殼中Au元素的豐度值，個別巖體如麻棚巖體甚至低于區內阜平巖群變質表殼巖及變質深成巖的Au元素豐度值。由中基性至酸性侵入巖Au元素平均豐度值由0.6ppb降低至0.2ppb，呈明顯變低趨勢；同一單元由巖體邊緣至中部，隨著巖漿分異漸充分其Au元素豐度值有變低現象，如麻棚巖體中部Au豐度均值僅為0.15ppb，其北部巖體邊緣含量有變高趨勢，可見隨著巖漿演化Au元素沒有富集的趨勢，似乎并不符合以往持有的巖漿演化規律（楊殿范，1991）。

2 金元素低背景及其地質成礦意義

圖1 各地質體巖石Au元素箱線圖

（1）由前述可知，本區變質表殼巖Au平均含量明顯偏低，與普遍認可的具顯著高背景值的地層即為礦源層的觀點相佐。究其原因，Au豐度低可能為本區變質巖系中普遍含有較高的F有關（宮進忠，2004），巖石中的微量金易于形成絡合物，使其在堿性溶液中有較大的溶解度并易于遷移造成貧化；另一方面，變質表殼巖在地殼深部也可能隨變質熱液帶出或帶入巖層中部分Au，由阜平巖群向上到五臺巖群Au平均含量變高，離散程度變大，顯示區內Au豐度高低可能與其變質程度有關，較高溫壓條件下變質熱液活動強烈，Au元素帶出強度較大造成Au豐度值明顯變低。古地殼深部液態含金礦源層的成礦假說（張秋生，1987）也易于解釋深部巖層中Au的遷移和貧化。

（2）阜平旋回變質深成巖主要由阜平巖群變質表殼巖經深部重熔作用形成[6]，深部重熔作用使本區原巖中Au元素重新活化、遷移而貧化的現象，變質深成巖為Au成礦物質的主要提供者[6]的觀點在本區似乎并不適合。花崗巖化（超變質作用）一般認為有利于成礦元素重新活化遷移、重新組合和相對集中，相應地會同時存在成礦元素遷出造成貧化區，本區變質深成巖Au元素即呈現地球化學降低場。

（3）本區燕山期侵入巖Au元素豐度值較低，但并不能說明區內花崗巖不能提供太多的成礦物質，相反，巖體中金的含量低可能是由于巖漿分異使其中金活化、遷出成礦所致[7]，其中麻棚巖體表現為明顯的過渡相“地球化學降低場”，有些學者也持有金的成礦不只是來源于高于地殼豐度的“礦源層”[8]的觀點，按地球化學降低場判斷“礦源層”的方法，Au元素豐度最低的麻棚巖體應為石湖金礦成礦母巖，麻棚巖體更具Au礦源巖特征，這也與部分學者[3]的研究成果一致，稀土、同位素等研究成果[3]均證明石湖金礦成礦元素的深源特征。另一方面，從緊鄰的赤瓦屋銅鉬礦區資料可以看出，同源的赤瓦屋巖體背景值（0.8ppb）較高，反映其巖漿分異不充分，如果麻棚巖體的原始金含量與其相同的話，按麻棚巖體Au元素的豐度值(中心相Au豐度0.15ppb)計算，經充分的巖漿分異后將會產生巨量的金，這也可能是大量金礦主要分布在麻棚巖體周圍的原因。

3 結論

（1）綜上所述，本區變質巖層中Au元素豐度值較低，不具備Au礦源層特征，礦床附近不存在明顯的過渡相“地球化學降低場”，而是本區變質巖層整體上表現為“地球化學降低場”。

（2）據區內石湖等金礦稀土、同位素資料具有深源特征，成礦作用應與深斷裂帶的強烈活動有關。本區東側緊鄰北北東向太行山深斷裂帶，巖漿容易沿深斷裂帶向上升，伴隨巖漿同源的成礦流體，在巖漿充分分異后，在地殼淺部構造有利部位形成金礦床和礦(化)點。在眾多成礦控礦因素中，區域性斷裂構造是重要的主導性因素[9]，其為巖漿及成礦流體提供了運移通道，也為成礦儲礦提供了有利空間。本區礦體圍巖提供的成礦物質應微乎其微，從這一方面，本區Au元素低背景豐度更有利地支持了幔枝構造成礦控礦等深源成礦理論，也不排除古地殼深部液態含金礦源層提供部分成礦物質，這從礦石測得的全巖Pb-Pb等時線年齡(2650Ma)[2]得到證明，伴隨巖漿的上侵，穿切液態礦源層的斷裂構造是成礦的最有利部位。

（3）水系沉積物地球化學測量在基礎地質及找礦中顯現出其巨大優勢，但由于樣品代表性和測試精度的提高，1:5萬與1:20萬水系沉積物地球化學測量成果存在不小差異，與后者數據相比，前者更加豐富可信，背景及異常更加清晰可靠]，如以往本區劃分的阜平地球化學塊體(Au異常下限1×10-9，宮進忠，2004)與實際差異較大，有待本區1:5萬水系沉積物地球化學測量空白區完成后進一步厘定。