河北張家口金礦礦集區(qū)的成礦地質(zhì)特征及找礦方法建議

劉 鵬

（河北省地礦局第九地質(zhì)大隊(duì)，河北 邢臺(tái) 054000）

張家口位于華北地區(qū)沉降地帶，含金礦分布廣泛。礦床主要位于變質(zhì)巖層內(nèi)，變質(zhì)巖層中的礦物質(zhì)主要為黃鐵礦、褐鐵礦、石英石、少量金銀礦。金礦中大部分都是自然金，只有微量銀金礦，可以忽略不計(jì)。張家口金礦進(jìn)過多年的礦產(chǎn)勘查和勘礦評(píng)價(jià)，已基本查明金礦所處的巖石層。并分析該巖石層的構(gòu)造，總結(jié)金礦在巖層的分布特征。張家口地區(qū)的金礦所處巖石層距離地面距離較近，巖層分布較廣。地質(zhì)條件在華北地區(qū)中還算優(yōu)越。

開展找礦工作想要實(shí)現(xiàn)新的突破就要對(duì)含礦量高的巖石層按照地質(zhì)特征進(jìn)行劃分，然后對(duì)各個(gè)地質(zhì)特征的巖石層的含礦量進(jìn)行對(duì)比。在找礦時(shí)對(duì)具有該地質(zhì)特征的巖層著重勘探。綜合傳統(tǒng)的找礦方法對(duì)河北張家口地區(qū)的太古界變質(zhì)巖層中找礦，在實(shí)際應(yīng)用中確定找礦方式的優(yōu)勢(shì)和弊端，對(duì)于研究礦藏的成因也具有一定幫助。

1 張家口金礦礦集區(qū)成礦地質(zhì)特征

1.1 賦礦地層

張家口金礦的賦礦地層位于金屬元素雜亂的雜巖體，雜巖體主要出露巖石系細(xì)分為石炭系、泥盆系、志留系。含礦層位在志留系和泥盆系。雜巖體的巖體總長(zhǎng)度在68km以上，巖體總寬度在15km左右[1]，雜巖體分為三個(gè)侵入期，入侵順序按照地表到地下依次入侵。雜巖體巖相復(fù)雜程度隨著入侵地深入的距離增大而增高。志留系由純砂質(zhì)千枚巖、千枚巖夾質(zhì)變千枚巖、細(xì)沙巖三大主要部分組成。巖層主要呈現(xiàn)灰黑色，是由于深海半封閉海盆物質(zhì)沉積形成。含硅元素和碳化硅混合物。西南部有斷層，是鉛物質(zhì)富含最豐富的礦層。西北部由石英巖和含鐵物質(zhì)的灰?guī)r、除生物尸體外的碎屑巖層組成。泥盆系中大部分巖石也都是千枚巖，含有很多大顆粒砂巖，灰色巖石層中含有白云巖和生物灰?guī)r。巖層中鈣物質(zhì)含量很高，以鈣質(zhì)石英砂巖片為主。下層生物碎屑灰?guī)r含量較多，局部為生物礁片巖和砂質(zhì)灰?guī)r。目前已經(jīng)發(fā)在含有鎂、鋅、鐵、等含有大量金屬元素礦脈55條，礦脈呈不規(guī)則形狀，大分支長(zhǎng)300m以上，小分支70m到120m不等。規(guī)模最大的礦脈長(zhǎng)556m、寬40m。礦藏占礦區(qū)總儲(chǔ)量的三分之一以上。山體大斷裂部分位于礦集區(qū)邊緣，屬于山體局部大斷裂，印支期受擠壓礦石復(fù)活。斷裂向西擴(kuò)散，形成左行走滑。該斷裂逼近帶來了礦區(qū)的形成，還控制了多種礦產(chǎn)在巖石層的分布。礦石種類不多，但是礦脈連續(xù)性很強(qiáng)且分布均勻。以區(qū)域變質(zhì)為主，變質(zhì)程度為淺變質(zhì)。

1.2 礦集區(qū)構(gòu)造

礦區(qū)以復(fù)式向斜體為主體構(gòu)造，華北大陸板塊隆起，地層為褶皺結(jié)構(gòu)。經(jīng)歷時(shí)間可從寒武紀(jì)開始計(jì)算。侏羅紀(jì)火山噴發(fā)火山碎屑沉積為礦區(qū)蓋層。太古地區(qū)已經(jīng)在中生帶就度過了構(gòu)造體系不穩(wěn)定活動(dòng)階段，中生代中時(shí)期，金礦形成與堿性巖漿的活躍程度有關(guān)，巖層后期的變形、斷裂、內(nèi)部巖漿活動(dòng)已經(jīng)完成，發(fā)育穩(wěn)定。后期金礦產(chǎn)出，產(chǎn)出量受巖漿果凍制約。張家口有2個(gè)金礦礦集區(qū)。其中一個(gè)在冀北，另一個(gè)在崇北。兩大金礦礦集區(qū)金礦床100多處，累積產(chǎn)金量高達(dá)1600多噸[2]。根據(jù)成礦原因金礦礦床可分為4類，張家口的金礦主要是熱液型。

圖1 礦集區(qū)構(gòu)造簡(jiǎn)圖

如圖1所示，礦床由相連接的石英脈組成，石英脈中含硫元素，浸染狀石英礦石含有顆粒。特征肉眼難以分辨，需用專業(yè)儀器進(jìn)行探測(cè)篩選。含金石英脈結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，浸染狀礦石和條帶狀礦石均勻的排布在巖石層中。七寶山的礦石帶可分為青磐帶、鉀礦石帶和斑巖帶。近年來，專業(yè)施工隊(duì)曾在七寶山金礦進(jìn)行打孔勘探。深度達(dá)700m，據(jù)勘探情況來看，從深及淺為黃銅礦向鉛鋅礦過渡。從平面上來看，附近的銅金礦礦區(qū)較多，向遠(yuǎn)處扇形擴(kuò)散探勘出的鉛鋅礦較多。張家口的礦區(qū)因外圍低溫內(nèi)部高溫易形成金屬礦。地幔流體上涌與地表土層發(fā)生相互作用形成，在溫度降低后結(jié)晶析出成礦。斷裂層進(jìn)過火燒后被剝離，沿泥盆系向東北方向突出散布，傾斜角在30°以下坡度較緩。該巖石層具有伸展性，變質(zhì)作用相對(duì)減弱。總的來說，張家口的金礦礦集區(qū)構(gòu)造具有多源性，條件適合金礦探勘。

1.3 礦床特征

七寶山礦床地表出露層為碳酸鹽和碎屑巖，碎屑巖由于在地下深埋時(shí)間斷，所以為淺變質(zhì)碎屑巖。礦床坡度均在20°～35°之間，碳酸鹽巖在順層平緩產(chǎn)出，主要礦體呈透鏡狀，礦體平均長(zhǎng)度可達(dá)到350m，最長(zhǎng)礦體450m。礦體主要為黃鐵礦、塵沙和少量氧化物。黃鐵礦呈散狀分布。顆粒較粗均在0.5mm以上，受后期變質(zhì)影響一般為不規(guī)律碎裂結(jié)構(gòu)。下層黃鐵礦狀態(tài)穩(wěn)定，可連接成脈狀結(jié)構(gòu)，顆粒細(xì)長(zhǎng)。區(qū)域性小斷裂情況普遍，穿插分布數(shù)量密集。礦床斷裂特征情況見下表：

表1 礦床斷裂特征

七寶山礦床東西走向礦脈傾角平緩，巖石礦化強(qiáng)度弱，礦石中含有黃鐵礦和毒砂，毒砂和黃鐵礦成礦條件相似，常常圍繞著黃鐵礦周圍分布。金礦體礦脈結(jié)構(gòu)為鑲邊結(jié)構(gòu)和蜂窩狀結(jié)構(gòu)。自然金分包裹金和裂縫金兩種，金礦礦化前，可能產(chǎn)生巖蝕變化，開始碳酸鹽化，然后經(jīng)過一段時(shí)間又開始黃鐵礦化，黃鐵礦化程度越高金礦化程度越好。

圖2 構(gòu)造形態(tài)

如上圖2所示，張家口古生代區(qū)域性發(fā)生大斷裂，主干斷裂帶來復(fù)制褶皺決定了金礦的最終位置，沉積期內(nèi)部結(jié)構(gòu)改造形成礦體，被遷移到有助于金礦形成的空間區(qū)域，形成現(xiàn)代礦床概念中的工業(yè)礦體，內(nèi)部結(jié)構(gòu)改造而成動(dòng)熱環(huán)境給金礦的形成提供了溫度條件[3]。含礦巖形成為后期金礦中各礦產(chǎn)的形成奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。

2 找礦方法建議

根據(jù)陸地地質(zhì)構(gòu)造和成礦帶的地質(zhì)特點(diǎn)，在選擇成礦時(shí)要注意選擇有利地區(qū)。已知的成礦地區(qū)針對(duì)成礦模式和成礦條件進(jìn)項(xiàng)研究，以全球最大金礦帶為例子，含金量高的金礦形成過程中巖漿活動(dòng)和山體作用都是影響因素。最大金礦帶成礦于晚中生代，礦區(qū)構(gòu)造是海洋地殼和陸地地殼碰撞，由于傾角不同，海洋地殼俯沖在陸地地殼上方發(fā)生山體碰撞，過程中擠壓變形，地幔流體部分上涌在巖石層發(fā)生變質(zhì)。晚中生代巖層大多受太平洋板塊碰撞，巖石圈變薄，原本結(jié)構(gòu)被破壞形成礦床。礦床礦藏都因斷裂空間得以保存，在斷裂多次交匯和二次斷裂過程中形成各種礦巖。

金礦成礦平均溫度較高，大概在150攝氏度到300攝氏度左右，在溫度中等偏下的環(huán)境中成礦，成礦條件離不開溫度變化，所以金礦礦區(qū)多存在于地下水變質(zhì)層。張家口成礦條件從地理環(huán)境上條件比較優(yōu)越，就過去幾年的金礦礦藏含量來看具有資源潛力。為此，利用金礦與熱水沉降環(huán)境的關(guān)系，收集目標(biāo)地區(qū)1:50000航磁的地區(qū)，利用水系沉降進(jìn)行物理測(cè)試。采用GPS定位系統(tǒng)對(duì)符合要求的地區(qū)進(jìn)行定位，進(jìn)行聲波地層深埋距離計(jì)算，同步進(jìn)行地下地理結(jié)構(gòu)檢測(cè)，將各個(gè)數(shù)據(jù)匯集處理按比例建立電子圖紙。

判斷礦層產(chǎn)生斷裂的具體位置，在圖紙上做好標(biāo)注，設(shè)計(jì)鉆孔探勘的位置，位置確定要保證探勘處采礦安全，鉆孔位置不能超過斷裂交叉位置的上土層，鉆孔間距要進(jìn)行嚴(yán)密的計(jì)算。首先對(duì)山體進(jìn)行穩(wěn)定性分析，然后將鉆孔設(shè)備固定在探測(cè)出的斷裂層上方。鉆工施工完畢后開始下套管，下管距離一般在15m左右，穿過熱水沉降層。根據(jù)巖石層的斷裂程度決定第二個(gè)管的下管深度。下管結(jié)束后，將鉆孔全部封閉。封孔材料為高標(biāo)號(hào)水泥。研究成礦規(guī)律總結(jié)成礦原因，將物理探索也鉆孔探索結(jié)合起來。對(duì)于已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的礦脈的礦區(qū)更深部，繼續(xù)摸邊深入尋找。未知地區(qū)分析其礦區(qū)遠(yuǎn)景特征，大膽鉆孔查看，拓展新礦區(qū)。雙管齊下不放過任何重要的找礦線索，以實(shí)現(xiàn)張家口金礦找礦新突破。

3 結(jié)語

本文從賦礦地層、礦集區(qū)構(gòu)造、礦床特征三方面入手分析河北張家口金礦礦集區(qū)的地質(zhì)特征，給出張家口金礦找礦方法建議。本文設(shè)計(jì)的找礦方法發(fā)揮了現(xiàn)代勘探儀器的作用，兼顧了有礦地區(qū)深入勘探、未開采地區(qū)積極探索兩大方面，加強(qiáng)了對(duì)成礦規(guī)律的深入研究，實(shí)現(xiàn)河北張家口金礦找礦新突破。