河北洞子溝銀銅多金屬礦床的地質特征及控礦因素分析

薄永祥

（河北省地礦局第六地質大隊，河北 石家莊 050081）

自1950 年代以來，地質部門在河北等地開展了一系列地質勘探工作，取得了一定的成果。1957 年開始正式進行地方地質勘探工作[1]。在1970 年至1979 年河北地質局的相關區域調查組完成了張家口地區的礦區調查，國際二區調查組對興隆地區進行了地質初探[2]。自1979 年至1982 年，河北地礦國際二區勘查隊在過鷹手營子、壽王墳、大杖子等1：5 萬區域開展了地質調查。1950 年至1980 年，開始進行深入的地質調查工作[3]，逐步確定了巖漿巖的層序、局部構造特征、巖漿巖的類型和分布，因此，研究河北洞子溝的金屬地質條件，可以獲得更詳細的地質資料，為其他礦產資源的開采提供數據依據。

在1989 年，河北地質勘探局就開始進行地方礦產調查工作，同期華北地質勘查研究所也在該地區開展了勘探工作，在勘探中先后發現了幾個有待進一步調查的礦山異常點，這些異常點包括未知銅礦區、大溝西山銀礦、后龍溝金礦、東直溝等銀銅礦區，這些礦區在洞子溝地區都具有較大的勘探潛力。在后續調查中，部分學者對礦床的成礦狀態和形成因素進行了進一步研究，發現其研究成果與前人的研究存在許多差異，一部分學者認為礦床的形成與火山狀態息息相關，也有部分學者將礦床認定為熱液型礦床。還有部分學者強調控礦因素，與大紅峪期和印支、燕山多次伸展構造作用有關。

1 河北洞子溝

河北洞子溝銀銅多金屬礦位于河北省興隆縣茅山鎮北三岔口村，是近年來在華北邢臺地區新發現的銀銅多金屬礦床。近年來在研究區附近發現了其他類型的礦床，也逐步進行了額外的地質勘探工作。河北洞子溝銀銅多金屬礦床有潛力成為一個重要的礦集區。此前經證實，洞子溝銀銅礦是一個以銀為主，銅、金相伴的大型礦床。礦區出露地層為黔西考古群賽馬場群和中生代長城地層，成礦體系與遷移地層之間接觸存在一定的缺陷。混合型的礦石主要由常見的砂巖、碎石巖等構成，另外還有部分粉末狀巖塊，砂巖、粉砂巖，巖礦整體呈酸性，臨界附近的火山巖包含的巖層種類更多，數量更豐富，因此在碰撞時極容易產生地質沉積物[4]。

礦體基本受地層次生分選帶控制，以相對穩定的層狀形式產出。在分離帶的轉折點或轉折末端，礦體更厚，礦物的組成成分也更豐富，在成礦熱液結束時會出現二次破碎帶，產出的礦體變成透鏡狀，其脹縮明顯，具有明顯的穿透性。還有部分礦體呈層狀，厚度相對穩定，延伸量大，基本受水平線控制，礦體的垂向角度為30°，趨勢為東北向西南，傾角在105°之間。多金屬物質在礦組的篩選層中可以體現，其組成成分大多數是灰巖，還有少部分紫色英砂，夾雜紫色英砂的礦體巖層更深。

2 河北洞子溝銀銅多金屬礦床的地質特征

北山岔口礦段礦體是該區主要礦體之一。所出現的斷層位于礦區西部，呈懸壁狀。礦體周圍巖石為球體上部的石英砂巖和石英狀巖，幾乎與常規巖石重合，其地質特征如圖1 所示。

圖1 銀銅多金屬礦床的地質特征

由圖1 可知，礦石產自層間裂縫區，硅化斷裂區的石英脈呈透鏡狀和鏡狀。從當前控制點看，礦體高程420 m，走向角15°，西傾角在20°至55°之間，礦體地表傾角120°，最大斜坡深度約200 m。礦體最大厚度為4 m，最薄0.33 m，通常為0.5 至2 m之間。據統計，礦體的厚度變異系數為92.77，即礦穩定性的穩定性為中等。在礦體北部，地層斷斷續續地出現向南隱匿的情況，礦體出露的連續性好，但礦石粗細粒度差異較大，有擴張收縮、靜脈分叉等現象。礦體的分割面平坦，變化較弱，產狀幾乎平行于巖層，同時，礦體具有模糊的邊界、不均勻的接觸面。經過深入勘探和取樣，以及地表特征分析，推測出洞子溝銀銅多金屬礦床中最高品位Ag 為1000g/t，最低品位為58g/t，礦化平均品位變化系數為130。

河北洞子溝一共有6 個礦體，礦體與礦體之間存在斷裂性連接，產生了復雜地貌，形成斷崖帶，主巖位于常州溝組下部。2號礦和3 號礦是本次研究的重點，礦體深部分枝復雜呈現出局部分層特征。4、5、6 號礦體規模小，厚度薄，延展性好，其銀、銅礦物儲量占礦石總儲量的一大部分。

分布于斷層底板的次生礦物及層間破壞帶的礦物，斷層表層出露數量較多的礦石為礫石和長石英。下部砂巖層有一個460m 的存儲空間，且礦體與地層復合背線同時成層折疊。礦體南北長約800m，寬度調整為600m，南翼長500m，北翼覆蓋300m，礦體使用分層控制屬性為間歇性。礦體深層連續延展性較好，除此之外，礦層的整體厚度穩定，但局部變異仍較大，據統計厚度變異系數為52.78，呈相對穩定的狀態。受二次褶皺構造變化的影響，礦體的傾角變化明顯，表面或淺傾角平緩，深傾角陡峭至35°至60°。礦體與圍巖分界清晰，經取樣分析，多金屬礦物分布較為均勻[5]。

河北省洞子溝銀銅多金屬礦位于常州溝組層間剪切滑移帶，大部分礦體產于常州溝組，地層的輸出與地層的陷入基本相同。目前，洞子溝礦區已探明五礦，礦體長130m～1000m，厚41 m，深500m，平均品位最高銀為0.56，平均品位最高銅為0.7%。

洞子溝銀銅礦礦物組成成分比較復雜，大致有三十多種礦物。其中銅礦物中包括四面體、孔雀石、鈉長石。少量含銀礦物包括四面體、含銀銅藍和黑色銅礦石。金銀礦中還含有部分碲銀礦、粒狀銀礦、金銀礦和螺旋硫化銀礦。其他金屬礦物包括方鉛礦(0.89%)、閃鋅礦(0.81%)、黃鐵礦(0.5%)和褐鐵礦(0.8%)、還含有少量鉛明礬和菱鐵礦、白鉛礦和碲化物礦、高嶺土(1.2%)以及少量重晶石、螢石。

礦石結構主要包括顆粒結構、間隙結構、溶解結構、半固態殘留結構、包容結構、邊緣結構等。礦石形態比較簡單，主要有塊狀、條狀、斑點狀、播種狀、角礫狀、脈狀、格子狀、蜂窩狀結構等。復雜地質結構局部區域出露重晶石，是尋找此類礦床的主要標志。該礦床還存在兩種主要的硅化現象。一是在圍繞礦體的巖石中形成致密的網狀石英脈。這些靜脈通常厚0.1cm 至0.5cm，最厚地層可達20cm 以上。

2 河北洞子溝銀銅多金屬礦床控礦因素分析

對河北洞子溝銀銅多金屬礦床控礦因素進行分析，規定測量范圍和礦物來源，檢測其礦物組成，如表1 所示。

表1 洞子溝銀銅礦物組成

由表1 可知，不同礦物中硫同位素值的變化中，黃鐵礦的硫同位素值最高，方鉛礦的硫同位素值最低。在此沉積礦物生長過程中，可以看出硫同位素有下降趨勢，判斷出該沉積物中的硫同位素已經經歷了同位素分餾的深層硫化反應，該沉積物中的鉛同位素具有明顯演化特征，相關的同位素比率需要投影到相應的地質圖上。除樣本外，其余點均屬于單步進化的正態曲線。在演化路線中，同位素的來源主要受地球的深部影響，表明其演化需要添加少量的衍生物質。

沉積物中Na/K 比為0.83～2.08，Na/Mg 比為0.82～0.95。上表中數值表明成礦流體的熱液陰離子主要是由Cl 和Fe 組成。研究表明，銀銅多金屬礦床成礦物質應主要來源于地殼深處。冀東地幔地質構造活動導致常州溝組砂巖發生分離滑移，在主分離帶上方形成次生分離的滑動帶，該滑動帶侵蝕地層由深部帶入，沿次生分離帶或層間薄弱帶的構造向外部延伸，因此證明洞子溝的銀銅多金屬礦床的形成受控于構造控制的中溫熱液礦床。

3 結語

綜上所述，根據對河北洞子溝的銀銅多金屬礦的地質特征進行分析。實驗中測得不同礦物中硫同位素值，充分證實了河北洞子溝銀銅多金屬礦床受地質構造控制，成礦起源流體來自巖漿池，為沉積疊合改造型礦床。