劉建權(quán)　王海峰　孫培周　李　輝　孫金強(qiáng)　李運(yùn)崇　高　攀

(天津華北地質(zhì)勘查總院)

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1∶5萬水系沉積物測量在冀北上黃旗地區(qū)的找礦應(yīng)用*

劉建權(quán)王海峰孫培周李輝孫金強(qiáng)李運(yùn)崇高攀

(天津華北地質(zhì)勘查總院)

分析了冀北上黃旗地區(qū)1∶5萬水系沉積物地球化學(xué)參數(shù)特征，指出Ag、Pb、Zn、Au、Mo是該區(qū)的主要成礦元素，采用迭代剔除法確定了該區(qū)的元素背景值和異常下限，圈定了單元素異常2 293個。結(jié)合區(qū)域異常特征與地質(zhì)背景，圈定了綜合異常32個，并進(jìn)行了價值分類和礦種分類。從綜合異常特征、成礦地質(zhì)條件、成礦地質(zhì)特征等方面分析，優(yōu)選出了6個Pb、Zn、Ag多金屬礦找礦遠(yuǎn)景區(qū)，為區(qū)內(nèi)找礦工作提供參考。

水系沉積物測量綜合異常成礦地質(zhì)條件成礦地質(zhì)特征找礦遠(yuǎn)景區(qū)

冀北上黃旗地區(qū)地處EW向康?！獓鷪觥⒇S寧—隆化、NNE向上黃旗—烏龍溝等深大斷裂帶控制的構(gòu)造巖漿巖帶內(nèi)，成礦地質(zhì)條件優(yōu)越，是河北省重要的礦產(chǎn)集中區(qū)[1-2]，區(qū)內(nèi)相繼發(fā)現(xiàn)了撒岱溝門鉬礦、營房鉛鋅礦、牛圈銀金礦、大西溝金礦等一批大—中型礦床[3]。但經(jīng)過數(shù)十年的開采，部分礦山淺部資源幾近枯竭，資源緊缺形勢嚴(yán)峻，近年來，雖在區(qū)內(nèi)開展了找礦工作，但成效不大。本研究基于區(qū)內(nèi)1∶5萬水系沉積物測量成果，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)背景，圈定了成礦遠(yuǎn)景區(qū)，為在區(qū)內(nèi)部署找礦工作及開展區(qū)域成礦規(guī)律研究提供參考。

1　區(qū)域地質(zhì)背景

上黃旗地區(qū)位于華北地臺北緣(Ⅰ級)內(nèi)蒙地軸(Ⅱ級)，橫跨沽源陷斷束(Ⅲ級)及圍場拱斷束(Ⅲ級)，分屬于大灘中斷凹、上黃旗巖漿巖亞帶、半截塔中斷凹等Ⅳ級構(gòu)造單元[4]。板塊構(gòu)造劃歸華北地塊之EW向陰山斷塊北緣。地層區(qū)劃屬華北地層區(qū)、晉冀魯豫地層區(qū)之華北北緣(造山帶)分區(qū)[5]。復(fù)活于印支期、強(qiáng)烈活動于燕山期的NNE向上黃旗—烏龍溝深大斷裂貫穿該區(qū)并長期控制區(qū)內(nèi)的地質(zhì)發(fā)展。區(qū)內(nèi)出露地層以上侏羅統(tǒng)張家口組為主，為1套流紋質(zhì)火山巖，夾粗安質(zhì)火山巖和少量復(fù)成分礫巖、砂巖、頁巖等；其次為下白堊統(tǒng)大北溝組、義縣組、九佛堂組和第四系，下白堊統(tǒng)主要為凝灰質(zhì)砂巖、礫巖、頁巖、安山巖、粗安巖、玄武巖等，零星出露古元古界基底變質(zhì)地層。其中，古元古界地層中富集Pb、Zn、Ag、Co、Zr、Ba、La、Y、Yb、Sr、Nb等，是多金屬和稀土礦產(chǎn)的潛在礦源層。張家口組主要由基底巖石及硅鋁層在擠壓條件下重熔而成，富集Ag、Mn，冀北地區(qū)陸相火山巖型銀金礦與其存在物源關(guān)系。區(qū)內(nèi)基底構(gòu)造線呈近EW走向，中侏羅世晚期起區(qū)內(nèi)劇烈活動，構(gòu)造形跡以斷裂變形為主，新生的主構(gòu)造線呈NNE—NE、NE走向。其中，上黃旗—烏龍溝斷裂在上黃旗被NW向連桂斷裂錯移?；缀托律鷺?gòu)造線的交叉與活動，產(chǎn)生了若干大小不等的晚侏羅世—早白堊世菱形斷陷，與成礦有關(guān)的構(gòu)造以NE、近SN、NW向斷裂為主。區(qū)內(nèi)巖漿活動強(qiáng)烈，尤以燕山旋回為最，巖石類型復(fù)雜。侵入巖有古元古代變質(zhì)輝長巖、變質(zhì)閃長巖和變質(zhì)花崗巖，石炭紀(jì)—二疊紀(jì)花崗巖，三疊紀(jì)閃長巖和花崗巖，侏羅紀(jì)花崗巖、閃長巖、二長斑巖，白堊紀(jì)正長斑巖、花崗巖等。區(qū)內(nèi)脈巖極其發(fā)育，從酸性、中性到基性均有出露，晚侏羅世—早白堊世潛火山巖發(fā)育，主要為潛流紋巖、石英正長斑巖、粗安巖、玄武巖等，與成礦關(guān)系較密切的有古元古代變質(zhì)侵入巖和白堊紀(jì)偏堿性花崗巖類。區(qū)內(nèi)成礦區(qū)劃處于華北地臺北緣中段成礦帶及興安—太行南段成礦帶的相交區(qū)域[6]，歸屬于張家口—承德成礦區(qū)、上黃旗礦產(chǎn)集中區(qū)[7]，成礦時間漫長，成礦階段眾多，Pb、Zn、Ag、Au、Mo、Cu等礦床(點(diǎn))星羅棋布。

2　地球化學(xué)特征

2.1強(qiáng)異常元素

一般來講，采用迭代剔除法確定區(qū)域元素背景值時，逐步剔除的高含量樣品數(shù)越多、剔除比例越大的元素為強(qiáng)異常元素(成礦元素)[8]。區(qū)內(nèi)Pb、Zn、Ti、Mo、Ag、W、Au的剔除比率均大于2%(表1)，推測Pb、Zn、Mo、Ag、Au等，尤其是Pb、Zn具有較大的成礦潛力，是區(qū)內(nèi)的成礦元素。

2.2元素分布特征

元素的集散變化情況采用濃集系數(shù)進(jìn)行判別：濃集比率不小于1.2，元素相對富集；濃集比率小于0.8，元素相對貧化。元素分異性采用變異系數(shù)Cv來衡量：Cv≥0.9，元素分布極不均勻，屬強(qiáng)分異型；0.5≤Cv≤0.9，元素分布明顯不均勻，屬分異型；Cv

表1　各元素剔除特異值樣品數(shù)

注：樣品數(shù)為13 521 件。

<0.5，元素分布相對均勻，屬均勻型。由全區(qū)水系沉積物樣品的地球化學(xué)特征參數(shù)統(tǒng)計結(jié)果(表2)可知：①與區(qū)內(nèi)巖石元素平均含量相比，顯著次生富集B，次生富集Cr、Ni、Hg、Sb、As、V、Cu、Co、Bi、Au、Mn，略微次生富集Pb、Ag、W，其余元素含量相當(dāng)；②與我國東部地殼元素含量相比，區(qū)內(nèi)地質(zhì)體中相對富集As、Sb、Mo、B、Pb、Hg、W、Sn、Bi、Ag、Mn，明顯貧化V、Co、Cr、Cu、Ni，Au、Zn、Ti，無明顯集散變化；③在元素分異程度上，Ag、Pb、Au、Mo、Bi、Sb、Hg、B屬強(qiáng)分異型，Ti、Sn、As、W、Zn、Cu、Ni屬分異型，Cr、Co、Mn、V屬均勻型；④Pb、Ag、Zn、Au、Cu、Co、V礦化系數(shù)不小于10%，表明元素含量在該區(qū)已達(dá)到礦化含量，具有重要的找礦指示意義或在地表已有礦化體出露。

綜上所述，該區(qū)水系沉積物對基巖具有較好的繼承性，較客觀地反映了區(qū)內(nèi)地球化學(xué)特征。區(qū)內(nèi)多數(shù)元素為呈富集狀態(tài)且呈強(qiáng)分異型或分異型，僅少數(shù)親基性的鐵族元素含量低且屬均勻型。區(qū)內(nèi)Ag、Pb、Zn、Au、Mo含量高，變異系數(shù)大，局部富集特征明顯，為主要成礦元素，也是今后勘查找礦的主攻礦種，W、Sn、Bi為次要成礦元素，As、Sb、B、Hg為伴生(指示)元素。

2.3單元素異常

上黃旗地區(qū)主要成礦元素地球化學(xué)場未見顯著差異，各元素數(shù)據(jù)均呈正態(tài)分布，未進(jìn)行地球化學(xué)分區(qū)。采用迭代剔除法確定區(qū)內(nèi)元素背景值的步驟：①計算全區(qū)各元素原始數(shù)據(jù)常用對數(shù)，并計算其均值(X0)和標(biāo)準(zhǔn)偏差(S0)，按“X0-3S0≤X≤X0+3S0”條件對特高值和特低值進(jìn)行剔除，獲得1個新數(shù)據(jù)集；②計算新數(shù)據(jù)集的均值(X1)和標(biāo)準(zhǔn)偏差(S1)，按“X1-3S1≤X≤X1+3S1”條件對新數(shù)據(jù)集中的特高值與特低值進(jìn)行剔除，獲得另1個新數(shù)據(jù)集；③如此重復(fù)直至新數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)符合“Xn-3Sn≤X≤Xn+3Sn”條件為止，將新數(shù)據(jù)集的平均值作為背景值C0，以背景值與2倍標(biāo)準(zhǔn)離差(C0+2Sn)之和作為參考異常下限(C)進(jìn)行單元素異常試圈定，根據(jù)結(jié)果進(jìn)一步修正確定實用值作為最終異常下限(Ca)(表3)。

表2　地球化學(xué)特征參數(shù)統(tǒng)計結(jié)果

注：樣品數(shù)13 521件；Au、Hg含量單位為(×10-9)。

×10-6

注：Au、Hg含量單位為(×10-9)。

按照異常下限(Ca)在元素數(shù)據(jù)圖上直接圈定各單元素異常，其中Au、Ag、Pb、Mo異常強(qiáng)度分級分別按異常下限的1、4、16倍圈定，其余元素異常強(qiáng)度分級分別按異常下限的1、2、4倍圈定，最終圈定了單元素異常2 293個，其中，Pb、Ag、Zn、Au、Mo單元素異常分別為160、168、107、121、147個。

2.4綜合異常

將圈定的各元素異常與地質(zhì)礦產(chǎn)簡圖套合，根據(jù)異常元素特別是Ag、Pb、Zn、Au、Mo等主要成礦元素的組合、面積、強(qiáng)度、地質(zhì)環(huán)境等因素，以地質(zhì)環(huán)境、成因上有明顯聯(lián)系以及地理位置重疊的1組元素異常構(gòu)成綜合異常，共圈定了綜合異常32處(圖1)。

根據(jù)區(qū)域所處地質(zhì)環(huán)境、異常規(guī)模、元素組合、地質(zhì)找礦意義及地質(zhì)研究程度等對綜合異常進(jìn)行了價值分類。其中，甲2類異常2處，甲3類異常2處，乙2類異常9處，乙3類異常9處，丙類異常5處，丁類異常5處?？梢?，甲類和乙類異常約占綜合異常數(shù)的70%，表明區(qū)內(nèi)地質(zhì)礦產(chǎn)研究程度較高，找礦潛力大，同時已知礦點(diǎn)、礦床均有化探異常，凸顯出地球化學(xué)的找礦效果。依據(jù)異常元素組合、分帶、強(qiáng)度、成礦地質(zhì)條件，將全區(qū)綜合異常按礦種分為4類：以Ag、Pb、Zn為主要找礦目標(biāo)的綜合異常24處，以Au為主要找礦目標(biāo)的綜合異常3處，以Mo為主要找礦目標(biāo)的綜合異常1處，其他(性質(zhì)不明或基本無找礦意義)綜合異常4處。

圖1　地球化學(xué)綜合異常圖與找礦遠(yuǎn)景區(qū)劃

3　找礦遠(yuǎn)景區(qū)

(1)闖王溝門鉛鋅銀多金屬礦找礦遠(yuǎn)景區(qū)。該遠(yuǎn)景區(qū)地處上黃旗火山斷陷盆地北部，區(qū)內(nèi)主要出露張家口組流紋巖、流紋質(zhì)凝灰?guī)r、安山質(zhì)凝灰?guī)r、粗安巖等。棒槌砬子火山機(jī)構(gòu)位于遠(yuǎn)景區(qū)中部，發(fā)育張家口期潛流紋斑巖。區(qū)內(nèi)侵入巖發(fā)育，出露古元古代變質(zhì)粗粒二長花崗巖和變質(zhì)中粒二長花崗巖，早—中侏羅世中粒二長花崗巖和早白堊世細(xì)粒二長花崗巖等。上黃旗—烏龍溝斷裂與連桂斷裂在區(qū)內(nèi)交匯，次級斷裂和裂隙發(fā)育，形成了網(wǎng)狀斷裂系統(tǒng)。區(qū)內(nèi)存在6個水系沉積物綜合異常，構(gòu)成NW向異常帶，東南部4個綜合異常構(gòu)成NE向異常帶，明顯受NW、NE向斷裂構(gòu)造控制。區(qū)內(nèi)異常均以Ag、Pb、Zn(Mo)為主，規(guī)模大、套合好、強(qiáng)度高、濃集中心顯著，均發(fā)育三級濃度分帶。區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)上窩鋪、闖王溝門等鉛鋅金多金屬礦(化)點(diǎn)6處。礦化均產(chǎn)于NE、NW向蝕變破碎帶內(nèi)，圍巖為古元古代變質(zhì)花崗巖類、白堊紀(jì)花崗巖、張家口組安山巖等，受斷裂構(gòu)造控制明顯，蝕變礦化以硅化、高嶺土化、綠泥石化、綠簾石化、褐鐵礦化、方鉛礦化為主。區(qū)內(nèi)成礦地質(zhì)背景有利，具有中型以上熱液型鉛鋅銀多金屬礦的找礦前景。

(2)豪松壩頭金銀多金屬礦找礦遠(yuǎn)景區(qū)。該遠(yuǎn)景區(qū)地處四岔口火山斷陷盆地與上黃旗—烏龍溝構(gòu)造巖漿巖帶的過渡帶，存在火山機(jī)構(gòu)2個，西南部出露張家口組流紋巖、凝灰?guī)r等，中部小面積出露古元古界變質(zhì)巖。侵入巖發(fā)育，出露古元古代變質(zhì)二長花崗巖、三疊紀(jì)二長花崗巖、早白堊世花崗巖等，西南角出露張家口期潛流紋巖。區(qū)內(nèi)NE、NW、近SN向斷裂發(fā)育。該遠(yuǎn)景區(qū)包含3個水系沉積物綜合異常，異常均以Au、Ag為主，構(gòu)成NE向異常帶，異常規(guī)模大、套合好、強(qiáng)度高、濃集中心顯著。區(qū)內(nèi)現(xiàn)已探明大西溝中型金礦，發(fā)現(xiàn)了上店、老虎溝門、南天門溝等多個金銀多金屬礦點(diǎn)，成因類型為火山—潛火山熱液型，多受控于斷裂構(gòu)造，該遠(yuǎn)景區(qū)火山—潛火山熱液型金銀鉛鋅多金屬礦的找礦前景較大。

(3)南溝門銀鉛鋅多金屬礦找礦遠(yuǎn)景區(qū)。該遠(yuǎn)景區(qū)位于南溝門一帶，地處四岔口火山盆地與上黃旗—烏龍溝構(gòu)造巖漿帶的接壤地帶，主要出露古元古界變質(zhì)表殼巖和張家口組地層。區(qū)內(nèi)侵入巖十分發(fā)育，出露古元古代變質(zhì)中粒二長花崗巖，三疊紀(jì)中—粗粒二長花崗巖、石英閃長巖，早—中侏羅世二長花崗巖。區(qū)內(nèi)NE、NW、近SN向斷裂發(fā)育。區(qū)內(nèi)存在4個水系沉積物綜合異常，以Ag、Pb、Zn為主，構(gòu)成NW向異常帶，受斷裂構(gòu)造控制明顯,異常分布范圍廣、強(qiáng)度高、規(guī)模大、元素套合好，濃集中心顯著。區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)了眾多的礦化蝕變帶，已探明中型牛圈銀金礦和營房鉛鋅礦，火山—潛火山熱液型銀鉛鋅多金屬礦的找礦前景較大。

(4)千佛寺銀鉛鋅多金屬礦找礦遠(yuǎn)景區(qū)。該遠(yuǎn)景區(qū)地處上黃旗火山斷陷盆地南緣，主要出露古元古界變質(zhì)巖，次為張家口組流紋質(zhì)凝灰?guī)r、流紋巖等，局部出露義縣組安山巖。巖漿巖出露有古元古代變質(zhì)二長花崗巖，早—中侏羅世石英二長閃長巖、二長花崗巖，晚侏羅世二長花崗巖，早白堊世中—粗粒含斑花崗巖等。區(qū)內(nèi)NE、NW向斷裂發(fā)育并相互交匯。區(qū)內(nèi)圈定了31甲3綜合異常，呈NE向帶狀展布，異常以Ag、Pb、Zn為主，套合較好，濃集中心明顯，異常強(qiáng)度較大，最大值分別為3.49×10-6(Ag)、707×10-6(Pb)、1 269×10-6(Zn)，異常區(qū)已發(fā)現(xiàn)西千佛寺鉛鋅多金屬礦，圈定了5條鉛鋅銀礦體。礦化主體賦存于古元古界變質(zhì)巖內(nèi)，少數(shù)處于古元古界變質(zhì)表殼巖與古元古代變質(zhì)花崗巖的接觸帶，受構(gòu)造控制明顯。該遠(yuǎn)景區(qū)成礦地質(zhì)條件有利，具有較好的火山—潛火山熱液型銀鉛鋅多金屬礦的找礦前景。

(5)大西溝門銀鉛鋅多金屬礦找礦遠(yuǎn)景區(qū)。該遠(yuǎn)景區(qū)地處北韭菜梁盆地南東邊緣，出露張家口組流紋質(zhì)凝灰?guī)r，張家口期潛石英斑巖發(fā)育，印支期巖漿侵入強(qiáng)烈，主要為二長花崗巖和花崗巖。該遠(yuǎn)景區(qū)地處上黃旗—烏龍溝斷裂帶之北支斷裂帶內(nèi)，NE向斷裂構(gòu)造發(fā)育。區(qū)內(nèi)圈定了5乙2Ag-Pb-W-Zn綜合異常，異常元素主要為Ag、Pb、Zn，套合較好，異常形態(tài)規(guī)整，規(guī)模大、強(qiáng)度高、濃集中心明顯，Ag、Pb、Zn均發(fā)育三級濃度分帶，最高值分別為2.69×10-6(Ag)、1 710×10-6(Pb)、658×10-6(Zn)。該區(qū)現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)南臺子銀多金屬礦點(diǎn)，礦化產(chǎn)于構(gòu)造破碎帶內(nèi)，圍巖為張家口組火山碎屑巖和三疊紀(jì)侵入巖，破碎強(qiáng)烈，節(jié)理、裂隙發(fā)育，蝕變礦化主要為強(qiáng)高嶺土化、弱褐鐵礦化和鐵錳染，顯示出火山—次火山熱液型銀鉛鋅多金屬礦的找礦前景。

(6)火神廟銀鉛鋅多金屬礦找礦遠(yuǎn)景區(qū)。該遠(yuǎn)景區(qū)地處上黃旗—烏龍溝斷裂被錯斷后的西支斷裂和東支斷裂所夾持的部位，出露張家口組流紋質(zhì)熔結(jié)角礫凝灰?guī)r、流紋巖等，侵入巖出露有古元古代變質(zhì)二長花崗巖，三疊紀(jì)斑狀二長花崗巖，晚侏羅世中—細(xì)粒二長花崗巖等。區(qū)內(nèi)NE、NW向斷裂發(fā)育，存在3個水系沉積物綜合異常，異常以Ag、Pb、Zn為主，總體呈NE向帶狀展布，異常元素面積大、套合相對較好。區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)火神廟銀鋅礦點(diǎn)、張木南溝鉛銀礦點(diǎn)。區(qū)內(nèi)礦化產(chǎn)于蝕變破碎帶內(nèi)，受斷裂控制明顯，圍巖為流紋質(zhì)凝灰?guī)r、流紋巖、粗安斑巖、二長花崗巖等，綠泥石化、綠簾石化、絹云母化強(qiáng)烈，疊加有硅化、螢石化、黃鐵礦化、磁鐵礦化、高嶺土化等。該遠(yuǎn)景區(qū)成礦地質(zhì)條件較有利，有一定的火山—潛火山熱液型銀鉛鋅多金屬礦的找礦前景。

4　結(jié)　語

結(jié)合冀北上黃旗地區(qū)1∶5萬水系沉積物測量成果，確定了區(qū)內(nèi)各元素的背景值及異常下限，據(jù)此圈定了單元素異常、綜合異常以及找礦遠(yuǎn)景區(qū)，對各遠(yuǎn)景區(qū)地質(zhì)特征進(jìn)行了詳細(xì)闡述，對于區(qū)內(nèi)找礦工作有一定的借鑒價值。

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Applicationof1∶50 000StreamSedimentSurveyintheProspectingWorkinShanghuangqiAreaofNorthHebeiProvince

LiuJianquanWangHaifengSunPeizhouLiHuiSunJinqiangLiYunchongGaoPan

(TianjinNorthChinaGeologicalExplorationGeneralInstitute)

Thegeochemicaldataof1∶50 000streamsedimentsurveyinShanghuangqiareaofnorthHebeiprovinceisanalyzedindepth,theresultshowthatAg,Pb,ZnandMoarethemainore-formingelementsofShanghuangqiareaofnorthHebeiprovince.Basedontheiterativeeliminationmethod,theelementsbackgroundvaluesandlowerlimitingvaluesofanomaliesoftheareaareobtainedtoconductthedelineationofthe2 293signalelementanomalies.Combingwiththeanomalycharacteristicsandgeologicalbackgroundofthearea,the32compositeanomaliesaredelineated,theclassificationofvaluesandmineralsoftheaboveelementanomaliesareconducted.The6prospectingpotentialareasofpolymetallicdepositofPb,Zn,Agareselectedbasedonanalyzingthecompositeanomaliescharacteristics,ore-forminggeologicalconditionsandore-forminggeologicalcharacteristicsofShanghuangqiareaofnorthHebeiprovince.

Streamsedimentsurvey,Compositeanomaly,Ore-forminggeologicalconditions,Ore-forminggeologicalcharacteristics,Prospectingpotentialarea

2016-03-30)

*中國地質(zhì)調(diào)查局礦產(chǎn)資源評價項目(編號：1212011120765)。

劉建權(quán)(1981—)，男，工程師，碩士，300170 天津市河?xùn)|區(qū)廣瑞西路67號。