王 翔

(北京新興華安智慧科技有限公司，北京 100070)

0 引 言

河北平泉洼子店金礦位于河北省平泉縣北東約12 km處，礦區(qū)地處燕山山脈北麓低緩山區(qū)，東南部八家山一帶，為侏羅紀(jì)火山巖或侏羅紀(jì)火山和花崗閃長巖出露部位，地勢陡峻，其他地段地勢平緩。根據(jù)多年來礦區(qū)物化探及鉆探采礦的成果分析，該礦區(qū)海拔100 m以上礦化體多呈脈狀、透鏡狀產(chǎn)出，構(gòu)造破碎帶為礦液上升提供了較好的成礦空間，圍巖與斑巖接觸帶上銅鉛鋅金(銀)礦化、斑巖中的浸染狀金礦化成礦，都說明本區(qū)具有尋找較大規(guī)模金礦的可能性，有必要開展系統(tǒng)的地質(zhì)找礦工作。

1 成礦地質(zhì)背景

礦區(qū)位于尚義-平泉近東西向深斷裂和平坊-桑園北北東-北東向大斷裂的交匯處。東西向深斷裂控制了本區(qū)前中生代地史發(fā)展，北東向大斷裂控制了中生代以來的地史發(fā)展特征。區(qū)內(nèi)巖漿活動頻繁，以太古界和燕山期活動最為強烈，太古界構(gòu)造-巖漿活動，大致沿東西向發(fā)育，與遷西群上平房組變質(zhì)巖系一起構(gòu)成本區(qū)的基底[1]；燕山期構(gòu)造-巖漿活動，總體呈北東向分布，但巖體長軸方向一般呈近東西向，例如洼子店巖體。這些多期次的構(gòu)造-巖漿活動為區(qū)域內(nèi)生多金屬成礦提供了豐富的熱源和物源。區(qū)域礦產(chǎn)資源豐富，品種多樣，分布有金屬礦產(chǎn)有Fe、Cu、Mo、Pb、Zn、Au、Ag等礦點數(shù)十處，成因類型多樣。

2 礦區(qū)地質(zhì)條件

碾子溝礦段位于花崗閃長巖體的西側(cè)外接觸帶中，圍巖為太古界、侏羅系地層及花崗斑巖，礦區(qū)內(nèi)礦化脈明顯受南北向壓扭性斷裂構(gòu)造的控制。在巖體接觸帶附近略呈向西突出的弧形，形成為大致平行的五條斷裂破碎帶。其中礦體位于巖體西側(cè)的近南北走向的Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ號破碎帶內(nèi)(圖1)，產(chǎn)狀和形態(tài)受斷裂帶控制。

圖1 碾子溝礦段地質(zhì)簡圖Fig.1 Generalized geologic map of NianzigouAu mining area

2.1 地層

礦區(qū)出露地層主要為太古代遷西群、侏羅系、第四系地層。①太古代遷西群角閃斜長片麻巖：受中酸性巖體侵吞，零散出露。片麻巖產(chǎn)狀較亂，大致產(chǎn)狀；走向NE20～85°；傾向NW傾角45～65°；角閃斜長片麻巖：淺灰色，灰綠色，粒狀變晶結(jié)構(gòu)，片麻狀構(gòu)造。主要礦物成分：角閃石，灰黑色，半自形針狀、柱狀，含量約20%；斜長石，灰白色，半自形它形板狀、粒狀，含量約為50%；石英，煙灰色，它形粒狀，約為25%左右，及少量的黑云母。蝕變較強烈，見高嶺土化、綠泥石化、碳酸鹽化、硅化。巖石中偶見星點狀黃鐵礦化分布，局部構(gòu)造蝕變有金礦產(chǎn)出[2]。②侏羅系后城組陸相安山質(zhì)角礫巖：分布面積較廣，與太古界地層不整合接觸。安山質(zhì)角礫巖：具斑狀結(jié)構(gòu)、基質(zhì)膠結(jié)結(jié)構(gòu)。斑晶主要成分為長石呈半自形板狀，粒徑0.5～4 mm；長石多絹云母化、碳酸鹽化、高嶺土化，斑晶占15%～20%?；|(zhì)占80%～85%，主要為隱晶質(zhì)的長石、角閃石、輝石及少量的云母構(gòu)成[3]。③第四紀(jì)的洪積、沖積、坡積物等，大面積分布于河(溝)谷、階地及山坡。巖性為礫石、砂礫、砂、亞砂、砂土、亞砂土、黏土、殘坡積層等，在第四系與基巖接觸部位有沙金分布。

2.2 構(gòu)造

1) 褶皺構(gòu)造。由于多組斷裂的破壞和巖體的侵吞，褶皺構(gòu)造多遭破壞，主要有礦權(quán)區(qū)北部由太古界地層形成的線形緊密摺曲和不整合于太古界線狀緊密摺曲之上的侏羅系短軸平緩向斜。

2) 斷裂構(gòu)造。本區(qū)處于近東西向的尚義-平泉深斷裂和北北東-北東向的平坊-桑園大斷裂交匯處。受兩組斷裂交匯的影響，本區(qū)斷裂有近東西向斷裂、北北東-北東向斷裂、北西向斷裂和近南北向斷裂。以近東西向斷裂和近南北向斷裂規(guī)模最大[4]。這些斷裂具多期活動特征。

2.3 巖漿巖

區(qū)內(nèi)巖漿活動強烈，主要有太古代和燕山期巖漿活動。①太古代巖漿活動表現(xiàn)為太古代的海相火山噴發(fā)活動和造山期的巖漿侵入活動。太古代海相火山噴出活動形成的基性火山巖，已變質(zhì)為斜長角閃片麻巖、斜長角閃巖等[5]；噴流沉積巖有石英巖、磁鐵石英巖等。太古代末造山期有花崗巖(已變?yōu)榛旌习郀罨◢弾r)侵入。②燕山巖漿活動表現(xiàn)為侏羅紀(jì)陸相火山噴發(fā)活動和造山期巖漿侵入活動。陸相火山噴發(fā)作用，形成安山巖、英安巖、流紋巖及相應(yīng)的火山碎屑巖；侵入巖為花崗閃長巖，脈巖有煌斑巖脈、閃長斑巖脈、石英二長斑巖脈、長石斑巖脈、花崗斑巖脈等。多期次的巖漿活動尤其是燕山期的巖漿活動為本區(qū)金多金屬礦的形成提供了大量的物源和熱源。

3 地球化學(xué)特征

地幔硫，δ34S接近于0，變化范圍為0±3‰，本次化驗結(jié)果-0.3～1.7。碾子溝礦段及其外圍有四個異常帶。Ⅰ號異常帶：分布于高家溝、拐子溝、下店及鷹窩溝；Ⅱ號異常帶：分布于鷹窩溝及溝里一帶；Ⅲ號異常帶：分布于遲家營后山；Ⅳ號異常帶：分布于邢營子北山一帶。這四個異常帶為Cu、Pb、Zn、Au、Ag綜合異常，并認(rèn)為Cu、Pb、Zn、Au、Ag礦化與圍巖無關(guān)，而與構(gòu)造有密切關(guān)系[6]。

通過對鉆孔ZK1701(原編號)內(nèi)礦體取樣及原生暈進行相關(guān)系數(shù)聚類分析(圖2)，從譜系圖可以看出，巖體內(nèi)異常組合主要分為兩類，一類為Mo、Bi、W、Mn、Hg、Au、Cu、Ag主成礦元素;另一類為As、Sn、Be、Li、Pb、Zn、Sb。其中主成礦元素中Au、Cu的相關(guān)性較高，其次為Au、Cu、Ag和Pb、Zn及Mo、Bi。

圖2 聚類分析譜系相關(guān)系數(shù)圖Fig.2 Cluster analysis pedigree chart

4 地球物理特征

研究區(qū)東北部有寬約500 m，峰值1.5%的面狀激電異常帶；中部有長1 000 m，寬200～300 m，峰值1.5%的東西向帶狀異常；西部有二條分別為近南北向和北東向異常帶(交匯于北礦段南)，其中南北向異常帶長2 000 m，寬200～500 m，峰值2.0%，北東向異常帶長約1 000 m，寬200～300 m。這四個異常帶均處在中低磁異常區(qū)域，以及不同方向的構(gòu)造、蝕變帶上，內(nèi)未見含碳地層，推斷這四個異常均為金屬硫化物的相對富集所致[7]。

5 礦床地質(zhì)

5.1 金的礦化類型

礦區(qū)內(nèi)有四種金礦化類型：太古代黑云角閃斜長片麻巖、角閃斜長片麻巖、侏羅紀(jì)火山巖(破碎蝕變安山巖、破碎安山質(zhì)火山角礫巖)中的細(xì)脈浸染狀金(銅)礦化；角閃斜長片麻巖、角閃斜長片麻巖與斑巖(石英斑巖、石英二長斑巖、花崗斑巖等)接觸帶上的脈狀、透鏡狀、不規(guī)則狀金(銀)礦化；斑巖中的浸染狀金礦化；地表風(fēng)化殘積型金礦化[8-10]。

1) 太古代片麻巖、侏羅紀(jì)火山巖中的石英細(xì)脈浸染狀金礦化，產(chǎn)于黑云角閃斜長片麻巖或角閃斜長片麻巖、侏羅紀(jì)安山巖、安山質(zhì)火山角礫巖的碎裂、破碎、蝕變帶，蝕變類型主要有硅化、綠泥石化、碳酸鹽化等。含金硫化物呈細(xì)脈浸染狀分布于巖石裂隙，礦體與圍巖呈漸變關(guān)系，依化驗成果圈定礦體。此類礦化的礦體金品位貧、富不均，一般金品位較低。臥龍崗礦段為此類礦化類型。

2) 斑巖與圍巖接觸帶的金礦化：由含金的方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦、黃鐵礦等組成的脈狀、透鏡狀、團塊狀礦體，分布于接觸帶的斷裂、裂隙中，礦體與圍巖界線明顯，圍巖蝕變有硅化、碳酸鹽化、綠泥石化、高嶺土化等。此類礦化的礦石金、鉛鋅品位較高，構(gòu)成較富的金多金屬礦體。碾子溝礦段坑道控制部分主要為此類礦化類型。

3) 斑巖中浸染狀金礦化：燕山晚期斑巖的斷裂構(gòu)造活動強烈地段，裂隙發(fā)育，蝕變強烈，有浸染狀金礦化，其特點是礦化、蝕變呈面狀分布，礦石品位中等，礦體規(guī)模大。碾子溝礦段本次鉆孔控制礦體基本屬于此類礦化類型。

4) 風(fēng)化殘積型金礦化：巖(礦)石淺灰綠色，碎屑結(jié)構(gòu)，松散狀構(gòu)造，角礫和砂為安山質(zhì)熔巖，其粒徑大部分(約80%)小于2 mm，部分(約20%)2～5 mm，它們被泥質(zhì)膠結(jié)，礦化層上盤為第四系黃土，下盤為破碎安山質(zhì)角礫巖。礦化層中夾有未風(fēng)化破碎帶(破碎安山巖)，破碎帶中見碳酸鹽化、硅化、綠泥石化、褐鐵礦化，礦石金品位較高。

5.2 礦體特征

Au-1礦體：地表未出露，由8號勘探線至11號勘探線控制，長約456 m，賦存標(biāo)高306～552 m，傾向延深80～217 m，真厚度1.53～26.03 m，平均真厚度7.80 m，厚度變化系數(shù)74.56%，厚度穩(wěn)定，礦體似層狀。單工程品位(1.20～7.62)×10-6，礦體平均品位3.33×10-6，品位變化系數(shù)106.38%，金分布較均勻。礦體總體走向290°，傾角45°。3號勘探線、7號勘探線未見礦，0～4線之間可能有一斷裂，將礦體錯斷，使礦體看起來比較凌亂，但產(chǎn)出位置比較穩(wěn)定，賦存在Ⅳ號蝕變破碎帶上部，因此劃歸成一個礦體。

Au-2礦體：地表未出露，由8號勘探線至7號勘探線控制，長約405 m，賦存標(biāo)高270～511 m，傾向延深110～196 m，真厚度2.60～22.59 m，平均真厚度10.85 m，厚度變化系數(shù)111.08%，厚度變化較穩(wěn)定，礦體似層狀。單工程品位(1.20～7.76)×10-6，礦體平均品位3.24×10-6，品位變化系數(shù)101.26%，金分布較均勻。礦體總體走向290°，傾角35°。0～4線之間可能有一斷裂，將礦體錯斷。礦體產(chǎn)出位置比較穩(wěn)定，賦存在Ⅳ號蝕變破碎帶下部。

Au-3礦體：地表未出露，由0號勘探線至11號勘探線控制，長約325 m，賦存標(biāo)高248～549 m，傾向延深80～181 m，真厚度1.63～10.45 m，平均真厚度4.32 m，厚度變化系數(shù)53.06%，厚度穩(wěn)定，礦體似層狀。單工程品位(1.29～16.05)×10-6，礦體平均品位3.76×10-6，品位變化系數(shù)119.69%，金分布較均勻。礦體總體走向300°，傾角40°。礦體產(chǎn)出位置比較穩(wěn)定，賦存在Ⅲ號蝕變破碎帶上部。

Au-4礦體：地表未出露，由0號勘探線至11號勘探線控制，長約305 m，賦存標(biāo)高395～520 m，傾向延深80～214 m，真厚度2.31～23.72 m，平均真厚度13.54 m，厚度變化系數(shù)55.95%，厚度穩(wěn)定，礦體形態(tài)為似層狀。單工程品位(1.16～9.48)×10-6，礦體平均品位5.18×10-6，品位變化系數(shù)116.71%，金分布較均勻。礦體總體走向300°，傾角45°。礦體產(chǎn)出位置比較穩(wěn)定，賦存在Ⅲ號蝕變破碎帶下部。

6 礦石特征

1) 礦石具自形-半自形-它形粒狀結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)、填隙結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)等結(jié)構(gòu)。

2) 主要礦石構(gòu)造為浸染狀構(gòu)造，以黃鐵礦為主的金屬硫化物，呈星散狀、稠密浸染狀分布于巖體中；是礦液沿巖體和裂隙充填交代而成，分布廣。與金礦化關(guān)系極密切的構(gòu)造為細(xì)脈狀構(gòu)造，礦石中分布有多金屬硫化物的細(xì)脈，為熱液沿裂隙充填交代而成，脈壁較不規(guī)則，脈體形態(tài)和寬度受裂隙控制。

3) 礦石的礦物組成。①主要金屬礦物：以黃鐵礦為主，少量磁鐵礦、赤鐵礦、鈦鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦、黝銅礦、斑銅礦、輝銅礦，微量自然金。次生礦物有褐鐵礦、藍(lán)輝銅礦、銅藍(lán)等。②脈石礦物由斜長石、綠泥石、絹云母、碳酸鹽、綠簾石、石英等。

4) 礦石的化學(xué)組成。分析礦石來源于鉆孔ZK1701，獲取了4個編號的樣品，采用連續(xù)光源，吸收法，通過“輸入-黑箱-輸出”流程得到光譜分析結(jié)果，顯示有益、有害元素含量均微少，具體結(jié)果見表1。

表1 洼子店金礦礦石光譜分析結(jié)果表Table 1 Spectral analysis results table of WazidianAu mineral (ω(B)/10-6)

5) 金的賦存狀態(tài)。金物相分析，分析結(jié)果顯示(中國冶金地質(zhì)總局一局測試中心)，金以裸露和半裸露自然金為主，占87.84%；其次是碳酸鹽包裹金、銅鉛鋅硫化物包裹金，各占6%，分析結(jié)果見表2。

表2 金物相分析結(jié)果Table 2 Au phase analysis results table(ω(B)/10-6)

金主要分布在破碎帶的碎裂巖中，分布不均勻，硫化物生成期基本上沒有金生成，金品位與黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦、黃銅礦、斑銅礦、黝銅礦等硫化物無正相關(guān)關(guān)系，金主要生成于最晚期碳酸鹽階段。

7 礦床成因

7.1 成礦物質(zhì)來源

研究區(qū)位于華北地臺北緣內(nèi)蒙地軸及燕遼沉降帶的接合部，構(gòu)造處于平坊-桑園北北東-北東向大斷裂交匯部位，是華北地臺北緣重要金礦集中區(qū)。太古界基底角閃斜長片麻巖的金豐度值較高，基底片麻巖為礦床提供了物質(zhì)來源。

7.2 成礦的物化條件

1) 溫度：金主要以微細(xì)粒、裸露-半裸露為主，部分包裹于碳酸鹽礦物、黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦中，說明成礦溫度為較低。

2) 壓力：花崗斑巖、石英二長斑巖等巖性，屬次火山巖、超淺成巖，成礦壓力屬低壓條件。

7.3 構(gòu)造控礦條件

區(qū)域上兩組NE與NW向的扭性和與之相配套的南北向張性構(gòu)造。在斷裂的有利的空間，洼子店花崗閃長巖體在上升侵位的過程中，形成了一系列的原生構(gòu)造裂隙，這些裂隙有的基于原始構(gòu)造的基本狀態(tài)或略加改造即形成為本區(qū)的導(dǎo)礦構(gòu)造和容礦構(gòu)造。金礦體賦存斷裂破碎帶中，壓扭性斷裂破碎帶為礦床的形成提供了熱源、熱液通道、賦礦空間。圍巖蝕變?yōu)榻佋颇富?、碳酸鹽化、硅化蝕變。

7.4 礦化階段

由于礦體賦存在構(gòu)造破碎帶中，圍巖為花崗斑巖脈、角閃斜長片麻巖，成礦熱液主要來自構(gòu)造活動，從圍巖中萃取成礦物質(zhì)。由于巖漿活動、構(gòu)造運動的多期性，形成了成礦的多階段。礦區(qū)硅化、絹云母化、碳酸鹽化強烈發(fā)育。碎裂蝕變巖中Au及其成礦元素富集，蝕變后期的碳酸鹽化使得Au含量進一步增加，同時石英-黃鐵礦細(xì)脈的疊加，也使Au及成礦元素更加富集。伴隨蝕變強度的增加，礦化作用越強，Au元素的富集與Pb、Ag、Cu等成礦元素相關(guān)性較好，成礦元素主要由成礦熱液帶入圍巖，但在蝕變過程中。根據(jù)各礦石礦物之間的穿插、交代關(guān)系，將成礦階段劃分為以下幾類。①磁鐵礦-鈦鐵礦階段：最早期礦化階段，于巖漿后期結(jié)晶分異形成。②黃鐵礦階段：為礦區(qū)早期熱液活動階段產(chǎn)物。③硫化物階段：黃銅礦-方鉛礦-閃鋅礦為主，伴生少量輝銅礦、砷黝銅礦等。本階段形成細(xì)脈狀、浸染狀硫化物礦石。④碳酸鹽-絹云母-石英成礦階段：該期為壓扭性構(gòu)造活動期，構(gòu)造熱液使巖石發(fā)生蝕變并伴有金礦形成。

通過以上幾個方面的分析，表明礦床為低溫、低壓的成礦條件，成礦熱液來自構(gòu)造活動，成礦物質(zhì)主要來源基底片麻巖。其礦床類型為：構(gòu)造蝕變巖型金礦床。

8 結(jié) 論

本文對平泉縣洼子店金礦區(qū)碾子溝礦段礦床的地質(zhì)條件、成礦作用特征開展了較為系統(tǒng)的整理分析，結(jié)果表明該礦段礦床金礦化有以下富集特征。

1) 礦體受壓扭性構(gòu)造控制，礦體在構(gòu)造應(yīng)力低的地方富集成礦。在剖面上呈等間距尖滅再現(xiàn)，礦體延深200 m左右，間隔100 m左右再現(xiàn)；平面上也是間斷出現(xiàn)。

2) 金礦體主要賦存在Ⅲ號、Ⅳ號、Ⅴ號破碎帶，Ⅰ號、Ⅱ號靠近巖體，礦化強度低，沒發(fā)現(xiàn)工業(yè)礦體。

3) 從礦體的產(chǎn)狀特征可以看出，主礦體有向北側(cè)伏的趨勢。

4) 北北東向、東西向斷裂破碎帶交匯部位也可能是金的富集地段。

5) 以激電異常特征作為預(yù)測，峰值較明顯的點異常為埋藏較淺的礦體所引起,是碾子溝礦區(qū)的隱伏礦體的依據(jù)之一。