河北省阜平县口子头普查区化探异常及找矿前景分析

樊玉朋，姜兴钰，王子洋

（1.河北省地质调查院，石家庄050081；2.中国地质调查局天津地质调查中心，天津300170）



河北省阜平县口子头普查区化探异常及找矿前景分析

樊玉朋1，姜兴钰2，王子洋1

（1.河北省地质调查院，石家庄050081；2.中国地质调查局天津地质调查中心，天津300170）

摘要：在综合分析前期地质、化探资料的基础上，对河北省阜平县口子头隐爆角砾岩开展了1/1万岩石地球化学测量工作，圈定10处异常。钻探验证显示深部黄铁绢英岩化强烈，圈定5个钼矿体、7个银（金）矿体，估算钼金属量83 t，银金属量10.67 t，伴生金金属量61.81 kg。银钼多金属矿体赋存于隐爆角砾岩体中，表明地表原生晕异常为矿致异常。钻孔原生晕元素含量分布图显示，主要成矿元素的结晶沉淀规律符合典型热液型矿床的元素分布特征。笔者还研究了矿体中元素的富集范围，预测了深部盲矿体的赋存部位，并提出进一步验证的建议。

关键词：原生晕；多金属；隐爆角砾岩；热液活动；找矿前景

资助项目：河北省地质勘查专项资金“河北省阜平县口子头铜钼多金属矿普查（2013995218）”

阜平县北部地区，构造发育，岩浆侵入作用频繁，热液活动强烈。1998年河北省区调队在该区完成了1/5万马庄幅、下关幅区调工作，1993年河北省地质十三队完成了阜平幅1/20万水系沉积物测量，圈定了多处明显的多金属异常[1]，本区口子头隐爆角砾岩即处于AS27综合异常范围内。此后，保定地质工程勘查院及河北地调院通过槽、硐探工程对口子头普查区进行过评价，发现了低品位钼矿体，但由于工程布置依据不充分，工程位置不尽合理，找矿效果不理想。岩石测量方法是一种寻找岩浆热液型等隐伏矿床的理想方法[2]，前苏联运用原生晕法预测深部盲矿体的成功率很高[3]。2014年河北地质调查院运用1/1万面积性岩石测量法对本区1/20万化探异常进行了查证，通过槽、钻探工程，发现多个Au、Ag、Mo矿体。本文在综合分析本区地表原生晕、激电异常以及钻孔原生晕特征后，认为该区深部有良好的找矿前景，可开展进一步勘查工作。

1　区域地质

普查区位于山西断隆（Ⅱ23）、五台台拱（Ⅲ29）、阜平穹褶束（Ⅳ231）北部（图1a）。区域地层主要为新太古代阜平岩群和五台岩群。侵入岩主要为新太古代变质深成岩和中生代中酸性小侵入体及隐爆角砾岩体。中生代浅成中酸性小侵入体在区域内出露较广泛，常引起Cu、Mo、Pb、Zn、Au、Ag化探异常；特别是在小岩体内及附近发育的隐爆角砾岩体，是本区银钼多金属矿床的主要产出部位。

本区地处阜平隆起西北部，口子头向斜构造的北西段中部。褶皱构造以背、向斜相间分布，互相平行，呈直立或歪斜状，转折端以背斜向北西倾伏，向斜向东仰起为特征。韧性剪切带宏观上表现为岩石的高塑性流变，剪切带内岩石具有强烈的条带状构造，常发育有小褶皱构造。断裂构造主要形成于吕梁期和燕山期，吕梁期末的断裂呈北西走向，断裂被古元古代辉长辉绿岩侵入，岩墙呈北西向平行展布。燕山期断裂以北东、北西向为主。

1/20万阜平幅水系沉积物测量工作，在阜平北部圈出铁岭洼综合异常（AS27丙2），面积26.15 km2，异常以本区内隐爆角砾岩为中心，呈椭圆状展布，由Mo、Ag、Pb、Zn、Cu五种元素组成，元素套合较好，浓集中心一致，浓度分带明显，异常面积较大。

2　普查区地质

2.1地层

区内变质表壳岩及盖层不发育，主要出露地层为新生代第四系。

第四系主要分布于区内沟谷中。为全新统冲洪积层，由砂、砾石和亚砂土组成。厚度一般小于5 m。

此外，沿沟谷两侧及缓坡地带坡积物较发育，常形成环带状坡积“裙”。

2.2构造

本区内构造形迹与区域构造形迹基本一致，以断裂构造为主，褶皱构造次之。

（1）断裂构造

区内断裂构造主要为吕梁期（？）和燕山期断裂。吕梁期（？）断裂以平行带状NW向断裂为主，延长一般大于10 km，带宽5～30 m，产状70°∠65°，属正断层，多被辉长辉绿岩脉充填。燕山期构造主要表现为NW向断层，出露3条，倾向NE，倾角50°～75°，区内断续出露约0.4～1.0 km。断裂破碎带宽约2.5～10 m，断裂带内岩石由大小不等的角砾和碎粉岩组成，岩石呈灰白色、浅黄色土状，地表发育高岭土化、绿泥石化。此外，围绕隐爆角砾岩体边缘发育放射状节理裂隙，环带状构造亦明显可见，均为火山（或潜火山）岩浆作用的产物。

区内断裂构造与银、金、钼多金属矿形成有着密切的时空联系。

（2）褶皱构造

根据岩层（片麻理）产状分析，该区为一向斜构造，走向315°左右，北东翼岩层产状倾向南西，倾角20～50°；南西翼产状倾向NE，倾角20～45°，局部达62°，为对称紧闭褶曲构造。区内隐爆角砾岩体基本顺其轴部产出。

2.3岩浆岩

区内岩浆活动强烈，以新太古代变质深成岩、元古代侵入岩和燕山期隐爆角砾岩为主。

新太古代变质深成岩分布于普查区四周，岩性主要为黑云二长片麻岩局部夹有黑云斜长片麻岩、角闪斜长片麻岩以及角闪二长片麻岩。

元古代侵入岩分布于区内东部，主要岩性为辉长辉绿岩、辉绿玢岩，单脉宽一般5～30 m，长数百米至数公里，呈岩墙产出，走向NW，倾角较陡，近于直立。

图1　地质、物化探异常分布图Fig.1 Geological，geophysical and geochemical anomaly distribution mapA: 1.大河南抬斜断块；2.狼牙山凹褶断束；3.蔚县凹褶束；4.阜平穹褶束；5.赞皇穹断束；6.紫荆关-灵山深断裂；7.无极-衡水大断裂；8.普查区位置；9.省界B: 1.第四系砂土；2.太古宇黑云二长片麻岩；3.隐爆角砾岩边缘相；4.中间相；5.矿化相；6.闪长岩；7.石英斑岩；8.辉长辉绿岩；9.花岗斑岩；10.断层；11.视极化率异常；12.原生晕异常；13.钻孔位置及编号

燕山期侵入岩主要有隐爆角砾岩和花岗斑岩脉。隐爆角砾岩体分布于本区中部，呈不规则的筒状产出，面积约1km2。按胶结物的不同，可划分为三种岩性：花岗质胶结隐爆角砾岩，普遍可见网脉状硅化，构成角砾岩体的中间相；凝灰质胶结隐爆角砾岩，偶见斑团状、星散状黄铁矿化，形成角砾岩体的边缘相；矿化隐爆角砾岩，黄铁矿化明显，铁帽发育，形成角砾岩体的矿化相。

此外，花岗斑岩、石英斑岩、闪长岩及闪长玢岩以岩脉或岩株形式分布在隐爆角砾岩体内及其周围。

3　地球物理特征

在隐爆角砾岩发育区进行了激电中梯测量，以ηs=8%为异常下限，共圈出5处激电异常（图1b），异常围绕隐爆角砾岩体及其外侧北西-西-南三面呈环状分布,与地质填图中所发现的隐爆角砾岩外侧为矿化相的现象相互印证，矿化相中发育的黄铁矿和多金属硫化物引起了较高的视极化率。从异常总体分布特征看，异常应由隐爆角砾岩引起，隐爆角砾岩以西北部、西部、南部矿化相最为发育，在岩体外侧激电异常的高值区可能存在隐伏隐爆角砾岩，深部金属硫化物含量较高，具有矿化程度增强以及富集成矿的潜力。

4　地表原生晕特征

岩石测量采用1/1万规则长方格网布样，测网密度为100 m×20 m。采用多点取样方式，采样介质为基岩碎块，在基岩裂隙处适当专门采集蚀变物质以提取找矿信息，取样面积2.6 km2，实际采集样品1 298件，采用原子光谱分析方式分析，由河北省地矿中心实验室承担。

通过地表原生晕测量，在本区圈出了10处综合异常（图1a）。主要异常元素为Pb、Zn、Ag、Cu、Mo、Au，异常分布与隐爆角砾岩体出露位置关系密切，Mo、Cu元素分布在隐爆角砾岩及其临近围岩部位，Pb、Zn、Ag主要分布在隐爆角砾岩边部及近围岩处，Au、As分布在角砾岩远部围岩中，形成了清晰的Au-Pb、Zn、Ag-Cu、Mo分带特征，符合典型中-高温（斑岩）热液矿床中元素的分布规律[4]，反应了热液温度从隐爆角砾岩中心至围岩由低到高的变化特征。说明该异常是由隐爆角砾岩形成时的岩浆热液或气液携带深部成矿元素，或与围岩成分发生交代替位反应，使成矿元素沿断裂及隐爆角砾岩中的角砾间隙发生富集再结晶作用，从而含量大幅度提高，形成强烈的异常强度和衬值，其中Mo元素最大衬值达到11.28，Au元素最大衬值达到4.08，Ag元素最大衬值达2.50，元素富集比相对较高，各异常元素浓集中心一致，且化探异常与激电异常吻合较好，具有较好的成矿异常指示。

通过对区内元素进行R聚类分析，可将元素分为三类，即稀土元素La、Au-Ag-Bi-Pb-Hg、Cu-WAs-Zn-Mo-Sb三组。La主要与新太古代变质深成岩体有关，主要分布于测区西部，区内数值变化较小，反映了老岩体成岩时元素的矿化特征；Au-Ag-Bi-Pb-Hg，反映了中低温的成矿组合特征；Cu-WAs-Zn-Mo-Sb反映了中高温的矿物组合特征，分布于岩体内外接触带。元素的聚合状态反映出了区内两个主要的矿化元素集合体，即铜钼矿化同生带、银金矿化同生带，这与后期施工钻孔矿化情况是相吻合的。

根据对地表原生晕的分析及推测成果，在上述异常的成矿有利部位，完成了槽探和4个孔位的钻探验证工作，证明了地表原生晕异常为矿（化）体引起。同时在钻孔岩芯中采取了岩石样品，运用钻孔原生晕对深部成矿潜力进行分析和预测。

5　矿体特征

根据在地表化探异常高、矿化相岩体发育处进行的槽探和钻探验证工作，地表与深部共圈定了5个钼矿体、7个银金矿体，经专家评审，估算钼金属量83 t、银金属量10.67 t、伴生金金属量61.81 kg。对主要矿体简要介绍如下：

Mo1号钼矿体位于F1断层上下盘附近，呈陡倾斜薄层状产出，地表出露。矿体斜深270 m，长约100 m，平均厚度为1.47 m；矿体走向108°，倾向18°，倾角约63°，平均品位0.038%。矿体由黄铁辉钼矿化隐爆角砾岩组成。顶底板围岩均为矿化隐爆角砾岩。矿体产于矿化隐爆角砾岩中。地表矿体的存在对地表发育近矿蚀变的现象给出了有力的解释。

Mo2号钼矿体也位于F1断层上下盘附近，矿体斜深50 m，长约100 m，厚度3.35 m，产状为60° ∠55°。平均品位0.057%。矿体以褐铁矿化隐爆角砾岩为主，次为褐铁矿化蚀变黑云二长片麻岩，矿体顶板为隐爆角砾岩，底板为二长片麻岩。

Mo3号钼矿体由ZK002、ZK601两钻孔控制，为一盲矿体。控制矿体长400 m，延深100 m左右，平均厚0.85m，矿体产状27°∠59°。平均品位0.049%。矿体以辉钼矿化硅化蚀变黑云二长片麻岩为主，次为黄铁辉钼矿化构造蚀变岩，矿体顶底板为黑云二长片麻岩为主。

Mo4号钼矿体由ZK501钻孔控制，见矿于孔深405.76～407.41 m处，真厚为1.53 m，产状38°∠22°，平均品位0.038%。矿体由黄铁矿化硅钾化蚀变黑云二长片麻岩组成，顶底板围岩均为黑云二长片麻岩。

Mo5号钼矿体由ZK1601钻孔控制，矿体赋存于孔深382.76～384.26 m处。矿体厚1.32 m，倾角47°，钼平均品位0.032%。矿体由黄铁矿化硅化隐爆角砾岩组成，顶板围岩为隐爆角砾岩，底板为煌斑岩脉。

Ag1-Ag6号银金矿体由ZK601孔控制，集中分布于其孔深195.66～353.16m处的隐爆角砾岩带中，呈似层状或透镜状产出，单工程见矿推测延长、斜深均在80 m左右，矿体厚0.90～4.44 m，总体产状为30°∠57°，矿体矿石均为黄铁绢英岩化隐爆角砾岩，与围岩界线肉眼难以辨认，均靠化验结果区分，单矿体平均品位：银48.04×10-6～179.75×10-6，伴生金0.12×10-6～0.91×10-6。

Ag7号银金矿体位于ZK1601孔孔深32.41～33.51 m处矿化石英斑岩脉中，推测延长、斜深在80 m左右，产状为140°∠60°，矿体厚0.55 m，银品位204×10-6、伴生金品位0.28×10-6；矿石为黄铁矿化、硅化角砾化石英斑岩。

由钻探验证看出，地表原生晕圈出的高值异常对深部成矿的指示作用比较明显，深部矿体的存在与地表发育远矿蚀变相互映证。沿F1构造发育的隐爆角砾岩带具较大找矿潜力。

6　钻孔原生晕特征

岩芯中发育的硫化物主要为黄铁矿、偶见黄铜矿，结合地表原生晕主要为Mo异常的情况，样品基本分析原来只分析了Cu、Mo两种元素，后在钻孔岩石样分析结果中出现了较高的Au、Ag异常，其中Ag含量达145×10-7，遂进行了Au、Ag元素的补充测试，发现多处Ag、Au矿体。

运用岩石样原生晕测试结果绘制了元素含量曲线图（图3），在钻孔ZK601曲线图中可以看出，成矿元素原生晕高值处与矿体位置对应较好，说明本区钻孔原生晕能够很好地反映矿化程度。中低温元素Au、Ag原生晕数值增减趋势基本一致，指示本区可能具有Au、Ag密切共伴生的关系，中高温元素Cu、Mo原生晕数值增减趋势基本一致，这符合典型的热液矿床元素按照温度分带结晶的规律。

在热液型多金属矿床中，同一期次的岩浆侵入或热液活动形成的成矿前缘晕在矿体前缘一般可达100～300 m或更远[5]，元素结晶析出的温度由深部向浅部逐渐降低，岩浆热液上升过程中，中高温元素先行富集沉淀，低温元素则继续上升一定距离后再结晶析出，也就是说低、中、高温元素的矿物结晶赋存位置要大约相互间隔200m左右。

图3　钻孔601矿体分布及元素含量曲线图Fig.3 ZK601 Ore body distribution and elementcontent curve1.第四系；2.黑云角闪斜长片麻岩；3.浅色变粒岩；4.隐爆角砾岩；5.矿体位置及编号

通过对ZK601元素含量曲线图分析，推测本区发生了至少3次岩浆气液活动，强度大小不等。Cu、Mo元素发育两个明显异常带，Au、Ag元素发育一个中等异常带和一个大规模强异常带。其中，孔深40～140m处发育较为明显的Mo异常属于第一个期次（“第一”不代表时间前后，下同）热液活动的尾晕，即该期次较深部位的高温元素异常晕，该原生晕的中浅部中低温带元素异常晕已被风化作用剥蚀殆尽；孔深100 m处的Ag异常与400～410 m处的Mo异常属于第二个期次热液活动形成的异常，其中Ag异常为本期次的浅部低温晕带，Mo异常为深部高温晕带；孔深280～360 m处Au、Ag异常的规模及强度较大，属于第三个期次岩浆热液活动形成的原生晕，是该期次中的浅部异常，推测相应于本期Ag（Au）元素的中高温元素Cu、Mo异常位于Ag（Au）深部100～300 m，即孔底以下100～200 m处，经岩芯分析，本期形成的多层Ag（Au）矿体，达到了工业品位，考虑到本期Au、Ag异常规模大，孔底视极化率高达到8%，孔底零星细脉状黄铁矿不足以引起高视极化率的情况，推测下部Mo矿化强度高，矿（化）体规模大，主要分布在隐爆角砾岩体靠近外部的矿化相及围岩接触带的混合岩化片麻岩中。

7　矿化蚀变特征

围岩蚀变在隐爆角砾岩体及接触围岩中发育较强，向外明显减弱。矿化蚀变主要有黄铁矿化、硅化、钾化、绢云母化、云英岩化，次为高岭土化、绿泥石化、绿帘石化、碳酸盐化等。

黄铁矿化：在中心相、边缘相隐爆角砾岩中，黄铁矿多为细粒状，以云团状、星散浸染状分布在胶结物中；在矿化蚀变隐爆角砾岩中，黄铁矿多为粗粒状呈团块富集，在矿体中尤为明显，次为细粒-微粒状，以云团状、细脉浸染状分布于花岗质胶结物中。

硅化：整个隐爆角砾岩体，普遍具疏密不匀的灰白色石英细脉分布。矿化隐爆角砾岩中，硅化常与黄铁矿化共生，表现为石英细脉穿插或团块状充填交代岩石之现象，局部地段形成黄铁矿化云英岩条带，并多见小的晶洞和晶簇发育。

钾化：钾化与硅化关系密切，二者常相伴产出。呈斑杂状、不规则脉状分布于岩石中。此外，宏观上表现为以钾长石为主的长英质脉体充填于隐爆角砾岩体边部的放射状裂隙中，局部见粉红色纯钾长石透镜状脉体沿片麻理断续分布。

绢云母化：表现为钾长石、斜长石被热液蚀变后为绢云母所交代。

绿泥、绿帘石化：呈细小鳞片状、微粒状集合体，沿裂隙细脉状分布。

碳酸盐化：多杂乱分布在岩石中，与石英颗粒镶嵌分布。

高岭土化：主要发育在F1断层经过隐爆角砾岩地段，地表岩石呈粉末状和土状。

由隐爆角砾岩至围岩，蚀变分带性较明显，发育有钾化→硅化→绢云母化→绿泥、绿帘石化→碳酸盐化。蚀变现象符合典型热液-斑岩型矿床的分带特征[6]，近矿蚀变的发育说明近地表赋存有矿体或矿体大部分已被剥蚀，远矿蚀变的分布预示深部可能仍有矿体存在，且该矿体的近矿蚀变未在地表出露。

8　结束语

本次工作主要运用1/1万原生晕测量方法，对1/20万化探异常进行了验证，目前发现了5个钼矿体、7个银金矿体，说明原生晕找矿方法在本区应用效果较好。通过对钻孔原生晕进行深入分析，认为隐爆角砾岩中至少发生了3次后期热液活动，可能赋存3套不同时期形成的低-中-高温元素矿体体系。目前圈定的Ag2-Ag6号金银伴生矿体为第三期次热液活动形成的矿体，其下部极有可能存在规模较大的Mo矿体。结合地质条件与钻孔深部晕的推测，本区深部具有良好的成矿前景。

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中图分类号：P632

文献标识码：A

文章编号：1672-4135（2016）01-0071-05

收稿日期：2015-12-24

作者简介：樊玉朋（1982-），工程师，2009年毕业于中国地质大学（北京）地质工程系，从事金属矿产勘查工作，Email：fyp2001001@163.com。