河北省承德市通沟金矿地质特征及矿床成因探讨

刘建权　曲为贵　孙培周　李运崇　尹国庆（天津华北地质勘查总院　天津　300170）



河北省承德市通沟金矿地质特征及矿床成因探讨

刘建权曲为贵孙培周李运崇尹国庆
（天津华北地质勘查总院天津300170）

摘要通沟金矿位于河北省承德市北约10 km。矿区内共圈定金矿化蚀变带8条，其内圈出金矿体7个。通过对成矿地质背景、矿床地质特征、矿体特征、矿石质量特征等研究分析，简要总结了金矿成矿机制和成矿作用过程，探讨了矿床成因类型。

关键词通沟金矿地质特征成矿作用矿床成因

通沟金矿地处河北省承德市境内，距承德市区直距约10 km，交通便利。矿区位于华北地台北缘中段金银铅锌铁铀硫铁矿成矿区［1］，隶属于张家口-承德成矿区、大庙隆起成矿区［2-3］，受大庙-娘娘庙、尚义-平泉深大断裂所夹持［4］。该成矿区内构造变形复杂，岩浆活动频繁，成矿地质条件优越，构成了冀东北金成矿集中区。

1　成矿地质背景

区域位于中朝准地台（Ⅰ2）、燕山台褶带（Ⅱ22）、承德拱断束（Ⅲ35）、大庙穹断束（Ⅳ220），北邻长期隆起的内蒙地轴（Ⅰ1）。区域出露的地层主要为新太古界单塔子群燕窝铺组、白庙组［5］。燕窝铺组为一套中深区域变质的混合岩化强蚀变角闪斜长片麻岩、斜长角闪岩，间夹少量不规则绿泥片岩，原岩为中基性火成岩；白庙组岩性为变粒岩、浅粒岩、片麻岩、片岩、大理岩等，原岩以火山-沉积碎屑岩为主，混合岩化作用较普遍，与下伏燕窝铺组呈整合接触。其中，燕窝铺组地层中金元素丰度值较高，是该区金矿的主要矿源层，区内多处金矿即赋存于此地层中。区域经历了多期次构造运动，断裂构造十分发育，以北北东向、近东西向、北西向为主。构造断裂带内岩石劈理、节理发育，并形成了规模不等的断层破碎带、糜棱岩化带。区域内岩浆活动频繁，以海西期和燕山期酸性侵入岩为主，岩石类型主要为花岗岩、闪长岩、石英正长岩。辉绿岩脉、石英脉等脉岩发育。侵入岩体和脉岩受断裂的控制明显。

区内矿产资源分布广、种类多，以金矿为主，其次为铁、铅、锌、银等黑色、多金属矿产和石墨、煤、滑石、菱镁矿、石英等非金属矿产。已发现小营盘、东坪、张全庄、红石砬、金厂峪、峪耳崖、大营子等众多金矿床（点）。其中，金矿类型主要为石英脉型、蚀变岩型、蚀变岩夹石英脉型，赋矿围岩主要为燕山期火成岩、太古代中性侵入岩及太古界变质岩系等。

2　矿床地质特征

2.1矿区地质特征

2.1.1地 层

矿区主要出露太古界单塔子群燕窝铺组地层，岩性为角闪斜长片麻岩夹绿泥片岩，岩石受混合岩化作用强烈，普遍见黄铁矿化、绿帘石化、绿泥石化等热液蚀变现象；第四系冲洪积物沿沟谷零星分布（图1）。

2.1.2构 造

矿区内构造较发育，主要为由深大断裂派生的次级断裂构造，分为北东、近东西向两组，均被石英脉和碎裂蚀变岩充填，为本区主要的容矿构造。

其中，北东向断裂7条，近于平行，长度不等，分布于矿区中部的黑云母花岗岩体内，走向50°～70°，倾向南东，倾角45°～82°，局部反倾，长度一般500～1 450 m，宽0.2～2.6 m；断裂为压扭性逆断层，断层面光滑平整，局部可见擦痕；断裂带内岩石蚀变碎裂强烈，同时充填有石英脉，形成本区的主要容矿构造。

近东西向断裂1条，走向85°～95°，倾向北，倾角70°，为压性断层，分布在矿区北部，断层长度约500 m，宽6～8 m，地表特征表现为片理化带，由硅化、绢云母化花岗碎裂岩组成。

2.1.3岩浆岩

矿区岩浆活动强烈，主要出露中生代中-粗粒黑云母花岗岩，分布于矿区中南部，侵入于新太古界燕窝铺组地层中。含金蚀变矿化带即产于该花岗岩体内。此外，矿区出露少量的细粒花岗岩脉。

2.1.4变质作用

区内变质岩类以太古界燕窝铺组正变质岩为主，由中基性火成岩经区域变质作用后形成斜长角闪岩及角闪斜长片麻岩类岩石。由于经历了多次构造运动和强烈的混合岩化作用，使岩石产生了退变质作用，具多相变质作用，形成条带状、眼球状或条痕状混合岩化片麻岩。

图1　通沟金矿地质简图

2.1.5蚀变矿化带

矿区共圈定8条金蚀变矿化带，受断裂构造控制作用明显。

1-7号蚀变矿化带属于片理化蚀变岩夹石英脉型，主要产于燕山期中粗粒黑云母花岗岩中，大致呈平行雁列状产出，总体走向50°～70°，倾向南东，局部北西，倾角45°～82°，地表出露长度420～1 450 m，厚0.20～8.00 m。蚀变矿化带含金性较好，金品位（0.11～127.0）×10-6，一般（6.0～25.0）×10-6。蚀变岩具较强的硅化、绿泥石化、高岭土化、绢云母化、黄铁矿化。石英脉是主要含金地质体，普遍具较强的褐铁矿化、黄铁矿化、方铅矿化，局部黄铜矿化。

8号蚀变矿化带为片理化蚀变岩型，位于矿区北部燕山期中粗粒黑云母花岗岩中，蚀变矿化带呈近东西向，走向85°～95°，倾向北，倾角70°。地表出露长度约500 m，厚6～8 m，金矿化较差。

2.2矿体地质特征

2.2.1矿体特征

矿区共圈出7个工业矿体，分别赋存于1、2、4、5号蚀变矿化带中，编号分别为1-1、1-2、2-1、4-1、4-2、5-1、5-2。矿体呈脉状产出，总体走向25°～67°，长120～440 m，倾向南东，倾角60°～82°，沿倾向延伸＞50 m-＞150 m。矿体厚度稳定，变化系数41.19%～72.95%，平均厚度0.36～0.75 m，最大厚度为1.38 m。矿体品位（2.33～127）×10-6，平均品位为17.37×10-6，变化系数54.98%～125.78%，分布均匀。

2.2.2矿石质量特征

（1）矿物成分特征

矿石矿物组分较简单，金属矿物以黄铁矿、方铅矿、磁铁矿等金属硫化物为主，地表少量氧化矿物主要为褐铁矿。金矿物主要为自然金。脉石矿物主要为石英、方解石、绢云母等。

黄铁矿为矿石中主要金属矿物，分布不均匀，自形-半自形粒状分布于裂隙或脉石矿物间隙，有的被多金属硫化物交代熔蚀，晶形为立方体、五角十二面体及聚形。结晶粒度大小不一，一般0.051～0.5 mm。受应力作用被压碎，裂纹发育，裂纹中充填石英、磁铁矿、方铅矿等，是矿区重要的载金矿物。

方铅矿呈它形粒状分布于石英晶隙或黄铁矿裂隙，交代黄铁矿；粒度一般为0.1～0.5 mm，形态受黄铁矿裂隙或间隙控制。仅见极少金矿物赋存于方铅矿与石英晶隙。

磁铁矿呈他形粒状分布于黄铁矿裂隙或石英晶隙。

褐铁矿由交代黄铁矿形成，有的保留黄铁矿假象，呈细脉状或土状。

（2）矿石结构和构造

矿石结构主要有半自形晶粒状结构、他形填隙结构、压碎结构等。黄铁矿呈半自形晶粒状分布。方铅矿等呈他形分布于黄铁矿裂隙或石英晶隙。黄铁矿由于受力被压碎，裂隙发育，具压碎结构。

矿石构造主要有细脉浸染状构造、网脉状构造。矿石中金属矿物呈细脉及浸染状分布。矿石中方铅矿等金属矿物呈网脉状充填分布。

（3）金矿物特征及赋存状态

金矿物主要为自然金，分布不均匀。金矿物以细粒级为主，其次为粗粒金。

金矿物赋存状态以包体金、晶隙金为主，少量裂隙金。其中，晶隙金约占47%，多为角粒状；包体金约占53%，包含在方铅矿和石英中，多呈浑圆状或麦粒状，边界比较圆滑，并有熔蚀现象。石英、黄铁矿和方铅矿是主要的载金矿物，所以金矿物同硅化及多金属硫化物关系非常密切。

（4）矿石类型和品级

矿石自然类型按照矿石矿物组合、结构构造等特征划分为3种：含金黄铁矿化石英脉型、含金黄铁矿化方铅矿化石英脉型、含金黄铁矿化蚀变岩型。其中，多金属硫化物石英脉型金品位最高，单一黄铁矿石英脉型金品位次之，蚀变岩型金品位最差。粗粒浸染状和细脉状黄铁矿比粗粒自形晶的黄铁矿金含量高。硅化、绿泥石化蚀变岩比绢云母化、高岭土化等蚀变岩含金性好。

矿石工业类型属于破碎蚀变岩夹石英脉型，以多金属硫化物原生矿石为主，少量为氧化矿石，出露于地表。

（5）矿体围岩和夹石

矿体产于压扭性断层破碎带中，断层面光滑平直，矿体与围岩界线清楚，近矿围岩为黑云母花岗岩，围岩蚀变矿化主要为硅化、绿泥石化、高岭土化、绢云母化、黄铁矿化、方铅矿化、弱磁铁矿化、弱褐铁矿化。矿区内所圈定的矿体为薄脉状，均未夹石。

3　成矿机制及成矿作用

3.1成矿机制

3.1.1矿源层

单塔子群地层原岩为“半粘土质”的富含钠的中基性火山岩类。大量事实证明，中基性火山岩类含有大量金等分散状态成矿物质。这些成矿物质在区域变质和混合岩化作用下，从原岩中活化、迁移形成金的高含量背景区，为后来金成矿提供了充足的物质来源。根据对矿区内燕窝铺组混合质角闪斜长片麻岩中采取的原生晕样品分析结果，异常值一般为（5～9）×10-9，金的丰度值较高，同时，该地层中分布有含金破碎蚀变带和片理化带，推测金矿与燕窝铺组地层有密切的内在联系，是本区金矿形成的矿源层。

3.1.2侵入岩与成矿作用

矿区处在北东向的花岗岩小岩枝上，岩体为燕山期产物。该岩体侵位于单塔子群燕窝铺组和白庙组地层中，在岩体形成过程中，岩浆热液提供热能驱使单塔子群地层中的金元素进一步活化、迁移，并在成岩的晚期阶段，富含挥发份的热液携带金等成矿元素，形成含矿热液。黑云母花岗岩体是本矿床的直接围岩。根据区内黑云母花岗岩中采取的原生晕样品分析结果，金的平均值为18.09×10-9，金的背景值较高，推测金成矿与花岗岩体在时空和成因上的密切关系。

3.1.3构造与成矿作用

大庙-娘娘庙、尚义-平泉深大断裂带控制了区域岩浆岩和矿产的分布。矿区内发育北东向及近东西向次级断裂，其内形成主要工业矿体，是本区主要赋矿构造。由于构造活动的多期性，造成了成矿作用的多阶段性。

3.2成矿阶段

本区金矿成矿作用过程可分为两期、四个阶段，即石英粗粒黄铁矿阶段、石英细粒黄铁矿阶段、石英多金属硫化物阶段和碳酸盐阶段。矿床各成矿阶段和矿物生成顺序见表1。

表1　矿区成矿阶段及主要矿物生成顺序表

石英-粗粒黄铁矿阶段：该区地层主要为太古界燕窝铺组中高级变质岩。地层中含金丰度值为（5～6）×10-9。此阶段形成的矿物为石英和黄铁矿，石英为乳白色，粗粒结构，呈单脉状。黄铁矿呈浅黄色，粗粒结构，呈星点状分布，晶形较好。此阶段金矿化较弱。

石英-细粒黄铁矿阶段：形成的矿物为石英和黄铁矿，石英为灰白色，不等粒它形晶，黄铁矿为浅铜黄色，它形晶为主，少数为半自形晶，大多数呈浸染状和细脉状分布于石英脉和花岗岩中。此阶段金矿化较强。

石英-多金属硫化物阶段：形成的矿物主要有黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、自然金等。石英为烟灰色，呈不规则细脉状。此阶段是金的主要成矿阶段，金品位高，有矿化作用的地段都能形成工业矿体。

碳酸盐化阶段：形成的矿物主要为方解石，无金属硫化物形成。方解石呈细脉状和网脉状。此阶段金矿化弱。

由于矿石致密坚硬，裂隙不发育，在表生期氧化作用不强烈，仅个别地段金属硫化物被氧化，石英脉裂隙发育处见有少量的褐铁矿和孔雀石等矿物。

4　矿床成因探讨

通沟金矿位于华北地台北缘中段金银铅锌铁铀硫铁矿成矿区、张家口-承德成矿区、大庙隆起成矿区。矿区金矿体产于深大断裂派生的次级北东向、近东西向小型断裂构造带中，赋矿围岩为燕山期中粗粒黑云母花岗岩，岩石破碎强烈，具强烈硅化、绿泥石化、高岭土化、绢云母化、黄铁矿化、方铅矿化、弱磁铁矿化、弱褐铁矿化；含矿岩石为石英脉、蚀变岩。太古界变质岩系为成矿提供了矿源层，深大断裂构造为成矿提供了热液通道，次级断裂为含矿热液富集成矿提供了容矿空间，矿床成因为中低温热液型，矿床工业类型为断裂带充填交代型脉状金矿床。

参考文献

［1］朱裕生.中国主要成矿区（带）成矿地质特征及矿床成矿谱系［M］.北京：地质出版社，2007.

［2］毕伏科，肖文暹.河北省成矿区带和找矿远景区［J］.地质调查与研究，2006，29（2）：107-114.

［3］章伯明，赵国良，马国玺，等.河北省主要成矿区带矿床成矿序列及成矿模式［M］.北京：石油工业出版社，1996.

［4］河北省地质矿产局.河北省北京市天津市区域地质志［M］.北京：地质出版社，1989.

［5］河北省地质局.1∶200 000区域地质调查报告（承德幅）［R］.1975.

收稿：2016-03-31

DOI:10.16206/j.cnki.65-1136/tg.2016.03.002