冀北西龙头-半截塔地区地球化学特征与找矿远景区浅析

王纪昆，时培哲，董红伟，李松斌，杨远东，梁慧斌

（天津华北地质勘查总院，天津 300170）

冀北西龙头-半截塔地区地球化学特征与找矿远景区浅析

王纪昆，时培哲，董红伟，李松斌，杨远东，梁慧斌

（天津华北地质勘查总院，天津 300170）

本文以1/5万水系沉积物测量成果为基础，从地球化学参数特征、元素组合特征、区域分布规律和异常特征等方面对西龙头-半截塔地区地球化学背景进行了分析，认为该区主要成矿元素异常受NE向构造、岩浆岩控制明显，主要成矿元素Ag、Pb、Zn、Mo等异常发育,强度高、浓度分带比较清晰，是寻找中低温热液型银铅锌多金属矿床的有利区域。结合地质、化探综合信息，在该区圈定了5处找矿远景区，可为进一步矿产勘查工作提供参考。

水系沉积物；地球化学；元素组合；找矿远景区；西龙头-半截塔

西龙头-半截塔地区位于河北省承德市北部，地处丰宁、隆化、围场三县交界部位，乌龙沟-上黄旗深断裂与康保-围场深断裂交接处，属阜新-集宁成矿带张北-隆化成矿区，也是银金多金属矿产集中富集区[1，2]，典型矿床有牛圈银金矿、北岔沟门铅锌银矿、茶棚银钼矿、七棵树银多金属矿等[3-6]。但在西龙头-半截塔地区内目前仅发现1处小型银多金属矿床和多处萤石矿点，区内矿产勘查未能取得较大的突破。本文基于西龙头-半截塔1/5万水系沉积物测量成果，探讨区域地球化学特征[7，8]，结合本区成矿地质特征，对异常找矿潜力进行研究，优选出找矿远景区，从而进一步缩小找矿靶区，为区域矿产勘查工作突破提供重要参考。

1 地质概况

西龙头-半截塔地区大地构造划分隶属半截塔中断凹（Ⅳ级）和上黄旗岩浆岩亚带（Ⅳ级）两个Ⅳ级构造单元[9]，地层区划分属于华北北缘分区。区域内出露地层主要包括新太古界、二叠系、侏罗系和白垩系等（图1）。新太古界由单塔子群和红旗营子群构成，仅在区域东北角有少量出露，岩性主要为斜长片麻岩[10]。侏罗系张家口组、土城子组和白垩系义县组、九佛堂组地层在区内广泛分布。侏罗系地层是一套复杂的陆相火山沉积地层，总体形态呈北东向展布[11]。白垩系地层多呈NEE向展布，以发育中基性熔岩与火山碎屑岩、沉积岩为特征。二叠系地层主要分布于区域东部，岩石组合表现为砾岩-砂岩-灰岩交互产出的滨海相沉积[12]。

区域断裂构造发育，主干断裂有区域北部的近EW向康保-围场深断裂和区域西部的NNE向的乌龙沟-上黄旗深断裂。康保-围场深断裂横穿区北部，总体呈近东西向展布。乌龙沟-上黄旗断裂是区域上大兴安岭-太行山断裂带的一部分，断裂具多次活动的特点，断裂带由一系列NE向断裂组成，侏罗纪为代表的侵入体沿断裂带呈串珠状分布。

区内岩浆活动十分强烈，侵入岩主要位于区东部和西部，具有明显的多期次性，岩石类型复杂，分布面积较广，主要分为新元古代、华力西期和燕山期三个期次，尤以燕山期侵入岩最为发育。其分布严格受断裂构造控制，沿区域深大断裂形成了一系列酸-中酸-碱性岩体。其中二叠纪侵入岩以中酸性-酸性岩石为主。侏罗纪侵入岩以中酸性-酸碱性为主，这些侵入岩浆作用既带来了深源成矿物质，同时又活化围岩成矿元素，对热液运移和富集成矿十分重要，区域内银铅锌铜金等多金属矿产和其关系密切。

西龙头-半截塔地区位于NE向的青羊沟-西龙头Pb、Cu、Zn、Mo、Mn区域化探异常带上。冀北地区Pb、W、Bi、As、Sn等元素含量相对较高，这些元素的背景值高于地壳丰度，与区域内花岗岩出露有关。岩浆岩分布区内的碱性岩中Au元素背景偏高，区西部和东部的花岗岩中Mo背景偏高[13，14]。总体来看，该区单元素异常最多的有Pb、Ag、Zn、Mo、Au及伴生的As、Sb、Hg等元素。

图1 西龙头-半截塔地区地质简图Fig.1 Geological sketch map of the Xilongtou-Banjieta area

2 地球化学特征

2.1 地球化学参数特征

本次1/5万水系沉积物测量根据工作区次级景观分布特点，水系沉积物采样点位布置在中低山中浅切割景观区、中低山浅切割景观区；宽河谷景观区作为不可工作区，不布设采样点位。测量面积1 140 km2，共计采集样品5 910件，平均密度为5.18点/ km2。水系沉积物样品截取粒度为-10～+60目。分析元素为Au、Ag、Pb、Zn等19种元素，样品分析方法见表1。

该区主要地层、侵入岩分布区水系沉积物的元素富集变化特征与基岩呈近源关系。水系沉积物在各地质体元素含量的平均值（X）、变化系数（CV）及富集系数K，根据富集系数K值的大小划分出元素的三种赋存类型：K≤0.8，贫化；0.8＜K＜1.2，一般；K≥1.2，富集。根据变化系数（Cv）值的大小划分出元素的三种变化类型：Cv≤0.5，均匀型；0.5＜Cv＜1.0，分散型；Cv≥1.0，强分散型（表2，表3）。

表1 样品分析方法一览表Tab.1 List of sample analysis methods

主要地质单元水系沉积物区域富集系数值范围较大，属于富集型元素较多，且以主要成矿元素（如Au、Ag、Pb、Mo、Hg等）为主；贫化型元素较少，富集型、贫化型元素组合具有相似性。区内主要地层分布区一般型元素最多，其中义县组、张家口组岩石没有贫化型元素出现，而且义县组岩石富集型元素较多；主要成矿及伴生元素多属于强分散型。区内侵入岩分布区水系沉积物元素富集、贫化差异最大，早元古代、晚侏罗世侵入岩分布区强分散型元素较多；中侏罗世和晚古生代侵入岩分布区水系沉积物一般型元素最多，富集型和贫化型元素较少[10]。因此，区内Ag、Pb、Zn和Mo等元素成矿潜力较大，是主要的成矿元素。

2.2 元素组合特征

对全区化探分析结果进行R型聚类分析，在0.25水平下，将19个指示元素分为6组（图2）：Ag、Pb、Mn、Zn、Cd反映与本区银铅锌矿化有关的元素组合；Cr、Ni、Co、Cu反映与本区基性、超基性岩相关；Au、Hg、Bi三元素与其它元素相关性较差，本区金矿化具有独立性；Sn、Y、La反映了与本区侵入岩有关的元素组合，Mo、As代表了本区中低温元素组合。W、Sb两元素组合，可能与后期次生富集作用有关[15]。

表2 西龙头-半截塔地区不同地质单元水系沉积物富集、贫化元素特征表Tab.2 Different geological units of water sediment enrichment,depleted element features of the Xilongtou-Banjieta area

表3 西龙头-半截塔地区主要地质单元水系沉积物元素变化特征表Tab.3 Variation features of the water sediment elements of main geological units in the Xilongtou-Banjieta region

图2 西龙头-半截塔地区水系沉积物元素聚类分析图Fig.2 Cluster analysis of the water sediment elements of main geological units in the Xilongtou-Banjieta area

2.3 地球化学区域分布规律

（1）Au总体以背景区和较低背景区分布为主，高背景区零星出露于西龙头幅西北部小朝阳沟—石灰窑一带，呈北东向串珠状分布，与早元古界变质中粒二长花岗岩中的线性构造关系密切；区中南部大头山南一带零星分布的高背景区呈北东向串珠状分布。在高背景区中有一些小的异常区出现。低背景区及较低背景区主要分布在西龙头幅的广大地区、城子幅中部及半截塔幅，呈不规则面状展布。

（2）其他元素以背景区和较高背景区分布为主，高背景区主要分布在区中东部地区，以北东向带状、不规则面状展布为主，其次为北西向、近东西向串珠状展布，与中酸性火山岩和侵入岩的分布及构造活动相关。低背景区和较低背景区分别分布在区西北部和东部，呈北东向带状、不规则面状分布，其次为北西向，与区西北部晚侏罗世、早白垩世酸性侵入岩和北东部二叠纪酸性侵入岩的分布有关。

（3）根据元素地球化学特征及异常分布特征，综合地层、构造、岩浆岩等因素，将区分成三个地球化学分区，以西龙头、半截塔两支北东向构造岩浆岩带为界。即：1）连阴寨沟-卡伦后沟低背景和较低地球化学区；2）西龙头乡-城子乡复杂多金属地球化学区；3）吴家营-那林沟多金属地球化学区。

连阴寨沟-卡伦后沟低（或较低）背景区：位于区域西北部，主要分布在连阴寨沟-缸窑沟北东向断裂以西，地质背景为西龙头岩浆岩带，主要为早元古代、晚侏罗世、早白垩世酸性侵入岩，除Au元素呈高（或较高）背景区，其余元素基本都是低（或较低）背景区。

西龙头乡-城子乡复杂多金属地球化学区：位于区域中部，主要分布在连阴寨沟-缸窑沟北东向断裂带，吴家营-曹家营-四号北东向断裂带之间，呈北东向展布，长约23 km、宽约20 km，面积约460 km2。地质背景为北东向中生代火山岩盆地，主要岩性为晚侏罗世、早白垩世中酸性火山碎屑岩，该地球化学区最为复杂，Ag、Pb、Zn、Hg、As、Au等六种元素以高（或较高）背景区出现，异常峰值高、面积大，也是目前找矿应有突破的分区。

吴家营-那林沟多金属地球化学区：位于区域东部，主要分布在吴家营-曹家营-四号北东向断裂带以东，地质背景为半截塔岩浆岩带及两侧，主要为二叠纪和中侏罗世酸性侵入岩及其接触带，即吴家营—那林沟一带分布有Mo、Pb、Ag、Zn、Cd、Sb、Bi、Sn高（或较高）背景区；下伙房—半截塔分布有Y、Zn、Cu、Cr、Co、La高（或较高）背景区。

2.4 异常特征

本区元素异常分布与地质背景吻合较好，不同的地质环境、构造格架等决定了本区异常的空间分布和组合特征。本区异常主要分布在西龙头、半截塔北东向构造岩浆岩带及其间的火山盆地内，由南东向北西划分为5个异常带。

（1）连阴寨沟-石桌子梁东山多金属异常带

该异常带总体呈北东向展布，由4个综合异常构成，主要分布在西龙头构造岩浆岩带上，北东向断裂破碎带发育。异常范围较小，长度小于13 km，宽度约4 km,面积约47 km2；综合异常多为北东向、近东西向椭圆形，单元素异常形态多为不规则状、条带状等，该异常带向南西延伸至图外；各元素异常套合较差，一般只有外带异常出现，Bi、Mn两元素有内、中带异常出现，多为点状异常。

（2）大院-西营子Pb、Ag、Hg、Mo、Sn异常带

该异常带总体呈北东向展布，由7个综合异常构成，主要分布在西龙头至缸窑一带，西龙头构造岩浆岩带东侧（外接触带），北东向和北西向断裂带发育。异常带总体呈北东向展布，综合异常多为北东向、北西向椭圆形，单元素异常形态多为不规则状、带状、条带状等，该异常带向南西和北东方向延伸到图外；主要元素异常套合较好。

（3）下河北-桃山Hg、Mo、Sn、Sb、Pb、Ag、As异常带该异常带呈北北东向和北东向带状，由9个综合异常构成。分布在西龙头和半截塔岩浆岩带之间的火山盆地内，异常区内断裂发育。

（4）吴家营-那林沟Mo、Pb、Bi、Zn、Ag、Sn异常带

该异常带总体呈北北东向或北东向带状展布，由7个综合异常构成。分布在半截塔岩浆岩及西侧接触带上。异常范围大，长度大于22 km，宽度约8 km,面积约124 km2；异常多为北东向、近东西向椭圆形，单元素异常形态多为不规则面状、带状、条带状等，该异常带向南西和北东方向延伸到图外。

（5）下伙房-半截塔Ni、Cr、Co、Cu、Zn异常带

该异常带总体呈北东向带状展布，异常多为北东向椭圆形，单元素异常形态多为不规则状、带状、条带状等，主要元素异常浓度分带和浓集中心不发育。

3 找矿远景区划分

根据区内化探异常特征，并结合西龙头-半截塔地区的地质背景、重要矿（化）点类型的形成条件及分布情况等因素综合分析，划分了5个找矿远景区（图1）。

3.1 石灰窑-骆驼脖子找矿远景区

该远景区位于东西向康保-围场深大断裂，与北东向枪坡沟-缸窑断裂的交汇部位，上黄旗幅1/20万区域地球化学调查西营子-七棵树银铅锌找矿远景区的北部区域。西侧为窝铺沟单元变质斜长花岗岩，东部为晚侏罗世—早白垩世火山盆地，火山碎屑岩和潜火山岩发育；北东向、北北东向、北西向断裂活动强烈，近东西向断裂次之。贵金属、有色金属元素形成明显的高背景区，北东向、北西向带状异常发育。该区含两处以Au、Ag、As、Sb、Mo、Hg、Cd、Pb、Zn为主的石灰窑（AS01乙2）和骆驼脖子（AS02乙2）异常，属上黄旗幅1/20万区域地球化学调查西营子异常拆解的局部异常。两处异常都经过三级查证，发现了以Au、Ag为主的矿化蚀变破碎带多处，且水系沉积物、土壤、激电中梯和激电测深异常特征等均可类比印证[16]。

因此，石灰窑-骆驼脖子Au、Ag多金属找矿远景区是区内最重要的贵金属、有色金属找矿远景区之一。

3.2 黑林子找矿远景区

该远景区位于北东向枪坡沟-缸窑断裂带与西龙头火山机构的交汇部位，西营子-七棵树找矿远景区的南部区域。为晚侏罗世-早白垩世火山盆地，火山碎屑岩和潜火山岩发育；北东向、北西向断裂活动强烈，近东西向断裂次之。有色金属元素形成明显的高背景区[17]，北东向、北西向带状异常发育。该区包含黑林子（AS11甲1）、白石缄（AS17乙3）、下河北（AS18乙3）、蚂蚁沟山尖（AS10丙2）4处以Ag、Pb、Hg、Sb、Cd、As为主，伴生Mo、Mn、Zn、Cu、Sn、Y、La的综合异常。其中七棵树银多金属矿外围黑林子异常经过三级查证，发现了以Au、Ag为主的矿化蚀变破碎带多处，且土壤、水系沉积物异常特征等均可类比印证；白石缄（AS17乙3）发现矿化蚀变破碎带与异常相对应。因此，黑林子Ag、Pb多金属找矿远景区是区内寻找七棵树银多金属矿类型的重要找矿远景区。

3.3 桃山—南沟门找矿远景区

该远景区位于近东西向康保-围场深大断裂与大头山破火山机构的交汇部位，为晚侏罗世-早白垩世火山盆地；近东西向、北东向断裂活动强烈，北西向断裂次之。有色金属元素形成明显的高背景区，近东西向、北东向、北西向带状异常发育。该区包含两处以Pb、Zn、Sn、Mo为主，伴生As、Sb、Bi、Ag、Y、Mn的桃山（AS13乙3）和南沟门（AS16丙2）异常。桃山（AS13乙3）异常经过三级查证，南沟门（AS16丙2）异常经过踏勘查证，其土壤与水系沉积物异常特征可类比印证，发现民采萤石矿点一处。因此，桃山-南沟门Pb、Zn、Sn、Mo多金属找矿远景区是区内重要有色金属找矿远景区之一。

3.4 吴家营找矿远景区

该远景区位于松木沟-大甸子深断裂带上半截塔岩体西南部外围，围场幅1/20万区域地球化学调查锥子山岩体外围铅锌银多金属找矿远景区西南部一带。为晚侏罗世-早白垩世火山盆地，出露地层主要为早白垩世义县组和晚侏罗世张家口组火山碎屑岩；北东和北西向断裂构造发育。有色金属元素形成明显的高背景区，以Ag、Pb、Zn、Mo、Mn、Cd、Hg、Bi为主，伴生Sb、As、Co、Cr异常,呈北东向、北西向带状展布；以吴家营（AS27乙2）异常为主，包含碾子沟（AS25丙2）、柴南沟脑（AS26丙2）异常部分地段，向南延伸出图外。发现萤石矿点和锰银矿（化）点各1处，围岩为流纹质凝灰岩，矿化以软锰矿化、褐铁矿化为主。因此，吴家营Ag、Pb、Zn多金属找矿远景区是区内重要的有色金属找矿远景区之一。

3.5 张家沟找矿远景区

该远景区位于松木沟—大甸子深断裂带上半截塔岩体的周边，围场幅1/20万区域地球化学调查“锥子山岩体外围Pb、Zn、Ag、Cu、Mo多金属找矿远景区（Ⅰ）”西边部一带。异常区主要出露中细粒二长花岗和中粒钾长花岗岩，边部出露火山碎屑岩。有色金属元素形成明显的高背景区，北东向、北西向带状异常发育。该区包含张家沟（AS24乙2）、碾子沟（AS25丙2）、柴南沟脑（AS26丙2）三处综合异常的大部分区段，以Mo、Bi、Pb、Ag、Sn、Zn为主，伴生As、Sb、Cu、W、Y、Mn等元素异常。发现多处矿化蚀变破碎带，其岩石、土壤与水系沉积物异常互相对应，属矿致异常。因此，张家沟Mo、Pb、Ag多金属找矿远景区是区内重要的有色金属找矿远景区之一。

4 结论

（1）西龙头-半截塔1/5万水系沉积物测量成果显示，主要地质单元水系沉积物区域富集系数值范围较大，富集型元素较多，且以主要成矿元素为主，与区域地质化探信息相同；区内Ag、Pb、Zn和Mo等元素成矿潜力较大，是主要的成矿元素。

（2）对全区化探样品测试结果进行R型聚类分析，将19个指示元素分为6组：其中Ag、Pb、Mn、Zn、Cd元素组合与区内地表发现的银铅锌矿化信息相吻合，在黑林子和吴家营找矿远景区内发现了多条银铅锌矿化蚀变带；Au、Hg、Bi元素组合中的Au元素异常主要与石灰窑-骆驼脖子找矿远景区内的多条以Au为主的矿化蚀变带吻合；Sn、Y、La元素组合是区内新发现的稀土元素异常区，主要分布于区北东部的花岗侵入岩分布区。元素组合异常区是缩小找矿靶区的有利依据。

（3）区内主要成矿元素异常受北东向构造、岩浆岩控制明显，异常主要位于岩浆岩外接触带一侧；主要成矿元素Ag、Pb、Zn、Au和Mo等异常发育，浓度分带比较清晰，指示元素Hg、As、Sb元素异常多位于侏罗系张家口组地层中，且多有潜火山岩出露，同时断裂构造发育；稀土元素La、Y异常多分布构造岩浆岩带的东支（半截塔一带），岩性为早二叠世侵入的中粗粒花岗岩。本区是寻找中低温热液型银铅锌多金属矿床的有利区域。

（4）本区异常主要分布在西龙头、半截塔北东向构造岩浆岩带及其间的火山盆地内，由南东向北西元素组合为：Cr、Co、Ni（Cu、Zn、Pb、As）→Mo、Pb、Ag、Bi、Mn、Zn（Sn、W、La、Y）→Hg、Pb、Ag、Mo（As、Zn、Bi）→Cr、Bi、Au（Ag、Hg、Sb）的分带趋势。可以划分为5个异常带：连阴寨沟-石桌子梁东山多金属异常带，大院-西营子异常带、下河北-桃山异常带、吴家营-那林沟异常带、下伙房-半截塔异常带。

（5）根据区内化探异常特征结合西龙头-半截塔地区的地质背景以及重要矿（化）点类型的形成条件及分布情况等因素综合分析，划分5个找矿远景区，包括石灰窑-骆驼脖子找矿远景区、黑林子找矿远景区、桃山-南沟门找矿远景区等。这些成果可为进一步矿产勘查工作提供基础地质资料。

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Analysis on the geochemical characteristics of stream sediment and prospecting in Xilongtou-Banjieta area，north Hebei province

WANG Ji-kun,SHI Pei-zhe,DONG Hong-wei,LI Song-bin,YANG Yuan-dong,LIANG Hui-bin

（Tianjin North China Geological Exploration General Institute,Tianjin 300170,China）

Based on the 1/50 000 stream sediment measurement in the Xilongtou-Banjieta area，the geochemical parameters,elementparageneticassemblagefeatures,regionaldistributionandgeochemicalanomaly characteristics was nalyzed.It is suggested that the main ore-forming elements Ag,Pb,Zn,Mo and so on were developed abnormally with high intensity and high density zonation,and this is a favorable area for finding the medium-low temperature hydrothermal type silver-lead-zinc polymetallic deposits.Combined with geological and geochemical comprehensive information,five prospecting prospects were delineated.The study can provide an important reference for the further exploration.

stream sediment;geochemical characteristic;element combination;prospecting;Xilongtou-Banjieta

P595

A

1672－4135（2017）02－0151-06

2017-03-17

河北省地质勘查专项资金“河北省西龙头、城子、半截塔幅1/5万地球化学测量（冀国土资勘字［2015］029号）”

王纪昆（1981-），男，硕士，工程师，2017年毕业于中国地质大学（北京），一直从事地质矿产勘查工作；E-mail：nzjgzx@163.com。