河北寿王坟铜矿地质特征及找矿方向探讨

赵红瑞+梁景利+薛燕萍

摘要：寿王坟铜矿已探采六十余年，主体矿已开采殆尽。收集了本区地质综合资料，本次工作是以验证物化探异常、探索北翼接触带和对南翼接触带矿体进行“探边摸底”为主要目的。分两个阶段投入了地质、物探、化探及钻探相结合的勘查工作，新探获了11条铜、铁、钼矿体，并估算了一定的资源储量。通过地质工作，说明寿王坟铜矿深部仍有探寻矽卡岩型铜铁矿和斑岩型铜钼矿的前景。

关键词：寿王坟；矽卡岩；銅铁矿；钼矿

Geological characteristics of the copper deposit in Shou wang fen of Hebei and ore prospecting direction

ZHAO Hong-ruiLIANG Jing-liXUE Yan-ping

514 Brigade of North China Geological Exploration Bureau

Abstract：Shouwangfen copper mine has been mining for more than sixty years， the main mine has been mined out. A comprehensive collection of geological data of this area， this work is to verify the geophysical and geochemical anomaly， explore the north wing of the contact zone and contact zone of the South ore "boundary thoroughly" as the main goal. Two phases of geology， geophysical exploration， geochemical exploration and drilling have been put into practice. 11 copper， iron and molybdenum ore bodies have been discovered and some reserves have been estimated. Through geological work， the prospect of skarn type copper iron deposit and porphyry type copper molybdenum ore is still deep in the deep copper deposit.

Key words：Shouwangfen； skarn ； delafossite； molybdenum

广义的寿王坟矿区是指以寿王坟花岗闪长杂岩体为中心而构成的面积约110km2的地域内。狭隘的寿王坟矿区则系指花岗闪长岩体西南部接触带从朝梁子—北湾子—寿王坟—义巨号的弧形地域，面积约7km2，即本次工作评价区（见插图1寿王坟侵入杂岩体构造岩相略图）。

1.区域地质背景

寿王坟铜矿所处大地构造位置，为中朝准地台（Ⅰ2）燕山台褶带（Ⅱ22）的南缘，马兰峪复式背斜（Ⅲ27）的北缘，下板城凹断束（Ⅳ223）北翼。中生代月明山火山盆地北部边缘，涵盖寿王坟古火山口的全部。属于寿王坟—小寺沟北东向铜钼成矿带的一部分。

区内地层比较发育，从元古界—古生界—中生界—新生界均有出露。

区域内断裂构造和火山口构造极为发育（见插图2寿王坟破火山口构造剖面简图），区内构造活动强烈。总的特点表现为前中生代在南北向主应力作用下形成的东西向构造对地史发展的控制；后中生代则以NW-SE的主应力作用形成的NE向构造为主导对早期地质景观进行改造、迁就控制；两种构造体系叠加相互制约形成“棋盘格式”构造格架。构造形式主要为褶皱、隆起（坳陷）带及断裂。宏观上褶皱构造表现为隆起与坳陷带相间分布，错落有序。隆坳的分界多为边界断裂乃至深大断裂，是构造单元的分界线。两种构造体系叠加时，正向叠加就形成穹隆或断陷盆地，而反向叠加则形成盆中隆或隆中盆。

区内岩浆活动强烈、频繁。岩浆岩主要为燕山中期中酸性侵入体和次火山岩，共同构成中央穹隆的主体，受东西向及北东向断裂构造影响，沿断陷盆地边缘断裂侵入，分布在金厂沟、上窝铺及寿王坟周围。侵入岩主要为正长岩、二长岩、正长斑岩、闪长岩、花岗闪长岩、辉绿玢岩，次火山岩主要为次安山岩、次英安岩、流纹岩类、流纹斑岩。多期次岩浆活动为区域内Cu、Fe、Pb、Zn、Ag、Au等内生矿床提供了良好的物质来源和载体。

2.地球物理特征

据1/5万航磁异常图，寿王坟矿区围绕花岗闪长杂岩体，有一个较大的磁异常场，呈葫芦形，正负异常配套，总面积达120余平方公里。其中杂岩体部分为正异常场，在正异常周围出现负值。该磁异常场北西部梯度较陡；东南部异常梯度较缓（外突）。反映出花岗闪长杂岩体有从北西向东南方向侧伏的特点。在正异常场中有冀C-59-63、冀C-79-51、冀C-79-52、冀C-79-53号四个高值异常区。经勘探和开采证实冀C-59-63号异常为一个中—大型铜（铁）矿床（寿王坟铜矿）引起。冀C-79-51和冀C-79-52号异常经初步检查认为是石英闪长岩体中富铁矿物局部富集所致。

3.地球化学特征

据刘益丰等《冀北燕山沉降带地层地球化学剖面研究》资料，冀北燕山沉降带地层元素主要分布特征为：

（1）元古界中长城系常量元素富Si、Al、Na、Fe、Ti、V、Ca、Mg等，主成矿元素B、Mn、Pb等；蓟县系表现富Ca、Mg、K、Ba、F等，主成矿元素Pb、Cu、Ge及Ca、B、K、V等。endprint

（2）古生界中常量元素富集Ca、Mg，晚期富Si、Fe、K、Ca等，微量元素富集Mo、B、Ba、Sr、F、Au、As、Pb、Ag、Sn、W等，其中后6种为主成矿元素。

（3）中生界常量元素富集K、Na、Si；早期富Ca；微量元素中贯通元素为Pb、Mo、Ba、F、Au等，主成矿元素为Au、Pb、Mo等。

由此可见，区域地层中处于成矿元素Cu、Mo、Au、Ag等高背景区，地层不同，成矿元素略有差异。

4.矿床地质特征

寿王坟铜铁矿床产于花岗闪长岩与燧石条带白云岩接触带及距接触带200米以内的大理岩中。经多年的勘探和开采，自东向西3.5公里接触带内，已基本查明了矿区铜多金属矿的地质特征及形态规模等情况。主要矿床发育于东部龙潭沟-小北沟一带，其次是西部北湾子一带，半截沟—火神庙一带矿体规模一般较小。矿体形状、产状变化较为复杂，基本与接触带产状一致。海拔600米以上、300米以下矿体分枝复合再现非常明显，厚度亦随之变薄。矿床分布特点与所控构造的不同决定了其形态、产状的差异。一般东部、西部呈扁豆状、似脉状、筒状；中部多呈细脉状、条带状。钼矿呈单独矿体出现，规模远远小于主要铜矿体，且变化大，形态极不规则。

矿床品位变化：矿山多年开采及探矿结果表明：矿床上部铜铁共生，主要为铜矿体，且品位较高；在矿床下部，铜矿体减少且銅品位降低，相对铁矿体变大，铁品位变化较小，亦呈下降趋势。

5.勘查工作方法

寿王坟铜矿已探采60余年，工作程度较高。对寻找地表露头矿体意义较小，本次工作是以验证物化探异常、探索北翼接触带和对南翼接触带矿体进行“探边摸底”为主要目的。

因此勘查手段以钻探工程为主，辅以坑探、地质剖面测量、1∶1000磁法剖面测量、激电剖面测量、1∶5000土壤剖面测量、1∶2000瞬变电磁剖面测量及岩矿测试等工作。

6.主要地质成果

6.1地表找矿成果

通过磁法剖面测量、地质剖面测量及地表钻探等工作对北翼接触带、角页岩下部等重要成矿预测区进行了初步探索，择优对物化探异常进行了验证。初步确定北翼接触带存在但分布不规律，且含矿性较差；角页岩下赋铜铁矿体理论不具普遍性，67线重点地段未能见到理想的角页岩下赋矿体；地表钻探未能见到预测矿体，深部坑内钻探圈定了34号、南6号和南2号矿体分支。

6.2深部找矿成果

深部找矿主要是对34号、S6号（南6号）矿体及南翼接触带深部进行“探边摸底”工作。新探获得矿体位于72～57线，均为深部盲矿体，属接触带矽卡岩型铜、铁矿，铜铁共生。产状形态多受接触带控制，以60°～85°南倾为主，局部也有52°北倾小矿体；主要呈透镜体状，厚度变化不均匀；矿体组分常由黄铜矿、磁铁矿组成；脉石矿物为透辉石、透闪石、阳起石等；大理岩化、蛇纹石化、绢云母化、绿泥石化现象普遍存在。埋深较深，主要矿体赋存标高-320.34米～343.79米，矿体走向延长多在50米～200米，倾向延深多在35米～240米，局部未能完全控制。按一般工业指标新圈定了11个矿体。其中1个磁铁矿体，编号：34-1；1个铜矿体，编号：S2-3；1个钼矿体，编号：S4-2；1个铜铁异体共生矿体，编号：S6-4；7个铜铁同体共生矿体，编号：S4-1、S2-1、S2-2、S6、S6-1、S6-2、S6-3。主要矿体特征如下：

（1）34-1号矿体

新探矿体为工业磁铁矿体，属于西干34号矿体底部独立小矿体（见插图334-1号矿体剖面示意图），位于56～60线；呈小透镜体状，南倾较陡立，倾角61°；赋存标高199.50米（58线）～230.40米（58线）；剖面上由58线下五中段穿脉、K58-1、K58-2和K58-3号坑内钻孔控制；矿体走向长约100米，倾向长约35米；单工程真厚度0.54米～4.63米，单工程TFe平均品位28.33%～40.04%。该矿体走向未控制，倾向已完全控制。34-1号矿体存在黄铜矿化，但矿化程度较弱、规模较小，达不到工业指标。

（2）S4-1号矿体

新探矿体为工业铜矿体和低品位磁铁矿体同体共生，属于S4号矿体深部独立矿体，位于1～7线，空间上呈薄层状，南倾较陡立，倾角58°～68°，赋存标高-58.79米（3线）～133.60米（3线），剖面上由K3-2、K3-3、K5-1和K5-3号坑内钻孔控制，矿体走向长约200米，倾向长约225米。单工程真厚度2.27米～8.14米，单工程TFe平均品位20.54%～28.47%，Cu平均品位0.52%～1.45%。该矿体走向、倾向均未得到有效控制，施工结果显示该矿体为严格受矽卡岩带发育控制的富铜贫铁矿体，剖面上呈狭长脉状，空间上呈薄层状，向西侧（3线以西）和深部（-50米标高以下）均有较大延伸空间，向东（5线以东）逐渐变细变小。

（3）S2-3号矿体

新探矿体为低品位铜矿体，属于已采S2号矿体底部独立小矿体，位于19～27线，呈狭长透镜体状，北倾，倾角65°，赋存标高-216.29米～-103.94米，剖面上由K23-2和K23-加号坑内钻孔控制，矿体走向长约200米，倾向长约119米。单工程真厚度2.49米，单工程Cu平均品位0.33%。该矿体是对已采S2号矿体“探边摸底”时发现的，矿体规模较小，倾向未得到有效控制，向深部仍有较大延伸空间；走向上无工程控制，因此该矿体西侧尖推于19线，东侧尖推于27线。

（4）S6号矿体endprint

本次工作对S6号主矿体进行“摸底”工作时，新探获了39线～43线下十中段以下铜铁矿体，为工业磁铁矿体和工业铜矿体同体共生，以铁为主（见插图4S6号矿体剖面示意图）。矿体主要呈厚大透镜体状，主体近直立，赋存标高-320.34米～-118.53米，剖面上由39线下十中段穿脉、K39-1、K39-2、39线东25米下十中段穿脉、2号孔、3号孔、41线下十中段穿脉、ZK41901、41线东25米3号孔、4号孔、5号孔、K41-1、K41-2、43线下十中段穿脉、ZK43802、ZK43901、ZK43902号坑内钻孔控制，矿体走向长约200米，倾向长约236米。单工程真厚度1.50米～53.97米，单工程TFe平均品位22.80%～35.08%，单工程Cu平均品位0.35%～0.85%。S6号主矿体（39线～45线下八中段至下十中段）为目前矿山企业选厂主要矿石来源，结合矿山企业自行加密探矿成果，S6号矿体沿倾向、走向仍有较大延伸空间。

7.找矿方向探讨

（1）通过地表地质、物探工作，对北翼接触带、角页岩下部等成矿远景区进行了探索，结果显示矿化效果较差，未见规模较大的矿化体。但钻探施工为单线施工，不排除局部存在小规模铜、铁、钼矿化体。（2）通过坑内钻探工程对已知矿体进行了“探边摸底”工作，圈定了11条矿体，但分布较散，埋深较大。其中34-1、S2-2、S2-3、S6-1、S6-2、S6-3、S6-4矿体为已知34、S2、S6矿体的独立分支小矿体，规模较小，进一步工作的价值有限；而S4-1、S6号矿体作为新探获的主要铜铁矿体，其走向和倾向均未能完全控制，仍有较大的延伸空间和资源远景，值得今后继续施工验证工程，进一步控制其规模、形态和品位；S2-1号矿体规模较小，但所处地段（15线～21勘探线在-130米～90米标高段）可能为寿王坟铜矿的第二个赋矿“台阶”，因此建议今后对“台阶”进行工程验证；S4-2号矿体处于靠近矽卡岩接触带的花岗闪长岩体中，工业类型属矽卡岩型钼矿，矿体厚度较小，品位较高。（3）结合早期勘探成果，花岗闪长岩体内部有较强辉钼矿化区域，因此寿王坟铜矿深部仍有探寻斑岩型钼矿的前景。

参考文献：

[1]吴凝生.河北北部寿王坟矽嘎岩型铜矿床区域与地段的地质结构和矿化特点以及该类型矿床的找矿方法（摘要）[J].地球科学， 1957（2）：102-105.

[2]许晓峰.华北地台矽嘎岩型铁矿的特征及其找矿勘探方法[J].地质与勘探， 1958（21）：9+11-13.

[3]徐世民，王振侠.河北寿王坟铜铁钼多金属矿床地质特征及成矿规律[J].科技信息， 2013（13）：427-428.

[4]杨志达，杨兆才，潘建业，等.河北寿王坟—小寺沟火山—侵入杂岩体找矿的新认识[J].地质找矿论丛， 1988（3）：20-33.

[5]徐世民，孙志辉.河北寿王坟铜铁钼多金属矿床找矿前景分析[J].科技信息， 2013（21）：415-416.

[6]欧阳自远.中国的矽嘎岩型矿床[J].地质科学， 1958， 1（2）：2-8.

[7]刘腾耀，崔焕敏，陈国良，等.燕辽西部地区物化探区域评价和地球物理模式找矿[J].铀矿地质， 1992（3）：165-174.

[8]吕书君，杨富全，柴凤梅，等.新疆准噶尔北缘托斯巴斯套铁铜金矿床矽卡岩和磁铁矿矿物学特征及其地质意义[J].岩矿测试， 2013， 32（3）：510-521.

[9]劉兰笙，高翎，范开强.中国东部铜矿床地质特征及其找矿方向[C]//中国地质科学院地质研究所文集. 1997.

[10]赵一鸣，林文蔚，毕承思，等.中国矽卡岩矿床基本地质特征[J].地球学报， 1986， 8（3）：59-87.

[11]马健飞，胡永亮，李仁杰.矽卡岩型铁矿的成矿地质特征及成因综述[J].西部资源， 2016（04）：21-23.endprint