河北滦平县南沟脑钼多金属矿床成矿地质特征及找矿方向

2020-08-11张洛宁孙志伟王帅先

河北地质大学学报 2020年3期

李宾，张洛宁，孙志伟，王帅先

河北省地质调查院，河北石家庄 050081

河北省承德地区位于华北地台北缘中段，系我国著名的燕辽钼（铜）多金属成矿带的重要组成部分［1-3］。该区先后发现了一系列大、中型钼矿床，如撒岱沟门［4-5］、大草坪［6］、小寺沟［7-8］、寿王坟［9］、太平村［10-11］、莫古峪、岗子东沟［12］等，涉及斑岩型、矽卡岩型、热液脉型等典型矿床类型［13］，指示出该区具有良好的成矿地质条件和找矿潜力。河北省承德市滦平县南脑沟钼多金属矿区即位于该成矿带内。前人在南脑沟地区开展的1／20 万区域地球化学勘查，沿丰宁—隆化深断裂圈定出多处Au—Ag 多金属组合异常；开展的1 ∶5 万水系沉积物测量在南沟脑地区圈定了AS25 号Mo-Ag-Zn-Hg综合异常；多家单位开展的包含该区域的成矿规律与找矿方向研究也指示该区具有较好的找矿前景。然而，由于地质勘查工作程度相对较低，综合研究缺乏，南沟脑钼多金属矿区勘查找矿工作一直未能取得突破。本次研究基于工作区新开展的1 ∶1 万地质草测、 1 ∶1 万土壤地球化学测量、槽探、钻探工作成果，结合区域典型矿床、成矿规律、找矿模型等，总结研究区地质背景、地球化学特征，分析南沟脑钼多金属矿找矿前景，以期为今后找矿工作提供帮助。

1 区域地质概况

研究区位于中朝准地台（Ⅰ2）燕山台褶带（Ⅱ22）承德拱断束（Ⅲ26）大庙穹断束（Ⅳ220）北部。区域上出露地层主要为上太古界单塔子群凤凰咀组（）、中生界上白垩统白旗组（K1b）和张家口组（K1z）、新生界第四系。凤凰咀组地层主要在区域南部呈近东西向带状展布，构成结晶基底，岩性以斜长角闪岩为主， Mo、 Au、 Ag、 Cu、 Pb、 Zn 等成矿元素丰度较高，是区域内重要矿源层。白旗组（K1b）和张家口组（K1z）为一套火山碎屑岩地层，主要分布于超梁沟火山盆地，岩性主要为斑状、气孔状安山岩，紫红色流纹质晶屑凝灰岩、流纹质角砾凝灰岩等。区域构造以断裂为主，南部发育红旗镇断裂（一组平行走向断裂）；中部发育北白旗断裂；北部发育北东东向小黑沟—二道营断裂，为丰宁—隆化深断裂的分支构造。区域上岩浆岩发育，具有分布广、期次多、岩性复杂等特点。元古代侵入岩分布最广，岩性从基性至酸性岩均有分布，与区内金、银、铅、锌、铁等矿产有关；华力西期侵入岩为正长花岗岩、花岗岩，分别分布于南部边缘、中部，较富集Mo 元素，为成矿矿源层；燕山期侵入岩主要为花岗斑岩等酸性岩，出露面积较小，多呈岩株、岩墙状，空间上沿断裂构造呈点线状分布。区域中东部发育超梁沟火山盆地，是银多金属成矿有利地段。

图1 南沟脑钼多金属矿区域地质图（根据文献［4］修编）Fig.1 The regional geological map of nangounao molybdenum polymetallic ore（revised according to literature ［4］）

2 矿区地质特征

2.1 地层特征

南脑沟钼多金属矿区地层简单，出露面积小，主要为中生界侏罗系上统张家口组以及新生界第四系。张家口组主要分布在矿区中北部及中东部，北沟脑村附近。岩性主要为灰紫色晶屑凝灰岩，多呈浅灰色、灰紫色，晶屑凝灰结构，块状构造，主要成份为晶屑（70%）和火山灰（25%）。晶屑主要为斜长石、钾长石、石英和黑云母，呈棱角状-次棱角状，其粒径在0.1～2 mm之间；火山灰为胶结物，隐晶质，局部蚀变为绢云母或脱玻化。岩石较破碎，多被硅化石英脉交代穿切。新生界第四系主要分布于南沟脑、北沟脑附近沟谷地带，为以黄褐色亚砂土、冲洪积碎石为主的松散堆积物。

图2 南沟脑钼多金属矿区地质简图Fig.2 The geological sketch of nangounao molybdenum polymetallic mining area

2.2 构造特征

南脑沟钼多金属矿区构造简单，以断裂为主。区内断裂主要为北西向F1断裂，系区域上近东西向的北白旗断裂的次级构造。 F1断裂呈北西走向，长度约630 m，地表宽度1 ～5 m，断裂面北或北东倾，倾角60°～70°。断裂局部发育构造角砾岩带、片理化带、糜棱岩带，具弱绿泥石化、硅化。

2.3 岩浆岩特征

南脑沟钼多金属矿区岩浆活动强烈，侵入岩发育，为元古代侵入岩、华力西期侵入岩、燕山期侵入岩。

元古代侵入岩主要有闪长岩（δ21-2）、石英闪长岩（δο21-2）、闪长岩（δ23）、黑云闪长岩（βδ23）。其中，闪长岩（δ21-2）出露面积广，主要分布于矿区南部、中部，局部具矿化蚀变现象，是赋矿围岩；岩脉发育，裂隙发育。

华力西期侵入岩以花岗岩（γ43）为主，主要分布在矿区北部。岩石呈肉红色、浅肉红色，花岗结构，块状构造。矿物成分主要为斜长石、钾长石和石英，少量黑云母、磁铁矿。

燕山期侵入岩主要为花岗斑岩（γπ52）、二长斑岩（ηπ52）、正长斑岩（ξπ52）。其中，花岗斑岩（γπ52）位于南沟脑村西北部，呈不规则岩枝状出露分布，与矿区成矿关系最密切。岩石呈浅肉红色，斑状结构，块状构造；斑晶为钾长石（0.5 ～1 mm）和石英（0.5～1 mm）；基质为钾长石（0.05～0.3 mm）、石英（0.01～0.3 mm）。岩体中心露头处硅化十分发育，附近较发育花岗岩脉、石英细脉等；岩体深部较发育花岗岩脉、石英脉、构造角砾岩带，具硅化、绿帘石化、绿泥石化、高岭土化等蚀变，普遍发育黄铁矿化，局部具褐铁矿化、辉钼矿化、铅锌矿化。岩体剖面光谱样和钻孔基本分析样显示，花岗斑岩体显著富集Mo，相对富集Au、 Ag 等成矿元素。

3 地球化学异常特征

3.1 区域化探异常特征

1 ∶5 万水系沉积物测量圈定的AS25 综合异常，以Mo、 Ag 为异常主元素，组合元素为Zn、 Hg。 Mo异常面积大，具外、中、内分带特征，峰值高，最高值为11.04×10-6（见表1）。 Mo 异常呈近圆形，南侧未封闭； Ag 异常面积最大，仅具外带，呈喇叭形状，南侧未封闭。 AS25 综合异常具元素套合好、强度高、浓集中心突出、分带性明显特点（见图3）。 AS25 综合异常区发育花岗斑岩（γπ52）小岩体；成矿地质条件优越，找矿前景好。

表1 1 ∶5 万AS25 综合异常特征表Table 1 The comprehensive abnormal characteristics table of 1 ∶50000 AS25

图3 AS25 综合异常剖析图Fig.3 The AS25 comprehensive abnormal analysis diagram

3.2 1 ∶1 万土壤地球化学特征

南脑沟钼多金属矿区1 ∶1 万土壤地球化学测量，是对1 ∶5 万水系沉积物AS25 综合异常及其附近区域进行加密测量。分析测试了Mo、 Ag、 Cu、 Au、 W、Sn、 Bi、 Pb、 Zn、 Hg 、 As、 Sb、 Cd13 种元素，并采用R 型聚类分析方法进行分析，见图4。依据地质成矿条件，在相关系数大于0.4 时，将元素分为三组：Mo、 Cu、 W、 Zn； Au； As、 Sb、 Bi、 Sn、 Hg、 Pb、Ag、 Cd。其中， As、 Sb、 Bi、 Sn、 Hg、 Pb、 Ag、 Cd为中低温成矿元素组合， Mo、 Cu、 W、 Zn 为中高温成矿元素组合。 Mo 与Cu 的相关系数达0.8。 R 型聚类分析结果表明：南脑沟钼多金属矿区Mo、 Cu 、 W、Zn 元素地球化学特征较相似，指示Mo、 Cu 为共伴生元素， W、 Zn 为成矿指示元素。

图4 13 种元素R 型聚类分析谱系图Fig.4 The R-type cluster analysis pedigree of 13 elements

1 ∶1 万土壤地球化学测量共圈定综合异常5 处，编号H1、 H2、 H3、 H4、 H5。其中， H5 综合异常与1 ∶5 万水系沉积物测量圈定的AS25 综合异常范围吻合度好，且综合异常的规模大、峰值高、异常元素多、异常叠加点多、浓度分带清晰，异常特征最为突出，成矿潜力最大。 H5 综合异常位于南沟脑村西北，呈椭圆状，长轴北西向，长约1 100 m，宽700 m，南东部未封闭。异常元素组合为Mo-Au-Ag-Cd-Zn-Pb-WBi-Cu-Sn-As-Sb，各元素套合好、异常强度高，除Sn外均具有三级浓度分带， Mo 元素异常规模最大，强度高， Mo 最高值101×10-6。该综合异常元素具水平分带，即异常中心为Mo、 Bi、 W、 Sn 高温元素，外侧为Au、 Ag、 Pb、 Cd、 Zn、 Cu 中低温成矿元素。

经路线地质调查与剖面查证， H5 异常中心为花岗斑岩体（γπ52）露头，异常外部区是花岗斑岩体接触带与闪长岩体；花岗斑岩体（γπ52）接触带与围岩闪长岩区域，裂隙十分发育，裂隙面普遍发育褐铁矿化，岩脉发育，主要为花岗岩细脉、石英细脉等。

表2 1 ∶1 万H5 综合异常特征值Table 2 The exception element characteristics of H5 comprehensive anomaly

4 矿化特征

通过对5 个综合异常区的地质勘查工作，特别是H5 异常区的槽探揭露查证与钻探验证，发现了由ZK02 钻孔控制钼矿体一个、钼矿化体和矿化蚀变带多处。钼矿体赋存在花岗斑岩体（γπ52）北西约200 m 处的闪长岩体（δ21-2）内，裂隙控矿，产出形式为微细脉状、薄膜状、星点状辉钼矿；矿体走向延伸约100 m，倾向延伸约70 m，平均厚度1.26 m，品位0.033%～0.053%，平均品位0.041%；矿体中心标高约600 m，倾向南，倾角70°。矿石金属矿物主要为辉钼矿、黄铁矿、磁铁矿等，少量黄铜矿，脉石矿物主要为斜长石、钾长石、角闪石，少量榍石。矿石主要为自形-半自形晶粒状结构、交代结构，星散状、微细脉状构造。矿石有用组分为钼，其他伴生有用组分不达标。矿体围岩蚀变弱，但裂隙与岩脉位置蚀变发育，为硅化、绢云母化、绿帘石化、绿泥石化、高岭土化等。根据矿脉穿插特征、矿化蚀变特征、矿体特征，确定南脑沟钼矿床为受裂隙控制的热液型矿床。

5 找矿前景分析

5.1 地质条件分析

南脑沟钼多金属矿区位于我国著名的燕辽钼（铜）多金属成矿带内，成矿地质条件优越。矿区位于丰宁—隆化深断裂南部；区内丰宁—隆化深断裂分支或次级构造发育，岩浆活动强烈，裂隙发育。南脑沟矿区发育华力西期—燕山期中酸性岩浆岩。经地质勘查与样品测试分析知，燕山期花岗斑岩体（γπ52） Mo 等成矿元素发育，但品位不达标；岩体内裂隙与岩脉发育，深部局部发育构造角砾岩带、硅化蚀变岩；岩体普遍发育浸染状、星点状黄铁矿化，地表发育褐铁矿化；矿化为辉钼矿化、铅锌矿化等，呈薄膜状、微细脉状、星点状发育。综合矿化脉体与裂隙穿插交截关系、岩体与矿体成生顺序，判断：矿区内存在多期热液活动，至少存在两期含矿热液；花岗斑岩体受后期热液活动影响析出钼成矿元素，成为矿源体。

图5 南沟脑土壤地球化学测量H5 综合异常剖析图Fig.5 The H5 comprehensive anomaly analysis chart of Nangounao soil geochemical measure

土壤地球化学圈定的H5 综合异常区，空间上与花岗斑岩体（γπ52）、接触带、围岩闪长岩（δ21-2）区域吻合；岩石裂隙发育，且裂隙面发育黄铁矿化（褐铁矿化）；岩脉发育，多为花岗岩细脉、石英细脉等；矿化蚀变发育，主要为褐铁矿化（黄铁矿化）、硅化等。经钻探查证，钼矿体呈细脉、微细脉产出；围岩闪长岩裂隙发育地段，黄铁矿化十分发育，绿泥石化、绢云母化等蚀变发育；花岗斑岩体（γπ52）钼成矿元素含量高，为成矿母岩体，且岩体深部见多处构造角砾岩带、破碎蚀变带。多、异常元素套合好等特点。其中， H5 综合异常区发现钼矿（化）体， H1 综合异常处发现民采老硐，均为致矿异常。 H1-H4 四处综合异常区位于矿区F1断裂带内及其北部，呈带状分布，走向北西，与构造线方向一致；成矿元素以Ag、 Pb、 Mo 为主，伴生Zn、 Cd、 Hg、 W 等。 H1-H4 异常区发育华力西期花岗岩体（γ43）、燕山期二长斑岩小岩体，局部构造发育，具备成矿地质条件，注意找矿线索与综合研究。

5.2 地球化学条件分析

1 ∶1 万土壤地球化学工作共圈定出5 处综合异常，与1 ∶5 万水系沉积物异常范围吻合较好；具有规模大、强度较高、浓度分带较明显、异常元素较

5.3 找矿标志及找矿方向

构造破碎带、混浊状乳白色石英脉、黑色硅质细脉发育地段、浅黄色且晶形差黄铁矿发育微裂隙地段是成矿有利部位，是寻找钼多金属矿的直接找矿标志。燕山期中酸性小岩体（如花岗斑岩体γπ52），褐铁矿化、高岭土化、绿泥石化、绢云母化、硅化等矿化蚀变特征，以Mo、 Cu、 Pb、 Zn、 Ag 等成矿元素为主的地球化学综合异常区，是重要的间接找矿标志。

目前，仅在外围闪长岩中发现一条热液脉型钼矿体。基于区域成矿规律与已发现典型矿床研究，继续在花岗斑岩体（γπ52）外围寻找热液型钼矿；但花岗斑岩体（γπ52）钼成矿元素发育，应深入研究与找寻斑岩型矿床。