河北省承德某斑岩型铅锌矿床外围及深部找矿意义研究

郑丽超 翟大兴 李艳晨 李玉堂 杨书辰 赵 博

（1.河北省地球物理勘查院，河北廊坊065000；2.河北省水文工程地质勘查院，河北石家庄050031）

随着绿色发展理念［1］的提出，对我国矿业发展提出了新的、更高的要求，如何在保障资源能源安全的前提下，尽量减少地质勘查对自然环境的扰动和破坏成为了当代地质工作者面临的一大挑战。开辟新的多金属矿产地，在环境和技术上都有相当大的阻力，就矿找矿［2-6］、老旧矿山外围及深部找矿［7-9］就显得尤为重要。

据统计，河北省共发现铅锌矿27处，铅锌矿点80余处，其中大型锌矿2处，中型锌矿6处，中型铅矿2处。累计探明铅锌资源储量在全国排名第8，主要分布于燕山地区和太行山中北段，承德地区分别占铅、锌储量的79%和49%，占比很大。成因类型方面，铅以热液型为主，斑岩型、火山—次火山热液型为次；锌以火山—次火山热液型居首，其次为矽卡岩型，构成省内大型矿床。承德某铅锌矿床为河北省内唯一的斑岩型铅锌矿床［10-11］，也是我国北方地区首次找到的具有中等规模的斑岩型铅锌矿床，对在燕山地区寻找同类型矿床具有重要的指导意义［12］。该矿区以往地质勘查工作取得了一定的成果，在石英斑岩体内圈定了一中等规模的斑岩型铅锌矿床，但其当时勘探深度较浅，多在200～600 m，采用的评价指标（不是一般工业指标）不甚合理。20世纪80年代之后，针对该区的勘查工作一直延续，但着眼点均为石英斑岩体内部及花岗斑岩体的北接触带（矽卡岩带），关注矿种也主要是铜金或钼，未取得突破。近年来，在新的找矿思路指导下，对矿区外围寻找中低温热液脉型铅锌矿及深部寻找斑岩型矿床取得了较大找矿进展。

翟裕生等研究认为斑岩体周围的热液脉型、矽卡岩型、斑岩型等各类型矿床在成因上是密切相关的，在时间上依序发展，在空间上共（伴）生产出，构成在浅表环境中与中酸性岩浆—热液活动有关的多金属成矿系列［13-16］。该矿床同样具有上述斑岩型矿床成矿系列的特征，运用该思路开展找矿理论与实践工作，对区内进一步扩大找矿远景无疑是非常必要的。

1 区域地质特征

2 矿区地质特征

矿区地层以元古界长城系常州沟组到高于庄组碎屑岩、碳酸盐岩为主，南部见侏罗系火山岩。区内主要的导岩控矿断裂构造为NE向的F19，其为平坊—桑园区域断裂之一段，区内表现为逆断层性质。次级断裂构造达20余条，主要围绕石英斑岩体发育，以正断层为主，多表现为张性特征，其破碎带内可见较为明显的铁锰及银铅矿化，多分布有采银老硐。区内岩浆岩均为燕山期产物，而燕山期为我国最重要的铅锌成矿期［11］，其中面积最大者为花岗斑岩（早白垩世），次为石英斑岩（早白垩世），并发育众多NE、NW向石英正长斑岩、花岗斑岩及石英斑岩脉，与构造线方向一致。区内含矿岩体为桃形石英斑岩，可大致分为4期：第1期为混合角砾岩（Br），主要围绕石英斑岩体分布，呈“镶嵌边”紧贴岩体外缘，其内角砾以石英（砂）岩（斑岩体围岩）为主，少量流纹岩，为岩浆早期侵入隐爆形成；第2期为流纹质火山角砾岩（λπ1），主要残留于岩体顶部及浅部，角砾以早期流纹岩为主，成因也为隐爆，时间略晚于第1期；第3期为石英斑岩（λπ），为该岩体的主体部分，也是成矿岩体；第4期为多斑石英斑岩（λπ2），呈不规则脉状侵入到石英斑岩内，界限清晰。

关于含矿石英斑岩体在剖面上的形态问题，以往认为是筒状，严格受火山颈控制，延深呈不规则的陡倾漏斗状［18］，也就是说含矿岩体深部的分布范围较上部出露要小，体量有限。而最近的勘查发现这种认识是不正确的，在岩体近外接触带或距接触带较远部位的围岩钻探中发现，孔深280～470 m，最深733 m处开始出现含矿石英斑岩，至1 600 m孔底未穿出［19］。说明岩体在浅部受到火山颈控制，呈陡倾筒状，而到了深部向外展开呈“岩基”状，规模大大增加。这一发现为近年来勘查工作的重要成果之一，使含矿岩体本身赋存矿体的规模及可能波及的成矿范围得到了极大拓展，为区内形成大型规模的铅锌多金属矿床奠定了岩浆岩基础。

3 矿区地球物理、地球化学特征

3.1 地球物理特征

3.1.1 航磁异常特征

矿区航磁异常50 nT等值线封闭呈不规则的椭圆状，长轴NNE向，极大值为250 nT，是一个规模较大的低缓异常。异常东南50、100、150 nT等值线规律性地向东突出，形成鼻状异常，与出露的花岗斑岩体相吻合。异常中心处于石英斑岩的西部，地表为长城系底部无磁性的石英砂岩，说明深部存在规模较大的隐伏岩体，与钻探验证结果一致。

地磁测量显示在元古界沉积岩地段为背景值，在0～100 nT区间变化；在含矿石英斑岩地段，略有起伏，最大值不超过200 nT；而在花岗斑岩上显示出明显的跳跃高值异常，多为100～1 000 nT，极值达到1 600 nT，且显示出在岩体北接触带异常值更高，梯度变化更大，应是深部矽卡岩型多金属矿体的反映。总体来说，磁异常对矿区多金属矿床有一定的指示作用。

3.1.2 激电异常特征

区内高极化激电异常主要围绕石英斑岩体西、西北部及花岗斑岩体北接触带NE向不规则带状展布，视极化率值在2.4%～5.74%范围内变化，本研究圈定了2处相对独立的异常（DJW-4，DJW-5）。

（1）DJW-4异常。NE向长轴状，长约1.6 km，宽约300 m，该异常边界清楚、梯度大，视极化率为2.4%～5.51%，电阻率多小于1 000 Ω·m。异常沿NE向次级断裂延伸，呈多高值中心串珠状分布，在含矿石英斑岩体西部明显膨大，部分延伸进斑岩体内。已有钻孔表明这部分异常为铅锌多金属矿的赋存地段，且见矿厚度与异常强度为正相关，如ZK501处于异常内一局部高值中心，其见矿深度浅，埋深60 m即见到了厚度1.5 m、ω（Pb+Zn）为3.71%的热液型铅锌银矿体，而全孔见矿厚度达75.58 m，且品位较高，蚀变矿化地段达到数百米；再如斑岩体内见矿较好的地段均进入到了异常范围内，零星见矿者则位于其边部或其外。故激电异常对蚀变矿化、多金属矿体，尤其对于热液脉型矿体的指示作用较显著。

（2）DJW-5异常。NE向月牙状，长约1.4 km，最宽处约320 m，有2个峰值中心，视极化率均大于2.6%，最高值为4.61%，视电阻率为800～2 000 Ω·m。异常沿花岗斑岩北矽卡岩带展布，地表褐铁矿化普遍，局部可见孔雀石，而2个峰值中心位置探槽揭露见到了较多的黄铁矿和孔雀石，为矽卡岩型矿床的典型地表征兆。

3.1.3 激电测深异常特征

激电测深显示埋深约100 m以下存在平缓的似板状高极化体，视极化率大于2.0%，倾向SW，倾角小于10°，其范围及强度与激电中梯异常对应关系较好。该测深剖面上分布有5个钻孔，全部见到了铅锌银等多金属矿体，矿体顶板埋深与极化体一致，被控制的范围较极化体要小。故该极化体不仅为多金属矿体的反映，且矿体应较已知的规模更大。值得注意的是，测深显示出的极化体在岩体内外是一体的，说明岩体内外的矿化蚀变是连续的，热液型矿体与斑岩型矿体也是连续的。

3.2 地球化学特征

矿区1∶50 000水系沉积物异常（表1）元素组合为Pb、Ag、As、Sb、Bi、Sn、Mo、Cd、Zn、Mn、Au、W，呈现出Pb、Ag、As、Sb（低温元素）—Zn、Cd、Mo、Sn（中高温元素）—W（高温元素）对应3—2—1级浓度分带逐级降低的变化，反映出了矿体前缘晕—尾晕的元素组合和强度的变化规律，与钻孔内原生晕垂向变化规律一致。总体来看，异常主要成矿元素与伴生元素空间分布呈紧密套合的分布模式，各元素异常具有明显的统一浓集中心，这一特征与我国与次火山活动有关的典型多金属矿致异常相似，反映出该异常与次火山活动有关。

注：异常编号AS-8，面积10.04 km2，走向NE；Au与Ag含量单位为（×10-9）。

经1∶10 000土壤测量将上述异常分解成了5个子异常（图1），展示出以AP-3异常为中心，形成了以成矿元素组合为主、规模大、强度高的近矿晕，其余4处异常围绕其呈环状发育，形成以Au、As、Ag等前缘指示元素异常为主，辅以Cu、Mo元素异常的前缘晕，规律性强。由现有钻探验证成果来看，AP-3异常为主要的铅锌银矿的赋存范围，深部见铜钼和金矿化，而AP-5异常工程揭露有孔雀石，AP-4及其他异常地表也见有铅锌矿化线索，为铅锌、铜钼多金属矿的有利找矿标志。故矿区化探异常对铅锌多金属矿的指示作用明显。

4 围岩蚀变及矿化分带

4.1 围岩及蚀变分带

石英斑岩围岩具有一定的分带性，外带为元古界常州沟、串岭沟及团山子组的石英（砂）岩，页岩、粉砂岩及白云岩等，岩石裂隙内尤其是石英砂岩破碎裂隙内见较多的铁锰、银铅矿化；中带为复合角砾岩，围绕岩体呈环状产出，以东及东南最为发育，西部少量；内带为斑岩体的边部，其顶部及边部发育较多的围岩碎屑，具有较微弱的铅锌、银矿化。

岩体自身地表铁锰矿化、高岭土化较为普遍，深部具有面型蚀变，分带不清楚，绢云母化、碳酸盐化、绿泥石化、绿帘石化、高岭土化、萤石化普遍发育，尤其是绢云母化、碳酸盐化、绿泥石化由浅及深，贯穿始终，其他蚀变在不同深度也均可见，但就发育相对集中程度来讲，表现为高岭土化浅部最为发育，局部地段呈现泥状，深部硅化、绿帘石化、绿泥石化较集中，表现为斑岩基质普遍硅化或石英细脉沿裂隙充填交代，深度超过1 000 m后见钾化现象。

4.2 矿化分带特征

由于前人对矿区的勘查及研究工作平面限于岩体内部，深度上限于598.98 m以浅，故对本矿床的矿化分带仅简单地总结为“铜矿品位随深度略有增高”［18］，关于矿化分带特征的总结无相关数据支持，也未进行相关研究工作。近年来随着矿区外围及深部勘查、研究的深入，对区内矿化分带特征有了较为清晰的认识，具体如下。

由矿体分布方面来看，0～300 m间以银铅（锌）矿体为主，100 m以浅甚至出现银的独立矿体，300～800 m间以独立闪锌矿体为主，少量锌铅的混合矿体，800～1 000 m间以铜矿体为主，1 000 m以后则为铜钼矿化，以钼矿体为主。以矿区最深孔ZK501为例，孔内圈定矿体23条，1～3号矿体赋存在孔深61～265 m间，围岩为石英砂岩，热液脉型，为方铅伴生银矿体，铅最高品位为2.28%，银最高品位为83.8 g/t，其间银、铅矿化较为普遍；4号矿体赋存于300～320 m间，围岩为石英砂岩，热液脉型，为锌银伴生铅矿体，锌平均品位为6.19%，银品位均在20 g/t以上，最高达117 g/t，但铅矿化明显变弱，仅1件样品达到0.30%的边界品位要求；5～8号矿体赋存于400～710 m间，进入到了盖层与岩体的内接触带，最上部围岩为石英砂岩，下部为石英正长斑岩，热液脉型，多为闪锌伴生银矿体，且银的含量明显降低，多在10 g/t以下；9～16号矿体赋存深度为740～1 025 m，围岩为石英斑岩，热液脉型，为黄铜矿体，少量银矿化；17～23号矿体赋存深度达到1 120～1 490 m，为辉钼矿体，围岩为花岗斑岩，细脉浸染状，伴生少量铜矿化。

由ZK501孔内岩芯原生晕测量曲线（图2）来看，铅锌元素含量变化趋势较为一致，700 m以浅为二者主要的高含量分布段，700 m以下均处于较低含量范围。但铅元素高含量最为集中的地段位于400 m以浅，仅在600 m、700 m处见有少量高值分布，其后至孔底含量多在50×10-6以下。锌元素分布范围更广，强度更高，尤其400～600 m间出现近200 m宽、含量超过2 000×10-6的高值段。700～850 m伴随着铜元素含量的逐步上升，锌含量急剧下降并维持在1 000×10-6左右，后降至100×10-6以下至孔底。银元素高含量分布范围较铅锌更广，以0～450 m和550～1 050 m 2个地段最为集中，前者对应了铅元素的集中段，后者对应了锌与铜元素的高含量段，孔深1 050 m以后银元素含量基本维持在3×10-6以下的较低水平。究其原因，认为银含量骤降与1 050 m后进入到了花岗斑岩内关系密切，说明银元素受到了石英斑岩体较为严格的控制，而其在石英斑岩成矿期内表现得较为活跃，使得整个石英斑岩内含量均较高。但其主要的高含量分布地段与铅、锌和铜的矿化段是对应的，说明其与这3种元素的相关性较强。铜元素含量变化相对较为简单，中浅部处在小于100×10-6较低水平，至650 m含量逐步上升，700 m后维持在500×10-6以上的高水平上“蹦跳”，最高含量4 617×10-6，至1 080 m迅速降低，但其含量也在200×10-6附近，较浅部仍旧高出1倍以上。简而言之，700～1 080 m为铜的集中矿化段，浅部含量较低，深部为轻微矿化段。钼元素在0～1 080 m间含量多在10×10-6以下，处于极低含量区间，其后至孔底为其集中矿化段，最高达449×10-6。

综上分析可知，该矿床由浅及深为“银铅—铅锌—闪锌—黄铜—辉钼”的垂向分带模式，低温—高温元素矿体依次出现，分带清晰，矿种齐全，具有斑岩型矿床典型的矿化分带特征。

5 找矿潜力分析

矿区处于有利的区域构造交汇部位，也为河北省典型多金属成矿带北东段，成矿地质条件优越；区内物化探异常发育，矿床成因类型丰富，找矿标志明显。经过由宏观到微观、由整体到局部的分析，认为区内蕴藏了规模可观的多金属矿体，找矿潜力大，依据如下：

（1）含矿岩体处在NW向和NE向区域断裂的交汇处，穹窿构造的中心部位，地表环状、放射状构造发育，岩体外围见具有隐爆性质的角砾岩，顶部残留与其年代基本一致的火山岩，深部也见有隐爆角砾岩，经钻探证实岩体上部为陡立内倾，下部向外伸展。这些都表明本区存在火山机构［21］，矿化岩体深部隐伏部分规模大，矿床远景规模十分可观。

（2）矿区激电异常发育，以高阻高极化异常为主，多呈NE向展布，这与矿区主构造线方向一致，与岩体展布方向一致，与已知见矿孔的对应关系较好，说明激电异常的出现与区内强烈的构造和岩浆、含矿热液活动密切相关。

（3）本矿床的成因类型丰富，斑岩型矿床成矿系列完整。以往勘探成果表明矿区斑岩型矿床仅限于石英斑岩体内部，近年来的勘探工作发现岩体的围岩（石英砂岩等硅质岩）裂隙及破碎带内存在热液脉型铅锌矿体，最大单层厚度可达29.33 m，Pb+Zn品位为3.07%，高出斑岩型矿体1倍以上。这就使得矿区的找矿范围超越了石英斑岩体本身，矿床成因类型也不再局限于斑岩型，在平面上形成了岩体内部寻找斑岩型矿床，与硅质岩的外接触带寻找热液脉型矿床，局部与碳酸盐岩接触带上还可能存在矽卡岩型矿床的格局。总体上，近年来勘查成果使得区内矿床的成因类型得到了极大丰富，“斑岩型矿床—矽卡岩型矿床—浅成低温热液型矿床”的成矿系列趋于完整，矿床找矿前景广阔。

根据上述分析，依据固体矿产预测评价方法［22-23］，并结合矿床地质特征，圈定了2处综合找矿靶区（图1）。

A区主要出露含矿石英斑岩及长城系常州沟组石英砂岩、粉砂岩及少量页岩，产状平缓，层间存在较多的薄弱层。区内张性断裂构造发育，在环状断裂的中心区域见有较多的岩脉穿插其间，有利于含矿热液淀积成矿。土壤测量显示区内Pb、Zn、Ag等元素异常发育，各元素异常中心重合，同时为带状高极化激电异常的膨大部分，二者形态规整，强度高，且在区内完全重合。经钻探验证，孔内均见到了铅锌银等多金属矿体，矿体分布地段长约600 m，宽约400 m，埋深60～1 490 m。矿体呈似层状、透镜状，产状与地层或构造带产状基本一致，走向约57°，倾向NW、NNW，倾角8°～33.69°，多在20°左右。热液脉型矿体品位较高，多为工业矿体，ω（Pb+Zn）为2.41%，主矿体品位超过5.0%，Pb最高7.09%，Zn最高品位达23.03%，单层最大真厚度29.33 m；斑岩型矿体品位略低，ω（Pb+Zn）为2.09%，单层最大真厚度超过120 m，并伴生规模可观的银。由此形成了岩体内部为厚大斑岩型铅锌矿体，西部外接触带为热液脉型铅锌富矿体的格局。目前，矿区外围控制及预测的金属资源量（Pb+Zn）19万t，Ag 142 t，中型规模。因此该区为热液型、斑岩型铅锌银矿的主要赋存地段，规模有望达大型。

B区出露主要为花岗斑岩，为其北接触带，位于区域断裂F19下盘，围岩主要为白云岩，少量石英砂岩及页岩。白云岩经热接触交代作用形成了含橄榄石蛇纹石大理岩，其沿花岗斑岩NE向带状分布，在本区内明显变宽，数条酸性岩脉侵入其中，地表可见少量铜矿化。区内发育较强的高阻高极化激电异常和带状Pb、Zn、Ag、Cu、Mo等多元素异常，物化探异常套和好。以往探槽揭露有孔雀石等矿化信息，结合近年来在花岗斑岩西北倾向上施工的钻孔资料（如ZK501钻孔），在孔深900 m附近及1 000 m以下分别见到了铜、钼矿体，且明显受到花岗斑岩体的控制。因此该区为寻找矽卡岩型、斑岩型铜钼矿床的有利靶区。

6 结 论

（1）承德某铅锌矿床除了存在严格受到岩体控制的斑岩型铅锌矿体外，其外围硅质岩构造裂隙内广泛存在热液充填型的铅锌多金属矿体，规模可观。这使得该矿区突破了斑岩内找矿的模式，有效补充扩大了区内铅锌多金属矿床的规模，丰富了矿床类型。

（2）区内斑岩体深部呈展开状，规模较大，深部发现了黄铜矿体、辉钼矿体，矿化具有明显的垂向分带性，对比斑岩型矿床典型矿化分带模型，本区的矿化分带无疑是完整的，矿种是齐全的。由此为本区按照该分带模型在深部寻找铜钼矿床提供了理论依据和现实参照。

（3）就成矿类型而言，区内有斑岩型多金属矿，热液脉型多金属矿，已经构建形成了以斑岩体为中心的斑岩型矿床成矿系列。由该斑岩体围岩来看，矿区具备形成矽卡岩型多金属矿床的条件，故而矿区将完整地展示出“三位一体”的斑岩型矿床成矿体系。

（4）矿区位于平坊—桑园大断裂之上，寿王坟—小寺沟多金属成矿带中北部，成矿地质条件优越，目前已初步展示出了斑岩型矿床成矿系列的部分特征，按照该思路，岩体外围寻找铅锌银矿，岩体内浅部寻找铅锌银矿、深部寻找铜钼矿的找矿方向是明确的，找矿潜力巨大，找矿前景广阔。该区在找矿实践及理论研究上的突破，为燕山地区寻找同类型矿床或在老旧矿山（斑岩型）外围及深部找矿提供了重要参考。