河北六沟、小寺沟、杨树岭地区地球化学特征及找矿方向分析

梁景利，孙志辉，赵红瑞，王 鹏

(华北地质勘查局五一四地质大队，河北 承德 067000)

地球化学测量主要是通过系统样品采集和测试分析来捕捉各种找矿信息。目前主要化探方法包括岩石原生晕测量、土壤测量、水系沉积物测量、水化学测量、气体测量、生物测量等。事实证明，地球化学测量是寻找有色金属矿产的重要手段[1-2]。

“河北省六沟、小寺沟、杨树岭1∶50 000地球化学测量”属河北省矿产资源专项资金勘查项目，位于河北省承德市寿王坟—小寺沟铜钼金多金属成矿带内，区域地质工作程度不高，未开展过系统的矿产地质工作。但本区内已探获矿种多为Cu、Mo、Ag、Pb、Zn、Au、Fe等，规模类型多为中小型，包括寿王坟接触交代型铜铁矿，小寺沟斑岩型铜钼矿，柴家沟斑岩型钼矿，洼子店蚀变岩型金矿等[3-7]。

本文依托勘查项目，以该区内水系沉积物测量数据为基础，详细分析了元素地球化学特征、异常特征[8]，并总结了本区的找矿方向。

1 区域地质概况

测区所在1∶200 000图幅为平泉幅，包含3个1∶50 000万标准图幅：六沟幅、小寺沟幅和杨树岭幅。测区内地层出露齐全，有中下太古界迁西群上平房组、上太古界单塔子群、中元古界长城系、中元古界蓟县系、上元古界青白口系、下古生界寒武系和奥陶系、上古生界二叠系、中生界三叠系、中侏罗统和下白垩统及新生界地层(见图1)[9]。

测区自老结晶基底形成以来，先后经历了基底分离、汇聚期、盖层发育期、造山运动等多期次、大规模的构造运动，因此本区构造极其发育。断裂构造主要有尚义—赤城—滦平古北口—承德市大石庙—平泉深断裂(尚义—平泉深断裂)、桑园—小杨树沟—西水泉—南岭—东营子一带大断裂(桑园—平房大断裂)及北东向、近东西向、北西向、北北东向四组的一般性断裂。褶皱构造主要在中朝准地台的结晶基底及盖层中[10]发育，规模相对较小。

1—第四系；2—中侏罗统；3—下侏罗统；4—三叠系；5—下古生界；6—上元古界；7—中元古界蓟县系；8—中元古界长城系；9—中下太古界迁西群；10—燕山期花岗岩；11—燕山期石英二长斑岩；12—实测地质界线；13—角度不整合地质界线；14—平行不整合地质界线；15—正断层；16—逆断层；17—性质不明断层；18—火山口；19—超贫铁矿；20—煤矿；21—石灰岩矿；22—萤石矿；23—钾长石矿；24—方解石矿；24—铜、钼矿；25—金银矿；26—页岩矿；27—金矿；28—金图1 六沟—小寺沟—杨树岭一带地质简图Fig.1 Geological map of the Liugou-Xiaosigou-Yangshuling area

2 测区地球化学特征

2.1 区域地球化学特征

测区内断裂活动强烈，有尚义—平泉深断裂及桑园—平房大断裂穿过本区；自元古代至中生代始终有岩浆活动，尤其以晚侏罗—早白垩世岩浆活动强烈。测区内W、Sn、Mo、Li高背景、异常区多分布于岩体内部；Au、Ag、Pb、Zn高背景、异常区多分布在岩体外接触带附近，与中酸性岩体活动关系密切；Nb、Y、Be、La高背景、异常区多分布在岩体内外接触带上；铁族元素高背景、异常区多与太古界层分布相关。从综合异常的分布情况看，西北部异常区内出露的主要地层为太古界地层和中上元古界碳酸盐岩地层，综合异常多围绕构造、火山机构(如崖门子南)和中酸性岩体与碳酸盐岩地层接触部位(如小寺沟岩体外围)产出，多为有较大找矿潜力的铜钼金银等多金属异常。测区内Nb、Be、Li、Y等稀有及稀土元素异常强度高，面积大，显示良好的找矿前景。

目前测区内已查明小寺沟铜钼矿、洼子店金矿、华云金多金属矿等多个矿山，萤石等非金属矿点分布较普遍，且矿床、矿点多分布在1∶200 000水系沉积物测量异常区内。可见，测区具有良好的地质成矿背景[9]和对应地球化学特征，有探寻铜、钼、金、银多金属及Nb、Be、Li、Y等稀有、稀土矿产找矿潜力。

2.2 元素异常特征

通过对全区水系沉积物样品结果中各元素最小值、最大值、平均值、标准离差、变异系数、富集系数等参数进行详细统计(见表1)，圈定了多元素的高值区，并与其区域地质特征相对应。

Au高值区主要分布在测区中部小寺沟—后院—胡杖子一带、西水泉—南营子一带；零星分布在南部盘龙山、西部老虎沟一带、崖门子一带，对应地层为蓟县系雾迷山组白云岩、侏罗系中统后城组砂岩、中—下太古界上平房组斜长角闪片麻岩类；上太古界单塔子群黑云变粒岩覆盖区，对应岩体主要为小寺沟石英二长斑岩体，崖门子花岗杂岩体，小槽碾沟闪长岩体。高值点沿北东向大断裂呈串珠状分布，反映了区域内基本构造格架。

表1 单元素地球化学异常特征

指示元素Hg、As、Sb元素分布情况基本一致，其高值区主要分布在测区西部李家营—房神沟一带、中部小寺沟一带、北东部西水泉—庙子沟一带。总体与区域北东向构造线对应。高值区主要对应元古界地层，包括长城系地层、蓟县系雾迷山组地层、以及青白口系下马岭组地层，周边普遍分布有大大小小的岩体、岩脉。有利于寻找浅成低温热液型金、钼、铅锌银多金属矿。

成矿元素Cu高值区主要分布在测区南西部大西沟—东二沟、郭杖子一带，中部小寺沟—南山—下杖子一带，北东部南岭—双洞子—八岔沟黑山一带。地层主要为蓟县系雾迷山组白云岩、侏罗系中统后城组砂岩、中—下太古界上平房组斜长角闪片麻岩等覆盖区。岩体主要为小寺沟石英二长斑岩体，小槽碾沟闪长岩体，晋宁时期辉绿岩。高值区多分布在相应岩体与地层接触内外带内，分布范围形态受岩浆作用、构造作用控制明显。

Pb、Zn高值区主要分布在测区中部崖门子—西大山一带，小寺沟—西水泉一带，北东部南岭、小窑沟、狮子庙一带，地层为蓟县系雾迷山组白云岩、侏罗系中统后城组砂岩、髫髻山组安山岩、安山角砾岩、长城系常州沟组地层，岩体为崖门子花岗岩体，小寺沟石英二长斑岩体和轿顶山附近的花岗斑岩体。高值区对应岩体和地层接触内外带，分布范围形态受岩浆作用、构造作用控制明显，直接指示了中低温热液型多金属矿的分布范围和找矿空间。

Ag高值区主要分布在测区中部崖门子—西大山—羊线沟山一带、小寺沟—下杖子—胡杖子一带、南岭—康杖子—西水泉一带、地层为蓟县系雾迷山组白云岩、侏罗系中统后城组砂岩、髫髻山组安山岩、安山角砾岩、长城系常州沟组石英砂岩。岩体为崖门子花岗岩体，小寺沟石英二长斑岩体、轿顶山附近的花岗斑岩体。高值区域多分布在对应岩体和地层接触内外带。长轴方向受北东东向尚义—平泉大断裂和北东向平坊—桑园大断裂作用共同影响，基本沿北东延伸，于断裂交汇处呈北西走向。高值区内已探获多处多金属矿床、矿点，表明了该区多金属矿种与其地层、岩体和构造成矿的对应性，直接指示了今后的找矿方向。

W高值区主要分布在测区中部的南沟脑—小寺沟—下杖子—胡杖子一带和北东部的南岭—双洞子—小曹碾沟一带。前者高值带总体为北西走向，与岩体走向一致，异常带对应小寺沟铜、钼矿床；后者处于大型背斜构造内，以蓟县系、青白口系地层为核部，寒武、奥陶系地层为翼部，辉绿岩呈层状侵入青白口系地层，褶皱枢纽为北东向，一中型萤石矿床分布其间。总体上W元素的分布受岩体与构造共同控制作用明显，高值区分布范围与岩石受热液作用而产生的蚀变矿化密切相关。

Sn高值区主要分布在测区中部小寺沟—西南山一带和北东部南岭—双洞子—小曹碾沟一带，前者地层主要为蓟县系雾迷山组白云岩、上平房组斜长片麻岩，尚义—平泉大断裂从中穿过。后者处于双洞子背斜构造内，高值区内同样见北东向的大断裂。总体上Sn高值区分布无规律，其与构造成矿、热液成矿的指示作用不明显。

Mo、Bi高值区主要分布在测区中部南沟脑—小寺沟—下杖子—胡杖子一带和北东部南岭—双洞子—小槽碾沟一带。前者总体为北西走向，与岩体走向一致，该异常带对应小寺沟铜、钼矿床；后者地质构造主要为一背斜，辉绿岩呈层状侵入青白口系地层，褶皱枢纽为北东向，有一中型萤石矿床分布其间。总体上Mo、Bi元素的分布受岩体与构造共同控制作用明显，分布范围与岩石受热液作用而产生的蚀变矿化密切相关。

Cd高值区主要分布在六沟幅中部崖门子一带和南部东梁一带。前者主体位于花岗岩体内，其与侏罗统地层接触内外带均有强烈的铁锰矿化蚀变；后者地层主要为长城系和寒武系地层，地表均有弱—中等的褐铁矿化蚀变。另外于小寺沟铜矿床及双洞子背斜一带也出现了大范围的Cd异常。总体上Cd高值区分布零散，但均出现在东西或北东方向的大—中型断裂带上，表现了与构造作用的密切关系。

Cr、Co、Ni的南西高值区主要分布在测区南西部甲山—东二沟—大范杖子—新房子一带，该段地层主要为寒武系、奥陶系、侏罗系地层，对应岩体为次火山岩体与石英正长斑岩体，区内构造发育，高值区总体沿北东向构造展布。南部高值区位于苏子沟—雅图沟一带，地层对应侏罗系中统九龙山组砂岩、髫髻山组安山岩、安山角砾岩。北西高值区则位于北水泉—东六沟—万家沟一带，呈东西走向，北部尚未封边，地层主要为一套太古界的斜长片麻岩、角闪变粒岩、石榴黑云斜长片麻岩等，位于尚义—平泉断裂附近。北东侧高值区则位于双洞子背斜范围内。各高值区呈环状分布于测区边缘，中部为背景区和低值区。其分布基本反映了本区基性岩的分布范围。

Li元素高值区主要分布于测区南西部及中东部。南西部位于北台—段家沟—小西沟一带，地层主要为长城系(串岭沟组、大红峪组、团山子组)地层及少量寒武、奥陶系地层，区内断裂构造极其发育，部分地区可见基性—酸性岩体及岩脉。东部高背景区范围广阔，包括了杨树岭幅的大半区域，内含几处高值区，岩性多样，核心区均见各种性质断裂通过，异常形态与各类型断裂控制作用关系密切，其分布特征对构造热液型Li矿床的发现有着一定的指示作用。

2.3 元素相关性

元素组合的不同通常是与不同地质作用有关[11-12]，通过对化探数据的整理，并进行聚类分析，判定各元素间的相关性，发现有利的找矿地质信息[13]。

依据本区数据得到R型聚类分析图(图2)，总结各元素共生关系如下：18种元素分为四组，第一组为Ni、Cr、Co、Li、Nb元素，其中Cr、Co元素相关性最好；第二组为Au、Sb、As、Hg元素，其中Sb、As元素相关性最好；第三组为Cu、Pb、Zn、Ag元素，其中Ag、Pb元素相关性最好；第四组为Mo、Sn、W、Bi、Cd元素，其中Sn、W元素相关性最好。

结合区内地质背景，全区元素大致分为4类：第一类为Ni、Cr、Co、Li、Nb组合，指示区内基性—超基性岩镍铬矿成矿类型；第二类为Au、Sb、As、Hg组合，指示区内中低温热液型金矿成矿类型；第三类为Cu、Pb、Zn、Ag组合，指示区内中低温成矿作用，主要为中小型多金属硫化物矿床；第四类为Mo、Sn、W、Bi、Cd组合，指示测区中高温热液成矿作用，主要为钼锡矿。

图2 聚类分析谱系图Fig.2 Phenogram of elements cluster analysis

3 找矿方向

地球化学元素分布特征能够显示典型矿床的位置以及矿床的主要成矿元素[14]，三者相互对应。依据化探生产管理规定的原则，对测区异常进行分类[14]，共圈定综合异常34处。综合异常整体沿北东向展布，与测区总体构造线方位一致；综合异常绝大多数分布在岩体周围或构造发育地区；少数分布在特定的地质单元中，如太古界变质岩、中生代火山沉积岩中；综合异常核心区域与已探获的多金属矿产地对应良好，如Cu、Mo、Au、Ag、Pb、Zn、Sn等元素以小寺沟铜钼矿和华云金多金属矿为核心分布的特点；Au、Ag、Cu等元素以崖门子岩体周边多金属矿点为中心分布的特点。整体上表明本区多金属矿产找矿工作具有明显的区域规律性和特定性，即同一成矿类型的找矿经验普遍适用，矿种与其特定的地层、岩体或构造相对应。同时，元素异常分布范围和特点又为已知矿床自身开展攻深找盲工作提供了地球化学依据[15]。因此，本文对测区今后的找矿方向进行了分析：

1)分布在岩体或岩体与围岩接触带的异常

(1)分布在崖门子花岗岩体、上杖子花岗闪长斑岩体、小杨树东沟花岗斑岩体的异常。这些异常以Cu、Mo、Au、Ag、Pb、Zn为组合牲征，尤其是Ag、Cu、Mo、Au异常，强度高，规模大，彼此之间套合较好。这些异常出露区与寿王坟接触交代型铜铁矿、小寺沟斑岩型铜钼矿、柴家沟斑岩型钼矿具有相似的地质和地球化学成矿背景，是在酸性或中酸性岩浆岩出露区寻找岩浆热液型—斑岩型—矽卡岩型铜、钼、金、银、铅、锌等多金属矿的有利地段。

(2)分布在北杖子闪长岩体、刘杖子次安山岩体、甲山次安山岩体、松树台闪长玢岩体、中心村辉绿岩脉的异常。这些异常以Ni、Cr、Co、Cu、Sn、Au、Mo、Ag、Pb、Zn为组合牲征，异常以Ni、Cr、Co为主，伴有Cu、Sn、Au、Mo、Ag、Pb、Zn异常，异常强度较高，规模较大，部分元素彼此套合较好。这些异常是寻找与基性—超基性岩有关的Cu、Ni硫化物矿床或镍、铬、钴岩浆矿床的有利地段。

2)分布在构造发育地区的异常

(1)测区北东部构造和脉岩均发育地区，以古生界地层背斜构造为主，其中发育有多条北东向和北西向断裂，并伴有辉绿岩脉的侵入。这些异常以Cu、Sn、Cd、Au、Hg、Mo、Sb、Zn、Co、Ni为组合特征，以Cu元素为主，伴有其他元素异常。异常强度较高，规模较大，主成矿元素特征明显。这些异常出露区是寻找与基性岩脉和构造有关的Cu、Ni硫化物矿床及中高温Sn、Mo矿的有利地段。

(2)测区北部元古界长城系构造地区发育以Mo、Cu、Au、Ag、Bi、Pb为组合特征的综合异常。异常强度较高，规模较大，部分元素彼此套合较好。这些异常出露区推测存在与构造有关的中酸性或酸性岩脉，是寻找与构造和隐伏岩脉有关的Mo、Cu、Au、Ag矿的有利地段。

(3)测区南部的元古界长城系构造发育地区存在以Li、Hg、Mo、Au、Sb、As、Sn、Bi 为组合特征的综合异常。异常以中高温元素为主，并伴有Li异常，异常强度较高，规模较大，部分元素彼此套合。这些异常出露区是寻找与构造有关的中高温型Mo、Sn、Bi、Mo矿和与构造—热液有关的Li矿的有利地段。

3)分布在特定地质单元中的异常

分布在太古界迁西群上平房组和单塔子群变质岩中的以Au、Cu、Ag、Zn、Cd 、Cr、Ni、Co为组合特征的综合异常，具有一定的强度和规模，尤其是Au异常。这些异常出露区与下金宝金矿、洼子店金矿有相似的地质和地球化学成矿背景，是在太古界变质岩区寻找与后期脉岩或断裂构造有关的蚀变岩型金多金属矿的有利地段。

4 结论

1)通过开展六沟—小寺沟—杨树岭一带1∶50 000水系沉积物测量工作，基本查明了该范围内各元素的地球化学分布特征，查明了与成矿作用有关的地层、岩体、构造等地球化学特征。测区内主要表现为Cu、Mo、Au、Ag、Pb、Zn综合异常，异常套合较好，规模较大，且与已知矿床或矿点对应，反映了本区开展地质化学找矿工作的准确性和合理性。

2)在测区中北部围绕太古界及上太古界单塔子群的一套中—深程度变质的黑云角闪斜长片麻岩、斜长角闪岩地层内及其与蓟县系雾迷山组白云岩接触带附近，关注并寻找与下金宝、洼子店蚀变岩型金矿类似的金多金属矿床。

3)在测区中南部围绕长城系地层与岩浆岩体接触带，寻找与二道河银铅锌矿点类似的与岩浆热液和构造活动关系密切的银铅锌多金属矿床。

4)在测区北东部杨树岭一带围绕晋宁期辉绿岩与青白口系地层接触地段，重点关注与岩浆热液有关的铜锌多金属矿床。