河北丰宁营房银铅锌矿床特征及找矿方向研究

2024-01-15梁景利孙志辉苏宏建周红芳赵二丽刘秀娟

现代矿业 2023年12期

梁景利孙志辉苏宏建周红芳赵二丽刘秀娟

（1.华北地质勘查局五一四地质大队；2.河北华勘资环勘测有限公司；3.中国地质大学（北京）地球科学与资源学院）

营房大型银铅锌多金属矿床位于河北丰宁四岔口乡，是20 世纪90 年代在冀北上黄旗—乌龙沟多金属成矿带上探获的典型多金属矿床［1］。结合已有的地质勘探资料，围绕矿床特征、矿体特征、矿石质量、围岩蚀变特征等方面内容，深入分析成矿地质条件，并探讨了成矿过程，从而总结成矿带上同类型多金属矿床的成矿模式，对矿床深部勘查和区域找矿提供指导。

1 区域成矿地质背景

冀北营房银铅锌矿床处于华北地台北缘中段（Ⅰ2）、内蒙地轴（Ⅱ21）中段、围场拱断束（Ⅲ23）南缘、上黄旗北东向构造岩浆岩亚带（Ⅳ25）上。区域地层主要为太古宙红旗营子岩群、中新元古代—古生代巨厚的（浅）海相沉积的碎屑岩等、中生界陆相火山—沉积的火山碎屑岩等及新生界堆积物。受康保—围场东西向深断裂、丰宁—隆化东西向大断裂和上黄旗—乌龙沟北东向深断裂影响，北北东、近南北向、北东东及近东西向次级断裂构造发育，共同构成了构造格架；伴随着以海西期和燕山期中酸性岩类为主的侵位活动发生，形成了上黄旗—乌龙沟岩浆岩带，岩石多为铝过饱和偏碱性［2-4］，Au、Mo 背景值偏高［5-7］；同时区域地层中红旗营子群变质岩的Pb 背景值明显偏高。总的来看，营房一带“构造+岩浆活动”显示出北东、北北东向特点，与之配套形成了北东向铅、锌、银为主的西营子—营房—三道沟多金属异常带，反映出区域地层+构造+岩浆岩+化探异常的吻合性和对应性，而以银、铅、锌为主的多金属流体的形成、迁移、富集的活动带即是本区域的找矿靶区。矿床北侧1 km的同一断裂带上探获了与陆相次火山隐爆作用有关的浅成中低温热液牛圈银金矿床（图1）［8-9］。

2 矿床地质特征

2.1 地层

2.1.1 变质结晶基底

新太古界红旗营子群变质基底为太平庄岩组变质岩系，主要呈小规模残块状零星分布于断隆之中；普遍伴有混合岩化，片麻理模糊不清；属类复理式建造、中基性火山建造和酸性岩浆岩建造［10-13］。

2.1.2 盖层

中生界盖层为张家口组地层，岩性以流纹质熔结凝灰岩、流纹岩、石英粗面岩为主，夹有安山岩、粗安岩和少量砂砾岩层，底部覆盖在变质基底及中生代海西期和燕山期岩体之上。总体上呈现由酸性→中基性→中酸性→酸性的演化规律和由南往北火山活动逐步加强、地层逐渐变新的分布特点。

2.2 构造

矿区位于康保—围场东西向深断裂、丰宁—隆化东西向大断裂之间，上黄旗—乌龙沟北东向深断裂斜穿本区，受其影响矿区构造发育［14-15］，以线性断裂发育最为强烈。同时区内线环形构造影像纵横交错，呈现出“蛛网”式构造图像（图2）。

2.2.1 线性断裂构造

区内线性断裂构造发育，为成岩成矿提供了有利的通道和赋存空间，主要以北北东向、南北向断裂为主，北西向、近东西向断裂少量发育。其中北北东向断裂与成矿关系最为密切。

矿床东侧的盘道沟—西碱厂沟断裂是上黄旗—乌龙沟深大断裂的一部分，是主要控岩构造。侵入体沿断裂带呈串珠状出现，走向约北东25°，地表表现为宽100～200 m 的破碎带，带内由碎裂岩、角砾岩组成，挤压蚀变强烈，糜棱岩化明显。

矿区内二道沟—牛圈—老虎坝北东向断裂（F1，图2），是本区的导矿和赋矿构造。断裂带主要处于粗粒花岗岩中，断层整体产状稳定，沿北东5°～10°方向延展，倾向南东，倾角50°～65°；深部揭示断面较平直，呈舒缓波状，并表现出压扭性特点；地表为宽80～l00 m 的破碎带，长约8 km。带内常见断层泥和角砾，其中角砾成分较复杂，以粗粒花岗岩为主，并多见片麻岩和粗粒花岗岩的透镜体；带内常伴有铅锌矿化、黄铁矿化等金属矿化，而银铅锌矿体主要赋存于F1断裂与粗粒花岗岩以及片麻岩、斑状混合岩的接触部位。

2.2.2 环形构造

营房矿床和牛圈矿床周围集中出现16个环形影像，呈北东向带状分布；环状构造以单环居多，复环较少，并与多组北北东、北东及北西向线性构造交织。以营房矿床为中心形成了典型的“复式线环交织”构造，构造影像清晰；控矿线性构造F1纵切套环构造R1和R2，本矿床正处于内环（R1）中心的F1断裂带上。这种构造系统对于岩浆侵入—火山隐爆作用（成岩）、成矿热液的运移富集及矿化点的分布控制作用明显。

2.3 岩浆岩

矿床内岩浆活动频繁，具有多旋回性，主要包括五台—吕梁旋回的中基性岩（古元古代斑状混合岩Bh，图1）、海西旋回的中酸性岩（中粗粒花岗岩γ43和斑状花岗岩лγ43，图1）、燕山旋回的中酸性岩（细粒花岗岩γ52（3），图1），脉岩不发育［7-9］。其中与成矿作用有关的为海西期和燕山期岩浆岩。

2.3.1 海西期岩体

花岗岩（γ43，图1）在矿床大范围出露，是矿体主要围岩之一；其长轴方向为北东东或近东西向，形成一个规模较大的杂岩基。根据岩相不同可分为南部的中-粗粒花岗岩（γ43）和北部的斑状花岗岩（лγ43）。二者属同源岩浆分异产物，涌动接触关系，均为钙碱性岩石，成岩年龄在226.97～298.4 Ma［16-18］。

蚀变碎裂粗粒花岗岩（Shγ43）发育存在于近矿部位，受控于F1断裂，与成矿关系密切；呈带状分布，长约3 000 m，宽200～300 m；其原岩为海西期粗粒花岗岩，受构造+成矿作用影响而碎裂成岩，局部地段因隐爆—侵入作用，加强了碎裂化范围和程度。

2.3.2 燕山期岩体

细粒花岗岩（γ52（3））是本矿床主要赋矿岩石和成矿母岩，主要分布于二道沟一带，呈岩墙、岩枝状侵入到海西期粗粒花岗岩中；地表出露长约400 m，宽10～300 m；整体走向356°～28°，倾向东—南东，倾角50°～70°；细粒花岗结构，块状构造；矿物成份以长石为主，其次为石英以及少量黑云母，副矿物主要为磁铁矿、锆石及榍石、磷灰石；围岩蚀变较强烈，主要为绿泥石化、绿帘石化等，并伴有较强的黄铁矿化。细粒花岗岩侵位形态受断裂构造控制，呈北东—北北东向展布；前人研究成岩年龄在141.2～173.51 Ma［17-19］；结合侵入体被张家口组地层角度不整合覆盖，因此认定燕山期细粒花岗岩为中侏罗世侵入岩。

另外，在矿体及近矿部位发育有隐爆贯入角砾岩（硅质角砾岩），主要沿F1断裂及其下盘蚀变碎裂粗粒花岗岩中产出，其原岩为燕山期细粒花岗岩，因隐爆—侵入的叠加作用而成岩。岩石呈灰白—暗灰色，角砾状构造，角砾一般l～2 cm，多为次棱角状；成分以花岗质、玉髓质岩屑、石英长石晶屑为主，胶结物多为长英质、硅质及少量黄铁矿。该角砾岩受控于F1断裂，与成矿关系密切。

2.4 激电异常特征

营房银铅锌矿床激电异常特征明显，显示出矿（化）体区域为低阻、中高极化的地球物理特征；矿体与围岩差异明显，表明物探找矿手段行之有效，能够基本反映出矿体形态、分布范围，并反演出埋藏深度。

2.5 地球化学异常特征

通过1∶1 万土壤地球化学测量在矿床中部圈定了较完整的轴状环形银铅锌异常，异常走向与构造破碎带方向一致，呈近北北东向，分布面积大约1.2 km2。该异常由银铅锌矿体引起，异常强度高低与矿体赋存部位有直接关系，走向、横向变化严格受构造破碎带控制，具明显的地球化学分带性。内带以Ag、Pb、Zn 三元素异常为主，内带晕明显、完整、连续、清晰度好，峰值高、浓集中心明显，与矿体范围吻合；内带向外元素异常浓度和异常宽度逐渐降低、变窄，Pb＞Zn、Ag＞As、Sb＞Au、Cu、Mo，呈现中带晕、外带晕；垂直方向上元素分带明显，由Ag、Pb、Sb、As、Mn、Pb、Cu、Zn、Mo 依次过渡。总体本区各元素异常指示作用明显，反映出区内矿化简单强烈。

3 矿体地质特征

3.1 矿体特征

矿床内查明银铅锌4 个，属同体共生。其中I 号矿体为主矿体；其余3个规模小，属于I号主矿体上下盘产出的边部平行矿。I 号矿体呈现为中心厚大、向四周分支尖灭的不规则透镜体状；长约425 m，最大倾向延伸263 m；总体走向北东50°，倾向南东，倾角40°～60°；单工程最大厚度43.25 m，平均厚5.4 m（图3）。

3.2 矿石质量

3.2.1 矿石矿物成分

本区矿石中有18 种金属矿物、16 种脉石矿物。其中金属矿物以黄铁矿、闪锌矿、方铅矿、银黝铜矿、螺状硫银矿-辉银矿为主，含自然银、硫锑铜银矿、毒砂、黄铜矿、少量针铁矿、磁铁矿、磁黄铁矿等。脉石矿物主要有石英、长石、玉髓、伊利石、黑云母、角闪石、石榴石、矽线石及少量方解石、铁白云石、萤石、电气石等。

3.2.2 矿物共生组合

本区矿石中绝大部分脉石矿物是在蚀变矿化过程中形成，少部分来自粗粒花岗岩和变质岩的破碎产物。金属矿物在整个成矿周期均有生成，氧化物期只生成少量铁氧化物；硫化物期则生成大量金属矿物，为以黄铁矿为主的含方铅矿、闪锌矿、黄铜矿等典型中低温硫化物组合；表生期只有斑铜矿、针铁矿-水针铁矿等生成［20-22］。其中硫化物早期生成少量黄铁矿、毒砂及磁黄铁矿等，这些矿物多呈自形-半自形粒状浸染于脉石矿物中；硫化物中期，除上述矿物继续晶出外，方铅矿、闪锌矿大量晶出，多以脉状、浸染状嵌布于角砾岩中，矿物颗粒粗大；硫化物晚期是最主要的成矿阶段，金属硫化物全部晶出。

3.2.3 矿石结构、构造

区内矿石结构主要有自形-半自形粒状结构、半自形-他形粒状结构、包含结构、交代结构、碎裂结构等。硫化物期早期黄铁矿、毒砂等先期结晶，多呈自形-半自形粒状；较晚晶出的方铅矿、闪锌矿、黄铜矿等沿早期结晶矿物间隙晶出，多呈半自形-他形；晚期生成的方铅矿、闪锌矿等将部分早期结晶矿物包裹，呈现包含结构；同时晚期生成的矿物熔蚀交代早期生成的矿物，而呈现交代结构。

区内矿石构造包括脉状-网脉状、角砾状、浸染状、块状、流动构造。其中脉状-网脉状构造和角砾状构造是本区主要的矿石类型，方铅矿、闪锌矿和黄铁矿细脉沿岩石裂隙充填而成的原生矿石及经动力破碎并含黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、花岗岩、变质岩及硅质角砾的矿石。

3.3 围岩蚀变特征

本区蚀变类型主要有硅化、绢云母化、碳酸盐化、高岭土化、绿泥石化、蛇纹石化等，区内蚀变岩石与非（弱）蚀变岩石相比，SiO2含量明显增加，而Al2O3、Na2O 则减少，成矿元素和矿物含量逐渐增多，以Ag、Au、Pb、Zn 最为明显。总体上热液蚀变呈狭长椭圆形、具环带性特征，长轴方向与F1断裂破碎带方向一致，蚀变宽度一般几十米到一百多米；以矿体为中心向四周延伸，核心部位以硅化为主（矿体），其次为高岭土化、绢云母化（近矿部位），最外侧为绿泥石化，局部因蚀变相互叠加而导致分带界线不明显［22］。

4 成矿过程探讨

营房地区自早元古代末期基底形成以来，长期处于裸露的抬升状态，基底构造线呈东西向，地层相对稳定；印支期开始复活，受西太平洋板块的俯冲影响，海西期和燕山期活动加剧、强烈。矿床内海西期与燕山期中酸性岩浆岩主要来源于深部地壳，沿构造裂隙侵位过程中重熔了部分上地幔物质，形成了壳幔混合岩浆；当岩浆上涌至近地表时，混入了地壳中的热水而形成汽液，导致压力增加；到达某一极限时，在构造脆弱地段发生隐爆作用，致使含矿热流体沿形成的裂隙贯入，同时与裂隙围岩发生接触交代作用，由于温度、压力、pH 等环境的迅猛改变导致金属矿物在裂隙空间内快速沉积成矿。这也是矿床内矿体主要赋存于燕山期细粒花岗岩、（硅质）隐爆角砾岩及海西期碎裂粗粒花岗岩中，并且矿体形态、产状严格受构造破碎带控制的原因［23-28］。该矿床属于与中—酸性岩浆活动及构造活动有关的中低温热液型矿床。