河北省承德某斑巖型鉛鋅礦床外圍及深部找礦意義研究

鄭麗超 翟大興 李艷晨 李玉堂 楊書辰 趙 博

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

隨著綠色發(fā)展理念［1］的提出，對我國礦業(yè)發(fā)展提出了新的、更高的要求，如何在保障資源能源安全的前提下，盡量減少地質勘查對自然環(huán)境的擾動和破壞成為了當代地質工作者面臨的一大挑戰(zhàn)。開辟新的多金屬礦產地，在環(huán)境和技術上都有相當大的阻力，就礦找礦［2-6］、老舊礦山外圍及深部找礦［7-9］就顯得尤為重要。

據統(tǒng)計，河北省共發(fā)現鉛鋅礦27處，鉛鋅礦點80余處，其中大型鋅礦2處，中型鋅礦6處，中型鉛礦2處。累計探明鉛鋅資源儲量在全國排名第8，主要分布于燕山地區(qū)和太行山中北段，承德地區(qū)分別占鉛、鋅儲量的79%和49%，占比很大。成因類型方面，鉛以熱液型為主，斑巖型、火山—次火山熱液型為次；鋅以火山—次火山熱液型居首，其次為矽卡巖型，構成省內大型礦床。承德某鉛鋅礦床為河北省內唯一的斑巖型鉛鋅礦床［10-11］，也是我國北方地區(qū)首次找到的具有中等規(guī)模的斑巖型鉛鋅礦床，對在燕山地區(qū)尋找同類型礦床具有重要的指導意義［12］。該礦區(qū)以往地質勘查工作取得了一定的成果，在石英斑巖體內圈定了一中等規(guī)模的斑巖型鉛鋅礦床，但其當時勘探深度較淺，多在200～600 m，采用的評價指標（不是一般工業(yè)指標）不甚合理。20世紀80年代之后，針對該區(qū)的勘查工作一直延續(xù)，但著眼點均為石英斑巖體內部及花崗斑巖體的北接觸帶（矽卡巖帶），關注礦種也主要是銅金或鉬，未取得突破。近年來，在新的找礦思路指導下，對礦區(qū)外圍尋找中低溫熱液脈型鉛鋅礦及深部尋找斑巖型礦床取得了較大找礦進展。

翟裕生等研究認為斑巖體周圍的熱液脈型、矽卡巖型、斑巖型等各類型礦床在成因上是密切相關的，在時間上依序發(fā)展，在空間上共（伴）生產出，構成在淺表環(huán)境中與中酸性巖漿—熱液活動有關的多金屬成礦系列［13-16］。該礦床同樣具有上述斑巖型礦床成礦系列的特征，運用該思路開展找礦理論與實踐工作，對區(qū)內進一步擴大找礦遠景無疑是非常必要的。

1 區(qū)域地質特征

2 礦區(qū)地質特征

礦區(qū)地層以元古界長城系常州溝組到高于莊組碎屑巖、碳酸鹽巖為主，南部見侏羅系火山巖。區(qū)內主要的導巖控礦斷裂構造為NE向的F19，其為平坊—桑園區(qū)域斷裂之一段，區(qū)內表現為逆斷層性質。次級斷裂構造達20余條，主要圍繞石英斑巖體發(fā)育，以正斷層為主，多表現為張性特征，其破碎帶內可見較為明顯的鐵錳及銀鉛礦化，多分布有采銀老硐。區(qū)內巖漿巖均為燕山期產物，而燕山期為我國最重要的鉛鋅成礦期［11］，其中面積最大者為花崗斑巖（早白堊世），次為石英斑巖（早白堊世），并發(fā)育眾多NE、NW向石英正長斑巖、花崗斑巖及石英斑巖脈，與構造線方向一致。區(qū)內含礦巖體為桃形石英斑巖，可大致分為4期：第1期為混合角礫巖（Br），主要圍繞石英斑巖體分布，呈“鑲嵌邊”緊貼巖體外緣，其內角礫以石英（砂）巖（斑巖體圍巖）為主，少量流紋巖，為巖漿早期侵入隱爆形成；第2期為流紋質火山角礫巖（λπ1），主要殘留于巖體頂部及淺部，角礫以早期流紋巖為主，成因也為隱爆，時間略晚于第1期；第3期為石英斑巖（λπ），為該巖體的主體部分，也是成礦巖體；第4期為多斑石英斑巖（λπ2），呈不規(guī)則脈狀侵入到石英斑巖內，界限清晰。

關于含礦石英斑巖體在剖面上的形態(tài)問題，以往認為是筒狀，嚴格受火山頸控制，延深呈不規(guī)則的陡傾漏斗狀［18］，也就是說含礦巖體深部的分布范圍較上部出露要小，體量有限。而最近的勘查發(fā)現這種認識是不正確的，在巖體近外接觸帶或距接觸帶較遠部位的圍巖鉆探中發(fā)現，孔深280～470 m，最深733 m處開始出現含礦石英斑巖，至1 600 m孔底未穿出［19］。說明巖體在淺部受到火山頸控制，呈陡傾筒狀，而到了深部向外展開呈“巖基”狀，規(guī)模大大增加。這一發(fā)現為近年來勘查工作的重要成果之一，使含礦巖體本身賦存礦體的規(guī)模及可能波及的成礦范圍得到了極大拓展，為區(qū)內形成大型規(guī)模的鉛鋅多金屬礦床奠定了巖漿巖基礎。

3 礦區(qū)地球物理、地球化學特征

3.1 地球物理特征

3.1.1 航磁異常特征

礦區(qū)航磁異常50 nT等值線封閉呈不規(guī)則的橢圓狀，長軸NNE向，極大值為250 nT，是一個規(guī)模較大的低緩異常。異常東南50、100、150 nT等值線規(guī)律性地向東突出，形成鼻狀異常，與出露的花崗斑巖體相吻合。異常中心處于石英斑巖的西部，地表為長城系底部無磁性的石英砂巖，說明深部存在規(guī)模較大的隱伏巖體，與鉆探驗證結果一致。

地磁測量顯示在元古界沉積巖地段為背景值，在0～100 nT區(qū)間變化；在含礦石英斑巖地段，略有起伏，最大值不超過200 nT；而在花崗斑巖上顯示出明顯的跳躍高值異常，多為100～1 000 nT，極值達到1 600 nT，且顯示出在巖體北接觸帶異常值更高，梯度變化更大，應是深部矽卡巖型多金屬礦體的反映。總體來說，磁異常對礦區(qū)多金屬礦床有一定的指示作用。

3.1.2 激電異常特征

區(qū)內高極化激電異常主要圍繞石英斑巖體西、西北部及花崗斑巖體北接觸帶NE向不規(guī)則帶狀展布，視極化率值在2.4%～5.74%范圍內變化，本研究圈定了2處相對獨立的異常（DJW-4，DJW-5）。

（1）DJW-4異常。NE向長軸狀，長約1.6 km，寬約300 m，該異常邊界清楚、梯度大，視極化率為2.4%～5.51%，電阻率多小于1 000 Ω·m。異常沿NE向次級斷裂延伸，呈多高值中心串珠狀分布，在含礦石英斑巖體西部明顯膨大，部分延伸進斑巖體內。已有鉆孔表明這部分異常為鉛鋅多金屬礦的賦存地段，且見礦厚度與異常強度為正相關，如ZK501處于異常內一局部高值中心，其見礦深度淺，埋深60 m即見到了厚度1.5 m、ω（Pb+Zn）為3.71%的熱液型鉛鋅銀礦體，而全孔見礦厚度達75.58 m，且品位較高，蝕變礦化地段達到數百米；再如斑巖體內見礦較好的地段均進入到了異常范圍內，零星見礦者則位于其邊部或其外。故激電異常對蝕變礦化、多金屬礦體，尤其對于熱液脈型礦體的指示作用較顯著。

（2）DJW-5異常。NE向月牙狀，長約1.4 km，最寬處約320 m，有2個峰值中心，視極化率均大于2.6%，最高值為4.61%，視電阻率為800～2 000 Ω·m。異常沿花崗斑巖北矽卡巖帶展布，地表褐鐵礦化普遍，局部可見孔雀石，而2個峰值中心位置探槽揭露見到了較多的黃鐵礦和孔雀石，為矽卡巖型礦床的典型地表征兆。

3.1.3 激電測深異常特征

激電測深顯示埋深約100 m以下存在平緩的似板狀高極化體，視極化率大于2.0%，傾向SW，傾角小于10°，其范圍及強度與激電中梯異常對應關系較好。該測深剖面上分布有5個鉆孔，全部見到了鉛鋅銀等多金屬礦體，礦體頂板埋深與極化體一致，被控制的范圍較極化體要小。故該極化體不僅為多金屬礦體的反映，且礦體應較已知的規(guī)模更大。值得注意的是，測深顯示出的極化體在巖體內外是一體的，說明巖體內外的礦化蝕變是連續(xù)的，熱液型礦體與斑巖型礦體也是連續(xù)的。

3.2 地球化學特征

礦區(qū)1∶50 000水系沉積物異常（表1）元素組合為Pb、Ag、As、Sb、Bi、Sn、Mo、Cd、Zn、Mn、Au、W，呈現出Pb、Ag、As、Sb（低溫元素）—Zn、Cd、Mo、Sn（中高溫元素）—W（高溫元素）對應3—2—1級濃度分帶逐級降低的變化，反映出了礦體前緣暈—尾暈的元素組合和強度的變化規(guī)律，與鉆孔內原生暈垂向變化規(guī)律一致?？傮w來看，異常主要成礦元素與伴生元素空間分布呈緊密套合的分布模式，各元素異常具有明顯的統(tǒng)一濃集中心，這一特征與我國與次火山活動有關的典型多金屬礦致異常相似，反映出該異常與次火山活動有關。

注：異常編號AS-8，面積10.04 km2，走向NE；Au與Ag含量單位為（×10-9）。

經1∶10 000土壤測量將上述異常分解成了5個子異常（圖1），展示出以AP-3異常為中心，形成了以成礦元素組合為主、規(guī)模大、強度高的近礦暈，其余4處異常圍繞其呈環(huán)狀發(fā)育，形成以Au、As、Ag等前緣指示元素異常為主，輔以Cu、Mo元素異常的前緣暈，規(guī)律性強。由現有鉆探驗證成果來看，AP-3異常為主要的鉛鋅銀礦的賦存范圍，深部見銅鉬和金礦化，而AP-5異常工程揭露有孔雀石，AP-4及其他異常地表也見有鉛鋅礦化線索，為鉛鋅、銅鉬多金屬礦的有利找礦標志。故礦區(qū)化探異常對鉛鋅多金屬礦的指示作用明顯。

4 圍巖蝕變及礦化分帶

4.1 圍巖及蝕變分帶

石英斑巖圍巖具有一定的分帶性，外帶為元古界常州溝、串嶺溝及團山子組的石英（砂）巖，頁巖、粉砂巖及白云巖等，巖石裂隙內尤其是石英砂巖破碎裂隙內見較多的鐵錳、銀鉛礦化；中帶為復合角礫巖，圍繞巖體呈環(huán)狀產出，以東及東南最為發(fā)育，西部少量；內帶為斑巖體的邊部，其頂部及邊部發(fā)育較多的圍巖碎屑，具有較微弱的鉛鋅、銀礦化。

巖體自身地表鐵錳礦化、高嶺土化較為普遍，深部具有面型蝕變，分帶不清楚，絹云母化、碳酸鹽化、綠泥石化、綠簾石化、高嶺土化、螢石化普遍發(fā)育，尤其是絹云母化、碳酸鹽化、綠泥石化由淺及深，貫穿始終，其他蝕變在不同深度也均可見，但就發(fā)育相對集中程度來講，表現為高嶺土化淺部最為發(fā)育，局部地段呈現泥狀，深部硅化、綠簾石化、綠泥石化較集中，表現為斑巖基質普遍硅化或石英細脈沿裂隙充填交代，深度超過1 000 m后見鉀化現象。

4.2 礦化分帶特征

由于前人對礦區(qū)的勘查及研究工作平面限于巖體內部，深度上限于598.98 m以淺，故對本礦床的礦化分帶僅簡單地總結為“銅礦品位隨深度略有增高”［18］，關于礦化分帶特征的總結無相關數據支持，也未進行相關研究工作。近年來隨著礦區(qū)外圍及深部勘查、研究的深入，對區(qū)內礦化分帶特征有了較為清晰的認識，具體如下。

由礦體分布方面來看，0～300 m間以銀鉛（鋅）礦體為主，100 m以淺甚至出現銀的獨立礦體，300～800 m間以獨立閃鋅礦體為主，少量鋅鉛的混合礦體，800～1 000 m間以銅礦體為主，1 000 m以后則為銅鉬礦化，以鉬礦體為主。以礦區(qū)最深孔ZK501為例，孔內圈定礦體23條，1～3號礦體賦存在孔深61～265 m間，圍巖為石英砂巖，熱液脈型，為方鉛伴生銀礦體，鉛最高品位為2.28%，銀最高品位為83.8 g/t，其間銀、鉛礦化較為普遍；4號礦體賦存于300～320 m間，圍巖為石英砂巖，熱液脈型，為鋅銀伴生鉛礦體，鋅平均品位為6.19%，銀品位均在20 g/t以上，最高達117 g/t，但鉛礦化明顯變弱，僅1件樣品達到0.30%的邊界品位要求；5～8號礦體賦存于400～710 m間，進入到了蓋層與巖體的內接觸帶，最上部圍巖為石英砂巖，下部為石英正長斑巖，熱液脈型，多為閃鋅伴生銀礦體，且銀的含量明顯降低，多在10 g/t以下；9～16號礦體賦存深度為740～1 025 m，圍巖為石英斑巖，熱液脈型，為黃銅礦體，少量銀礦化；17～23號礦體賦存深度達到1 120～1 490 m，為輝鉬礦體，圍巖為花崗斑巖，細脈浸染狀，伴生少量銅礦化。

由ZK501孔內巖芯原生暈測量曲線（圖2）來看，鉛鋅元素含量變化趨勢較為一致，700 m以淺為二者主要的高含量分布段，700 m以下均處于較低含量范圍。但鉛元素高含量最為集中的地段位于400 m以淺，僅在600 m、700 m處見有少量高值分布，其后至孔底含量多在50×10-6以下。鋅元素分布范圍更廣，強度更高，尤其400～600 m間出現近200 m寬、含量超過2 000×10-6的高值段。700～850 m伴隨著銅元素含量的逐步上升，鋅含量急劇下降并維持在1 000×10-6左右，后降至100×10-6以下至孔底。銀元素高含量分布范圍較鉛鋅更廣，以0～450 m和550～1 050 m 2個地段最為集中，前者對應了鉛元素的集中段，后者對應了鋅與銅元素的高含量段，孔深1 050 m以后銀元素含量基本維持在3×10-6以下的較低水平。究其原因，認為銀含量驟降與1 050 m后進入到了花崗斑巖內關系密切，說明銀元素受到了石英斑巖體較為嚴格的控制，而其在石英斑巖成礦期內表現得較為活躍，使得整個石英斑巖內含量均較高。但其主要的高含量分布地段與鉛、鋅和銅的礦化段是對應的，說明其與這3種元素的相關性較強。銅元素含量變化相對較為簡單，中淺部處在小于100×10-6較低水平，至650 m含量逐步上升，700 m后維持在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，較淺部仍舊高出1倍以上。簡而言之，700～1 080 m為銅的集中礦化段，淺部含量較低，深部為輕微礦化段。鉬元素在0～1 080 m間含量多在10×10-6以下，處于極低含量區(qū)間，其后至孔底為其集中礦化段，最高達449×10-6。

綜上分析可知，該礦床由淺及深為“銀鉛—鉛鋅—閃鋅—黃銅—輝鉬”的垂向分帶模式，低溫—高溫元素礦體依次出現，分帶清晰，礦種齊全，具有斑巖型礦床典型的礦化分帶特征。

5 找礦潛力分析

礦區(qū)處于有利的區(qū)域構造交匯部位，也為河北省典型多金屬成礦帶北東段，成礦地質條件優(yōu)越；區(qū)內物化探異常發(fā)育，礦床成因類型豐富，找礦標志明顯。經過由宏觀到微觀、由整體到局部的分析，認為區(qū)內蘊藏了規(guī)?？捎^的多金屬礦體，找礦潛力大，依據如下：

（1）含礦巖體處在NW向和NE向區(qū)域斷裂的交匯處，穹窿構造的中心部位，地表環(huán)狀、放射狀構造發(fā)育，巖體外圍見具有隱爆性質的角礫巖，頂部殘留與其年代基本一致的火山巖，深部也見有隱爆角礫巖，經鉆探證實巖體上部為陡立內傾，下部向外伸展。這些都表明本區(qū)存在火山機構［21］，礦化巖體深部隱伏部分規(guī)模大，礦床遠景規(guī)模十分可觀。

（2）礦區(qū)激電異常發(fā)育，以高阻高極化異常為主，多呈NE向展布，這與礦區(qū)主構造線方向一致，與巖體展布方向一致，與已知見礦孔的對應關系較好，說明激電異常的出現與區(qū)內強烈的構造和巖漿、含礦熱液活動密切相關。

（3）本礦床的成因類型豐富，斑巖型礦床成礦系列完整。以往勘探成果表明礦區(qū)斑巖型礦床僅限于石英斑巖體內部，近年來的勘探工作發(fā)現巖體的圍巖（石英砂巖等硅質巖）裂隙及破碎帶內存在熱液脈型鉛鋅礦體，最大單層厚度可達29.33 m，Pb+Zn品位為3.07%，高出斑巖型礦體1倍以上。這就使得礦區(qū)的找礦范圍超越了石英斑巖體本身，礦床成因類型也不再局限于斑巖型，在平面上形成了巖體內部尋找斑巖型礦床，與硅質巖的外接觸帶尋找熱液脈型礦床，局部與碳酸鹽巖接觸帶上還可能存在矽卡巖型礦床的格局?？傮w上，近年來勘查成果使得區(qū)內礦床的成因類型得到了極大豐富，“斑巖型礦床—矽卡巖型礦床—淺成低溫熱液型礦床”的成礦系列趨于完整，礦床找礦前景廣闊。

根據上述分析，依據固體礦產預測評價方法［22-23］，并結合礦床地質特征，圈定了2處綜合找礦靶區(qū)（圖1）。

A區(qū)主要出露含礦石英斑巖及長城系常州溝組石英砂巖、粉砂巖及少量頁巖，產狀平緩，層間存在較多的薄弱層。區(qū)內張性斷裂構造發(fā)育，在環(huán)狀斷裂的中心區(qū)域見有較多的巖脈穿插其間，有利于含礦熱液淀積成礦。土壤測量顯示區(qū)內Pb、Zn、Ag等元素異常發(fā)育，各元素異常中心重合，同時為帶狀高極化激電異常的膨大部分，二者形態(tài)規(guī)整，強度高，且在區(qū)內完全重合。經鉆探驗證，孔內均見到了鉛鋅銀等多金屬礦體，礦體分布地段長約600 m，寬約400 m，埋深60～1 490 m。礦體呈似層狀、透鏡狀，產狀與地層或構造帶產狀基本一致，走向約57°，傾向NW、NNW，傾角8°～33.69°，多在20°左右。熱液脈型礦體品位較高，多為工業(yè)礦體，ω（Pb+Zn）為2.41%，主礦體品位超過5.0%，Pb最高7.09%，Zn最高品位達23.03%，單層最大真厚度29.33 m；斑巖型礦體品位略低，ω（Pb+Zn）為2.09%，單層最大真厚度超過120 m，并伴生規(guī)模可觀的銀。由此形成了巖體內部為厚大斑巖型鉛鋅礦體，西部外接觸帶為熱液脈型鉛鋅富礦體的格局。目前，礦區(qū)外圍控制及預測的金屬資源量（Pb+Zn）19萬t，Ag 142 t，中型規(guī)模。因此該區(qū)為熱液型、斑巖型鉛鋅銀礦的主要賦存地段，規(guī)模有望達大型。

B區(qū)出露主要為花崗斑巖，為其北接觸帶，位于區(qū)域斷裂F19下盤，圍巖主要為白云巖，少量石英砂巖及頁巖。白云巖經熱接觸交代作用形成了含橄欖石蛇紋石大理巖，其沿花崗斑巖NE向帶狀分布，在本區(qū)內明顯變寬，數條酸性巖脈侵入其中，地表可見少量銅礦化。區(qū)內發(fā)育較強的高阻高極化激電異常和帶狀Pb、Zn、Ag、Cu、Mo等多元素異常，物化探異常套和好。以往探槽揭露有孔雀石等礦化信息，結合近年來在花崗斑巖西北傾向上施工的鉆孔資料（如ZK501鉆孔），在孔深900 m附近及1 000 m以下分別見到了銅、鉬礦體，且明顯受到花崗斑巖體的控制。因此該區(qū)為尋找矽卡巖型、斑巖型銅鉬礦床的有利靶區(qū)。

6 結 論

（1）承德某鉛鋅礦床除了存在嚴格受到巖體控制的斑巖型鉛鋅礦體外，其外圍硅質巖構造裂隙內廣泛存在熱液充填型的鉛鋅多金屬礦體，規(guī)?？捎^。這使得該礦區(qū)突破了斑巖內找礦的模式，有效補充擴大了區(qū)內鉛鋅多金屬礦床的規(guī)模，豐富了礦床類型。

（2）區(qū)內斑巖體深部呈展開狀，規(guī)模較大，深部發(fā)現了黃銅礦體、輝鉬礦體，礦化具有明顯的垂向分帶性，對比斑巖型礦床典型礦化分帶模型，本區(qū)的礦化分帶無疑是完整的，礦種是齊全的。由此為本區(qū)按照該分帶模型在深部尋找銅鉬礦床提供了理論依據和現實參照。

（3）就成礦類型而言，區(qū)內有斑巖型多金屬礦，熱液脈型多金屬礦，已經構建形成了以斑巖體為中心的斑巖型礦床成礦系列。由該斑巖體圍巖來看，礦區(qū)具備形成矽卡巖型多金屬礦床的條件，故而礦區(qū)將完整地展示出“三位一體”的斑巖型礦床成礦體系。

（4）礦區(qū)位于平坊—桑園大斷裂之上，壽王墳—小寺溝多金屬成礦帶中北部，成礦地質條件優(yōu)越，目前已初步展示出了斑巖型礦床成礦系列的部分特征，按照該思路，巖體外圍尋找鉛鋅銀礦，巖體內淺部尋找鉛鋅銀礦、深部尋找銅鉬礦的找礦方向是明確的，找礦潛力巨大，找礦前景廣闊。該區(qū)在找礦實踐及理論研究上的突破，為燕山地區(qū)尋找同類型礦床或在老舊礦山（斑巖型）外圍及深部找礦提供了重要參考。