河北洞子溝銀銅多金屬礦床的地質(zhì)特征及控礦因素分析

薄永祥

（河北省地礦局第六地質(zhì)大隊(duì)，河北 石家莊 050081）

自1950 年代以來，地質(zhì)部門在河北等地開展了一系列地質(zhì)勘探工作，取得了一定的成果。1957 年開始正式進(jìn)行地方地質(zhì)勘探工作[1]。在1970 年至1979 年河北地質(zhì)局的相關(guān)區(qū)域調(diào)查組完成了張家口地區(qū)的礦區(qū)調(diào)查，國際二區(qū)調(diào)查組對(duì)興隆地區(qū)進(jìn)行了地質(zhì)初探[2]。自1979 年至1982 年，河北地礦國際二區(qū)勘查隊(duì)在過鷹手營子、壽王墳、大杖子等1：5 萬區(qū)域開展了地質(zhì)調(diào)查。1950 年至1980 年，開始進(jìn)行深入的地質(zhì)調(diào)查工作[3]，逐步確定了巖漿巖的層序、局部構(gòu)造特征、巖漿巖的類型和分布，因此，研究河北洞子溝的金屬地質(zhì)條件，可以獲得更詳細(xì)的地質(zhì)資料，為其他礦產(chǎn)資源的開采提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

在1989 年，河北地質(zhì)勘探局就開始進(jìn)行地方礦產(chǎn)調(diào)查工作，同期華北地質(zhì)勘查研究所也在該地區(qū)開展了勘探工作，在勘探中先后發(fā)現(xiàn)了幾個(gè)有待進(jìn)一步調(diào)查的礦山異常點(diǎn)，這些異常點(diǎn)包括未知銅礦區(qū)、大溝西山銀礦、后龍溝金礦、東直溝等銀銅礦區(qū)，這些礦區(qū)在洞子溝地區(qū)都具有較大的勘探潛力。在后續(xù)調(diào)查中，部分學(xué)者對(duì)礦床的成礦狀態(tài)和形成因素進(jìn)行了進(jìn)一步研究，發(fā)現(xiàn)其研究成果與前人的研究存在許多差異，一部分學(xué)者認(rèn)為礦床的形成與火山狀態(tài)息息相關(guān)，也有部分學(xué)者將礦床認(rèn)定為熱液型礦床。還有部分學(xué)者強(qiáng)調(diào)控礦因素，與大紅峪期和印支、燕山多次伸展構(gòu)造作用有關(guān)。

1 河北洞子溝

河北洞子溝銀銅多金屬礦位于河北省興隆縣茅山鎮(zhèn)北三岔口村，是近年來在華北邢臺(tái)地區(qū)新發(fā)現(xiàn)的銀銅多金屬礦床。近年來在研究區(qū)附近發(fā)現(xiàn)了其他類型的礦床，也逐步進(jìn)行了額外的地質(zhì)勘探工作。河北洞子溝銀銅多金屬礦床有潛力成為一個(gè)重要的礦集區(qū)。此前經(jīng)證實(shí)，洞子溝銀銅礦是一個(gè)以銀為主，銅、金相伴的大型礦床。礦區(qū)出露地層為黔西考古群賽馬場(chǎng)群和中生代長城地層，成礦體系與遷移地層之間接觸存在一定的缺陷?；旌闲偷牡V石主要由常見的砂巖、碎石巖等構(gòu)成，另外還有部分粉末狀巖塊，砂巖、粉砂巖，巖礦整體呈酸性，臨界附近的火山巖包含的巖層種類更多，數(shù)量更豐富，因此在碰撞時(shí)極容易產(chǎn)生地質(zhì)沉積物[4]。

礦體基本受地層次生分選帶控制，以相對(duì)穩(wěn)定的層狀形式產(chǎn)出。在分離帶的轉(zhuǎn)折點(diǎn)或轉(zhuǎn)折末端，礦體更厚，礦物的組成成分也更豐富，在成礦熱液結(jié)束時(shí)會(huì)出現(xiàn)二次破碎帶，產(chǎn)出的礦體變成透鏡狀，其脹縮明顯，具有明顯的穿透性。還有部分礦體呈層狀，厚度相對(duì)穩(wěn)定，延伸量大，基本受水平線控制，礦體的垂向角度為30°，趨勢(shì)為東北向西南，傾角在105°之間。多金屬物質(zhì)在礦組的篩選層中可以體現(xiàn)，其組成成分大多數(shù)是灰?guī)r，還有少部分紫色英砂，夾雜紫色英砂的礦體巖層更深。

2 河北洞子溝銀銅多金屬礦床的地質(zhì)特征

北山岔口礦段礦體是該區(qū)主要礦體之一。所出現(xiàn)的斷層位于礦區(qū)西部，呈懸壁狀。礦體周圍巖石為球體上部的石英砂巖和石英狀巖，幾乎與常規(guī)巖石重合，其地質(zhì)特征如圖1 所示。

圖1 銀銅多金屬礦床的地質(zhì)特征

由圖1 可知，礦石產(chǎn)自層間裂縫區(qū)，硅化斷裂區(qū)的石英脈呈透鏡狀和鏡狀。從當(dāng)前控制點(diǎn)看，礦體高程420 m，走向角15°，西傾角在20°至55°之間，礦體地表傾角120°，最大斜坡深度約200 m。礦體最大厚度為4 m，最薄0.33 m，通常為0.5 至2 m之間。據(jù)統(tǒng)計(jì)，礦體的厚度變異系數(shù)為92.77，即礦穩(wěn)定性的穩(wěn)定性為中等。在礦體北部，地層斷斷續(xù)續(xù)地出現(xiàn)向南隱匿的情況，礦體出露的連續(xù)性好，但礦石粗細(xì)粒度差異較大，有擴(kuò)張收縮、靜脈分叉等現(xiàn)象。礦體的分割面平坦，變化較弱，產(chǎn)狀幾乎平行于巖層，同時(shí)，礦體具有模糊的邊界、不均勻的接觸面。經(jīng)過深入勘探和取樣，以及地表特征分析，推測(cè)出洞子溝銀銅多金屬礦床中最高品位Ag 為1000g/t，最低品位為58g/t，礦化平均品位變化系數(shù)為130。

河北洞子溝一共有6 個(gè)礦體，礦體與礦體之間存在斷裂性連接，產(chǎn)生了復(fù)雜地貌，形成斷崖帶，主巖位于常州溝組下部。2號(hào)礦和3 號(hào)礦是本次研究的重點(diǎn)，礦體深部分枝復(fù)雜呈現(xiàn)出局部分層特征。4、5、6 號(hào)礦體規(guī)模小，厚度薄，延展性好，其銀、銅礦物儲(chǔ)量占礦石總儲(chǔ)量的一大部分。

分布于斷層底板的次生礦物及層間破壞帶的礦物，斷層表層出露數(shù)量較多的礦石為礫石和長石英。下部砂巖層有一個(gè)460m 的存儲(chǔ)空間，且礦體與地層復(fù)合背線同時(shí)成層折疊。礦體南北長約800m，寬度調(diào)整為600m，南翼長500m，北翼覆蓋300m，礦體使用分層控制屬性為間歇性。礦體深層連續(xù)延展性較好，除此之外，礦層的整體厚度穩(wěn)定，但局部變異仍較大，據(jù)統(tǒng)計(jì)厚度變異系數(shù)為52.78，呈相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。受二次褶皺構(gòu)造變化的影響，礦體的傾角變化明顯，表面或淺傾角平緩，深傾角陡峭至35°至60°。礦體與圍巖分界清晰，經(jīng)取樣分析，多金屬礦物分布較為均勻[5]。

河北省洞子溝銀銅多金屬礦位于常州溝組層間剪切滑移帶，大部分礦體產(chǎn)于常州溝組，地層的輸出與地層的陷入基本相同。目前，洞子溝礦區(qū)已探明五礦，礦體長130m～1000m，厚41 m，深500m，平均品位最高銀為0.56，平均品位最高銅為0.7%。

洞子溝銀銅礦礦物組成成分比較復(fù)雜，大致有三十多種礦物。其中銅礦物中包括四面體、孔雀石、鈉長石。少量含銀礦物包括四面體、含銀銅藍(lán)和黑色銅礦石。金銀礦中還含有部分碲銀礦、粒狀銀礦、金銀礦和螺旋硫化銀礦。其他金屬礦物包括方鉛礦(0.89%)、閃鋅礦(0.81%)、黃鐵礦(0.5%)和褐鐵礦(0.8%)、還含有少量鉛明礬和菱鐵礦、白鉛礦和碲化物礦、高嶺土(1.2%)以及少量重晶石、螢石。

礦石結(jié)構(gòu)主要包括顆粒結(jié)構(gòu)、間隙結(jié)構(gòu)、溶解結(jié)構(gòu)、半固態(tài)殘留結(jié)構(gòu)、包容結(jié)構(gòu)、邊緣結(jié)構(gòu)等。礦石形態(tài)比較簡單，主要有塊狀、條狀、斑點(diǎn)狀、播種狀、角礫狀、脈狀、格子狀、蜂窩狀結(jié)構(gòu)等。復(fù)雜地質(zhì)結(jié)構(gòu)局部區(qū)域出露重晶石，是尋找此類礦床的主要標(biāo)志。該礦床還存在兩種主要的硅化現(xiàn)象。一是在圍繞礦體的巖石中形成致密的網(wǎng)狀石英脈。這些靜脈通常厚0.1cm 至0.5cm，最厚地層可達(dá)20cm 以上。

2 河北洞子溝銀銅多金屬礦床控礦因素分析

對(duì)河北洞子溝銀銅多金屬礦床控礦因素進(jìn)行分析，規(guī)定測(cè)量范圍和礦物來源，檢測(cè)其礦物組成，如表1 所示。

表1 洞子溝銀銅礦物組成

由表1 可知，不同礦物中硫同位素值的變化中，黃鐵礦的硫同位素值最高，方鉛礦的硫同位素值最低。在此沉積礦物生長過程中，可以看出硫同位素有下降趨勢(shì)，判斷出該沉積物中的硫同位素已經(jīng)經(jīng)歷了同位素分餾的深層硫化反應(yīng)，該沉積物中的鉛同位素具有明顯演化特征，相關(guān)的同位素比率需要投影到相應(yīng)的地質(zhì)圖上。除樣本外，其余點(diǎn)均屬于單步進(jìn)化的正態(tài)曲線。在演化路線中，同位素的來源主要受地球的深部影響，表明其演化需要添加少量的衍生物質(zhì)。

沉積物中Na/K 比為0.83～2.08，Na/Mg 比為0.82～0.95。上表中數(shù)值表明成礦流體的熱液陰離子主要是由Cl 和Fe 組成。研究表明，銀銅多金屬礦床成礦物質(zhì)應(yīng)主要來源于地殼深處。冀東地幔地質(zhì)構(gòu)造活動(dòng)導(dǎo)致常州溝組砂巖發(fā)生分離滑移，在主分離帶上方形成次生分離的滑動(dòng)帶，該滑動(dòng)帶侵蝕地層由深部帶入，沿次生分離帶或?qū)娱g薄弱帶的構(gòu)造向外部延伸，因此證明洞子溝的銀銅多金屬礦床的形成受控于構(gòu)造控制的中溫?zé)嵋旱V床。

3 結(jié)語

綜上所述，根據(jù)對(duì)河北洞子溝的銀銅多金屬礦的地質(zhì)特征進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)中測(cè)得不同礦物中硫同位素值，充分證實(shí)了河北洞子溝銀銅多金屬礦床受地質(zhì)構(gòu)造控制，成礦起源流體來自巖漿池，為沉積疊合改造型礦床。