河北马家峪地球物理及地球化学异常特征及找矿前景

史殿胜，王亚清，程立群，张金江

（河北省地质矿产局秦皇岛矿产水文工程地质大队，河北秦皇岛066001）

20世纪50年代以来，在河北省抚宁东王庄-马家峪一带开展了地质填图及槽探、浅井、清理老硐等地质工作，曾提交铅加锌储量两千多吨.70年代以后，地矿、冶金系统等地质队伍先后开展了区调、物化探等普查工作，发现并圈定了4个Ag、Pb、Au多金属元素异常区，并对矿区地层、构造、岩浆岩及矿体赋存特点、产状、形态、规模等有了初步认识.2010年，笔者在该区开展了物化探综合剖面测量，并对重点地段激电异常钻孔验证，对区内地层、构造、岩浆岩的地质特征，区内蚀变、矿化分布情况和产出特征进行了研究，认为该区具有良好的找矿远景.

1 地质概况

工作区位于柳江盆地东北边缘，出露地层有上元古界青白口系、古生界的寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系及侏罗系等.在这套沉积地层中，燕山期各类侵入岩及火山岩穿插其中.在盆地东西两侧分别有山海关花岗岩体和响山花岗岩体，北侧则有大片侏罗纪火山岩分布.燕山运动使之沉积终断，发生褶曲、断裂和岩浆活动，而且伴生有多种矿产形成❶河北第二区调大队.1∶20万山海关幅区调报告，1970—1974..

矿区出露地层主要有青白口系长龙山组和景儿峪组石英砂岩、粉砂质页岩、泥晶灰岩；寒武系下统、中统府君山组、馒头组、毛庄组、徐庄组豹皮状灰岩、泥质页岩.矿区内岩浆岩较为发育，主要有东王庄杂岩体.该岩体由闪长岩和石英闪长玢岩组成，其形态为不规则状，石英闪长玢岩呈岩床出现在闪长岩体中❷河北省区调大队.秦皇岛地区1∶5万区调报告，1985—1987..岩体内普遍发育有大量星点状、团块状、细脉浸染状黄铁矿，局部富集形成工业矿体.

本区银铅锌矿体（矿化带）主要赋存在府君山组豹皮状灰岩中，矿体（矿化带）围岩主要为豹皮灰岩受蚀变后形成的铁锰质灰岩.主要蚀变类型：碳酸盐化、绿泥石化、大理岩化、硅化等，铁锰质矿物沿岩石节理、裂隙呈脉状、团块状充填，风化后呈紫黑色、红褐色.

金矿体（矿化带）地表主要沿构造带及其附近分布，带内岩石呈碎裂状，局部呈角砾状，节理、裂隙较发育，沿节理、裂隙发育有大量方解石细脉及星点状黄铁矿.钻孔中金矿化主要赋存在构造带内及其附近或闪长岩体中.岩体侵入于太古宙变质花岗岩及沉积盖层之中，为燕山期岩浆活动的产物.无论是金矿化还是围岩蚀变均较强.

2 地球物理场特征

2.1 激电异常

从实测的两条双频激电中梯剖面测量结果看，视幅频率Fs值范围一般在1.2%～2.0%.其中，Ⅰ线84～200点为异常区，宽约1150 m，包含4个异常区段.124～168号点之间的异常幅度最高，最高Fs值可达12.8%.异常峰值点位于硫铁矿的采矿竖井附近，说明异常与矿体实际赋存情况吻合比较好，异常曲线具有叠加异常特征，分析认为由多个独立且不连续分布的极化矿体引起.Ⅱ线异常地段位于100～178号点之间，异常宽约800 m，详见图1.

图1 激电中间梯度测量Fs剖面图Fig.1 Profile of Fsby IP intermediate gradient survey

8线激电测深剖面视幅频率Fs等值线垂向随AB/2增大，Fs值呈逐渐增高的趋势.且从上到下Fs值相对两侧都比较高，极大值一般出现在AB/2=150～320 m.结合视电阻率联剖测量结果分析，出现异常地段与断裂构造位置比较吻合.笔者认为激电异常是由沿断裂构造发育的脉状极化矿体和矿化引起，沿断裂构造从浅部到深部都有矿体或矿化现象存在［1］.由于极化体的发育受构造控制，推测矿体向下有一定延深（见图 2）.

2.2 电阻率联剖异常

视电阻率联合剖面测量表现为明显的低阻正交点异常，交点两侧的ρsA、ρsB曲线明显的分离后呈同步起伏形态变化.从不同极距的ρsA、ρsB曲线出现交点的位置分析，断裂构造引起低阻正交点异常.从曲线形态判断产状较陡，呈高角度向北东向倾斜（见图2）.

2.3 可控源音频大地电磁测量

CSAMT剖面上中低阻区（＜1000 Ωm）出现在中上部，与测线控制的闪长岩体范围大致吻合，推断由闪长岩和闪长斑岩引起.中低阻异常反映的闪长岩体呈盆状分布，北深南浅，西部和东部侵入边界产状陡，南部和北部较平缓.推断岩体深度为700 m左右，边浅部在300～400 m左右，底界形态起伏，变化较大.

图2 8线物探及地质综合成果图Fig.2 Comprehensive geological and geophysical profiles along No.8 exploration line

依据CSAMT异常特征推断了断裂构造（带）5条：F1、F2、F3、F4 和 F5.其中 F1、F2、F3 和 F4 均为北西向断裂，并与北西向Cu、Au元素化探异常的展布位置大致吻合.断裂构造破碎带形成了小于300 Ωm的低阻区带，大多数矿化及蚀变均发生在低阻区带或附近，其中角岩化岩石也形成了较大范围的低阻区（L100剖面1550～2000点间）.F3断裂为闪长岩体东部边界.该断裂西侧为中低阻区，东部为高阻区，东部的高阻推断由寒武系府君山组（1f）地层引起.F3与F4断裂影响和控制了马家峪一带的化探异常分布［2］（见图3）.

3 地球化学特征

3.1 1∶20万化探异常特征

本区在1∶20万化探异常图上，存在近椭圆形异常，长轴近南北向，面积约46 km2.异常由Cu、Pb、Zn、Ag、Mn、Cd、F等13种元素组成.主要指示元素异常为Cu、Pb、Zn、Ag、Mn、Cd、Bi.这些异常有共同的浓集中心，其特征值见表1.

表1 AS33综合异常主要指示元素异常特征Table 1 Anomaly features of indicator elements

3.2 次生晕异常特征

1∶1万土壤和岩石测量在马家峪一带圈出了3处土壤地球化学异常，表2列出了该区土壤测量的各元素含量数值.Ⅰ号异常为区内主要异常，位于马家峪村东南，出露地层为下寒武系府君山组豹皮状灰岩和青白口系景儿峪组泥晶灰岩，北西向断裂由异常中间穿过，并有石英正长斑岩和石英斑岩脉穿插❶河北省地质局物探大队.河北省抚宁县马家峪物化探普查工作报告，1976—1978..在断裂和岩脉两侧具明显蚀变矿化现象，主要有大理岩化、锰矿化、黄铁矿化、铅锌矿化，是已知的马家峪铅锌矿的主要部位.异常由 Ag、Pb、Au、Zn、Hg、As、Cu 等元素组成，异常形态规则，呈椭圆状.各元素异常有统一的浓集中心.异常长1000 m，宽500～800 m，总面积0.65 km2.

表2 马家峪一带土壤中各元素含量对照表Table 2 Element concentration in the soil of Majiayu area

图3 L100剖面CSAMT勘查反演断面图Fig.3 Inversion profiles along L100 by CSAMT exploration

Ⅱ、Ⅲ号异常分别位于马家峪村南、村北，是Ⅰ号异常向两侧的外延部分，异常所处地质环境与Ⅰ号异常相同，出露地层为下寒武系府君山组豹皮状灰岩.其组成元素为 Ag、Pb、Zn、Hg 等，各元素套合较好，并有统一的浓集中心（见图4）.

4 工程验证

在地质填图、物化探成果及地表工程综合研究基础上，择优选择地质构造有利、物化探异常明显的8线110号点布设钻探验证孔位.验证钻孔穿过铁锰质灰岩、由府君山组碎裂灰岩组成的构造蚀变带、受构造蚀变带影响较强的景儿峪组泥晶灰岩、长龙山组砂页岩、太古宙秦皇岛变质花岗岩、闪长岩（东王庄杂岩体），最终终孔于太古宙秦皇岛变质花岗岩中.

钻孔岩心原生晕测量的结果显示：Au、Ag、Pb、Zn、Mn元素的含量均高于地壳丰度值10～20倍，同时还远远高于地表各地层及岩性中Au元素含量的5～10倍.说明Au元素在本区深部的成矿远景要高于地表.Ag、Pb、Zn、Mn元素的富集地段集中在下寒武系府君山组豹皮状灰岩中，特别是在构造带附近的铁锰质灰岩中.而Cu元素在闪长岩体内的含量较高，可达地壳丰度值5倍之多.

5 矿床成因探讨及前景预测

图4 马家峪一带综合异常图Fig.4 Integrated anomaly map in Majiayu area

现有地、物、化资料表明，本区围岩以碳酸盐岩为主，为形成内生多金属矿床提供了充足的矿质来源及热动力能源.岩浆活动强烈，在构造、岩浆岩的作用下，区内褶皱、断裂发育，为矿液运移提供了有利通道和储存空间，具有良好的成矿地质条件［3］.主要异常分布区西侧之东王庄杂岩体整体或与围岩接触带附近具有较强的蚀变矿化现象，发育有大量星点状、细脉状、浸染状及团块状黄铁矿化，局部形成金、银、铅锌矿化体，表明本区伴随岩浆活动，曾有大量含矿热液活动事件.

①从地质、物化探条件综合分析，马家峪一带金、银、铅、锌矿成矿条件与“幔枝构造成矿理论”较相符.东王庄杂岩体提供含矿热液，沿北西向正断层和近南北向断裂侵位于主要赋矿围岩——寒武系府君山组灰岩内，在蚀变带内富集成矿［4］.

②地球化学异常元素组合为Hg-As-Ag-Pb-Cu-Au，表现为一个金矿床的地球化学组成模式.As、Ag等作为金矿的重要指标元素在区内均有良好显示.激电异常与化探异常吻合程度较好.北西向断裂倾角（60°±）远大于围岩岩层倾角，断裂两侧矿化明显.若沿断裂上侵的岩浆沿薄弱岩层扩展，极可能形成多个顺层岩席状矿体，因此本区多金属矿找矿远景较好.

③从元素组合情况来看，地表中低温成矿元素和前缘元素含量较高，组合较好，而高温元素，尤其是金元素含量则相对较低.据此推断，矿体的剥蚀程度不大，主矿体尚处于隐伏状态，区内找矿前景较大［5］.

④据岩浆热液成矿及水平、垂直分带理论，以东王庄杂岩体为中心，向四周由内向外成矿温度逐渐降低，杂岩体中心为Mo矿化，边部为Pb-Cu-Au-Ag矿化.据东王庄杂岩体中心钻孔资料，深部见黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、辉钼矿化，Cu品位0.05%～0.41%，Mo品位0.003%～0.009%，向深部Mo矿化可能逐渐变富.

⑤依据断裂规模和地球化学异常范围推断，矿体长度应大于1000 m.而据地层分布及岩浆岩形态估算，矿体延深有可能达到500 m，且矿体向下有富集趋势.因此，马家峪一带有望找到一大中型银金多金属矿床.

6 结语

通过对本区地质、物探、化探、深部钻探验证多元信息分析归纳，认为银铅锌矿体（矿化带）大多赋存在府君山组的铁锰质灰岩中，且三者一般为共生或伴生存在.金矿化赋存在两种地质体中，一种是在构造带内及其附近，另一种是在闪长岩体中.金矿化的强弱与岩石的节理、裂隙的发育程度及蚀变的强弱有直接的联系.胶结着大量颗粒较细黄铁矿，呈网脉状分布的方解石、石英细脉及团块也是寻找金矿化的重要找矿标志.

利用地、物、化综合手段在该区地质找矿中效果明显，特别是可控源音频大地电磁法（CSAMT）圈定东王庄杂岩体深部形态及产状、断裂构造、划分蚀变带的大致范围效果较好，为寻找深部隐伏矿床提供了物探依据［6］.

［1］何继善.双频激电法［M］.北京：高等教育出版社, 2005: 232—237.

［2］汤井田.可控源音频大地电磁法及其应用［M］.何继善，译.长沙：中南工业大学出版社, 1989, 18—26.

［3］邓晋福，滕吉文，彭聪，等.中国地球物理场特征及深部地质与成矿［M］.北京：地质出版社, 2008: 77—84.

［4］牛树银，李红阳，等.幔枝构造理论与找矿实践［M］.北京：地震出版社, 2002: 197—232.

［5］安国英，肖容阁，张汉成，等.铜厂沟金矿床地球化学特征及成矿远景［J］.物探与化探, 2006（1）: 26—32.

［6］王赞，杨德义，石昆法，等.CSAMT 法的基本理论及在工程中的应用［J］.煤炭学报, 2002, 27（4）:383—386.