河北省丰宁县二道沟银多金属矿区地球物理特征及找矿方向

王纪昆

（天津华北地质勘查总院，天津300170）

河北省丰宁县二道沟银多金属矿区地球物理特征及找矿方向

王纪昆

（天津华北地质勘查总院，天津300170）

笔者利用激电测量和EH4电磁测深两种方法，对河北省丰宁县二道沟银多金属矿区进行了测量，并对该矿区岩石-矿石物性特征、激电异常特征和EH4连续电导率剖面特征等与矿化蚀变带之间的联系进行了探索。结果显示：1）黄铁矿方铅矿化蚀变岩总体表现为相对低阻高极化特性，采用EH4电磁测深和激电法寻找本区隐伏矿体条件良好；2）矿区的激电异常特征与矿（化）体特征吻合较好，激电异常带与矿化带相互对应，与岩石地球化学组合异常相对应，通过激电测深反演，分析极化率、电阻率异常特征，可推测深部隐伏蚀变矿化带；3）本区断裂构造控矿特征明显，利用EH4连续电导率剖面测量较好的反映了本区深部构造特征，特别是断裂构造特征，指示出找矿的有利部位。这表明利用激电测量和EH4电磁测量对该类型矿床的找矿具有良好指导作用。

二道沟；银多金属矿；地球物理特征；激电异常

河北省丰宁县二道沟银多金属矿区位于上黄旗岩浆岩亚带西部[1-3]，区域上深大断裂构造活动强烈，燕山期岩浆活动发育，目前已经发现众多大型-中型银铅锌矿床，包括北岔沟门铅锌矿床、牛圈银金矿和营房银铅锌矿床等[4，5]。通过地表勘查工作，在二道沟矿区发现了5条矿化蚀变带，利用土壤地球化学测量工作圈定了4个组合异常，Pb、Ag、Zn元素背景值较高，化探综合异常与地表矿化信息吻合。本文利用激电测量和EH4连续电导率剖面测量，结合矿区地质特征、蚀变矿化带特征，分析本区地球物理特征和蚀变矿化带的相互对应性，总结矿区成矿规律，为进一步地质勘查提供找矿方向。

1 矿区地质背景

矿区位于上黄旗岩浆岩亚带西部，区域主要出露地层为下元古界红旗营子群和中生界侏罗系。下元古界红旗营子群，在二道沟-北灰窑区呈残留体形式出露，岩性由中级变质轻微混合岩化的角闪斜长片麻岩、花岗片麻岩和均质混合岩等组成[6-8]。张家口组地层分布在北灰窑区西北部，岩性主要为流纹岩。

本区构造主要以褶皱和断裂为主。地层为单斜，以红旗营子群变质岩为主，轴向产状0°∠40～60°。断裂由于受康保-围场近东西向断裂和北东向上黄旗-乌龙沟断裂影响，构造叠加成“棋盘格式”构造格架。断裂按走向可分为北西向、东西向、近南北向及北东向四组。其中东西向构造是本区最古老的构造，其断裂形迹不明显。北东向构造和北西向构造中生代开始跃居主导地位。本区的Ⅰ、Ⅱ号矿化蚀变带即受其中的北西向构造控制，同时又被北东向构造破坏。其中北西向构造多属张扭性，北东向多属压扭性。近南北向构造主要由压性或压扭性断裂组成，本区的Ⅲ号矿化蚀变带受其控制。相邻营房矿区主控矿断裂呈5～10°方向延展，倾向南东，倾角50～65°，性质为压扭性。

本区岩浆活动强烈，岩石类型众多。区内主要分布有吕梁期粗粒巨斑花岗岩、海西期中粗粒花岗岩和燕山期中细粒花岗岩。吕梁期粗粒巨斑花岗岩，分布于二道沟区东北部；海西期花岗岩在本区大面积出露，大致呈东西向分布；燕山期花岗岩，多呈岩株或岩枝产出，常呈脉状侵入早期侵入岩及地层中，据区域成矿资料反映，燕山期岩浆活动后期携带较多的含稀有、稀土和多金属元素的成矿热液，是本区最好的成矿母岩。

2 区域地球物理特征

区域航磁异常主要呈近东西向、北东向断续带状展布，大致与（尚义）崇礼-赤城-平泉、赤城-丰宁-隆化、乌龙沟-上黄旗等断裂相一致，显示受构造、岩浆岩带控制。航磁异常与岩体、地层岩性关系密切，一般岩体和变质岩磁性较强。

据华北地质勘查局五一九大队1/10万航磁编图资料，区内航磁正异常的分布与上黄旗岩浆隆起带关系密切。在航磁化极上延5 000 m异常图中，隆起带侵入岩体一般具航磁正异常显示，而负异常多反映了断陷盆地内侏罗系、白垩系盖层特点，零等值线或梯度陡变带则一般反映了不同岩性接触界面或断裂破碎带的特征。区内已知金多金属矿床多分布在零值线转弯内侧（如营房、牛圈、撒岱沟门等），或正异常梯度陡变带上，表明成矿与岩浆活动及构造应力局部集中部位有关[9-11]。

3 矿化蚀变带特征

通过地表工作，矿区共圈定了5处矿化蚀变带（图1），其特征如下：

Ⅰ号矿化蚀变带：位于下元古界红旗营子群地层中，受北西向断裂构造及燕山期花岗岩脉侵入影响，长约220余米，宽2～17 m，银品位14.6～259 g/t，铅品位一般0.1%～2.03%，锌品位一般0.1～5.91%。产状24°∠40～70°。通过地表槽探控制，目前圈出矿体5条。蚀变主要为褐铁矿化、硅化、铁锰矿化、绿泥石化、绿帘石化、碳酸盐化。

Ⅱ号矿化蚀变带：位于下元古界红旗营子群地层中，受北西向断裂构造及燕山期花岗岩脉侵入影响，长230 m，宽5～11 m，银品位10～45.7 g/t，铅品位0.1%～6.21%，锌品位0.1%～1.04%，产状38°∠58°，蚀变主要为褐铁矿化、硅化、铁锰矿化、绿泥石化、绿帘石化、碳酸盐化。通过地表槽探控制，暂未圈出矿体，但残积层取样，银品位45.7 g/t，铅品位6.21%，锌品位1.04%，表明矿化带局部能够富集成矿。

Ⅲ号蚀变带：位于下元古界红旗营子群地层中，主要受南北向断裂构造影响，长约140 m，宽约1～7 m，Ag品位11.3～133 g/t，Pb品位0.16%～10.37%，Zn品位0.13%～1.45%，走向30°，倾角近直立，蚀变主要为褐铁矿化、硅化、铁锰矿化、绿泥石化、绿帘石化、碳酸盐化。通过探槽揭露，圈出铅（银）矿体4条。

图1 河北省丰宁县二道沟银多金属矿区地质简图Fig.1 Geological diagram of Erdaogou silver polymetallic mining areain Fengning County,Hebei Province

Ⅳ号矿化蚀变带由于仅在地表见转石，其规模、产状以及影响矿化的地质因素不清，转石中蚀变主要为褐铁矿化、硅化。

Ⅴ号矿化蚀变带位于海西期花岗岩中，受南北向构造影响，以石英脉形式出露，石英脉宽10 cm，走向近南北向，延长不清，蚀变主要为硅化。

4 矿区地球物理特征

4.1 岩石-矿石物性特征

本区锌矿矿石为含金属硫化物的蚀变岩，地表矿石氧化程度较强，随着埋藏深度的增加，矿石氧化程度明显降低，并迅速过渡为原生矿。金属硫化物以褐铁矿、方铅矿和闪锌矿等为主，其次为磁黄铁矿、赤铁矿和黄铜矿等。主要矿化为褐铁矿化、黄铁矿化、闪锌矿化和方铅矿化。矿石结构构造主要为自形-半自形晶粒状结构和稀疏浸染状构造。

为了解测区内岩（矿）石物性特征，共对全区77块标本进行了电参数测定（表1）。由表可知，勘查区岩性比较复杂，区内大面积出露大理岩、中细粒花岗岩以及少量正长斑岩，三种岩性极化率和电阻率差异总体较小，其中中细粒花岗岩、花岗闪长岩、斜长角闪片麻岩、花岗片麻岩、大理岩和硅化片麻岩的极化率值较接近。中细粒花岗岩的电阻率值最高，其变化范围为908～4 263 Ω·m，平均值为2 263 Ω·m；斜长角闪片麻岩最低，其变化范围为401～2 319 Ω·m，平均值为1 055 Ω·m。正长斑岩的极化率略高，其变化范围为2.38%～6.99%，极化率平均值为3.77%；电阻率中等，平均值为938 Ω·m。区内黄铁矿方铅矿化蚀变岩的极化率最高，其变化范围为2.11%～7.43%，平均值为4.23%；电阻率值较低，其变化范围为458～1 894 Ω·m，平均只有954 Ω·m。

总体表现为相对低阻高极化特性，且电性特征尤为明显，这为采用EH4电磁测深和激电法寻找以银铅锌为主的多金属矿床提供了良好的前提条件[12-14]。

表1 二道沟银多金属矿区岩（矿）石电性参数成果表Tab.1 The results of the electrical parameters of the rock(ore)in the Erdaogou silver polymetallic deposit

4.2 激电异常特征

垂直Ⅰ、Ⅱ号蚀变带布设了07、01和04三条激电中梯测量，线距150 m，方位角29°，供电极距AB=1.5 km，测量极距MN=40 m，测量点距20 m，采用一线供电多线观测方式。各剖面上出露岩性主要为斜长角闪片麻岩、花岗片麻岩、大理岩、均质混合岩、中细粒花岗岩以及黄铁矿方铅矿化蚀变岩（图2）。

以视极化率ηs≥3.4%为界圈定异常，测区中部视极化率异常形态呈似条带状，分布于测线中部位置，异常宽度150～250 m不等，其中04线异常宽度最大，01号勘查线最小，视极化率值在2.53%～7.24%之间，04线最高值点对应的视电阻率为中低阻，场值在586～1 613 Ω.m。根据异常特征分析，异常整体走向北西，倾向北东，产状较陡。

异常与地表Ⅰ、Ⅱ号蚀变带吻合较好，深部岩性为斜长角闪片麻岩以及少量中细粒花岗岩。00线两个钻孔自上而下见到Ⅰ-2、Ⅰ-3、Ⅰ-4矿化带，并圈出Ⅰ-Zn-1号矿体，03号勘查线未见到Ⅰ号蚀变带各矿化带，但见到Ⅱ-1、Ⅱ-2号矿化带。结合地表揭露情况，认为Ⅰ、Ⅱ号蚀变带呈北西走向，具多条平行或近于平行的矿化带，且矿化带沿走向及倾向均未完全控制。

（1）01号勘查线地表出露岩性有斜长角闪片麻岩、大理岩和中细粒花岗岩，并有Ⅰ-2、Ⅰ-4号矿化带等。该剖面存在中低阻高极化异常，视极化率3.43～5.12，视电阻率值450～3 800 Ω·m，处于平面视极化率异常带中部，与地表岩石地球化学AgPbZn组合异常相对应，且与地表Ⅰ-2、Ⅰ-4号矿化带相吻合（图3）。

图2 二道沟矿区视极化率等值线平面图Fig.2 Contour map of apparent polarizability in Erdaogou Mine Area

图3 二道沟矿区01勘查线地质、物探综合剖面图Fig.3 No.1survey line geological,geophysical comprehensive profile of Erdaogou mining area

（2）07号勘查线位于平面视极化率异常带北西部，且向外未封闭。地表出露岩性有斜长角闪片麻岩、花岗片麻岩、大理岩、均质混合岩和中细粒花岗岩，并有正长斑岩岩脉和Ⅱ－1号矿化带等。该剖面存在中阻高极化异常，视极化率值3.77%～5.22%，视电阻率值2 000～2 500 Ω·m，与地表Ⅱ－1号矿化带吻合较好，并与地表岩石地球化学Ag Pb Zn组合异常相对应。地表出露Ⅰ－4号矿化带，相邻00线地表出露Ⅰ－1至Ⅰ－4等四条矿化带，蚀变主要为褐铁矿化、黄铁矿化、铁锰矿化、方铅矿化、闪锌矿化、硅化、绿泥石化等，综合分析认为该异常可能由Ⅰ号蚀变带所引起。吻合较好，并与地表岩石地球化学Ag Pb Zn CuAs组合异常相对应。地表蚀变主要为褐铁矿化、黄铁矿化、铁锰矿化、硅化、绿泥石化等，综合分析认为该异常可能由Ⅱ－1号矿化带所引起。在56～70号点则显示低阻高极化特征，视电阻率值700 Ω·m以下，视极化率值3.5%～5.35%。其中，东段异常明显，推测为矿化蚀变引起。

为了查明异常深部情况，在07号勘查线布设16个测深点，点距20～50 m，长430 m。当供电极距AB/2＜150 m时，视极化率值没有出现明显变化，主要反映为背景场特征；当AB/2＞150 m时随着供电极距的增大，在断面中深部出现视极化率异常，形状规整，向深部产状变缓，视极化率为高极化且未封闭，幅值2.5%～5.0%，对应视电阻率值500～3 000 Ω·m，极化体长约200 m，宽约50 m。结合激电测深反演处理断面图可知（图4），高级化体产状北东倾，较陡，埋藏深度100～430 m，推测为Ⅱ－1号矿化带的反映。在断面深部出现视极化率异常，形态规整，异常中心较明显，幅值3%～4%，对应视电阻率值5 000～11 000 Ω·m，异常中心视极化率值3.9%，视电阻率值8 972 Ω·m。高阻高极化体产状南西倾，推测可能为一隐伏矿化蚀变带[15-17]。

（3）04号勘查线位于平面视极化率异常带南东部，范围大，极化率值高，且向外未封闭。地表出露岩性有斜长角闪片麻岩、大理岩、均质混合岩和中细粒花岗岩，并有Ⅰ号蚀变带等。该剖面存在中低阻高极化异常，宽约200 m，视极化率值3.8%～7.64%，视电阻率阻值242～2 448 Ω·m，与地表Ⅰ号蚀变带

图4 二道沟矿区07勘查线测深拟断面图Fig.4 No.7 survey line Sounding section of Erdaogou mining area

为了查明异常深部情况，在04号勘查线布设12个测深点，点距20～50 m，长310 m。电测深显示下部出现视电阻率值异常，ρS=3 000～8 000 Ω·m，形状规整，形态较缓，分析存在一个高阻岩体。在39～51号点下部则显示高阻高极化特征，ηs=3%～4%，ρs=3 000～13 000 Ω·m，与Ⅰ号蚀变带相吻合。反演结果显示在39号点左右浅部存在一低阻高极化体，推测可能为Ⅰ－4号矿化带引起，有进一步找矿前景。

4.3 EH4连续电导率剖面测量特征

本区于01号勘查线开展了EH4电磁测深工作，剖面方位29°，长度1 500 m，电磁测深点31个，测点间隔50 m。

01号勘查线断面（图5）：EH4测得的电阻率与激电中梯剖面反应的电阻率吻合一致，地表及浅部电阻率值较低，在400 Ω·m以下，为地表第四系覆盖层、残破积物的电性反映。在标高1100 m以下，电阻率出现3个较明显的高值区，与地表出露的燕山期中细粒花岗岩吻合较好，电阻率值在6 400 Ω·m以上，且向下未封闭，并有连在一起的趋势，反映出深部基岩完整、连续，推测为岩体的电性反映，与花岗岩的高阻特征一致。本剖面对断裂带亦反应明显，根据电阻率的变化发现在水平距离150 m、500 m、700 m、850 m和1 400 m处具有较明显的低阻带，故推测了5条断层，编号为Fw1～Fw5。

其中Fw2断层表现为一等值线陡立的条带状异常，对应激电剖面也出现西高东低的规律，极化率高值5.1%，在该线南边30 m左右探槽揭露见Ⅲ号矿化蚀变带，走向30°，倾角近直立。推测该断裂与Ⅲ号矿化蚀变带相对应，并在深部向北东向延伸，ZKD0001号钻孔揭露深部见到相应矿化带。Fw4断层对应处有两条矿化体，推测此低阻带为矿化体中导电金属含量偏高使得电阻率降低。此外，从低阻体形态上看，这两条矿化体向下可能还有一定的延伸，矿化带与Fw4断层吻合较好。上述表明EH4电磁测深在推测构造方面具有良好的效果，对断裂控矿构造特征反应明显，根据两条垂向低阻带异常特征和已知矿带分布，推断深部有存在矿体的可能[18,19]。

图5 二道沟矿区01号勘查线EH4电磁测量反演电阻率等值线断面图Fig.5 No.1 survey line EH4 electromagnetic measurement inversion resistivity contour line diagram of Erdao gou mining area

5 找矿方向

（1）二道沟银多金属矿区主要控矿因素为断裂构造控矿，主要的成矿物质来源为燕山期花岗岩和红旗营子群地层，同时燕山期岩浆活动为矿区成矿提供了充足的热源。锌矿矿石为含金属硫化物的蚀变岩，金属硫化物包括黄铁矿、褐铁矿、方铅矿和闪锌矿等，矿（化）体主要呈脉状。黄铁矿方铅矿化蚀变岩的极化率最高，平均值为4.23%；电阻率值较低，平均只有954 Ω·m，总体表现为相对低阻高极化特性，且电性特征尤为明显，因此采用EH4电磁测深和激电法寻找本区隐伏矿体条件良好。

（2）通过激电测深、剖面，EH4连续电导率剖面的测量，矿区的激电异常特征与矿区的矿（化）体特征吻合较好，与岩石地球化学组合异常相对应。二道沟银多金属矿区的Ⅰ号、Ⅱ号、Ⅲ号银多金属矿化体均为中低阻高极化特征。

（3）利用EH4连续电导率剖面测量能够较好的反映本区的深部构造特征，特别是断裂构造特征，发现断裂构造10条。本区断裂构造对于矿体空间分布影响明显，已发现的矿（化）体主要受NW、NNW和近SN向的次级断裂构造控制，燕山期富含成矿物质的岩浆岩沿断裂侵入，富集于构造破碎带内，矿化富集的位置形成本区主要的银铅锌矿（化）体，因此本区EH4连续电导率测量方法适合本区矿产勘查工作。

（4）激电异常带与矿化带相互对应，且与化探异常吻合较好，显示了物探电法异常对找矿的良好指导作用，而且异常带向南东和北西方向仍有延伸，但没有开展深部验证工作，值得进一步开展深部工程验证，本区具有良好的找矿前景。

6 结论

二道沟银多金属矿区围岩主要为下元古界红旗营子群地层，主要岩性为斜长角闪片麻，以及少量中细粒花岗岩，受断裂构造控矿和岩浆热液控矿特征明显。本次研究工作从矿区地球物理特征的角度出发，利用激电测量和EH4电磁测量两种物探方法，探索物探方法在地质找矿中的应用，本区黄铁矿方铅矿化蚀变岩总体表现为相对低阻高极化特性，物理特征明显。EH4连续电导率剖面测量能够较好的反映本区的深部构造特征，特别是断裂构造特征，能够用于间接指导找矿；激电异常带与矿化带相互对应。研究结果表明，利用激电测量和EH4电磁测量两种物探方法在该区寻找该类型矿床具有良好指导作用。本区物探异常带向南东和北西方向仍有延伸，是找矿有利区域，值得进一步开展深部找矿。

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Geophysical characteristics and prospecting direction of Erdaogou silver polymetallic mining area in Fengning county,Hebei province

WANG Ji-kun
（Tianjin North China Geological Exploration General Institute,Tianjin 300170,China）

In this paper,the geophysical and geochemical measurements of Erdaogou silver polymetallic deposit in Fengning County,Hebei Province were carried out by means of two kinds of geophysical methods,such as the combination of induced polarization method measurement and EH4 electromagnetic measurement.The rock-ore physical characteristicsand the relationship between profile measurement and mineralization alteration zone were studied.The results show that:1）The pyrolysis rocks of pyrite show lower resistance and higher polarization characteristics than surrounding rocks.The EH4 electromagnetic sounding and the electrokinetic method are used to find the characteristics of the hidden ore body in this area;2）The characteristics of the anomaly in the mining area are in good agreement with the characteristics of the ore body,the anomalous characteristics of the induced polarization are in good agreement with the altered mineralized zone in the mining area,and are in correspondence with the geochemical anomaly;through the inversion by induced polarization sounding,analysis of polarizability,resistivity anomalies,speculation deep hidden alteration mineralization zone;3）The faultcontrolling structure of the fault structure in this area is obvious,and the EH4 continuous conductivity profile can reflect the deep tectonic characteristics of the area much better,and it also can reflect the deep tectonic characteristics of the area.Especially the fault structure characteristics,is conducive to prospecting.The interaction between the anomalous band and the mineralization zone shows that the induced polarization method and EH4 electromagnetic measurements are used to study the prospecting of this type of deposit.

Erdaogou;silver polymetallic deposit;geophysical characteristics;IP anomaly

P618.52

A

1672－4135（2017）03－0231-07

2017-03-07

河北省地质勘查专项资金项目”河北省丰宁满族自治县四岔口乡二道沟-北灰窑银多金属矿普查”

王纪昆（1981-），男，2017年毕业于中国地质大学（北京），获硕士学位，工程师，从事地质矿产勘查工作，E-mail：nzjgzx@163.com。