北京市黄松峪金矿物自然重砂异常分析

张晓亮，张 磊，方同明，白凌燕，刘振华

（北京市地质调查研究院，北京 102206）

北京市黄松峪金矿物自然重砂异常分析

张晓亮，张 磊，方同明，白凌燕，刘振华

（北京市地质调查研究院，北京 102206）

依托于“北京市矿产资源潜力评价”项目自然重砂和化探专题，结合北京黄松峪地区的金矿分布特征，对已有的1：20万自然重砂和1：5万水系沉积物地球化学数据处理后，进行综合对比分析研究。结果表明：黄松峪地区金矿物自然重砂异常与地球化学异常，两者的吻合程度高，自然重砂异常完全在地球化学异常的范围内，且93%的范围存在于地球化学异常II级与III级富集带中，所圈出的自然重砂和地球化学异常能直接指示相应地质体的含矿性。同时，自然重砂异常亦表明，在一级异常点密集的区域，是寻找金矿的最有利部位。从而验证了，利用自然重砂对寻找金矿的有效性。

自然重砂；地球化学；黄松峪；区域找矿方法

0 引言

重砂找矿法是一种简便、经济、有效的找矿方法（董国臣等，2014）。该方法是以各种疏松沉积物中的自然重砂矿物为主要研究对象，以重砂取样为主要手段,以追索寻找砂矿和原生矿为主要目的的一种地质找矿方法（候德义，1997）。据采样对象不同分为两种方法：自然重砂、人工重砂。自然重砂(河流重砂)主要用来寻找在表生条件下矿石矿物物化性质比较稳定的砂矿和原生矿床(如自然金、自然铂、黑白钨矿、锡石矿、辰砂矿、钛铁矿、铬铁矿、REE、金刚石、黄玉等金属非金属矿及部分硫化物矿床)。人工重砂主要用来研究划分地层，对比岩体，研究矿床成因，成矿元素的赋存状态，矿物的标型，了解成矿特点，研究矿体的剥蚀深度，进行成矿预测等。近几年来，由于全国矿产资源潜力评价项目的开展，使得自然重砂找矿方法重新受到关注，一些专家学者使用自然重砂找矿方法取得了良好的区域找矿效果（严向军等，2008；张大可等，2007；关玉波，2011；吴礼彬等，2010；贺洋等，2011；董国臣等，2015）。本次笔者采用自然重砂方法，对北京黄松峪地区金矿进行预测找矿，取得了良好的效果。

1 地质背景

黄松峪金矿区位于燕山台褶带蓟县中坳褶平谷中穹断东部，处于万庄子—关山背斜的南东部位（鲍亦冈等，2001）。该区域断裂构造十分发育，NE向断裂规模较大，NW向断裂成群成带密集分布。出露地层为长城系常州沟组、串岭沟组和大红峪组等，第四系以残坡积、洪积物为主，常州沟组主要由含砾长石砂岩、铁质石英岩、含砾石英砂岩、砂砾岩组成，串岭沟组主要分布于平坦的山顶上，岩性为粉砂质页岩、泥质白云岩及硅质条带白云岩等，含金石英脉赋存于常州沟组石英砂岩中。此外，区内岩浆活动频繁，以脉岩为主，主要有钠长斑岩、正长斑岩、闪长斑岩、霏细斑岩等，以中性及偏碱性岩脉较为常见，并有火山角砾岩脉体分布（图1）。

2 区域成矿地质条件

黄松峪成矿区初露地层主要是长城系常州沟组、串岭沟组、团山子组、大红峪组以及蓟县雾迷山组，长城系各组与上覆第四系呈角度不整合接触。长城系常州沟组石英砂岩广泛分布于黄松峪金矿区北西部，其上为串岭沟组页岩、团山子组泥质白云岩、大红峪组砂页岩、安山岩及高于庄组白云质灰岩。长城系常州沟组以碎屑岩为主，主要由河流相黄褐、浅红色砂岩和滨海沙滩相白色石英岩状砂岩组成，大型交错层理发育。串岭沟组是一套浅海相潮间带沉积，分上、下两段，下端主要为页岩，上段为硅质砂岩。地貌多形成沟谷或低山，该组厚880m，与上覆团山子组呈整合接触。团山子组地层位含铁质白云岩。大红峪组厚度与岩性变化较大，砂岩中多含长石。高于庄组是一套以碳酸盐为主的地层，多为燧石团块灰岩、页岩及石英砂岩。

图1 黄松峪地区地质图Fig.1 Geological map of Huang songyu area

矿区断裂构造极为发育，NE向、NW向、近EW向均有产出，其中NE向断裂规模较大，如黄松峪—将军关弧形断裂将矿区分为两部分。北侧上升，南侧下降。其他断裂一般较窄。为剪切压扭性和挤压破碎带为主，延伸较大。矿区几乎所有的含金石英脉、含金硫化物脉充填在此组裂隙中。NE向断裂可能是在基底上EW向断裂基础上发展而成，不少角砾岩体沿此断裂出现。

矿区岩浆活动主要表现为中元古代火山喷发和角砾岩体侵入及燕山期各种岩脉的侵入。矿区目前发现的20多个火山角砾岩筒，大都出现在常州沟组砂岩中。角砾成分主要以玄武岩、粗面岩、白云岩及少量斜长片麻岩。胶结物为晶屑及泥质、碳酸盐类。岩筒内蚀变强烈，以硅化、绿泥石化、碳酸盐化为主，岩筒内具金矿化。

矿区蚀变主要有硅化、黄铁矿化、绢云母化、碳酸盐化，其中硅化、黄铁矿化与金矿化关系最为密切。硅化在矿体上部发育，表现为含金石英脉、含金硅化脉，向下逐渐过渡到以黄铁矿化为主。硅化、黄铁矿化是本区最为发育的蚀变，多发育在脉体两侧和岩筒边部，是一种很好的找矿蚀变标志。

3 矿床特征

黄松峪金矿矿体形态呈脉状、透镜状、扁豆状、串珠状、细脉状等。含金石英脉总体上沿SW向构造成群、成带平行排列或呈树枝状密集分布。走向自东向西，由SW向逐渐转为SSW向。而脉体的分布由北向南逐渐收敛，脉体数减少,脉体间距加大。此外，一般平直脉体沿走向和倾向厚度变化很小，与围岩界线清楚，延长延伸较大。不规则脉状，脉体基本沿一定方向延伸，有膨大窄缩、尖灭及分支复合现象，与围岩界线呈波状或不规则状。如含金石英脉由于受到后期构造破坏（剪切性）在矿体中往往呈似脉状、透镜状或不规则状。其连接部分：含金硅化碎裂岩、含金糜棱岩均可为矿体的组成部分。细脉和网状脉主要发育在破碎带中，并沿着不同方向的破碎裂隙填充。

4 区域自然重砂矿物及自然重砂特征

金矿预测类型为岩浆热液型，自然重砂矿物以自然金为主，伴有锡石、锐钛矿、黄铁矿等，表型矿物特征：自然金，金黄色，粒状、叶片状，强金属光泽，颗粒大小0.1×1mm～0.3×1.3mm。

本次研究区域面积300km2，重砂采样点数量161个（图2），检出含金样品61个，见金率37.9%。自然金最大检出含量为58，最小为1。按照贵金属矿产出现即为异常，累频1%～25%为一级，累频26%～50%为二级，累频51%～75%为三级，累频76%～100%为四级的原则，将金矿物含量分为四级。

自然重砂异常区圈定原则（李景朝，2006）：①有重矿物含量点比较集中；②有一级、二级异常点出现；③有直接或间接的找矿标志，成矿地质条件有利；④参考地形、地貌水系情况以及物化探异常特征。

图2 黄松峪地区金矿自然重砂点位图Fig.2 Natural heavy mineral pointfigure of native gold in Huang songyu area

按照上述圈定原则，划分矿区金矿物自然重砂异常2处，即黄松峪自然重砂异常、靠山集自然重砂异常。

黄松峪自然重砂异常：异常呈不规则形状，面积约70km2，异常区内北部以长城系常州沟组含砾长石砂岩为主，南部有火山岩侵入。区域构造裂隙发育，沟谷交错。岩浆活动表现为中元古代火山喷发和角砾岩体侵入及燕山期各种脉体的侵入。在沿南北向的冲沟内采集的26个自然重砂样品中，16个样品中含有自然金，见金率61.5%，矿物呈金黄色，不规则粒状，强金属光泽，粒径一般为0.1～0.3mm，且自然金检量出多大于15，最大检出量为58，以一级异常点为主，且异常点主要分布在一条沟中。在异常区内中部上游发现有黄松峪小型金矿床及矿化点分布，因此结合汇水盆地范围，圈定金矿物自然重砂异常区（图3）。

图3 黄松峪地区金矿自然重砂异常图Fig.3 Natural heavy mineral anomaly diagram of native gold in Huang songyu area

靠山集自然重砂异常：异常呈条带形沿SN向沟谷展布，面积约25km2，异常区北部主要以长城系大红峪组和高于庄组地层为主，南部为蓟县系含泥白云岩地层为主，中间被一沟谷将地层隔开，在此沟谷内采集自然重砂样品31个，含自然金样品27个，区域内见金率达到87.1%，多数样品中自然金检出量为1～6粒，矿物呈金黄色，金属光泽，粒径在0.1～0.2mm之间。结合汇水盆地与异常点分布，圈定金矿物自然重砂异常区。目前，在该区域内尚未发现金矿床及矿化现象，靠山集异常与黄松峪异常之间隔了一条分水岭，推断靠山集异常有可能是黄松峪地区碎屑物，受气候等因素影响，搬运至此，从而形成重砂异常，但并不排除此处仍是含有金矿或者矿化的有利部位。

5 自然重砂异常找矿意义

为了进一步验证金矿物自然重砂异常的对寻找金矿的有效性，将黄松峪地区的金元素地球化学异常与之进行对比分析。

地球化学异常采用统计累计频率(85%)的方法确定异常下限，并根据浓集程度划分为三级，即按累计频率的“85-95.5-98-100”划分为外、中、内三带，分别用橘黄色、红褐色、深红色表示（向运川等,2010）。通过对北京市1：5万水系沉积物测量数据分析处理，编制平谷黄松峪地区金元素地球化学异常图（图4），异常主要分布在黄松峪一带，异常面积较大，呈北西向展布。该地区异常成矿条件好，异常具有三级浓集分带，金矿点位于金元素地球化学异常III级富集带中，矿点与地球化学异常吻合度非常高。

图4 黄松峪地区金元素地球化学异常图Fig.4 Geochemical anomaly map of gold in Huang songyu area

图5 黄松峪地区金元素化探异常与重砂异常综合图Fig.5 Geochemical and Natural heavy mineral anomaly map of gold in Huang songyu area

地球化学是寻找金矿的非常有效方法，通过对金矿物自然重砂异常与地球化学异常叠加（图5），发现自然重砂异常完全在地球化学异常的范围内，且93%的范围存在于地球化学异常II级与III级富集带中。此外，通过自然重砂异常，不难看出，在一级异常点密集的区域，是寻找金矿的最有利部位。从而验证了，利用自然重砂对寻找金矿的有效性。

6 结论

（1）通过对北京黄松峪地区20世纪60年代1∶20万自然重砂数据和 20 世纪 90 年代 1∶5万水系沉积物地球化学测量数据的分析，选取黄松峪地区自然重砂组合矿物数据及地球化学测量数据，分别研究其区域异常分布特征。研究表明，圈出的自然重砂和地球化学异常能直接指示相应地质体的含矿性。

（2）通过对同一地区，开展金矿物自然重砂与地球化学研究分析发现，两种勘探方法组合，不仅能够对勘探成果相互印证，而且大大提高了寻找金矿的有效性。

（3）由于勘探理论的不断创新与技术的发展，利用自然重砂寻找矿物的方法，逐渐淡出地质工作的视线，将其边缘化。本文正是通过全国矿产资源潜力评价项目，对自然重砂找矿案例分析表明，传统的自然重砂找矿法对找矿预测及远景区划分方面，具有直接的指示作用。

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Anomaly Analysis of Natural Gold Heavy Minerals in Huangsongyu Area of Beijing

ZHANG Xiaoliang, ZHANG Lei, FANG Tongming, BAI Lingyan, LIU Zhenhua
(Beijing Institute of Geological Survey, Beijing 102206)

Supported by the special project of natural heavy mineral and geochemical exploration of Beijing Mineral Resources Potential Evaluation, and based on the distribution characteristics of gold deposits in Huangsongyu area of Beijing, this paper has done the data processing for natural heavy minerals from the 1: 200,000 survey and water sediment geochemistry from 1: 50,000 survey, and comprehensively studied and comparatively analyzed the data results. The results show that the natural heavy minerals’ anomalies and the geochemical anomalies of the gold deposits in the Huangsongyu area are very coincident, and 93% of natural heavy minerals’ anomalies is located at the geochemical anomalies II and III zone, the defined natural heavy minerals and geochemical anomalies can directly indicate ore-bearing potential of the corresponding geological body. At the same time, the natural heavy minerals’ anomalies also show that the first-grade anomaly areas are the most favorable target zones of prospecting gold. Thus it verifies the effectiveness through natural heavy minerals to prospect gold.

Natural heavy minerals; Geochemistry; Huangsongyu area; Regional prospecting ore method

A

1007-1903（2017）04-0045-05

10.3969/j.issn.1007-1903.2017.04.008

张晓亮（1982- ），男，硕士，高工，主要从事城市物探与城市活动断裂研究。E-mail: zxlddy@163.com