河北省丰宁县二道沟-北灰窑银多金属矿区土壤地球化学特征及找矿预测

董红伟 王飞 关利进 王纪昆 刘建 宿盛

（天津华北地质勘查总院 天津 300170）

本区大地构造位置位于华北地台北缘中东段，地处内蒙古地轴中心上黄旗前中生代构造-岩浆岩带与沽源中新生代火山岩盆地的接壤部位（图1）。区域上出露古元古界红旗营子群变质岩和中生界上侏罗统火山岩以及下白垩统沉积岩夹火山岩。各类花岗岩类侵入岩分布广泛，呈岩基状、岩株状和岩脉状侵位于前寒武系变质岩地层，以海西期、燕山期为主，其成因属壳源重熔岩浆型花岗岩。康保-围场、丰宁-隆化和上黄旗-乌龙沟等深大断裂分别于矿区的北部、西侧和东侧通过，这3条深大断裂及其相关的次级断层破碎带不仅是构造-地层单元的划分界线，同时也是岩浆及相关成矿流体运移的通道，为冀北重要的控岩控矿主要构造。本区隶属于华北地台北缘多金属成矿带，带上发现了牛圈银（金）矿、营房银铅锌矿、扣花营锰银矿、北岔沟门铅锌矿、撒岱沟门钼矿、张麻井铀钼矿等众多大、中型矿床，成矿条件优越。矿区即位于牛圈银（金）矿床、营房银铅锌矿床北东方向约3km和4km处，属于营房-牛圈银矿床外围找矿区，成矿条件有利。

1 矿区地球化学特征

图1 张家口-承德地区构造纲要图

1.1 不同地质体的微量元素含量特征

1.1.1 红旗营子群

矿区红旗营子群中Pb、Zn、Ag、Bi、Mo、As、Sn、W浓度克拉克值＞1.5，其中Ag、Zn浓度克拉克值＞2，属相对富集，Pb、Bi浓度克拉克值＞5，属强烈富集。Ag、Pb、Zn的平均含量均高于地壳克拉克值，高于区域内红旗营子群的平均含量；红旗营子群中Ag、Pb、Zn标准离差分别为0.52、930.1、494.0，远大于区域内的标准离差，表明矿区内红旗营子群中Ag、Pb、Zn发生了活化、迁移（表1）。

红旗营子群的岩性不同各元素富集情况也不同。其中大理岩、斜长角闪片麻岩、花岗片麻岩中Ag、Pb、Zn、Bi浓度克拉克值＞1.5，而均质混合岩中Zn＜1.5，Ag、Pb、Zn、Bi浓度克拉克值相比其他岩性亦较低，且分异系数亦较低。表明大理岩、斜长角闪片麻岩、花岗片麻岩中的Ag、Pb、Zn比均质混合岩更易被活化、迁移。

1.1.2 岩浆岩

表1 二道沟-北灰窑地区不同地质体微量元素地球化学特征

海西期岩浆岩中Ag、Pb、As、Bi、Be、Sn等元素浓度克拉克值＞1.5，除Sn之外，其它元素浓度克拉克值＞2，属相对富集。燕山期岩浆岩中Ag、Pb、Zn、As、Bi、Be、W、Sn等元素浓度克拉克值＞1.5，其中Zn浓度克拉克值＞2，属相对富集，Ag、Pb、Bi浓度克拉克值＞5，属强烈富集。通过表1可以看出：燕山期岩浆岩中Ag、Pb、Zn浓度克拉克值、变异系数均高于或远高于海西期，与红旗营子群总体特征相差不大，其平均含量远大于地壳克拉克值与区域内红旗营子群背景值，属强烈富集，表明燕山期岩浆岩Ag、Pb、Zn含量较高，分异系数分别为3.04、2.41、1.24，表明银铅锌活化、迁移显著。

1.1.3 蚀变破碎带

蚀变带中Ag、Pb、Zn、Cu、As、Sb、W、Sn、Mo、Bi、Be、Mn的浓度克拉克值＞1，其中Cu、As、Mo、Mn、Be的浓度克拉克值＞2，属相对富集，Ag、Pb、Zn、W、Sn、Bi的浓度克拉克值更＞5，Bi、Pb、Ag、Zn更分别高达1486.5、98.31、37.25、15.58，蚀变破碎带中成矿元素含量偏高，说明蚀变带与成矿关系密切。蚀变带中Ag、Pb、Zn的平均含量远高于地壳克拉克值和区域内红旗营子群平均含量，属强烈富集，同时蚀变带中Ag、Pb、Zn的标准离差、分异系数均远大于矿区内红旗营子群与区域背景值，上述特征表明，蚀变带与银铅锌的成矿有关，Ag、Pb、Zn呈热液迁移。

1.2 不同地质体微量元素组合分析

1.2.1 微量元素因子分析

红旗营子群微量元素的因子分析。以累计方差贡献78.1%，可得6个因子。F1因子（Ag、Pb、Zn、Cu、Sb、Mo、Bi）为硫化物、氧化物因子，代表了红旗营子群银多金属矿成矿期的成分，与变质和热液成矿有关；F2因子（Co、Ni、Cr、V、Ti）为Fe族元素因子，代表了红旗营子群中Fe族元素以黄铁矿或铁质胶结物形式存在；F3因子（Au、Be、Mn），其中Au与Be、Mn负相关，与F2因子的Fe族元素关系较为密切，可能受红旗营子群原岩沉积、变质和热液成矿等因素影响所致。

岩浆岩微量元素的因子分析。以累计方差贡献79.80%，可得 8个因子。F1因子（Co、Ni、V、Ti、Cr、Mn）为亲铁氧化物因子，富集于海西期、燕山期中粗粒、中细粒花岗岩中；F2因子（Ag、Cu、Mo、Pb、Zn、W）为成矿元素因子组合，为硫化物、氧化物因子，与岩浆热液成矿有关。F3因子（As、Au）为硫化物因子，代表热液作用产物。

蚀变带微量元素的因子分析。以累计方差贡献66.80%，可得6个因子。蚀变带中F1因子组合与红旗营子群F2因子相同，均为Ni、V、Ti、Cr、Co，显示蚀变带与红旗营子群在物质组成的相似性；F2因子（Sb、Zn、Mo、Pb、Cu）在空间上主要受北西向、近南北向断裂构造控制，为矿化阶段产物；F3因子（Be、W）和F4因子（Bi、Sn、Mn）受北西向、近南北向断裂构造控制，为岩浆热液阶段产物；F5因子（As、Au）和F6因子（Hg、Ag）在空间上主要受北西向、近南北向断裂构造控制，可能为晚期矿化阶段产物（表2）。

表2 二道沟-北灰窑地区蚀变带R型因子分析结果

1.2.2 微量元素对应分析

将矿区红旗影子群、岩浆岩、岩脉、蚀变带样品与各分析元素一起进行对应分析，由图2可见，不同地质体分布于不同区域。其中红旗营子群斜长角闪片麻岩、花岗片麻岩样品落在第一象限，大理岩、均质混合岩样品落在第三象限，富集的 V、Ti、Ni、Cr、Co、Mn等元素主要与斜长角闪片麻岩关系密切；硅化蚀变带与红旗营子群关系较密切，萤石矿化与均质混合岩关系密切；燕山期与海西期花岗岩体样品落在第三象限，矿区石英脉多与矿区海西期岩体关系密切；大多数的蚀变带与矿化蚀变带样品多分布于第四象限，其中靠近原点样品富集Au、Hg等元素，右下部则富集Ag、Pb、Zn等主成矿元素，代表了蚀变带与矿化蚀变带产物，矿化蚀变与燕山期岩浆热液关系十分密切。

图2 不同类型样品微量元素对应分析

2 综合异常特征及查证

本次在二道沟区、北灰窑区布置了1：10000土壤地球化学测量10km2，网度为100m×20m，测线方向90°，采集次生晕样品5944件，共圈定4个组合异常。

AP-1异常：位于二道沟区中东部，为以Ag、Pb、Zn为主的多元素组合异常，近北西-南东走向，呈带状展布，面积约为1.33km2。异常强度：Ag=10×10-6，Pb=54310×10-6，Zn=9135×10-6，Cu=2694×10-6；Au、Mo元素异常显示较弱。经查证，Ⅰ号蚀变带位于Ag、Pb、Zn单元素异常之东部异常浓集中心，异常北西走向，与蚀变带套合性较好，Ag、Pb、Zn单元素含量最高分别为10×10-6、1800.2×10-6、9135×10-6，为异常下限的59倍、50倍、78倍，为克拉克值的120倍、150倍、97倍，地表圈出4条矿体，深部圈出一条矿体。Ⅱ、Ⅲ号蚀变带位于Ag、Pb、Zn单元素异常之东西两异常浓集中心之间，Ag、Pb、Zn单元素异常之西部异常规模、强度亦较高，分带明显，各元素之间相互套合亦好，单元素含量最高分别为10×10-6、54310×10-6、10593×10-6，为异常下限的59倍、1509倍、91倍，为克拉克值的120倍、4527倍、113倍，经查证，地表圈出4条矿体，认为由矿化带所引起，有必要进一步查证。该异常属致矿异常，具有较大的找矿前景。

AP-2异常：位于二道沟区西北部，为Ag、Au、Pb、Zn组合异常，不规则状，面积约为0.38km2。异常面积、规模和强度相对较小，认为由南北向构造及发育其内的含矿石英脉引起。异常检查见宽约10-20cm石英脉，规模小，地表延长不清，认为其找矿意义一般。

AP-3异常：位于二道沟区南部，为Ag、Au、Mo组合异常，不规则状，面积约为0.5km2。异常强度：Ag=10×10-6，Au=22.56×10-6，Mo元素异常显示较弱。该异常西部地表揭露见到Ⅴ号蚀变带，并见到一条银低品位矿体，而异常则处于Ⅴ号蚀变带向南东深部延伸部位，认为由其引起，具一定成矿可能性。

AP-4异常：位于北灰窑区中南部，为Mo、Ag、Zn、Au组合异常，近南北走向，呈条带状展布，面积约为0.55km2。异常位于下元古界红旗营子群和海西期花岗岩中。该组合异常面积、规模和强度均较小。物探激电异常显示B08、B00二条剖面存在低阻高极化体，且异常区内见高品位银金石英脉转石，但相应转石来源仍未揭露到。经地表探槽揭露见到Ⅳ号蚀变带，但分析结果无矿化显示。

3 结论

（1）矿区地球化学特征表明，燕山期岩浆岩中Ag、Pb、Zn浓度克拉克值、变异系数均高于或远高于海西期，与红旗营子群总体特征相差不大，其平均含量远大于地壳克拉克值与区域内红旗营子群背景值，属强烈富集，表明燕山期岩浆岩Ag、Pb、Zn含量较高，分异系数分别为3.04、2.41、1.24，表明银铅锌活化、迁移显著。

（2）因子分析及对应分析表明，红旗营子群、燕山期岩体及蚀变带中均富集铁族元素组合Ni、V、Ti、Cr、Co，反映其组成上具有一定的亲源性。蚀变带中Ag、Pb、Zn、Cu、As、Au等硫化物元素相关性强，Pb、Zn、Cu、As、Au可能作为成矿介质参与银多金属的成矿作用。

（3）本区银多金属矿类型为受断裂构造控制的与岩浆热液有关脉状矿床类型。燕山期花岗岩体既为本区银多金属矿提供热源又提供成矿物质，晚期的构造动力作用使银多金属等成矿元素从岩体中活化出来，次级的北西、北西西及近南北向断裂构造为本区成矿提供了良好的成矿通道和赋矿场所。