河北涞源县大湾顶垂体构造及其控制下的矿体特征与找矿方向

马金虎，提云生，马晓辉，张 健，马玉伟

（1.河北省地质工程勘查院，河北 保定 071051；2.中国冶金地质总局地球物理勘查院，河北 保定 071000）

大湾顶垂体构造位于河北省涞源县大湾～支家庄一带，该区是太行山区重要的有色及黑色金属矿集区。顶垂体西侧为著名的双大型矿区～大湾锌钼矿区，其东侧为典型矽卡岩铁矿区～支家庄铁矿区。新中国成立以来先后有北京地院、河北省地质工程勘查院等单位在该区进行基础研究及找矿工作，积累了丰富的地质资料。笔者在收集前人资料的基础之上，结合在该区的长期野外工作实践，研究顶垂体及其控制下的矿体特征，为该区下一步找矿工作提出靶区方向。

1 地质背景

该区地处中朝准地台之燕山台褶带与山西断隆（Ⅱ级大地构造单元）接合部位，乌龙沟～上黄旗大断裂带中；位于涞源花岗杂岩体西缘南侧，太行山成矿带北段，北东向的涞易复背斜与北北东向的王安镇～大海坨构造岩浆岩带在此交接。

1.1 地层

区内出露地层主要包括太古界石咀岩群、中上元古界长城系高于庄组、蓟县系雾迷山组。石咀岩群岩性以黑云斜长片麻岩、变粒岩为主；高于庄组及雾迷山组以燧石条带白云岩。

1.2 构造

研究区构造主要为褶皱及断裂。侵入接触构造较为发育，主要表现为包体、顶垂体构造等。矿区东西两侧被北北东向F1、F2深断裂夹持，该断裂属于乌龙沟断裂的主要结构面；北侧为F3，呈北西向展布，南侧为F4大断裂，呈北东向展布，总体呈断块状（图1）[1]。

1.3 岩浆岩

区内岩浆岩为涞源杂岩体的组成部分，主要形成于燕山早期。包括黑云母花岗岩、石英闪长岩、二长斑岩、白岗岩、粗粒斑状花岗岩、花岗斑岩、流纹斑岩等，末期又有大量中酸性脉岩侵入。与成矿有关系的主要为黑云母花岗岩和流纹斑岩[1]。本文仅以与成矿作用密切相关的黑云母花岗岩和流纹斑岩加以详细描述。

黑云母花岗岩呈岩株状产出，主要分布于F1断裂两侧，地表及深部被白岗岩侵蚀，局部相变为花岗闪长岩。其成岩Rb-Sr等时线年龄为147Ma（中侏罗世）[2]。岩石呈中细粒结构似斑状结构，主要矿物为钾长石、斜长石、石英，次要矿物为黑云母、角闪石等。黑云母花岗岩与高于庄组白云岩接触形成的蛇纹石化矽卡岩为矽卡岩铁矿的赋矿母岩，其成矿与成岩时代相当。

流纹斑岩沿北西西与北北东向断裂交汇处侵入，轴向北北东，宽0.3km～0.5km，长约1km，地表面积约0.4km2，呈薯状向南东倾伏于顶垂体之下。流纹斑岩可区分为角砾状、显斑状、霏细状三种岩石类型(相)。它们为同源同期岩浆脉动侵位形成，成岩Rb-Sr等时线年龄为139.7Ma(晚侏罗世)[3]。流纹斑岩及其与高于庄组白云岩接触形成的矽卡岩为锌钼矿的赋矿母岩。

2 大湾顶垂体构造

2.1 一般顶垂体构造成因及其控矿

顶垂体构造形成的主要动力来源为岩浆的侵位。岩浆侵位是一个自地壳深部到表壳动力作用的复杂过程。首先是在深部构造动力作用下形成岩浆，然后是岩浆侵位过程中引起表壳构造动力作用，最终形成不同控矿构造样式的岩浆侵入接触构造系统，即为成矿场地。上述的构造--岩浆、岩浆--构造和岩浆侵入接触构造体系，称为岩浆侵位发生～发展～成矿的三个阶段。

其具体过程为：首先大规模构造岩浆事件形成构造岩浆；然后经过岩浆强主动侵入使围岩发生陷落、坍塌从而顶沉，从而被拆离可以形成顶垂体；在兜底岩浆岩与顶垂体正接触带形成内外矽卡岩交代带或（和）斑岩型矿化（有斑岩体侵入时）、近接触带形成层状层间滑脱交代带、远接触带形成引张裂隙的脉状充填带等多种构造成矿样式，这样就形成一个顶垂体控制的岩浆侵入接触构造体系。下面是一般顶垂体构造控矿简单模式（图2）。

2.2 大湾顶垂体特征

大湾顶垂体总体形态为中间厚两边薄的船形体，面积约4.6km2，东西宽1km～2km，南北长约3.5km。顶垂体构造由上太古界石咀岩群和中上元古界高于庄组、雾迷山组成。其中上太古界主要岩性为变粒岩及片麻岩，中上元古界主要岩性为白云岩。顶垂体与花岗岩的接触带是较早期的矽卡岩铁矿成矿带，也是流纹斑岩侵位的场所，是矿区基本控矿(岩)构造。兜底岩浆岩分为两期，第一期的黑云母花岗岩是区内主要铁矿的成矿母岩，与顶垂体共同控制支家庄铁矿。第二期的流纹斑岩是锌钼矿的成矿母岩，与顶垂体共同控制大湾锌钼矿。

褶皱构造呈北北东向展布，由支家庄背斜、北叉背斜、愁尖向斜等组成，延伸1km～2km，平行展布，东部支家庄、北叉背斜较紧闭，西部愁尖向斜较宽缓，总体构成滑脱挤压带主体，为控矿构造。

顶垂体东西两侧为北北东向F1、F2深断裂，南北两侧为F3、F4大断裂。F1、F3深断裂为区域性导（控）岩（矿）构造。顶垂体内次级断裂亦发育，主要包括北北东、北西西向两组。F16、F19、F20、F23规模较大，前三者对流纹斑岩具有控制性影响，为流纹斑岩侵位提供通道。F16在次级构造中居于主导地位，其为正断层，沿顶垂体西缘延伸3km，倾向NE，倾角40°～60°。它限定了顶垂体的西部边界，先后有二长斑岩、花岗斑岩、流纹斑岩等浅成次火山岩侵位于该断裂带。

顶垂体西侧的大湾锌钼矿床受斑岩体、斑岩体与顶垂体接触带控制。顶垂体东南侧的支家庄铁矿黑云母花岗岩与中元古界白云岩的侵入接触构造是区内铁矿床的基本控矿构造。

3 矿体地质特征

（1）大湾锌钼矿为典型斑岩-矽卡岩型锌钼矿床，分布于顶垂体的西部。锌矿体主要产于外矽卡岩带、蛇纹石化白云岩带；钼矿体主要赋于流纹斑岩及其围岩中，受斑岩体及热液蚀变带控制，内带为细脉浸染型斑岩钼，外带为细脉浸染型片麻岩钼和接触交代型矽卡岩钼。

锌主矿体为Ⅱ-1、Ⅱ-2。受氯化镁矽卡岩带控制，呈塔式半环状沿13-21线间，主岩体接触带展布，具膨缩分枝复合特点。主矿体大致平行产出，17线南总体倾向136°，倾角46°；17-19线总体倾向83°，倾角41°；19线以北总体倾向47°，倾角34°。主矿体走向延长700m～1000m，斜深650m左右，平均厚度7.62m～8.03m，其西部埋藏浅，东部、北部埋藏较深。

斑岩钼矿体受流纹斑岩岩体控制。工业矿体富集于岩体中上部及底部边缘，中下部为贫化带，产状与岩体基本一致，展布范围大体相当。主要矿体为Ⅰ-1、Ⅰ-2、Ⅰ-3，自上而下分布于主岩体中。主矿体倾向70°～107°，倾 角7° ～20°。走 向 延 长1070m～1400m，斜 深600m～1000m，平均厚度14.13m～59.94m。矿体多呈不规则板状、似层状等，局部具分支。

矽卡岩钼矿体位于岩体外部边缘附近，矿体形态与锌矿体相似，产状接近，展布范围亦大体相当。主矿体为Ⅲ-22、Ⅲ-23、Ⅲ-22+23矿体。

在19线以南它们分别产出，Ⅲ-22连续分布，Ⅲ-23则呈断续状；19线至21线Ⅲ-22、Ⅲ-23矿体，两者合二为一构成一个较大的矿体Ⅲ-22+23。最大延长955m，斜深630m，厚度最大62.20m，平均18.71m。17线以南，总体倾向136°，倾角46°；17-19线间总体倾向79°，倾角41°；19线以北总体倾向31°，倾角34°。

片麻岩钼矿体产于流纹斑岩下部及其倾伏尖灭端的钾化黑云斜长片麻岩中，受钾化带控制，以Ⅳ-3矿体为最大。随沿不整合面向北延伸的流纹斑岩岩床其尖灭端展布，位于Ⅰ-3钼矿体之下，矿体为弯曲扁豆状，总体倾向121°，倾角10°。走向延长600m，斜深650m，最大厚度99.71m，平均48.52m。

（2）支家庄铁矿分布于顶垂体东侧，由支家庄和荞麦地北南两个矿段组成。矿体受接触带构造及支家庄背斜构造控制，产于外接触带镁矽卡岩中，矿体多呈透镜状、扁豆状及囊状、脉状。支家庄矿段位于支家庄背斜北段，矿体赋存于接触带的蛇纹石矽卡岩中，大小矿体共56个。矿体长280m～380m，厚10m～14m，品位34.71%～38.05%。矿体走向北北东向，倾向南东，倾角5°～60°，与东接触带产状一致。荞麦地矿段位于支家庄背斜南端倾没端，主要有东西两个矿体组成，矿体走向近东西，倾向南，长500m～700m，厚数十至200m，品位34.38%～34.67%[2]。

4 找矿方向分析

本区成矿严格受大湾顶垂体的控制，顶垂体构造的范围决定了本区矿床的找矿范围，其与岩体不同的空间位置关系决定了找矿方向。

（1）根据“三位一体”成矿模式及地质构造情况推测斑岩型、矽卡岩型，层状交代型和脉型矿体的可能存在空间。本区斑岩型、矽卡岩型最为发育；由于大湾顶垂体已经受到中等剥蚀，厚度较小，故脉型矿体不发育，层状交代型还是较常见的。这样在找矿中基本弄清在什么位置可能出现什么类型的矿体，为探矿工程布置提供依据。

（2）岩体与围岩在正接触带，尤其岩体凹入或“超覆”部位，接触带与围岩层理近直交者最为有利。

（3）在具有成矿专属性的岩体中寻找捕虏体。剥蚀出地表的易发现，埋藏于岩浆岩中边部的勘探难度较大，但仍有一定的找矿前景，可借助其它多种方法进行综合找矿。

（4）根据已知具有成矿专属性的两期岩浆岩（黑云母花岗岩和流纹斑岩），可以明确各个矿种的找矿范围：以黑云母花岗岩与围岩及其影响范围确定铁矿找矿靶区，以流纹斑岩及其在顶垂体下的影响范围确定锌、钼（银）矿找矿范围。

（5）依据大湾成矿模式及矿体特征，在大湾锌钼矿与支家庄铁矿之间船形体底部接触带尚存矽卡岩锌、钼、铁矿找矿空间。