河北洞子沟银铜多金属矿床的地质特征及控矿因素分析

薄永祥

（河北省地矿局第六地质大队，河北 石家庄 050081）

自1950 年代以来，地质部门在河北等地开展了一系列地质勘探工作，取得了一定的成果。1957 年开始正式进行地方地质勘探工作[1]。在1970 年至1979 年河北地质局的相关区域调查组完成了张家口地区的矿区调查，国际二区调查组对兴隆地区进行了地质初探[2]。自1979 年至1982 年，河北地矿国际二区勘查队在过鹰手营子、寿王坟、大杖子等1：5 万区域开展了地质调查。1950 年至1980 年，开始进行深入的地质调查工作[3]，逐步确定了岩浆岩的层序、局部构造特征、岩浆岩的类型和分布，因此，研究河北洞子沟的金属地质条件，可以获得更详细的地质资料，为其他矿产资源的开采提供数据依据。

在1989 年，河北地质勘探局就开始进行地方矿产调查工作，同期华北地质勘查研究所也在该地区开展了勘探工作，在勘探中先后发现了几个有待进一步调查的矿山异常点，这些异常点包括未知铜矿区、大沟西山银矿、后龙沟金矿、东直沟等银铜矿区，这些矿区在洞子沟地区都具有较大的勘探潜力。在后续调查中，部分学者对矿床的成矿状态和形成因素进行了进一步研究，发现其研究成果与前人的研究存在许多差异，一部分学者认为矿床的形成与火山状态息息相关，也有部分学者将矿床认定为热液型矿床。还有部分学者强调控矿因素，与大红峪期和印支、燕山多次伸展构造作用有关。

1 河北洞子沟

河北洞子沟银铜多金属矿位于河北省兴隆县茅山镇北三岔口村，是近年来在华北邢台地区新发现的银铜多金属矿床。近年来在研究区附近发现了其他类型的矿床，也逐步进行了额外的地质勘探工作。河北洞子沟银铜多金属矿床有潜力成为一个重要的矿集区。此前经证实，洞子沟银铜矿是一个以银为主，铜、金相伴的大型矿床。矿区出露地层为黔西考古群赛马场群和中生代长城地层，成矿体系与迁移地层之间接触存在一定的缺陷。混合型的矿石主要由常见的砂岩、碎石岩等构成，另外还有部分粉末状岩块，砂岩、粉砂岩，岩矿整体呈酸性，临界附近的火山岩包含的岩层种类更多，数量更丰富，因此在碰撞时极容易产生地质沉积物[4]。

矿体基本受地层次生分选带控制，以相对稳定的层状形式产出。在分离带的转折点或转折末端，矿体更厚，矿物的组成成分也更丰富，在成矿热液结束时会出现二次破碎带，产出的矿体变成透镜状，其胀缩明显，具有明显的穿透性。还有部分矿体呈层状，厚度相对稳定，延伸量大，基本受水平线控制，矿体的垂向角度为30°，趋势为东北向西南，倾角在105°之间。多金属物质在矿组的筛选层中可以体现，其组成成分大多数是灰岩，还有少部分紫色英砂，夹杂紫色英砂的矿体岩层更深。

2 河北洞子沟银铜多金属矿床的地质特征

北山岔口矿段矿体是该区主要矿体之一。所出现的断层位于矿区西部，呈悬壁状。矿体周围岩石为球体上部的石英砂岩和石英状岩，几乎与常规岩石重合，其地质特征如图1 所示。

图1 银铜多金属矿床的地质特征

由图1 可知，矿石产自层间裂缝区，硅化断裂区的石英脉呈透镜状和镜状。从当前控制点看，矿体高程420 m，走向角15°，西倾角在20°至55°之间，矿体地表倾角120°，最大斜坡深度约200 m。矿体最大厚度为4 m，最薄0.33 m，通常为0.5 至2 m之间。据统计，矿体的厚度变异系数为92.77，即矿稳定性的稳定性为中等。在矿体北部，地层断断续续地出现向南隐匿的情况，矿体出露的连续性好，但矿石粗细粒度差异较大，有扩张收缩、静脉分叉等现象。矿体的分割面平坦，变化较弱，产状几乎平行于岩层，同时，矿体具有模糊的边界、不均匀的接触面。经过深入勘探和取样，以及地表特征分析，推测出洞子沟银铜多金属矿床中最高品位Ag 为1000g/t，最低品位为58g/t，矿化平均品位变化系数为130。

河北洞子沟一共有6 个矿体，矿体与矿体之间存在断裂性连接，产生了复杂地貌，形成断崖带，主岩位于常州沟组下部。2号矿和3 号矿是本次研究的重点，矿体深部分枝复杂呈现出局部分层特征。4、5、6 号矿体规模小，厚度薄，延展性好，其银、铜矿物储量占矿石总储量的一大部分。

分布于断层底板的次生矿物及层间破坏带的矿物，断层表层出露数量较多的矿石为砾石和长石英。下部砂岩层有一个460m 的存储空间，且矿体与地层复合背线同时成层折叠。矿体南北长约800m，宽度调整为600m，南翼长500m，北翼覆盖300m，矿体使用分层控制属性为间歇性。矿体深层连续延展性较好，除此之外，矿层的整体厚度稳定，但局部变异仍较大，据统计厚度变异系数为52.78，呈相对稳定的状态。受二次褶皱构造变化的影响，矿体的倾角变化明显，表面或浅倾角平缓，深倾角陡峭至35°至60°。矿体与围岩分界清晰，经取样分析，多金属矿物分布较为均匀[5]。

河北省洞子沟银铜多金属矿位于常州沟组层间剪切滑移带，大部分矿体产于常州沟组，地层的输出与地层的陷入基本相同。目前，洞子沟矿区已探明五矿，矿体长130m～1000m，厚41 m，深500m，平均品位最高银为0.56，平均品位最高铜为0.7%。

洞子沟银铜矿矿物组成成分比较复杂，大致有三十多种矿物。其中铜矿物中包括四面体、孔雀石、钠长石。少量含银矿物包括四面体、含银铜蓝和黑色铜矿石。金银矿中还含有部分碲银矿、粒状银矿、金银矿和螺旋硫化银矿。其他金属矿物包括方铅矿(0.89%)、闪锌矿(0.81%)、黄铁矿(0.5%)和褐铁矿(0.8%)、还含有少量铅明矾和菱铁矿、白铅矿和碲化物矿、高岭土(1.2%)以及少量重晶石、萤石。

矿石结构主要包括颗粒结构、间隙结构、溶解结构、半固态残留结构、包容结构、边缘结构等。矿石形态比较简单，主要有块状、条状、斑点状、播种状、角砾状、脉状、格子状、蜂窝状结构等。复杂地质结构局部区域出露重晶石，是寻找此类矿床的主要标志。该矿床还存在两种主要的硅化现象。一是在围绕矿体的岩石中形成致密的网状石英脉。这些静脉通常厚0.1cm 至0.5cm，最厚地层可达20cm 以上。

2 河北洞子沟银铜多金属矿床控矿因素分析

对河北洞子沟银铜多金属矿床控矿因素进行分析，规定测量范围和矿物来源，检测其矿物组成，如表1 所示。

表1 洞子沟银铜矿物组成

由表1 可知，不同矿物中硫同位素值的变化中，黄铁矿的硫同位素值最高，方铅矿的硫同位素值最低。在此沉积矿物生长过程中，可以看出硫同位素有下降趋势，判断出该沉积物中的硫同位素已经经历了同位素分馏的深层硫化反应，该沉积物中的铅同位素具有明显演化特征，相关的同位素比率需要投影到相应的地质图上。除样本外，其余点均属于单步进化的正态曲线。在演化路线中，同位素的来源主要受地球的深部影响，表明其演化需要添加少量的衍生物质。

沉积物中Na/K 比为0.83～2.08，Na/Mg 比为0.82～0.95。上表中数值表明成矿流体的热液阴离子主要是由Cl 和Fe 组成。研究表明，银铜多金属矿床成矿物质应主要来源于地壳深处。冀东地幔地质构造活动导致常州沟组砂岩发生分离滑移，在主分离带上方形成次生分离的滑动带，该滑动带侵蚀地层由深部带入，沿次生分离带或层间薄弱带的构造向外部延伸，因此证明洞子沟的银铜多金属矿床的形成受控于构造控制的中温热液矿床。

3 结语

综上所述，根据对河北洞子沟的银铜多金属矿的地质特征进行分析。实验中测得不同矿物中硫同位素值，充分证实了河北洞子沟银铜多金属矿床受地质构造控制，成矿起源流体来自岩浆池，为沉积叠合改造型矿床。