河北省某区元素地球化学异常找矿研究

郭 媛，张瑞霞，姜敬敬

通过图幅的水系沉积物地球化学测量，获得了高精度地球化学测试数据，查明了区内元素的含量水平、分布、分配及富集状况，获得了全区不同地质单元元素地球化学特征参数值，并通过研究区域地球化学元素及区域地球化学异常的分布规律，分析了元素分布与地层、构造、岩浆岩等地质条件的制约关系及空间变化特征，揭示了控制元素分布、分配的主要因素。结合地层、构造、岩浆岩等成矿地质条件，对重要异常进行了解释评价。分析了各组异常所处的成矿地质条件以及与矿床类型、矿床分布等之间的空间关系，建立地球化学成矿模型，划分成矿远景区，对找矿具有重要意义。

1 地球化学找矿模型建立

本区元素地球化学具有规律性的空间分布特征，一系列地球化学异常与区域成矿类型、成矿地质构造之间具有吻合的空间对应关系，成矿规律明显。因此，找矿模型宜考虑以下因素。

1.1 区域成矿规律

本区以金矿为主，成因为热液脉型。中生代燕山期是本区的主要成矿期。

1.2 区域地球化学特征

本次调查结果表明，地球化学异常，特别是主要元素异常对矿化作用具有良好的指示效果，因此，地球化学异常特征是建立地球化学找矿模型的重要标志之一。

1.3 区域地质背景

由不同矿床成矿规律可知，各矿床类型均与构造－岩浆活动密切相关。金矿及其它矿化均出现于较其它地质体相对富集成矿元素的地层或岩体内，即存在矿源层亦是成矿作用的有利条件。

1.4 地球物理及遥感特征

具有一定规模和落差的断裂构造，和具有一定规模和一定密度、磁性差异的地层界线，一般表现为重力和磁异常梯级带或重磁场特征区分界线；沿断裂往往有岩浆岩体侵入，它们往往与围岩具有一定的密度和磁性差异，故重磁场则表现为串珠状异常。

综合重力、航磁异常及遥感线、环形构造，将推断解释出的岩浆岩体、断裂构造等信息作为建立地球化学找矿模型的辅助依据。

根据以上依据，建立主要矿种的地球化学找矿模型。

2 地质特征

该异常区位于燕山台褶带北缘的大庙穹断束和滦平凹断束内，二道梁单元斜长花岗岩与小瓦沟片麻岩接触带在南侧。

矿区出露岩层主要为新太古代变质深成岩小瓦沟片麻岩，区内构造主要为韧性剪切带和北东向断裂构造。韧性剪切带为红旗营-东双栅子近东西向韧性剪切带的一部分，绢云母化、绿泥石化、绿帘石化以及钾化蚀变较强。

在异常区南部发现2 条北东向金矿化脉，为硅化破碎蚀变带，宽约1m，倾向北西，围岩为小瓦沟片麻岩。

3 地球化学异常特征

异常元素组合以Au、Cr、Ni、Cu、Mo、Pb 为主，异常形态呈北西向带状分布。Au 为3 级浓度分带。

4 异常查证方法

4.1 面积性1：1万地质草测

在异常区南部发现一条北东向金矿化脉，为硅化破碎蚀变带，宽约1m，倾向北西，围岩为小瓦沟片麻岩。

在异常区北部存在的韧性剪切带，为红旗营-东双栅子近东西向韧性剪切带的一部分，为在简单剪切机制下形成的右旋滑脱型剪切带，受变形改造的岩石单位主要为小瓦沟片麻岩，糜棱面理产状，岩石强细粒化、片理化，混合岩化和退变质作用呈近东西向带状展布。发育绢云母化、绿泥石化、绿帘石化以及钾，异常关系密切。

4.2 面积性1：1万土壤测量

根据1：1 万土壤测量，圈定出两个异常HT5-1 和HT5-2。HT5-1 异常主要为Au、Ag、Mo、Pb 元素异常，该异常位于查证区的东北部，与近东西向韧性剪切带有关；Au、Ag、Cr、Mo 等元素均出现了较强的土壤异常，成矿度较高，具有三级异常浓度分带及较好的空间套合关系。查证区内成矿度大于0.1 的主要异常元素有Au、Ag。Au 具有0.765 的成矿度，异常衬度3.15，出现了148.3ng/g 的极大值；Ag 具有0.118 的成矿度，异常衬度1.595，出现了0.958μg/g 的极大值。

图1 异常剖析图

表1 1 号异常元素特征参数详

HT5-2 异常在查证区中南部有Au、Ag、Mo、Pb 等元素异常，浓度值较低，一般不分带，与北东向的断裂带有关。查证区内成矿度大于0.1 的主要异常元素有Mo、Li、Ag。Mo 具有0.42的成矿度，异常衬度1.30，出现了2.12μg/g 的极大值；Li 具有0.116 的成矿度，异常衬度1.072，出现了38.3μg/g 的极大值。Ag具有0.13 的成矿度，异常衬度1.15，出现了0.17μg/g 的极大值。

表2 HT5-2 异常元素特征参数详

对本区土壤样品元素作R 型聚类分析，并在R 型聚类分析的基础上作因子分析，以方差贡献百分比大于70%为确定因子个数的条件，截取了前5 个因子作为主要因子，载荷系数阈值取0.6 得到各因子的主要元素（表3）。

表3 正交旋转矩阵

得到各因子的主要元素As、Li、Hg、Pb （F1）为一类，表现出与中酸性高、中、低温岩浆热液有关的亲氧、亲硫成矿元素组合特征。Cr、Ni（F2）一期与基性超基性岩浆有关的元素组合，Au、Mo（F3）因子为与金成矿有关元素组合。表现为最早期高温亲氧元素热液矿化特征，因此该异常是多期次火山岩浆热液矿化迭加而成，矿化明显受构造控制。

得到各因子的主要元素As、Li、Hg、Pb （F1）为一类，表现出与中酸性高、中、低温岩浆热液有关的亲氧、亲硫成矿元素组合特征。Cr、Ni（F2）一期与基性超基性岩浆有关的元素组合，Au、Mo（F3）因子为与金成矿有关元素组合。表现为最早期高温亲氧元素热液矿化特征，因此该异常是多期次火山岩浆热液矿化迭加而成，矿化明显受构造控制。

表4 主要因子特征及其对应元素

4.3 电法测量结果

该区共布设5 条电法剖面。该区出露岩石为黑云角闪斜长片麻岩和黑云二长片麻岩，整体视极化率值偏高，无突出高值区。标本测定显示，黑云角闪斜长片麻岩视极化率数值较高。

200 线和220 线视极化率数值较稳定，只有单点异常，200线328 点处为斜长角闪岩透镜体，220 线362 点与366 点处位于北东向的矿化石英脉及破碎蚀变岩处。其它异常无明显已知地质体引起，应为黑云角闪斜长片麻岩中矿物不均匀性引起。290线、310 线和330 线也只有几个点异常，均位于韧性剪切带中，无明显的地质体与之对应。

表5 AS5 乙2 坟头山异常特征一览表

已知200 线352 点处为民采老硐，激电异常不明显。

激电异常点除330 线296 点落于土壤测量的金高值区内，其它异常点与土壤测量异常高值区无明显对应关系，也无明显的矿化体。

4.4 探槽揭露结果

该异常共施工探槽，清理老硐，样坎。样品测试元素为Au、Ag，两元素均未出现异常含量，未出现含量高于边界品位的样品出现，几个样品Au 品位大于0.10g/t，显示有矿化现象，但未见明显的矿化带，推测可能为韧性剪切带引起。另外，在老硐中采样也发现有矿化现象，由北东向的破碎蚀变带引起。

表6 AS5 乙2 探槽样品分析结果表

5 异常解释讨论

（1）该区异常元素组合以Au、Mo、Cr、Ni 为主，主成矿元素异常强度高，Au 为3 级浓度分带，Mo 为2 级浓度分带，异常形态呈北西向带状分布。

（2）异常区内构造主要为红旗营-东双栅子近东西向韧性剪切带，韧性剪切带内出露岩层主要为小瓦沟片麻岩,岩性主要为黑灰色中细粒黑云角闪斜长片麻岩，绢云母化、绿泥石化、绿帘石化以及钾化蚀变较强。主要成矿元素的异常中心主要位于韧性剪切带内。

（3）土壤测量发现区内主要存在2 个较强的异常中心，1 号异常主要为Au、Ag、Mo、Pb 元素异常，该异常位于查证区的东北部，新太古代黑云斜长片麻岩和古元古代侵入岩接触带的片麻岩一侧，近东西向韧性剪切带内。激电异常有异常，探槽揭露显示韧性剪切带内有金矿化，但未发现矿体。2 号异常在查证区中南部有Au、Ag、Mo、Pb 等元素异常，浓度值较低，一般不分带，有民采金老硐，北东向的矿化带激电测量有高值点；土壤面积测量也在矿化带上及附近有金矿异常高值点；说明该矿化较薄，且向下有延伸，产状较陡。

（4）探槽揭露显示韧性剪切带内有金矿化，但未发现工业矿体。2 异常所在的片麻岩地层中，沿北东向的断裂带有民采金老硐，基本分析表明，Au 可达工业品位。

（5）激电中梯测量表明2 号异常范围内的激电异常多为单点异常，应为薄脉状岩体或岩性差异引起。韧性剪切带内激电异常不明显，但视电阻率变化较大，应为不均匀地质体引起。

（6）该区异常应是主要由接触带的片麻岩一侧的近东西向韧性剪切带引起，Au 等元素局部可富集成矿。

6 成矿远景区分类

依据中国地质调查局《战略性矿产远景调查技术要求》等对成矿远景区的圈定要求，结合区内重要矿（化）点类型的形成条件及分布情况、化探异常特征等因素综合确定，将预测远景区划分为A、B、C 三类，通过对无矿权设置的异常检查，进一步圈定了找矿靶区。成矿远景区划分原则如下：

A 类：成矿条件十分有利，与已知矿床找矿模型表达的预测准则的吻合程度较高，预测依据充分，资源潜力大或较大，地表可见矿化露头或隐伏（盲）矿床存在可能性很大，可优先安排矿产预查的地区。

B 类：成矿条件有利，与已知找矿模型的预测准则有较好的相似程度，预测依据较可行，成矿信息集中，有一定资源潜力，可考虑安排地质工作的地区。

C 类：具有成矿条件，与找矿模型的预测标志和已知区类比，有可能发现资源，又根据现有资料（或成矿信息）推断具有一定的资源潜力的地区。

根据上述原则，该区划分为1 个B 类成矿远景区。

7 结论

该研究区内出露岩性为变质深成岩小瓦沟片麻岩,岩性主要为黑云角闪斜长片麻岩。构造主要为异常区北部的近东西向韧性剪切带，绢云母化、绿泥石化、绿帘石化以及钾化蚀变较强。

水系沉积物异常元素组合以Au、Mo、Cr、Ni 为主，Au 为3级浓度分带，Mo 为2 级浓度分带，异常形态呈北西向带状分布。

查证过程中发现，查证区北部的韧性剪切带内存在土壤化探Au、Mo 元素异常高值区，刻槽取样显示韧性剪切带内有金矿化，Au 最高0.53×10-6。在查证区南部有民采金老硐，Au 最高0.62×10-6。激电中梯测量表明区内激电异常不明显，多为单点异常，但视电阻率变化较大，应为不均匀地质体引起。

该异常应是由片麻岩中的热液蚀变所引起，是寻找金多金属矿的有利地段。