张家口市崇礼区麻岔窑—狼窝沟一带水系沉积物地球化学特征及找矿预测

邢欢　郭海全　陆利鹏　张才龙　孟衍　王艳哲　范启超

[摘要]通过在麻岔窑—狼窝沟一带开展1：5万水系沉积物地球化学测量，完成面积450 km2，圈定单元素异常630处，综合异常18处。经综合分析研究，下两间房（AS2）、大松沟门（AS14）综合异常具有良好的找矿前景。通过对下两间房（AS2）开展异常查证，发现矿化蚀变带及含矿石英脉16条，其中10条含金品位较高，规模较大，最高品位达19.66×10-6，具有进一步工作的意义。在综合异常解释及查证的基础上，结合区域成矿地质条件，划分中山沟—水晶屯、下两间房、马丈子—东坪、黑土沟—四台嘴四处金矿成矿远景区，为下一步勘查工作提供找矿靶区。

[关键词]麻岔窑—狼窝沟；水系沉积物；综合异常；找矿靶区

张家口—宣化（以下称为张宣）矿集区位于华北地台北缘燕山台褶带西部边缘相对隆起地带。从幔枝构造视角，本区属于华北地幔亚热柱的张宣幔枝构造区，成矿条件优越，矿产资源丰富。金矿主要分布在尚义—崇礼—赤城深大断裂以南，宣化、赤城、崇礼交界“金三角”地区，已发现东坪、小营盘、大白杨、水晶屯、黄土梁、张全庄等大、中、小型矿床（点）49处。

本次在河北崇礼区麻岔窑—狼窝沟一带开展1：5万水系沉积物测量工作，从元素分布特征、单元素异常特征、元素相关性、组合异常特征等方面进行研究，结合成矿地质条件型进行综合分析，优选成矿靶区，为下一步勘查工作提供依据。

1 地质概况

研究区位于华北陆块燕山—辽西裂陷带宣化—易县盆地，尚义—赤城深大断裂南侧。受区域地壳岩浆热事件的影响，主要发育有EW、NW-NWW、近SN和近EW向的次级断裂，深断裂及其派生的次级断裂控制了本区岩浆活动和金矿成矿作用。区内出露地层主要有新太古界崇礼下岩群谷咀子岩组变质岩（Ar23g）、早白垩统张家口组火山岩（Ka1z）及第四系。其中谷咀子岩组变质岩在区内大面积出露，岩性主要为黑云母斜长片麻岩，含紫苏黑云斜长片麻岩，斜长角闪岩、含石榴子透辉角闪片麻岩、角闪透辉变粒岩、混合岩及磁铁石英岩。下白垩统张家口组出露于测区西部，岩性主要为凝灰岩、流纹岩及凝灰质砂岩。第四系为现代沉积，多为冲洪积、坡积和残坡积，分布在盆地和较大的河谷。

区内岩浆活动强烈且频繁，自太古代至中生代形成了太古界变质闪长岩、海西期碱性二长杂岩体、印支—燕山期二长花岗岩及斑状花岗岩。

2 地球化学特征

2.1 区域地球化学特征

研究区主要地质单元岩石测量结果与全省均值（岩石）和中国东部岩石测量结果相比，Au元素的含量在太古界崇礼群中最高，明显高于其他地质单元和全省及中国东部岩石均值，由此认为崇礼岩群是本区金的矿源层（表1）。

区域化探资料显示，区内大部分为金的高背景分布区，金的高背景区与太古界崇礼岩群变质岩密切相关，西侧白垩系张家口火山岩区为金的背景分布区，金异常多产于海西晚期二长杂岩体与太古界变质岩的内接触带上，带内断裂和裂隙十分发育。区域上沿鸟龙沟—上黄旗深断裂及宣龙复式向斜东北部有一条北东向的有色金属元素的高背景区，研究区位于此高背景区内，该高背景区以Pb为主体，Pb含量较高且连续完整。Ag、Pb、Zn异常出露地层多为太古界变质岩和中生界白垩系火山岩。

2.2 样品采集与测试

水系沉积物测量是当前一种高效的化探找矿方法。本次在研究区完成450 km2水系沉积物测量工作，共采集样品1881件，平均采样密度4.18点／km2，采样点主要分布在一、二级水系内，位置一般选择在沟底凹陷处，沟谷转弯内侧凸出部位，取样时在取样点15～30 m范围内，多点采集合并为一个样，取样介质以粉砂、细砂为主。采样及加工粒级为-60目，送样重量不小于150 g。共分析Au、Ag、Cu、Pb、Zn、Cd、As、Sb、Bi、W和M011种元素，Au采用微珠比色法，Ag、Cu、Pb、Zn、Cd采用原子吸收分光光度法，As、Sb、Bi采用原子荧光法，W、Mo采用极谱法，样品测试由河北地勘局物探大队实验室承担，其测定方法、检出限、合格率、密检样抽样合格率均满足规范要求，采用三层套合方差分析，通过F检验（方差分析），在信度a=0.05的条件下，各元素F1值均大于F0.05的临界值（1.554），表明分析的11种元素数据可利用。

2.3 主要地球化学参数特征

本次通过计算统计了全区1881件样品各元素的算术均值、算术标准离差及变异系数（表2）。Au均值远远大于区域丰度值外，说明金在本区基本上呈高背景或异常分布。Ag、W、Mo高于区域丰度值，这三种元素在测区内基本上呈背景和高背景分布，其他元素基本接近区域丰度值，这些元素在测区内大面积呈背景分布，全区正负异常分布大体相当。

变异系数是反映元素相对富集和分散程度的变量，是判断区域成矿潜力的主要指标之一。变异系数值大说明元素在不同地区分配不均衡，在局部区域存在富集现象，并形成区域性或局部性的异常区，甚至强烈富集形成矿床，其值越高找矿信息越强。

元素按变异系数由大到小排列为：Au、Mo、Bi、Pb、Ag、Sb、Cu、W、Zn、As、Cd。其中Au、Mo、Bi、Pb、Ag變异系数>0.50，属于分布极不均匀的强分异型，反映这些元素在后期地质改造作用下分布很不均匀，在局部地段具有明显的富集成矿趋势。Sb、Cu、W、Zn、As变异系数介于0.3～0.5，属于分布不均匀型，这些元素在测区内大部分地区呈均匀分布，在局部地段有相对富集的趋势。

综上所述，Au、Mo、Ag的均值和变异系数都很高，表明在后期地质改造中具有极其显著的富集矿化趋势，具有很强的找矿信息，Pb的均值较低，但其变异系数较大，在局部地段也有望成矿。

2.4 元素的分布特征

金全区平均值（13.515×10-9），明显高于区域丰度值（1.040×10-9），除白垩系张家口组外其余三个地质单元的均值也都高于区域丰度值，高背景区多分布于太古界崇礼岩群中且与海西期二长岩的关系密切，异常多呈不规则状分布于高背景区内。

银全区平均值（0.106×10-9），高于区域丰度值（0.088×10-9），太古界崇礼岩群和海西期二长岩的均值高于区域丰度值；白垩系张家口组和燕山期花岗岩区的均值低于区域丰度值。高背景多分布太古界崇礼群中，异常多呈不规则状分布于高背景区内。

钼全区平均值（1.323×10-9），高于区域丰度值（0.790×10-9），除燕山期二长花岗岩外其余三个地质单元的均值也都高于区域丰度值，高背景多分布于太古界崇礼群和白垩系张家口组中，异常多呈不规则状分布于高背景区内（图1）。

2.5 元素的相关性分析

R型聚类分析是当前研究地球化学数据的参数统计和多样本的分类与分组的常用数理统计方法，通过多个变量之问的相关系数来定量研究元素之间的聚集和分离，多用于判断矿床成矿类型与成因，研究成矿元素的迁移。本次对全区1881件样品11个元素进行R型聚类分析，在相关系数0.45的水平上，11个元素可分为Mo-Pb-Ag-Bi-Sb、Au、W、Cu、Cd、Zn、As，共7组。Au单独一组，Au元素热液沿海西期水泉沟碱性二长杂岩体内外接触带的活动中富集成矿，成矿过程中往往呈单一的金矿产出，基本不伴生其他矿产（图2）。

2.6 异常固定

本文通过内插法对11种元素异常进行了圈定，共圈出630个单元素异常，经筛选后归并为18个综合异常，其中甲类异常4个，乙类异常11个，丙类异常3个。其中以Au元素为主的异常15个（表3），各异常所处的地质构造条件相似，故只以ENAP值排序，∑NAP由大到小为AS15、AS2、AS10、AS11、AS14、AS5、AS18、AS8、AS9、AS17、AS4、AS3、AS13、AS1、AS7；以Ag、Mo为主的异常3个，各异常所处的地质构造条件相似，故也只以∑NAP值排序，∑NAP由大到小为AS12、AS16、AS6（表3）。

3 重点异常解释与查证

下两间房（AS2）异常位于尚义—赤城深大断裂南侧，浓集中心位于崇礼区下两间房一带，面积15km2，东西展布，向北未封闭，主要出露有海西期二长岩及太古界崇礼群变质岩（图3）。区内产出有多组北东及北东东向的构造蚀变带及石英脉，普遍具褐铁矿化，多具金矿化，区内有下两间房金矿点，北部有杨木洼金矿。该异常是以Au为主的异常，面积大，强度高，具4级浓度分带，最高值1829×10-9，平均值165.35×10-9（表5）。

本区水系不太发育，基岩出露较好，主要采用地质勘查和岩石剖面测量开展异常查证工作，初步发现了19条蚀变带及石英脉，其中16条具有金矿化，最高含金达19.66×10-6，故该异常由含金石英脉和含金钾化蚀变岩引起，为矿致异常，且异常与东坪异常（AS10）的地质背景相同，异常特征十分相似，具良好的找矿远景。

4 找矿远景分析

本次在综合异常解释及查证的基础上，结合区域成矿地质条件，划分中山沟—水晶屯、下两间房、马丈子—东坪、黑土沟—四台嘴四处金矿成矿远景区，为下一步勘查工作提供找矿靶区（图4）。

4.1 中山沟—水晶屯Au成矿远景区

远景区位于中山沟—水晶屯一带，面积45 km2，包括AS4、AS9、AS11、AS12、AS13五个异常，为甲类和乙类。该远景区为Au的高背景区及异常比较集中分布区，区内还有大范围的金重砂异常，地层为太古宇崇礼群，岩体为海西期二长杂岩体。NW向断裂横穿远景区并成为崇礼群和二长岩的分界线，区内断裂活动和热液活动频繁，为Au矿体的形成提供了有利条件，矿产以Au矿为主，并有已知中山沟和水晶屯中型金矿产出。

4.2 下两间房Au成矿远景区

远景区位于三道河—下两间房—二道营一带，面积35 km2，包括AS2、AS3、AS5三个异常，均为乙类。该区为Au的高背景区及异常比较集中分布区，区内有大范围的金重砂异常，出露地层为太古界崇礼群，岩体为海西期二长杂岩体。北西向断裂横穿远景区并成为崇礼群和二长岩的分界线，远景区内断裂活动和热液活动频繁，为Au矿体的形成提供了有利条件。AS2异常经查证发现了多条含金石英脉。

4.3 马丈子—东坪Au成矿远景区

远景区位于马丈子—东坪一带，面积35 km2，包括AS8、AS10两个异常，为甲类和乙类。区内为Au的高背景区及异常比较集中分布区，大面积出露海西期二长岩，远景区内北部有燕山期花岗岩出露，太古宇崇礼群出露于远景区南部。远景区内有Au的重砂异常分布，大型金矿东坪金矿位于此远景区内。

4.4 黑土沟—四台嘴Au成矿远景区

远景区位于黑土沟—四台嘴一带，面积60 km2，包括AS14、AS15、AS16、AS17、AS185五个异常，多为甲类和乙类。该区为Au的高背景区及异常比较集中分布区，有大范围的金重砂异常分布。区内太古界崇礼群大面积出露，海西期二长杂岩零星出露，西部有燕山期花岗岩体出露，黑土沟中型金矿及四台嘴金矿点位于此远景区内。

5 结论

（1）通过1：5万水系沉积物测量，圈定Au、Ag、Cu、Pb、Zn等11种元素单元素异常630處，经筛选后归并为18个综合异常，其中甲类异常4个，乙类异常11个，丙类异常3个，以Au为主异常15个，以Ag、Mo为主异常3个，在综合异常解释及查证的基础上，结合区域成矿地质条件，划分中山沟—水晶屯、下两间房、马丈子—东坪、黑土沟—四台嘴四个金矿成矿远景区。

（2）通过对下两间房（AS2）异常开展质量查证，发现矿化蚀变带及含矿石英脉16条，其中10条含金品位较高，规模较大，从地质剖面看，金最高品位达19.66×10-6，且具有良好的（成矿）地质特征，综合表明本区具有进一步地质工作的必要。

（3）研究区大面积分布的富含金的太古宇崇礼群变质岩，钾化发育的海四期二长杂岩体及燕山早期花岗岩，以及频繁活动的崇礼赤城深断裂及其派生的一系列断裂构造带，为金矿的形成提供了充足的矿源和有利的导矿通道及储矿空间，是形成金矿极为有利的条件。找矿方向以崇礼岩群变质岩内（注重北西向导矿构造的评价）及海西期二长杂岩体与崇礼群变质岩的内外接触带为主。