河北省狮子沟一带成矿前景分析

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河北省狮子沟一带成矿前景分析
尹晨潇
摘要：研究区内主要为早白垩世张家口组中酸性火山岩，此外，零散分布的沿火山喷发中心侵入的低位侵入岩，构造较为发育，在多期火山活动及热液通道均具备的情况下，本区具有良好的热液汇聚、结晶沉淀的条件。

区内地物化异常较为吻合，成矿条件较好，具热液型及斑岩型多金属矿成矿前景。

关键词：多金属矿；斑岩—热液型矿床
1 区域地质背景
本区大地构造位置，位于柴达木—华北板块（Ⅰ级）的华北陆块（Ⅱ级）内，中太古代晚期－古元古代属于阴山—冀北微陆块（Ⅲ级）；中元古代—中三叠世属于华北陆块北缘隆起带（Ⅲ级）；晚三叠世—早白垩世属于大兴安岭—太行山中生代板内造山带多伦—蔚县火山喷发带内（Ⅲ级），叠加于早期不同构造单元之上。

根据区内构造及岩石分布特征，进一步划分出中生代狮子沟构造洼地，南侧与红旗营-肖家营古元古代裂陷槽角度不整合接触，东西两侧不整合于驿马图及马营构造拱起。

洼地内主要为早白垩世张家口组中酸性火山岩，此外零散分布的沿火山喷发中心侵入的低位侵入岩，包括潜流纹岩、石英正长斑岩、花岗斑岩等。

根据区域构造发展史、沉积建造、岩浆活动、变形变质及沉积地层间的明显间断及区域性角度不整合等，将调查区划分为吕梁期构造层、华力西期构造层、印支期构造层、燕山期构造层和喜山期构造层。

1.1 地层
张家口组于区域内大面积出露，其岩石组合以酸性、中酸性到偏碱性的一套火山碎屑岩、熔岩、碎屑熔岩等为主，夹少量砂质砾岩。

覆盖于变质基底及早期侵入岩之上，被燕山期石英正长斑岩、花岗斑岩侵入。

将其划分为四个岩性段。

张家口组一段。

在大夹道沟村一带张家口组一段角度不整合覆盖于古元古代二长花岗质片麻岩之上，二者产状大角度相交。

该组一段主要为一套粗安岩、粗安质含角砾熔结凝灰岩、粗安质熔结凝灰岩及粗安质熔集块岩等。

在粗安岩中，可见红顶绿底的特征，包括多个喷发韵律，下部粗安岩为灰绿色，岩石斑晶含量较多、晶型较好，上部粗安岩为灰紫色，岩石斑晶含量较少、晶型差。

在靠近火山口部位，可见为粗安质含集块凝灰角砾岩及粗安质火山集块岩。

张家口组二段。

张家口组二段凝灰质砂砾岩整合于张家口组一段粗安质角砾熔结凝灰岩之上。

二段底部为紫红色凝灰质砾岩、灰色细砂岩、灰绿色粉砂岩，自下而上粒度由粗变细，呈现出正粒序的特征，反映了水体由浅变深，水动力由强到弱的变化特征，可能为一火山口湖沉积产物。

灰绿色粉砂岩中，局部可见褐黄色泥质条带，可见水平层理、交错层理、重荷模等沉积构造。

其上出露大面积的紫红色、灰紫色流纹岩、流纹质熔结凝灰岩、流纹质角砾凝灰岩，在靠近火山口部位为流纹质火山角砾岩或集块岩。

张家口组三段。

北部大面积出露，三段底部出露小范围凝灰质砂砾岩、凝灰质砂岩整合覆盖于二段流纹岩或流纹质火山碎屑岩之上，在八塔沟一带其上出露较大面积的沉凝灰质火山角砾岩或沉凝灰岩，上部总体为一套灰紫色-灰绿色粗面岩、气孔状粗面岩、石英粗面岩、近火口处出露粗面质火山角砾岩。

张家口组四段。

北部小面积出露，整合覆盖于张家口组三段之上，产状较平缓，下部主要为流纹质含角砾熔结凝灰岩、灰白色凝灰岩；中部出露大面积灰白色、灰色及浅褐黄色流纹岩、流纹质含角砾熔结凝灰岩、流纹质凝灰岩，上部出露小范围的玻基流纹岩。

在靠近火山口部位为流纹质火山角砾岩、集块岩。

1.2 岩浆岩特征
早白垩世石英正长斑岩。

呈岩滴状产出，出露范围较小，侵入于张家口组中，部分位于火山喷发中心。

岩石风化面土黄色，新鲜面浅肉红色，为斑状结构，块状构造。

岩石由斑晶及基质构成，斑晶主要为钾长石，含量25%；斜长石较少，含量5%；石英及暗色矿物少见。

钾长石为自形—半自形，宽板状，大小约在2.4mm～5.0mm左右；斜长石呈自形—半自形板柱状，晶径2.0mm～4.7mm。

基质为微细粒结构，成分同斑晶，粒径多在0.05mm～0.5mm之间，含量分别为石英13%、钾长石42%、斜长石10%、黑云母及角闪石等少量，副矿物主要为磷灰石、磁铁矿、锆石等。

部分岩石为疏斑结构—基质微晶结构、微文象结构，块状构造。

斑晶由钾长石组成，大小一般0.4mm～1.2mm，
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零星分布，含量约5%。

基质由长英质组成，主要为钾长石，具高岭土化，多杂乱分布于微文象粒间，少量嵌布于微文象粒内，多见钾长石与石英呈文象状交生，构成微文象结构，少部分可见长石呈微晶状、微粒状、板条状，石英呈粒状，粒径多在0.02mm～0.2mm左右，基质少量具褐铁矿化。

1.3 构造特征
尚义－平泉深断裂紧邻狮子沟南部通过，受该深断裂影响，区内构造十分发育，主干断裂为东西向，此外还有一般断裂和火山断裂。

主要断裂构造分布在狮子沟北西部，为性质不明断裂，走向北北东，近直立，断裂带最宽处约5m～6m，岩石破碎，局部褐铁矿化较发育，紫色萤石含量明显。

区内出露一条NE向小断裂，分布在异常区中南部，断裂长度不明，产状75°~88°，宽约2m，填充断层角砾岩及断层泥，填充物为断层角砾岩夹断层泥，呈灰黄色，浅灰褐色，具普遍的褐铁矿化，角砾成分为围岩粗安岩。

2 地球物理特征
2.1 重力异常特征
张家口期狮子沟火山洼地布格重力异常图上呈东西向不规则状的重力低异常现象，异常峰值有两个，都为-140×10-5m/s2。

北部布格重力异常等值线稀疏，场值比南部高。

在西北部局部出现重力高异常。

剩余重力异常图上与布格重力异常图上相似的重力低异常，在南部重力场值最低，异常幅值为24×10-5m/s2。

在上延不同高度的重力垂向二次导数图上仍为东西向重力低异常，特别是在上延2km高度的重力垂向二次导数图上其形态和轮廓与剩余重力异常图上的反映十分相似。

依据不同上延高度重力垂向二次导数图上零值线的移动情况分析，盆地产状南界向北倾，西侧向东倾，北界向南倾，东界向西倾。

从通过盆地的重力模拟剖面图可知，该盆地为北浅南深的簸箕状盆地，其中生界地层由北向南逐渐加厚，由北部的500m到南部的盆地中心增厚至2200m左右，在张家口组下部有隐伏的多期次、多种岩性的岩体存在。

该盆地位于大断裂交汇部位以及遥感大环型构造套小环型构造部位，进一步验证了西狮子沟火山构造洼地的分布形态。

2.2 激电异常特征
激电中梯异常曲线显示，视极化率背景场在1.0%左右，3条剖面曲线均有一定的激电异常存在，但极值较低，没有明显高值区，在强褐铁矿化、沿裂隙多金属矿化稍强的位置，视极化率可达到2.6%，显示金属硫化物含量整体较低，高值位置与矿化蚀变带吻合，曲线呈锯齿状跳跃无规律，显示金属硫化物含量不稳定。

收集资料显示，激电测深显示深部无明显激化体，推测深部矿化较弱且不稳定。

3 地球化学特征
东北部异常集中区分布于早白垩世张家口组内，异常整体呈环带状展布，与狮子沟火山构造洼地的形态、范围一致。

局部异常围绕喷发中心呈环状分布，反映了Ⅴ级火山结构的存在及分布特征。

3.1 化探异常特征
根据1:50000水系沉积物测量成果（河北省地质调查院，2016年），区域内存在AS-30-乙1异常。

该异常位于区域中东部，东经：115°19′27″～115°24′32″北纬：41°04′57″～41°10′02″，面积36.71km2。

构造上位于张北-沽源大断裂南东侧。

异常长轴南北向，呈不规则状分布在张家口组二段石英粗面岩、流纹质凝灰岩、粗面质角砾岩及张家口组一段粗安岩、粗安质角砾岩、流纹质凝灰岩之上，由Au、Ag、Cu、Pb、W、Mo、Hg、Zn、Sn、Cd、Cr、Ni、Bi、As、Co、Sb元素组合，其中Au、Ag、Pb、Mo、Hg、Zn、Sn、Cd、Bi元素异常规模相对较大，Au、Ag、Pb、Sn、Cd异常具有三级浓度分区，Ag、Pb、Hg、Zn、Sn、Cd元素异常套合较好。

Cu、W、Cr、Ni、As、Co、Sb元素异常规模相对较小。

该异常位于沽源—张北深大断裂南东侧。

异常是由岩浆期后热液成矿活动引起的，从规模上看，∑NAP=581.74，Au元素异常NAP=82.27，Ag元素异常NAP=74.91，Pb元素异常NAP=54.80，Mo元素异常NAP=27.28，Hg元素异常NAP=32.63，Zn元素异常NAP=44.61，Cd元素异常NAP=137.16，Sn元素异常NAP=53.82，Au、Ag、Pb、Mo、Hg、Zn、Sn、Cd元素异常规模相对较大，衬度值相对较高。

异常浓集中心位于北东向推测断裂带两侧，异常外围断裂构造发育，张家口组火山碎屑岩褐铁矿化明显，火烧皮广泛发育，石英细脉广泛发育，反映出后期热液活动较强，岩石露头沿节理破碎强烈，反映了后期构造活动范围较广，成矿地质条件整体较好。

3.2 土壤异常特征
异常呈多峰连续分布，Pb、Zn、Ag分布同位、消涨同步，同时分散分布若干Mo高值尖峰；3条剖面的异常段对应相连，形成一条北北西向分布，宽度约100m，垂直剖面的异常带。

可以看出，曲线整体上有高值区，高值区与断裂构造及蚀变带位置吻合较好，异常很好的指示出了矿化位置，但高值区内曲线跳跃剧烈，反映了矿化极不稳定。

面积性土壤异常显示Mo位于异常区中部，Pb、Zn处于外围的分带特征，主要异常元素为Pb、Zn、Ag，异常大体呈北西向分布，共圈定9处综合异常，见附图43，Pb原
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生晕高值多介于346×10-6～813×10-6之间，Zn原生晕高值多介于412×10-6～924×10-6之间，高值异常反映出元素富集比较强烈。

经聚类分析，Pb、Zn具有伴生关系，Cd 对其具有指示作用，As对Ag具有指示作用，Sb对Mo具有指示作用，含量增减同步变化。

Cu与W呈负相关，Cu 富集地带W相应贫化，反之亦然。

3.3 土壤异常特征
早白垩世石英正长斑岩样品投影点大部分落入造山期后或非造山花岗岩区或其分界线附近，为以伸展为主的构造环境。

在Al2O3-SiO2、TFeO/（TFeO+MgO）vs SiO2及R1-10000Ga/ Al相关图解中，均落入后造山、非造山的花岗岩类区域内。

上述特征，均表明区内早白垩世中粒二长花岗岩、石英正长斑岩及花岗斑岩形成于大陆内部拉张构造环境，属于非造山或造山期后的A型花岗岩。

早白垩世石英正长斑岩稀土元素总量较高，∑REE平均为219.21×10-6，变化范围为88.63×10-6～370.58×10-6；轻稀土明显富集，LREE范围为78.77×10-6～339.99×10-6，平均值为199.21×10-6；HREE范围为9.86×10-6～30.59×10-6，平均为20.00×10-6；LREE/HREE=7.98～11.11，平均值为9.42；其（La/Yb）N比值的浮动在3.51～14.33之间，平均为9.28，表明了轻重稀土之间分异较为明显；δEu为0.04～0.18，平均为0.09，相对较强负异常；轻稀土分馏程度（La/Sm）N为5.64～7.45，平均为6.85；重稀土分馏程度（Gd/Yb）N为0.93～2.32，平均为1.64；轻稀土分馏程度大于重稀土分馏程度。

稀土配分模式表现为右倾型“V”型曲线，铕强烈，反映了岩石经历了较强的分异作用。

岩石富集大离子亲石元素Rb、K、Th、U、La、Ce、Nd、Zr、Hf、Sm和重稀土元素Y+Yb+Lu；而亏损Ba、Nb、Sr、P和Ti、Ba、Nb、Sr负异常指示岩体在形成过程中，岩浆发生了斜长石的分离结晶作用或岩浆源区残留有斜长石。

P、Ti偏低可能与磷灰石、钛铁氧化物和斜长石的结晶分异有关。

Rb/Sr=4.17～12.50，平均值为8.31，大于地壳平均值。

以上总体反映该类侵入体岩浆分异程度高，岩浆来源以地壳为主的特征。

石英正长斑岩均呈岩基、岩株状产出，部分为岩滴状，总体显示被动侵位的特征，其就位环境多与火山喷发中心及火山断裂有关，结合异常特征及范围特征分析，在中生代地层下部存在石英正长斑岩隐伏岩体。

4 矿化蚀变特征
岩石普遍发育褐铁矿化，局部可见零星绿泥石化、硅化细脉。

褐铁矿化主要发育在岩石节理面中，矿化部位呈黄褐色至黑褐色层状，矿化裂隙层厚一般小于2mm，由节理面向岩石内部颜色递浅，基岩内部新鲜断面基本无矿化。

整个异常区褐铁矿化发育普遍，局部地段裂隙较密集地带呈铁锰矿化状。

区内发育四条较明显的褐铁矿化蚀变带，S1蚀变带产状为65°∠85°，产于粗安岩中，走向与粗安岩主节理走向一致，带内岩石节理发育，节理间距5cm～10cm，带宽约2m，具褐铁矿化、高岭土化，节理面及岩石内部均呈黄褐色，表明矿化较充分，因植被覆盖，蚀变带长度未知。

S2、S3矿化特征与S1类似，以褐铁矿化为主。

S4为断裂带填充物矿化，产状与断裂带一致。

研究区内存在三道沟金多金属矿化点，矿化点处出露地层为张家口组，岩性主要为灰绿色流纹岩。

斑状结构，块状构造，斑晶主要为钾长石和石英，基质为隐晶质。

矿化蚀变带长轴方向走向约150°，矿点周围有Au、Ag、Cu、Pb、Mo等化探元素异常。

矿化蚀变带长约1km，宽约30m，蚀变带产状95°∠80°。

蚀变岩颜色为浅黄褐色，高岭土化发育，泥状，蚀变岩内发育多条钙质条带，走向与蚀变带一致。

围岩为蚀变流纹岩，呈红褐色，褐铁矿化、黄铁矿化发育。

5 结论
（1）区内金矿化点均发育硅化、褐铁矿化、高岭土化等围岩蚀变，部分矿点处存在黄铁矿化，前述围岩蚀变是本区寻找热液型金属矿的重要找矿标志。

（2）区内石英正长斑岩体与中亚成矿域斑岩大规模成矿模型高度一致，存在斑岩型铜钼矿的成矿条件。

（3）化探异常位于4个火山口形成的区域中心部位，区内北东向断裂发育明显，规模较大，部分地段次级构造及岩石裂隙发育强烈，在多期火山活动及热液通道均具备的情况下，本区具有良好的热液汇聚、结晶沉淀的条件。

（4）∑NAP=581.74，Au元素异常NAP=82.27，Ag元素异常NAP=74.91，Pb元素异常NAP=54.80，Mo元素异常NAP=27.28，Hg元素异常NAP=32.63，Zn元素异常NAP=44.61，Cd元素异常NAP=137.16，Sn元素异常NAP=53.82， Au、Ag、Pb、Mo、Hg、Zn、Sn、Cd元素异常规模相对较大，衬度值相对较高。

综上所述，本区具有较好的热液型、斑岩型多金属矿成矿条件，区域内岩体剥蚀较弱，矿化体保存较完整，具有较强的成矿潜力。

上述特征与大东沟钼多金属矿的岩体特征类似，元素富集种类与特征类似，两区域距离较近，反映了本区具有很大成矿潜力。

（作者单位：河北省地质调查院）
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