河北金厂峪金矿床成矿规律研究及深部找矿预测

河北金厂峪金矿床成矿规律研究及深部找矿预测摘要：该文通过引用多种成矿理论对金厂峪金矿已有地质资料进行系统整理，对金厂峪金矿区范围内的Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ带及深部开展地质、构造等综合研究，总结了构造透镜体控矿和断裂构造控矿规律，形成多期岩浆热液型成因、韧-脆性剪切带构造控矿、石英脉型和复脉带型金矿床的认识，对原有成矿模式进行修正，建立新的成矿模式，预测金厂峪金矿找矿靶区，成效明显。

关健词：河北金厂峪金矿成矿规律综合研究找矿预测
河北金厂峪金矿床累计探明储量近60多t，由于多年开采，截止2004年底，矿山保有金属量仅2.6t，资源严重危机。

为了寻找黄金接续资源，实现地探增储和找矿突破，中国黄金集团公司组织集团内部专家对金厂峪金矿已有科研成果、探矿资料、生产开拓系统等矿山地质资料进行整理分析，开展地质综合研究和成矿规律研究，共同完成了“河北金厂峪金矿床成矿规律研究及深部找矿预测”科研项目，并对金厂峪金矿区深部进行了有效的盲矿预测，在第二成矿空间找到了金矿体，增储10.8t，使资源危机矿山再次走上良性发展的道路。

1 金厂峪金矿区前期探矿工作概述
1965年—1968年，由地质部金矿地质局和中国黄金矿产总公司组成了跨系统的地质、设计、基建施工“三结合”的金厂峪勘探大会战，累计探获C+D级储量41.7t、表外矿3.9t。

1975年—1982年，河北省
地质五队在金厂峪矿区开始第二轮找矿，总共提交储量 2.58t。

1994年—1998年，矿山组织勘探力量对预测靶区进行验证，历时4年时间，施工钻孔57个，完成钻探工程量42613.83m，探获D级金属量5.7t。

2 区域地质背景
金厂峪金矿床位于天山—阴山东西向构造带（Ⅰ级）、燕山褶皱带（Ⅱ级）、燕山准地槽（Ⅲ级）、马兰峪复背斜与山海关隆起（Ⅳ级）的衔接处（图1）[1]。

该区是我国太古宙高级变质岩主要出露区之一，在构造上经历了前寒武纪的多期变形、变质和岩浆作用，以及显生宙的后期改造作用，从而使得地质、构造条件极为复杂。

区内地质构造复杂，构造体系、类型发育齐全。

基本上经历了三次大的构造运动，早期的东西构造为先，南北向构造次之，后期的新华夏构造体系叠加和改造了前期的构造形迹，形成了目前的地貌布局。

区内岩浆活动频繁，主要为燕山期的花岗岩，在矿区西部青山口和西北部贾家山一带，以中酸性岩体为主。

3 矿区地质特征
金厂峪金矿床分布在南北长6200m、东西宽200～900m的狭长的含金片理化带内，出露面积5km2。

矿区分为相连的三个矿段：北部黑石峪矿段（36线以北）长约1700m，中部金厂峪矿段（36—43线之间）长约1500m，南部桑家峪矿段（43线以南）长约3000m（图2）。

主要金矿体集中于中部金厂峪金矿段。

3.1 地层
矿区地层为冀东太古界八道河群王厂组，主要岩性为透辉斜长角闪岩，其下部常有角闪石英岩夹磁铁石英岩出现。

矿区西部出露有角闪斜长片麻岩，矿区内出露有斜长角闪岩和混合岩化长英质条痕斜长角
闪岩。

3.2 构造
矿区内构造发育，其构造形迹比较复杂，从现存的现象中，大致能够恢复基本轮廓，依其叠加和穿插关系，可划分出三次较大构造期。

(1）早期的东西向构造
本期构造由于后期构造的改造，在矿区内其形迹保留极少，只在16线和37线保留东西向的一些痕迹，并可看出片理化带岩脉呈东西向展布。

(2）中期的南北向构造
南北向构造在矿区内形成了一组紧密褶皱和挤压应变带，受后期地质事件作用的影响，使其呈北北东向展布。

本期构造是控矿、成矿的主要构造。

在构造应力集中区内形成一套片理化岩石，由于分异和压熔作用，使其主成份发生运移，硅、钠、
金沉淀并富集在片理化带内形成金矿床。

(3）晚期新华夏构造
本期的构造形迹明显，以断裂为主，并对以前的印支、燕山期构造进行叠加、复合、改造。

在断裂带内出现十几厘米到几米厚的断层角砾和断层泥。

依据相互关系，可分：FⅠ组断裂、FⅡ组断裂、FⅢ组断裂、FⅣ组断裂和FⅤ组断裂。

上述5组断裂，叠加在脉带和矿体上，并对矿体的完整性和连续性有破坏作用，其中FⅣ组断裂对矿体破坏大，断距达10m，同时在一些低层次的羽状剪切裂隙中，又使含金黄铁矿重新聚集，对矿体的形成又是相对有利的因素。

[2]
3.3 岩浆岩
在矿区西部2km和西北7km处出露有燕山期的青山口和贾家山花岗岩体，在矿区内部出露的只有脉岩相的岩石。

4 矿床地质特征
4.1 矿带分布特征
金厂峪金矿区北起36线南至43线，总长1500m，总宽460～900m。

主要脉带由西向东划分为0、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ共六个脉带，多呈北北东向分布（图3）。

0、Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ脉带
F119—断层编号；Ⅲ—含金复脉带编号。

北至32线尖灭；Ⅱ、Ⅴ两脉带北与黑石峪脉带相接；0、Ⅳ、Ⅴ脉带向南延伸到桑家峪；Ⅱ脉带南延至39线。

依走向分为三大组：20°组走向18～45°；0°组走向340～17°；60°组走向45～70°。

4.2 各含金复脉带的特征
(1）0脉带：分布于矿区西侧，呈脉状及透镜状。

走向北东或近南北，倾向南东或东长几米至百米左右，厚几米。

地表露头由绢云母片岩—钠长石英脉组成，有零星矿体。

(2）Ⅰ脉带：分布于24～27线间，长1000m，宽10～25m。

走向北东，倾向北西，倾角40～60°。

以次生石英岩为主，地表矿化不连续，但局部有绢云母片岩～钠长石英脉并矿化较好，在11～27线间与Ⅱ带复合。

(3）Ⅱ脉带：分布于36～43线间，长1500米，宽20～85m。

走向20°，倾向南东或北西，倾角80°左右。

岩性以石英脉、绢云母片岩～石英脉、绢云母片岩～钠长石英脉及绢云母片岩为主。

(4）Ⅲ脉带：分布于19～20线，长850m，宽20m。

走向20°，倾向南东，局部倾向北西，倾角60～83°。

岩性以绢云母片岩和绢云母片岩～钠长石英脉为主。

(5）Ⅳ脉带：浅部分布于20～19线间，长700m，该脉带8线南有零星的集聚的脉群，宽10～54m。

此脉带向下部平行于Ⅲ脉带并靠近会合向下延伸。

(6）Ⅴ脉带：分布于矿区东部，地表出露长约1300m，宽17～72m。

该带走向20°，倾向北西，倾角85°或近直立。

钻孔控制最低标高在-700m见矿，仍未尖灭，说明深部还有较好的矿化存在，有很好的找矿
前景。

上述六个脉带，多呈雁形状似“多”字形排列，其脉带内部0°组的脉体从不越过20°、60°组的脉体。

含矿最好者为Ⅱ、Ⅲ带，0、Ⅰ、Ⅴ、Ⅳ脉带次之。

5 矿体特征
5.1 矿体产出特征
在0～V六个含金复脉带内共圈出16个工业矿体，矿体在空间分布上具有一定的规律性，含矿脉带主要赋存在迁西群韧性剪切带内绿片岩中，由绿泥石片岩、绢云母片岩以及分布在其中的石英脉、钠长石英复脉组成。

矿体规模相差悬殊，最大者长890m，小者长仅数米，一般长度50～150m，厚度—般1～6m，最厚40m。

矿体形态极为复杂，有脉状、透镜状、扁豆状、褶曲状、弯钩状等（图4）。

0脉带矿体：位于矿区最西部，在3～7线间及16线附近，标高由410～180m，由四个小矿体组成，地表矿体走向南北或30°，倾向东或北西，倾角55～80°。

最大一条矿体16线29孔控制，见矿标高235m，长95m，假厚8m，品位11.04×10-6，但距主矿体较远。

Ⅰ脉带矿体：位于1～29线间，由探槽、老硐、钻孔及少量坑道控制。

控制标高310～175m。

该矿体连续性差，走向20°，倾向大部北西，倾角65～75°。

一般长15～40m，厚2m左右，最厚达8.5m，延深不超过90m。

平均品位10.44×10-6。

Ⅱ脉带矿体：分布于42～43线间，有Ⅱ-1～Ⅱ-5五个规模较大的矿体组成
（图5）。

Ⅱ-1矿体：位于2～30线间，标高415～160m。

倾向南东，倾角
Ⅱ-2矿体：位于2～42线间，标高343～193m，倾向南东，倾角70～80°。

Ⅱ-3矿体：位于4～14线间，标高340～147m。

倾向东，倾角61°。

Ⅱ-4矿体：位于4～7线间，标高358～204m。

倾向南东，倾角78°。

Ⅱ-5矿体：位于4～43线间，标高314～20m。

倾向南东，倾角50～70°为主，该矿体为全区最大的矿体，矿体长890m，最厚24m，一般厚1～4m，延深300余m。

平均品位10.86×10-6。

Ⅲ脉带矿体：分布于13～22线间，有Ⅲ-1～Ⅲ-5五个矿体组成。

Ⅲ-1矿体：位于Ⅱ-2矿体东南侧，4～14线间，由四个不连续的小矿体组成。

倾向南东，倾角70°。

长70m，最厚9m，一般厚6m，延深65m，平均品位12×10-6。

Ⅲ-2矿体：位于10～16线间，标高382～205m。

倾向东，倾角79°。

矿体地表长45m，一般厚2m，坑道最厚达13m，延深170余m，平均品位14.78×10-6。

Ⅲ-3矿体：位于10～18线间，标高370～23m。

倾向南东，倾角
Ⅲ-4矿体：位于14～22线间，标高317～-135m。

倾向南东，倾角60～70°。

Ⅲ-5矿体：位于4～13线间，标高309～90m。

倾向南东，倾角70°。

Ⅳ脉带矿体：分布于0～20线间，有Ⅳ-1～Ⅳ-5五个矿体组成。

Ⅳ-1矿体：位于0～8线间，标高339～95m。

倾向南东，倾角70～78°。

Ⅳ-2矿体：位于4～22线间，标高335～166m。

走向30°，倾角直立。

Ⅳ-3矿体：位于8～18线间，标高319～68m。

Ⅴ脉带矿体：分布于5～26线间，标高81～200m。

倾向南东，倾角70～80°。

5.2 矿化类型
主要分为蚀变岩型和石英脉型两种[3]。

(1）蚀变岩型矿石：含矿最好的是绢云母绿泥石片岩—钠长石英脉，其中的石英呈细脉状，黄铁矿主要是他形粒状，以浸染状、细脉状或团斑状形式分布于矿石中。

(2）石英脉型矿石：产于石英单脉中，黄铁矿主要呈网脉状或粉末状分布于石英节理中。

5.3 围岩蚀变特征
与成矿有关的围岩蚀变主要有绢云母化、黄铁矿化、钠长石化、硅化、绿泥石化等。

碳酸盐化基本与成矿无关。

绢云母化、绿泥石化发育、普遍，呈带状分布，是脉带的重要组成部分。

其他蚀变均叠加于其上。

由矿体向外依次为：绢云母化→绿泥石化→围岩。

而它们的组合体为找矿的重要标志。

硅化形成不同程度的硅化岩，强烈者有“次生石英岩”；钠长石化一般沿石英脉边缘交代常与硅化伴生；碳酸盐化以白云石为主，方解石次之，呈细粒状、脉状，分部于脉带中或近脉带围岩中。

上述三种蚀变无明显分布规律。

金主要与黄铁矿伴生，特别是石英脉中或石英脉与片岩接触处的黄铁矿化，为重要的找矿标志。

总之，黄铁矿化、绢云母化、绿泥石化与成矿关系密切，是重要的找矿标志。

6 矿床成因
6.1成矿条件分析
金厂峪金矿矿质来源于太古界古老变质岩系。

在漫长的地壳发展演化过程中，金元素经多次活化、迁移富集，但成矿的主要是太古代的区域变质作用和中生代的燕山期。

据同位素测定，金厂峪金矿床成矿地质年龄是195ma的燕山期。

矿区西部燕山期青山口花岗岩体中主体侵入相和附加侵入相中皆含金（人工重砂含金量分别为0.06×10-6和0.26×10-6，其脉岩相（花岗斑岩、石英脉等）亦含金，有的已构成工业矿体），认为花岗岩体为金的主要物质来源，是成矿母岩。

据黄铁矿中微量元素分析，含金石英脉中Co含量为279×10-6～461.3×10-6，Ni含量为96.5×10-6～614.6×10-6，Co/Ni一般小于1，属深成成因。

从氢氧同位素看，δD为-65.7‰～-67.5‰，δ18ΟH2O为-0.35‰～＋3.4‰，此数值即不属于典型的岩浆水（δD为-48‰～-80‰，δ18Ο为＋6‰～＋9‰）也不属于典型的变质水（δD -20‰～-65‰，δ18O ＋5‰～＋25‰），而是由二者组成的一种混合水。

碳同位素表明，δ13C值变化范围在 3.5‰～-7.6‰，平均值是5.28‰，与自然界某些已知地质体中的δ13C相比，本区的δ13C值落入岩浆氧化态碳和岩浆成因的碳酸岩同位素范围内。

说明该区的碳酸盐化属岩浆热液成因。

矿体呈脉状，沿断裂构造充填，断裂为北北东向压扭性结构面，
矿床与新华夏构造有生成联系。

围岩蚀变发育，尤以黄铁矿化、绿泥石化、绢云母化、碳酸盐化强烈，交代作用不明显。

矿床成矿温度在260～320℃之间，属中温热液的范围。

6.2金厂峪金矿的成矿模式
太古代早期海底火山喷发和海洋沉积作用，由于金的亲铁性，形成了金的原始堆积。

此后，太古代的区域变质作用使初始矿源层中的金部分活化、迁移，在低压带的斜长角闪岩中富集，形成金的矿源层，但未形成工业矿体。

到了燕山期，重熔岩浆热液和剪切带周围岩石中的矿化剂使矿源层中的金及其他成矿元素再次活化、迁移，并在剪切带的有利部位富集成矿、形成工业矿体。

与此同时，剪切带为含金热液的运移和金的沉淀提供了有利条件，而且使大量的矿化剂和Au、Ag等的成矿元素富集，进而引起围岩蚀变，促进了化学反应，对金矿的形成起了重要作用。

矿体的空间展布完全受剪切带的控制。

7 构造控矿规律研究及靶区预测
7.1断裂构造与金矿体的关系
金厂峪地区的脆性断裂构造较为复杂，不同力学性质、不同序次和不同等级的断裂极为发育，但以北北东向构造为主（图6）[5]。

以走向和相互关系为主要依据，将断裂构造划分为五组：
第一组（FⅠ）：走向20～30°，倾向主要南东，还有北西，倾角多为70°以上或变陡直立，沿走向及倾向均有波状变化。

该组断层最发育，规模最大，长数百米至千米以上，典型的有FⅠ1～6、9、13、19，其中FⅠ1和FⅠ19贯通全区，并向桑家峪、黑石峪段延伸。

该组沿走向大体平行，并叠加在含矿脉带上，但如FⅠ1等断层不仅叠加在含矿脉带上，而且也穿过围岩，其总方向仍吻合于脉带。

以FⅠ1为界，Ⅱ带矿体在其西侧受其破坏较大，Ⅲ、Ⅳ带矿体在其东侧受其破坏较小。

该组FⅠ2、3、5断层向北逐渐收敛靠拢于FⅠ1。

该组断层向下延伸较深，据深孔控制，主要断层在0～-100m标
高以下仍有延深。

该组断层叠加脉带部分，条数增密，往往呈束状吻合于脉带。

据断层面特点、发育断层泥、断层错切地质体及断层面上的压碎物质，属破矿断层。

该组断裂和矿区片岩带总体方向一致，北西盘向南西平移，属于扭压性断裂组。

第二组（FⅡ）：走向50～70°，绝大多数南东倾，倾角60～80°。

规模大小不等。

长多在数十米至百米之间，个别如FⅡ1、FⅡ5长达700～1000余米。

该组与第一组斜交，但没有穿越第一组断层。

一般叠加在走向近60°方向脉带中，唯有FⅡ1控制一条长而薄的片理化带。

该组断层叠加、破坏脉带及穿切围岩，为破矿构造。

断层面特点和第一组相似，属压扭性平移逆断层，多北西盘向北东移，低序次的小断层移动方向则相反。

第三组（FⅢ）：走向320～340°，倾向北东或南西，倾角变化大。

发育程度不及前两组，规则大者如FⅢ3、5、7长达300～500m，规则小者长仅十余米至数十米。

多数分布于FⅠ1东侧，北西端顶于F Ⅰ1、14之上，而未穿越FⅠ1、14断层。

该组断层横切破坏脉带或矿体，并穿越第二组断层，断层面间多为压碎岩或断层泥。

部分断层被后期煌斑岩所充填。

一般近南北向的短小断层也属此组。

该组断层属平移性质，北东盘向北西移动。

第四组（FⅣ）：走向北西西或近东西向，少数走向80°左右，倾向北或南，一般倾角陡，个别30～50°。

规模小，长仅十余米至四、五十米，断距十余米，不发育，主要分布在FⅠ1以西Ⅰ、Ⅱ带中，
并横切该两脉带及破坏FⅠ4组断层。

该组断层属次级平移正断层，多数北盘向东移动。

第五组（FⅤ）：走向350～10°，倾向东或西，陡倾角，部分较缓，40°左右。

规模较小，长度十余米至60m。

该组断层叠加在南北向脉带上，往往出现在第一组断层之一侧，与它构成“人”字形。

实属第三组的范畴。

为张扭性结构面。

大多数西盘南移。

7.2 韧性剪切带与金矿的关系
金厂峪韧性剪切带形成于太古代末，主要有东西向和北北东向两组（图7），前者形成稍早[4]。

北北东向剪切带由南向北逐渐变窄，在上营附近消失。

其东部以脆性断裂为界，西部渐变过渡为未变形岩石，在金厂峪矿区内全长6200m，最窄部位约200m，最宽部位约900m，出露面积5km2。

东西向韧性剪切带向北倾斜，倾角42°，西部被青山口花岗岩穿切，东部被北北东向韧性剪切带改造，又被脆—韧性剪切带和脆性断裂所切割。

金厂峪韧性剪切带的宏观、微观组构都显示出北北东向韧性剪切带具有右行滑移的特点；东西向韧性剪切带具有左行的特征。

应变分析表明，北北东向韧性剪切带简单剪切为主，并兼有压扁作用的特征。

矿体与韧性剪切带的产状不一致，它们主要受叠加于其上的脆-韧性剪切带和脆性断裂控制，脆—韧性剪切带是主要的控矿构造。

韧性剪切带为后期脆—韧性构造的叠加提供了构造条件，但与金矿物形成无直接的成因联系，金矿形成于韧性剪切带之后。

7.3 靶区预测
通过对金厂峪金矿床控矿、成矿规律研究和和生产探矿实践中摸索的经验，矿体的分布和产出受新华夏系左行剪切应力场影响，在矿田内，存在压性和压扭性构造，在压性和压扭性构造带转化为张性构造带时，造成容矿空间的负压区，使热液进入其中，如果发生压力突降，还会造成硫化物生成的有利环境，对于金的成矿很有利。

具体表现为金厂峪金矿区无论是在平面上还是从剖面上都体现大小不等的菱形格子状构造组合特征（图5-1、8），北北东向压扭性构造为主导控矿构造，而与其成锐角相交的南北向张扭性构造及北东东向片理化带为容矿构造。

北北东和南北向这两组控矿构造都是由多条规模大小不等的平行构造组成，大的构造控容大矿体，小构造控容小矿体；从形态上看，矿体围绕在透镜体周围，透镜体为斜长角闪岩，透镜体的边部和转折部位，矿体较好，在平剖面上都均成Y字形出现，形成明显的透镜体控矿特征。

根据以上认识，有以下主要规律：
(1)从纵投影图（图8）上看Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ脉带矿体匀向南侧伏，
侧伏角度不等。

(2）根据工程揭露情况分析Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ脉带在垂直方向上在大小不等的菱形格子状构造组合特征基础上（图9），沿不同方向构造面有依次向下延伸交汇趋势，并产生走向、倾向转折。

首先是Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ带交汇，向下是其交汇下延部分与Ⅴ带交汇。

脉带的交汇部位及Y字型构造的平行构造是成矿的有利部位。

在Y字型构造控矿基础上，深部寻找另一个与Ⅱ脉带空间构造类型相似矿脉的可能性是很大的。

在以上有利成矿区域内划定了3个探矿靶区、60多个靶位，并作了地探设计。

投入坑探工程10508m，钻探10452.3m，共49个孔。

7.4 工程验证结果
在深部-417中段及以下，发现了蚀变岩型矿体，并控制了部分储量。

同时，在-417中段南部找到一条石英脉型矿体，矿体规模很大，是上部成矿最好的Ⅱ脉带下延的另一富集梯段的开始。

2005年—2008年累计增储（122b+333）10823kg，达到了预期目标，指导了金厂峪金矿的深部探矿工作，使资源危机矿山再次走上良性发展的道路。

8 经验及认识
金厂峪金矿深部探矿工作，取得以下几点认识。

(1）要把矿山放在整个区域地质范围内，不可局限于目前的矿区，着眼于区域地质环境的研究，用地质研究成果做指导，有针对性地应用探矿新技术新方法。

(2）应用新的科研手段，引用多种成矿理论对矿山地质资料进行综合分析，对矿床形态及其与周边区域地质环境的关系有一个新认识，对原有成矿模式进行修正，建立新的成矿模式。

成矿模式的重新认识，往往成为一些老矿区出现新突破的关键。

(3）在老矿山深部找矿首先要利用多种形式交流、研讨、会诊，对矿山历年来所有专家、学者的观点和认识，进行全面细致的整理和研究，从中发现新的成矿线索与找矿信息，提出新的成控矿认识，然后确定矿床类型，再建立矿床模型，利用该类型矿床模型提取出已知矿床下一步找矿的关键地质因素，指明找矿方向并标定靶区。

(4）合理应用运用成矿理论，充分利用专家的宏观理论优势和矿山地质人员的局部实践优势，做到理论联系实际，使二者相互完善提高，才能在最短的时间内获得较好的地质科研成果和最佳的探矿效果。

参考文献
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