刘建权　王海峰　孙培周　李　辉　孙金强　李运崇　高　攀

(天津华北地质勘查总院)



1∶5万水系沉积物测量在冀北上黄旗地区的找矿应用*

刘建权王海峰孙培周李辉孙金强李运崇高攀

(天津华北地质勘查总院)

分析了冀北上黄旗地区1∶5万水系沉积物地球化学参数特征，指出Ag、Pb、Zn、Au、Mo是该区的主要成矿元素，采用迭代剔除法确定了该区的元素背景值和异常下限，圈定了单元素异常2 293个。结合区域异常特征与地质背景，圈定了综合异常32个，并进行了价值分类和矿种分类。从综合异常特征、成矿地质条件、成矿地质特征等方面分析，优选出了6个Pb、Zn、Ag多金属矿找矿远景区，为区内找矿工作提供参考。

水系沉积物测量综合异常成矿地质条件成矿地质特征找矿远景区

冀北上黄旗地区地处EW向康保—围场、丰宁—隆化、NNE向上黄旗—乌龙沟等深大断裂带控制的构造岩浆岩带内，成矿地质条件优越，是河北省重要的矿产集中区[1-2]，区内相继发现了撒岱沟门钼矿、营房铅锌矿、牛圈银金矿、大西沟金矿等一批大—中型矿床[3]。但经过数十年的开采，部分矿山浅部资源几近枯竭，资源紧缺形势严峻，近年来，虽在区内开展了找矿工作，但成效不大。本研究基于区内1∶5万水系沉积物测量成果，结合区域地质背景，圈定了成矿远景区，为在区内部署找矿工作及开展区域成矿规律研究提供参考。

1　区域地质背景

上黄旗地区位于华北地台北缘(Ⅰ级)内蒙地轴(Ⅱ级)，横跨沽源陷断束(Ⅲ级)及围场拱断束(Ⅲ级)，分属于大滩中断凹、上黄旗岩浆岩亚带、半截塔中断凹等Ⅳ级构造单元[4]。板块构造划归华北地块之EW向阴山断块北缘。地层区划属华北地层区、晋冀鲁豫地层区之华北北缘(造山带)分区[5]。复活于印支期、强烈活动于燕山期的NNE向上黄旗—乌龙沟深大断裂贯穿该区并长期控制区内的地质发展。区内出露地层以上侏罗统张家口组为主，为1套流纹质火山岩，夹粗安质火山岩和少量复成分砾岩、砂岩、页岩等；其次为下白垩统大北沟组、义县组、九佛堂组和第四系，下白垩统主要为凝灰质砂岩、砾岩、页岩、安山岩、粗安岩、玄武岩等，零星出露古元古界基底变质地层。其中，古元古界地层中富集Pb、Zn、Ag、Co、Zr、Ba、La、Y、Yb、Sr、Nb等，是多金属和稀土矿产的潜在矿源层。张家口组主要由基底岩石及硅铝层在挤压条件下重熔而成，富集Ag、Mn，冀北地区陆相火山岩型银金矿与其存在物源关系。区内基底构造线呈近EW走向，中侏罗世晚期起区内剧烈活动，构造形迹以断裂变形为主，新生的主构造线呈NNE—NE、NE走向。其中，上黄旗—乌龙沟断裂在上黄旗被NW向连桂断裂错移。基底和新生构造线的交叉与活动，产生了若干大小不等的晚侏罗世—早白垩世菱形断陷，与成矿有关的构造以NE、近SN、NW向断裂为主。区内岩浆活动强烈，尤以燕山旋回为最，岩石类型复杂。侵入岩有古元古代变质辉长岩、变质闪长岩和变质花岗岩，石炭纪—二叠纪花岗岩，三叠纪闪长岩和花岗岩，侏罗纪花岗岩、闪长岩、二长斑岩，白垩纪正长斑岩、花岗岩等。区内脉岩极其发育，从酸性、中性到基性均有出露，晚侏罗世—早白垩世潜火山岩发育，主要为潜流纹岩、石英正长斑岩、粗安岩、玄武岩等，与成矿关系较密切的有古元古代变质侵入岩和白垩纪偏碱性花岗岩类。区内成矿区划处于华北地台北缘中段成矿带及兴安—太行南段成矿带的相交区域[6]，归属于张家口—承德成矿区、上黄旗矿产集中区[7]，成矿时间漫长，成矿阶段众多，Pb、Zn、Ag、Au、Mo、Cu等矿床(点)星罗棋布。

2　地球化学特征

2.1强异常元素

一般来讲，采用迭代剔除法确定区域元素背景值时，逐步剔除的高含量样品数越多、剔除比例越大的元素为强异常元素(成矿元素)[8]。区内Pb、Zn、Ti、Mo、Ag、W、Au的剔除比率均大于2%(表1)，推测Pb、Zn、Mo、Ag、Au等，尤其是Pb、Zn具有较大的成矿潜力，是区内的成矿元素。

2.2元素分布特征

元素的集散变化情况采用浓集系数进行判别：浓集比率不小于1.2，元素相对富集；浓集比率小于0.8，元素相对贫化。元素分异性采用变异系数Cv来衡量：Cv≥0.9，元素分布极不均匀，属强分异型；0.5≤Cv≤0.9，元素分布明显不均匀，属分异型；Cv

表1　各元素剔除特异值样品数

注：样品数为13 521 件。

<0.5，元素分布相对均匀，属均匀型。由全区水系沉积物样品的地球化学特征参数统计结果(表2)可知：①与区内岩石元素平均含量相比，显著次生富集B，次生富集Cr、Ni、Hg、Sb、As、V、Cu、Co、Bi、Au、Mn，略微次生富集Pb、Ag、W，其余元素含量相当；②与我国东部地壳元素含量相比，区内地质体中相对富集As、Sb、Mo、B、Pb、Hg、W、Sn、Bi、Ag、Mn，明显贫化V、Co、Cr、Cu、Ni，Au、Zn、Ti，无明显集散变化；③在元素分异程度上，Ag、Pb、Au、Mo、Bi、Sb、Hg、B属强分异型，Ti、Sn、As、W、Zn、Cu、Ni属分异型，Cr、Co、Mn、V属均匀型；④Pb、Ag、Zn、Au、Cu、Co、V矿化系数不小于10%，表明元素含量在该区已达到矿化含量，具有重要的找矿指示意义或在地表已有矿化体出露。

综上所述，该区水系沉积物对基岩具有较好的继承性，较客观地反映了区内地球化学特征。区内多数元素为呈富集状态且呈强分异型或分异型，仅少数亲基性的铁族元素含量低且属均匀型。区内Ag、Pb、Zn、Au、Mo含量高，变异系数大，局部富集特征明显，为主要成矿元素，也是今后勘查找矿的主攻矿种，W、Sn、Bi为次要成矿元素，As、Sb、B、Hg为伴生(指示)元素。

2.3单元素异常

上黄旗地区主要成矿元素地球化学场未见显著差异，各元素数据均呈正态分布，未进行地球化学分区。采用迭代剔除法确定区内元素背景值的步骤：①计算全区各元素原始数据常用对数，并计算其均值(X0)和标准偏差(S0)，按“X0-3S0≤X≤X0+3S0”条件对特高值和特低值进行剔除，获得1个新数据集；②计算新数据集的均值(X1)和标准偏差(S1)，按“X1-3S1≤X≤X1+3S1”条件对新数据集中的特高值与特低值进行剔除，获得另1个新数据集；③如此重复直至新数据集的数据符合“Xn-3Sn≤X≤Xn+3Sn”条件为止，将新数据集的平均值作为背景值C0，以背景值与2倍标准离差(C0+2Sn)之和作为参考异常下限(C)进行单元素异常试圈定，根据结果进一步修正确定实用值作为最终异常下限(Ca)(表3)。

表2　地球化学特征参数统计结果

注：样品数13 521件；Au、Hg含量单位为(×10-9)。

×10-6

注：Au、Hg含量单位为(×10-9)。

按照异常下限(Ca)在元素数据图上直接圈定各单元素异常，其中Au、Ag、Pb、Mo异常强度分级分别按异常下限的1、4、16倍圈定，其余元素异常强度分级分别按异常下限的1、2、4倍圈定，最终圈定了单元素异常2 293个，其中，Pb、Ag、Zn、Au、Mo单元素异常分别为160、168、107、121、147个。

2.4综合异常

将圈定的各元素异常与地质矿产简图套合，根据异常元素特别是Ag、Pb、Zn、Au、Mo等主要成矿元素的组合、面积、强度、地质环境等因素，以地质环境、成因上有明显联系以及地理位置重叠的1组元素异常构成综合异常，共圈定了综合异常32处(图1)。

根据区域所处地质环境、异常规模、元素组合、地质找矿意义及地质研究程度等对综合异常进行了价值分类。其中，甲2类异常2处，甲3类异常2处，乙2类异常9处，乙3类异常9处，丙类异常5处，丁类异常5处。可见，甲类和乙类异常约占综合异常数的70%，表明区内地质矿产研究程度较高，找矿潜力大，同时已知矿点、矿床均有化探异常，凸显出地球化学的找矿效果。依据异常元素组合、分带、强度、成矿地质条件，将全区综合异常按矿种分为4类：以Ag、Pb、Zn为主要找矿目标的综合异常24处，以Au为主要找矿目标的综合异常3处，以Mo为主要找矿目标的综合异常1处，其他(性质不明或基本无找矿意义)综合异常4处。

图1　地球化学综合异常图与找矿远景区划

3　找矿远景区

(1)闯王沟门铅锌银多金属矿找矿远景区。该远景区地处上黄旗火山断陷盆地北部，区内主要出露张家口组流纹岩、流纹质凝灰岩、安山质凝灰岩、粗安岩等。棒槌砬子火山机构位于远景区中部，发育张家口期潜流纹斑岩。区内侵入岩发育，出露古元古代变质粗粒二长花岗岩和变质中粒二长花岗岩，早—中侏罗世中粒二长花岗岩和早白垩世细粒二长花岗岩等。上黄旗—乌龙沟断裂与连桂断裂在区内交汇，次级断裂和裂隙发育，形成了网状断裂系统。区内存在6个水系沉积物综合异常，构成NW向异常带，东南部4个综合异常构成NE向异常带，明显受NW、NE向断裂构造控制。区内异常均以Ag、Pb、Zn(Mo)为主，规模大、套合好、强度高、浓集中心显著，均发育三级浓度分带。区内已发现上窝铺、闯王沟门等铅锌金多金属矿(化)点6处。矿化均产于NE、NW向蚀变破碎带内，围岩为古元古代变质花岗岩类、白垩纪花岗岩、张家口组安山岩等，受断裂构造控制明显，蚀变矿化以硅化、高岭土化、绿泥石化、绿帘石化、褐铁矿化、方铅矿化为主。区内成矿地质背景有利，具有中型以上热液型铅锌银多金属矿的找矿前景。

(2)豪松坝头金银多金属矿找矿远景区。该远景区地处四岔口火山断陷盆地与上黄旗—乌龙沟构造岩浆岩带的过渡带，存在火山机构2个，西南部出露张家口组流纹岩、凝灰岩等，中部小面积出露古元古界变质岩。侵入岩发育，出露古元古代变质二长花岗岩、三叠纪二长花岗岩、早白垩世花岗岩等，西南角出露张家口期潜流纹岩。区内NE、NW、近SN向断裂发育。该远景区包含3个水系沉积物综合异常，异常均以Au、Ag为主，构成NE向异常带，异常规模大、套合好、强度高、浓集中心显著。区内现已探明大西沟中型金矿，发现了上店、老虎沟门、南天门沟等多个金银多金属矿点，成因类型为火山—潜火山热液型，多受控于断裂构造，该远景区火山—潜火山热液型金银铅锌多金属矿的找矿前景较大。

(3)南沟门银铅锌多金属矿找矿远景区。该远景区位于南沟门一带，地处四岔口火山盆地与上黄旗—乌龙沟构造岩浆带的接壤地带，主要出露古元古界变质表壳岩和张家口组地层。区内侵入岩十分发育，出露古元古代变质中粒二长花岗岩，三叠纪中—粗粒二长花岗岩、石英闪长岩，早—中侏罗世二长花岗岩。区内NE、NW、近SN向断裂发育。区内存在4个水系沉积物综合异常，以Ag、Pb、Zn为主，构成NW向异常带，受断裂构造控制明显,异常分布范围广、强度高、规模大、元素套合好，浓集中心显著。区内发现了众多的矿化蚀变带，已探明中型牛圈银金矿和营房铅锌矿，火山—潜火山热液型银铅锌多金属矿的找矿前景较大。

(4)千佛寺银铅锌多金属矿找矿远景区。该远景区地处上黄旗火山断陷盆地南缘，主要出露古元古界变质岩，次为张家口组流纹质凝灰岩、流纹岩等，局部出露义县组安山岩。岩浆岩出露有古元古代变质二长花岗岩，早—中侏罗世石英二长闪长岩、二长花岗岩，晚侏罗世二长花岗岩，早白垩世中—粗粒含斑花岗岩等。区内NE、NW向断裂发育并相互交汇。区内圈定了31甲3综合异常，呈NE向带状展布，异常以Ag、Pb、Zn为主，套合较好，浓集中心明显，异常强度较大，最大值分别为3.49×10-6(Ag)、707×10-6(Pb)、1 269×10-6(Zn)，异常区已发现西千佛寺铅锌多金属矿，圈定了5条铅锌银矿体。矿化主体赋存于古元古界变质岩内，少数处于古元古界变质表壳岩与古元古代变质花岗岩的接触带，受构造控制明显。该远景区成矿地质条件有利，具有较好的火山—潜火山热液型银铅锌多金属矿的找矿前景。

(5)大西沟门银铅锌多金属矿找矿远景区。该远景区地处北韭菜梁盆地南东边缘，出露张家口组流纹质凝灰岩，张家口期潜石英斑岩发育，印支期岩浆侵入强烈，主要为二长花岗岩和花岗岩。该远景区地处上黄旗—乌龙沟断裂带之北支断裂带内，NE向断裂构造发育。区内圈定了5乙2Ag-Pb-W-Zn综合异常，异常元素主要为Ag、Pb、Zn，套合较好，异常形态规整，规模大、强度高、浓集中心明显，Ag、Pb、Zn均发育三级浓度分带，最高值分别为2.69×10-6(Ag)、1 710×10-6(Pb)、658×10-6(Zn)。该区现已发现南台子银多金属矿点，矿化产于构造破碎带内，围岩为张家口组火山碎屑岩和三叠纪侵入岩，破碎强烈，节理、裂隙发育，蚀变矿化主要为强高岭土化、弱褐铁矿化和铁锰染，显示出火山—次火山热液型银铅锌多金属矿的找矿前景。

(6)火神庙银铅锌多金属矿找矿远景区。该远景区地处上黄旗—乌龙沟断裂被错断后的西支断裂和东支断裂所夹持的部位，出露张家口组流纹质熔结角砾凝灰岩、流纹岩等，侵入岩出露有古元古代变质二长花岗岩，三叠纪斑状二长花岗岩，晚侏罗世中—细粒二长花岗岩等。区内NE、NW向断裂发育，存在3个水系沉积物综合异常，异常以Ag、Pb、Zn为主，总体呈NE向带状展布，异常元素面积大、套合相对较好。区内已发现火神庙银锌矿点、张木南沟铅银矿点。区内矿化产于蚀变破碎带内，受断裂控制明显，围岩为流纹质凝灰岩、流纹岩、粗安斑岩、二长花岗岩等，绿泥石化、绿帘石化、绢云母化强烈，叠加有硅化、萤石化、黄铁矿化、磁铁矿化、高岭土化等。该远景区成矿地质条件较有利，有一定的火山—潜火山热液型银铅锌多金属矿的找矿前景。

4　结　语

结合冀北上黄旗地区1∶5万水系沉积物测量成果，确定了区内各元素的背景值及异常下限，据此圈定了单元素异常、综合异常以及找矿远景区，对各远景区地质特征进行了详细阐述，对于区内找矿工作有一定的借鉴价值。

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Applicationof1∶50 000StreamSedimentSurveyintheProspectingWorkinShanghuangqiAreaofNorthHebeiProvince

LiuJianquanWangHaifengSunPeizhouLiHuiSunJinqiangLiYunchongGaoPan

(TianjinNorthChinaGeologicalExplorationGeneralInstitute)

Thegeochemicaldataof1∶50 000streamsedimentsurveyinShanghuangqiareaofnorthHebeiprovinceisanalyzedindepth,theresultshowthatAg,Pb,ZnandMoarethemainore-formingelementsofShanghuangqiareaofnorthHebeiprovince.Basedontheiterativeeliminationmethod,theelementsbackgroundvaluesandlowerlimitingvaluesofanomaliesoftheareaareobtainedtoconductthedelineationofthe2 293signalelementanomalies.Combingwiththeanomalycharacteristicsandgeologicalbackgroundofthearea,the32compositeanomaliesaredelineated,theclassificationofvaluesandmineralsoftheaboveelementanomaliesareconducted.The6prospectingpotentialareasofpolymetallicdepositofPb,Zn,Agareselectedbasedonanalyzingthecompositeanomaliescharacteristics,ore-forminggeologicalconditionsandore-forminggeologicalcharacteristicsofShanghuangqiareaofnorthHebeiprovince.

Streamsedimentsurvey,Compositeanomaly,Ore-forminggeologicalconditions,Ore-forminggeologicalcharacteristics,Prospectingpotentialarea

2016-03-30)

*中国地质调查局矿产资源评价项目(编号：1212011120765)。

刘建权(1981—)，男，工程师，硕士，300170 天津市河东区广瑞西路67号。