摘要
美人沟铅锌矿床位于冀西北山、原过渡区中铅锌多金属成矿带内,研究该地区土壤元素特征对于当地矿产勘查和生态保护意义重大。本文通过开展1∶1万土壤地球化学测量,分析了区内土壤元素分布特征,圈定了地球化学异常,并结合山地工程查证,讨论了成矿前景。结果表明:区内 Pb 和 Zn 变异系数分别为 3.16和2.24,富集系数分别为3.47和2.31,呈不均匀分布,在局部存在富集成矿可能。在圈定的11个综合异常中,Yc1、Yc3、Yc5、Yc6和Yc8是重点综合异常,且在Yc1综合异常内发现了2条铅锌矿体和2条矿化体。结合成矿地质条件分析,区内找矿前景良好,是寻找中低温热液型铅锌矿的有利地区,在该地区开展大比例尺地质勘查,有望获得进一步找矿突破。
Abstract
The Meiren Valley lead-zinc deposit is located within the lead-zinc polymetallic metallogenic belt in the mountain-plain transition zone of northwestern Hebei. Studying the characteristics of soil elements in this area is of great significance for local mineral exploration and ecological protection. In this paper, a 1∶10,000 scale soil geochemical survey was carried out to analyze the distribution characteristics of soil elements in the study area, delineate geochemical anomalies, and discuss the metallogenic prospect in combination with mountain engineering verification. The results show that the coefficients of variation (CV) of Pb and Zn in the area are 3.16 and 2.24, respectively, and the enrichment coefficients (EC) are 3.47 and 2.31. Both elements exhibit heterogeneous distribution, indicating the potential for enrichment and mineralization in local areas. Among the 11 delineated comprehensive anomalies, Yc1, Yc3, Yc5, Yc6, and Yc8 are key comprehensive anomalies; within the Yc1 comprehensive anomaly, 2 lead-zinc ore bodies and 2 mineralized bodies have been discovered. Combined with the analysis of metallogenic geological conditions, the study area has favorable prospecting potential and is a promising region for exploring mesothermal-epithermal type lead-zinc deposits. Conducting large-scale geological exploration in this area is expected to achieve further prospecting breakthroughs.
0 引言
美人沟铅锌矿床位于冀西北山、原过渡带内 (方维萱等,2018),以西与内蒙古高原接壤,以东和燕山山脉毗邻,海拔 1500~1600 m,地貌景观以中低山为主,山间分布有谷地及冲积平原,气候类型属于中温带大陆性季风气候。该区具备良好的成矿地质条件和找矿远景,周边已陆续发现蔡家营铅锌矿、石头囫囵铅锌矿及沿家沟铅锌矿等多个矿体,矿体大多受中生代以来的断裂破碎带控制,成因上属于中低温热液交代-充填类型(梁瑞等, 2012;黄艳等,2016;申伍军等,2017;王丰翔等, 2023)。
朱建国等(1991①)在冀西北地区通过1∶20万水系沉积物测量,圈定了以Pb、Zn、Ag为主元素的AS1 综合异常;连青等(2018②)在大囫囵—羊囫囵地区通过 1∶5万水系沉积物测量,在 1∶20万 AS1综合异常的基础上,进一步圈出了 2 个以 Pb、Zn 为主元素的综合异常。中低山景观区土壤地球化学一直是研究热点,刘永胜等(2023)在秦岭三峪中低山区通过 1∶2.5万土壤地球化学测量,圈定了 Pb、Zn、Au等元素异常;李俊(2019)在内蒙古呼伦贝尔甘河地区的中低山区开展了 1∶5 万土壤地球化学测量,确定了Pb、Zn、Mo、Au为主成矿元素,结合地质背景圈定了成矿远景区和找矿靶区;吴超等(2022)在浙江省绍兴市中低山区开展了 1∶25 万地表层土壤地球化学调查,研究了该地区土壤元素的地球化学分布模式,为当地国土资源利用和生态环境保护提供了依据。总结以往研究成果,发现仍存在以下不足:同类型的剥蚀侵蚀中低山地貌景观区,大比例尺的土壤地球化学测量研究较为缺乏;冀西北山、原过渡区中铅锌多金属成矿带,缺少大比例尺的土壤地球化学测量、查证和深层次的研究;以往地质找矿工作多集中在蔡家营和石头囫囵已有矿区及周边,对外围延伸地带的地球化学异常和矿化蚀变区研究较少。因此通过在研究区开展大比例尺土壤地球化学研究,有助于实现当地的矿产资源勘查突破,提升地方经济的发展,对研究同类地貌景观区的地球化学分布模式及矿产地球化学异常具有积极意义。
本文通过在研究区开展1∶1万土壤地球化学测量,揭示了本区土壤地球化学异常的分布特征,圈定了地球化学异常,并结合野外地质填图和山地工程对异常区进行了查证和分析,讨论了区内 Pb、Zn 元素的富集程度和成矿潜力,以期为当地矿产资源勘查和生态环境保护提供科学参考。
1 研究区地质背景
研究区大地构造位置位于华北地块北缘隆起带,沽源陷断束的西部,尚义—赤城深大断裂位于研究区的南侧,张北—高山堡大断裂位于该区的北西侧(图1a),区内次级断裂发育,同时处于兰闫—青羊沟铅锌多金属成矿带的中部,具有良好的成矿地质条件和找矿前景(毛冰等,2019)。
1.1 地层
研究区出露古元古界红旗营子群变质岩系、侏罗系张家口组火山碎屑岩及第四系覆盖物。红旗营子群以斜长变粒岩、斜长浅粒岩、黑云斜长片麻岩为主,分布在研究区南部;张家口组以流纹质熔结凝灰岩、凝灰质砂岩、石英粗面岩、流纹岩为主,分布最为广泛;第四系以残坡积物、冲洪积物及风积物为主,普遍覆盖于研究区低洼处及河谷地带 (图1)。
1.2 岩浆岩
区域上由于侏罗纪晚期的岩浆-构造运动剧烈,侵入分布较为广泛,主要有燕山期花岗斑岩、正长斑岩、潜流纹岩、潜流纹斑岩、石英斑岩及华力西晚期花岗岩,其中侏罗纪晚期石英斑岩、花岗斑岩,对于研究区铅锌成矿具有较大的贡献(图1b)。
图1研究区大地构造位置(a)及区域地质简图(b)
Ⅲ11 —多伦复背斜;Ⅲ21 —土城子台拱;Ⅲ22 —沽源陷断束;Ⅲ24 —宣龙复式向斜;①—康保—赤峰断裂;②—张北—高山堡断裂;③—尚义—平泉断裂;④—张家口—雕鹗断裂;⑤—蔡家营—御道口断裂;⑥—三号—石头囫囵断裂;⑦—郝家营—西湾断裂;1—全新统;2—上更新统;3— 下白垩统土城子组;4—上侏罗统张家口组;5—新太古界红旗营子群;6—燕山早期花岗斑岩;7—燕山晚期花岗斑岩;8—燕山早期正长斑岩; 9—燕山晚期正长斑岩;10—燕山早期潜流纹岩;11—燕山早期潜流纹斑岩;12—燕山早期石英斑岩;13—华力西晚期花岗岩;14—闪长岩脉; 15—变辉石角闪岩脉;16—正长岩脉;17—正长斑岩脉;18—地质界线;19—断裂;20—小型金矿点;21—小型铜银矿点;22—大型铅锌银矿点; 23—小型磁铁矿点;24—小型硫铁矿点;25—大型铅锌矿点;26—小型铅锌矿点;27—小型铜矿点;28—小型铀矿点;29—火山口;30—居民地; 31—省界;32—水库;33—水系;34—研究区
1.3 构造
本区构造以断裂为主,主要发育有NE和NW向 2组(图1b),其中NE向断裂多产生于侏罗系张家口组形成期及以后;NW向断裂形成时间略晚于NE向断裂,其活动时间延续更长。整体来看,断裂具有活动时期长、规模大的特征(孙爱群等,2010;王丰翔等,2022)。主要断裂包括:蔡家营—御道口断裂和三号—石头囫囵断裂,高角度正断层,走向 NE— SW,切割深度较大,分别是蔡家营矿区和石头囫囵矿区主要的控矿、导矿断裂(图1b);郝家营—西湾断裂,其北侧的次级断裂多倾向 SE,南侧次级断裂多倾向NW,均为正断层,构成地堑式构造。研究区网状断裂组对于金属成矿较为有利,有利成矿热液运移并形成有利的储矿构造岩相。
1.4 围岩蚀变
区内岩浆活动规模大且强烈、构造发育,热液活动频繁,矿化蚀变发育。围岩矿化蚀变主要发育褐铁矿化、铁锰矿化、硅化、绢云母化等,其中硅化、绢云母化及铁锰矿化多呈细脉状,同时褐铁矿化蚀变呈薄膜状、皮壳状、浸染状及细脉状,这些矿化蚀变主要发育在NE向控矿和导矿断裂中。
1.5 矿床特征
研究区铅锌多金属矿床成因类型为中低温岩浆热液型,区内 2 条矿带位于火山穹隆构造的西部外缘,该 2 条矿带受控于火山构造外缘断裂,NW— SE 走向,近平行展布,间隔约 340 m,倾向 NE,倾角 75°~89°。断裂中侵入的燕山期浅成侵入岩,主要有石英斑岩和花岗斑岩,在这些斑岩体与张家口组二段粗安岩接触破碎带中发育有矿(化)体。矿 (化)体形态呈脉状和透镜状,矿化强度基本上以接触破碎带中心为界,向两侧逐渐变弱。矿体均为氧化铅锌矿,伴生金、银,围岩为石英斑岩、花岗斑岩及粗安岩,围岩矿化蚀变主要有褐铁矿化、铁锰矿化、绿泥石化、硅化、绢云母化。
2 样品采集及分析方法
对研究区开展 1∶1 万土壤地球化学测量,圈定地球化学异常范围,分析地球化学异常特征,依据 《土壤地球化学测量规程》(DZ/T 0145-2017)(张华等,2017),采用 100 m×20 m 的规则网,点距在矿化蚀变带加密至10 m,河谷地带放稀至40 m(图2),采用多点组合的方法进行样品采集,在采样点前后规定的范围之内,采集基岩风化的残坡积物。依据采样点的实际情况,采集 3~5 个样品组合而成,采样层位一般为淋积层(B 层)或母质层(C 层),采样深度一般为20~30 cm,河谷地带加深至80~120 cm。
本研究共采集 1022 件样品(含 21 件重复样),主要针对Au、Ag、Pb、Zn、Mo、Hg、Mn、Cu、Sb、Bi共10 种元素进行了化验分析,化验单位为中国冶金地质总局一局测试中心。不同元素采用不同的化验方法,其中 Au 采用泡沫吸附—石墨炉原子吸收法分析;Ag、Mo、Pb 采用发射光谱法分析;Hg 采用冷蒸汽—原子荧光光谱法分析;Mn、Cu、Zn、Sb采用电感耦合等离子体质谱仪法分析;Bi采用氢化物发生— 原子荧光光谱法分析。经重复样检验合格率 > 85%,符合本研究的需要。
3 元素异常特征
3.1 土壤地球化学特征
对研究区 1∶1 万土壤地球化学测试分析 Au、 Ag、Mo、Pb、Hg、Mn、Cu、Zn、Sb 和 Bi 共 10 种元素的分析结果,依据勘查地球化学中有关定义和计算公式(罗先熔等,2007)进行地球化学参数统计,各元素地球化学参数特征如表1所示。变异系数主要描述元素的分异特征,结合研究区土壤元素分异系数实际特征,厘定变异系数≥1时,元素为强分异型,变异系数<1时,为分异—弱分异型(王飞等,2023;许曼等,2023)。研究区土壤 Pb、Au、Zn、Mo、Ag、Cu、 Mn 及 Sb 共 8 种元素的变异系数均>1,这些元素对应的变异系数依次为 3.61、2.84、2.24、1.86、1.72、 1.55、1.44、1.43,均属于强变异元素,尤其 Pb、Zn 及 Au 变异程度很高,而 Hg 和 Bi元素的变异系数均< 1,对应的变异系数分别为 0.35 和 0.17,属于弱变异元素。浓集系数主要描述元素在地壳中相对富集或分散的特征,厘定浓集系数≥1 时,元素相对地壳具有富集特征,否则浓集系数<1时,说明元素相对地壳具有分散、贫化特征(刘洪微,2017;罗海怡等, 2023)。研究区土壤 Sb、Pb、Zn、Ag、Mn 及 Mo 共 6 种元素的浓集系数均>1,这些元素对应的浓集系数依次为 3.70、3.47、2.31、1.90、1.54、1.05,说明这些元素相对地壳具有富集趋势,并且背景含量相对较高,其中尤其Pb、Zn和Sb元素相对地壳富集趋势很高,而 Au、Bi、Cu 及 Hg 共 4 种元素的浓集系数均< 1,这些元素对应的浓集系数依次为0.38、0.06、0.23、 0.10,说明这些元素相对地壳具有分散、贫化趋势,并且背景含量相对较低。以上特征表明,研究区 Pb、Zn、Au、Ag、Mo、Cu、Mn 及 Sb 变异系数值较大, Pb、Zn、Ag、Mo、Mn 及 Sb 元素具有区域性相对富集特征,并且Pb和Zn元素在区域上分布极不均匀,在局部地段具备富集成矿的地球化学条件。
图2土壤地球化学取样位置与地质简图
1—全新统砂质黏土;2—上更新统马兰组;3—中侏罗统张家口组;4—粗中粒二长花岗岩;5—石英斑岩;6—石英二长斑岩;7—花岗斑岩;8— 地质界线;9—断裂;10—化探取样点;11—化探测线;12—化探采样区
表1土壤元素地球化学参数统计
注:Au和Hg元素单位为10-9,其余元素为10-6。
通过使用SPSS软件对测试数据进行KMO检验和巴特利特检验,KMO检验值为0.771,接近1,表示适合做因子分析;巴特利特检验是为了检验数据是否来自于正态分布,巴特利特球度检验显著性为 0.000,小于 0.001,表示数据来自于正态分布,适合进一步分析(董一博等,2019)。通过因子相关性分析表明:Cu与Au呈显著相关;Zn与Au、Cu呈显著相关;Mo 与 Au、Cu、Zn 呈显著相关;Sb 与 Au、Cu、Zn、 Mo 呈显著相关;Pb 与 Ag、Cu、Zn、Mo、Sb 呈显著相关;Bi与Au、Cu、Zn、Mo、Sb呈显著相关(表2)。以上元素相关性特征指示,Cu、Zn、Mo、Sb、Pb、Bi成矿可能与中—低温热液活动密切相关,且受高温热液活动影响,同时与 Pb 和 Zn 相关性较强的元素为 Au、 Ag、Cu、Zn、Mo、Sb,这些元素可作为铅锌找矿的指示元素。
表2土壤元素相关系数矩阵
由土壤地球化学测量元素R型聚类谱系图可知 (阳正熙等,2008;梁鸣等,2023;袁征等,2023),当相关系数为 0.5 时,研究区内 10 种元素可分为 3 组 (图3):第一组Ag、Pb、Au、Sb、Bi、Zn、Mo、Cu,为一套以中—低温为主的元素组合;第二组 Mn 和第三组 Hg,均为低温元素。其中第一组 Ag、Pb、Au、Sb、Bi、 Zn、Mo、Cu 指示的以中低温热液为主,有少量的高温热液活动的成矿环境特征,结合这些元素之间相关性较强,再次佐证了研究区铅锌多金属矿成矿受中—低温热液活动影响,Au、Ag、Cu 等元素异常组合可作为寻找铅锌多金属的地球化学标志,以及寻找铅锌矿的间接标志。
图3土壤地球化学测量元素R型聚类谱系图
3.2 单元素异常圈定和评价
对研究区1001件土壤地球化学样品测试数据,利用迭代法剔除高值(X+3S),将平均值(X)厘定为背景值(Co),X+2S厘定为异常下限(T),从而圈定单元素异常和综合异常(曹园园和李新虎,2017;郭小刚等,2023)。
研究区共圈定 Pb 异常 5 个,最大值为 8469.90× 10-6,分布在中—北部,对应岩性为石英斑岩和花岗斑岩,异常走向与岩脉的走向基本一致,浓集中心明显,具备找矿意义(图4a);共圈定Ag异常3个,最大值为3.30×10-6,分布在中—北部,对应岩性为石英斑岩,异常走向与岩脉的走向基本一致,且与Pb、Zn套合较好,浓集趋势明显,具有找矿意义(图4b);共圈定 Zn 异常 4 个,最大值为 10472.10×10-6,分布在北—中部,对应岩性为石英斑岩、花岗斑岩和石英二长斑岩,异常走向与岩脉的走向基本一致,浓集中心明显,具有找矿意义(图4c);共圈定Mn异常3个,最大值为25904.00×10-6,分布在中—南部,对应岩性为二长斑岩,与 Pb、Zn 套合较好,具有找矿意义(图4d);共圈定Mo异常2个,最大值为89.46×10-6,分布在中—北部,对应岩性为石英斑岩和粗安岩,浓集点特征为单点高值,找矿意义不大(图4e);共圈定 Sb异常2个,最大值为28.52×10-6,分布在北部,对应岩性为石英斑岩,且与Pb、Zn套合较好,作为Pb、Zn成矿伴生元素,对铅锌矿的勘查具有指示意义(图4f); Cu 在全区均匀分布,最大值为 607.90×10-6,主要浓集中心对应岩性为石英斑岩,与Pb、Zn套合较好,具有找矿意义(图4g);Bi 主要分布在北部,最大值为 21.48×10-6,对应岩性为石英斑岩,与 Pb、Zn 套合较差,浓集点特征为单点高值,找矿意义不大(图4h); Au 主要分布在北部,最大值为 108.60×10-9,无明显的方向展布,浓集点特征为单点高值,找矿意义不大 (图4i);Hg 在全区均匀分布,最大值为 36.00×10-9,无浓集中心,找矿意义不大(图4j)。综上所述,圈定的单元素异常主要分布在研究区中—北部,其中 Zn、Pb、Ag、Cu、Sb套合较一致,浓集中心叠合较好,对 Pb、Zn 矿的勘查有较大的指示意义,主要岩性为石英斑岩、石英二长斑岩和花岗斑岩。
图4土壤单元素异常分布图
a—Pb异常分布图;b—Ag异常分布图;c—Zn异常分布图;d—Mn异常分布图;e—Mo异常分布图;f—Sb异常分布图;g—Cu异常分布图;h—Bi 异常分布图;i—Au异常分布图;j—Hg异常分布图
3.3 综合异常圈定和评价
综合研究区土壤地球化学异常参数统计、元素 R 型聚类分析特征和单元素异常分布特征,选取 Pb、Zn、Ag、Cu、Sb 等为主元素,共圈定出 11 个次生晕综合异常,即 Yc1~Yc11(图5)。采用多元金属规格化面金属量之和作为评价依据,对11个次生晕异常进行评价,研究区的单元素异常规模NAP值从大到小依次为(表3、表4):Pb(1.4173)、Zn(0.4755)、 Ag(0.4504)、Cu(0.1298)、Sb(0.0595)。综合异常评序值∑NAP定义为各元素异常规模值之和,圈定的 11个综合异常按评序值从大到小依次为:Yc3、Yc5、 Yc6、Yc8、Yc7、Yc1、Yc10、Yc9、Yc2、Yc4、Yc11(表3、表4),其中 Yc3 的∑NAP 值大于 0.5,∑NAP 值为 0.5~0.1的有5个,依次为:Yc5、Yc6、Yc8、Yc7、Yc1,即这6处综合异常在其规模、元素浓集程度、元素异常强度等方面相较其他异常较好,是找矿前景较大的异常(表3、表4)。
图5土壤元素综合异常分布图
1—全新统洪冲积物;2—上更新统马兰组;3—上侏罗统张家口组;4—粗中粒二长花岗岩;5—石英斑岩;6—石英二长斑岩;7—花岗斑岩;8—地质界线;9—断裂;10—综合异常区;11—综合异常区编号;12—Pb异常;13—Zn异常;14—Cu异常;15—Sb异常;16—Ag异常;17—采样区范围
对比研究区内各元素异常强度,Pb、Zn 元素异常强度较高,成矿前景良好(图5)。Pb 元素含量大于 640×10-6 的异常有 8 个,即 Yc1、Yc3、Yc5、Yc6、 Yc7、Yc8、Yc9、Yc10,其最高值分别为 2411.3×10-6、 1725.4×10-6、7350.1×10-6、2202.8×10-6、1689.6×10-6、 1669.5×10-6、655.6×10-6、680.1×10-6,异常衬度分别为4.64、3.69、14.01、4.84、4.87、6.78、2.98、2.6。Zn元素含量大于 680×10-6 的异常有 2 个,Yc3 和 Yc8,其最高值分别为 1278.9×10-6、686.2×10-6,异常衬度分别为 2.88 和 2.37。结合区域地质背景分析,Yc1、 Yc3、Yc4、Yc5、Yc8中Pb、Zn成矿可能与石英斑岩脉相关,Yc6 中 Pb、Zn 成矿可能与石英二长斑岩脉和花岗斑岩脉相关,Yc10中 Pb、Zn成矿可能与花岗斑岩脉相关,Yc11中 Pb、Zn成矿可能与石英二长斑岩脉相关,这些异常分布较为集中,与侏罗纪晚期浅成侵入岩密切相关。Yc7 位于干河道上,属于分散流异常,推断可能由洪水季节携带的 Yc6 异常物质在此堆积所形成。
表3Yc1、Yc3及Yc5土壤综合异常特征
注:Au和Hg元素单位为10-9,其余元素为10-6。
3.4 异常查证
依据各综合异常特征及异常区成矿地质条件,重点选取综合异常区 Yc1、Yc3、Yc6 进行查证(图6)。查证方法主要为追索地质填图、槽探、钻探和取样测试等,查证结果表明,矿(化)体赋存部位、展布方向、规模与土壤地球化学异常特征的套合性较好。
Yc1综合异常为石英斑岩与围岩接触破碎带矿化引起,通过探槽揭露及钻孔深部验证,发现了2条铅锌矿体和 2 条矿化体(图6a、c、d),有效地控制了 Ⅰ矿带在研究区的展布。Yc1综合异常在研究区向南东展布,根据矿(化)体规模及矿化程度分析,结合沿矿体倾向有较好的物探异常显示,有望在沿异常南东方向追索到矿(化)体。Yc1综合异常北部未封口,延伸到研究区外围,沿其走向在研究区外发现明显的褐铁矿化、硅化、铅锌矿化。
Yc3 综合异常位于石英斑岩中,根据追索地质填图和探槽工程查证,该异常应为岩体内部的断层破碎带矿化引起的,取样分析 Pb 0.17%,Zn 0.15%,矿化较弱,但由于该异常浓集中心位于查证区边缘外,同时外围地带仍有大面积石英斑岩分布,因此该异常区外延地带仍有成矿的可能。
Yc6 综合异常位于花岗斑岩、石英二长斑岩与围岩的接触带上,经探槽工程查证,其中段异常为接触破碎带矿化引起,并发现铅锌矿体一处和铅锌矿化体多处(图6b、e、f),化探综合异常有效的控制了Ⅱ矿带的展布,但该异常除了中段经探槽揭露有明显的铅锌矿化外,其余部位经地表捡块样分析未见铅锌矿化,根据物探及钻孔深部查证,该化探异常范围内为浅地表成矿。
表4Yc6、Yc7及Yc8土壤综合异常特征
注:Au和Hg元素单位为10-9,其余元素为10-6。
4 讨论:找矿前景分析
研究区位于二八地火山构造的西部外缘,该地区由于在侏罗纪晚期岩浆-构造活动剧烈,导致断裂构造和侵入岩较发育,同时处于兰闫—青羊沟铅锌多金属成矿带中部,周边有蔡家营铅锌矿、石头囫囵铅锌矿分布,是典型的铅锌多金属矿集区(侯占国等,2001③)。连青等(2018②)在 1∶20 万 AS1 综合异常的基础之上,进一步圈出了 2 个以 Pb、Zn 为主元素的综合异常,同时米和等(2010④)经过多年的工作,已在石头囫囵矿区陆续发现多条矿带,矿体多呈不规则的脉状、透镜状赋存于构造破碎带之中,走向呈北东或北西。研究区与石头囫囵矿区均处于同一构造系统,具备良好的成矿地质条件。
研究区分布有侏罗纪晚期石英斑岩、花岗斑岩、石英二长斑岩及大量岩脉,同时断裂构造发育,受多期次构造变动影响,形成错综复杂的地质构造景观。研究区内 NE、NW 向断裂发育,NE 向蔡家营—御道口断裂和三号—石头囫囵断裂,切割深度较大,分别是蔡家营矿区和石头囫囵矿区主要的控矿、导矿断裂;NE向郝家营—西湾断裂带内次级断裂组合下的地堑构造,也为岩浆热液活动提供了有利通道。NE 向规模较大的断裂切割了研究区内系列 NW 和 SE 向断裂,形成局部似棋盘状格局,断裂沿线侵入大量花岗岩,断裂构造的多期次活动,为矿质活化、运移、沉淀提供了有利条件(王飞等,2023)。从 1∶1 万土壤地球化学特征分析结果显示,研究区以 Pb、Zn 为主要元素的地球化学异常特征较为突出,具备良好的成矿地质条件,并且重点异常区通过勘查工程查证,已在接触破碎带上发现矿(化)体。
综上所述,根据研究区成矿地质条件、前人找矿成果、土壤地球化学综合异常特征、异常查证情况,认为该区找矿前景很好,是寻找中低温热液型铅锌矿的有利地区。
图6重点综合异常区异常查证工程布置及查证结果
a—Yc1综合异常查证工程布置;b—Yc6综合异常查证工程布置;c—Zk01钻孔岩心局部矿体;d—Zk01钻孔岩心局部矿体;e—Tc15岩样岩矿鉴定;f—Tc06岩样
图a:1—Pb异常;2—Zn异常;3—Ag异常;4—Cu异常;5—Sb异常;6—综合异常区;7—综合异常区编号;8—钻孔;9—探槽;10—采样区边界; 图b:1—Pb异常;2—Zn异常;3—Ag异常;4—Cu异常;5—Sb异常;6—综合异常区;7—综合异常区编号;8—探槽
5 结论
本研究区通过 1∶1 万土壤地球化学测量,对土壤元素进行了分析,圈定了地球化学异常,并用追索地质填图和山地工程对异常进行了查证,进而讨论了找矿前景,主要结论如下:
(1)土壤 Pb、Au、Zn、Mo、Ag、Cu、Mn、Sb 共 8 种元素的变异系数均大于 1,Sb、Pb、Zn、Ag、Mn、Mo 共 6种元素的浓集系数均大于1,结合研究区地质背景分析,在局部地段Pb、Zn、Mo具备富集成矿的潜力,具有较大勘查价值。
(2)通过追索地质填图和山地工程对Yc1、Yc3、 Yc6异常查证,在Yc1综合异常内发现了2条铅锌矿体和 2 条矿化体,Yc3 综合异常边缘铅 0.17%,锌 0.15%,异常叠合范围内具备成矿的潜力,Yc6 综合异常近地表发现铅锌矿体一处和铅锌矿化体多处,为浅地表成矿。
(3)区内分布大量燕山期岩体和岩脉,断裂活动多期且深远,为矿质活化、运移、沉淀提供了有利条件,该地区 Pb、Zn 等元素套合较好,浓集中心明显。
(4)研究区已陆续发现小规模的铅锌工业矿体,该区是铅锌成矿的有利地区,具有较大成矿潜力,是寻找中低温热液型铅锌矿的有利地区。
致谢 本文成文过程得到了有色金属矿产地质调查中心矿山生态环境资源创新实验室方维萱研究员提供的大力支持和帮助,在此表示由衷的感谢!同时感谢河北省煤田地质局第四地质队杨旭磊、刘宇轩和格桑多吉等野外一线成员的辛勤付出!
注释
① 朱建国,杨立寰,刘文跃.1991. 龙关幅K-50-26 1∶20万地球化学图说明书:水系沉积物测量[R]. 石家庄:河北省地矿局物探大队.
② 连青,张新征,杨济远,李杰,周敬,张子轩,张会 .2018. 河北省大囫囵、羊囫囵幅1∶5万地球化学测量成果报告[R]. 石家庄:河北省区域地质调查院.
③ 侯占国,张永兴,韩海龙 .2001. 河北省张北县三号乡蔡家营铅锌银矿区Ⅲ矿带锌矿勘查地质报告[R]. 太原:山西省地矿局 217地质队.
④ 米和,周磊,廉兴茂,范德禄,高桂亮,孙绪虎.2010. 河北省张北县石头囫囵铅锌银多金属矿普查地质报告[R]. 张家口:河北省地矿局第三地质大队.