陸偉彥，杜明龍，紀(jì)山青，劉川，孟祥元，邢仕，劉子江

(河北省地礦局第五地質(zhì)大隊(duì)，河北 唐山 063000)

0 引言

亮甲峪測區(qū)位于河北省盧龍縣境內(nèi)，屬我國重要的鐵礦成礦區(qū)，前人在該區(qū)主要從事鐵礦勘查工作，目前尚未發(fā)現(xiàn)有色金屬找礦突破[1]。筆者利用1∶5萬水系沉積物測量工作成果，在區(qū)內(nèi)第四系覆蓋較嚴(yán)重的情況下，依據(jù)土壤地球化學(xué)測量技術(shù)方法，圈定異常，并對異常進(jìn)行找礦信息的評價[2-5]，在亮甲峪地區(qū)發(fā)現(xiàn)金鎢礦體，在冀東地區(qū)尚屬首次。

1 地質(zhì)背景

1.1 區(qū)域地質(zhì)背景

亮甲峪測區(qū)地處華北板塊燕山褶皺帶北緣，以青龍河—灤縣大斷裂為界，西與馬蘭峪復(fù)式背斜為鄰。區(qū)域上劃分潘莊—盧龍斷裂(為青龍河—灤縣大斷裂的一部分)呈NNE向展布，斷裂西部為遷安片麻巖穹窿區(qū)，東部為盧龍褶皺區(qū)，測區(qū)位于盧龍褶皺區(qū)內(nèi)[6](圖1)。

1—遷西巖群；2—三屯營片麻巖；3—盧龍巖群；4—秋花峪片麻巖；5—潘莊片麻巖；6—雙山子群；7—朱杖子群；8—中新元古界；9—中生界；10—燕山期花崗巖；11—燕山期閃長巖；12—輝石巖；13—小關(guān)莊片麻巖；14—背斜；15—向斜；16—推測向斜；17—韌性變形帶；18—正斷層；19—逆斷層；20—性質(zhì)不明斷層；21—推測斷層；22—不整合界線；23—地質(zhì)界線1—Qianxi Rock Group;2—Santunying gneiss;3—Lulong Rock Group;4—Qiuhuayu gneiss;5—Panzhuang gneiss;6—Shuangshanzi Group;7—Zhuzhangzi Group;8—Meso-Neoproterozoic;9—Mesozoic stratum;10—Yanshanian granite;11—Yanshanian diorite;12—pyroxene;13—Xiaoguanzhuang gneiss;14—anticline;15—oblique;16—speculate oblique;17—ductile deformation zone;18—normal fault;19—reverse fault;20—unknown fault;21—speculative fault;22—unconformity boundary;23—geological boundary

1.2 測區(qū)地質(zhì)

1.2.1 地層

測區(qū)內(nèi)地層主要由太古宙變質(zhì)地體和第四系組成。區(qū)內(nèi)出露的太古宙變質(zhì)地體[7]主要為盧龍巖群的灣杖子巖組和三門店巖組，以及盧龍片麻巖套的潘莊變質(zhì)二長花崗巖。灣杖子巖組巖性主要為斜長角閃巖，局部夾有極少量的角閃斜長變粒巖、角閃斜長片麻巖，巖石主要由角閃石、斜長石、少量黑云母和不透明礦物組成，其中角閃石58%-、斜長石40%+、黑云母2%-；三門店巖組主要巖石類型為黑云斜長變粒巖，局部夾有極少量的斜長角閃巖，巖石主要由斜長石、石英、鉀長石、黑云母、少量白云母和不透明礦物組成，其中斜長石52%、石英18%、鉀長石17%、黑云母10%、白云母2%、不透明礦物1%；潘莊變質(zhì)二長花崗巖巖性主要為變質(zhì)二長花崗巖，內(nèi)部含有少量的斜長角閃巖、角閃斜長片麻巖包體，主要礦物成分包括鉀長石、斜長石和石英，局部含有少量黑云母、角閃石。區(qū)內(nèi)第四系出露全新統(tǒng)沖洪積物，主要分布于河道溝谷處，由砂土、砂、礫石組成。

1.2.2 構(gòu)造

區(qū)內(nèi)構(gòu)造主要為榆林甸向斜褶皺構(gòu)造[7]。該褶皺主期為一向斜構(gòu)造，后期受SN向擠壓應(yīng)力作用，使主期向斜的軸面形成向西凸出的弧形開闊褶皺。主期向斜軸面由北向南依次為N35°E、NW∠75°，N20°E、NW∠65°，SN、W∠57°，N20°W、SW∠80°，N50°W、SW∠78°；弧形開闊褶皺樞紐產(chǎn)狀W∠57°，軸向近EW。主期向斜核部由三門店巖組構(gòu)成，翼部為灣杖子巖組，內(nèi)翼向外傾，傾角一般60°～80°；外翼向內(nèi)傾，傾角相對較陡，一般80°～85°?；⌒伍_闊褶皺北翼被濾馬莊—馮家溝斷裂所截，其核心為潘莊變質(zhì)二長花崗巖所占據(jù)，潘莊組明顯晚于向斜侵入。

2 亮甲峪地區(qū)地球化學(xué)異常特征

2.1 地球化學(xué)異常信息提取

對亮甲峪地區(qū)進(jìn)行1∶2.5萬土壤地球化學(xué)測量，采樣基本網(wǎng)度為250 m×100 m。樣品采自B層的黏土、含巖屑黏土、粉土及巖礦屑，深度在50～70 cm，B層基本缺失處取B+C層或C層上部巖屑。測區(qū)面積40.17 km2，共采集生產(chǎn)樣2 218件，重復(fù)樣62件。土壤樣品分析測試Au、Ag、Cu、Pb、Zn、Mo、As、Sb、Bi、Sn、Hg、W共12種元素，測試單位為河北省地球物理勘查院實(shí)驗(yàn)室，各元素分析方法和分析質(zhì)量良好，其中Au的分析方法為P-GF-AAS，內(nèi)檢合格率100%；其他元素分析方法分別為OES、HG-AFS、CV-AFS、ICP-OES、ICP-MS，內(nèi)檢合格率大于96.32%。

2.2 地球化學(xué)參數(shù)及背景值統(tǒng)計

對亮甲峪地區(qū)1∶2.5萬土壤地球化學(xué)測量分析結(jié)果進(jìn)行全區(qū)元素地球化學(xué)參數(shù)統(tǒng)計，統(tǒng)計的參數(shù)主要有背景值(X)、標(biāo)準(zhǔn)離差(S)、變異系數(shù)(Cv)，結(jié)果見表1。

表1 亮甲峪地區(qū)土壤地球化學(xué)參數(shù)

亮甲峪地區(qū)Au、Cu、W、Hg、Ag平均值高于冀東豐度值，背景值偏高；Zn、Mo、Sb、Pb、Bi、As、Sn平均值低于冀東豐度值，背景值偏低。

變異系數(shù)較大的元素有Au(Cv=1.83)、Bi(Cv=2.48)、W(Cv=2.44)、Hg(Cv=1.69)，表明這4種元素具有高富集的地球化學(xué)特征，具備富集成礦的地球化學(xué)條件。

利用亮甲峪地區(qū)土壤地球化學(xué)測量中各元素的變異系數(shù)，探討數(shù)據(jù)集的相對離散程度[9]。由圖2可看出，Au、Hg、W變化程度較大，反映其高含量數(shù)據(jù)較多，富集成礦性較大[10]，而Cv1/Cv2值大于2的元素有Au、Hg、Bi、W，說明這些元素被剔除的高值點(diǎn)比較多，局部富集的可能性較大。

圖2 亮甲峪地區(qū)地球化學(xué)土壤測量變異系數(shù)點(diǎn)位離散Fig.2 The explanation variation coefficients of the Liangjiayu district

表2 亮甲峪測區(qū)地球化學(xué)土壤測量各元素異常下限計算結(jié)果

2.3 單元素異常特征

共圈定1∶2.5萬土壤地球化學(xué)測量單元素異常110個，其中Au異常11個，Ag異常8個，Cu異常9個，Pb異常10個， Zn異常18個；Mo異常6個，W異常9個，Bi異常5個，Hg異常12個，Sb異常16個，Sn異常6個。

通過對本區(qū)地球化學(xué)土壤測量數(shù)據(jù)的數(shù)理統(tǒng)計，綜合地質(zhì)成果，確定本區(qū)內(nèi)主成礦元素為金和鎢(表3)。因此將Au、W作為主要元素，其他元素根據(jù)相關(guān)分析作為指示元素(Hg和Bi)或另一組合元素，以單元素異常規(guī)模作為評序參數(shù)，來確定單元素異常的排列序次。

表3 亮甲峪地區(qū)主成礦單元素地球化學(xué)異常篩選

測區(qū)內(nèi)金異常共由11個小異常組成，異常分布較為集中，高濃集中心多位于礦區(qū)中北部，整體異常大致走向?yàn)镹NE向，從測區(qū)南部一直斷續(xù)延伸至北部邊界。南部異常強(qiáng)度較低，大部分只有一級濃度分帶，總體背景較高，呈不規(guī)則狀，發(fā)育有Au10和Au11兩個異常；中部異常面積較大，發(fā)育有Au6～Au9共4個異常，異常一般為二級濃度分帶，異常強(qiáng)度一般，其中Au7面積最大，呈不規(guī)則狀，北側(cè)具有三級濃度分帶，異常NAP值達(dá)到7.99；北部異常強(qiáng)度較高，三級濃度分帶明顯，發(fā)育有Au1～Au5號異常，極大值點(diǎn)達(dá)到100×10-9含量(表4)。異常整體分布于三門店組黑云斜長變粒巖中。

表4 亮甲峪測區(qū)Au異常特征

測區(qū)鎢異常共由11個異常組成，異常多發(fā)育在工區(qū)中部和北部，異常整體呈NNE向展布，成帶性較好，多具二到三級濃度分帶，異常規(guī)模、面積亦較好。其中W3號異常面積達(dá)到1.56 km2，元素異常峰值為109×10-6，均值22.3×10-6，為該區(qū)規(guī)模最大的單元素異常(表5)。從整體異常分布來看，W與Au異常分布形態(tài)相似，地理位置大致略向西偏于Au異常，主要分布在灣杖子組黑云斜長角閃巖中。

表5 亮甲峪測區(qū)W異常特征

2.4 元素組合異常特征及評價

通過亮甲峪地區(qū)土壤地球化學(xué)測量數(shù)據(jù)的相關(guān)分析(表6)可知，W、Mo、Bi相關(guān)系數(shù)較高，相關(guān)性較為密切；Au、Pb、Zn、Cu、Ag表現(xiàn)出明顯的相關(guān)性；As、Sb、Hg、Sn相關(guān)性較密切。

表6 亮甲峪測區(qū)土壤地球化學(xué)測量各元素相關(guān)系數(shù)

通過對12種元素的R型聚類分析，在r=0.2相關(guān)水平上，亮甲峪測區(qū)土壤地球化學(xué)元素可分為四類簇族元素組合(圖3)，且這四類簇族元素溫度分帶性表現(xiàn)較好：

圖3 亮甲峪測區(qū)土壤地球化學(xué)R型聚類譜系Fig.3 The R-type clustering of soil geochemistry of the Liangjiayu district

第一簇Au、Ag、Cu、Zn、Pb，與相關(guān)系數(shù)表對應(yīng)較好，這一簇族元素屬于典型多金屬成礦元素組合，推斷為Au主成礦元素與伴生元素。

第二簇Mo、Bi、W，為高溫成礦元素，這一簇族元素屬典型的鎢鉬成礦元素組合，根據(jù)數(shù)據(jù)顯示以W為主成礦元素，Mo、Bi作為伴生或指示元素出現(xiàn)。

第三簇Sn、As、Sb，為一套低溫元素組合，但其中又夾有Sn這一高溫元素組合，推測可能與多期熱液活動有關(guān)。

第四簇Hg，形成異常較弱，推斷可能為早期構(gòu)造的探途元素，經(jīng)多期構(gòu)造變形后零散分布于測區(qū)內(nèi)。

通過對全區(qū)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計，并結(jié)合地質(zhì)情況[13]，在本區(qū)共圈定綜合異常4個(圖4)，由北至南編號為Z1～Z4，異?？傮w呈NNE向帶狀分布，其特征分述如下：

1—第四系沖洪積亞黏土、亞砂土；2—潘莊組變質(zhì)二長花崗巖；3—三門店組黑云斜長變粒巖夾斜長角閃巖；4—灣杖子組斜長角閃巖夾角閃斜長變粒巖；5—實(shí)測地質(zhì)界線；6—推測地質(zhì)界線；7—綜合異常范圍1—alluvial clay, sub-sand of Quaternary;2—metamorphic adamellite of Panzhuang formation;3—biotite plagioclase granulite of Sanmendian formation;4—amphibolite and granulitite of Wanzhangzi formation;5—measured geological boundary;6—inference geologic boundary;7—synthetic anomaly range

Z1號綜合異常位于測區(qū)中北部，異常面積8.47 km2，呈不規(guī)則狀，主要為大規(guī)模高強(qiáng)度Au、W異常，疊加Cu、Pb、Zn、Bi、Mo、Ag、As等形成。該綜合異常元素組分齊全，異常強(qiáng)度高，濃集明顯，套合較好，其中異常區(qū)內(nèi)Au異常由Au1～Au5組成，Au異常最高值100×10-9，平均值8.32×10-9，異常規(guī)模31.81；W主要由W1～W5組成，最高值為109×10-6，平均值9.01×10-6，異常規(guī)模29.76；Cu異常為Cu1、Cu3、Cu4、Cu5、Cu7、Cu8組成，Cu異常最高值為408×10-6，平均值161.98×10-6，異常規(guī)模8.52；三者異常規(guī)模大，強(qiáng)度高，多具三級濃度分帶，濃集中心明顯，套合性好。此外綜合異常內(nèi)還發(fā)育Pb、Zn、Bi、Mo、Ag、As等異常，但異常強(qiáng)度較弱，和主成礦Au、W套合較好。異常所處地質(zhì)條件為亮甲峪—榆林甸主期向斜，向斜軸部為三門店巖組，兩翼為灣杖子巖組，向斜外部為潘莊組二長花崗巖，前人認(rèn)為該向斜為潘莊組二長花崗巖捕擄體。

Z2號綜合異常位于測區(qū)中部，常各莊至水家溝一帶，異常呈近似橢圓狀，異常面積4.07 km2，呈NNE走向。其中Au7異常面積大，強(qiáng)度較高，三級分帶明顯，異常峰值達(dá)到63.3×10-9，平均值7.57×10-9，異常規(guī)模4.91；Cu異常面積較大，但濃集中心不明顯，僅達(dá)到中帶強(qiáng)度，異常最高值為105.64×10-6，平均值69.43×10-6，異常規(guī)模4.39，Cu異常的西南部高值區(qū)與Ag、W異常套合較好； Ag規(guī)模較小，峰值0.21×10-6，平均值0.13×10-6，異常規(guī)模0.56；W異常峰值10.54×10-6，平均值4.02×10-6，異常規(guī)模1.64；Zn位于異常中心部位，異常面積較大，異常峰值357.65×10-6，平均值128.48×10-6，異常規(guī)模2.01；其他元素異常較弱。Z2號綜合異常地表巖性以灣杖子組細(xì)粒斜長角閃巖夾角閃斜長變粒巖為主，異常東部可見少量潘莊片麻巖組的黑云二長片麻巖，變質(zhì)二長花崗巖等，異常西部局部可見三門店組的黑云斜長變粒巖、石榴黑云斜長變粒巖。

Z3號綜合異常位于測區(qū)南部水家溝至劉家溝一帶，異常面積5.40 km2，呈不規(guī)則狀。異常由中等強(qiáng)度、規(guī)模的Au、Cu、Zn異常，高強(qiáng)度中等規(guī)模的W異常以及小規(guī)模、強(qiáng)度的Ag、Pb、Bi、Sb、Hg異常套合形成。W為異常區(qū)內(nèi)規(guī)模最大的單元素異常，主要由W8、W9、W10、W11四個單元素異常組成，其異常最大值為20.52×10-6，平均值6.29×10-6，異常規(guī)模6.52；異常區(qū)內(nèi)的Au異常強(qiáng)度較低，規(guī)模一般，其異常峰值為22.5×10-9，平均值6.73×10-9，異常規(guī)模1.99；Cu異常面積較大，但濃集中心不明顯，強(qiáng)度較低，異常最高值為103.93×10-6，平均值61.25×10-6，異常規(guī)模2.72；Zn峰值307.81×10-6，平均值136.60×10-6，異常規(guī)模1.32；Mo峰值4.12×10-6，異常規(guī)模1.25；其余元素的異常規(guī)模小、強(qiáng)度低，多為一級濃度分帶規(guī)模較小。Z3號綜合異常北部主要出露灣杖子巖組細(xì)粒斜長角閃巖夾角閃斜長變粒巖，異常南部主要出露三門店巖組的黑云斜長變粒巖。

Z4號綜合異常位于測區(qū)西南部，張各莊村北的架炮山一帶，異常面積3.65 km2，呈不規(guī)則狀，異常西部、南部未閉合。異常主要由大規(guī)模Hg異常套合Sb、As、Pb、Bi、Sn等構(gòu)成。其中Hg包含Hg9、Hg10、Hg11、Hg13、Hg14、Hg17等6個單元素異常，異常規(guī)模大，但強(qiáng)度較低，異常峰值為153.83×10-9，平均值56.88×10-6，異常規(guī)模2.91；Pb異常面積較大，但濃集中心不明顯，強(qiáng)度較低，其異常最高值為126.81×10-6，平均值50.03×10-6，異常規(guī)模1.54；Sb異常最大值為1.30×10-6，平均值0.82×10-6，異常規(guī)模1.28；Bi為一個特高值單點(diǎn)異常，最大值為11.41×10-6。Z4號綜合異常地表巖石露頭主要為新太古代三門店組黑云斜長變粒巖夾斜長角閃巖，局部可見磁鐵石英巖，巖層多呈NW走向。

3 查證成果

根據(jù)異常特征和成礦地質(zhì)條件，選擇在Z1綜合異常進(jìn)行土壤剖面測量、鉆探等工作手段。根據(jù)多條土壤剖面測量成果，在Z1綜合異常范圍內(nèi)圈定出3條近平行的NNE向異常帶，自西向東分別為W、Mo、Bi高溫異常帶，Au、Cu、Pb、As、W中高溫異常帶和As、Sb、Hg、Cu、Pb中低溫異常帶，這3條異常帶自西向東形成高溫—中高溫—中低溫的水平分帶(圖5)。其中W、Mo、Bi高溫元素異常帶大致呈NNE走向，沿走向延伸4.4 km，寬約150 m，該異常帶異常規(guī)模大，強(qiáng)度高，多元素套合性好，異常延伸性好，局部套合小規(guī)模Cu、Zn、Ag等其他元素；Au、Cu、Pb、As、W中高溫元素異常帶走向NNE，延伸4 km，寬約80 m，以Au異常為主，各元素的異常規(guī)模強(qiáng)度一般，較高溫元素異常帶變?nèi)?。As、Sb、Hg、Cu、Pb為中低溫元素為主的異常帶，該帶走向NNE，延伸3 km，寬約50余m，主要異常元素為As，整體異常規(guī)模較前兩個異常帶變小。

1—第四系沖洪積亞黏土、亞砂土；2—潘莊組變質(zhì)二長花崗巖；3—三門店組黑云斜長變粒巖夾斜長角閃巖；4—灣杖子組斜長角閃巖夾角閃斜長變粒巖；5—實(shí)測地質(zhì)界線；6—推測地質(zhì)界線；7—綜合異常范圍；8—W、Mo、Bi異常帶；9—Au、Cu、Pb、As、W異常帶；10—As、Sb、Hg、Cu、Pb異常帶；11—鉆孔位置及編號1—alluvial clay, sub-sand of Quaternary;2—metamorphic adamellite of Panzhuang formation;3—biotite plagioclase granulite of Sanmendian formation;4—amphibolite and granulitite of Wanzhangzi formation;5—measured geological boundary;6—inference geologic boundary;7—synthetic anomaly belt;8—W, Mo, Bi anomaly belt;9—Au, Cu, Pb, As, W anomaly belt;10—As、Sb、Hg、Cu、Pb anomaly belt;11—the location and number of borehole

根據(jù)前期成果，在Au、Cu、Pb、As、W中高溫元素異常帶上施工了鉆孔ZK1，發(fā)現(xiàn)了1條金礦化帶和2條鎢礦化帶。金礦化帶位于28.45～41.45 m，其中金礦體厚2 m，平均品位為1.99×10-6。Ⅰ號鎢礦化帶位于157～179.5 m，厚22.5 m，其中達(dá)到鎢邊界品位以上的樣品累計厚度為6 m，最高品位為0.11%，含有1條鎢金礦化體、1條鎢礦化體、2條鎢礦體。Ⅱ號鎢礦化帶位于193.55～198.55 m，厚5 m，最高品位為0.06%，為1條鎢礦化體。

區(qū)內(nèi)蝕變發(fā)育，在圍巖地層中普遍發(fā)育高嶺石化、絹云母化、綠簾石化等蝕變礦物。由光薄片鑒定可知，含鎢蝕變礦物為絹云母、黝簾石、綠泥石、綠簾石等，金屬礦物為黃鐵礦、黃銅礦及磁黃鐵礦，這些蝕變礦物與金屬礦物、白鎢礦沿著由斜長石、鉀長石、石英、角閃石、黑云母構(gòu)成的淺色脈體呈定向分布。

4 結(jié)論

1) 亮甲峪測區(qū)土壤地球化學(xué)測量分析結(jié)果統(tǒng)計顯示，Au、Hg、Bi、W變異系數(shù)較大，表明這4種元素具有高富集的地球化學(xué)特征，具備富集成礦的地球化學(xué)條件。

2) W、Mo、Bi和Au、Pb、Zn、Cu、Ag相關(guān)性較差，兩組元素在同一地區(qū)分別獨(dú)立成礦，表明金礦與鎢礦的成礦時代和成礦序列不同。

3) 通過對Z1綜合異常進(jìn)行土壤剖面測量成果顯示，Z1綜合異常范圍內(nèi)存在有3條異常帶，且這3條異常帶自西向東溫度變化為：高溫—中高溫—中低溫，顯示出了異常的水平分帶現(xiàn)象。

4) 在對Au、Cu、Pb、As、W中高溫元素異常帶上施工了鉆孔ZK1，見到厚大的金鎢礦化帶，表明異常為礦致異常。下一步應(yīng)重點(diǎn)采用磁法剖面測量、激電中梯剖面測量、激電測深測量、槽探和鉆探等工作手段，對W、Mo、Bi高溫異常帶進(jìn)行較系統(tǒng)、全面的綜合地質(zhì)工作，以達(dá)到更大的找礦突破。

5) 發(fā)現(xiàn)的鎢礦體在冀東地區(qū)勘查史上尚屬首次，同時也打破了冀東地區(qū)單一的鐵礦、金礦成礦條件，特別是鎢礦的發(fā)現(xiàn)充分表明冀東地區(qū)具有形成鎢礦的地質(zhì)條件[14-16]，為進(jìn)一步在冀東地區(qū)找礦工作起到了很好的借鑒作用。