河北东坪金矿成因及找矿标志

李春章　杜登峰　宋立方

(河北省地矿局第十一地质大队 )



河北东坪金矿成因及找矿标志

李春章杜登峰宋立方

(河北省地矿局第十一地质大队 )

摘要东坪金矿床赋存于水泉沟偏碱性杂岩体与老地层的内接触带上。在分析东坪金矿区域地质背景、矿区地质特征的基础上，对矿床成因、矿体围岩特征进行了探讨，并分别总结了找矿直接标志及间接标志，供区内找矿参考。

关键词区域地质背景矿区地质特征矿床成因矿体围岩特征找矿标志

东坪金矿位于河北省崇礼县东南约3km处，矿区交通较便利。该矿山建于1986年6月20日，2005年9月6日实现了国企改制，现为福建紫金矿业集团股份有限公司的控股子公司。东坪金矿自1987年开始连续进行了3期技术改造，生产规模由建矿初期的50t/d扩大至目前的850t/d。东坪金矿为产于偏碱性杂岩体中的大型金矿床，中国地质学会矿床地质专业委员会贵金属矿床专业组和中国黄金学会地质学术委员会已将东坪金矿床命名为“东坪式”金矿床类型[1-3]。东坪金矿为国内首次发现的新类型金矿床，不仅规模大、经济价值高，而且开辟了一条新的金矿找矿途径，具有重要的理论意义和科研价值。为进一步指导区内找矿工作，本研究着重对东坪金矿矿区地质特征、矿床成因及找矿标志进行深入探讨。

1　区域地质背景

东坪金矿位于华北地台燕辽沉降带与内蒙地轴交界部位，崇礼—赤城深断裂南侧(图1)。

图1　区域地质构造

1.1地层

区域上广泛分布有太古界、下元古界变质岩系和中生界侏罗系，次为中元古界沉积岩系、中生界白垩系，新生界第三系、第四系在区内零星分布。

1.2构造

区域横跨华北地台2个Ⅱ级构造单元，断裂构造和褶皱构造均较发育。

(1)褶皱构造。在漫长的历史演化中，区内太古代—早元古代变质岩、中—晚元古代沉积岩及中生代火山碎屑岩都经受了多次的构造变动和区域变质作用，形成了多种形态的背、向斜构造。

(2)断裂构造。①EW向断裂构造，有崇礼—赤城深断裂，区内可见长约80km，走向近EW，倾角70°～80°，倾向时而S倾，时而N倾，控制了该区的构造格架，派生了一系列的次级断裂，同时也控制了岩浆岩和金矿成矿带的分布；②NWW向断裂构造，为崇礼—赤城深断裂的派生构造，控制了水泉沟偏碱性杂岩体和东坪、后沟等金矿床的分布，主要包括杨木洼—马丈子—金家庄断裂、后中山—红花背—上水泉断裂、砖楼—后沟断裂；③NW向断裂，包括红花嘴—场地—大白杨断裂、枯杨—双层山断裂；④近SN向断裂,主要有海流图—小营盘断裂、四台嘴—响水沟断裂、玉泉堡—常家窑断裂、独石口—冰梁断裂等；⑤NNE、NE向断裂，主要包括赤城—东兴堡断裂、屯军堡—东山庙等一系列断裂。

(3)韧性变形带。①NE向韧性变形带，分布于大岭堡—沃麻坑一带；②NW向韧性变形带，包括赤城—东栅子韧性变形带和青泉沟—后楼韧性变形带。

1.3岩浆岩

区内岩浆活动强烈，从深成、浅成至侵入—喷发均有，并具多旋回性，规模较大，遍布全区，多受崇礼—赤城深断裂控制。元古代、海西期2个岩浆旋回侵入岩占绝对优势，呈岩基、岩株及熔岩状产出。海西期侵入岩主要有水泉沟偏碱性杂岩体，酸性岩有海流图、马营、冰山梁、观山、舍身崖等二长花岗岩。区内岩浆岩主要岩性有角闪二长岩、石英角闪二长岩、二长岩、石英二长岩、正长岩、石英正长岩、霓辉正长岩、霓辉二长岩等8类，经论证，该类岩体与区内金成矿密切相关，为金矿的运移、富集提供了动力。

2　矿区地质特征

2.1岩石特征

东坪金矿矿区内及附近主要出露以海西期二长杂岩体为主，为水泉沟—大南山二长杂岩体的一部分，主要岩性为二长岩、角闪二长岩、石英二长岩等。矿区南部外围出露有太古界变质岩系，主要岩性为斜长角闪透辉岩、斜长角闪岩、斜长角闪片麻岩、透辉斜长片麻岩及少量麻粒岩、浅粒岩等，沟谷两侧及沟谷内发育第四系覆盖层。

2.2构造特征

断裂构造与金成矿关系密切，根据断裂形成时间，区内构造可分为赋矿构造和成矿后断裂2类。

(1)赋矿构造。岩体南部边界总体走向NW，局部变化较大，岩体走向上的变化部位为构造应力集中区，二长岩类等刚性岩石中断裂、裂隙构造十分发育，属区内三级构造，构成矿区范围内线性构造的密集区，为含金热液的迁移和沉积提供了良好的空间场所。区内赋矿构造按断裂、裂隙走向可分为3组：①NNE向断裂，为最主要的含矿断裂，走向0°～20°，倾向NW，倾角40°～50°，走向延长90m，宽仅数厘米至数十厘米，倾向延深数十米，属压扭性，组成左侧幕状排列的断裂带；②NW向断裂或密集节理构造，也为区内主要的含矿构造，走向290°～340°，倾向SW，倾角25°～48°，以多条断裂出现时，倾角25°～45°，走向上呈右侧幕状分布，倾向上呈迭瓦状，以密集节理出现时，则构成近SN向的密集节理带，NW向断裂或节理构造在走向上由北至南，依次为单条断裂→多条断裂→密集节理带，由上至下大致也有相似规律；③NNE向断裂和NW向断裂(节理)，为一组共轭扭性断裂，应力场的转变，使其发生了继承性活动，沿早期形成的共轭节理追踪，断裂走向NEE或NW，形成总体近SN走向的断裂系统，该断裂系统对成矿十分有利，在压扭性地段产生稳定的矿体，在引张扩宽地段形成了厚大矿体，区内1#脉群各矿体即赋存于上述断裂系统中。

(2)成矿后断裂。成矿后断裂不发育，对矿体破坏不大，按走向可分为3组，即近SN、NW、NWW向断裂。

2.3围岩蚀变和矿化特征

近矿围岩蚀变强烈，主要有钾长石化、硅化，次为绢云母化和黄铁矿化，还有碳酸盐化，重晶石化、高岭土化等。前4类蚀变与金矿化关系密切，与钾长石化和硅化更为密切。

(1)钾长石(微斜长石)化。为富含硅、钾、钠热液沿断裂及裂隙交代围岩而成。矿脉内有2期：第1期为砖红色致密块状，较少，w(Au) 3.92×10-8；第2期为肉红色，沿裂隙呈细脉状或沿石英脉两侧分布，在石英脉、网脉或节理发育部位，厚度大，单一蚀变w(Au) 48.99×10-8，与金矿化富集关系密切。

(2)硅化。为富硅质热液沿断裂和裂隙充填交代生成微细脉、细网脉、细脉，与肉红色钾长石紧密伴生。灰白色油脂光泽石英脉与金矿化关系密切。

(3)绢云母化。为交代条纹长石和斜长石的产物，常与高岭土共生，在构造裂隙发育地段绢云母化较强烈。

(4)黄铁矿化。多呈星点状或细脉状、微细脉状，产出于矿脉或裂隙中，为Au的重要载体矿物之一。

(5)碳酸盐化和重晶石化。细脉状，为成矿晚期阶段的产物。

3　矿体围岩特征

矿体赋存于蚀变二长岩、石英二长岩等岩石中。含金石英脉一侧为硅钾化蚀变岩型矿石，矿体与围岩无明显界面和区别标志，呈渐变过渡关系。在矿石和蚀变围岩中，均具硅化、钾长石化、绢云母化、黄铁矿等蚀变现象，各类蚀变分布有的单一出现，也有数类蚀变互相叠加，无分带性，与矿体关系密切的蚀变为硅化、钾化、绢云母化。根据蚀变岩的含金性、蚀变强弱及物质组分含量变化可归纳为3个带：①强蚀变带，为w(Au) 1.5×10-6以上的蚀变岩型金矿体；②中蚀变带或矿化蚀变带，为w(Au) (0.5～1.5)×10-6的蚀变岩，石英细网脉或节理裂隙相对稀疏，分布于石英脉型和蚀变岩型矿体两侧或矿体端部，带宽1～11.6m；③弱蚀变带，为w(Au)(0.1～0.5)×10-6的蚀变岩，分布较广，区内1#脉群最宽处达570m。正常情况下区内蚀变表现为强—中—弱的过渡特征，各蚀变带除含金性不一致外，其他常量元素、微量元素含量也有所不同，即蚀变带由强至弱，各组分(SiO2、K2O、Cu、Pb、Bi)含量由高至低变化，Al2O3、CaO、MgO、Sn、Ba、V等组分含量则由低至高变化。按工业指标夹石剔除厚度要求圈定的夹石金含量都高于围岩，个别由表外矿组成，其物质组分与蚀变岩型矿体基本一致。

4　矿床成因

4.1围岩与成矿关系

矿体主要赋存于偏碱性杂岩体二长岩、石英二长岩、正长岩中，偏碱杂岩体经过多期构造及岩浆活动长期演化形成。海西运动使崇礼—赤城深断裂岩浆活动加剧，并导致部分地壳熔融，在上侵过程中，幔源物质和壳层物质加入，形成同熔型岩浆，侵入于太古宙变质岩中，形成角闪二长岩-霓辉二长岩系列岩石，构成偏碱性杂岩体的雏形。燕山运动又使深部残浆重新活动，沿构造带、低压扩容带、岩体边部等地段进行重溶交代和混溶作用，改造了以往形成的岩石组合，形成了二长岩、石英二长岩、正长岩系列岩石。早期同熔形成的角闪二长岩组合岩石，一般以铁族元素、亲硫元素为特征，对Au的富集极为有利。晚期形成的二长岩、正长岩类，随着重溶演化过程，挥发组分也随着无水硅酸盐矿物(石英、长石)的生成以及含水矿物角闪石类的分解而逐步富集。由于Si、K、Na的带入，使岩浆pH值升高，发生以K为主的交代作用使Au活化迁移，成矿物质进一步富集，形成了含矿溶液，为金矿形成创造了物质条件。

4.2成矿物质来源

太古宙变质岩经原岩恢复为基性火山沉积岩系，含有丰富的成矿物质，经测定，w(Au)平均8.15×10-9、w(Cu)平均41.6×10-6、w(Pb)平均35.6×10-6、w(Zn)平均74.1×10-6，为金矿的主要矿源层。水泉沟偏碱性杂岩的侵入以及重熔交代作用，从中吸取了大量的成矿物质，早期形成的角闪二长岩，经测定，w(Au)平均12.54×10-9，显然是在同熔演化过程中萃取了老地层中的Au，使其含金量得到提高。矿区S同位素测试表明，Au、S均来自老变质岩层。

4.3成矿溶液组分及成矿温度

表1各成矿阶段主要矿物的生成次序

4.4导矿构造和储矿构造

崇礼—赤城深断裂的多期次活动，导致附近多期次岩浆侵入和不同规模产状及性质的次级构造产生。水泉沟偏碱性杂岩体正是沿EW向次级构造侵入的。杂岩体南北两侧接触带断裂均属平行深断裂的次级断裂，金矿主要沿该断裂分布，故被认为是金矿成矿的导矿构造。杂岩体内接触带发育一系列平行的NNE向构造带，与之相伴的还有NW、NE、SN向次级低序次的断裂裂隙，为金矿的主要储矿构造。

4.5成矿作用

太古宙变质岩中含有丰富的Au、Ag、Cu、Pb、Zn等成矿元素，岩浆上侵与变质岩发生同熔、重熔交代作用，早期同熔过程从变质岩中萃取大量的成矿元素，使得含金浓度提高。晚期重熔交代作用过程中，由于含水矿物的分解以及Si、K、Na等带入，使岩浆pH值升高，挥发组分富集，促使Au活化、迁移，形成富钾的硅质含金溶液。在高温条件下，Au以络离子((AuCl4)1-)的形式迁移。含Au溶液在迁移演化过程中，随着温度降低、CO2增多、pH值和含盐度降低，以及天水的加入，改变了成矿溶液的平衡条件，在构造有利部位以及适宜的温度压力环境下，经多次叠加，从而形成了金矿床。根据上述成矿作用过程、矿物组分、成矿温度、成矿方式，可知大坪金矿床成因类型为同熔—重熔高—中温热液充填交代石英脉-蚀变岩型金矿床。

5　找矿标志

(1)找矿直接标志。①由于近SN、NNE、NNW向的3组构造为主要控矿构造，因而在构造交叉部位，为矿体的富集地段；②处于地表的硫化物受氧化淋滤作用形成的铁质污染带，形成了次生矿物或蜂窝状等溶蚀孔，均可作为找矿标志；③矿床成因与钾质交代关系密切，钾长石化大多发育于矿体上下盘，或单独形成蚀变岩型矿体，钾长石化色泽肉红易于发现，分布范围较矿体大；④含硫化物的灰白色石英脉或石英细脉、石英网脉发育的地段，走向NNW—NNE，倾向SW—NW，为成矿有利地段；⑤已发现的主要矿体多赋存于二长岩、石英二长岩、正长岩中，在找矿过程中，对上述岩性的含矿性进行研究，可起到缩小靶区、指导找矿的作用。

(2)找矿间接标志。①多年的找矿实践证明， 1∶50 000水系沉积物测量可发现较大规模的矿化带；1∶10 000土壤测量异常，可反映矿化带的范围, 1∶5 000土壤异常基本可反映矿化带的形态，w(Au)大于10×10-9的规整异常，基本为矿体的反映；②由于钾长石化与金矿关系密切，因此可利用γ能谱方法进行找矿，对于w(K)大于4%的异常，基本可反映矿化带的总体形态，w(K)大于6%的规整异常，多数为矿致异常；③矿与非矿元素含量的差异性，可作为间接判别矿与非矿的标志，如Cu、Pb、Zn、Bi等为矿脉或近脉元素，应注意高值异常区，Sr、Ba、V则相反，应注意负值异常区；④利用石英包裹体中H2O、CO2与Au关系的密切性，通过红外光谱测试，可判断岩石是否具有含矿石英脉特征。

参考文献

[1]宋长贵.河北崇礼东坪金矿床地质特征及找矿方向[J].黄金，2005(11)：11-15.

[2]王美娟.河北省崇礼县东坪金矿床成矿地球化学[D].北京：中国地质大学(北京)，2015.

[3]李怀勇，张占洋，李鹏，等.东坪金矿构造解析及矿床成因探讨[J].地质与勘探，2000(5)：36-38.

(收稿日期2016-03-04)

李春章(1970—)，男，高级工程师，054000 河北省邢台市钢铁北路416号。