冀西北怀安县一带地球化学特征及找矿潜力分析.pdf
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1、*中国地质调查局项目(编号:12120114008801)。朱梦蕾(1989),女,工程师,230001 安徽省合肥市。通信作者王占彬(1987),男,工程师,710100 陕西省西安市。冀西北怀安县一带地球化学特征及找矿潜力分析*朱梦蕾1王占彬2曹龙2(1.安徽省地球物理地球化学勘查技术院;2.中国地质调查局西安矿产资源调查中心)摘要分析了河北怀安县一带1 5万水系沉积物测量成果,重点对该区元素地球化学参数特征、元素相关性、异常特征分布规律及找矿潜力进行了分析。查明了工作区元素富集离散特征与分布分配规律,为基础地质研究和金属矿产勘查提供了地球化学依据。该区共圈定综合异常20处,其中甲类异常2
2、处,乙类异常7处,丙类异常11处,筛选查证了综合异常7处,发现矿(化)点4处,尤其是Hs-18号异常区构造发育;热液活动显著,地表矿化蚀变发育,元素异常突出。通过查证,在异常区朱家洼村发现了Au、Mo矿化体,Au最高品位10.9 g/t,Mo最高品位0.03%。根据该区化探测量及异常查证成果,结合地质成矿背景,共划分了成矿远景区4处。关键词地球化学水系沉积物测量找矿潜力DOI:10.3969/j.issn.1674-6082.2023.08.001Analysis of Geochemical Characteristics and Prospecting Potential in Huaia
3、n County,Northwestern Hebei ProvinceZHU Menglei1WANG Zhanbin2CAO Long2(1.Anhui Institute of Geophysical and Geochemical Prospecting Techniques;2.Xian Mineral Resources Investigation Center,CGS)AbstractThe results of 1 50 000 stream sediment survey in Huaian County,Hebei Province are analyzed.The cha
4、racteristics of geochemical parameters,element correlation,anomaly distribution and prospecting potential of elements in this area are analyzed.The characteristics of element enrichment dispersionand distribution distribution in the working area are found out,which provides geochemical basis for bas
5、icgeological research and metal mineral exploration.A total of 20 comprehensive anomalies were delineated inthis area,including two class A anomalies,seven class B anomalies and eleven class C anomalies.Sevencomprehensive anomalies were screened and verified,and four mineralization(mineralization)po
6、ints werefound,especially the structure of Hs-18 anomaly area.The hydrothermal activity is remarkable,the surfacemineralization alteration is developed,and the element anomaly is prominent.Through verification,Au andMo mineralized bodies were found in Zhujiawa village in the abnormal area.The highes
7、t grade of Au is 10.9g/t,and the highest grade of Mo is 0.03%.According to the results of geochemical survey and anomaly verification in this area,combined with the geological metallogenic background,four metallogenic prospect areasare divided.Keywordsgeochemistry,stream sediment survey,prospecting
8、potential总第 652 期2023 年 8 月第 8 期现代矿业MODERN MININGSerial No.652August.2023成矿作用反映在地球化学场的变化则为区域地球化学异常与局部地球化学异常。因此,通常前期开展地球化学测量,能够快速缩小找矿范围,锁定找矿目标,从而指导找矿。本研究区位于冀西北怀安县一带,在20世纪末已完成1 20万区域地质调查与1 20万化探扫面工作1,发现该区成矿条件有利,区域异常明显,为查明该区地球化学特征,进一步缩小金多金属、铁等矿产找矿靶区,部署开展了1 5万水地质测量1现代矿业2023 年 8 月第 8 期总第 652 期系沉积物测量1 564
9、 km2,基本查明该区元素分布特征与异常特征,为指导找矿提供了地球化学依据。1地质概况研究区大地构造位于华北板块西北缘,怀安复式穹隆状褶皱隆起带内。成矿区带划分属华北板块北缘成矿省,华北板块北缘中段太古宙、元古宙、中生代金银铅锌铁硫铁矿成矿带内,成矿条件有利。本区地层较为复杂,不仅有变质的新太古代、古元古代基底地层,还有大量中元古代之后未变质的盖层地层2-3。该区出露地层主要有新太古代桑干岩群马市口组,岩性为二辉斜长麻粒岩、二辉斜长片麻岩、二辉斜长变粒岩,该岩组是“鞍山式”变质铁矿的重要赋矿层位;新太古代桑干岩群右所堡组,岩性为黑云二辉斜长片麻岩、二辉角闪斜长变粒岩;古元古代集宁岩群沙渠村岩组
10、,岩性为含石墨石榴斜长变粒岩;中元古界长城系自下而上依次为常州沟组、串岭沟组、团子山组、大红峪组,常州沟组岩性为石英岩状砂岩和砂页岩,串岭沟组岩性为砂页岩,团子山组岩性以白云岩为主,大红峪组岩性主要为长石石英细砂岩;中侏罗统九龙山组(J2j)岩性为砾岩、长石砂岩、粉砂岩、泥岩等;上侏罗统土城子组(J3tch)以砾岩、砂岩、粉砂岩、泥岩为主;上白垩统南天门组(K2n)以砾岩夹砂岩、粉砂岩、黏土岩、泥岩为主;古近纪新近纪汉诺坝组(E3N1h)为一套灰色玄武岩。区内断裂构造发育,总体呈东西向展布,控制了区内地层、岩浆岩的分布。尚义平泉深大断裂、沽源张北大断裂、马市口松枝口大断裂控制了区域内成矿带的展
11、布。该区褶皱构造发育,主要为近东西向、南北向的基底构造以及北东向的盖层构造4。岩浆岩在怀安一带大面积分布,既有大面积的侵入岩发育,也有广泛发育的火山岩。侵入岩以新太古代五台期、古元古代吕梁期、中新元古代晋宁期为主,中新生代侵入岩分布较少。该区火山岩以新生代玄武岩类为主。该区中部和南部侵入岩发育,北部零星出露。主要包括新太古代晚期中酸性变质岩,古元古代中基性和酸性侵入岩,中元古代中性侵入岩,晚三叠世中酸性侵入岩,中侏罗世酸性侵入岩,新近纪基性侵入岩。研究区出露的火山岩面积较小,主要在西洋河幅北部下马圈到小坝子一带发育粗安岩等火山岩,呈夹层产于九龙山地层中,新生代火山岩主要为汉诺坝组玄武岩。该区太
12、古宙古元古代变质作用主要为区域变质、混合岩化、接触变质、动力变质等。相关的变质岩类有区域变质岩、混合岩、接触变质岩、动力变质岩等。其中区域变质岩又可分为变质表壳岩与变质侵入岩2类。区内主要有铁矿点和火山热液型金矿点分布5。沉积型铁矿点位于鹿尾沟幅骆驼山,为“宣龙式”铁矿,矿床规模小。沉积变质型铁矿点在本区较多,铁矿赋存于新太古代桑干岩群马市口岩组中,矿床规模均较小,矿体呈透镜状、扁豆状,全铁(TFe)品位一般20%30%。金矿点位于朱家洼村,矿体产于中生代火山岩体和新太古代变质岩之中,严格受断裂构造控制。2地球化学数据采集与处理研究区北部为坝上高原,南部为燕山山脉,地貌上北部高原为丘陵地带,地
13、形起伏较小,南部为燕山山脉中低山区,地势起伏较大。地球化学景观主要划分为2类:中高山景观区、黄土及冲洪积物覆盖区。在中高山景观区开展水系沉积物测量,在黄土及冲洪积物覆盖区部署了土壤测量6。本次化探工作共完成采样面积 1 565 km2,共采集样品 7 085个,平均采样密度为4.5个/km2,采样粒级为-10+60目。分析了 Bi、Fe、Mn、Au、Zn、Cd、Ag、Sb、Pb、Hg、Mo、Cr、Be、W、Sn、Co、Cu、As、Ni共19种元素。化探数据主要使用GeoIPAS和Excel软件进行处理分析。对19种元素原始数据集中的X3S的离群数据进行迭代剔除处理形成背景数据集,然后统计特征参
14、数7:中位数、标准离差、样品数、平均值、变化系数,作为地球化学图色阶划分、确定异常下限及区内找矿预测的依据。3研究区地球化学特征3.1元素丰度特征以本区化探原始数据剔除离群值后,算出的19种元素的平均值作为该区背景值,与张家口幅1 20万区域化探结果,以及冀北17个1 20万图幅8随机抽样计算所得的算术平均值对比(表1),可以看到本区元素丰度特征明显,与张家口幅及冀北地区差异显著。从表1中可以看出,与张家口幅相比,本区Au、Ag、Cu、Zn、Sn、Fe、Mn、Cr、Co、Cd丰度偏高,其余元素偏低;与冀北地区相比,本区Au、Cu、Fe、Cr、Co、Ni丰度偏高,其余偏低。这些特点是与本区的地质
15、背景及成矿作用相关的。研究区广泛发育的汉诺坝组玄武岩、桑干岩群高级变质岩,都是具有较高的铁族元素富集。同时桑干岩群也是Au、Ag、Cu、Zn、Fe等成2朱梦蕾王占彬等:冀西北怀安县一带地球化学特征及找矿潜力分析2023 年 8 月第 8 期矿元素富集的地质体,能为成矿活动提供重要的矿质来源保障。本区As、Sb、Bi、Hg、W、Mo等元素丰度较低,因为该区总体来看,成矿作用不甚显著,热液活动不够强烈。3.2元素的富集离散特征元素原始数据集和背景数据集的变化系数(Cv1、Cv2)能分别反映出各自数据集的离散程度,Cv1/Cv2可反映剔除离群数据时,对原始数据集的削平程度大小9。通过Cv1和Cv1/
16、Cv2值制作元素变化系数图,见图1。(1)Cr、Co、Ni、Mn、Cu、Pb、Sn、Be 在该区含量变化小,高含量数据少,成矿概率较低,仅有少量低缓异常分布。Mn、Cu、Cr、Co、Ni虽然异常不少,但异常强度均较低,且主要分布在汉诺坝玄武岩区及新太古代桑干岩群中,桑干岩群中有大量辉绿岩脉侵入,所以铁族元素的高值区域,与这些地质体的空间分布密切相关。Pb、Sn元素异常主要集中在朱家洼一带,面积中等,强度较高,是朱家洼金矿伴生元素;除此之外,Pb在侏罗系、白垩系及汉诺坝玄武岩中亦为高背景分布,但找矿意义较小;Sn则在中侏罗统九龙山组和第四系中显著富集,成矿可能性不大。Be异常主要集中在中侏罗统九
17、龙山组和汉诺坝玄武岩区,异常强度小,异常衬度低,主要体现九龙山组原岩及火山岩夹层的性质,以及汉诺坝玄武岩的特殊地球化学特性,不具成矿潜力。(2)W、Zn、Ag、As、Sb含量变化幅度中等,高强数据较多,成矿可能性较大。朱家洼金矿就伴生有W、Zn、Ag、As、Sb的元素异常。As、Sb、W元素在研究区北部尚义平泉断裂带上,也有明显异常,与此断裂的长期活动有关。Zn的高背景区分布在汉诺坝玄武岩区,这是由于Zn倾向于在基性岩中富集所决定的。(3)Au、Hg、Bi、Cd含量变化幅度大,高强数据多,其中Au在朱家洼已经成矿,其他元素也有成矿的可能。Hg 在洗马林镇附近农田中极高值可达 64010-9,可
18、能为人为因素引起的Hg异常,找矿意义可能不大。Hg在怀安县城附近也小面积高强度异常,极值达 1 30010-9,经检查,未见明显成矿作用痕迹。在研究区北部尚义平泉断裂带上,Hg元素呈较好的东西向条带状异常展布,异常浓集中心与断裂带位置比较吻合。Cd元素除朱家洼异常显著外,主要富集在研究区中部第四系中,异常形状不规整,异常强度中等,这是由于在表生环境下,Cd倾向于在细粒黏土质物质中富集所决定的,本区Cd成矿可能性很小。Bi 元素在朱家洼有较好异常显示,极高值为14.410-6,为重要的伴生元素,在其他地方Bi多呈背景分布,高背景区集中在第四系,与表生富集有关。(4)Mo 元素在工作区高强数据多,
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