河北金厂峪金矿矿床地质特征及成因研究

刘敏鹏

（中冶一局城市安全与地下空间研究院有限公司，张家口 宣化 075100）

1 区域地质背景

1.1 大地构造位置

金厂峪金矿位于冀东地区，具体位于燕山褶皱带东部的蓟县凹陷和山海关隆起的交接部位，冀东地区是其结晶基底，并且其是中晚元古界的碳酸盐岩-碎屑岩覆盖在太古宙区域变质岩系之上，而整个区域内，晚太古宙和印支期花岗岩分布较为广泛。且构造格架较为复杂，主要构造样式有褶皱、断陷和断裂构造，为铜-铁-金等多金属矿床的形成，提供了成矿流体运移的空间通道和沉淀富集的部位，表明区域上具有良好的成矿条件和找矿潜力[1]。

1.2 区域地层

冀东地区地层较为齐全。研究区内主要由迁西群、遵化岩群组成的结晶基底和上覆的中晚元古代沉积盖层构成，太古界迁西群是一套角闪岩相-麻粒岩相的变质岩，其岩性主要由麻粒岩和斜长角闪岩、片麻岩及磁铁石英岩等组成，其次是碎屑岩、含铁硅质岩与半粘土质岩等。太古界遵化群岩石的组成以斜长角闪岩为主，夹有角闪斜长片麻岩、可见有薄层状磁铁石英岩，云英闪长岩化是遵化岩群变质岩的主要特征。中元古界长城系最底部的常州沟组和串岭沟组、中间沉积的团山子组、上部的大红峪组、以及顶部的高于庄组。而新生界地层主要呈现为其岩性组合为未胶结或半胶结的砂砾层、细粉砂、砂土及粘土等第四系沉积物。

1.3 区域构造

冀东地区的大地构造位置处于华北地块东北部，研究区域经历了漫长的地质历史时期多期的变质变形作用，其主要构造样式有褶皱、断裂构造等。

该研究区的盖层构造是一个主体为背斜轴向近东西向的马兰峪复背斜。区域内的断裂构造相当发育，其中规模较大的马兰峪剪切构造带和金厂峪韧性剪切构造带等。该断裂面整体呈现陡倾趋势；控制着研究区的北北东向断裂构造分布于上营-金厂峪一带，该断裂带有绿片岩和片理化组成，有绿泥石化、硅化和碳酸盐化等蚀变现象，断裂带挤压片理化现象强烈，其中分布着大量的金矿点。

1.4 区域岩浆岩

研究区域内的岩浆活动较为频繁，各个时代都有活动，岩浆岩较为发育，岩浆活动最为强烈分为两个时期：太古宙时期和中生代时期；其次晚古生代，元古代和早古生代的岩浆活动相对较弱。

1.5 区域矿产

区域矿产资源丰富，典型的有金厂峪金矿、小寺沟铜钼矿、峪耳崖金矿、华尖金矿、马兰峪铁矿及水厂铁矿等。其中金矿床的形成多与中生代岩浆活动有关，成因类型多为岩浆热液型，受区域北东-北北东向构造控制[2]。

2 矿床地质特征

2.1 矿区地层

矿区内出露的地层为太古宙遵化群，岩性以斜长角闪岩为主，夹有斜长角闪片麻岩、混合岩化斜长角闪片麻岩浅粒岩等的角闪-高角闪岩相变质岩石组成。岩层产状的总体走向北东，倾角30°～60°，矿区内岩石混合岩化普遍，韧性剪切作用形成的糜棱片岩在区内分布较广。斜长角闪岩在矿区内大量分布，可见角闪斜长片麻岩和混合岩化斜长角闪岩等，在北部地区出露有石英斑岩、少量的磁铁石英岩；变粒岩、浅粒岩在矿区南东侧分布较多。

2.2 矿区构造

矿床位于金厂峪复向斜之中。矿区的构造变形强烈，构造变形从早期到晚期，构造变形的类型发生变化，变形的规模也从小到大；矿区进入中晚期后，叠加有节理等破裂构造，褶皱、剪切带、断裂构造共同构成研究区复杂的构造格局。

矿区主要构造是呈北北东向延伸的韧性剪切带及后期多组脆性断裂带。北北东向的韧性剪切带贯穿整个矿区。呈现出分支汇合的现象，向南撒开，上窄下宽的扇形分布的特点，金厂峪矿区发育有一系列的脆性断裂构造。这些断裂有两类：一类发育在韧性剪切带内部的糜棱岩系与斜长角闪岩透镜体之间，这种断裂规模不大，常被钠长石脉或石英脉充填。另一类断裂的规模较大，穿切北北东向韧性剪切带，其是在韧性剪切带形成之后形成[3]。

2.3 矿体特征

2.3.1 矿脉产出形态

金厂峪金矿划分为最北部的黑石峪矿段、主采区的中部金厂峪矿段和南部桑家峪矿段三部分，金厂峪矿体在空间分布上具有规律性，由西向东划分为0、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ六个脉带。其中，单个脉带以Ⅱ、Ⅴ带规模为最大，贯通全区，Ⅰ、Ⅲ脉带规模小，仅在金厂峪段出露，长约500m～800m。各脉带宽10m～300m不等。

（1）0脉带：呈脉状和透镜状。走向北东或近南北，长2500m左右，宽10m左右。倾向南东或东。地表露头见有钠长石英脉和绢云母片岩，有零星矿体出露。

（2）Ⅰ脉带：长约1000m，宽为10m～30m。Ⅰ号脉带内岩石岩性以石英岩为主，局部有绢云母片岩和钠长石英脉存在时，矿化较好，脉带整体呈北西倾向，走向北东，倾角为45°～60°。

（3）Ⅱ脉带：长约1500m，宽为20m～85m，延深为370m。Ⅱ号脉带岩性以绢云母片岩、石英岩脉、钠长石英岩脉为主。脉带主体呈南东倾向，局部倾向北西，走向20°～40°，产状较陡，倾角在75°左右。

（4）Ⅲ脉带：长为850m，宽为20m，延深为960m。脉体岩性以钠长石英脉和绢云母片岩为主。该脉带走向30°～60°，倾角为70°～88°。向Ⅱ号矿带相靠近复合。

（5）Ⅳ脉带：长为700m左右，宽为10m～50m。该矿带内岩性以石英脉和绢云母片岩—钠长石英脉及绢云母片岩为主，矿化较好。该脉带含矿性仅次于Ⅱ、Ⅲ号矿带。

（6）Ⅴ脉带：地表出露长约为1300m，宽为20m～70m。在16线深部Ⅲ、Ⅳ号矿带复合于Ⅴ号矿带。该带呈现北西倾向，走向为20°～40°，倾角为80°到近直立。厚度为1m～5m。

2.3.2 主要工业矿脉

主要矿体特征如下：

Ⅲ-1-2矿体：由2个中段及6个坑内钻孔控制；矿体走向北东37°，倾向北西西，倾角78°～89°；走向长316m，延深277m；

Ⅳ-1矿体特征：浅部由3个中段控制，深部由14个钻孔控制。矿体呈南东倾向，局部倾向北西，走向北东30°，走向最大延长285m，倾角为85°～90°，最大延深440m。有用组分分布较均匀，矿体厚度区间0.70m～9.80m，平均厚度2.79m。

Ⅳ-2矿体：为Ⅳ-1矿体的平行矿体，浅部由3个中段控制，深部由7个钻孔控制。矿体走向北东46°，走向最大延长496m，倾向南东，倾角为80°～89°，最大延深385m。有用组分分布较均匀，矿体厚度区间0.70m～14.10m，平均厚度为4.10m。

2.4 矿石特征

金厂峪金矿的矿石类型总体分为两大类：其中一种为石英脉型较为发育；另一种类型为钠长石脉型；除此两类之外，可见两者相互穿插的复脉型矿石[4-6]。

2.5 矿石矿物组成

金厂峪金矿石整体成分相对简单，金属矿物含量较少，矿物成分包括黄铁矿、磁铁矿、闪锌矿、黄铜矿、自然金以及少量辉钼矿、方铅矿等；其中，95%以上的金属矿物为黄铁矿，是金的主要载体；自然金为矿区有用矿物，但一般矿石中肉眼很难观察到。脉石矿物主要有石英、钠长石，同时，在脉体中见有绿泥石、绢云母、绿帘石以及少量碳酸盐类矿物。矿区内的次生矿物主要有褐铁矿以及孔雀石等。

2.6 矿石结构构造

金厂峪矿区的矿石结构：自形-半自形粒状结构、他形细粒、碎裂状及粉末状结构。矿石主要的构造：块状构造、脉状构造、浸染状构造、团斑状构造、网脉状构造等。

2.7 围岩蚀变

本区金矿床的围岩蚀变特征明显，具有较强的规律性。主要有绿泥石化、绢云母化和硅化等，也发育有黄铁矿化、钾化、钠化、绢英岩化、碳酸盐化等。

3 成矿作用期次划分

根据矿脉间的穿插关系、矿化蚀变类型以及矿物共生组合特征，将金厂峪金矿的成矿期次分为三个成矿时期，成矿主要为岩浆热液成矿期。按照矿物共生组合特征，将热液期划分为四个阶段：①早期石英-钠长石脉阶段，矿化较弱。②钠长石英脉和石英脉阶段，并伴有强烈绢云母化和绿泥石化。③硅化-石英脉阶段：该阶段主要为硅化交代围岩。④石英-硫化物阶段，热液作用叠加，形成脉状富矿石。⑤石英-碳酸盐阶段，含矿性较差。

发现矿区内的花岗斑岩与矿体关系密切，晚期与岩浆热液有关的金矿的成矿作用可能为本区主成矿作用。表生期主要表现为黄铁矿，黄铜矿等次生氧化为褐铁矿、孔雀石等现象比较普遍，但强度分布不均，主要分布于地表-近地表氧化带中，矿床深部较弱[7,8]。

4 控矿因素分析

矿床是在特定的地质条件下形成的特殊地质体，综合分析其主要影响因素有三种，即岩性因素、岩浆因素、构造因素。

4.1 地层与成矿的关系

金厂峪金矿出露的地层主要为斜长角闪岩、石榴子石斜长角闪岩、混合岩化斜长角闪岩等，其是很好的储矿岩层。在矿床形成的过程中，地层起着较为重要的作用。主要表现在，围岩（地层）为成矿提供了部分物质来源与矿化剂，为矿床成矿时所需的物理化学条件提供必要的边界条件。金厂峪地区围岩主要为斜长角闪岩，本区的矿体主要赋存于石英脉及复脉带中，在复脉带中以绢云母-石英脉或绢云母-钠长石英脉含金品位高，且与含脉率成正比。其中片岩中绢云母片岩的含矿性较好，而围岩斜长角闪岩对矿化较为有利。

4.2 岩浆岩与成矿的关系

岩浆岩在侵入到地表的过程中，产生的大量热液和能量，同时，岩浆岩为矿床的形成提供了必要的成矿物质；岩浆活动也在一定程度上影响了矿体在矿区的空间分布。

矿区内出露的岩浆岩为花岗斑岩脉岩相岩石，正是其花岗斑岩脉侵入到矿区，在中生代时期，岩浆活动加剧，为金厂峪矿区金的矿化提供了成矿物质及热源[9]。

4.3 构造与成矿的关系

构造是成矿作用中较为重要的组成部分之一，构造在发育的过程中，为成矿物质的运移提供了通道。含金石英脉往往充填于平行逆断层的次级断裂或次级褶皱中，亦或充填于断裂带附近的脆、韧性剪切带的强烈片理化岩石中，沿次级褶皱和次级断裂充填的以石英细脉为主，成为含金石英脉群。在具金矿化的脆、韧性剪切带和片理化带叠加部位，金矿更为富集。

金厂峪六个脉带的空间展布，延深上均表现出几个局部片岩体膨胀，交织成菱形网状。总的来说，构造对金厂峪金矿床的控制，在区域上表现以金厂峪复式褶皱和剪切带的联合控制为标志。