肅北縣紅西峽礦化地質特征及找礦標志

王休成

（甘肅省核地質二一九大隊,甘肅 天水 741025）

紅西峽礦區隸屬肅北縣別蓋鄉管轄，位于Ⅲ柴達木-華北板塊—Ⅲ-2祁連早古生代造山帶—Ⅲ-2-3中祁連巖漿弧中。處于Ⅲ-22中祁連鐵銅鉻鎳鎢鉬鉛鋅磷石墨紅柱石菱鎂礦成礦帶，屬于別蓋-硫磺山鐵鉛鋅鎢（鉬）銅鉻自然硫成礦亞帶。工作區內僅發現鐵、金礦（化）點一處。

1 區域地質概況

本區處于祁連山造山帶中祁連山分區的野馬南山西北側，出露地層較齊全，主要以震旦系最為發育（圖1）。其中位于野馬河南山復背斜北翼西段部位的前震旦系（AnZ），大別蓋菱鎂礦即產于前震旦系第一巖組上巖段（AnZa-2）上部層位中。震旦系（Z）為組成大雪山復向斜之主體，地層分布受到構造控制明顯。本系主要為區域變質的淺變質巖系，由海相碳酸鹽巖、碎屑巖及海相火山巖組合而成[1]。根據巖性、化石、沉積建造、接觸關系，將其劃分為下、中、上三統，主要由海相碳酸鹽巖組成。巖性主要有灰巖、白云巖、板巖、砂板巖夾薄層灰巖、板巖夾石膏層、砂巖、凝灰質砂巖、玄武巖。

圖1 紅西峽區域地質簡圖

區內褶皺比較發育。石板墩向斜、大紅泉向斜均受到由于后期斷裂的破壞，兩翼不對稱，石板墩向斜南翼較陡。大紅泉向斜受后期紅西峽-扁麻溝逆斷層和大紅泉逆斷層的破壞南翼地層傾角比北翼緩，軸面陡，多北傾，紅西峽-扁麻溝逆斷層是區內最主要的控礦熔礦斷裂。區內斷裂構造比較發育，主要有紅西峽-扁麻溝逆斷層、平大坂-哈什哈爾正斷層、羊頭大坂—多若諾爾斷層、橋頭子—冒水逆斷層。

區內巖漿活動主要以加里東中期侵入為主。從基性-中性-酸性的三次巖漿侵入，形成一較完整的侵入亞旋回。區域內可見多若諾爾輝長巖體（ν32a）、大紅泉北閃長巖體（δ32a）及小紅泉二長花崗巖體（γ32c）。多若諾爾輝長巖體（ν32a）呈南東向巖株狀產于石板墩向斜的核部，侵入于上震旦統。主要巖石類型為輝長巖，局部蝕變為次閃石和綠泥石，見有閃石的反應邊結構；大紅泉北閃長巖體（δ32a）產于石板墩向斜南翼的大斷裂附近的大紅泉北，為東西向長條狀巖株，受向斜構造和斷裂的雙重控制，侵入于中震旦統。小紅泉二長花崗巖體（γ32c）呈巖基狀產于石板墩向斜南翼，規模不大，侵入于中震旦統和大紅泉閃長巖體[2]。

2 礦區地質特征

2.1 地層

本區位于祁連山中間隆起帶中段的紅西峽一帶。區內出露的地層有震旦系、寒武系中統、第三系、第四系，震旦系（Z）為測區主要層位，可劃分成中震旦統下、中、上三個巖組。

1）中震旦統下巖組（Z21）：主要巖性為灰巖、硅質灰巖夾薄層粉砂質板巖。地層在區內北部分布在羊頭大板以北，總體走向近東西向，巖層產狀175°～200°∠45°～55°；在南部分布于黑刺溝一帶，巖層近東西走向，其構成一個小向斜，北翼產狀135°～180°∠60°～80°，南翼產狀15°～340°∠80°～82°。其與上覆地層呈斷層接觸。

2）中震旦統中巖組（Z22）：主要巖性為粉砂質板巖加中薄層狀灰巖及薄層礫巖。地層總體走向近東西，產狀:5°～350°∠40°～85°。其與上覆地層（Z23）呈整合接觸。

3）中震旦統上巖組（Z23）：主要巖性為灰巖夾薄層角礫狀灰巖、板巖。灰巖呈灰色，具細粒隱晶質結構，塊狀構造。巖石礦物成分主要為方解石；角礫狀灰巖呈灰色，角礫狀構造。角礫成分主要為灰巖，礫徑一般5～10 cm，膠結物為碳酸鹽及泥質成分，厚度5 m左右；板巖呈灰、灰綠色，具變余泥質結構，板狀構造。巖石礦物成分為少量石英、絹云母、綠泥石等，薄層狀產出。巖層走向近東西向，產狀：20°～45°∠50°～85°。其與上覆地層（Z31）呈整合接觸。

4）上震旦統下巖組（Z31）：主要巖性為板巖夾薄層玄武質巖屑凝灰巖。巖石中有碳酸鹽脈的分布。厚15～20 m。巖層總體走向近東西，產狀:40°～345°∠46°～53°。其南側與上震旦統上巖組（Z23）呈整合接觸，北側與中震旦統下巖組（Z21）呈斷層接觸。

中寒武統下巖組（∈2a）：分布于測區北部。巖性主要有灰巖、粉砂質板巖、變砂巖等。巖層東西走向，產狀：185°∠50°～60°。第三系（N）巖性主要為泥巖、砂巖、礫巖、泥灰巖等。巖層產狀：185°～250°∠30°～35°。第四系全新統（Q4al-PL）：主要為沖積砂、碎石、礫石等組成，可見厚度1～25 m。

2.2 構造

測區位于祁連山中間隆起的中段。區內褶皺、斷裂發育。褶皺主要有多若諾爾復向斜：褶皺軸向北西西向，受后期斷裂的影響，兩翼不對稱，北翼比較緩，傾向南，傾角45°～65°，南翼較陡，傾向北，傾角50°～85°，兩翼與褶皺軸大致平行，屬緊閉式褶皺。另外有紅西峽口緊閉向斜，發育于中震旦統下巖組灰巖中，軸面近直立，其北、南翼產狀均呈陡立狀，北翼產狀180°～220°∠70°～81°，南翼產狀2°～15°∠70°～82°。區內斷裂比較發育，主要有區域斷裂構造橋頭子-冒水逆斷層、羊頭大坂斷層、平大坂正斷層、紅西峽北正斷層、紅西峽逆斷層及次級斷層F1、F2。

1）橋頭子—冒水逆斷層走向北東東向，構造寬度在20～50 m不等，局部形成線形陡坎。斷層面傾向北，傾角60°左右，沿走向方向延伸測區外，構造巖石為碎裂巖，角礫巖等。該斷裂截斷了羊頭大坂斷裂和平大坂斷裂，為晚期強烈構造運動的產物。

2）羊頭大坂斷層呈近東西走向，由于覆蓋較厚，在走向上斷續出露，出露寬度在50 m左右。構造巖石為角礫巖、碎裂巖。

3）平大坂正斷層呈近東西走向，斷層面向南傾，傾角65°左右，出露寬度50～80 m不等，東西向延伸至測區外。構造產物為碎裂巖、角礫巖及片理化巖石[3]，經揀塊取樣分析金含量0.08×10-6。

4）紅西峽北正斷層在區內出露約3.5 km。沿北東東走向分布，向南傾，傾角75°左右。出露寬度為50～100 m。其向東延伸后逐漸消失，向西延伸至測區外。構造巖石為碎裂巖、片理化巖石，具弱的不均勻的褐鐵礦化及白色石英脈，經揀塊樣分析其金含量為0.05×10-6。

5）紅西峽逆斷層沿北東東走向展布，斷層面向南傾，傾角70°～80°左右。出露寬度60 m左右，局部以陡坎的形式出現。構造巖石為碎裂巖、角礫巖等。蝕變見有弱的不均勻硅化、綠泥石化、褐鐵礦化等，經揀塊樣分析其金含量為0.03×10-6。區內金、鐵礦化與該斷裂所派生次級斷裂構造關系相關聯。

（1）F1斷裂在地表斷續出露長度約1 500 m，控制長度115 m，斷裂寬一般30 m，最寬80 m左右，產狀170°～220°∠65°～78°。構造產物為碎裂巖、角礫巖及千糜巖等。在該構造的膨大變異及與其他構造交匯部位賦存有鐵、金礦化。圍巖為灰色硅質灰巖。

（2）F2斷裂地表斷續出露長度約1 200 m。斷裂寬度為1～5 m不等，產狀125°∠60°～80°。構造產物為角礫巖、碎裂巖等。圍巖主要為硅質灰巖、灰巖。經揀塊取樣分析，該構造中金含量為0.04×10-6～0.08×10-6，鐵含量為8.29%～24.06%，即具有不均勻的鐵礦化顯示。該構造沿走向與F1斷裂呈交匯關系。

2.3 巖漿巖

區內巖漿活動弱，巖漿巖不發育，僅在測區南東部邊緣有加里東中期第一次侵入活動形成的閃長巖，以巖株狀形態侵入中震旦統。巖石類型主要為閃長巖，巖石局部相變為角閃輝長巖和石英閃長巖。巖石中綠泥石化、綠簾石化發育普遍。區內脈巖不發育，僅有極少量的石英脈，屬存于地層中的多順層產出，與地層產狀一致。

2.4 物探高精度磁測成果

重點對鐵礦點周圍選擇了20 km2的面積進行了1∶1萬高精度磁法測量，該區總體處于一個平穩磁場區，僅在金鐵礦化點處有較弱的異常分布，異常區在平面上呈橢圓狀，長軸近東西向展布，長約600 m，南北寬80～150 m，規模小，強度弱，呈負異常特征，與F1含礦構造相吻合，與弱磁性地質體有關，基本由鐵礦化體引起，推測磁性地質體埋深約71 m。

2.5 水系沉積物測量成果

通過1∶5萬水系沉積物對金、銀、汞、砷、銻、鉍6鐘元素的測量，共發現異常點個數分別為16、14、35、6、17、5個，共計93個。發現異常暈個數分別為1、1、3、3、2、3個，共計13個。各元素異常暈在平面上分布較分散獨立，只有在鐵金礦化點附近相互之間有一定的重疊套合關系。

3 礦化特征

3.1 礦化體特征

區內初步圈定出金、鐵礦化帶一處。該礦（化）賦存于紅西峽F1斷裂破碎帶的角礫巖及千糜巖等構造巖石中，其中金、鐵礦化體展布方向呈北西向及北西西向，總體展布方向與F1斷裂構造一致，即F1斷裂構造嚴格控制礦化體（見圖2）。

圖2 紅西峽金、鐵礦礦區示意

（1）①號鐵礦化體控制長約100 m，視厚度平均10 m，最厚約22 m。鐵品位多為12.05%～25.3%，平均品位為21.65%。礦化體呈透鏡狀、似層狀。該礦化體賦存于構造巖石中，嚴格受F1構造破碎帶控制。礦化體產狀為170°～220°∠65°～78°。

（2）①號鐵礦化體控制長約90 m，視厚度平均6 m，最厚約10 m。鐵品位多為15.88%～25.22%，平均品位為18.68%。礦化體呈透鏡狀、似層狀。其展布方向與①號鐵礦化體近于平行。

（3）③號鐵礦化體控制長約60 m，視厚度平均10 m，最厚約13 m。鐵品位多為13.05%～26.8%，最高為26.67%。平均品位為17.717%。礦化體透鏡狀。與①號鐵礦化體呈近于平行的展布特征。

金礦化與鐵礦化體呈伴生關系，其結構、構造、圍巖蝕變及熱液脈體活動特征與鐵礦化體相同。因品位較低，礦體規模較小，無法圈定金礦化體。

3.3 礦體結構、構造

礦石的結構主要為自形、半自形粒狀結構[4]、交代殘余結構、假象結構、膠狀結構。礦石構造主要為角礫狀構造、網脈和細脈狀構造。其中角礫狀構造中熔礦巖石破碎或大小不等的角礫被褐鐵礦、赤鐵礦的膠結物所膠結或被碳酸鹽膠結。

3.4 熱液活動及圍巖蝕變

區內熱液脈體活動強烈，圍巖蝕變比較發育[5]。熱液脈體活動大致可分為兩個階段。熱液脈體活動經歷了至少三期，第一期為白色石英脈階段，該階段石英脈形成稀疏的單脈，并且由于構造作用使其形成串珠狀石英小團斑；第二期為金屬硫化物細脈階段，呈細脈狀、網脈狀，其與鐵、金礦化關系密切。為鐵、金礦化的主要成礦期；第三期為碳酸鹽脈階段，為礦后活動脈體。

3.5 礦（化）體成因

成礦溫度：通過對赤鐵礦、黃鐵礦、褐鐵礦及少量磁鐵礦一套礦物組合特征分析，成礦溫度為中、低溫；成礦物質來源——成礦物質來源于早期裂谷時不斷上涌擴散開來的含礦溶液，經后期熱液水淋濾逐漸演化為含礦富硫的礦液在其源區附近的次級斷裂熔礦構造富集成礦；成礦熱源——多期次構造活動，為成礦元素的活化、遷移提供了熱驅動力。由此認為，屬于中、低溫熱液礦床。

4 控礦因素

（1）有利地質背景是形成礦的前提。紅西峽金、鐵礦化形成于特定的地質背景條件，它處于多構造體系的發育部位，長期以來經歷了若干次強烈的構造活動[6]，更容易富集成礦。

（2）中震旦統地層中具備富集金、鐵元素的條件，為此后金、鐵礦體形成奠定了良好基礎[6]。

（3）斷裂構造是成礦的主導因素。本區金、鐵礦化體明顯受控于北西西向斷裂構造，頻繁的斷裂，致使成礦元素多次疊加富集、活化、遷移，為成礦提供了熱力學條件。金、鐵礦（化）賦存于紅西峽F1斷裂破碎帶的角礫巖及千糜巖等構造巖石中，斷層破碎帶既為成礦提供空間通道又決定了礦體內部結構。

（4）熱液蝕變、脈體活動是金、鐵成礦的重要標志。褐鐵礦化、赤鐵礦化、硅化、絹云母化、黃鐵礦化等蝕變在斷裂和礦化體中發育，金、鐵礦化是礦體的直接標志。金、鐵礦化呈伴生關系，熱液蝕變強度和脈體發育程度與礦化息息相關。

綜上所述，該礦床受控于特定的地質背景，產于特定的巖性層位和構造內，并與熱液蝕變及脈體活動緊密相關。上述各有利地質條件控制了紅西峽金、鐵礦化的形成。

5 結論

紅西峽礦區位于中祁連成礦帶，本區金、鐵礦化的形成與成礦地質環境密不可分，區內直接或者間接反映出礦產存在的現象和線索明顯。

（1）區域構造控制所形成的次級斷裂是本區找金、鐵礦的構造標志。

（2）硅化、褐鐵礦化、赤鐵礦化、黃鐵礦化及絹云母化是圍巖蝕變標志，特別是有褐鐵礦、赤鐵礦形成的鐵帽地段是找礦的明顯標志。

（3）規律帶狀展布的物探異常與斷裂構造分布相吻合，是找鐵礦的地球物理標志。

（4）金異常暈基本呈帶狀分布，賦存于中震旦統下巖組（Z21）地層中，是找金礦的地球化學標志，本區各元素異常僅在金、鐵礦化點地段有一定的套合。