甘肅省肅北縣北山成礦帶掃子山—紅石山地區找礦遠景探討

陳振寧

（1.中國礦業大學，江蘇 徐州 221116；2.江蘇省有色金屬華東地質勘查局，江蘇 南京 221007）

1 區域地質背景

該區地層隸屬天山—內蒙古地層區的紅石山分區及塔里木地層區北山分區公婆泉小區，區域上北山地區地層發育較齊全，前寒武系構成古老的基底，古生界出露廣泛，均為海相沉積，自奧陶系至二疊系有大量海底噴發火山巖，中、新生代全為陸相沉積。出露的地層主要有上古生界泥盆系、石炭系及二疊系地層；中生界侏羅系、新生界第三系、第四系地層。

區內侵入巖主要為華力西中晚期，大都呈巖基狀、巖株狀或巖枝狀產出，近東西向分布，明顯受區域構造控制。華力西中期以二長花崗巖為主，其次為閃長巖、英云閃長巖，廣泛分布于區內，局部（紅石山）沿深大斷裂帶有超基性巖（橄欖巖）侵入，基性巖大部分呈小巖株狀出露于中部石炭系綠條山組地層與英云閃長巖接觸帶附近，出露面積均較小。石英閃長巖與花崗閃長巖及二長花崗巖接觸關系如圖1、圖2所示。華力西晚期以酸性侵入巖類為主，主要為鉀長花崗巖、黑云花崗巖等。

圖1 石英閃長巖與花崗閃長巖接觸關系素描

圖2 石英閃長巖被二長花崗巖穿切

據中國科學院地質與地球物理研究所研究成果，北山地區大地構造演化主要分為四個階段：前寒武紀陸殼形成、早古生代三大板塊形成、晚古生代板塊碰撞與拼合、晚二疊世和中—新生代陸內演化。前寒武紀陸殼形成階段：北山海與古亞洲洋之間形成原始陸殼，北山地區地殼演化就此拉開帷幕，為后來演化奠定了基礎。從區域上看，本區屬三大板塊結合部位，地殼運動頻繁，構造變形強烈，構造變形樣式復雜多樣，是內生礦產聚集的有利地區。

區內自晚遠古期至海西早期，發生了多次不同類型的變質作用，使古生代及其以前的地層發生了不同程度的變質。晚元古期（1000Ma～600Ma）：以區域低溫動力變質作用為特征，其變質作用與構造運動同時發生，地層遭褶皺變形及強烈劈理化、片理化，形成均勻的綠片巖相變質巖系。其產物以震旦系為代表。此次變質作用形成了沉積變質型鐵礦點。加里東期（550Ma～400Ma）：與晚元古期變質作用相似，為低綠片巖相為主的變質巖系。華力西期（370-230Ma）：變質作用及其產物比較復雜，不同變質地帶變質作用類型也不相同。區域動力熱液變質作用，尤其是超變質作用形成的混合巖化非常強烈。海西期區域熱液變質及超變質作用非常強烈，在此過程中形成了一系列變質礦床。尤其是大量變質熱液及混合巖化熱液型鐵、金、銅等礦床，但此類礦床規模一般較小。

2 金屬礦產特征

北山地區現已發現的礦產資源以金、鐵、銅為主，其次為鉛-鋅-銀、鎢、鉬，零星有稀有金屬礦化點。新中國成立以來，先后進行了20多種礦產的勘查和評價，發現各類金屬礦床91處，其中，大型2處，中小型89處。具有重要工業價值的礦種主要有：①金礦床29處，代表性礦床為小西弓(中型)、460金礦（大）、南金山(中)，馬莊山(中)、金窩子(中)、新金廠和老金廠(中)、掃子山金礦(小型)。②銅礦床3處，代表性礦床有公婆泉(中)、白山堂(中)和輝銅山(小)。③銅-鎳礦床2處，如葫蘆(小)。④鉛-鋅-銀礦床4處，如花牛山(中)。⑤稀有金屬礦床2處，如七一山(大)。⑥鎢礦床4處，代表性礦床有紅尖兵山和鷹嘴紅山。⑦鐵礦床30處，代表性礦床為黑鷹山、狼娃山、躍進山和碧玉山。⑧釩-磷-鈾礦床2處，代表性礦床為方山口(釩為大型)。⑨鉬礦床3處，代表性礦床為流沙山(中)和花黑灘(中)。

綜合北山地區已知礦床（點）的成礦地質特征，結合前已述及的調查區地質背景，發現主要礦產與地層、巖漿巖及構造關系密切。

2.1 與地層的關系

區內的石炭系、泥盆系中、酸性火山巖及淺變質巖與成礦關系密切。如賦存于泥盆系地層中的構造蝕變巖型金礦，與石炭系白山組酸性、中酸性火山巖有關的層控型金、鎢和熱液型鐵礦。在該區南側主要沿掃子山—紅石山東西向構造帶分布；火山熱液型鐵礦主要產于白山組流紋巖、英安巖內，為早石炭世火山噴發期后的含礦熱液沿構造裂隙交代充填而成。

2.2 與侵入巖的關系

甘肅北山地區金屬礦產大多與古生代巖漿作用有較為密切關系。如紅石山鉻鐵礦產于超基性巖體中部輝橄巖相中的純橄巖析離體中，主要礦體都在巖漿晚期形成，成礦受純橄欖巖析離體及其所處構造部位和原生節理控制。

2.3 與構造的關系

斷裂構造提供了深處巖漿熱液侵入的通道，也為金屬礦產最終賦存提供了良好的空間。金屬礦產與東西向深大斷裂構造帶關系密切，已知的金屬礦點主要沿深大斷裂分布，或分布于斷裂帶附近次級斷裂附近。北山地區與古生代巖漿巖侵入活動的金屬礦產有：鎢、錫、鉬、銅、鉛、鋅、鐵、金、銀和稀有放射性礦產，以及鎳、鉻、釩、鈦等黑色金屬礦產。晚期肉紅色花崗巖與稀有放射性礦產生成較密切；在巖漿期后的褐鐵礦化的細小石英脈中金礦化明顯，在北山區可做尋找金礦的標志。

3 成礦特征規律與找礦潛力評價

北山地區處于西伯利亞板塊、哈薩克斯板塊、塔里木板塊的交匯部位。地殼運動頻繁，構造變形強烈，構造變形樣式復雜多樣，是內生礦產聚集的有利地區。

3.1 礦床 （點）空間展布特征

北山地區在漫長的地質發展史中，經歷了復雜的構造變動和巖漿活動，同時為成礦提供了一定的地質條件，形成了許多重要礦產，主要有：鐵、銅、鎳、金、鎢、鉬、鉛、鋅、錳、釩、磷、鈾、重晶石、菱鎂礦、白云巖及稀土等。這些礦產多沿近東西向區域性深大斷裂集中分布。

駱駝峰—黑山梁—紅石山斷裂帶和紅尖兵山—狼娃山斷裂帶，是區內主要的區域性斷裂帶，也是重要的區域成礦帶。對區內礦產的形成、分布、類型、特征等方面均有著非常重要的控制作用。

駱駝峰—黑山梁—紅石山區域成礦斷裂帶中，主要的礦種有金、銅、鐵及鎢、鉻、蛭石、高嶺土等。

金（銅）礦（床）點主要集中分布在斷裂帶西側的駱駝峰—黑山梁一帶。與華力西期花崗巖有密切的成因聯系，大多分布在巖體的內部或外接觸帶上的邊緣附近。空間分布明顯受裂隙構造控制。已發現金礦床1個，金礦點6個，銅金礦點1個，銅礦點1個，金礦化點4個。

鐵礦點主要分布在駱駝峰-黑山梁—紅石山斷裂帶的南側，賦存于石炭系白山組磁鐵石英巖中，屬沉積變質型。紅石山鉻鐵礦點成因與紅石山超基性巖有關，屬結晶分異型。白鎢礦分布在石英脈中，產于輝長巖與二長花崗巖的接觸帶上，其空間分布受構造裂隙控制，屬高-中溫熱液型。

紅尖兵山—狼娃山區域成礦斷裂帶中，分布的礦種主要有金、銅、鐵、黑鎢礦、水晶等。金（銅）礦（床）點大多為含金、含銅石英脈，空間分布受次級裂隙構造控制，其成因與華力西期黑云母花崗巖、花崗閃長巖關系密切，成因類型屬中溫熱液型。在該成礦斷裂帶中，共發現金（銅）礦（床）點13個，其中有狼娃山中型金礦床，另外，尚有鐵礦、黑鎢礦、水晶礦點分布，其中紅尖兵黑鎢礦為中型鎢礦床，礦脈產于華力西中期二長花崗巖體內部或外接觸帶的流紋質凝灰熔巖中，在空間分布上受北東向裂隙構造控制，礦脈分布集中，屬高溫石英-黑鎢礦大脈狀礦床，其水晶產于規模較大的含黑鎢礦的石英脈晶洞中。

北山地區銅礦，究其成因類型，主要有與火山活動有關的斑巖型銅礦和火山熱液型銅礦、與中-酸性深成巖有關的矽卡巖型銅礦和巖漿期后熱液型銅礦及與基性-超基性巖有關的銅鎳硫化物礦床。其中，斑巖型銅礦主要分布于公婆泉和白山堂一帶，前者與中晚志留世的火山活動有關，其成礦母巖為一些淺成-超淺成相的英安斑巖、石英閃長玢巖和花崗閃長斑巖；后者與晚二疊世火山活動有關，其成礦母巖為與晚二疊世方山口組同源的超淺成相流紋斑巖體。矽卡巖型銅礦分布較廣，主要集中在明水-雙井子、窯洞奴如-公婆泉、花牛山-大豁落山、明舒井-紅柳井、大奇山和白山堂等地。熱液型銅礦分布廣而規模小，其與華力西中晚期中酸性深成巖關系密切。銅鎳硫化物型礦床分布于黑山及大山頭一帶，其中大山頭一帶僅發現有零星礦化。

甘肅北山金礦分布極廣，其成因類型主要有巖漿期后熱液型、破碎帶蝕變巖型、火山沉積-熱液改造型和韌性剪切帶型。受華力西-印支期構造巖漿作用控制，空間分布上多沿近東西向區域性深大斷裂帶呈斷續帶狀分布，或在區域性深大斷裂帶旁成群分布。

北山鎢礦，前人研究程度較低，僅有紅尖兵、白峽尼山等黑鎢礦床(點)。北山南帶古堡泉-華窯山-白山堂鎢異常帶，綿延數百公里，具有很大的找鎢前景。大口子東山白鎢礦賦存于前長城紀敦煌巖群中，與華力西期巖漿活動有關；玉山白鎢礦賦存于石炭紀干泉組之大理巖中。

3.2 成礦時間演化規律

區內的金屬礦床大多和華力西中、晚期的中酸性侵入巖有關。調查區從晚古生代開始，紅石山洋向北俯沖，形成泥盆-早石炭世島弧，出現雀兒山群、白山組的島弧型火山巖，由于板塊俯沖引起強烈的地殼重熔和巖漿侵入活動，形成華力西期大規模的中酸性巖體侵位，構成壯觀的構造巖漿巖帶，這些巖漿巖多為島弧鈣堿性系列的侵入巖。

正是由于這些中酸性火山巖的侵入，形成了本區大多數的多金屬礦床，主要的金屬種類有銅、鎳、金、鉻、鐵。早-中泥盆世之后，地殼有輕微隆升，形成早二疊世雙鋪塘群與泥盆紀雀兒山群之間的微角度不整合，但其間沒有發生明顯的變形變質事件，這種構造隆升只是華力西構造期內的一次階段性開合構造演化。

在早石炭世晚期，大洋閉合，溝-弧體系演化結束。于晚石炭世-早二疊世，測區又局部重新拉張裂陷，形成裂陷槽及斷陷盆地，并形成深大斷裂，沿大斷裂侵入有地殼深部的角閃石巖等超基性巖，顯示地殼處于伸展拉張環境。

在經歷了晚古生代的造山作用之后，地殼處于相對穩定期。新生代主要表現為地殼的差異升降，山體隆升。

4 主要礦種找礦模型

4.1 控礦地質因素分析

4.1.1 構造控礦

北山地區礦產多沿近東西向區域性深大斷裂集中分布，區域性大斷裂在宏觀上對礦產的空間分布起著重要的控制作用，如紅尖兵山-狼娃山斷裂帶、駱駝山-黑山梁-紅石山斷裂、金場溝斷裂等；而某個具體礦床（點）的形成往往與其次級斷裂關系密切，這種次級斷裂為成礦流體的運移及有用元素的沉淀提供了良好的空間。礦床點多形成于大斷裂轉彎處或與次級斷裂的交匯部位，如紅山井銅（鉬）礦位于金場溝大斷裂弧形部位，新月山銅（鎢）礦點位于金場溝斷裂與其次級北東向斷裂交匯部位。

4.1.2 地層因素

北山地區與成礦關系密切的地層有前長城紀敦煌巖群（小西弓金礦）、薊縣系平頭山組（狼山銅礦化點、黑山銅鎳礦）、寒武紀雙鷹山組（方山口釩礦）、奧陶紀花牛山群（花牛山中型鉛鋅礦床、輝銅山小型銅礦床、新井鉛礦床等）、志留紀公婆泉群（公婆泉銅礦）、二疊紀方山口組等，其中有的地層成為直接礦源層，如前長城紀敦煌巖群是韌性剪切帶型金礦的礦源層，寒武紀雙鷹山組黑色巖系中賦存了重要的釩、磷、錳及鈷鉑等礦產。

4.1.3 巖漿巖因素

北山地區巖漿巖極其發育，巖漿活動為成礦提供了能源、流體及成礦有用元素。與成礦關系最密切的中酸性侵入巖是晚古生代中晚期深成花崗巖類，許多矽卡巖型銅、鎢、鉛鋅等礦產及熱液型銅等多金屬礦點與之有關。大山頭-黑山一帶的基性-超基性巖是黑山型銅鎳硫化物礦床的成礦母巖。公婆泉斑巖型銅礦和白山堂斑巖型銅礦分別與志留紀和二疊紀火山巖漿活動有關。

4.2 找礦標志分析

北山地區西段的找礦重點是銅、金及多金屬礦，從測區及鄰區的已知銅礦類型來看主要有兩種，即巖漿型銅鎳礦（黃山型）和斑巖型銅礦（公婆泉型）；已知的金礦為石英脈型。根據本區的地質、地球物理及成礦特點分析，測區北部與相鄰的黃山、土墩銅礦比較接近，中部與公婆泉礦區十分相似。因此本區的銅礦找礦標志和找礦模型是分別以鄰區黃山銅鎳礦和公婆泉銅礦為標準建立的；而金礦找礦標志是以測區內的460金礦為標準建立的。

4.2.1 巖漿型銅鎳礦找礦標志

（1）地質標志。

斷裂及附近地區，尤其是深斷裂或距深斷裂較近的分支斷裂、次級斷裂的交匯部位。

華力西期基性—超基性巖體，其中以輝橄巖、角閃橄欖二輝巖、輝長巖、橄欖輝長巖、輝閃橄欖巖、輝長蘇長巖等巖石與銅鎳礦體的關系更為密切。礦體圍巖有閃長巖、輝長巖、角閃橄欖巖、輝閃橄欖巖等。

礦化蝕變發育地段。主要蝕變類型有綠泥石化、纖閃石化、蛇紋石化、滑石化、黝簾石化等。

（2）地球物理標志。

巖漿型銅鎳礦有關的基性—超基性巖體與圍巖之間具有一定的密度差異，當巖體具有一定規模時，可以引起較弱重力異常或處于局部重力高上。

巖漿型銅鎳礦有關的基性—超基性巖體，一般都具有一定的磁性，可以引起比較明顯的磁異常。

與巖漿型銅鎳礦有關的基性—超基性巖體，通常放射性核素含量較低，往往形成比較明顯的γ能譜低值異常。

巖漿型銅鎳礦有關的基性—超基性巖礦化巖體的電阻率通常較低，有時可以引起較弱的電磁異常。

（3）地球化學標志。

Cu、Ni元素異常是尋找銅礦的最重要標志。

Cu、Ni、Co、Pd、Ir、Au、Pt、Ag、Os、Ru、Rh、Ir等元素組合異常是尋找銅礦的重要標志。

4.2.2 斑巖型銅礦找礦標志

實際上，阿里及騰訊自2015年進入CDN市場，攪起了行業的驚濤駭浪。從股價走勢圖中我們可以看出，網宿科技在2015年初至2016年中旬依然保持了強勁了上漲勢頭，但時至今日，網宿科技股價較巔峰時期已經跌逾70%。

（1）地質標志。

斷裂帶及其附近地區，尤其是北西向和北西西向斷裂交叉部位以及附近地區。

志留系公婆泉群中酸性火山巖段，其中的安山巖、英安巖含礦性較好。

華力西期中酸性巖體，尤其是中酸性淺成侵入巖體，如英安斑巖、花崗閃長斑巖、石英閃長玢巖等。

（2）地球物理標志。

火山巖段一般具有一定的磁性而斑巖體磁性較弱，因此礦化帶往往位于火山巖段引起的磁異常附近。

與圍巖相比含礦斑巖體的電阻率略有降低，有時可以引起很弱的電磁異常。

礦體圍巖的火山巖段的放射性核素偏低而中酸性斑巖體偏高，因此γ能譜為低背景上較小的偏高異常。

Cu元素異常是尋找銅礦的最重要標志。

Cu、Ag、Zn、Au、W、Hg、Ba、As、Ni、Cd、Bi、Mn、Cr、Sr等元素組合異常是尋找銅礦的重要標志。

4.2.3 熱液型金礦找礦標志

（1）地質標志

近東西向斷裂及附近地區，次級斷裂的交匯部位及韌性剪切帶內。

石英脈發育地段，礦體一般形成于石英脈中。

規模較小的黑云母斜長花崗巖體，含金石英脈多數產于斜長花崗巖體的內部或接觸帶附近。

礦化蝕變發育地段。主要蝕變類型有絹云母化、綠泥石化、高嶺土化、硅化、碳酸鹽化、綠簾石化等；主要礦化有褐鐵礦化、磁鐵礦化等。

（2）地球物理標志

重力低緩區。由于石炭系白山群和斜長花崗巖體的密度都相對較低，因此金礦多處在重力場相對較低的地區。

在巖體的接觸帶和蝕變礦化地段發育有磁鐵礦化，形成較弱的局部磁異常。

蝕變礦化地段的電阻率偏低，可以有很弱的電磁響應。

（3）地球化學標志

Au元素異常是尋找金礦的最重要標志。

Au、Sb、Mo、As、Hg、Ag、Fe、Mn、Co、Pd、Pb、Cu等元素組合異常是尋找金礦的重要標志。

5 找礦模型建立

根據北山地區地質成礦條件綜合分析，調查區及周邊主要的礦產類型有四類，根據其找礦標志及成礦地質作用，初步建立北山地區地質找礦模型，圖3。

圖3 甘肅肅北北山地區成礦找礦模型圖

（1）巖漿型銅鎳礦（黃山型）；

（2）斑巖型銅礦（公婆泉型）；

（3）韌性剪切帶內銅、金礦；

（4）石英脈型銅、金礦。