甘肅省肅南縣紅尖一帶重晶石及多金屬礦礦床成因及找礦方向

岳海龍，王恒山

（甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第四地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，甘肅 酒泉 735000）

甘肅省肅南縣位于酒泉市219°方位，直距65km處，地處祁連山西段，山勢陡峻巍峨，屬高山區(qū)，海拔在3000m～4300m，高差在800m～1000m之間，地形陡峻，切割較深，區(qū)域內(nèi)屬大陸性高山氣候，冬春季長而冷，夏秋季短而涼爽，日平均最高氣溫12℃，最低達(dá)零下25℃，年平均氣溫0.6℃，晝夜溫差較大，主要水系為北大河，全年平均降水量為339.6mm。1956年西北地質(zhì)局六七九隊(duì)八分隊(duì)對硫磺山一帶進(jìn)行了調(diào)查，據(jù)當(dāng)?shù)啬撩駡?bào)礦，找到了重晶石及多金屬礦礦點(diǎn)，因當(dāng)時(shí)交通不便，勘查環(huán)境惡劣，未進(jìn)行工作[1]。

直到2011年，河北地質(zhì)五隊(duì)對紅尖一帶銅及多金屬礦進(jìn)行了普查工作，通過開展1:5萬水系沉積物測量20km2，1:10000地質(zhì)測量7.5km2，1:10000地化綜合剖面5.5km，鉆探349.40m等工作，雖然大致查明了勘查區(qū)地層分布、巖性、厚度變化的特征，但對礦體的追索、控制程度不夠，對區(qū)內(nèi)的構(gòu)造及其與礦體的關(guān)系研究不夠，對控礦地質(zhì)條件和成礦規(guī)律的認(rèn)識欠深入研究，為此提出甘肅省肅南縣紅尖一帶重晶石及多金屬礦礦床成因及找礦方向研究，為甘肅省肅南縣紅尖一帶重晶石及多金屬礦進(jìn)一步勘查及開采提供理論理解。

1 甘肅省肅南縣紅尖一帶重晶石及多金屬礦礦床成因

在認(rèn)真分析前人科研和地勘資料的基礎(chǔ)上，結(jié)合相關(guān)勘查成果，認(rèn)為區(qū)內(nèi)至少存在兩期成礦作用的疊加富集，形成了紅尖重晶石及多金屬礦床。早期為元古代海底火山噴流沉積型重晶石礦床及海底火山噴流沉積型菱鐵礦礦床；晚期為加里東期熱液型疊加改造型銅礦床及熱液型疊加改造型鉛礦床。此次對甘肅省肅南縣紅尖一帶重晶石及多金屬礦礦床成因從五方面進(jìn)行分析，如下圖所示。

1.1 地層作用

甘肅省肅南縣紅尖一帶重晶石及多金屬礦礦體呈層狀、似層狀產(chǎn)于厚層千枚巖中，整合接觸，界線清楚，嚴(yán)格受地層層位控制。區(qū)域地層屬秦祁昆地層大區(qū)、北祁連地層區(qū)、北祁連地層分區(qū)。出露地層較為齊全，總體呈北西—南東向展布，且礦區(qū)內(nèi)出露地層較為簡單，主要有長城系朱龍關(guān)群樺樹溝組、青白口系龔岔群五個(gè)山組、石炭系羊虎溝組及第四系全新統(tǒng)，與區(qū)域構(gòu)造線方向近于一致，傾向195°～220°，傾角20°～40°，局部可達(dá)60°，是勘查區(qū)主要的賦礦層位。經(jīng)對比，可將區(qū)內(nèi)地層劃分為三個(gè)巖段，一段巖處于局限海盆里的氧化—還原環(huán)境，巖性為一套低綠片巖相的千枚巖夾重晶石及鐵礦層，是主要的賦礦層位；二巖段為一套淺變質(zhì)陸源碎屑巖夾碳酸鹽巖組合，處于氧化—還原環(huán)境，反映了多次海進(jìn)、海退的沉積韻律，出露巖性上部為灰白色絹云千枚巖，中部為灰白色鈣質(zhì)千枚巖夾灰?guī)r透鏡體，下部為石英巖；三巖段主要為一套中基性火山巖，出露巖性主要為灰綠色安山巖。含礦地層具類復(fù)理式碎屑巖建造，常見礦石礦物呈它形粒狀分布于脈石礦物間，具條帶狀、與巖層平行的原生層紋狀構(gòu)造，沉積特征明顯。

1.2 構(gòu)造作用

從加里東晚期開始，樺樹溝組隨造山運(yùn)動逐漸發(fā)生褶皺變動，形成了牛毛泉子～樺樹溝～斑賽爾山復(fù)背斜及同期NWW向斷裂帶。在隨后發(fā)生的構(gòu)造疊加及熱液改造作用下，造成了地層及礦體的強(qiáng)烈褶皺和熱液疊加蝕變特征。礦區(qū)位于北祁連加里東褶皺系北緣—陶勒山褶沖斷帶內(nèi)，構(gòu)造以斷層為主，褶皺不發(fā)育，斷層對地層的破壞作用比較明顯。礦區(qū)地表未見規(guī)模較大的褶皺，僅見次生構(gòu)造作用形成的撓曲和揉皺，規(guī)模甚小，形態(tài)復(fù)雜；斷層按斷層性質(zhì)可分為逆斷層、平移斷層和性質(zhì)不明斷層；推覆構(gòu)造地質(zhì)體為青白口系龔岔群五個(gè)山組黃褐色白云巖，該地層分布于山脊頂部，受地形侵蝕切割，構(gòu)成飛來峰，斷面與下伏地層呈波狀起伏。斷層、褶皺、推覆等構(gòu)造為礦區(qū)內(nèi)較大規(guī)模的構(gòu)造運(yùn)動，與成礦關(guān)系較大。

1.3 變質(zhì)作用

礦區(qū)內(nèi)變質(zhì)巖的分布多呈北西走向，與加里東褶皺巖系相吻合，變質(zhì)作用和構(gòu)造變形作用密不可分，表明變質(zhì)作用類型主要為區(qū)域低溫動力變質(zhì)作用。根據(jù)變質(zhì)礦物組合(絹云母+綠泥石)，確定勘查區(qū)在區(qū)域上位于絹云母化、綠泥石化淺變質(zhì)帶。主要表現(xiàn)為與區(qū)域變質(zhì)作用相伴的熱（進(jìn)化）變質(zhì)疊加后，再與強(qiáng)變形有關(guān)的動力變質(zhì)疊加。變質(zhì)程度以低綠片巖相為主，不同地段略有差異。形成的主要變質(zhì)巖有各類千枚巖、大理巖、石英巖以及變質(zhì)鐵礦等。呈不等厚互層或夾層產(chǎn)出，在同一范圍內(nèi)相互平行，整合接觸，延展范圍較大，為礦區(qū)內(nèi)礦床形成提供了良好的變質(zhì)條件。

1.4 火山活動

礦石在化學(xué)成分上，常量元素Si、Mn、Ba含量偏高，Al、Ti、P等含量偏低，與陸源沉積物特征相反。而微量元素Ag、Au、As等高于地殼平均含量，反映了熱液作用的特點(diǎn)，說明礦床成因與火山活動有關(guān)。長城系朱龍關(guān)群熬油溝組下巖組中有少量基性熔巖及凝灰?guī)r在南灣子-大龍孔呈帶狀分布；奧陶系陰溝群上巖組火山巖以中基性為主，主要沿走廊南山南坡的山前斷裂帶分布，巖石普遍具杏仁狀構(gòu)造，屬海底噴發(fā)巖。

礦區(qū)上侵入巖巖性復(fù)雜，從超基性巖到酸性巖均有出露，其中基性、超基性巖與洋殼殘片、俯沖雜巖一起產(chǎn)出，構(gòu)成北祁連蛇綠混雜巖帶的一部分。礦區(qū)上酸性侵入巖與“樺樹溝”式鐵礦形成關(guān)系不大，但與“小柳溝式”矽卡巖型鎢鉬礦成礦關(guān)系密切，小柳溝鎢礦區(qū)地表有花崗巖脈出露，深部有隱伏二長花崗巖體存在，火山活動不僅為小柳溝鎢礦成礦提供了熱源，同時(shí)也提供了成礦物質(zhì)，并有銅鉬礦化，柳溝峽鐵銅礦區(qū)閃長玢巖巖墻外接觸帶發(fā)育有鈣鐵榴石-陽起石矽卡巖型銅礦化。

1.5 圍巖蝕變

圍巖蝕變是甘肅省肅南縣紅尖一帶重晶石及多金屬礦成礦過程中改造圍巖的特有現(xiàn)象和必然結(jié)果，同時(shí)也是主要成礦成因之一，礦區(qū)主要蝕變有絹云母化、褐鐵礦化、硅化、碳酸鹽化及綠泥石化。

碳酸鹽化是礦區(qū)一種較為普遍的蝕變，白云石或方解石呈細(xì)脈狀、薄膜狀填充在巖石裂隙中，并使巖石中的鐵、鎂礦物受到碳酸鹽的交代作用，使巖石硬度變低、顏色變淺；硅化主要分布于含礦巖石及其圍巖中，在礦帶內(nèi)形成大小不等的石英細(xì)脈，并使圍巖石英含量增加、巖石硬度增高，是礦區(qū)內(nèi)一種重要的蝕變作用，對礦化有很強(qiáng)的指示作用；綠泥石化呈細(xì)小纖維狀、鱗片狀集合體分布于巖石的節(jié)理、裂隙面上，主要分布于礦區(qū)南側(cè)安山巖中；絹云母化沿巖石裂隙面呈細(xì)小鱗片狀集合體分布，使巖石整體具不同程度的千枚狀構(gòu)造。礦石中交代蝕變現(xiàn)象明顯，各種細(xì)脈穿插普遍，多有后期銅礦和鉛礦的形成和重結(jié)晶作用，反映了后期熱液疊加作用。

除此之外，從高硫現(xiàn)象和硫與銅、鉛的正相關(guān)關(guān)系，說明銅、鉛礦石和硫的分布，與原始海底火山沉積過程中的元素分帶有關(guān)。在后期熱液改造和構(gòu)造變形中，含銅和鉛硫化物氣液經(jīng)滲透和遷移，進(jìn)一步富集而形成銅礦和鉛礦。

2 甘肅省肅南縣紅尖一帶重晶石及多金屬礦找礦方向

在對甘肅省肅南縣紅尖一帶重晶石及多金屬礦地質(zhì)勘查過程中，發(fā)現(xiàn)礦區(qū)東北部累計(jì)見重晶石礦33.20m，且在相同標(biāo)高和緯度下，累計(jì)見礦57m，根據(jù)層位對比和產(chǎn)出部位推測，礦體在礦區(qū)東北部附近轉(zhuǎn)彎，走向由原來的300°轉(zhuǎn)為240°左右，該區(qū)域有明顯的重晶石礦化現(xiàn)象；礦區(qū)西北部的鎢礦礦體得到有效控制，結(jié)合綜合研究成果推測，位于沉積盆地的中心部位，礦體向西可能延伸至1500m；此外在礦區(qū)西南部鉆孔多處見有黃銅礦化及方鉛礦化，浸染狀分布與菱鐵重晶石礦石中，厚度1.29m～4.18m，Cu品位0.22%～1.43%，Pb品位0.39%～3.08%，因此礦區(qū)西南部是尋找多金屬礦的有利地段。通過分析完成對甘肅省肅南縣紅尖一帶重晶石及多金屬礦找礦方向研究

3 結(jié)語

此次對甘肅省肅南縣紅尖一帶重晶石及多金屬礦礦床成因及找礦方向進(jìn)行了研究，并取得了一定的研究成果，對礦區(qū)后續(xù)開采及勘查工作的開展奠定了基礎(chǔ)，此外對重晶石及多金屬礦研究具有一定的借鑒意義。由于此次研究時(shí)間有限，在甘肅省肅南縣紅尖一帶重晶石及多金屬礦找礦方面未對具體找礦標(biāo)志進(jìn)行分析，今后還需在該方面進(jìn)行深入研究。