甘肅省肅北縣公婆泉東鐵銅礦成礦潛力分析

徐 磊

(甘肅省地質(zhì)調(diào)查院,甘肅 蘭州 730000)

1 序言

研究區(qū)位于甘肅省北山地區(qū)，行政區(qū)劃屬于甘肅省肅北蒙古族自治縣，距312國道通過的橋灣約175 km，橋灣至馬鬃山鎮(zhèn)有省級公路相通，路程約150 km，自馬鬃山鎮(zhèn)至研究區(qū)約25 km，通行條件尚好，交通較方便。

2 地質(zhì)概況

2.1 大地構(gòu)造背景

研究區(qū)隸屬于塔里木板塊(Ⅲ)東北緣的馬鬃山中間地塊，主體構(gòu)成為馬鬃山早古生代巖漿弧單元(Ⅲ3)。

2.2 地層

研究區(qū)出露地層較為簡單，主要出露地層為志留紀公婆泉群(S2G)，白堊紀赤金堡組(K1c)在研究區(qū)東北部出露少量，新近紀苦泉組(N2k)在研究區(qū)東部零星出露。志留紀公婆泉群分布在東北一帶的北部，白堊紀赤金堡組在東部出露，及第四系全新統(tǒng)沖洪積物(Qhapl)。至下而上分述如下:

志留紀公婆泉群(S2G)，區(qū)域上劃分為上、中、下三組，研究區(qū)內(nèi)出露為上組，可進一步分為英安巖段和部安山巖段。

英安巖段在研究區(qū)東北一帶的中部及北部廣泛分布，以中部與北部之間的一條北東向斷層為界，北部向北北東方向傾斜，傾角60°左右。

白堊紀赤金堡組(K1c)：在研究區(qū)東北一帶出露少量，露頭只有在第四紀現(xiàn)代河床沖溝形成的階地上看到，地表大都已被松散堆積的砂礫石覆蓋，多呈殘丘狀產(chǎn)出，巖層風化嚴重，無法測制剖面。

新近紀苦泉組(N2k)在勘查區(qū)東北一帶分布較為零星，巖層產(chǎn)狀平緩，厚度較難統(tǒng)計，其上多被松散堆積物覆蓋，露頭較差。

第四系沖洪積物全新統(tǒng)(Qhapl)：屬于階地河床沖積物，研究區(qū)內(nèi)表現(xiàn)為地形平坦，殘坡積物也較多見，主要由礫石、砂、黏土等組成。

2.3 構(gòu)造

研究區(qū)東北一帶的地層基本為單斜地層，斷層大致可分為兩組：

(1)北北西向斷層，發(fā)育在研究區(qū)東北一帶的西南部。走向135°～160°，傾向南西，傾角60°左右，與區(qū)域構(gòu)造線一致，以高角度壓扭性斷裂為主，此組斷裂具長期活動特點，擠壓破碎帶寬幾米至十幾米。

(2)北東向斷層，在研究區(qū)東北一帶發(fā)育較普遍，多體現(xiàn)為現(xiàn)代河床，河床兩側(cè)巖石普遍碎裂。走向40°～50°，傾向北西，傾角60°～70°。北東向斷裂為派生張扭性、扭性斷裂，這些斷裂及其派生的次級斷裂具一定的控礦和儲礦作用，如Cu1銅礦體受北東向斷裂作用下巖體裂隙控制，局部受晚期侵入巖漿控制并再次富集的含鐵熱液貫入斷裂控制下的巖體裂隙中。

2.4 巖漿巖

本次研究區(qū)內(nèi)銅鐵礦的形成與中～基性侵入體密切相關(guān)，較晚期花崗巖侵入體對礦床的形成也有一定的影響。

閃長巖主要分布在東北一帶普查區(qū)的中部，大體為北東向展布，傾向南東，傾角一般在45°左右[1]。閃長巖一般呈深灰色～灰黑色，中細粒-細粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。礦物粒徑0.5～5.0 mm。主要礦物組成：斜長石55%～60%，石英微量或2%～5%，黑云母0%～10%，角閃石10%～35%，次要礦物綠簾石、輝石、磁鐵礦、磷灰石、榍石、鋯石，蝕變礦物方解石、絹云母、綠簾石、綠泥石。侵位深度中深成相。中等程度剝蝕。

含磁鐵閃長巖分布在閃長巖體中，二者為漸變接觸關(guān)系，為同時期侵入體的不同巖相，含磁鐵閃長巖相為閃長巖侵入體中分散的磁鐵礦受重力作用下沉富集，在巖體底部形成的產(chǎn)物。

酸性巖在東北一帶普查區(qū)中部多呈巖枝狀產(chǎn)出，穿插與閃長巖體內(nèi)，南部多呈巖株狀，基本呈北東向展布。

花崗巖分為兩種，一種呈巖基產(chǎn)出，肉紅～淺肉灰色色，一般具粗中粒-中細粒花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造[2]。其中斜長石(為中長石)占15%～20%，鉀長石(主要為微斜長石及條紋長石)35%～40%，角閃石10%～20%，黑云母2%～5%，石英25%～30%，礦物粒度一般2～8 mm不等，裂隙及少量礦物邊部黃鉀鐵礬化較強烈，與磁鐵礦或含磁鐵閃長巖接觸的花崗巖中含磁鐵礦1%～3%，屬熱液侵入時同化混作用下的外來成分；另一種呈巖枝、巖脈產(chǎn)出，在粗中粒-中細?；◢弾r中穿插，侵入時代略晚于粗中粒-中細?；◢弾r，其特征一般為淺肉灰-灰白色，細?；◢徑Y(jié)構(gòu)，局部具有斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造[3]。其中斜長石占15%～20%，鉀長石40%～45%，石英30%～35%，暗色礦物含量一般5%左右，主要為角閃石及黑云母，礦物粒度較細，一般小于1 mm，普遍伴有微弱的絹云母化。

3 地球物理特征

3.1 磁法特征

研究區(qū)開展了1∶1萬高精度磁法測量工作，共圈出磁異常3個，正異?；居砷W長巖體引起，異常強度取決于閃長巖體中磁鐵礦含量的高低。

主要磁異常為C-2013-01異常，磁異常呈北東向延伸，由許多團塊狀正磁異常組成的較大面積異常區(qū)，總體呈北東向展布，以正磁異常為主，ΔT極大值11 000 nT，該異常反映了磁鐵閃長巖的范圍。

磁異常C-2013-02-1和C-2013-02-2異常：位于該區(qū)中西部，以正磁異常為主，局部伴生較小面積的負異常，ΔT極大值1 200 nT，極小值-600 nT。異常整體呈兩個相鄰環(huán)形，該異常也是由磁鐵的閃長巖引起。

磁異常C-2013-03異常：位于該區(qū)北部，呈東西向條帶狀分布，形態(tài)近橢圓狀，異常為弱正磁異常，ΔT極大值1 200 nT，規(guī)模相對較小，異常區(qū)巖性為含磁鐵閃長巖。

3.2 激電中梯特征

通過在研究區(qū)開展1∶20000激電中梯測量，發(fā)現(xiàn)了1個較好的激電異常JD-1[4]。該激電異常位于勘查區(qū)的東部，呈近西向展布，異常連續(xù)性較差，以3%等值線圈定的異常范圍大約為400 m×200 m，異常中心極化率值高達4.5%，視電阻率值在400～550 Ω·m之間。異常區(qū)附近地表出露主要以硅質(zhì)板巖及少量酸性侵入巖為主，地表硅質(zhì)板巖中多見黃鐵礦方晶，分析認為該處激電異常應(yīng)為黃鐵礦引起。

3.3 井中物探特征

鉆孔ZK001下部多為花崗巖，井中磁化率不高，根據(jù)△Z分量在井孔底部無開口，表明井孔底部無盲礦體反映。

鉆孔ZK10801井中磁測異常高值區(qū)中，50 m和73 m分別對應(yīng)一層含磁鐵閃長巖，85～90 m對應(yīng)一層含磁鐵花崗巖，142 m對應(yīng)中粗粒花崗巖。

ZK301井中磁測，根據(jù)巖芯巖性顯示磁鐵礦、含磁鐵礦閃長巖，磁鐵礦中含磁鐵20%～43%，含磁鐵閃長巖中磁鐵含量有15%，與鉆孔測井資料對應(yīng)一致，下部多為閃長巖，磁性較弱。

本次調(diào)研在三個鉆孔中開展了井中物探工作，通過井中物探工作結(jié)合鉆探工作，我們看到深部地質(zhì)體中磁鐵礦含量從無到有再到富集成礦，與對應(yīng)的磁化率曲線形態(tài)完全吻合，進一步說明勘查區(qū)內(nèi)磁法工作對尋找鐵礦體的有效性。

4 地球化學特征

為研究控制研究區(qū)一帶北部發(fā)現(xiàn)的礦化線索及探究其附近礦化分布規(guī)律，在Cu4銅礦體附近測制了4條1∶10000土壤剖面，剖面中Cu、Au、As等元素在銅礦體近處及其延伸方向均有一定的異常顯示，其中TR18土壤點根據(jù)分析結(jié)果顯示，Cu異常峰值達357.49×10-6，Au異常峰值達19.78×10-9，對應(yīng)地表碎裂英安巖中的Cu4銅礦體，礦體中有黃銅礦發(fā)育，碎裂英安巖裂隙中發(fā)育孔雀石化及褐鐵礦化。其他位置未見較好的Au異常，僅局部有銅異常顯示，與地表火山巖裂隙中的孔雀石化對應(yīng)較好，但礦化不集中。

5 賦礦層位及礦化特征

鐵礦產(chǎn)出于泥盆紀閃長巖內(nèi)的含磁鐵閃長巖相中，礦化類型均為磁鐵閃長巖，鐵礦以磁鐵礦為主，地表極少部分礦石磁鐵礦被氧化，磁鐵礦主要呈它形粒狀集合體分布，局部為浸染狀、團塊狀、條帶狀。大多鐵礦體中伴生TiO2、P2O5，有用組分分布較均勻。鐵礦體基本分布在閃長巖體與花崗巖體接觸帶上，閃長巖體侵入過程中，磁鐵礦受重力作用向底部分異形成含磁鐵閃長巖相，局部富集成礦，晚期侵入的花崗巖熱液將底部再次富集。

志留紀公婆泉群中的上組英安巖段為主要含銅地層，其礦化主要為黃銅礦化，黃銅礦呈半自形-它形微粒狀，粒度0.01～0.06 mm，分布較為均勻，地表礦裂隙中多見孔雀石化。

巖體中的銅礦主要產(chǎn)出于泥盆紀的閃長巖體，礦化主要為黃銅礦化及裂隙中的孔雀石化，黃銅礦粒度0.01～0.15 mm，含量偏低但分布較均勻，受晚期巖脈侵入后富集；晚期的花崗巖體中局部發(fā)育孔雀石化，是頂部含銅閃長巖體剝蝕過程中受淋濾作用后富集的產(chǎn)物，礦化不均勻，主要受巖體裂隙控制。

6 成礦潛力

通過實地調(diào)研，在研究區(qū)內(nèi)共圈出鐵礦體19條，銅礦體4條，我們分析該區(qū)鐵銅礦成礦潛力較大具體表現(xiàn)在以下幾個方面：

(1)東北一帶普查區(qū)內(nèi)閃長巖體在該區(qū)中部發(fā)育較為完整，鐵礦體在0、3、7勘探線地表走向上分布的連續(xù)性受到晚期巖體侵入影響，鉆孔內(nèi)的見礦程度較好，0勘探線深部控制的礦體雖有尖滅趨勢，但礦體品位較穩(wěn)定。7勘探線施工的鉆孔在孔深200 m處依然見礦，驗證地表低緩異常效果較好；

(2)物探磁法異常及礦床成因規(guī)律來看，東北一帶普查區(qū)內(nèi)繼續(xù)對地表鐵礦體及磁異常進行深部驗證，有一定的找礦遠景；

(3)銅礦方面，本次調(diào)研發(fā)現(xiàn)的銅礦體雖然為地表礦體，分布零星且規(guī)模有限，結(jié)合研究區(qū)一帶的1∶20000激電中梯測量成果來看，淺地表發(fā)育成規(guī)模銅礦體的前景良好；研究區(qū)臨近公婆泉銅礦及白疙瘩北山銅礦，區(qū)內(nèi)地質(zhì)背景與兩處礦床背景基本相同，具有較好的成礦條件，因此研究區(qū)內(nèi)深部存在含銅斑巖體的可能，具有一定的銅礦找礦遠景。

7 結(jié)論

本文系統(tǒng)分析了甘肅省肅北縣公婆泉東鐵銅礦一帶的地質(zhì)特征和物探特征，結(jié)合現(xiàn)場調(diào)研，我們得出以下結(jié)論：該地區(qū)鐵銅等金屬礦的成礦潛力較大。