甘肅肅南紅尖一帶重晶石及多金屬礦地質特征、礦床成因及找礦標志淺析

王作剛，羅天鳳

(甘肅省地質礦產勘查開發局第四地質礦產勘查院，甘肅 酒泉 735000)

1 區域地質背景

圖1 祁連山西段紅尖地質礦產圖

勘查區位于秦祁昆造山系、北祁連弧盆系、走廊南山島弧（三級構造單元）,屬柳溝峽—九個青羊元古宙、加里東期Cu、Fe、Au、Pb、Zn、W、Mo（Cr）成礦帶。區域上地層出露復雜，巖漿活動頻繁，構造活動強烈，其中北西—南東向的區域性斷裂控制了區內地層、巖漿巖的展布。奧陶系陰溝群上巖組火山巖主要沿走廊南山南坡的山前斷裂帶分布，屬海底噴發巖，為海底火山噴流沉積礦床的主要賦存部位。

圖2 北祁連西段區域1∶500000航磁異常圖

通過對區域航磁異常特征的研究，1∶50萬區域航磁圖（圖2）清晰地反映出小柳溝鎢鉬礦區南側存在北西向深大斷裂。紅尖勘查區處于一區域負磁場背景之上、相對增高扭曲的北西向磁場凸起帶。周圍磁性基底（元古界及下古生界淺度變質巖系組成的宏觀地質體）被0.0km～0.5km等深線圈出，即紅尖勘查區四周存在新生代沉積地層，附近磁性基底基本出露地表。

區內局部航磁異常十分發育，主要為鐵礦引起的航磁異常、侵入巖及火山巖引起的航磁異常及斷裂構造引起的航磁異常,（圖3），航磁異常的總體特征是一條NW向的由正負異常帶組成的帶狀異常區。

通過對區域上重力布格異常特征的研究發現，北祁連西段布格重力場由一個重力低值帶和一個重力高值帶組成（圖4）。重力低值帶與前述航磁正異常和南側的負磁異常一致，是由于巖石變質程度深，以片巖、片麻巖類為主，巖石密度較低，形成重力低反映，主要與中晚元古界、震旦系及寒武-奧陶系由中基性變質火山巖組成的托萊山復背斜有關，巖石密度相對較大，故形成重力高值區。在總體重力高值區內，又存在局部重力低值區，如樺樹溝-小柳溝之間、香毛山西等地段，為隆起區的凹地，在重力高與局部重力低的過渡帶是成礦有利地段，如樺樹溝鐵銅礦，小柳溝鎢鉬礦、香毛山銅鈷礦就處于這種部位。同時該重力高值區內有中基性、基性、超基性巖侵入，形成局部重力高值異常，指示了與鐵鎂質、超鐵鎂質有關的Cu、Au、Ni找礦有利地段。

綜合區域重力場和航磁場特征，反映出紅尖一帶重晶石及多金屬礦成礦環境總體處在北祁連隆起帶中、北大河凸起上的磁性基底長期隆起地段（裂谷帶北側緊鄰地段），局部均處于北西向中晚元古界淺變質巖系組成的磁性隆起基底帶上，四周為地層年齡比之較新的中新生代地層。

2 礦床地質特征

2.1 成礦地質條件

礦區地處走廊南山與托萊南山的結合部位。區內地層、構造、侵入巖呈北西—南東向展布，與區域性構造線方向一致。巖漿活動、斷裂構造不發育。礦區內出露地層較為簡單，主要有長城系朱龍關群樺樹溝組（Chhs?）、青白口系龔岔群、五個山組（Qnw）、石炭系羊虎溝組（Cy）及第四系全新統(Qh)。

其中長城系朱龍關群樺樹溝組（Chhs?）是礦區主要賦礦層位，該地層在勘查區大面積出露，呈北西—南東向展布，并向礦區外延伸，與區域構造線方向近于一致，傾向195°～220°，傾角20°～40°，局部可達60°。該組共有三個巖段，其中一巖段（Chhs?1）：處于局限海盆里的氧化—還原環境，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。該套地層呈北西—南東向展布，根據鉆孔資料及地表地質特征，參考鏡鐵山鐵銅礦區找礦模型，建立地層層序六層（表1）。

除重晶石和鐵礦層外，均為各類千枚巖，它們在巖性上頗為相似，變質程度略有差異，各層間呈整合接觸或呈漸變關系。

圖3 北祁連西段航磁異常及基性-超基性巖體分布圖

圖4 北祁連西段布格重力異常圖（g=10-5m/s2）

2.2 礦體地質特征

礦權范圍內共圈定13條重晶石礦體、22條菱鐵礦礦體2條鉛礦體和3條銅礦體，以重晶石礦體和菱鐵礦體為主，二者在傾上相互平行產出，總體形態與地塹式構造盆地形態相似，向西南側伏，側伏角30°左右，沿走向和傾向均具有“中間厚、產狀平，邊側薄、產狀陡”的特點。各礦體主要分布于4線—11線一帶，東端在4線—2線之間尖滅，西端工程控制到11線，礦體長度50m～255m，厚度較大，且具有延深大于延長的特點。

重晶石礦體均位于菱鐵礦體之下，呈層狀、似層狀產出，北西—南東向展布，產狀與圍巖基本一致，傾向210°～226°，傾角3°～46°，局部地段二者呈互層狀、條帶狀，構成菱鐵重晶石礦石。

銅及鉛礦體規模較小，產于菱鐵礦和重晶石礦的裂隙中，與二者呈“同體共生”的礦體。銅礦體中主要金屬礦物為黃銅礦，黃銅礦主要呈浸染狀、星點狀分布；鉛礦體中金屬礦物主要是方鉛礦，呈細脈狀分布，綜合研究認為銅、鉛是后期含礦熱液疊加的產物，礦體規模較小，規律性較差。

圖5 紅尖重晶石及多金屬礦地質簡圖

表1 紅尖一帶重晶石及多金屬礦樺樹溝組一巖段地層簡表

2.2.1 重晶石礦體特征

礦體賦存于長城系朱龍關群樺樹溝組第一巖段的灰黑色千枚巖和灰綠色千枚巖之間，總體走向300°左右，傾角一般在5°～30°之間，單工程厚度1.03m～45.03m，BaSO4平均品位31.89%～92.73%。重晶石礦體頂板為菱鐵礦層或灰黑色千枚巖，底板為灰綠色千枚巖，礦層與頂底板的菱鐵礦呈漸變過渡關系，多構成菱鐵重晶石礦石，與底板的灰綠色千枚巖界線清晰，層位穩定。

2.2.2 鐵礦體特征

礦權范圍內共圈出的22條菱鐵礦體，其中Fe6g和Fe7g為主礦體。各礦體多呈透鏡狀、似層狀、層狀分布于重晶石礦體的旁側，與重晶石礦體產狀一致，二者無明顯界線，呈漸變過渡關系。礦體走向300°～323°，傾向南西，地表礦體主要出露于4線—3線一帶，礦體傾角多在30°左右，單工程厚度1.20m～9.17m，TFe平均品位27.35%～36.87%；3線—11線一帶為隱伏礦體，傾角在傾角在8°～46°之間，單工程厚度1.09m～22.17m，TFe平均品位20.19%～42.21%。

3 礦床成因

在認真分析前人科研和地勘資料的基礎上，結合現有勘查成果，認為區內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，其主要特征如下：

（1）礦體呈層狀、似層狀產于厚層千枚巖中，整合接觸，界線清楚，嚴格受地層層位控制。含礦地層具類復理式碎屑巖建造，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造，沉積特征明顯。

圖6 紅尖一帶重晶石及多金屬礦05勘探線剖面圖

（2）礦石在化學成分上，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，說明礦床成因與火山活動有關。

（3）從加里東晚期開始，樺樹溝組隨造山運動逐漸發生褶皺變動，形成了牛毛泉子—樺樹溝—斑賽爾山復背斜及同期NWW向斷裂帶。在隨后發生的構造疊加及熱液改造作用下，造成了地層及礦體的強烈褶皺和熱液疊加蝕變特征。

（4）礦石中交代蝕變現象明顯，各種細脈穿插普遍，多有后期銅礦和鉛礦的形成和重結晶作用，反映了后期熱液疊加作用。

（5）從高硫現象和硫與銅、鉛的正相關關系，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。在后期熱液改造和構造變形中，含銅和鉛硫化物氣液經滲透和遷移，進一步富集而形成銅礦和鉛礦。

4 找礦標志及找礦方向

（1）含礦巖系由石英巖、碳質千枚巖、鈣質千枚巖、灰黑色和灰綠色千枚巖組成，礦體產于灰黑色千枚巖和灰綠色千枚巖之間。礦體上部石英巖層位穩定，可視為找礦標志層。

（2）區內重晶石、菱鐵礦露頭為找礦的直接標志。

（3）根據海底火山噴流沉積型礦床成礦理論，該類礦床受三級沉積盆地控制，因此沉積盆地中碳質及容礦沉積相的位置，可作為尋找該類礦床的間接標志。

5 結論

紅尖一帶重晶石及多金屬礦應屬海底火山噴流沉積型礦床，層控特征明顯，含礦地層為長城系樺樹溝組第一巖段，巖性為一套低綠片巖相的千枚巖夾重晶石及鐵礦層。含礦巖系由石英巖、碳質千枚巖、黑灰色和灰綠色千枚巖組成，礦體上部灰白色中厚層石英巖和炭質千枚巖層位穩定，可視為找礦標志層。現階段，重晶石礦床已達中型規模，礦床受三級沉積盆地控制，從2線到9線礦體逐漸增厚，向西可能延伸至21線，依據ZK0706、ZK0905鉆孔資料，重晶石礦層在7線、9線可能延深至350m，按此深度預測礦區（4線—21線）重晶石礦石資源量有望突破1000萬噸，因此礦區綜合找礦前景較好。

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