甘肅省阿克塞縣獨山子銅、金礦地質特征及找礦標志

王金國

（1.甘肅省地礦局第二勘查院，甘肅 蘭州 730020）

甘肅省阿克塞縣獨山子銅、金礦位于甘肅省西部，屬甘肅省阿克塞哈薩克族自治縣所轄。由敦（煌）—格（爾木）公路花海子公路段295公里處的團結鄉轉向東，經65公里簡易公路到建設鄉（塔喀爾巴斯陶），再經60公里的戈壁及溝谷地到工區。是甘肅省地礦局第二地質礦產勘查院通過地質、物探、化探、遙感等勘查手段和綜合研究發現并評價的銅、金礦點。有進一步深入探索意義。

1 區域地質背景

1.1 地層

礦區處于祁連山加里東褶皺帶，加里東褶皺帶具明顯的三分構造格局，由北祁連海槽、中祁連隆起（島弧）、南祁連弧后洋盆組成完整的溝弧盆系，礦區處于中祁連海槽與南祁連弧后洋盆的接觸帶靠近中祁連海槽的一側。

測區地層區劃屬昆侖秦嶺分區、南祁連小區，出露地層有下元古界、奧陶系、志留系、石炭系、三疊系、侏羅系和白堊系等，現由老到新分述如下：

下元古界下巖組：分布在月牙湖以西，出露范圍較小，巖性主要有：含石榴石二云石英片巖、鈣質黑云斜長片麻巖、黑云斜長角閃巖以及大理巖。

1.1.1 奧陶系（O）

在全區分布最廣，為整個黨河南山的主體，東起東紅溝，西至扎子溝，呈北西～南東向展布，寬約10千米，主要由中基性、中酸性火山巖、灰巖、砂巖、礫巖、板巖等組成，分為下統及中～上統，各統之間均為整合接觸，連續沉積。

下統吾力溝群：分布于小紅溝以西，為一套火山巖系，由基性向中酸性分異的近火山口相沉積，中部夾碎屑巖，頂部有厚層灰巖。

中～上統鹽池灣組：廣泛分布于黨河南山山脊，為陸源碎屑沉積，以礫巖、砂巖、板巖為主夾厚層灰巖或扁豆體，構成復理石式韻律，上部在局部地段有中酸性火山巖；其下與吾力溝群以巨厚碎屑巖的起始為界。

1.1.2 志留系（S）

下統巴羅根郭勒群主要分布于黨河南山的北坡山前，西至吾力溝，東至半截溝一帶分布，巖性為灰綠色、暗綠色、淺紫色不等粒雜砂巖、粉砂巖夾板巖、含礫雜砂巖、千枚巖、凝灰巖等。

中志留統中基性火山巖組在測區南部零星分布，巖性為灰綠色千枚巖與綠泥片巖互層及灰綠色安山巖質凝灰巖、杏仁狀玄武巖，內夾白色大理巖透鏡體。

1.1.3 石炭系（C）

石炭系下統分布于黨河南山南坡，上部為深灰色厚層灰巖、泥灰巖，下部為砂巖、頁巖夾灰巖，含石膏，在上部層位的底部含一層石英礫巖或粗砂巖。

1.1.4 侏羅系中統窯街組（J2y）

含礫粗砂巖、砂巖、泥灰巖、頁巖夾油頁巖和煤。

1.1.5 上第三系（N1）及第四系（Q）

分布于黨河南山南北兩坡山前。上第三系（N1）主要為碎屑巖、泥質巖，第四系（Q）主要有沖洪積物、冰磧物、殘坡積物組成，在第四系洪積與沖積中普遍含有砂金。

1.2 構造

礦區在區域上位于烏蘭達坂擠壓帶，斷裂和褶皺都很發育，均呈北西—南東向展布。

斷裂多發生在不同地層單元或不同巖性之間，多具分叉合并現象，主要有：

（1）清水溝—大冰溝斷裂長近110公里，走向300°。在扎子溝西斷裂發生在志留系中統砂巖組與加里東晚期花崗閃長巖之間，附近巖石破碎較為劇烈，均成粉末狀，花崗閃長巖中有綠泥石化、綠簾石化等蝕變，斷層線成舒緩波狀。

（2）清水溝南—玉勒昆且干爾德斷裂，與清水溝—大冰溝斷裂平行，二者相距4-5公里，斷裂發生在下志留統與中志留統之間，斷裂帶內巖石破碎甚為強烈，大部分構造巖成粉末狀，破碎帶寬十幾米到200米，斷裂面北東傾傾角50°左右。

清水溝南一帶夾于以上兩斷裂之間的斷裂十分發育，與兩斷裂時分時合，為壓性斷裂面的分叉斷層。

褶皺有清水溝南向斜，位于清水溝腦南側山脊處，發生于志留系下統砂板巖組內，向斜核部由下志留統砂板巖組組成，翼部為下志留統變質砂巖組構成，兩翼不對稱。

1.3 巖漿巖

巖漿巖以加里東晚期中酸性侵入巖為主。總體上看，在黨河南山西段扎子溝一帶侵入巖強烈發育，形成巨大的花崗閃長巖體，是礦區銅、金礦的含礦圍巖。

扎子溝巖體，屬加里東早期侵入，出露面積約350km2，為一較大巖基，據巖石結構可劃分為中心相和邊緣相，兩者為漸變。邊緣相巖性單一，為中粒花崗閃長巖，巖石為灰色或淡肉紅色，中粒花崗結構，塊狀構造；中心相包括中粗粒似斑狀花崗閃長巖，似斑狀結構，塊狀構造。中粒似斑狀二長花崗巖，巖石新鮮面為淡肉紅色，斑狀結構塊狀構造。侵位于奧陶系地層，部分被古近系所覆蓋或與其呈斷層接觸，在與奧陶系基性火山巖的接觸帶上，可見巖體呈網脈狀切穿圍巖以及捕虜體同化基性火山巖現象，亦可見到圍巖發生角巖化以及巖體周圍受圍巖混染現象。扎子溝花崗閃長巖體屬晚震旦紀至寒武紀時期，侵入于中祁連地塊及南緣造山帶上的碰撞隆起Ⅰ型花崗巖，結晶深度約11km，巖漿源于基性巖漿與由古老火山巖地殼選擇性重熔出的酸性巖漿的混合（長安大學、2000年研究成果）。

在黨河南山東段一帶侵入巖較不發育，多形成一些較小的巖枝或巖株，均侵入于奧陶系。巖性有花崗閃長巖、石英閃長巖和二長花崗巖。

侵入巖圍巖普遍具有角巖化蝕變，在區內伴隨著巖漿活動，小巖株銅金礦化普遍可見，與小黑刺溝斑巖型銅礦有關的侵入巖是在花崗閃長巖。

脈巖主要有花崗斑巖脈（γπ）、閃長玢巖脈（δμ）、輝綠巖脈（βμ）和石英脈脈（ρ）和花崗巖脈（γ）等。

1.4 地球物理異常特征

中國地質勘查技術院1990年完成的1：200萬航磁資料反映出磁異常范圍與扎子溝花崗閃長巖體相吻合，異常呈長橢圓形，長軸北西—南東向，峰值尖銳，最高值75nT。

1.5 礦產

區內的礦產主要有金、銅、銻、砂金、石膏和煤等。其中砂金在礦區內十分發育，溝溝都有砂金；銅礦在區內目前僅見小的礦（化）點。

近幾年，通過我院在黨河南山的不斷努力，現已發現金、銅和銻等多種礦產。如黑刺溝金礦、賈公臺金礦、振興梁金礦、小黑刺溝銅礦、東洞溝金礦、狼查溝金礦、紅石山金銻礦等10多處礦床（點）。

2 礦區地質特征

2.1 地層

礦區出露地層為中志留統中基性火山巖組及第四系，其中中志留統中基性火山巖組分布在南部，第四系也主要分布于南部，少部分見于北部花崗閃長巖巖體中的溝系。現分述如下：

礦區自南向北地層有中志留統中基性火山巖組（S2a）灰綠色砂巖、千枚巖互層。是礦區出露范圍最大的地層。再向北是深灰綠色、暗綠色安山質凝灰巖，夾有灰白色大理巖透鏡體。在安山質凝灰巖中局部可見孔雀石化，出露范圍小，明顯受裂隙率的控制，即裂隙越發育則礦化也越強。地層產狀穩定，產狀：60°∠50°。

圖1 傾向玫瑰花圖

2.2 構造

礦區的斷層以北西-南東向位于花崗閃長巖巖體與安山質凝灰巖的接觸部位的逆斷層為主，該斷層自115勘探線以東明顯出露，而在115勘探線以西則被第四系殘坡積物所覆蓋。在花崗閃長巖巖體中有由區域斷裂和該逆斷層引起的次級斷層、節理裂隙，次級斷層的走向是北北西-南南東向、北西-南東向，其中多夾有孔雀石礦化的石英細脈，礦區銅、金礦體的延伸就受控于這兩組走向的斷層。節理發育有多組，以北西、西和北東傾向的為主。經過統計97組節理，制作出傾向玫瑰花圖（圖2-1）。

圖中明顯顯示出有三組節理比較發育：其中北西傾向275°～330°∠40°～80°和西傾247°～265°∠45°～71°的兩組節理為成礦優勢節理，含礦好，節理面上一般具有黃鐵礦化、孔雀石化等礦化，且最為發育。北東傾向17°～50°∠50°～70°的節理含礦性差。以節理的發育程度以及蝕變等特征可在花崗閃長巖中劃分出兩個礦化蝕變帶，分別是Ⅰ、Ⅱ礦化蝕變帶。

2.3 巖漿巖

礦區巖漿巖為加里東晚期侵入的扎子溝花崗閃長巖巖體 的東南邊緣地帶，巖體的巖性比較穩定，根據巖石斑晶的粒度可劃分為中細粒相和中粗粒相，兩者為漸變關系，與南邊的中志留統安山質凝灰巖呈逆斷層接觸關系。花崗閃長巖巖體在礦區出露范圍較大，銅、金礦體就賦存在中細粒花崗閃長巖中的礦化蝕變帶內。位于花崗閃長巖與地層接觸部位的逆斷層是礦區的主要斷層，其產狀：22°∠41°。花崗閃長巖中小斷層、節理和小裂隙較為發育。

2.4 對“伴礦”巖體特征的初步認識

根據以上礦床特征的描述可看出獨山子銅、金礦的礦床類型與斑巖型銅礦床較為類似，下面從伴礦巖體的地質特征、化學特征兩方面與我國斑巖型銅礦做初步的比較。

2.4.1 “伴礦”巖體的規模、形態、產狀

同國外大多數斑巖銅礦“伴礦”巖體相似，據一般統計，國內所有成型斑巖銅礦“伴礦”巖體主要是小巖體，均在10Km2以下，主要巖體均小于或遠遠小于1Km2。與礦化關系密切的侵入體是小巖株、小巖筒、小巖鐘，巖墻、巖脈等，而不是大巖體（巖基）。獨山子銅、金礦的圍巖為扎子溝大巖體（巖基）的邊部的花崗閃長巖，由于研究程度低，“伴礦”巖體是否是該巖基或其分異體還有待進一步研究。這一特點與國內、國外斑巖銅礦的特征不相符。

2.4.2 “伴礦”巖體形成深度的認識

（1）斑巖銅礦床的伴礦巖體為或超淺成巖體，該礦床的伴礦巖體為花崗閃長巖，也是超淺成巖體。

（2） Fe2O3/FeO比值相對大小

小區域（礦田、礦帶）內，不同巖體的巖石中氧化系數（Fe2O3/FeO比值）相對大小可以作為判別“伴礦”巖體形成深度的一種參考標志。將獨山子銅金礦與德興礦田做對比，列表（表2-1）如下：

從上表可以看出獨山子花崗閃長斑巖的氧化系數與超淺成侵入體的氧化系數接近，初步把獨山子花崗閃長斑巖劃分為超淺成侵入體范疇。

2.4.3 “伴礦”巖體巖石化學特征

（1）“伴礦”巖體的巖系范疇

我國斑巖銅礦“伴礦”巖體大部分屬于鈣堿性系列。實際上，我國一些斑巖銅礦“伴礦”巖體的鈣堿指數卻跨于51～61范圍，獨山子銅金礦“伴礦”巖體就屬于鈣性（CA＞61）。鈣堿指數（CA）數值反應巖體演化特征，一般產于大型褶曲帶或者伴隨有區域性變質的造山帶內的巖石屬鈣質的。

（2）“伴礦”巖體巖石化學特征

獨山子銅金礦“伴礦”巖體巖石與我國已知斑巖銅礦床“伴礦”巖體巖石一致，即：二氧化硅過飽和、堿性至弱酸性。SiO2含量在60%～70%之間，堿質（K2O+Na2O）為6.27%在6%～8.5%之間。

① SiO2含量均值為65.9%。

表2-1 Fe2O3/FeO比值相對大小對比表

表2-2 巖體與我國斑巖銅礦做比較列表

② 堿質（K2O+Na2O）為6.02%，小型礦床（點）堿質等于或略小于7以及大于8%。

③ 鉀質及鉀鈉質比值

我國大型、超大型礦床“伴礦”斑巖體的K2O值多為4%±（大于平均值）；K2O/Na2O比值變化于0.33～2.59之間。獨山子銅金礦K2O均值為2.47%，K2O/Na2O比值0.7。

④ 硅堿比值：SiO2/K2O+Na2O

我國主要礦床“伴礦”斑巖體硅堿比值8～9.5，小型礦床（礦點）或是小于8.5或大于9.8，獨山子銅金礦硅堿比值大于9.8。

⑤ 堿硅比值：K2O/SiO2

獨山子銅金礦堿硅比值為0.038，也在我國斑巖銅礦堿硅比值范圍0.025～0.096之內。

⑥ 鋁堿比值Al2O3/CaO+K2O+Na2O為1.50，也是較低，與我國情況一致。

⑦組合指數σ＝（K2O+Na2O）2/SiO2-43

獨山子銅金礦“伴礦”巖體的組合指數（σ）值為1.63，這與斑巖銅礦“伴礦”巖體組合指數（σ）較低相一致。

將該礦床“伴礦”巖體與我國斑巖銅礦“伴礦”巖體作比較列表（表2-2）如下：

以上論述可以看出除少數特征與斑巖銅礦不相符外，其余均較為吻合，認為該礦床類型與斑巖型類似。

3 礦體特征

礦區礦化、蝕變受北西-南東向斷裂構造控制，自北向南劃分為Ⅰ、Ⅱ兩個礦化蝕變帶。對礦化蝕變帶進行系統的地表工程揭露，共圈定出銅礦體4條，金礦體2條，礦體為北西-南東走向，傾向北東，傾角陡傾，產狀：40°～70°∠50°～66°，礦體呈似層狀、透鏡狀。礦體的賦礦巖石以中細粒花崗閃長巖為主，其次為石英脈。

4 控礦因素及礦床成因

4.1 根據以上的論述初步認為該礦點的礦床類型為高-中溫熱液細脈浸染型，即斑巖型銅、金礦。

4.2 找礦標志

（1）花崗閃長巖

在礦區幾乎所有的銅、金礦化位于花崗閃長巖中，并且是接觸帶附近的巖體。另外，在巖體南的安山質凝灰巖中有零星的孔雀石化。

（2）花崗閃長巖中的蝕變帶

在礦區幾乎所有的銅、金礦化位于花崗閃長巖中的蝕變帶中，蝕變帶具有明顯的褪色特征，并且有鉀長石化、綠泥石化、綠簾石化、硅化、高嶺土化等多種蝕變。

（3）節理和裂隙

節理和小裂隙是礦區的重要的找礦標志之一，在發育（裂隙率在大于5）的地段常見到孔雀石化、黃鐵礦化，礦化主要分布在節理和小裂隙面上。經統計，裂隙率大于10，銅的含量一般大于0.1%，并且與銅的品位成正比。

（4）石英脈

石英脈中常具有孔雀石化，另外可見輝鉬礦化，兩種礦化呈團塊狀、星點狀。石英脈在礦區分布較廣，主要位于斷層破碎帶以及裂隙中，其中破碎帶中的石英脈較寬，而裂隙中為細脈，但延伸都較短。

（5）黃銅礦化、孔雀石、黃鐵礦

以上三種礦化也是礦區的重要找礦標志，前者是兩者是直接找礦標志，后者是間接找礦標志，常見它們共生，主要分布于節理和小裂隙面上，呈星點狀，團塊狀，另外黃銅礦化、孔雀石也見于石英脈中。銅藍也是一種直接找礦標志，在礦區較為稀少。

（6）土壤及巖屑地球化學標志

通常是Cu、Mo、W、Sn、Sb、Au、Ag、As、Pb、Zn、Mn、Ba和Co等元素異常組合，這一組合對找礦具有直接的指示意義。

4.3 控礦因素

（1）花崗閃長巖的分布范圍以及和地層的接觸帶控制著礦化蝕變的展布和范圍。根據斑巖型銅礦的成礦理論，成礦作用通常與中-酸性巖關系密切；巖體的產狀、形態對礦化帶、礦體的形成起著十分重要的作用。巖漿活動為礦床的形成提供了熱源和礦質。

（2）斷層是礦區的主要控礦因素，包括礦體的展布和延伸長度。

（3）節理和小裂隙也是主要的控礦因素，銅金礦化主要分布在節理和小裂隙面上，裂隙率明顯和銅金品位呈正相關。

斷層、節理和小裂隙為礦床的形成提供了空間。

5 結論

礦區西南側的眾多化探金異常由于覆蓋大而沒有進行工程揭露，深部找礦具有很大的潛力。因此，對礦區繼續開展地質勘查找礦工作，有望進一步擴大礦床規模。

[1]張新虎，劉建宏，徐家樂，等.再論甘肅板塊構造[J].甘肅地質學報，2005，14（2）：1-9.

[2]張新虎，湯中立，劉建宏，等.甘肅省礦床成礦系列研究[J].甘肅地質，2009，18（4）：1-15.

[3]殷先明.甘肅北山斑巖型銅礦找礦研究[J].甘肅地質學報，2003，12（2）