甘肅敖包山地區地質、物化探異常特征及找礦前景分析

張向文劉攀峰文美蘭朱超

（1.甘肅省地礦局第二地質礦產勘查院，甘肅蘭州 730020；2.桂林理工大學地球科學學院，廣西桂林 541006；3.桂林理工大學環境科學與工程學院，廣西桂林 541006）

0 引言

甘肅敖包山地區位于甘肅省酒泉市金塔縣天倉鄉，隸屬金塔縣天倉鄉管轄，地理坐標：東經99°45′00″～99°50′00″，北緯40°32′00″～40°36′00″，交通便利。研究區地處白山堂—大紅山鐵、銅多金屬成礦帶，成礦環境優越，基礎地質工作相對扎實，區域上已發現有北山鐵礦、大紅山鐵礦、俞井子東鐵礦、雙堡塘鐵礦點、穿山馴鐵礦點、野馬井錳礦、白山堂銅鉛礦等礦床（點），其中白山堂銅礦西距研究區約30 km （左國朝，2003；張發榮和牛卯勝，2003；王小紅等，2012；康文彬，2015；馬永勝和程建軍，2018）。經過1 ∶20 萬區域化探掃面，圈出了以Cd、Mo、Ag、Zn、Pb、W、Sb、Pt、Au 等為主要元素的綜合異常AR28 號異常，從元素組合看，地質背景對元素分布有直接影響，反映了中高溫元素組合特征（甘肅省地質礦產局，1989；劉洋等，2019）。本文將重點介紹敖包山地區地質特征，并綜合地球物理、地球化學特征及區域礦床資料探討找礦方向，預測成礦前景，為敖包山地區的勘查工作提供參考。

1 地質概況

1.1 區域地質概況

研究區大地構造位置處于哈薩克斯坦板塊（Ⅰ2）的馬鬃山中間地塊（Ⅱ3），三級構造單元屬馬鬃山地體（圖1a），區內出露的地層主要有中元古界薊縣系平頭山組、石炭系下統紅柳園組、白堊系下統赤金堡組、新近系上新統苦泉組和第四系（圖1b）。平頭山組為一套鎂質碳酸鹽巖-硅質巖建造，巖性為大理巖、粉砂質板巖；紅柳園組出露面積小，位于研究區南部，為一套正常碎屑巖夾碳酸鹽巖和火山巖的巖石組合；赤金堡組出露于研究區西北角，為山麓殘坡積形成的雜色陸屑式含煤建造；苦泉組為一套桔（橙）紅色粉砂質泥巖夾雜色泥巖及砂礫巖沉積；第四系在研究區廣泛分布，東西兩側為上更新統洪積礫石層，中部為全新統沖積-洪積砂礫層，南部有少量風積砂和湖積亞粘土、亞粘砂，分別屬全新統和中更新統（張敏，2019；馬一行等，2018；李玉鵬等，2019）。區內構造不發育，僅在薊縣系平頭山組地層中發現性質不明斷層（甘肅省地質礦產局，1989；楊春霞等，2016；王曉偉等，2016）。區內巖漿活動頻繁，侵入巖以中酸性巖為主，以巖株形式產出；巖體的侵入時代主要為石炭紀，巖性為灰白色閃長巖（δC2）和紅色中粗粒二長花崗巖（ηγC3）。

1.2 礦區地質概況

研究區出露地層主要為中元古界薊縣系平頭山組砂板巖、大理巖和第四系全新統坡殘積、沖洪積層（圖2）。薊縣系平頭山群下亞群（Jxp1）出露面積占3/4，按其巖性特征可劃分為兩個巖性段：第一巖性段Jxpn11分布于研究區南部。巖性為粉砂質板巖（Sts1）夾硅質板巖（Sis1）、大理巖（Mb）、矽卡巖化大理巖（SkMb），偶見微晶透閃透輝石巖、變砂巖及角巖。出露厚度750～2000 m；第二巖性段Jxpn12：分布于研究區北部，巖性為大理巖（Mb）、夾硅質大理巖（SiMb）、硅質巖（Si）、透閃石大理巖（DiMb）、玄武巖（β）及少量的白云石大理巖、堇青石二云母片巖、千枚巖、石英巖等，出露厚度約1500 m。第四系全新統（Qh）分布于研究區低凹與現代河床中，由坡殘積、沖洪積及砂土組成，厚0.3～5 m （朱江，2013；熊文勃，2019）。區內地層褶皺強烈，由兩個向斜和一個背斜組成，斷裂不發育，按其展布方向可分為近東西向（F1、F3、F4）、北西向（F2）、南北向3 組（F5）。石炭紀紅色中粗粒二長花崗巖（ηγC3）侵入在薊縣系平頭山群下巖組第二巖性段粉砂質板巖中，分布于研究區的東南角，巖體與圍巖接觸界線清晰。外接觸帶往往產生不同程度的矽卡巖化和角巖化，鉛礦（化）體一般產在矽卡巖化大理巖中。脈巖主要有輝綠巖脈（βμ）、花崗巖脈（γ）、石英脈（q）。

圖2 敖包山地區地質簡圖

2 地球化學異常特征

2.1 巖石地球化學

研究區內地層主要巖性有粉砂質板巖、硅質板巖、玄武巖、大理巖等，侵入巖為華力西中期二長花崗巖。在巖體與地層接觸處有不同程度的角巖化、矽卡巖化，另有構造破碎帶和赤鐵-褐鐵礦（化）體。對上述各類巖（礦）石進行系統采樣，分析所含微量元素，統計結果見表1。由表得知：Ag、Zn、Pb 元素在各類巖石中的平均值接近或高于克拉克值，其中Pb 元素在構造破碎帶、赤鐵-褐鐵礦（化）體中高達90～200 倍，從元素含量級別判斷其成礦潛力較大；Ag 元素在石英脈中高達35 倍，反映了研究區內Ag元素的富集與石英脈有關。Ag、Zn、Pb 元素的分布受其巖性、構造兩種條件的控制。As 元素在各類巖石中平均值普遍較高，一般為克拉克值的10～40倍，最高達51 倍，同時，As 元素含量高時，Pb 元素含量也較高。野外查證發現As 與Pb 高值位置接近，同時伴生有Au，而Au 的形成作用一般均伴生有黃鐵礦，而且是含As 的黃鐵礦。只有含As 的黃鐵礦同時含Pb 時，預測可能含金。實踐證明，研究區局部地段有金、銀異常顯示，峰值低，同時As 是金礦遠程指示元素，因此表明研究區剝蝕程度較淺，尋找貴重金、銀礦產的可能性較大。Cu 元素只在大理巖、構造破碎帶，赤鐵-褐鐵礦（化）體中較高，一般平均值接近或稍高于克拉克值。其它巖石Cu 含量的平均值均低于克拉克值，因此，Cu 元素在研究區內形成異常的可能不大。Mn 元素在研究區內各巖石中含量普遍偏低，一般平均值均低于克拉克值。僅在大理巖、構造破碎帶、赤鐵-褐鐵礦（化）體中有高值反映，含量值最高5000×10-6。

表1 敖包山地區主要巖性地球化學參數統計

2.2 水系沉積物地球化學

在研究區內進行1 ∶5 萬水系沉積物測量，分析Cd、Mo、Ag、Zn、Pb、W、Sb、Pt、Au 等主要元素，根據各元素異常特征共圈定AS-1、AS-2、AS-3、AS-4四處綜合異常（圖3）。

AS-1（Pb-Zn-Ag-Mn）：異常分布于研究區西北角，是以Pb 為主的綜合異常。單元素異常分散，重合性不好，除Pb 元素以外，其他元素均無濃集中心和濃度分帶。各元素峰值普遍較低，多為單點組成低值異常。異常區圍巖巖性為透閃石大理巖、大理巖和雞窩狀，團塊狀鐵錳礦（化）體，硅化鐵錳礦（化）體，高值均落于該地質體上。經化學取樣分析含鉛0.70%，該異常為含鉛鐵錳礦化體引起。

AS-2（Pb-Mn）：異常以Mn 為中心，Pb 為外帶，有明顯的水平分帶，由軸向外為Mn-Pb。濃集中心，重合性較好，但Mn 元素峰值低，Pb 元素規模小。異常區巖性為粉砂質板巖、矽卡巖化大理巖，局部具方鉛礦化。其中矽卡巖化大理巖普遍含鐵、錳質較高，Pb、Mn 高值均落于矽卡巖化大理巖上。經化驗分析，含Pb 2.20%。異常主要由矽卡巖化大理巖、局部含方鉛礦引起。

圖3 敖包山地區水系沉積物及高精磁測異常分布圖

AS-3（Au-Zn-Pb）：異常區內Au、Zn 均屬點狀異常，峰值不高，Pb 具濃度分帶，一個濃集中心，峰值較高。該組合異常局部套合性好，具一定的水平分帶，規模大。異常區巖性為大理巖及赤鐵-褐鐵礦（化）體，且分布于構造破碎帶中。Ag、Zn、Pb 元素高值均落于皮殼狀、團塊狀、雞窩狀分布的赤鐵-褐鐵礦（化）體都含Ag、Zn、Pb 元素。經化驗分析含Pb0.55%。該異常均由部分含赤鐵-褐鐵礦化體所引起。

AS-4（Au-Ag-Mn-Zn-Pb）：異常區分布于研究區北東角，各元素集中分布，套合好，具有水平分帶和濃集中心。Pb 元素具濃度分帶，規模較大，其它各元素均為點狀異常，規模小，峰值低。根據異常濃集中心，濃度分帶，采用100 m 間距，施以槽探工程系統揭露，異常對應為一條寬10～30 m，長大于400 m 的構造破碎帶，帶中充填有團塊狀、雞窩狀、細脈狀硅化鐵錳礦（化）體，同時發現Pb 礦體一個，且與異常基本相對應，圍巖為大理巖。所以該異常是由含Au、Ag、Mn、Zn、Pb 鐵錳礦化體及含Au、Ag、Mn、Zn、Pb 構造破碎帶所引起。

3 地球物理磁異常特征

3.1 巖礦石磁性特征

區內大量的磁性參數測定結果顯示，矽卡巖化大理巖因其巖石粒間及解理磁化率（K）的變化范圍1500×SI×10-5～42000×SI×10-5，平均值高達14708×SI×10-5，剩余磁化強度（Jr）變化范圍479×10-3～2874×10-3A/m，平均值1344×10-3A/m；變砂巖由于其膠結物主要為鐵質，亦表現強磁特征，K的變化范圍1000×SI×10-5～39112×SI×10-5，平均值高達10704×SI×10-5，Jr 變化范圍較大，由808×10-3～27176×10-3A/m，平均值7231×10-3A/m；鉛礦石由于其母巖所含鐵磁礦物的多少不同，表現出的磁性特征也不同，含鐵磁礦物較多時，K值高達8500×SI×10-5，而當含鐵磁礦物較少時，K值僅百余SI×10-5；赤鐵礦K的變化范圍50×SI×10-5～220×SI×10-5，平均值141×SI×10-5；輝綠巖脈是研究區內磁性變化最大的巖性，當其含鐵質較多時，K高達14618×SI×10-5，當其不含鐵質時，K值在100×SI×10-5以下；玄武巖的磁性變化也較大，K的變化范圍10×SI×10-5～3000×SI×10-5；粉砂質板巖K的變化范圍70×SI×10-5～850×SI×10-5，平均值412×SI×10-5；其余巖性均表現為微磁和無磁，K的變化范圍一般在0～900×SI×10-5，平均值一般低于300×SI×10-5。表明區內矽卡巖化大理巖，變砂巖磁性最強，鉛礦石、褐鐵錳礦化大理巖、玄武巖呈中等磁性，而花崗巖、板巖、大理巖等巖性呈微磁或無磁反映。

3.2 高精磁測異常特征

在研究區開展1 ∶1 萬高精磁測，經過對數據進行化極處理后繪制平面等值線圖，等值線最小間隔為10 nT，整個研究區看，異常特征明顯，共6 個異常區（圖3），其中北帶有C1、C2、C3 三個異常區；南帶有C4、C5、C6 三個異常區。各異常特征、解釋及評價見表2。

4 找礦前景

4.1 地層條件

研究區內中元古界薊縣系平頭山群地層屬淺海相沉積，以還原沉積環境為主，巖石富含金屬硫化物和炭質，地表褐鐵礦化普遍。褐鐵礦化多呈團塊狀、皮殼狀、疙瘩狀、雞窩狀產出，往往Pb、Zn、Ag 含量較高，易形成鉛鋅礦化體（劉彥良等，2018；王曉偉等，2016）。根據測區巖石地化剖面統計的不同巖性微量元素含量（表3）可以看出，薊縣系平頭山群下巖組內大理巖和大理巖夾板巖中Pb、Zn 含量較高，Au、Ag、Pb、Zn 等元素的高值區及異常分布與薊縣系平頭山群下巖組的分布相吻合，且多沿斷裂帶及其附近展布，這說明薊縣系平頭山群下巖組可為區內成礦提供物質來源。

4.2 構造條件

研究區區域大地構造位置處于哈薩克斯坦板塊東南緣馬鬃山地體內，屬北山伏地槽褶皺帶之柳園-天倉褶皺帶東段，石板泉北背斜東延部分（楊春霞等，2016；王曉偉等，2016）。成礦帶區劃屬哈薩克斯坦板塊東段金、釩、磷、鈾、鐵-銅-鉬和鉛-鋅-銀、鎢成礦帶的方山口-七角井子-白山堂金、銅、鎳、鎢、錳和釩-磷-鈾成礦帶內，是尋找鐵、銅、錳、鎢、鉛鋅礦的有利地段（朱江，2013；趙朝偉等，2018）。

表2 敖包山地區磁異常特征、解釋及評價

表3 敖包山地區不同巖性元素含量 ωB/10-6

圖4 敖包山地區手標本及鏡下照片

4.3 巖漿巖條件

區內東南有二長花崗巖侵入薊縣系平頭山群下巖組內大理巖和大理巖夾板巖，近似東西展布，呈巖株產出，東西長約6 km，巖體與圍巖接觸界線清晰，通常在外接觸帶產生不同程度的矽卡巖化和角巖化（李龍等，2018；江思宏，2014；聶鳳軍等，2006；江思宏等，2006），鉛礦（化）體產在矽卡巖化大理巖、鈣質板巖中（圖4）。并在鉆孔深部已發現隱伏花崗巖體，發育矽卡巖帶，表明研究區二長花崗巖的侵入可為成礦提供充分的熱源。同時侵入巖形成的巖漿熱液沿區內近東西向、北西西向、北西向斷裂運移，可使地層中Pb、Zn 等元素活化、富集再成礦。

4.4 物化方法綜合分析

通過1 ∶5 萬水系沉積物測量和1 ∶1 萬高精磁測，共圈定4 個水系沉積物異常區和6 個磁異常區。其中AS-1（Pb-Zn-Ag-Mn）位于C2 的東北部，其范圍可見雞窩狀，團塊狀鐵錳礦（化）體，硅化鐵錳礦（化）體；AS-2（Pb-Mn）與C5 位置吻合，其范圍與黃毛土溝方鉛礦點相吻合；AS-3（Au-Zn-Pb）和AS-4（Au-Ag-Mn-Zn-Pb）分別位于C3 的南部和北部，其范圍與大灣鐵礦點和探槽揭露的構造帶相吻合。因此，認為下一步工作重點應放在C5 磁異常區的勘查，并對C3 磁異常南北部已發現的礦點和破碎帶加密控制。

5 結論

（1） 敖包山地區位于北山伏地槽褶皺帶之柳園—天倉褶皺帶東段，石板泉北背斜東延段，具有優越的成礦地質背景，區內元古宇薊縣系平頭山群地層屬淺海相沉積，以還原沉積環境為主，下巖組內大理巖和大理巖夾板巖中Pb、Zn 含量較高，可為區內成礦提供物質來源，東南部二長花崗巖的侵入可為成礦提供充分的熱源；同時侵入巖形成的巖漿熱液沿區內近東西向、北西西向、北西向斷裂運移，可使地層中Pb、Zn 等元素活化、富集，再次成礦。

（2） 通過面積性水系沉積物測量和高精磁測，反映區內成礦元素以Pb、Zn、Ag、Cu 等中低溫元素為主，是尋找鉛鋅、銅多金屬礦的有利地區；綜合分析認為下一步工作重點應放在C5 磁異常區，并對C3 磁異常南北部已發現的礦點和破碎帶加密控制，以期實現更大的找礦突破。

致謝感謝審稿專家提出的建設性修改意見！