甘肅北山黑山北金礦床地質特征及找礦前景分析

司豪佳，陳百磊，劉甲成，王 旭

（甘肅省地質調查院，甘肅 蘭州 730000）

黑山北金礦床位于甘肅北山造山帶，屬于東天山與塔里木兩大板塊的交匯部位，區域地質構造極為復雜，為豐富的貴金屬、重金屬礦產資源的形成奠定了基礎[1]。區內金礦床分布廣泛,礦床類型繁多,成礦機制復雜[2-4]。本文以北山黑山北金礦床為研究對象，結合區內成礦地質背景，探討了礦床地質特征，總結了成因及找礦標志[5]，對找礦前景進行了分析，為區域上進一步開展金礦找礦勘查提供幫助。

1 區域地質背景

黑山北金礦位于甘肅省瓜州縣柳園鎮東方向25km處，勘查區屬天山-興安地層區北山分區紅柳園小區，區內北部由于多期次巖體侵入、后期斷裂破壞，致使地層殘缺不全，分布零星。區內出露有太古宇-中元古界敦煌巖群（Ar3-Pt1Dh）、早二疊統金塔組（P1j）、第四系（Q）。

區域上巖漿活動頻繁，侵入作用強烈，巖體大小規模不等，多呈巖基、巖株和巖墻狀產出。巖性復雜，從超基性至酸性均有，脈巖發育，種類繁多，在巖體中多成群成組出現。

勘查區位于天山-陰山緯向構造體系北山部分的西端南緣。區內主要的壓性、壓扭性斷裂帶和褶皺軸面均呈東西或近東西向展布構成區內的主要的地質構造格架。

2 礦區地質特征

2.1 地層

黑山北金礦區地層總體NE～SW走向展布，出露的地層主要有發育有太古宇-中元古系敦煌巖群（Ar3-Pt1Dh）、早二疊系金塔組（P1j）及第四系（Q4pl）。

（1）太古宇-中元古系敦煌巖群（Ar3-Pt1Dh）：

巖性為片麻巖，石英片巖，次生石英巖，石英千糜巖等，呈NE～SW向展布。次生石英巖呈灰白色，微粒狀-隱晶結構，塊狀構造。由長石石英集合體或不規則團塊與硅質或長英質、絹云母等相間分布組成。礦區主要含礦巖性，圍巖為石英閃長巖，花崗巖。

（2）二疊系下統金塔組（P1ja），出露安山玄武質晶屑凝灰巖：綠黑色，細粒-隱晶結構，塊狀構造，傾向南傾，傾角50°～80°。

（3）第四系（Q4pl），為上更新統洪積砂、礫、碎石夾砂層透鏡體。

2.2 構造

區內褶皺為單斜構造，傾向北東，屬于前加里東旋回褶皺。下部由敦煌巖群片麻巖、混合巖等組成。上部二疊系下統金塔組安山玄武質晶屑凝灰巖組成。

圖1 甘肅黑山北金礦地質簡圖

區內由北到南分布兩條較有規模的斷裂，控制了區內巖體、地層的分布。①白石山斷裂（F1）：位于礦區北部，切割了前長城系敦煌巖群片麻巖和華力西中期第二次灰白色花崗巖，走向55°～70°，延伸1160m。②白石山南斷裂（F2）：位于礦區東南部，切割了二疊系下統金塔組安山玄武質晶屑凝灰巖和華力西中期第一次灰色石英閃長巖，沿斷層有巖石的壓碎和千糜巖的分布,走向64°～85°，延伸940m。

2.3 巖漿巖

勘查區巖漿巖較為發育，侵入巖和各類巖脈均有出露，分布廣泛。主要為華力西期中酸性巖。區內分布有：

（1）石英閃長巖：灰白色，細粒結構，塊狀構造。主要礦物：斜長石(60%)+石英(3%)+角閃石(35%)+鉀長石(2%)+磁鐵礦+榍石。角閃石蝕變成黑云母并析出磁鐵礦、榍石；巖石中見碳酸鹽沿裂隙充填。

（2）花崗巖：淺灰色，淺肉紅色，中粒花崗結構，條帶構造。主要礦物組合：石英(42%)+斜長石(30%)+鉀長石(25%)+黑云母(＜1%)+綠簾石(2%)+不透明礦物+榍石。

區內脈巖發育，種類繁多，基性至酸性均有出露，常見輝綠巖脈、石巖脈等。

2.4 化探異常特征

通過1∶2.5萬土壤測量，圈出以金為主的綜合異常13個，其中HS-11、HS-12這兩個綜合異常較好，簡述如下：

HS-11異常基本呈不規則橢圓狀，Au、Ag、Cu、As、Sb五種元素組合，面積約0.26km2，規模不大，強度高，金異常具典型的內中外分帶，且相關元素套合較好，具有找金和鉛、鋅多金屬礦的找礦前景。黑山北金礦床主體位于該異常，與該異常對應較好。

HS-12異常基本呈半葫蘆狀形態，向南、東兩個方向不閉合，組合復雜，強度較高，面積約2.4km2。Au、As、Hg、Sb、Pb、Zn、Ag等相關元素套合較好，具有找金、銀和鉛、鋅多金屬礦的找礦前景。

2.5 圍巖蝕變

區內地層受區域變質作用影響，所見巖石的圍巖蝕變多見高嶺土化、黃鐵礦化、褐鐵礦化、孔雀石化、硅化等。其中孔雀石化，硅化與金礦化關系密切。

高嶺土化：普遍發育在石英閃長巖，花崗巖中，主要發育在巖石表面，裂隙中，呈白色粉沫狀。

黃鐵礦化：淺銅黃色，黃鐵礦的晶體形態多較規則，普遍為自形—半自形的粒狀，粒徑介于0.1mm～1.0mm間，星點狀，團塊狀分布，大小不一，局部富集成2mm～4mm的團塊狀。地表探槽中發現的黃鐵礦因氧化作用，大多呈黑點狀。黃鐵礦化在礦區分布較廣，主要分布在輝綠巖脈中，其次為花崗巖，石英閃長巖，片麻巖中。

褐鐵礦化：褐鐵礦化，呈褐黃色，主要分布在巖石表面，蝕變帶中。

孔雀石化：主要分布在次生石英巖中，含量較少，銅綠色，孔雀石化在礦區是個找礦標志，它與金礦化關系密切，孔雀石化較多的地方，往往金品位較高。

硅化：主要分布在次生石英巖，石英閃長巖中，主要以石英脈的形式出現，呈細脈狀，脈寬0.2mm～2mm間。

3 礦床地質特征

3.1 礦體特征

黑山北金礦共圈出2條金礦體，2條金礦化體，4條金礦（化）均出露地表，Au1號金礦體規模最大，是礦區的主要工業礦體，Au1和Au3為礦體，Au2和Au4為礦化體，礦（化）體特征見表1。

表1 礦床中礦體特征

Au1礦體是礦區的主要礦體，走向延伸1線至10線，礦體地表走向長約310m，近東西向展布，礦體形態呈層狀，傾向為25°～35°，傾角在43°～56°，傾向延伸105m，產狀與次生石英巖一致，礦體主要賦存于次生石英巖中，嚴格受次生石英巖的控制，礦體未超出其分布范圍，同時未受到地形，斷層的明顯破壞，礦體在空間上主要呈楔狀，上大下小。礦體標高1812.70m～1724.70m。礦體平均厚度為1.73m，一般為0.53m～4.88m，厚度變化系數為76.96%，厚度變化屬穩定型。礦體平均品位為4.86g/t，單工程品位一般為1.18g/t～7.08g/t，品位變化系數為82.09%，品位變化屬均勻。

3.2 礦石特征

黑山北金礦礦石類型較為單一，為較為致密的次生石英巖金礦石，礦石總體氧化較強。金礦體總體整體埋藏較淺，主要以氧化礦為主。

3.2.1 礦石礦物特征

黑山北金礦床礦石呈灰白色，微粒狀-隱晶結構，塊狀構造。礦石中金屬礦物為黃鐵礦（1%-3%±）及少量褐鐵礦（1%～2%±），地表褐鐵礦明顯。脈石礦物主要為石英，其次為長石、絹云母等。

黃鐵礦化：淺銅黃色，形態多較規則，自形—半自形的粒狀，粒徑介于0.1mm～1.0mm間，星點狀、團塊狀分布，大小不一，局部富集成2mm～4mm的團塊狀。地表探槽中發現的黃鐵礦因氧化作用，大多呈黑點狀。

褐鐵礦：褐鐵礦化，呈褐黃色，為氧化次生礦物，交代黃鐵礦，或呈細脈狀充填于裂隙中，蝕變帶中，巖石表面較為發育。

石英：乳白色，油脂光澤，貝殼狀斷口，微粒狀-隱晶結構。晶體表面較潔凈，含量約為95%左右。

3.2.2 礦石化學成分

（1）二氧化硅（SiO2）、硫（S）、砷（As）。

礦石中最主要的組分是SiO2，其次為Al2O3、CaO、Fe2O3。SiO2含量在79.02%～89.90%之間，平均含量83.15%，礦石為酸性礦石（表2）。

表2 礦石全分析結果一覽表

金礦石的主要有害元素為S、As（表3），分別來源于各種金屬硫化物和含砷礦物。礦石中S含量在0.152%～0.56%之間，As含量在0.002%～0.004%之間，均小于0.2%，不超標。

表3 組合分析結果一覽表

（2）礦石中其它元素。

礦石中除二氧化硅，金的含量較高，其它有益元素除Ag高外，其它含量較低，如Al2O3、FeO、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O等均不偏高。

3.3 礦石類型和品級

黑山北金礦點礦石自然類型單一，主要是變質成因的次生石英巖類，為次生石英巖型金礦石，礦床金工業礦體平均品位4.86×10-6，屬于品位較高的金礦石。

3.4 礦體圍巖和夾石

礦體的圍巖以次生石英巖、石英閃長巖、花崗巖為主，礦體頂板為次生石英巖，礦體底板為次生石英巖、石英閃長巖、花崗巖。礦體與圍巖界線不清楚，依據分析結果圈定礦體；夾石主要為次生石英巖、石英閃長巖、花崗巖。

4 礦床成因及找礦前景

4.1 礦床成因

黑山北金礦主要產在次生石英巖中，在巖體中呈層狀，似層狀由巖體頂部向下為一層金礦體，根據地質和礦體特征，初步確定黑山北金礦物質來源于早期的火山巖，其早期地層經交代蝕變作用所形成的一種高度硅化的變質巖石，在巖漿熱力活動及后期構造運動的影響下，成礦元素通過活化、遷移、富集，在次生石英巖中有利地段成礦。

4.2 找礦標志

（1）次生石英巖是黑山北金礦含礦巖石，是找礦直接巖性標志。

（2）礦區蝕變為孔雀石化、黃鐵礦化、褐鐵礦化、硅化等，其中以孔雀石，立方體、八面體黃鐵礦和不規則粒狀褐鐵礦與金礦化關系最為密切，是礦化蝕變標志。

（3）Au、Ag、Cu、As、Sb等元素化探異是找礦的地球化學標志。

4.3 找礦前景

區域成礦地質背景研究表明，該區構造活動強烈，發育大量韌—脆性斷裂帶，為金礦成礦熱液運移及充填提供了有利環境，并提供了部分熱液來源，區內發育大量石英閃長巖及花崗巖脈等熱液活動對地層中的金起到了活化、遷移的作用。目前區內已發現多處正在開采的金礦點，代表性東小泉金礦等，與區域顯著的地球化學異常對應，化探方法是該區找金最有效的方法之一。礦區內及其外圍存在許多化探異常，大量石英脈密集分布的地段，值得進一步查證地段。

黑山北金礦位于甘肅北山成礦帶中金礦有利區，礦區礦體規模有限，但深部延伸較為穩定。通過本次礦床評價我們發現深部及其外圍金礦找礦前景較好，可根據地表礦化線索加強深部勘查工作，以期在深部盲礦體找礦方面有所突破。通過外圍查證已圈定的物化探綜合異常，配合一定的淺部槽探工程揭露、深部鉆探工程驗證，認為黑山北金礦深部及其外圍可以實現找金突破。

5 結論

（1）黑山北金礦共圈定鐵礦體4條，礦體長40m～310m，厚0,49m～1.73m，Au品位0.82g/t～5.7g/t，含礦巖性主要為次生石英巖，礦體多與圍巖巖性相同，礦體多呈不規則的脈狀及似層狀。

（2）黑山北金礦礦石類型較為單一，為較為致密的次生石英巖金礦石，微粒狀-隱晶結構，塊狀構造。礦石中金屬礦物為黃鐵礦、少量褐鐵礦，脈石礦物主要為石英，其次為長石、絹云母等。

（3）礦區礦體深部延伸較為穩定，品位較高，深部及外圍金礦找礦前景較好。