甘肅省肅北縣雙溝山等兩幅1∶5萬礦產遠景調查新進展

王富貴

(甘肅省地質礦產勘查開發局第三地質礦產勘查院)

引 言

“甘肅省肅北縣雙溝山等兩幅1∶5萬礦產遠景調查”為甘肅省基礎地質調查項目,由甘肅省地質礦產勘查開發局第三地質礦產勘查院承擔,項目起止時間分別為2018年、2021年,工作周期4 a。根據DD 2019-02 《固體礦產地質調查技術要求(1∶50 000)》、DD 2010-05 《礦產遠景調查技術要求(試行)》、DD 2019-02 《區域地質調查技術要求(1∶50 000)》等行業技術要求,綜合利用區域地、物、化、遙等資料,采用數字填圖技術,開展1∶5萬礦產遠景調查工作,大致查明了成礦地質條件和礦產資源特征,分析控礦因素、揭示成礦規律、評價資源潛力,實現了找礦新發現,為后續礦產勘查工作提供了依據。

1 研究區地質概況

研究區位于北山北帶,地處西伯利亞板塊,駱駝山-紅石山-黑鷹山板塊結合帶呈東西向從研究區南約5 km通過,南部為哈薩克斯坦板塊[1-4]。研究區在漫長的地質構造發展演化歷程中,不同大地構造單元內,不同地塊、構造地體經受多期次強烈構造變形和復雜構造疊加、復合、改造及構造-巖漿熱事件,導致研究區為多旋回復合造山帶[2],具有復雜的構造物質組成和地質構造演化歷史[3,5-11]。

研究區出露的地層主要為新太古界-古元古界北山巖群、奧陶系、志留系、泥盆系、石炭系、二疊系、第四系(見圖1)。巖漿活動十分頻繁,侵入巖和巖脈十分發育,侵入巖從超基性-基性-中性-酸性均有出露,以中酸性侵入巖為主,時間上具有多旋回性,泥盆紀、石炭紀、二疊紀、三疊紀均有發育[6-7,12-14]。其中,二疊紀侵入巖規模最大。變質作用類型有區域動力熱流變質作用、區域低溫動力變質作用,局部疊加了動力和熱接觸變質作用的綠簾-角閃巖相(EA)-綠片巖相(GS)變質巖[3]。研究區總體構造格局呈近東西向,構造演化經歷了晉寧期、加里東期、華力西期、印支期4個構造旋回,華力西期是主要的構造演化時期[3-4]。

1-第四系 2-哲斯組 3-掃子山組 4-雀兒山群 5-公婆泉群 6-咸水湖組 7-北山巖群 8-三疊紀斑狀花崗閃長巖 9-二疊紀花崗閃長巖 10-二疊紀石英閃長巖 11-二疊紀二長花崗巖 12-石炭紀輝長巖 13-石炭紀角閃石巖 14-泥盆紀花崗閃長巖 15-二疊紀二長花崗巖 16-斷裂 17-角度不整合界線 18-小型金礦床 19-小型銅鎳礦床 20-金礦點 21-銅礦點 22-鎢礦點 23-鎢鉬礦點 24-成礦遠景區 25-找礦靶區圖1 研究區地質圖Fig.1 Geological map of the study area

2 工作進展及成果

2.1 基礎地質

1)對研究區的地層進行了詳細厘定和重新劃分,共劃分出3個群級、3個組級和13個段級巖石地層單位(見表1);根據侵入巖形成時代及其演化序列,將區內劃分出泥盆紀、石炭紀、二疊紀及三疊紀侵入巖4個巖石譜系單位;劃分了糜棱巖帶、斷裂破碎帶、硅化帶等3個非正式構造填圖單位,查明了各填圖單位之間的接觸關系。

表1 研究區地層劃分沿革Table 1 History of strata division in the study area

2)首次在馬鞍山北幅石炭紀-二疊紀花崗閃長巖、雙溝山北側石炭紀輝長巖中發現了超基性巖橄欖輝石巖、角閃輝石巖,具有孔雀石化、黃銅礦、磁黃鐵礦等礦化蝕變。

3)首次在四頂黑山-雙溝山斷裂以北的二長花崗巖中測得鋯石U-Pb同位素年齡為411.2 Ma±2.9 Ma,確定形成時代為早泥盆世。

4)首次在干河梁斜長黑云石英片巖中采集到鋯石U-Pb同位素年齡樣品,獲得2組同位素年齡,分別為301 Ma±73 Ma(晚石炭世)和2 149 Ma±580 Ma(古元古代)。結合前人資料,將干河梁斜長黑云石英片巖、變粒巖厘定為新太古界-古元古界北山巖群(Ar3-Pt1Bb),且其在石炭紀發生過變質作用。

2.2 礦產地質

1)通過異常查證及礦產檢查,調查區內新發現銅鎳礦床1處(小型)、脈石英礦床1處(小型)、金礦點3處、銅金礦點2處、銅礦點2處、金礦化點4處、銅礦化點1處、鎢礦化點3處(見表2)。其中,紅山梁銅金礦、雙溝山銅鎳礦于2022年成功申報并轉化為甘肅省地勘基金項目,開展了普查工作。

表2 研究區新發現礦產資源統計結果Table 2 Statistics of newly discovered mineral resources

2)在馬鞍山北幅中北部石炭紀基性-超基性巖中發現了雙溝山銅鎳礦,賦礦巖性為蝕變輝石巖、輝長巖,呈近東西向寬脈狀展布,長軸走向70°～80°,寬5～120 m,基性-超基性巖整體南傾,局部具膨脹收縮、尖滅再現特征,斷續延伸大于7 km,侵入早期的泥盆紀中酸性巖體(二長花崗巖、花崗閃長巖、閃長巖等)中。通過開展普查工作,共圈定17條銅鎳礦(化)體,其中工業礦體5條,礦體長100～350 m,厚度1.08～31.50 m,銅品位0.41 %～1.20 %,最高品位2.9 %;伴生鎳品位0.10 %～0.13 %,最高品位0.43 %;伴生鈷最高品位0.027 %。含礦巖石孔雀石化、磁黃鐵礦化、鎳黃鐵礦化、黃銅礦化強烈(見圖2、圖4-a～d)。

1-第四系 2-泥盆紀二長花崗巖 3-泥盆紀花崗閃長巖 4-石炭紀閃長巖 5-石炭紀輝長巖 6-石炭紀輝石巖 7-花崗細晶巖 8-花崗閃長巖 9-銅鎳礦體 10-槽探 11-見礦鉆孔及編號 12-未見礦鉆孔及編號圖2 雙溝山銅鎳礦區地質簡圖Fig.2 Geological sketch of Shuanggoushan copper-nickel district

3)在馬鞍山北幅中南部二疊紀石英閃長巖體的斷裂破碎帶內發現了紅山梁銅金礦,通過地表槽探工程揭露,圈出銅金礦體4條、銅金礦化體3條,礦體長80～160 m,寬0.8～2.4 m,金品位2.1～9.5 g/t,銅品位0.50 %～2.05 %。銅金礦化賦存于二疊紀石英閃長巖的斷裂破碎帶中,含礦巖石黃銅礦化、褐鐵礦化、孔雀石化、硅化、碎裂巖化強烈(見圖3、圖4-e～h)。

1-第四系 2-二疊紀石英閃長巖 3-石英閃長玢巖 4-石英脈 5-花崗細晶巖 6-地質界線 7-斷裂 8-產狀 9-斷裂破碎帶 10-碎裂巖 11-硅化 12-褐鐵礦化 13-孔雀石化 14-黃銅礦化 15-銅金礦體及編號圖3 紅山梁銅金礦區地質簡圖Fig.3 Geological sketch of Hongshanliang copper-gold district

4)研究區隸屬于西伯利亞板塊南緣金、鐵成礦帶之四頂黑山-紅石山-甜水井鐵、金、銅鎳和鉻成礦帶[3]。本次總結了區域成礦規律,建立了4個找礦模型:①與韌性剪切有關的金銅礦床找礦模型;②與火山巖有關的斑巖型銅金礦床找礦模型;③與基性-超基性巖有關的銅鎳鈷硫化物礦床找礦模型[9];④與中酸性侵入巖有關的鎢鉬銅礦床找礦模型。

5)在綜合研究區域成礦地質背景、研究區成礦地質條件、已知礦床(點)的分布特征及區域成礦規律的基礎上,結合地球物理異常、地球化學異常、遙感異常特征,依據成礦新理論、找礦新技術和新方法[8,13,15-17],在研究區內劃分出6個成礦遠景區,圈定出10個找礦靶區(見圖1),為今后找礦工作指明了方向。

6)首次在東天山銅鎳成礦帶東延區域甘肅省北山北帶發現了雙溝山銅鎳礦,礦體規模較大,共伴生鎳鈷,具巖漿熔離疊加巖漿期后熱液成礦的特征,產于晚古生代陸內(陸緣)裂谷(深大斷裂)內的鐵質系列基性-超基性小巖體中[10-11,14],含礦巖性為蝕變輝石巖、輝長巖。該銅鎳礦的發現是四頂黑山一帶銅鎳找礦取得的新突破。

3 結 論

1)研究區超基性巖橄欖輝石巖、角閃輝石巖形成時代為石炭紀,結合區域地質背景,推斷石炭紀基性-超基性巖以底辟式就位侵入早期的泥盆紀巖體中,為區內形成銅鎳礦提供了良好的成礦環境。

2)雙溝山銅鎳礦礦體規模較大,具巖漿熔離疊加巖漿期后熱液成礦的特征。該銅鎳礦的發現是四頂黑山一帶銅鎳找礦取得的新突破,在該區進一步開展礦產勘查工作,有望發現中型銅鎳礦床。

3)紅山梁銅金礦賦存于二疊紀石英閃長巖斷裂破碎帶內的石英脈中,該銅金礦在成礦地質背景、構造環境、礦床特征等方面均與肅北縣460金礦相似,礦體均賦存于斷裂破碎帶內的石英脈中,受斷裂控制,屬于巖漿熱液型銅金礦,礦石類型以石英脈型為主,對其進一步開展普查工作,有望發現小型銅金礦床。