引用本文
谢燮, 李文明, 高永伟, 杨建国, 齐琦. 甘肃北山红柳园—辉铜山地区成矿地质条件、地球化学特征及找矿新发现[J].中国地质调查, 2024,11(5): 66-77.
XIE Xie, LI Wenming, GAO Yongwei, YANG Jianguo, QI Qi. Metallogenic geological conditions, geochemical characteristics and new discovery of ore prospecting in Hongliuyuan-Huitongshan area of Beishan in Gansu Province[J].Geological Survey of China, 2024,11(5): 66-77.  
doi: 10.19388/j.zgdzdc.2023.322
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甘肃北山红柳园—辉铜山地区成矿地质条件、地球化学特征及找矿新发现
谢燮, 李文明*, 高永伟, 杨建国, 齐琦
中国地质调查局西安地质调查中心,自然资源部岩浆作用成矿与找矿重点实验室,陕西 西安 710054
通信作者简介: 李文明(1984—),男,正高级工程师,主要从事地质矿产调查研究工作。Email: 283547675@qq.com。

第一作者简介: 谢燮(1982—),男,高级工程师,主要从事地质找矿与矿床学研究工作。Email: 77867876@qq.com。

收稿日期: 2023-11-28 修回日期: 2024-09-16
基金资助: 中国地质调查局“天山北山成矿带那拉提—营毛沱地区地质矿产调查(编号: DD20160009)”“东天山昌吉—双沟山地区区域地质调查(编号: DD20190065)”“东天山—北山镜儿泉一带铜镍矿区块优选调查评价(编号: DD20242523)”和新疆重大科技专项“新亚欧大陆桥经济走廊铜金稀土等战略性矿产资源成矿预测与潜力评价(编号: 2022A030102)”项目联合资助
摘要

甘肃北山红柳园—辉铜山地区位于甘肃北山南带,是形成铜、镍、铁、铅锌、钼、金、银等矿床的有利地区,具有较好的找矿潜力。通过开展成矿地质条件分析,总结控矿关键因素,依据水系沉积物地球化学特征,确定Au、Ag、As、Sb、Hg、W、Sn、Ni、Cu为区内主要的成矿(伴生)元素。Ni、Cu异常与基性-超基性侵入岩的分布有关,Au异常受华力西中期似斑状花岗岩及加里东晚期石英闪长岩控制明显,与区域性断裂及其旁侧平行或“入”字斜交的次级断裂关系密切。异常查证新发现铭扬铜镍矿、杨帆金矿等多处矿点及矿化线索,结合区域地质、物探、化探特征,优选出4处具较大成矿潜力的找矿远景区,尤其是早古生代铭杨铜镍矿的发现,实现了北山地区近年来铜镍矿找矿新突破。研究成果可为下一步找矿勘查部署提供重要依据。

关键词: 铭杨; 成矿地质条件; 地球化学; 地球物理; 找矿; 红柳园—辉铜山;; 甘肃北山
文献标志码:A 文章编号:2095-8706(2024)05-0066-12
Metallogenic geological conditions, geochemical characteristics and new discovery of ore prospecting in Hongliuyuan-Huitongshan area of Beishan in Gansu Province
XIE Xie, LI Wenming, GAO Yongwei, YANG Jianguo, QI Qi
Xi'an Center of China Geological Survey, MLR Key Laboratory for the Study of Focused Magmatism and Giant Ore Deposits, Shaanxi Xi'an 710054, China
Abstract

The Hongliuyuan-Huitongshan area is located in the southern Beishan belt of Gansu Province, which is a favorable area for forming copper, nickel, iron, lead zinc, molybdenum, gold and silver deposits with good prospecting potential. By carrying out the analysis of geological conditions of mineralization, and summarizing the key factors controlling mineralization, the authors identified Au, Ag, As, Sb, Hg, W, Sn, Ni and Cu are the main ore-forming (associated) elements in the area, according to the geochemical characteristics of stream sediments. The anomaly of Ni and Cu is related to the distribution of basic-ultrabasic intrusive rocks, while the anomaly of Au is obviously controlled by the middle Warissian-porphyritic granite and the Late Caledonian quartz diorite. Besides, the anomaly of Au is also closely related to the regional faults and secondary faults that are parallel or oblique. A number of ore sites and mineralization clues were newly discovered in Mingyang copper-nickel mine and Yangfan gold mine through anomalous investigation. Four prospecting areas with great metallogenic potential were optimized based on the analysis of regional metallogenic geological conditions and the characteristics of geophysical and geochemical exploration. Especially, the discovery of Mingyang copper-nickel deposit in Early Paleozoic has achieved a new breakthrough in copper-nickel ore prospecting in Beishan area in recent years. The research results could provide an important basis for further prospecting and deployment.

Keyword: Mingyang; metallogenic geological conditions; geochemical; geophysical; ore prospecting; Hongliuyuan-Huitongshan; Beishan in Gansu Province
0 引言

甘肃北山地区位于中亚造山带南缘, 经历了长期复杂的地质演化过程, 构造-岩浆活动强烈, 具有优越的成矿地质条件, 产有一批重要的黑色、有色、稀有、贵金属及非金属矿产, 是西北地区重要的资源基地[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11]。红柳园— 辉铜山地区位于甘肃北山南带西段, 属磁海— 红柳园— 白山堂成矿亚带, 是北山地区重要的内生铜金多金属矿化集中区, 区域已发现铜、铁、金、银等各类矿床(点)十余处, 如辉铜山铜多金属矿、磨盘山铜多金属矿、南金滩金矿、钻井沟金矿等[12], 具有较好的找矿前景。但该地区以往调查研究工作仅局限于已知矿床, 地质勘查工作程度相对较低, 区内资源前景及赋存规律均缺乏系统研究, 阻碍了区域找矿工作的突破。本文对红柳园— 辉铜山地区成矿地质条件进行分析, 总结控矿关键因素, 对水系沉积物数据进行处理和解释, 分析元素地球化学特征, 圈定成矿远景区, 明确该地区下一步找矿方向, 旨在为北山地区找矿勘查部署提供新依据。

1 区域地质背景

研究区位于北山山系南部, 处于天山、北山与阿尔金3大构造带构造结合部位, 大地构造位置属华北板块西北缘北山裂谷带, 南北横跨狼山— 花牛山中元古代— 早古生代裂谷、明舒井— 低山头微地块、古堡泉— 大奇山晚古生代裂谷等构造单元[7, 10], 地质构造复杂, 岩浆活动繁多。

区域地层由老到新依次有晚太古界— 古元古界敦煌岩群、泥盆系墩墩山群、石炭系红柳园组和石板山组、二叠系双堡塘组和金塔组、第四系(图1)。敦煌岩群为一套深变质岩系, 经历了较强的变质变形作用, 是金、铁和石墨矿的重要赋矿层位, 产蚀变岩型金矿、火山沉积变质型铁矿等。区内断裂构造极为发育, 有近EW、NE和近SN走向断裂构造, 以近EW向断裂为主, 其对区域地层、变质变形作用及矿产分布具有重要的控制作用。区域岩浆侵入活动频繁, 从奥陶纪到三叠纪均有发育, 主要呈带状或面状分布, 岩性较复杂, 超基性-酸性岩均有出露, 以中酸性为主, 多呈岩基、岩株、岩墙、岩脉等形式产出, 与区内不同类型矿产成因关系密切。

图1 甘肃北山红柳园— 辉铜山地区地质及化探综合异常图
1.第四系; 2.上二叠统金塔组; 3.下二叠统双堡塘组; 4.石炭系; 5.上泥盆统墩墩山群; 6.晚太古界— 古元古界敦煌岩群; 7.印支期黑云母花岗岩; 8.华力西晚期辉长岩; 9.华力西期似斑状花岗岩; 10.华力西中期辉长岩; 11.加里东晚期石英闪长岩; 12.石英岩脉; 13.闪长岩脉; 14.辉绿岩脉; 15.超基性岩; 16.断裂; 17.地球化学综合异常区及编号; 18.找矿远景区及其编号; 19.铜矿; 20.铜镍矿; 21.金矿; 22.地名Fig.1 Geological and geochemical anomalies map in the area of Hongliuyuan-Huitongshan in Beishan of Gansu Province

2 成矿地质条件分析
2.1 岩性条件

区域矿体的赋存对岩性的选择十分明显, 特定时期的岩体、地层为特定类型的金属矿产提供了矿源, 形成多处矿床、矿(化)点(表1)。

表1 研究区主要矿床(点)成矿特征 Tab.1 Metallogenic characteristics of the main deposits in the study area

印支期黑云母花岗岩与斑岩型-矽卡岩型铁铜多金属矿床关系密切, 岩体对成矿具明显的制约作用, 形成磨盘山斑岩型铜多金属矿、辉铜山矽卡岩型铜多金属矿等。矿化产于岩体接触带, 岩体具有高硅、高碱、富钾、K2O> Na2O特征, Be、Pb、Zn、Y、Ga、Cu、Sr、Yb含量普遍大于克拉克值, 且Pb、Zn含量大于克拉克值10倍以上, Cu含量大于4倍克拉克值以上[13], 是形成铜矿床的有利母岩。

华力西中期似斑状花岗岩、加里东晚期石英闪长岩、印支期花岗岩及敦煌岩群绿泥绢云石英片岩接触带的强硅化次生石英岩, 与石英脉-蚀变岩型金矿床关系密切, 形成拾金坡、磨金洞、南金滩、钻井沟等金矿, 尽管岩体中金背景值低于克拉克值, 但岩石粒度较粗, 易遭受断裂构造作用形成片理化带, 利于热液运移和交代, 形成较大规模的绢英岩化蚀变带, 是金矿化赋存的最有利部位。

岩浆型铜镍矿床与基性-超基性岩关系较为密切, 矿化产于铁质基性-超基性岩中, 通常橄榄辉长岩相、橄榄辉石岩相最有利于矿(化)体赋存, 岩体下盘及边部是矿体赋存的有利部位。

2.2 构造条件

区内铜多金属成矿受接触带构造控制, 矿化均产于黑云母花岗岩与围岩接触带附近, 但规模较大或富矿体常形成于岩体与围岩接触断裂破碎带中、岩体顶部枝状或脉状侵入体两侧, 以及岩体与围岩呈“ 港湾状” 接触凹陷部位, 岩体与围岩接触部位形成的张性构造裂隙是最有利的储矿构造。与铜镍成矿有关的基性-超基性岩体呈南、北两个带产出, 北带沿玉石岭— 辉铜山区域性断裂分布, 产出辉铜山东铜镍矿化点、古冶炼村镍矿化点, 南带沿古堡泉— 红柳园大断裂分布, 产出有杨林、疙瘩山等铜镍矿化点。区域性深断裂为幔源岩浆上升提供了通道, 也为含铜镍基性-超基性岩体的就位提供了良好空间。区域性断裂或其旁侧次级低序次断裂是石英脉-蚀变岩型金矿产出的场所: 研究区拾金坡— 南金滩— 花牛山断裂NW向次级断裂控制着拾金坡、磨金硐和南金滩金矿的产出; 玉石岭— 辉铜山断裂及其次级断裂控制着辉铜山北金银矿、辉铜山西金矿的产出; 古堡泉— 红柳园断裂NE-NNE向次级断裂控制钻井沟金矿的产出。

3 地球化学特征

地球化学勘查在甘肃北山地区以往的地质找矿过程中发挥了重要的作用, 尤其在化探找金方面, 取得了较好的成果[14, 15, 16, 17, 18, 19]。研究区属于干旱荒漠戈壁残山景观区, 第四系干沟和干河谷发育, 为最有效控制汇水域, 样品均匀布置在一级水系(沟谷)的末端和分支水系的口上, 在较长的水系中增加采样点。采样区面积约760 km2 (图1范围), 基岩出露区采样密度为5~8个/km2, 第四系覆盖区采样密度为2~4个/km2, 采用-4— +80目截取粒级, 共采集4 070件样品。

样品测试分析工作在中国地质调查局西安地质调查中心实验测试室完成, 全部样品加工到≤ 0.074 mm(200目), 保证样品真实性、无污染。采取电感耦合等离子体质谱法、原子发射光谱法、原子荧光法、石墨炉原子吸收法等为主体的配套分析方法, 分析了Au、Ag、Sn、As、Sb、Hg、Cu、Pb、Zn、W、Mo、Co、Ni、V、Mn共15种元素含量。

3.1 元素的富集及分异特征

区内As、Sb、V、Pb富集系数均大于1(表2), 表明以上元素发生了不同程度的富集, 其中As、Sb富集较为强烈。原始数据集的变异系数(Cv1)和背景数据集的变异系数(Cv2), 分别反映了元素的相对离散程度, Cv1反映元素原始数据集的变化幅度, Cv2反映背景值计算时的削平程度, CV1/CV2是衡量元素含量数据集离散程度的指标[20, 21, 22]。Au、As、Hg、Ni、W、Sn原始数据集的变异系数均大于1, 表明以上元素在区内分布不均匀, 有局部富集趋势。元素变异系数图解中显示(图2): Au、W、Sn、As、Hg、Ag含量变化幅度相对较大, 高值数据较多, 指示富集成矿可能性较大; Ni、Cu含量变化幅度中等, 高值数据相对较少, 元素单独富集成矿的可能性稍低, 局部富集的可能性较大。结合区域地质条件, 分析显示Au、Ag、As、Sb、Hg、W、Sn、Ni、Cu是区内主要的成矿(伴生)元素。

表2 红柳园— 辉铜山地区水系沉积物地球化学参数 Tab.2 Geochemical parameters of the stream sediments in Hongliuyuan-Huitongshan aera

图2 水系沉积物样品地球化学元素变化系数解释图Fig.2 Variation coefficient analysis diagram of geochemical elements in stream sediment samples

3.2 元素在各地质单元中的分布特征

区内主要地质单元汇水域内水系沉积物中元素的均值统计分析显示(图3), 各元素在主要地质单元中含量差异明显, Au主要富集于华力西中期似斑状花岗岩分布区的水系沉积物中, 其次为敦煌岩群上岩组地层分布区的水系沉积物中, 其余地层分布区水系沉积物中Au含量均未超过全区均值。Au的高含量与岩性和构造作用有一定关系, 其异常主要受断裂构造控制。

图3 主要地质单元汇水域水系沉积物中各元素相对丰度
1.第四系; 2.上二叠统金塔组; 3.下二叠统双堡塘组; 4.石炭系; 5.上泥盆统墩墩山群; 6.晚太古界— 古元古界敦煌岩群上岩组; 7.晚太古界— 古元古界敦煌岩群下岩组; 8.印支期黑云母花岗岩; 9.华力西晚期辉长岩; 10.华力西期似斑状花岗岩; 11.华力西中期花岗闪长岩; 12.华力西中期辉长岩; 13.加里东晚期石英闪长岩; 14.加里东晚期闪长岩Fig.3 Elemental relative abundances of stream sediments in the catchments of main geological units

Ag主要富集于下二叠统双堡塘组地层分布区的水系沉积物中, 在第四系、石炭系、上泥盆统墩墩山群、敦煌岩群上岩组、印支期花岗岩、华力西中期似斑状花岗岩及辉长岩分布区的水系沉积物中Ag含量均大于全区均值。As、Sb、Hg在石炭系和下二叠统双堡塘组地层分布区的水系沉积物中较为富集。

Cu、Ni、Co在华力西晚期辉长岩和上二叠统地层分布区的水系沉积物中较为富集, 3种元素有较大的相对背景范围, 既有区域性深穿透地球化学异常, 又受局部的与基性-超基性岩有关的铜、镍矿化影响。

W、Sn、Mo 在敦煌岩群及印支期花岗岩分布区的水系沉积物中相对富集, 其分布与分配与成金成晕组合的5个指示元素相似。与全区水系沉积物平均值偏离较大的对应地质体均与成矿成晕作用有关, 3种元素富集既与岩体有关, 又与花岗岩中的酸性脉岩、断裂有关。

3.3 元素组合特征

本次对全区15种元素进行R型聚类分析, 选择同类元素组合确定成矿指示元素组合。从聚类谱系图中可以看出(图4), 区内的元素可以分为6类: 第一类为Cu、Ni、Co、V、Mn、Zn, 反映了基性-超基性岩类元素的地球化学特征; 第二类为Ag、As、Sb、Mo、Sn, 既有中-低温成矿元素, 又有高温成矿元素, 反映了构造热液对区内元素富集具有一定的影响, 且成矿具有多期多阶段的特征; 其余元素Au、W、Hg、Pb各为一类, 说明这些元素成矿具有一定的独立性。

图4 研究区水系沉积物元素R型聚类分析谱系图Fig.4 R type cluster analysis diagrams of elements from stream sediments in the study area

3.4 元素异常特征

根据区内元素地球化学特征, 全区15种元素共圈定出单元素异常224个(表3)。

表3 水系沉积物元素地球化学异常下限 Tab.3 Element anomaly threshold of stream sediment

(1)Au异常特征。研究区有3个一定规模的Au异常带(图5): 古冶炼村— 南金滩异常带, 延近EW向拾金坡— 南金滩— 花牛山区域大断裂带, 分布于华力西中期似斑状花岗岩中, 其中包括Au-3、Au-4、Au-5三处规模较大的异常, 该异常带所在的区域断裂带内产有10余处金矿床(点), 具有较好的金矿找矿潜力; 玉石岭— 辉铜山异常带, 延NW向玉石岭— 辉铜山区域性断裂, 分布于华力西中期似斑状花岗岩及印支期黑云母花岗岩中, 其中Au-8、Au-12两处规模较大异常, 分别与已知的磨盘山铜多金属矿、辉铜山铜多金属矿相对应; 钻井沟— 龙山异常带主要分布于NE向古堡泉— 红柳园区域性大断裂北侧, 加里东晚期石英闪长岩及敦煌岩群上岩组中, 其中Au-11、Au-20两处异常, 与已知的龙山金矿、钻井沟金矿分别相对应。Au异常的密集分布与区域性断裂及其次级断裂关系密切, 受华力西中期似斑状花岗岩及加里东晚期石英闪长岩控制明显。

图5 Au异常分布图Fig.5 Distribution map of Au anomalies

(2)Ag异常特征。Ag异常在研究区分布规律, 与Au异常分布较为一致(图6): EW向古冶炼村— 南金滩异常带亦然存在, 但异常密集区主要分布于玉石岭— 辉铜山、钻井沟— 龙山等地段; 玉石岭— 辉铜山异常带中具有一个规模较大异常Ag-10, 存在一个三带齐全的浓集中心和一个两带齐全的浓集中心, 呈NW向带状分布, 异常极大值为1 823× 10-9, 异常浓集中心与已知的磨盘山铜多金属矿、辉铜山铜多金属矿对应较好; 钻井沟— 龙山异常带延NE向古堡泉— 红柳园区域性大断裂呈带状分布, 其中亦具有一个规模较大异常Ag-11, 存在两个三带齐全的浓集中心和两个两带齐全的浓集中心, 异常极大值为768× 10-9, 异常浓集中心与已知的龙山金矿对应较好。Ag异常的分布特点仍说明成矿成晕受不同方向断裂构造的控制。

图6 Ag异常分布图Fig.6 Distribution map of Ag anomalies

(3)As、Sb、Hg异常特征。As、Sb、Hg 3个指示元素, 按一般规律是作为金矿化和部分类型的多金属矿化的前缘指示元素来选择的, 在Au异常密集区, As、Sb、Hg异常多与Au异常紧密伴生。As、Sb、Hg异常带主要延区域性断裂分布, 均表现为异常比较清晰, 漫散分布的点异常较少, 相互套合较好, 形态不规则, 规模相对较大, 连续性好, 强度较高, 多点状浓集中心, 这些都表明该地段复杂的断裂构造控制的指示元素异常特点。其中Hg异常在已知金矿附近均存在三带齐全的浓集中心, 并与Au、As、Sb异常对应较好, 但在辉铜山一带及测区东北角部分地段Hg异常与As、Sb异常相关性较差。

(4)Cu、Ni、Co异常特征。Cu、Ni、Co异常在研究区内较为紧密伴生, 3者在研究区东南部二叠系地层中均呈较高的背景分布。此外, Cu和Co异常分布特点相似, 主要密集地段相似, 在辉铜山、骆驼山等地段, 套合较好。Cu异常仅在辉铜山一带具有一个三带齐全的浓集中心, 异常极大值为912× 10-6(Cu-5), 套合有Ni、Co异常, 与辉铜山铜多金属矿相对应(图7)。而Co普遍异常强度较低, 规模较小。Ni异常分布, 相对于Cu、Co异常, 多具较高强度、较大规模、连续性好、略具密集的特征(图8)。除上述Cu、Co异常分布地段外, Ni异常还分布于古冶炼村— 磨盘山一带, 具有多个异常浓集中心, 其中具有一个三带齐全浓集中心和一个两带齐全浓集中心, 极大值为900× 10-6的异常(Ni-4), 与已知的古冶炼村镍矿点相对应。Cu、Ni、Co异常组合多具有专属性, 通常与中-基性火山岩、基性-超基性侵入岩的分布有关。

图7 Cu异常分布图Fig.7 Distribution map of Cu anomalies

图8 Ni异常分布图Fig.8 Distribution map of Ni anomalies

(5)W、Sn、Mo异常特征。W、Sn、Mo异常多与中酸性侵入体有关。W异常在研究区分布面积较广, 密集程度较高, 异常多位于似斑状花岗岩、花岗闪长岩、闪长岩等中酸性侵入岩与敦煌岩群地层内外接触带部位, 异常规模较大, 连续性较好, 仅局部W异常分布略为漫散, 研究区内具有多个三带齐全的W异常浓集中心, 与已知矿床对应较好。在辉铜山一带Sn异常密集区清晰, 异常连续性好, 单个异常NW向延伸, 规模大, 具有多个三带齐全浓集中心, 与已知的辉铜山铜多金属矿对应较好。Mo异常多为低缓异常, 异常强度较低, 规模小, 仅个别地段存在两带齐全的异常浓集中心, 异常同样多位于似斑状花岗岩、花岗闪长岩、闪长岩等中酸性侵入岩与敦煌岩群地层内外接触带部位。研究区内W、Sn、Mo 3种元素异常整体上套合性及相关性不是很好, 由于测区断裂构造较为发育, 其可能为各元素的活化迁移能力不同所引起, 3者仅在辉铜山、龙山等地段重合性较好。

(6)其他指示元素异常的分布规律。Pb异常强度低, 大多仅具浓度外带, 呈带状分布在上述的一些指示元素密集地段, Pb异常仅在测区北部南金滩一带具两带齐全的异常浓集中心, 且北部尚未封闭, 基本属稍高一些的背景起伏受成矿成晕作用影响的轻微富集。Zn异常多分布在玉石岭— 辉铜山一带及研究区西南部, 其密集地段多与Cu、Ni相似, 但强度低, 仅具浓度外带, 属高背景起伏所致。V、Mn异常分布特点相似, 主要密集地段相似, 异常分布于骆驼山及测区西南部等地段, 二者套合较好, 主要与基性-超基性岩分布关系密切, 但强度低, 规模小, 大多为高背景起伏所致。

4 成矿潜力与找矿方向

根据单元素地球化学特征、异常元素组合、主成矿元素等, 将形成于相似地质环境中、成因上有明显联系的一组元素异常进行综合异常圈定, 共圈出11处地球化学综合异常(图1)。研究处于区域成矿有利地段, 成矿地质条件复杂多样, 其地球化学异常十分密集且多样, 多为单元素异常。因此, 本文在充分研究区域成矿地质条件、物化探特征、矿化特征的基础上, 结合研究区具体情况, 并根据异常规模组合、所处地质环境、异常内矿化规模、远景盲矿存在的可能及已知矿床引起的异常特征等因素, 对综合异常按类别进行了评序, 其中甲类异常6处(HS-1、HS-2、HS-4、HS-5、HS-7、HS-8), 乙类异常2处(HS-3、HS-9), 丙类异常3处(HS-6、HS-10、HS-11)。

研究区所处的磁海— 红柳园— 白山堂成矿亚带是形成矽卡岩-斑岩型铜多金属矿床、石英脉-蚀变岩型金矿床和岩浆熔离型铜镍矿床的有利地区, 区内已发现铜、镍、金等多处矿床(点)。依据区内各类矿产分布规律、成矿地质条件、物化探特征、工作程度及资源潜力等信息, 通过异常的初步筛选和查证, 划分出4 处具较大找矿潜力的找矿远景区(图1)。

4.1 找矿远景区

(1)玉石岭— 辉铜山铜多金属找矿远景区(Ⅰ )。位于玉石岭— 辉铜山一带, 面积约35 km2, 处于花牛山— 黑山中元古代— 早古生代裂谷带南缘玉石岭— 辉铜山断裂带。区内分布Hs-7地球化学综合异常, 元素组合为Cu、W、Sn、Mo、Ni、Au、Ag、As、Sb, 异常组合较为复杂, 包括18个单元素异常, 异常平均规模为243.92, 异常平均衬度为 3.25。Cu为主要成矿元素, Cu、Ni、Sn异常强度是研究区之最, 大部分元素具有一个或多个三带齐全浓集中心, 各单元素异常套合较好。区内出露地质体主要有华力西中期似斑状花岗岩和印支期黑云母花岗岩, 其次为华力西期辉长岩、超基性岩等。后期中酸性岩脉发育, 主要有花岗岩脉、花岗斑岩脉、闪长岩脉、石英脉和辉绿岩脉等。异常区位于NWW向玉石岭— 辉铜山区域性大断裂带上, NNW向和NEE向次级断裂较为发育。沿该区域断裂带分布有多个规模不大的基性-超基性岩体和印支期不规则黑云母花岗岩岩枝, 产有与基性-超基性岩有关的铜(镍)、铬矿化点4处, 与印支期黑云母花岗岩有关的矽卡岩型铜多金属矿床1处(辉铜山), 斑岩型铜多金属矿床1处(磨盘山), 金矿(化)点2处。远景区内地球化学综合异常中各单元素异常浓集中心与已知矿床对应较好, 圈定出锡石重砂异常1处, 锡异高点5个, 铍异高点2个。区内发育面状羟基蚀变异常, 沿玉石岭— 辉铜山一线, 发现6个强度中等的航磁异常。近两年磨盘山斑岩型铜多金属矿的找矿突破展示了该区在已知矿区及外围开展与印支期黑云母花岗岩有关的斑岩-矽卡岩型铜多金属矿找矿具有十分良好的找矿前景。

(2)骆驼山铜镍找矿远景区(Ⅱ )。位于骆驼山一带, 处于明舒井— 低山头古老微地块中, 面积约30 km2。区内分布HS-3地球化学综合异常, 元素组合为Ni、Cu、Co、V, 包括6个单元素异常, 异常平均规模为77.16, 异常平均衬度为1.40。Ni为主要成矿元素, 异常面积为6.02 km2, 异常强度极大值为238× 10-6, 存在一个两代齐全浓集中心。Cu、Co、V均为低缓异常, 综合异常面积相对较小, 但Ni、Cu、Co、V套合较好。出露地层为晚太古代— 古元古代敦煌岩群黑云斜长变粒岩、片麻状花岗岩、片岩类夹斜长角闪岩、大理岩。区内EW向和NE向断裂较发育, 华力西期— 印支期花岗岩及辉长岩分布广泛。远景区内圈定8处航磁异常, 其中HS-3地球化学综合异常区内圈定3个近等轴状1:5万航磁异常, 中心对应有羟基蚀变异常。本次新发现铭杨铜镍矿点具有形成与基性-超基性岩有关的岩浆型铜镍硫化物矿床的潜力。

(3)古冶炼村— 南金滩金找矿远景区(Ⅲ )。位于古冶炼村— 南金滩一带, 处于花牛山— 黑山中元古代— 早古生代裂谷带南缘, 面积约40 km2。区内及周边分布HS-1、HS-2两个地球化学综合异常。HS-1综合异常元素组合为Au、Ag、As、Sb, 包括9个单元素异常, 异常平均规模为23.89, 异常平均衬度为1.91; Hs-2综合异常元素组合为Au、Ag、As、Sb、Hg, 包括12个单元素异常, 异常平均规模为88.10, 异常平均衬度为1.99。Au为主要成矿元素, 异常浓度分带清晰, 各单元素异常套合较好, 综合异常北部均未封闭。出露地质体主要为华力西中期似斑状花岗岩, 其是区域上金矿的重要含矿母岩。区内发育4条近平行的EW向硅化片理化破碎蚀变带, 宽10~50 m, 断续延伸8~20 km。蚀变带局部地段因强烈硅化和绢英岩化, 地表形成明显的灰白色蚀变褪色带, 带内细晶花岗岩脉及石英脉较发育, 多形成石英脉及蚀变岩型金矿(化)体。区域产有拾金坡中型金矿床、磨金硐和南金滩金矿点, 均产于“ 入” 字斜交的次级断裂中。本次新发现了杨帆和南金滩东金矿点。杨帆金矿点经初步评价, 估算334金金属资源量457 kg。该区含金破碎蚀变带规模大, 成矿条件、控矿要素与已知金矿床十分相似, 金矿找矿前景良好。

(4)钻井沟金找矿远景区(Ⅳ )。位于辉铜山东南, 处于明舒井— 低山头微地块南缘, 古堡泉— 红柳园深大断裂带北侧, 面积约20 km2。区内分布Hs-8地球化学综合异常, 元素组合为Au、As、Sb、Hg、W, 包括7个单元素异常, 异常平均规模为61.87, 异常平均衬度为3.79。Au为主要成矿元素。出露地质体主要为加里东期闪长岩-花岗闪长岩及晚太古代— 古元古代敦煌岩群眼球状黑云花岗片麻岩、黑云斜长片麻岩、云母石英片岩夹大理岩、石英岩、斜长角闪片岩等, 金矿化主要赋存于闪长岩与中深变质岩接触带附近, 主体产于闪长岩之断层破碎带中。经对该异常详查区外围1:5万水系沉积物测量Au异常高值点进行踏勘检查, 新发现了多条破碎蚀变带, 其分布区地表见多处呈NE向和近SN向展布的古采坑遗址, 控矿要素与毗邻钻井沟详查区已知金矿体产出分布特征完全一致, 是金矿潜在找矿地段。

4.2 异常查证及矿点特征

铭杨铜镍矿点为本次开展异常检查工作时所发现。含铜镍基性-超基性岩体位于玉石岭— 辉铜山断裂北侧的骆驼山一带, 侵位于敦煌岩群斜长角闪片岩、黑云石英片岩之中, 主要由辉长岩、橄榄辉长岩、二辉橄榄岩、辉橄岩等组成。铜镍矿化主要见于橄榄辉长岩相、辉橄岩相中。地表岩石中常见孔雀石化星点及硫化物氧化形成的黄钾铁钒小斑块或淋滤蜂窝(图9(a)), 新鲜岩石中可见少量星点状磁黄铁矿及黄铜矿(图9(b), (c)), 在晚期超基性岩与早期辉长岩或地层接触破碎带中可见较多的孔雀石和镍华, 构成氧化铜镍矿石(图9(d))。辉橄岩蛇纹石化较强, 可见较多氧化析出的细脉状磁铁矿。

图9 铭杨岩体矿化特征Fig.9 Mineralization characteristics of rocks in Mingyang

铭杨岩体出露区域1:5万水系沉积物测量显示, 具有Ni、Cu、Co、V综合异常, 包含6个单元素异常。Ni为主要成矿元素, 异常极大值为238× 10-6, 具2级浓度分带。Cu、Co、V均为低缓异常, Ni、Cu、Co、V套合较好。异常区内发育3个近等轴状1:5万航磁异常, 磁异常强度为100~200 nT, 磁异常中心对应有斑块状羟基蚀变异常, 具一、二、三级分带(图10)。1:1万激电中梯测量和磁法测量显示, 岩体不仅具有磁场强度值高达1 200 nT 的明显磁异常, 而且磁异常与1:1万重力异常相套合, 地表铜镍矿化岩体表现出高极化率、中-低电阻率的异常组合特征。激电测深剖面显示, 深部具有低阻高极化异常。经初步评价, 圈定镍矿(化)体12条, 估算334铜镍金属资源量为0.82万t, 铜平均品位为0.16%, 镍平均品位为0.29%。该含矿岩体不仅地表已有强的铜镍矿化, 而且浅深部磁异常、重力异常和激电异常特征十分明显, 是个有可能形成工业矿床的靶区岩体。

图10 铭杨铜镍矿综合找矿信息图
1.第四系; 2.上二叠统方山口组; 3.下二叠统双堡塘组; 4.下二叠统金塔组; 5.上泥盆统墩墩山群; 6.敦煌岩群b岩组; 7.印支期花岗岩; 8加里东晚期花岗岩; 9加里东中期辉长岩; 10.加里东中期辉橄岩-橄榄岩; 11.加里东中期辉绿岩; 12.花岗岩脉; 13.辉绿岩脉; 14.辉长岩脉; 15.断层; 16.整合界线; 17.不整合界线; 18.1:5万地球化学综合异常及编号; 19.航磁异常及编号; 20.铭杨铜镍矿点Fig.10 Comprehensive prospecting information map of Ni deposit in Mingyang

5 结论

(1)研究区不同成矿系列在空间上成带集中分布, 主要受岩体及构造控制, Au、Ag、As、Sb、Hg、W、Sn、Ni、Cu是主要的成矿(伴生)元素, 利用地球化学勘查手段, 分析元素含量特征及其地球化学特征, 可快速发现主要元素以及伴生元素的高含量带, 进一步缩小找矿范围, 寻找成矿有利地段, 为靶区圈定和资源潜力评价提供重要信息。

(2)Cr、Ni、Cu、Co等高值区、综合地球化学异常或浓集区是北山地区铜镍含矿岩体存在的间接标志, 结合区域地球物理及遥感蚀变异常信息, 可快速有效锁定地表基性-超基性岩体。地球化学勘查在铜镍找矿方面, 同样具有较好的效果, 尤其是早古生代铭扬铜镍矿的发现, 实现了北山地区近年来铜镍矿找矿新突破, 也进一步证明甘肃北山地区具有较大的铜镍找矿潜力。

(3)区域性大断裂是金矿形成导矿构造, 其旁侧平行或“ 入” 字斜交的次级断裂是金矿床(点)产出的重要赋矿构造, 构造活动具多期性, 成矿往往与张性或张扭性构造热液活动密切相关, 矿化以石英脉和蚀变岩型两种形式产出, 强度高、浓集中心明显、分带清晰的水系沉积物中Au单元素化探异常发育地段是金矿产出的有利部位。

(4)通过成矿条件分析, 结合研究区地质特征、物化探特征、矿(化)点的分布情况等信息, 优选出4处具较大成矿潜力的找矿远景区。该区域内找矿工作应重点关注以下3种类型: 与华力西期似斑状花岗岩有关的石英脉-蚀变岩型金矿床、与基性-超基性岩有关的岩浆型铜镍硫化物矿床以及与印支期黑云母花岗岩有关的斑岩-矽卡岩铜多金属矿床。

(责任编辑: 刘丹)

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