甘肃北山黑山北金矿床地质特征及找矿前景分析

司豪佳，陈百磊，刘甲成，王 旭

（甘肃省地质调查院，甘肃 兰州 730000）

黑山北金矿床位于甘肃北山造山带，属于东天山与塔里木两大板块的交汇部位，区域地质构造极为复杂，为丰富的贵金属、重金属矿产资源的形成奠定了基础[1]。区内金矿床分布广泛,矿床类型繁多,成矿机制复杂[2-4]。本文以北山黑山北金矿床为研究对象，结合区内成矿地质背景，探讨了矿床地质特征，总结了成因及找矿标志[5]，对找矿前景进行了分析，为区域上进一步开展金矿找矿勘查提供帮助。

1 区域地质背景

黑山北金矿位于甘肃省瓜州县柳园镇东方向25km处，勘查区属天山-兴安地层区北山分区红柳园小区，区内北部由于多期次岩体侵入、后期断裂破坏，致使地层残缺不全，分布零星。区内出露有太古宇-中元古界敦煌岩群（Ar3-Pt1Dh）、早二叠统金塔组（P1j）、第四系（Q）。

区域上岩浆活动频繁，侵入作用强烈，岩体大小规模不等，多呈岩基、岩株和岩墙状产出。岩性复杂，从超基性至酸性均有，脉岩发育，种类繁多，在岩体中多成群成组出现。

勘查区位于天山-阴山纬向构造体系北山部分的西端南缘。区内主要的压性、压扭性断裂带和褶皱轴面均呈东西或近东西向展布构成区内的主要的地质构造格架。

2 矿区地质特征

2.1 地层

黑山北金矿区地层总体NE～SW走向展布，出露的地层主要有发育有太古宇-中元古系敦煌岩群（Ar3-Pt1Dh）、早二叠系金塔组（P1j）及第四系（Q4pl）。

（1）太古宇-中元古系敦煌岩群（Ar3-Pt1Dh）：

岩性为片麻岩，石英片岩，次生石英岩，石英千糜岩等，呈NE～SW向展布。次生石英岩呈灰白色，微粒状-隐晶结构，块状构造。由长石石英集合体或不规则团块与硅质或长英质、绢云母等相间分布组成。矿区主要含矿岩性，围岩为石英闪长岩，花岗岩。

（2）二叠系下统金塔组（P1ja），出露安山玄武质晶屑凝灰岩：绿黑色，细粒-隐晶结构，块状构造，倾向南倾，倾角50°～80°。

（3）第四系（Q4pl），为上更新统洪积砂、砾、碎石夹砂层透镜体。

2.2 构造

区内褶皱为单斜构造，倾向北东，属于前加里东旋回褶皱。下部由敦煌岩群片麻岩、混合岩等组成。上部二叠系下统金塔组安山玄武质晶屑凝灰岩组成。

图1 甘肃黑山北金矿地质简图

区内由北到南分布两条较有规模的断裂，控制了区内岩体、地层的分布。①白石山断裂（F1）：位于矿区北部，切割了前长城系敦煌岩群片麻岩和华力西中期第二次灰白色花岗岩，走向55°～70°，延伸1160m。②白石山南断裂（F2）：位于矿区东南部，切割了二叠系下统金塔组安山玄武质晶屑凝灰岩和华力西中期第一次灰色石英闪长岩，沿断层有岩石的压碎和千糜岩的分布,走向64°～85°，延伸940m。

2.3 岩浆岩

勘查区岩浆岩较为发育，侵入岩和各类岩脉均有出露，分布广泛。主要为华力西期中酸性岩。区内分布有：

（1）石英闪长岩：灰白色，细粒结构，块状构造。主要矿物：斜长石(60%)+石英(3%)+角闪石(35%)+钾长石(2%)+磁铁矿+榍石。角闪石蚀变成黑云母并析出磁铁矿、榍石；岩石中见碳酸盐沿裂隙充填。

（2）花岗岩：浅灰色，浅肉红色，中粒花岗结构，条带构造。主要矿物组合：石英(42%)+斜长石(30%)+钾长石(25%)+黑云母(＜1%)+绿帘石(2%)+不透明矿物+榍石。

区内脉岩发育，种类繁多，基性至酸性均有出露，常见辉绿岩脉、石岩脉等。

2.4 化探异常特征

通过1∶2.5万土壤测量，圈出以金为主的综合异常13个，其中HS-11、HS-12这两个综合异常较好，简述如下：

HS-11异常基本呈不规则椭圆状，Au、Ag、Cu、As、Sb五种元素组合，面积约0.26km2，规模不大，强度高，金异常具典型的内中外分带，且相关元素套合较好，具有找金和铅、锌多金属矿的找矿前景。黑山北金矿床主体位于该异常，与该异常对应较好。

HS-12异常基本呈半葫芦状形态，向南、东两个方向不闭合，组合复杂，强度较高，面积约2.4km2。Au、As、Hg、Sb、Pb、Zn、Ag等相关元素套合较好，具有找金、银和铅、锌多金属矿的找矿前景。

2.5 围岩蚀变

区内地层受区域变质作用影响，所见岩石的围岩蚀变多见高岭土化、黄铁矿化、褐铁矿化、孔雀石化、硅化等。其中孔雀石化，硅化与金矿化关系密切。

高岭土化：普遍发育在石英闪长岩，花岗岩中，主要发育在岩石表面，裂隙中，呈白色粉沫状。

黄铁矿化：浅铜黄色，黄铁矿的晶体形态多较规则，普遍为自形—半自形的粒状，粒径介于0.1mm～1.0mm间，星点状，团块状分布，大小不一，局部富集成2mm～4mm的团块状。地表探槽中发现的黄铁矿因氧化作用，大多呈黑点状。黄铁矿化在矿区分布较广，主要分布在辉绿岩脉中，其次为花岗岩，石英闪长岩，片麻岩中。

褐铁矿化：褐铁矿化，呈褐黄色，主要分布在岩石表面，蚀变带中。

孔雀石化：主要分布在次生石英岩中，含量较少，铜绿色，孔雀石化在矿区是个找矿标志，它与金矿化关系密切，孔雀石化较多的地方，往往金品位较高。

硅化：主要分布在次生石英岩，石英闪长岩中，主要以石英脉的形式出现，呈细脉状，脉宽0.2mm～2mm间。

3 矿床地质特征

3.1 矿体特征

黑山北金矿共圈出2条金矿体，2条金矿化体，4条金矿（化）均出露地表，Au1号金矿体规模最大，是矿区的主要工业矿体，Au1和Au3为矿体，Au2和Au4为矿化体，矿（化）体特征见表1。

表1 矿床中矿体特征

Au1矿体是矿区的主要矿体，走向延伸1线至10线，矿体地表走向长约310m，近东西向展布，矿体形态呈层状，倾向为25°～35°，倾角在43°～56°，倾向延伸105m，产状与次生石英岩一致，矿体主要赋存于次生石英岩中，严格受次生石英岩的控制，矿体未超出其分布范围，同时未受到地形，断层的明显破坏，矿体在空间上主要呈楔状，上大下小。矿体标高1812.70m～1724.70m。矿体平均厚度为1.73m，一般为0.53m～4.88m，厚度变化系数为76.96%，厚度变化属稳定型。矿体平均品位为4.86g/t，单工程品位一般为1.18g/t～7.08g/t，品位变化系数为82.09%，品位变化属均匀。

3.2 矿石特征

黑山北金矿矿石类型较为单一，为较为致密的次生石英岩金矿石，矿石总体氧化较强。金矿体总体整体埋藏较浅，主要以氧化矿为主。

3.2.1 矿石矿物特征

黑山北金矿床矿石呈灰白色，微粒状-隐晶结构，块状构造。矿石中金属矿物为黄铁矿（1%-3%±）及少量褐铁矿（1%～2%±），地表褐铁矿明显。脉石矿物主要为石英，其次为长石、绢云母等。

黄铁矿化：浅铜黄色，形态多较规则，自形—半自形的粒状，粒径介于0.1mm～1.0mm间，星点状、团块状分布，大小不一，局部富集成2mm～4mm的团块状。地表探槽中发现的黄铁矿因氧化作用，大多呈黑点状。

褐铁矿：褐铁矿化，呈褐黄色，为氧化次生矿物，交代黄铁矿，或呈细脉状充填于裂隙中，蚀变带中，岩石表面较为发育。

石英：乳白色，油脂光泽，贝壳状断口，微粒状-隐晶结构。晶体表面较洁净，含量约为95%左右。

3.2.2 矿石化学成分

（1）二氧化硅（SiO2）、硫（S）、砷（As）。

矿石中最主要的组分是SiO2，其次为Al2O3、CaO、Fe2O3。SiO2含量在79.02%～89.90%之间，平均含量83.15%，矿石为酸性矿石（表2）。

表2 矿石全分析结果一览表

金矿石的主要有害元素为S、As（表3），分别来源于各种金属硫化物和含砷矿物。矿石中S含量在0.152%～0.56%之间，As含量在0.002%～0.004%之间，均小于0.2%，不超标。

表3 组合分析结果一览表

（2）矿石中其它元素。

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

3.3 矿石类型和品级

黑山北金矿点矿石自然类型单一，主要是变质成因的次生石英岩类，为次生石英岩型金矿石，矿床金工业矿体平均品位4.86×10-6，属于品位较高的金矿石。

3.4 矿体围岩和夹石

矿体的围岩以次生石英岩、石英闪长岩、花岗岩为主，矿体顶板为次生石英岩，矿体底板为次生石英岩、石英闪长岩、花岗岩。矿体与围岩界线不清楚，依据分析结果圈定矿体；夹石主要为次生石英岩、石英闪长岩、花岗岩。

4 矿床成因及找矿前景

4.1 矿床成因

黑山北金矿主要产在次生石英岩中，在岩体中呈层状，似层状由岩体顶部向下为一层金矿体，根据地质和矿体特征，初步确定黑山北金矿物质来源于早期的火山岩，其早期地层经交代蚀变作用所形成的一种高度硅化的变质岩石，在岩浆热力活动及后期构造运动的影响下，成矿元素通过活化、迁移、富集，在次生石英岩中有利地段成矿。

4.2 找矿标志

（1）次生石英岩是黑山北金矿含矿岩石，是找矿直接岩性标志。

（2）矿区蚀变为孔雀石化、黄铁矿化、褐铁矿化、硅化等，其中以孔雀石，立方体、八面体黄铁矿和不规则粒状褐铁矿与金矿化关系最为密切，是矿化蚀变标志。

（3）Au、Ag、Cu、As、Sb等元素化探异是找矿的地球化学标志。

4.3 找矿前景

区域成矿地质背景研究表明，该区构造活动强烈，发育大量韧—脆性断裂带，为金矿成矿热液运移及充填提供了有利环境，并提供了部分热液来源，区内发育大量石英闪长岩及花岗岩脉等热液活动对地层中的金起到了活化、迁移的作用。目前区内已发现多处正在开采的金矿点，代表性东小泉金矿等，与区域显著的地球化学异常对应，化探方法是该区找金最有效的方法之一。矿区内及其外围存在许多化探异常，大量石英脉密集分布的地段，值得进一步查证地段。

黑山北金矿位于甘肃北山成矿带中金矿有利区，矿区矿体规模有限，但深部延伸较为稳定。通过本次矿床评价我们发现深部及其外围金矿找矿前景较好，可根据地表矿化线索加强深部勘查工作，以期在深部盲矿体找矿方面有所突破。通过外围查证已圈定的物化探综合异常，配合一定的浅部槽探工程揭露、深部钻探工程验证，认为黑山北金矿深部及其外围可以实现找金突破。

5 结论

（1）黑山北金矿共圈定铁矿体4条，矿体长40m～310m，厚0,49m～1.73m，Au品位0.82g/t～5.7g/t，含矿岩性主要为次生石英岩，矿体多与围岩岩性相同，矿体多呈不规则的脉状及似层状。

（2）黑山北金矿矿石类型较为单一，为较为致密的次生石英岩金矿石，微粒状-隐晶结构，块状构造。矿石中金属矿物为黄铁矿、少量褐铁矿，脉石矿物主要为石英，其次为长石、绢云母等。

（3）矿区矿体深部延伸较为稳定，品位较高，深部及外围金矿找矿前景较好。