甘肃省肃北县双沟山等两幅1∶5万矿产远景调查新进展

王富贵

(甘肃省地质矿产勘查开发局第三地质矿产勘查院)

引 言

“甘肃省肃北县双沟山等两幅1∶5万矿产远景调查”为甘肃省基础地质调查项目,由甘肃省地质矿产勘查开发局第三地质矿产勘查院承担,项目起止时间分别为2018年、2021年,工作周期4 a。根据DD 2019-02 《固体矿产地质调查技术要求(1∶50 000)》、DD 2010-05 《矿产远景调查技术要求(试行)》、DD 2019-02 《区域地质调查技术要求(1∶50 000)》等行业技术要求,综合利用区域地、物、化、遥等资料,采用数字填图技术,开展1∶5万矿产远景调查工作,大致查明了成矿地质条件和矿产资源特征,分析控矿因素、揭示成矿规律、评价资源潜力,实现了找矿新发现,为后续矿产勘查工作提供了依据。

1 研究区地质概况

研究区位于北山北带,地处西伯利亚板块,骆驼山-红石山-黑鹰山板块结合带呈东西向从研究区南约5 km通过,南部为哈萨克斯坦板块[1-4]。研究区在漫长的地质构造发展演化历程中,不同大地构造单元内,不同地块、构造地体经受多期次强烈构造变形和复杂构造叠加、复合、改造及构造-岩浆热事件,导致研究区为多旋回复合造山带[2],具有复杂的构造物质组成和地质构造演化历史[3,5-11]。

研究区出露的地层主要为新太古界-古元古界北山岩群、奥陶系、志留系、泥盆系、石炭系、二叠系、第四系(见图1)。岩浆活动十分频繁,侵入岩和岩脉十分发育,侵入岩从超基性-基性-中性-酸性均有出露,以中酸性侵入岩为主,时间上具有多旋回性,泥盆纪、石炭纪、二叠纪、三叠纪均有发育[6-7,12-14]。其中,二叠纪侵入岩规模最大。变质作用类型有区域动力热流变质作用、区域低温动力变质作用,局部叠加了动力和热接触变质作用的绿帘-角闪岩相(EA)-绿片岩相(GS)变质岩[3]。研究区总体构造格局呈近东西向,构造演化经历了晋宁期、加里东期、华力西期、印支期4个构造旋回,华力西期是主要的构造演化时期[3-4]。

1-第四系 2-哲斯组 3-扫子山组 4-雀儿山群 5-公婆泉群 6-咸水湖组 7-北山岩群 8-三叠纪斑状花岗闪长岩 9-二叠纪花岗闪长岩 10-二叠纪石英闪长岩 11-二叠纪二长花岗岩 12-石炭纪辉长岩 13-石炭纪角闪石岩 14-泥盆纪花岗闪长岩 15-二叠纪二长花岗岩 16-断裂 17-角度不整合界线 18-小型金矿床 19-小型铜镍矿床 20-金矿点 21-铜矿点 22-钨矿点 23-钨钼矿点 24-成矿远景区 25-找矿靶区图1 研究区地质图Fig.1 Geological map of the study area

2 工作进展及成果

2.1 基础地质

1)对研究区的地层进行了详细厘定和重新划分,共划分出3个群级、3个组级和13个段级岩石地层单位(见表1);根据侵入岩形成时代及其演化序列,将区内划分出泥盆纪、石炭纪、二叠纪及三叠纪侵入岩4个岩石谱系单位;划分了糜棱岩带、断裂破碎带、硅化带等3个非正式构造填图单位,查明了各填图单位之间的接触关系。

表1 研究区地层划分沿革Table 1 History of strata division in the study area

2)首次在马鞍山北幅石炭纪-二叠纪花岗闪长岩、双沟山北侧石炭纪辉长岩中发现了超基性岩橄榄辉石岩、角闪辉石岩,具有孔雀石化、黄铜矿、磁黄铁矿等矿化蚀变。

3)首次在四顶黑山-双沟山断裂以北的二长花岗岩中测得锆石U-Pb同位素年龄为411.2 Ma±2.9 Ma,确定形成时代为早泥盆世。

4)首次在干河梁斜长黑云石英片岩中采集到锆石U-Pb同位素年龄样品,获得2组同位素年龄,分别为301 Ma±73 Ma(晚石炭世)和2 149 Ma±580 Ma(古元古代)。结合前人资料,将干河梁斜长黑云石英片岩、变粒岩厘定为新太古界-古元古界北山岩群(Ar3-Pt1Bb),且其在石炭纪发生过变质作用。

2.2 矿产地质

1)通过异常查证及矿产检查,调查区内新发现铜镍矿床1处(小型)、脉石英矿床1处(小型)、金矿点3处、铜金矿点2处、铜矿点2处、金矿化点4处、铜矿化点1处、钨矿化点3处(见表2)。其中,红山梁铜金矿、双沟山铜镍矿于2022年成功申报并转化为甘肃省地勘基金项目,开展了普查工作。

表2 研究区新发现矿产资源统计结果Table 2 Statistics of newly discovered mineral resources

2)在马鞍山北幅中北部石炭纪基性-超基性岩中发现了双沟山铜镍矿,赋矿岩性为蚀变辉石岩、辉长岩,呈近东西向宽脉状展布,长轴走向70°～80°,宽5～120 m,基性-超基性岩整体南倾,局部具膨胀收缩、尖灭再现特征,断续延伸大于7 km,侵入早期的泥盆纪中酸性岩体(二长花岗岩、花岗闪长岩、闪长岩等)中。通过开展普查工作,共圈定17条铜镍矿(化)体,其中工业矿体5条,矿体长100～350 m,厚度1.08～31.50 m,铜品位0.41 %～1.20 %,最高品位2.9 %;伴生镍品位0.10 %～0.13 %,最高品位0.43 %;伴生钴最高品位0.027 %。含矿岩石孔雀石化、磁黄铁矿化、镍黄铁矿化、黄铜矿化强烈(见图2、图4-a～d)。

1-第四系 2-泥盆纪二长花岗岩 3-泥盆纪花岗闪长岩 4-石炭纪闪长岩 5-石炭纪辉长岩 6-石炭纪辉石岩 7-花岗细晶岩 8-花岗闪长岩 9-铜镍矿体 10-槽探 11-见矿钻孔及编号 12-未见矿钻孔及编号图2 双沟山铜镍矿区地质简图Fig.2 Geological sketch of Shuanggoushan copper-nickel district

3)在马鞍山北幅中南部二叠纪石英闪长岩体的断裂破碎带内发现了红山梁铜金矿,通过地表槽探工程揭露,圈出铜金矿体4条、铜金矿化体3条,矿体长80～160 m,宽0.8～2.4 m,金品位2.1～9.5 g/t,铜品位0.50 %～2.05 %。铜金矿化赋存于二叠纪石英闪长岩的断裂破碎带中,含矿岩石黄铜矿化、褐铁矿化、孔雀石化、硅化、碎裂岩化强烈(见图3、图4-e～h)。

1-第四系 2-二叠纪石英闪长岩 3-石英闪长玢岩 4-石英脉 5-花岗细晶岩 6-地质界线 7-断裂 8-产状 9-断裂破碎带 10-碎裂岩 11-硅化 12-褐铁矿化 13-孔雀石化 14-黄铜矿化 15-铜金矿体及编号图3 红山梁铜金矿区地质简图Fig.3 Geological sketch of Hongshanliang copper-gold district

4)研究区隶属于西伯利亚板块南缘金、铁成矿带之四顶黑山-红石山-甜水井铁、金、铜镍和铬成矿带[3]。本次总结了区域成矿规律,建立了4个找矿模型:①与韧性剪切有关的金铜矿床找矿模型;②与火山岩有关的斑岩型铜金矿床找矿模型;③与基性-超基性岩有关的铜镍钴硫化物矿床找矿模型[9];④与中酸性侵入岩有关的钨钼铜矿床找矿模型。

5)在综合研究区域成矿地质背景、研究区成矿地质条件、已知矿床(点)的分布特征及区域成矿规律的基础上,结合地球物理异常、地球化学异常、遥感异常特征,依据成矿新理论、找矿新技术和新方法[8,13,15-17],在研究区内划分出6个成矿远景区,圈定出10个找矿靶区(见图1),为今后找矿工作指明了方向。

6)首次在东天山铜镍成矿带东延区域甘肃省北山北带发现了双沟山铜镍矿,矿体规模较大,共伴生镍钴,具岩浆熔离叠加岩浆期后热液成矿的特征,产于晚古生代陆内(陆缘)裂谷(深大断裂)内的铁质系列基性-超基性小岩体中[10-11,14],含矿岩性为蚀变辉石岩、辉长岩。该铜镍矿的发现是四顶黑山一带铜镍找矿取得的新突破。

3 结 论

1)研究区超基性岩橄榄辉石岩、角闪辉石岩形成时代为石炭纪,结合区域地质背景,推断石炭纪基性-超基性岩以底辟式就位侵入早期的泥盆纪岩体中,为区内形成铜镍矿提供了良好的成矿环境。

2)双沟山铜镍矿矿体规模较大,具岩浆熔离叠加岩浆期后热液成矿的特征。该铜镍矿的发现是四顶黑山一带铜镍找矿取得的新突破,在该区进一步开展矿产勘查工作,有望发现中型铜镍矿床。

3)红山梁铜金矿赋存于二叠纪石英闪长岩断裂破碎带内的石英脉中,该铜金矿在成矿地质背景、构造环境、矿床特征等方面均与肃北县460金矿相似,矿体均赋存于断裂破碎带内的石英脉中,受断裂控制,属于岩浆热液型铜金矿,矿石类型以石英脉型为主,对其进一步开展普查工作,有望发现小型铜金矿床。