甘肃北山地区矿产特征及分布规律

马永胜，程建军

（甘肃省地质矿产勘查开发局第二地质矿产勘查院，甘肃 兰州 730020）

1 区域地质概况

甘肃北山地区位于河西走廊北部，西部毗邻新疆尾亚，东连内蒙古黑河绿园，北部越过内蒙和蒙古接壤，南部至甘肃瓜州，东西跨度达550km，南北跨度270km，面积15万km2，地形地貌以低山、丘陵为主。其主体位于西伯利亚板块南部、哈萨克斯坦板块东部结合部，是典型的多单元构造结合体。

图1 甘肃北山地区构造位置图

1.1 地层

甘肃北山地区地层发育相对完善，由于侵入岩体穿插以及断裂结构被破坏的缘故，地层结构成破碎状。从太古界到新生代时期地层都有一定程度的分布，这当中元古界分布范围最为广泛，下古生界则是最为关键的赋矿层。长城系、前长城系等多存在于海相火山岩，石炭-二叠系、奥陶系是火山碎屑岩、基性熔岩；泥盆系、上二叠系是火山石沉积形成的[1]。

1.2 构造

该区呈断裂构造发育，火山活动较为频繁，并存在20条规模较大的断裂，呈E-W、NNE、NNW-NE走向，NEE向断裂构造发育较较晚，同时存在较浅、较深层次的张性断裂和挤压断裂，活动周期久[2]。活动层次以元古代、古生代、古生代等的地层为主，并在活动过程中呈现出形式多样、层次复杂的显著特点，断裂构造同时也是构造单元之间的分界线。

1.3 岩浆岩

该区火山活动和岩浆侵入极为频繁，侵入岩出露面积达28000km2，火山岩出露面积达16000km2。

大部分地区火山岩都有出露，只有寒武系、中-新生代未出露。侵入岩新生代印支-燕山期等都存在出露层位。在岩浆活动中，华力西期运动最为突出。

2 矿产类型及特征

该区地质结构极为复杂，侵入岩发育和火山喷发较为频繁，为成矿打下了基础。经地质勘测，北山区共有矿床440多处，矿物类型超过20种，主要包括锡、铁、金、钨、铂、银、铁、锌、铅等类型的金属，储藏总量较为大，尤其是金、铜等资源。

2.1 矿产规模、种类

当前已经勘测到的矿床56个，这当中的大型矿床5个、中型12个、小型39个，矿点近400处。具体来说，出露大型矿床共5个，包括2个大型铁矿床、1处大型钨铂矿床、2处铜镍矿床，也就是尾亚铁矿床、黄山铜镍矿床、黄山东铜镍矿床、小白石头钨铂矿床、黑鹰山铁矿床。

中型矿床主要包括2个铜矿床、5个金矿床、2个铜镍矿床、1个钨钼矿床、1个铁矿创，也就是金窝子金矿床、庄山金矿床、新金厂金矿床、金厂沟金矿床、黄山北铜镍矿床、马南金山金矿床、土墩子铜镍矿床、白山堂铜矿床、花牛山铅锌矿床、红尖兵钨铂矿床、公婆泉铜矿床、碧玉山铁矿床[3]。

2.2 矿产成因类型

该区矿产成矿成因较为复杂，主要存在热液型、接触交代型、火山岩型、板岩型、沉积变质型等类型的成矿，但不同类型的成矿成因不尽相同。

金矿成矿类型主要有火山岩型、侵入岩内接触代型等类型。马庄山金矿是火山岩型金矿的代表性矿床，金窝子金矿床是侵入岩外界触代行金矿的代表性矿床。

铜矿成矿的主要类型包括石英脉型、接触交代矽卡岩型以及斑岩型三种。公婆泉矿床是斑岩型矿床的代表，石英脉型矿床分布范围较广但矿产总量较小，辉铜山铜矿床是接触交代矽卡岩型的代表。

铁铜矿床主要构成为接触交代矽卡岩型和岩浆热液型，其中黄山铁矿床是岩浆热液型的代表。而钨铂矿床除小白石钨铂铜矿床是矽卡岩型的形式外，都属于石英脉型矿床。铅锌矿成矿类型主要存在碎裂蚀变岩型以及热液填充型等类型。

2.3 矿产成矿特征

该区大多数矿床在成矿过程中同时存在多阶段、多期性特点，且出露的各种矿床都在不同方面体现出矿床来源物质复杂性、成矿多阶段、多时期的特点。如花牛山铅锌矿体是震旦系洗肠井群第三岩性段大理岩夹板岩中形成的，且银、铅等物质含量水平都超出了克拉克值基本水平，有一定的成矿选择性，丰度较高，以矿源层的形式存在。

多期次的断裂构造，特别是主干断裂和矿产类型、矿产品分布有着直接关系；次级结构在空间上直接关系到矿床分布、矿体形态。矿区内的花岗岩类的侵入岩体和成矿有着较大关系，是成矿主要来源物质。早期的华力西花岗岩的pb丰度值大约是41.6PPm；中期的华力西花岗岩的pb丰度值大约是195.1PPm，Ag的丰度值大约是0.18PPm，Zn的丰度值大约是70.5PPm；印支期花岗岩体的pb丰度值是140.7PPm。这表明花岗岩是成矿的银、锌等物质主要来源[4]。

根据矿床铅同位素的勘测，模式年龄相对分散，有一定多时代性的特点。按照H，H法一级DOL法的推算，铅模式平均年龄在186.3M～375.4M。这当中180Ma±占比大约是11%，300Ma±占比大约是33%，350Ma～375Ma占比56%。其铅同位素年龄值分别表示：第一组和矿区内印支期肉红色花岗岩成岩期基本保持一致；第二组和矿区内华力西中期花岗岩成岩期相近；第三组和矿区内华力西早期花岗闪成岩期较为接近(岩体铅同位素年龄值为386.08Ma)，其主要代表矿床的成矿期。这表明铅、锌等是矿床主要成矿物质，主要存在成矿物质来源复杂、成矿多阶段以及成矿多期性等特点。

综合前文观点可以看出，该区40多个矿床从不同方面体现出矿床成矿物质来源复杂、成矿多期性、多阶段的特点。此外，也体现出单一矿床成矿经常存在多矿种、多元素的规律特点，随着地壳运动的转变，成矿也随之发生变化。

3 矿产分布规律

3.1 空间分布规律

该区地质结构极为复杂，不同期次、不同规模、不同强度的火山活动和岩浆侵入活动都是沿着尾亚、白山、索井的方向进行俯冲，并作为哈萨克斯坦板块、塔里木中-朝板块之间的分界线，该区的17条断裂以平行于俯冲带的形式分布整个北山地区，同时也是不同次级构造单元之间的分界线。这样的分布特点也决定了次级构造单元呈东向西的分布。

不同层级单元、岩浆岩带以及构造，都是以由东向西的形式进行分布，从而造成该区矿产、矿床空间分布上，呈现出南北向分带性以及由东向成带分布的特点来。同时，地质结构特点的不断转变，也导致不同构造单元矿产类型不同的特点。分布在大断裂带周围的六条蛇绿岩带，是铜镍等矿产主要成矿带，由于俯冲带的影响，和大陆距离较远，分别是弧后扩张槽、公婆泉岛弧区、中晚华力西沙红山裂谷、中晚华力西柳园裂谷带。不同的结构特点，决定了矿产组合的不同。

3.2 构造单元对矿产的控制特点

该区内的II级构造单元由东到西，梯次向大断裂带分布，并以深大断裂为界，构成了北山地区不同层级的构造单元，其成矿类型、特点也各不相同。北山区的铜镍硫化物矿床，和主要基性-超基性岩带有着较大关系；尾亚-白山-索索大断裂，是南北板块的俯冲消减带，在该带两侧主要分布铅、锌、铁、铜等多种类型的热液型矿床；公婆泉岛弧形成的火山岩型铜矿、金矿，则是和重岩溶型有关的金属矿；外生矿则和区域内局部沉积洼地有着较大的关系，或者经沉淀后再形成铅、银等多种类型的金属矿；不同构造单元碎屑岩地层，尤其是碳酸盐岩和内侵入岩接触带，产生的接触带型铜矿、铁矿。

综合以上所述可以看出，该区款产分带性和岩浆活动特点、结构岩性、结构特点、围岩性质、断裂深度有着较大关系。

4 结语

综合以上观点，北山地区矿产次级结构带、岩浆岩带和区域结构特点有着较大关系，并由东向西分布。该区矿产在II级构造单元中，都成群、成带的形式进行分布，成矿类型和矿产总量，和大地结构、岩浆岩带有着极大关系，体现出土地结构不同时期不同矿产不同分布的特点。矿床成矿规律特点和土地结构、层级结构、岩浆侵入有着极大关系，体现出成矿物质来源、成矿时期性、成矿规律的特点。