甘肃省肃北县黑山井金矿地质特征及成矿潜力分析

（甘肃省地矿局第二勘查院，甘肃 兰州 730020）

1 区域地质背景

区域大地构造位于北山造山带，塔里木—华北板块→敦煌地块，并以柳园—大奇山大断裂为界，进一步分为双鹰山早古生代裂谷型被动陆缘和柳园镇-白山堂晚古生代陆内裂谷带。

1.1 地层

区域地层属塔里木—南疆地层大区、中天山—北山地层区、中天山—北山地层分区、红柳园—梧桐沟地层小区。出露地层主要有太古界-早元古界敦煌岩群（ArPtD）、蓟县系平头山组（Jxp）、奥陶系花牛山群（OH）、泥盆系三个井组（Dsg）和墩墩山群（DD）、石炭系红柳园组（C1h）及第四系地层。现将主要的地层由老到新分述如下：

太古界-早元古界敦煌岩群（ArPtD）：主要为一套黑云斜长片麻岩、角闪斜长片麻岩、斜长角闪岩、角闪斜长变粒岩等岩石组合，与上伏的泥盆系墩墩山群呈断层接触。蓟县系平头山组（Jxp）：主要为一套浅海相含硅、镁质碳酸盐岩，属于浅海陆棚相碎屑岩-碳酸盐岩建造。岩性为石英岩、条带状大理岩、片理化灰岩等，岩石普遍发生浅变质作用，为绿片岩相变质[1]。奥陶系花牛山群（OH）：岩性由绢云板岩、变细砂岩及少量绢云石英片岩等组成。横向上相对较稳定，垂向上由下而上为细砂岩-粉砂岩-泥岩组成的粗变细旋回序列。泥盆系三个井组下岩段（Dsg1）：砾岩夹细砂岩、粉砂岩、长石石英砂岩。横向上由西向东变薄，夹层减少。该段属于海陆混合相。泥盆系三个井组上岩段（Dsg2）：上部为暗紫红色钙质、铁质粉砂岩；下部为灰、深灰色中细粒长石石英砂岩，其上夹紫红色粉砂岩。属于湖泊相。泥盆系墩墩山群下岩段（DD1）：岩性为安山岩夹凝灰质粉砂岩、凝灰质含砾砂岩、砂砾岩及少量凝灰岩、英安岩、英安质碎屑熔岩、玄武岩等，岩性横向变化较大，多呈透镜体。泥盆系墩墩山群上岩段（DD2）：区内总体是以英安质碎屑岩、英安质碎屑熔岩为主，还有少量英安岩、潜英安岩。本段主要为火山机构发育。石炭系红柳园组（C1h）：属于潮间带碎屑岩-碳酸盐建造。岩性组合上部为中粗粒钙质砂岩、石英硬砂岩、长石石英砂岩、长石细砂岩、含砾砂岩、砂砾岩及砾岩；中部为灰岩、微晶灰岩及砂质灰岩；下部由长石石英细砂岩、长石砂岩、砂岩夹薄层硅质灰岩、大理岩及砂砾岩组成。第四系中更新统（Q2pl）：在区内分布较为广泛，主要由冲积、洪积形成的砂砾石、细沙、含砾粘土、砾岩、砂质泥岩等组成。

1.2 构造

断裂极为发育是本勘查区地质构造的主要特点之一。除了断层数目非常繁多之外，还表现在断裂生成时代之广，断距之大，断裂之深，延伸之长，后期构造运动的多次复活，以及各个方向断裂的互相切割关系等方面。勘查区断层总体走向以近南北向、北东-南西向、北西-南东向平移断裂构造为主，近东西向派生断裂构造次之，位移较普遍。近南北向展布的平移断层，切割泥盆系地层，两侧岩石破碎，线状沟谷，顺扭，沿断层浅英安岩脉侵入，地表以断续的断层三角面展布或表现为第四系冲沟。派生的次一级断裂构造，呈北西-南东、北西西、北北西、近东西向展布，切割泥盆系地层。

1.3 岩浆岩

勘查区侵入岩发育，其岩性有基性岩、中酸性岩、酸性岩，主要以中酸性和酸性侵入岩为主。脉岩较为发育，其类型单一，岩性主要为正长斑岩脉[2]。

1.4 区域矿产

北山地区矿产资源丰富，不仅包括有铁、金、铜、镍、钨、钼、铅、锌等内生金属矿产，还有丰富的钒、磷、铀、重晶石、菱镁矿及白云石等沉积矿产。勘查区隶属于塔里木板块敦煌地块北缘铁、金稀有金属成矿带（Ⅲ-3）—拾金坡—金厂沟金、铜、铁和铅锌、银、稀有金属成矿带东段（Ⅳ-5）。此成矿带发现金、铜、铅-锌-银、钼和铁、稀有金属矿床几十处，矿点和矿化点近百处，代表性金矿床有拾金坡、磨金洞、金场沟、深井、黑山北、东南山；五峰山、石板墩、花南沟等，非金属矿点有花白山石英岩矿点、长黑山磷块岩矿点。

2 矿区地质特征

2.1 地层

勘查区的金矿体主要赋存于泥盆系上统墩墩山群下岩段中，其岩性主要为安山岩夹凝灰质粉砂岩、凝灰质含砾砂岩、砂砾岩及少量凝灰岩、英安岩、英安质碎屑熔岩、玄武岩等。为火山碎屑熔岩建造[3]。与中统三个井组上岩段、上统墩墩山群上岩段呈整合接触；被早二叠世细粒斑状钾长花岗岩、晚石炭世辉长辉绿岩所侵入；正长斑岩脉发育；受近南北向断裂构造破坏，呈北西-南东向长条状分布。

2.2 断裂构造

勘查内断裂构造较为发育，近东西向的次级构造为勘查区主要控矿构造，发育在泥盆系上统墩墩山群下岩段中，沿走向推测长约800m，走向为100°～280°，倾角50°，两侧岩石碎裂，因具有强烈的硅化、褐铁矿化蚀变现象，而显示红色条带。

2.3 化探异常

区内先后开展过1:5万水系沉积物测量、1:5000地化剖面测量查证，圈定了以Au、Ag、Cu、Zn、Sn、Mo元素为主的综合异常9个，异常重现性较好。综合异常浓集中心明显，各相关元素之间套合紧密，异常受构造作用的控制明显，大致与区内北东东向和近东西向断裂构造展布方向一致，蚀变多与断裂构造带有关，故推断断裂为岩浆热液提供通道，也为进一步的元素富集提供运移空间。

3 金矿化特征

3.1 金矿体特征

经前期工作，黑山井一带金矿区内现圈定金矿体1条，位于1:5万水系沉积物测量AS4综合异常中，金矿体赋存于泥盆系上统墩墩山群下岩段火山碎屑熔岩建造中，特征如下：Au1矿体：地表由探槽TC1、TC2控制，控制间距160m。呈北西西向层状、脉状产出。其中，TC1矿体厚度3.06m，品位0.72×10-6～1.12×10-6；TC2矿体厚度6.13m，品位0.65×10-6～2.72×10-6。Au1矿体平均厚度为3.58m，平均品位1.35×10-6。矿体受F24断裂构造控制，产状240°∠50°。含矿岩性为浅红褐色蚀变细粒石英闪长岩。围岩蚀变强烈，主要为硅化、绿泥石化、绿帘石化、碳酸盐化、绢云母化、泥化、褐铁矿化、黄铁矿化等。

3.2 矿石物质组成与结构构造

矿石物质组分：岩石呈浅红褐色，细半自形粒状结构，碎裂结构，块状构造，岩石主要由斜长石、角闪石、少量的钾长石、石英、黑云母和黄铁矿等组成，岩石整体蚀变较强，斜长石强烈绢云母化、泥化，角闪石大多完全蚀变为绿泥石、绿帘石和碳酸盐矿物集合体[4]。

矿石的结构：主要为细粒半自形晶结构、碎裂结构。

矿石的构造：主要为块状构造。

4 围岩蚀变

矿体围岩主要为灰黑色蚀变安山岩，顶板呈侵入接触、底板呈断层接触。围岩蚀变主要为钠黝帘石化、绢云母化、绿泥石化、绿帘石化、绢云母化、碳酸盐化、硅化、少量星点状黄铁矿化等。

5 成矿潜力

（1）区内主要发育海陆混合相沉积建造的三个井组和火山碎屑岩建造的墩墩山群，地层中Au、Hg、W为极强分异元素；Ag、Au、Be、Bi、F、Hg、Sn、Sr、W具有不同程度的后生叠加作用，其中Au、F、Hg、W为强叠加元素，为区内主要的矿源层，黑山井一带金矿赋存于墩墩山群火山碎屑岩建造中。

（2）早古生代火山喷发-沉积作用和构造-岩浆活动在火山-沉积-变质地层中形成铜、金和铅-锌-银的“矿胚”或“矿源层”，为晚期金属矿床(点)的形成奠定良好的物质基础。受晚古生代古陆板块多期次碰撞和对接活动的影响，华力西期是构造-岩浆活动和金属成矿作用的鼎盛时期。这些构造为岩浆的侵入、含矿热液提供运移通道和储存空间。大规模的构造-岩浆活动，在各古大陆板块边缘及深大断裂带、次级断裂带中形成一系列金铜、铁、钼-金、钨锡和铜矿床，均与区域北东—近东西向构造关系密切。

（3）侵入岩在成矿过程中提供一定的热源和矿源，区内岩浆具有多其次、类型复杂活动频繁的特点，由于金元素活化需要很高的热流值，而这种热流只有大规模的岩浆侵入活动才能产生。中酸性侵入岩就位时，含有大量的流体成分，这就更进一步加速了金的活化、迁移。而且来自地壳深部的岩浆中也可能携带有金元素，给金矿的形成提供了物质来源。

（4）勘查区处于北山金、银、铜、铅锌、钨地球化学省的花牛山金、银、铅锌、钨、铜地球化学域带上。20万水系沉积物测量显示，综合异常元素组成多样、规模较大、元素类型复杂的组合特征。1:5万水系沉积物测量成果显示，异常重现性好，且异常规模、强度均有所增加。异常受构造作用的控制明显，大致与区内北东东向和近东西向断裂构造展布方向一致。元素组合可分为Au、As、Sb、Ag中低温系列和Cu、Pb、W、Sn、Mo、Bi中高温系列，它们之间套合紧密。

6 结论

（1）黑山井金矿产于泥盆系墩墩山群下岩段的浅红褐色蚀变细粒石英闪长岩中，受近东西向断裂构造所派生的次一级断裂构造及由其形成的蚀变破碎带控制，矿体呈层状产出。

（2）火山碎屑岩建造、断裂构造是该区金成矿的必要条件，且蚀变越强，矿化越好。

（3）Au元素的分散流异常是重要的找矿标志之一，Au、As、Sb、Ag中低温系列元素套和，多以Au规模较大，展布明显受构造控制。其分布范围直接或间接地指示金矿体的存在。

因此，该区域在寻找与构造作用有关的火山岩型金矿方面具有较很好的找矿潜力。