甘肃西部矿床的化探异常特征及其成矿规律

2021-12-24柴克然李小霞王小亮魏学华

中国金属通报 2021年19期

柴克然，李小霞，王小亮，魏学华

（甘肃矿业开发研究院，甘肃兰州 730000）

甘肃西部近些年来发现了大量有价值的矿床，对矿床的成因进行分析并找到矿床形成的规律是加快找矿效率的必要手段。甘肃西部海西期的矿床主要多为金属矿，以铜矿和铁矿为主，还有少量的金矿和银矿。铜矿中含有的主要矿体是英云闪长岩，由于断裂构造的影响，岩体呈现出弧形断裂的特征。部分出露的矿体呈现岩枝状，但该地区的出露矿区面积较小，总体面积在15 km2以下，地下断裂带的走向为南北走向，断裂带的整体倾角35°~47°之间，矿脉的抽样长度最大为16km，最短的只有0.52km。第四系覆盖南北走向[1]。铜矿在断裂构造的最末端，断裂带宽在150m~276m之间。断裂构造在东侧呈现块状分布。矿床主要分布于断裂带的交汇处，地表英云闪长岩有的出露。出露面积为3km2，带状脉体侵位在奥陶纪—志留群山之间，岩石中含有60.32%～75.11%的SiO2、0.37%～2.06%的Na2O。岩石在酸碱度上属于碱度岩石。

甘肃西部矿床地下曾经多次发生过岩浆活动导致热流体影响，热流体在剧烈的活动影响下发生硅化，形成黑云母、绿泥石、绢云母、和绿帘石，并由于岩浆侵蚀效应的发生，会使该地区的土壤发生高岭土化和叶蜡石化的变化。斑岩型铜矿床就是在这样的蚀变作用下形成的，特征明显并因岩浆流淌时间加长，产生温度逐渐降低的结果，从矿体中心向外扩张温蚀变化，地表的岩石比地下更早矿化。

1 甘肃西部矿床的化探异常特征

在化学测量之间进行采样点的布置。历史资料上显示的该地区的异常特征形态规则且完整，异常梯度较为密集，负异常的区间在－345 nT～－756 nT之间，正异常在277 nT~1423 nT之间。该地区的异常处理结果在清晰的范围之内，上延1800m处的异常依旧清晰可见。但垂向导数据处理方式落后，数据的真实性较低。在1:5万的地球化学异常的分析上呈现出知道找矿的意义。将原本1∶50000的比例图进行2倍放大[2]。在进行采样的时候进行0.15 km采样点设置，在采样地区根据水系分布形态作为自然分界进行采样点区域划分，要保证每个地区都有相应的采样点。水系口和分支水系口附近的采样点间隔长度为300m。采样的密度在18/km2，遥感异常区密度可以适当降低，但也不能低于10个点/km2。

在布设点水系上下游地区进行采样是为了保证取样的代表性，每个水系的取样点不能少于3个。化探样本在野外自主风干和称重，每份样品的重量不能少于150g。

1.1 1：5万的地球化探异常特征

化探异常带的形状并不规律，甘肃西部矿床的异常带总面积约为5.77 km2，异常具有三级浓度主要元素为W，峰值可达到97.5422×10-6。异常带的均值为45.6327×10-6。主要的化学元素有Bi和Mo和少量的金属铜。衬度为4.7206。化学异常的规律比较好掌握，各元素间的和谐程度较高。从元素空间分布规律来看浓集特征显著。异常的分布规律与甘肃西部地区矿床的断裂构造的南北走向有关。岩脉在断裂结构的区域范围内与周围的小岩株结构有一定的关系，该地区的化学元素参数如表1所示。

表1 化学元素的特征参数统计

表1 中大部分的化学元素的含量单位为10-6，As和Hg的化学单位为10-9。断裂构造带周围的异常带呈不规则块状。块状异常带的面积约为0.58km2，衬度为1.47。如表1所示，特征元素组合包括U和W，主要元素为As、Cr、Hg。断裂构造的走向为东北方向发展，元素的峰值7.85×10-6，均值2.31×10-6，异常带的规模适中，浓集中心显著，表1中的各元素之间的和谐型在块状异常带中不如带状异常带和谐度高。成矿特征较明显[3]，极易在多期次和高温的条件下成矿，成矿元素通常在高温的作用下更容易成矿，部分元素可在中低温的情况修改成矿，元素空间分布较均匀，从以上的特征可看出甘肃西部的成矿时间可能为中早期，断裂构造产生东西走向的酸性脉体开始。

1.2 1:2.5万岩石地球化探异常特征

甘肃西部矿床的化探异常在查证阶段可以通过元素套合和规模制定检测的线路制定方式：包括同区微量元素特征进行划分的地化综合剖面，将剖面中的元素异常含量作为圈定标准分为1、2、3号带：1号带的脉带宽为115m~175m，断裂构造的走向呈东南走向主要元素为W、Mo。断裂带的整体长度为1000m~1200m，元素的峰值为45.6327×10-6。2号带的脉带宽为100m~142m，断裂构造的走向呈东南走向主要元素为Cu、Ag、Sb、As。断裂带的整体长度为1050m~1388m，元素的峰值为78.5371×10-6，整体的结构倾向角度为158°~164°，3号带的脉带宽为256m~377m，断裂构造的走向呈东南走向主要的元素为La、Nb、Zn、Hg。断裂带的整体长度为2654m~3147m，元素的峰值为116.9874×10-6，倾角为64°。

1:2.5万岩石地球化探异常主要有矿化蚀变，蚀变的主要方向为褐铁矿化、黄铁矿化和硅化。部分地区由于元素结构不同出现了辉钼矿化和孔雀石化。其中甘肃西部地区的黄铁矿居多，呈现浸染状分布在岩层当中。而辉钼矿化在岩层中呈现薄片延伸状态分布[4]，在花岗岩的石缝中蔓延，由于此处的花岗岩密度较高，因此蔓延的空间只能形成薄片状。铁矿在岩层中的分布状态比较分散，呈点状分布并在岩层的断裂面，有部分铁矿露出地表。在地面上可以看到清晰的带状脉络，钨矿在1:25000的坡面上属于2号脉带。属于异常高含量带内，钨矿的矿脉长500m，宽50m～80m。从样品的石英脉碎块中可以看出钨矿的薄片状分布脉络。而钼矿的分布方式比较平均，呈现块状分布。

2 甘肃西部矿床的成矿规律

甘肃西部矿床主要形成地层为第四系三叠统地层，是由陆地和海洋变迁时期的海相碎屑堆积而成的，区域构造线方向和地层走向一致。地层的新老顺序为由老到新，老地层为石炭系和三叠系，而新地层为二叠系。石炭系和三叠系的形成时间为侏罗纪左右，而二叠系在很久之后才形成。岩性分为石英砂岩和泥质板岩，主要的产矿层为老矿层，含矿地层共有四次发育过程的矿石特征如表2所示。

表2 矿石的地表特征

花岗岩脉矿是造山运动的产物，通过对甘肃西部地区的研究可以看出，花岗岩脉矿在海西期就形成，具有早期矿床规模大，后期矿床规模较小的规律。在矿床元素的组合当中。随着时间的推移花岗岩脉矿的分布越来越完善，矿物组合越来越多，矿床从单纯的超大型综合性矿床演变为有独立特征的矿床，根据化探异常的研究:甘肃西部矿床的矿石主要为表2中的石英石脉矿、花岗岩脉矿和硅质岩脉矿。主要的矿物为金属矿，金属矿的品质较高为结晶状。颗粒直径大约为0.01mm~0.1mm，黄铁矿的成色最高可达90，半自形的铁矿呈现黄白色颗粒状。粒径在金属矿中算较大的，最大可达到10mm，锑矿是除了铁矿和金矿最常见的金属矿，在地层中由于挤压原因多为放射状和叶片状，硅质岩脉矿的数量也有很多，蚀变类型除了硅化还有毒砂矿化、绢云母化、碳酸盐化和褐铁矿化等，通过对甘肃西部矿床的化探异常特征及其成矿规律的了解，分析其地层地质特征和成矿原因，对该地区的成矿规律有新的了解对该地区的找矿方向具有一定的指导意义。