敦煌市小独山-黄石山地区金矿找矿前景分析*

2024-04-29李学文黄会德常爱龙张庭忠

甘肃科技 2024年3期

李学文，黄会德，常爱龙，张庭忠

（甘肃省有色地质调查院，甘肃兰州 730000）

1 区域地质情况

研究区位于甘肃省敦煌市西北方向约90 km，行政区划属敦煌市管辖。区内自有便道通行，交通条件较为便利。周围矿山企业有小独山钨矿、芦草滩铁矿、方山口钒矿、白石滩金矿、北山金矿等。研究区所处的大地构造位置为塔里木陆块区-敦煌陆块之柳园裂谷-的西段，成矿区带属小独山-白山堂钨-金（银）-铜（铅-锌）-铁-钼-铬-稀土-菱镁矿-萤石成矿亚带。区域断裂主要有近东西向的白山-小独山断裂带和北东向的双岔沟口断裂带，研究区位于上述断裂带的交汇部位，各类次级断裂及褶皱构造发育，成矿条件非常优越。地层区划归属于塔里木-南疆地层大区之中、南天山-北天山地层区、红柳园地层小区[1]。

研究区域上出露地层主要有前长城系敦煌岩群（ArPtD）、中泥盆统3 个井组（D2sg）、下石炭统红柳园组（C1h）、下二叠统双堡塘组（P1sp）、侏罗系水西沟群（J2S）、新近系苦泉组（Nk）及第四系（Q）。区域上与矿产关系密切的地层主要中泥盆统3 个井组、下石炭统红柳园组、下二叠统双堡塘组。

研究区构造运动期次繁多。其中以华力西期地壳运动最为剧烈。褶皱、断裂构造颇为发育，岩浆侵入、喷发频繁而强烈。近东西向构造（F1～F5、f1～f4）、北东向构造控制了区内主要地层、岩体、山脉的走向，构成区域构造的主要格架[2]。研究区位于东西向构造和北东向构造的交会部位（图1）。研究区金、砷、锑矿（化）体总体分布在近东西向断层F4 与北东向断层F7 的交汇部位，该部位各类次级构造发育，使双堡塘组下段的浅变质碎屑岩层受到不同程度的扭曲和强烈破碎，为闪长岩脉、花岗斑岩脉、石英脉等的侵入提供了空间。

图1 小独山-黄石山地区构造纲要简图（据小独山金矿普查报告编绘）

区域上岩浆活动强烈而频繁，主要是南部石炭纪炮台岩体及西部二叠纪白山岩体，岩体分布范围广、岩性复杂，以（黑云母）花岗岩最为发育，岩体中各种脉岩也极为发育，主要有辉长岩脉、辉绿岩脉、石英脉、花岗岩脉和花岗细晶岩脉等。从已知矿床点分布规律看，区域上金矿多处于炮台岩体弧形构造带上[3]。

2 矿床地质特征

2.1 小独山金矿床

2.1.1 地层

小独山金矿区出露的地层有二叠系下统双堡塘组下段（P1sp1）、新近系苦泉组（Nk）和第四系（Q4）。二叠系下统双堡塘组下段是该区的含矿地层，该地层中中金相对较丰且分异性强，多期次的岩脉侵入加之构造活动形成的运移、沉淀形成了小独山金矿。

2.1.2 构造

小独山金矿区主要以轴向近东西向的线状褶皱和以走向近于东西的断裂为主，地层及岩脉走向基本呈近东西向，向北陡倾。近东西向次级断层是花岗斑岩脉、石英脉等侵入的有利空间，也是含矿热液运移和富集的有利部位。随着构造运动和热液活动的多次叠加，形成了本区以碎裂化花岗斑岩型为主的金矿体及破碎蚀变岩型的砷、锑矿体[4]。

2.1.3 岩浆岩

小独山金矿区内侵入岩和火山岩均有分布，时代以二叠纪为主。侵入岩主要为黑云母花岗，是白山岩体的西延分支；火山岩为浅红褐色流纹岩；脉岩具有侵入期次多、岩性复杂的特点，其中东西向分布的花岗斑岩脉为研究区金矿体的赋矿岩石。

2.1.4 矿区地球化学特征

不管是1∶5万水系沉积物异常还是1∶1万土壤组合异常，小独山金矿区的地球化学异常均显示出Au、As、Sb异常规模大，强度高，且与区域构造的展布方向基本一致的特点。矿区Au含量最大值5 720.0×10-9，平均值5.6×10-9；Ag含量最大值1 043.8×10-9，平均值74.1×10-9；As含量最大值22 446.7×10-6，平均值44.3×10-6；Sb 含量最大值1 230.7×10-6，平均值6.4×10-6。区内5个以Au、As、Sb为主的组合中均发现了金矿体或锑矿体，可见上述元素异常套和较好的部位可作为本区找矿的目标位置。

2.1.5 矿体特征

小独山金多金属矿区共圈定出工业金矿体6条，低品位金矿体3条，锑矿体1条，砷矿体1条。主要金、砷、锑矿体均位于矿区南部的北西-南东向的构造破碎带中，赋矿地层为二叠系下统双堡塘组下段的变质碎屑岩层，地层中各类中酸性岩脉发育，构造活动频繁。矿体的特征见表1。

表1 小独山金多金属矿床矿体特征统计表

2.1.6 矿石特征

小独山金矿的矿石矿物主要有褐铁矿、黄铁矿、毒砂，脉石矿物主要为石英、斜长石、钾长石、少量黑云母。

金矿石结构主要为微晶-隐晶质结构、交代结构、交代残留结构、半自形-自形晶结构，金矿石构造主要为充填脉状构造、稀疏浸染状构造、星点浸染状构造。

金矿体中主要有用组分为金，其他元素含量达不到伴生有用组分的评价指标。

2.2 黄石山金矿床

2.2.1 地层

黄石山金矿区内主要分布地层为二叠系双堡塘组下段，也是本区的主要含矿地层。

2.2.2 构造

黄石山金矿区内断裂构造按走向可分为3 类：一类为北东东向断裂构造，一类为北西向断裂构造，一类为北东向的构造。北东-北东东向的断裂构造为研究区主构造方向，断层与本区成矿关系较为密切，区内已发现的金矿体均受北东向的断裂控制；北西向断裂构造多为主断裂影响下产生的次级断裂，该类断层走向与北东向断层基本垂直，往往对区内已有的矿体或者容矿构造形成破坏作用。

2.2.3 岩浆岩

黄石山金矿区内未见大的侵入岩体，仅见两处小型侵入体，为黑云母石英闪长岩和石英闪长玢岩。脉岩较为发育，其中花岗斑岩脉是引起本区金矿化的直接原因。

2.2.4 矿区地球化学特征

黄石山地区地球化学异常Au、As、Sb 的元素组合为主，其他元素Ag、Cu、Pb、Zn、W、Bi、Hg、Mn元素等异常较弱，套合性一般，异常呈北东-南西向分布，与区域构造一致。矿区Au含量最大值364.0×10-9，平均值3.4×10-9；Ag 含量最大值374.0×10-9，平均值76.9×10-9；As含量最大值476.8×10-6，平均值21.3×10-6；Sb含量最大值29.1×10-6，平均值2.5×10-6。相关分析及聚类分析表明Au与As、sb的关系最为密切，区内已圈出的金矿体位于HT-2 及HT-3 等两个以Au、As、Sb 为主的组合异常之中，可见该类型的组合异常对寻找金矿具有很强的指示意义。

2.2.5 矿体特征

黄石山金矿区内共圈定工业金矿体6 条、低品位金矿体3条。含矿岩石为碎裂化、硅化花岗斑岩，矿体走向北东东向，向北西陡倾，形态复杂，矿体中段具有膨缩及局部分支现象[5]。矿体的特征见表2。

表2 黄石山金矿床矿体特征统计表

2.2.6 矿石特征

黄石山金矿石中矿石矿物主要为褐铁矿、黄铁矿、毒砂、磁铁矿，脉石矿物主要为石英、斜长石、钾长石、少量黑云母。

金矿石结构主要以半自形晶粒状结构为主，其次为胶状结构、交代残余结构、交代假象结构；构造主要为星点状、微脉状构造。

黄石山金矿中矿石的主要有用组分为金，除主要组分（Au）外，其他有益元素（Cu、Pb、Zn、Ag、Sb、P2O5）含量很低，达不到综合利用的指标。

3 成矿条件分析

小独山-黄石山地区金矿的形成受地层岩性、构造、岩浆侵入等多重有利因素共同作用。二叠系下统双堡塘组下段是成矿有利地层；近东西向的白山—小独山断裂派生的一系列平行次级断裂是容矿构造；中—酸性岩浆岩及石英脉的侵入则为成矿提供了热源和动力。

（1）地层成矿条件

小独山-黄石山地区金矿的含矿地层为二叠系下统双堡塘组下段，是一套碎屑沉积岩，地层中侵入有各类规模不等的中酸性岩脉和石英脉。

据“甘肃省敦煌市白山-双岔沟口矿调项目”的化探工作成果，二叠系下统双堡塘组下段中金的浓集系数为2.08，变化系数为3.11（区域背景为0.48），说明相比区域上其他地层，双堡塘组下段（P1sp1）中金元素为强烈富集元素，且金在该层内分异性强，易于活动迁移；1∶50 000水系沉积物测量取得的10个金单元素异常全部位于双堡塘组下段（P1sp1）。此外，研究区外围的白石滩金矿点、小独山钨金矿、小独山金锑矿等亦均产于该层；区域上其他地层即使存在与本区相近的构造及岩浆活动，亦无金矿体产出。因此可以认为二叠系下统双堡塘组下段的沉积碎屑岩是本区的矿源层。该组地层遍布研究区的绝大部分区域，为金矿的形成提供了良好的物源条件。

（2）构造成矿条件

区域上北东向的小独山-黑石山断裂带在周边形成了一系列平行次级断裂，有利于花岗斑岩脉和石英脉的侵入。断裂系统产生的各类裂隙为后期含矿热液的运移和成矿元素的富集提供了通道和空间。本区主要的容矿构造走向主要为NEE 向。矿区矿体均产于NEE向分布的花岗斑岩脉中，花岗斑岩脉严格受到NEE向的断裂控制。

（3）侵入岩成矿条件

调查区西南侧出露有面积超过100 km2的白山黑云母花岗岩体，展布方向与白山-小独山断裂带方向一致，呈岩墙侵入二叠系双堡塘组下段的变质碎屑岩中，与地层的接触带多发育有角岩化。化探资料显示，研究区周边的地球化学场总体以上述黑云母花岗岩体为中心，其周边成矿具一定的高—中—低温元素分带性。黄石山金矿整体位于岩体外围低温带上。虽然岩体内部及接触带附近本身不含矿，但酸性岩浆的侵入过程为本区金的活化富集提供了热源及动力。伴随着后期花岗斑岩脉及石英网脉的多次侵入，金元素最终富集成矿。因此，研究区内的不同期次的岩浆活动对矿体形成均具有良好的促进作用。

（4）地球化学条件

区域内各元素分布大致具有如下特征：在区域性的北东-南西向断裂（F9、F10）以北地区，以邻幅白山幅南部的二叠纪黑云母花岗岩体为中心，岩体边缘多为高温成矿元素W、Sn、Mo、Bi等成矿有利地段，小独山钨矿即处于该区；距岩体较远处，为Cu、Au、Ag、Zn、Ni、As、Sb 等元素聚集有利地段，小独山金砷锑矿、白石滩金多金属矿、黄石山金矿均位于该段。整体而言区域成矿具有一定的高－中－低温元素的水平分带性。在北东-南西向断裂（F9、F10）东南侧，主要以Fe、Cr、Mn等元素异常为主，是黑色金属成矿有利地段。

区域上以金为主的水系沉积物综合异常经过查证均发现或圈定了金矿（化）体，尤其是元素组合为Au、As、Sb的化探异常，对寻找Au、Sb矿具有重要的指示意义。