甘肅北山地區(qū)成礦地質(zhì)特征及成礦控制因素

甘肅北山地區(qū)成礦地質(zhì)特征及成礦控制因素

1區(qū)域成礦規(guī)律和意義近年來，北北地區(qū)開展了多項地質(zhì)調(diào)查和科學研究工作，取得了重要進展，豐富的地質(zhì)資料和突破科研成果。新的礦質(zhì)點（點）和大量的礦化點和物理勘探異常，尤其是金、銅、鉛、鋅、鋯、鋯、鋯、鋯等貴金屬、有色金屬和稀土金屬礦的發(fā)現(xiàn)和開發(fā)成熟成果。隨著國家對礦產(chǎn)資源的重視,尤其是稀有金屬礦產(chǎn)的重大突破,北山地區(qū)又受到了各界的廣泛關(guān)注,貴金屬、有色金屬、稀有金屬等礦產(chǎn)有望成為我國最有影響的礦產(chǎn)資源勘查開發(fā)基地。探討北山地區(qū)區(qū)域成礦規(guī)律十分必要和意義重大。本文研究區(qū)范圍為甘肅西北部,北鄰蒙古國,東、西與內(nèi)蒙古自治區(qū)、新疆接壤,南以阿爾金深大走滑斷裂為界。2成礦亞帶及礦床特征北山地處天山—興蒙造山系和塔里木陸塊區(qū)兩大一級構(gòu)造單元的銜接部位,兩大構(gòu)造相在該區(qū)域的作用,形成了獨特的區(qū)域構(gòu)造格局。依據(jù)現(xiàn)今區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造格局及地質(zhì)特征,北山地區(qū)又可進一步劃分出8個Ⅲ級大地構(gòu)造相單元,即園包山(中蒙邊境)巖漿弧相、紅石山蛇綠混雜巖相、明水巖漿弧相、公婆泉巖漿弧相、紅柳河—洗腸井蛇綠混雜巖相、柳園裂谷相、敦煌基底雜巖隆起相、敦煌基底雜巖隆起相大地構(gòu)造相單元區(qū)域構(gòu)造研究表明,北山地區(qū)歷經(jīng)了長期而復雜的地質(zhì)演化過程,其發(fā)生與發(fā)展經(jīng)歷了前寒武紀準噶爾地塊東延地帶及敦煌地塊古陸核形成階段,加里東期表現(xiàn)為元古代古陸的裂解—洋化—閉和演化,華力西期為形成北山大陸的開、合演化期,印支期為華力西造山之后整個華北大陸形成階段,燕山期整個北山地區(qū)已進入盆—山構(gòu)造階段,喜山期北山地區(qū)處于抬升剝蝕和準平原化階段。該區(qū)地層出露較齊全,地質(zhì)構(gòu)造復雜,巖漿活動頻繁,并具有多期不同程度的變質(zhì)變形作用1)四頂黑山—園包山華力西期Au-Cu-Ni-Fe成礦亞帶該成礦亞帶呈近東西向展布,西起雙溝山,向東經(jīng)雀兒山到內(nèi)蒙古的清河口,其南以四頂黑山—雙溝山—碧云泉斷裂為界,與園包山巖漿弧帶三級構(gòu)造單元基本一致。僅有肅北縣紅石山北鐵礦點一處,鐵礦形成與泥盆紀雀兒山群中的火山巖密切相關(guān)。銅鎳礦(化)體賦存于輝長巖—橄欖巖帶中,代表性礦點為四頂黑山銅鎳礦化點,其形成與鎂鐵—超鎂鐵質(zhì)雜巖體有關(guān),屬巖漿熱液型,形成時代為華力西期2)掃子山—紅石山華力西期Au-Cu-Ni-Cr-Fe成礦亞帶該成礦亞帶北以四頂黑山—雙溝山—碧云泉斷裂為界,南以駱駝峰—黑山梁—紅石山斷裂為界,呈東西向條帶狀展布,與紅石山裂谷帶范圍吻合。以金、鎢、鉬、鐵為主的礦化強烈。已發(fā)現(xiàn)中型鎢鉬礦床1處;中型金礦床1處,小型金礦床2處,金礦點9處;鎢礦點1處;鐵礦點7處。二疊紀板塊碰撞造山,形成460—掃子山構(gòu)造擠壓褶皺帶及韌性剪切帶,同時伴有碰撞相含礦石英閃長巖侵入,構(gòu)成本區(qū)含礦母巖。于二疊紀末造山期后,在巖體及圍巖中產(chǎn)生構(gòu)造斷裂破碎帶及糜棱巖化帶,為巖漿期后熱液成礦提供了構(gòu)造條件,從而形成本區(qū)巖漿熱液型金、鎢鉬等礦產(chǎn)。產(chǎn)于與華力西期中酸性巖體有關(guān)的金礦,以460式中型金礦、霍勒扎德蓋東小型金礦床、掃子山小型金礦床為代表,形成時代為華力西中期。3)白山—狼娃山華力西期Fe-Au成礦亞帶該成礦亞帶地處明水巖漿弧,呈近東西向條帶狀展布,其北與紅石山裂谷帶相毗鄰,南至破城山基底推覆帶,以白山—斷條山深大斷裂帶為界,以鐵、金為主的礦化強烈。已發(fā)現(xiàn)中型鐵礦1處,小型鐵礦1處,鐵礦點4處;小型金礦1處,金礦點9處。成礦類型以海相火山巖型為主,并伴有巖漿熱液型金出現(xiàn),金成礦作用集中在華力西中晚期,具明顯的區(qū)域性成礦特征,金礦集中分布在下石炭統(tǒng)掃子山組、白山組火山巖和華力西期中酸性(石英閃長巖、花崗閃長巖)侵入巖體內(nèi)外接觸帶中,金成礦受含礦建造、巖漿活動和構(gòu)造控制,其代表礦床有狼娃山礦床;鐵礦產(chǎn)于下石炭統(tǒng)白山組流紋質(zhì)熔凝灰?guī)r及火山角礫巖中,以狼娃山鐵礦床為代表,金、鐵礦形成時代均為華力西中晚期。4)星星峽—旱山華力西期Au-Fe-Cu-Pb-ZnAg-W—白云母成礦亞帶該成礦亞帶北鄰白山金、鐵成礦帶,南以星星峽—明水—旱山近東西向展布的深大斷裂帶為界,呈近東西向條帶狀展布,以金、鐵、鎢、錫、銀、鉛鋅、鉻、銅礦為主,已發(fā)現(xiàn)中型礦床1處;小型礦床7處;礦點9處。成礦類型主要為海相火山巖型、沉積變質(zhì)型、云英巖型、巖漿型等。分別以南金山金礦、白山泉鐵礦、紅尖兵山黑鎢礦、乎爾格里銀多金屬礦等為代表。長城系以發(fā)育巖漿型鉛鋅(金、銀)、鎢(鉬)、銅(鐵)礦點為特征。成礦主要與碳酸鹽巖建造和加里東—華力西期中酸性巖漿熱液成礦作用有關(guān),在巖體和圍巖接觸帶或構(gòu)造斷裂破碎帶內(nèi),形成金、銀、鉛鋅、銅、鐵、鎢(鉬)、錫等礦化。石炭系以發(fā)育構(gòu)造蝕變巖型、海相火山巖型金礦床為特征。成礦與華力西晚期火山(英安凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)砂礫巖)—次火山(流紋斑巖、英安斑巖)熱液成礦作用和變質(zhì)巖系有關(guān),并受層位、巖性、構(gòu)造蝕變破碎帶(韌性剪切帶)控制,以含金石英脈的形式產(chǎn)于巖體或圍巖接觸帶中,形成馬莊山構(gòu)造蝕變巖型金礦床、南金山海相火山巖型金礦床,成礦形成時代為印支早期(殷先明,2008)。5)紅柳河華力西期Au-Ag-Pb-Zn-Fe(Cu)-Rb成礦亞帶該成礦亞帶北以黑山梁—照壁山—鯉魚梁為界,南以方山口北—馬蓮井南一帶為界,楔狀,向西延入新疆境內(nèi)后,呈東寬西窄的帶狀延伸。以金礦為主,鉛鋅、鐵礦次之。共發(fā)現(xiàn)中型金礦1處,小型金礦2處;小型鉛鋅礦1處,鐵銅礦點3處。新發(fā)現(xiàn)國寶山大型銣礦產(chǎn)于華力西期花崗巖體中,屬巖漿熱液型。金礦主要分布于紅柳河弧后盆地西北緣,金礦體賦存于華力西期花崗巖體和下二疊統(tǒng)雙堡塘組火山碎屑巖的構(gòu)造斷裂破碎帶(糜棱巖帶)中,代表礦床有大照壁金銅礦床、金窩子金礦床,屬巖漿熱液型,形成時代為華力西期。在弧后盆地的中南部位(鹽池東—雙堡塘)形成了若干東西向箕狀斷陷盆地,在箕底的斷裂部位形成與次火山巖和中基性火山噴發(fā)有關(guān)的鐵礦,而在箕狀盆地的淺水部位則形成沉積型赤鐵礦。這兩種類型鐵礦受后期熱液作用改造而進一步富集成礦,代表性礦點有芨芨臺子山鐵礦點?？蓪⒓t柳河、玉石山等地作為尋找鎳礦的礦集區(qū),同時也應注意在該蛇綠巖帶中尋找綠巖型金礦床。6)勒巴泉—公婆泉加里東期—華力西期CuFe-Mn-P—硫鐵礦成礦亞帶該成礦亞帶地處公婆泉島弧帶,北以明水—旱山近EW向展布的深大斷裂帶為界,南以那拉提—紅柳河—牛圈子—洗腸井縫合帶南界為界。以銅為主,其次是鐵、錳、磷、硫鐵礦。已發(fā)現(xiàn)中型礦床1處,小型礦床3處,礦點21處。成礦類型主要以斑巖型為主,次為熱液型、沉積變質(zhì)型、沉積改造型等,分別以公婆泉銅礦、紅星山鐵礦和七一山硫鐵礦、塔水磷礦點、白川錳礦點為代表。7)方山口—鷹嘴紅山前寒武紀—印支期FePb-Zn-Au-Cu-Ni-Mo-Mn-Ag-V-U-P—重晶石、螢石成礦亞帶該成礦亞帶地處早古生代柳園裂谷的北緣,北以方山口北—馬蓮井南一帶為界,南以古堡泉—紅山井深大斷裂帶或韌性剪切變形帶為界,呈近東西向條帶狀展布,成礦作用發(fā)育,礦產(chǎn)資源豐富。以鐵、鉛鋅、金、銅、鎳、鉬、錳、銀、磷、重晶石、螢石礦為主,同時共伴生釩、鈾、砷礦。共發(fā)現(xiàn)和評價大型礦床2處;中型礦床9處;小型礦床19處;礦點41處。在方山口一帶早古生代為陸棚濱淺海區(qū),以沉積改造型和沉積變質(zhì)型磷、釩、鈾、錳等礦床為主,代表礦床主要有:方山口磷、釩、鈾礦、西雙鷹山磷礦、玉石山南鐵錳礦。與華力西期超鎂鐵—鎂鐵雜巖體有關(guān)的巖漿熱液型銅(鎳)以黑山中型銅(鎳)礦床為代表;與華力西—印支期花崗質(zhì)巖漿熱液成礦作用有關(guān)的夕卡巖型銅礦以輝銅山銅礦床為代表;與華力西期花崗質(zhì)巖漿熱液成礦作用有關(guān)的矽卡巖型(接觸交代型)鉛鋅礦以花牛山中型鉛鋅礦床為代表;與華力西中、晚期火山熱液成礦作用有關(guān)的巖漿熱液型金礦以拾金坡小型金礦床為代表;與變質(zhì)巖系(含鐵硅質(zhì)巖)有關(guān)的沉積變質(zhì)型鐵礦以紅山鐵礦鐵礦床為代表。8)小獨山—白山堂華力西期W-Au(Ag)-Cu(Pb-Zn)-Fe-Mo-Cr-REE-菱鎂礦—螢石成礦亞帶該成礦亞帶地處早古生代柳園裂谷的南緣,北以古堡泉—紅山井深大斷裂帶或韌性剪切變形帶為界,南以波羅湖—石板墩—鼎新深大斷裂帶(柳園裂谷的南界)為界,西與新疆北山陸緣裂谷帶毗連,呈近東西向條帶狀展布,以鎢、金、銅、鐵、鉬、菱鎂礦、螢石礦為主,共伴生鉛鋅、銀。共發(fā)現(xiàn)和勘查礦產(chǎn)地60處,其中大型礦床2處;中型礦床4處;小型礦床15處;礦點39處。該帶西端以金、銅、鎢、鉬為主,含礦建造與巖漿熱液有關(guān)的巖漿熱液型礦床以紅山井南小型金鎢鉬礦床、金場溝金銀礦床、白山鎢礦為代表;含礦建造與海相火山巖有關(guān)的海相火山巖型礦床以老金廠小型金礦床、紅山井鉬礦為代表。該帶東端礦化以銅、鐵、鉛、鋅、金為主,含礦建造與華力西晚期流紋斑巖體有關(guān)的斑巖型銅礦以白山堂中型銅(鉛)礦床為代表;與華力西期巖漿熱液成礦作用有關(guān)的夕卡巖型(或熱液型)鐵銅礦以大紅山鐵銅礦、石板泉鐵礦、二道紅山鐵礦、堿泉子鐵礦等為代表;與花崗巖有關(guān)的脈狀鎢礦以玉山鎢礦為代表。9)橋灣—西鉛爐子加里東—華力西期Au-FeW-Pb-Zn-Cu-硼—鉀鹽成礦亞帶該成礦亞帶地處敦煌陸塊,北以波羅湖—石板墩—鼎新深大斷裂帶為界,南以阿爾金區(qū)域性深大斷裂為界,基本與敦煌基底雜巖隆起相吻合。帶內(nèi)發(fā)現(xiàn)的礦產(chǎn)主要為金、鐵、鎢錫(鉬)礦等,次為鉀鹽、硼礦、鋰礦。已發(fā)現(xiàn)和評價的礦產(chǎn)地56處,其中有中型礦床1處,小型礦床6處,礦點49處。含礦建造與花崗—綠巖和構(gòu)造蝕變巖破碎帶(巖漿熱液)有關(guān)的金礦(中型1處,小型3處,礦點20處)成礦類型主要為花崗—綠巖型(構(gòu)造蝕變巖型)、巖漿熱液型,以小西弓、躍進山、白墩子、金廟溝金礦為代表。含礦建造與沉積變質(zhì)和巖漿熱液成礦作用有關(guān)的鐵礦(小型2處,礦點10處)成礦類型主要為沉積變質(zhì)型、巖漿熱液型,以分別塔水鐵礦點、安北鐵礦為代表。含礦建造與花崗巖有關(guān)的脈狀鎢錫(鉬)礦(小型1處、礦點2處)以華窯山鎢錫礦為代表。含礦建造與現(xiàn)代鹽湖有關(guān)的沉積型(現(xiàn)代鹽湖型)鉀鹽(礦點7處)、硼礦(礦點7處)以西湖、條湖硼、鉀鹽礦(鋰礦)為代表。10)鳴沙山—雙塔華力西期Au-Pb-Zn-P成礦亞帶該成礦亞帶西起鳴沙山,東經(jīng)甜水井到青山子,南止青山頭范圍內(nèi)。礦產(chǎn)主要為金、磷、鉛、鋅、鐵礦等,發(fā)現(xiàn)礦產(chǎn)地9處,其中中型礦床1處,小型礦床l處,礦點7處,代表性礦床(點)為小宛南山金礦、羅雅楚山磷礦、截山廟鋅礦點、旱峽口鐵礦點等,其金礦形成與變質(zhì)熱液活動有關(guān),屬變質(zhì)熱液型金礦;磷、鐵礦與沉積變質(zhì)成礦作用有關(guān),屬沉積變質(zhì)型磷、鐵礦;鉛鋅礦與加里東期中酸性巖漿活動有關(guān),屬熱液(脈狀)型。11)阿克塞—好不拉元古代(華力西期)Pb-ZnCu-Fe—硫鐵礦—白云母成礦亞帶該帶是一個特殊的成礦亞帶,沿阿爾金山斷裂帶分布,省內(nèi)是西自阿爾金山西,經(jīng)阿爾金山到肅北縣城。該帶位于敦煌地塊南緣阿爾金走滑斷裂帶上,出露前震旦紀敦煌巖群。主要礦產(chǎn)以鉛鋅、鐵、硫鐵礦為主,已發(fā)現(xiàn)和評價礦產(chǎn)地7處,其中小型礦床5處,礦點2處。深變質(zhì)的敦煌巖群是鉛鋅多金屬礦產(chǎn)的賦礦層位,在相同的賦礦層位中已發(fā)現(xiàn)了掉石溝鉛鋅礦、土達坂鉛鋅礦等。鐵礦主要產(chǎn)于元古代變質(zhì)碎屑巖和碳酸鹽巖中,屬于沉積變質(zhì)型,一般品位不高,規(guī)模小型。銅礦產(chǎn)在化石溝華力西期的酸性斑巖體的斷裂帶上,目前勘查已達小型規(guī)模。白云母礦是在穿插于華力西期的中酸性巖體的偉晶巖脈中。3成礦控制因素上述各類礦產(chǎn)的產(chǎn)出和分布,是受大地構(gòu)造運動發(fā)展旋回、成礦環(huán)境、成礦建造、巖漿活動及地質(zhì)構(gòu)造諸因素控制的,現(xiàn)將本區(qū)主要成礦因素分析、探討如下:3.1加里東旋回前6期中的礦產(chǎn)該區(qū)自古元古代以來,經(jīng)歷了從五臺—晉寧至喜山等7個成礦構(gòu)造旋回。各旋回幾乎都有不同類型礦產(chǎn)形成,但由于各旋回所處的構(gòu)造發(fā)展階段、成礦地質(zhì)環(huán)境、背景不同,因而在形成礦種、礦床類型及系列組合上各具顯著差異。1)五臺—晉寧成礦旋回該旋回在南帶敦煌地塊及北帶準噶爾地塊東延地帶均處于古陸核形成階段,主要由古元古代斜長角閃片麻巖、變粒巖、黑云石英片巖組成。其原巖應為一套中基性火山巖、雜碎屑巖、粘土巖。一般Au、Ag、As、Pb元素含量較地殼平均值高,構(gòu)成后期金銀成礦的重要礦源層。此階段在塔里木陸核北緣處于被動陸緣裂陷海盆,形成中新元古代穩(wěn)定型沉積蓋層。所見礦種和礦床類型比較簡單,主要為沉積(變質(zhì))型錳礦、鐵錳礦及鐵礦。2)加里東旋回該旋回表現(xiàn)為元古代古陸的裂解—洋化—閉和演化,形成的礦種和礦床類型大體有3類:(1)與裂谷及深斷裂帶基性超基性巖有關(guān)的巖漿型銅鎳、鉻礦;(2)與巖漿巖帶中酸性巖體及熱液作用有關(guān)的銣、鎢、錫礦;(3)與被動陸緣中深海沉積(變質(zhì))作用有關(guān)的鐵錳礦。3)華力西成礦旋回該旋回處于加里東運動之后所形成北山大陸的開、合演化期,成礦環(huán)境復雜,形成的礦種較多,礦床類型多樣,是北山地區(qū)成礦的高峰期。主要礦種有銅、鎳、鉻、鈦、鐵、鉛、鋅、金、銀、鎢、錫、稀有(銣、鈮、鉭)等13種。其中:銅、鎳、鉻、鈦巖漿型礦床:主要受控于紅石山裂谷帶蛇綠巖套下部基性—超基性雜巖帶,及紅柳河縫合帶蛇綠雜巖中。鐵礦(有兩種類型):(1)火山—沉積型鐵礦,產(chǎn)于紅石山蛇綠巖套上部火山—硅質(zhì)建造及弧間火山沉積洼地火山—泥硅質(zhì)建造中;(2)火山巖型鐵礦,主要產(chǎn)于明水火山弧中酸性火山熔巖中。金銀礦(有3種礦床類型):(1)火山巖型金礦,產(chǎn)于明水火山巖島弧,受控于火山噴發(fā)中心中酸性次火山巖;(2)熱液石英脈型金礦,受控于韌性剪切帶及構(gòu)造破碎帶,并與深熔埃達克巖或偏堿性A型花崗巖類有關(guān);(3)火山沉積—熱液改造型金礦,主要產(chǎn)于弧間沉積洼地,受中酸性火山碎屑沉積巖礦源層和埃達克巖的雙重控制,如南金山金(銀)礦床。鎢、錫、銅、鉛鋅、稀有礦床,主要受巖漿弧中酸性巖體控制,如黑山梁、紅尖兵山鎢礦,明錫山錫礦,公婆泉、白山堂銅礦和國寶山銣礦等。4)印支成礦旋回此旋回處于華力西造山之后整個華北大陸形成階段。形成的礦產(chǎn)主要有金(銀)、鉛、鋅礦。金(銀)礦,主要為熱液石英脈—蝕變巖型金礦,與印支期埃達克巖侵入活動有關(guān),如金窩子金礦。鉛鋅礦,屬夕卡巖型,與印支期花崗巖類侵入作用有關(guān),如花牛山鉛鋅礦床。5)燕山成礦旋回該旋回,整個北山地區(qū)已進入盆—山構(gòu)造階段,在一些斷陷盆地,形成侏羅紀煤礦。6)喜山旋回此時北山地區(qū)處于抬升剝蝕和準平原化階段,僅局部形成第四紀金、鎢砂礦和現(xiàn)代湖泊蒸發(fā)鹽類礦床,如西湖硼礦等。3.2營毛反砂礦點北山地區(qū),含礦層位較多,從老到新主要有以下層位:(1)長城系古硐井群(ChG)為長石石英砂巖、石英砂巖、變砂巖、千枚巖、大理巖組成的碎屑—泥巖、碳酸鹽建造,在營毛沱一帶見夾薄層狀磁鐵礦層,已構(gòu)成營毛沱鐵礦點。(2)薊縣系平頭山組(JxP)穩(wěn)定型砂泥質(zhì)—碳酸鹽建造中產(chǎn)鐵錳礦,如馬鬃山錳礦。(3)青白口系大豁落山組(Qhd)上部泥砂質(zhì)碎屑巖建造中產(chǎn)層狀磁鐵礦,已構(gòu)成紅山鐵礦床。(4)震旦系澤魯木組穩(wěn)定型泥砂質(zhì)碎屑巖—碳酸鹽建造中產(chǎn)鐵錳礦,在大紅山一帶構(gòu)成小型錳礦。(5)寒武系下統(tǒng)雙鷹山組(∈(6)寒武系中—上統(tǒng)西雙鷹山組(∈(7)下石炭統(tǒng)白山組(∈(8)中上石炭統(tǒng)掃子山組(C(9)中侏羅水西溝組(J(10)第四系殘坡積及內(nèi)陸河湖現(xiàn)代沉積層中產(chǎn)金、鎢砂礦及鹽類沉積礦產(chǎn)。3.3巖石學基本特征侵入巖是內(nèi)生礦產(chǎn)的重要控礦條件。北山地區(qū)侵入巖分布甚廣,巖石類型復雜,從超基性、基性—中酸性、酸性—堿性、富堿性各類侵入體都有分布,不同環(huán)境下生成不同類型的侵入巖具有不同的成礦特征。1)拉張裂谷及深大斷裂環(huán)境的基性—超基性侵入巖:在區(qū)內(nèi)主要沿四頂黑山—雙溝山斷裂帶、紅石山裂谷、紅柳河蛇綠巖帶、柳園裂谷石板墩斷裂帶及阿爾金蛇綠巖帶分布,多呈不規(guī)則巖株、巖瘤、巖墻、巖脈狀產(chǎn)出。巖石類型,按其基性程度和m/f比值,大體分為以下兩類:(1)富鎂質(zhì)基性—超基性巖:主要包括純橄巖、斜輝橄欖巖、二輝橄欖巖,富含鎂質(zhì),m/f值一般>6.5。此類超基性巖多與鉻、鎳成礦有關(guān)。如紅石山產(chǎn)于純橄巖中的巖漿分異型鉻鐵礦床,礦體一般透鏡狀、豆莢狀產(chǎn)于巖體邊部及頂部或底部,與圍巖邊界清楚。(2)鐵質(zhì)超基性巖:主要包括橄欖巖、橄輝巖、輝石巖及角閃巖,較酸性,SiO2)島弧中酸性侵入巖:主要包括島弧或巖漿弧環(huán)境生成的閃長巖類和花崗巖類,巖石類型有閃長巖、花崗閃長巖、斜長花崗巖、二長花崗巖等,一般呈深成復合巖基和巖株產(chǎn)出。該類侵入巖似與鐵、銅、鉛、鋅、鎢、鉬、錫、稀有(銣、鈮、鉭)礦產(chǎn)關(guān)系密切。主要表現(xiàn)有下列成礦作用和礦床類型生成:(1)巖漿型稀有金屬礦床:這類礦床在北山地區(qū)較為突出,主要與深成花崗巖、二長花崗巖有關(guān)。如公婆泉以東產(chǎn)于加里東中期黑云母花崗巖中的內(nèi)蒙七一山式銣、鎢、錫多金屬礦床;玉石山地區(qū)產(chǎn)于華力西中期二長花崗巖中的國寶山銣礦;廟廟井華力西晚期花崗巖中鈮、鉭礦;潘家井華力西中晚期偉晶巖型鈮礦點等。(2)與中酸性侵入巖體有關(guān)的熱液型鎢、錫、金礦:如紅尖兵山產(chǎn)于華力西中期石英閃長巖外接觸帶中的云英巖—石英脈型黑鎢礦;明錫山產(chǎn)于華力西中晚期花崗閃長巖中的脈型錫礦及雙尖山—狼娃山一帶金礦等均與中酸性巖體侵入形成的熱液流體有關(guān)。(3)與巖體侵入作用有關(guān)的夕卡巖型鐵、銅、鉛、鋅、鎢礦床,如狼娃山一帶由華力西期二長花崗巖侵入產(chǎn)生的含礦熱液與石碳系白山組內(nèi)灰?guī)r或富鈣巖石交代生成的夕卡巖型磁鐵礦疊加于火山巖型鐵礦之上;花牛山夕卡巖型鉛鋅礦、輝銅山銅礦、五峰山夕卡巖型鐵礦等,均系華力西中晚期中酸性侵入巖與不同層位碳酸鹽巖發(fā)生熱液交代作用的產(chǎn)物。(4)與淺成—超淺成侵入巖有關(guān)的斑巖型銅礦床:如公婆泉與華力西中晚期花崗閃長斑巖、石英閃長斑巖、斜長花崗巖有關(guān)的斑巖型銅礦和白山堂華力西中期流紋斑巖有關(guān)的斑巖銅礦。礦化均產(chǎn)于斑巖體的內(nèi)外接觸帶或巖體中,顯示成礦與斑巖的密切關(guān)系。3)后造山大陸型鈣堿—偏堿性侵入巖:主要形成于華力西晚期—印支期陸內(nèi)拉張環(huán)境,巖石類型有石英閃長巖、英云閃長巖及鉀長花崗巖,與其相關(guān)的礦產(chǎn)主要為金、銀、銅、鉛礦。如北帶460—掃子山一帶發(fā)育的熱液石英脈型和構(gòu)造—蝕變巖型金、銅礦,多產(chǎn)于石英閃長巖(埃達克巖)體的內(nèi)外接觸帶;金窩子石英脈型金礦、明水西金、鉛礦等也都與此類巖體有關(guān),充分顯示這類巖體的成金潛力。而雙尖山—狼娃山一帶石英脈型金礦,則與鉀長花崗巖關(guān)系密切。以上各類侵入巖,雖產(chǎn)生于不同旋回和期次,但在成礦特征上差異不大,成礦種屬主要決定于構(gòu)造環(huán)境和巖石類型。3.4剪切帶和斷裂帶北山地區(qū)控礦構(gòu)造主要反映在區(qū)域性斷裂帶和韌性剪切帶上,它不僅是劃分成礦區(qū)帶的基礎(chǔ),而且是控制礦田或礦床的主要因素。其次是與其伴生或配套的次級斷裂,它既為成礦熱液的運移提供了通道,同時為成礦物質(zhì)的富集沉淀提供了容礦場所。1)區(qū)域性斷裂控礦區(qū)內(nèi)區(qū)域性控礦斷裂帶主要有如下幾條:(1)四頂黑山—雙溝山近EW向深大斷裂帶:由NWW向主斷裂和分枝斷裂組成,主要控制四頂黑山超基性巖體和銅、鎳、硫化物礦床的分布。(2)掃子山—紅石山EW的韌性剪切帶:控制460等金窩子式熱液石英脈—蝕變巖型金(銀)礦田的分布,含礦石英脈總體與剪切帶方向一致。(3)白山—狼娃山EW向斷裂帶:控制雙尖山—狼娃山金礦帶的分布。(4)南金山近EW向斷裂帶:是南金山金礦床成礦的重要控制因素,礦化產(chǎn)出與主斷裂及NE向配套斷裂一致。(5)拉那提—紅柳河蛇綠混雜巖帶:主要控制與蛇綠巖有關(guān)的黑山硫化物銅、鎳礦床和紅柳河鈦磁鐵礦床。(6)駱駝山—石板墩NEE向斷裂帶:由主干斷裂和一系列NE、NW向配套斷裂組成,主要控制新—老金廠金礦和花南溝銅鐵礦以及五峰山鐵礦、花牛山鉛鋅礦成礦巖體的侵入和分布。(7)小孤山—半灘北山NEE向斷裂帶:由一系列平行斷裂組成,主要控制小西弓金礦的分布。(8)阿爾金NEE向走滑斷裂帶:由一系列平行和斜接的次級斷裂組成多期復活性斷裂帶;西段阿爾金地區(qū)見有蛇綠巖出露。主要控制薊縣系含錳巖系及與蛇綠巖有關(guān)的蛇紋巖礦、石棉礦,對某些銅、金、硫鐵礦的分布也產(chǎn)生重要影響,如化石溝斑巖銅礦、寒山、鷹咀山、車路溝金礦等,即分別受控于分枝斷裂或與北祁連斷裂系統(tǒng)的交會部位。2)次級斷裂控礦與主斷裂相配套的次級斷裂往往是直接控制礦體的主要斷裂,這一特征在本區(qū)表現(xiàn)的更為明顯,如南金山金礦北礦帶,主要礦體大部受EW向主斷裂與NE向次級斷裂組成的帚狀構(gòu)造西端收斂部位控制;狼娃山金礦礦體多與近EW向主壓斷裂相配套的NW和NE向剪性斷裂相一致;紅尖兵山含黑鎢礦石英脈,亦沿與EW向主斷裂派生的NE向低級斷裂呈帚狀撒開,如此等等均說明低級斷裂對成礦更起直接熔巖作用。3.5變質(zhì)作用與成礦作用1)區(qū)域變質(zhì)作用與成礦北山地區(qū)廣泛發(fā)育不同變質(zhì)程度的區(qū)域變質(zhì)巖。涉及的變質(zhì)地層從新太古界—古生界;不同時代的地層,其所經(jīng)歷的變質(zhì)作用和變質(zhì)程度明顯不同。(1)新太古—下元古代敦煌巖群,系由區(qū)域動力熱流變質(zhì)作用形成的綠片巖—角閃巖相變質(zhì),屬中壓相系。巖石類型主要為斜長角閃片麻巖、變粒巖和黑云石英片巖,變質(zhì)礦物組合為斜長石+黑云母+角閃石+石英。該類變質(zhì)作用與本區(qū)成礦關(guān)系不大。(2)中元古界,為低溫動力變質(zhì)作用引起的低綠片巖相變質(zhì),陸緣碎屑巖一般形成石英巖、變砂巖;泥砂質(zhì)巖變?yōu)榘鍘r、千枚巖;碳酸鹽巖變?yōu)榇罄韼r、結(jié)晶灰?guī)r,硅質(zhì)巖變?yōu)槲⒕r等。經(jīng)該類變質(zhì)作用,原沉積型鐵礦、鐵錳礦圍巖和礦石均遭受一定程度變質(zhì)和改造,鐵錳礦石出現(xiàn)微粒狀結(jié)構(gòu)和鱗片變晶結(jié)構(gòu),西脈穿插構(gòu)造,從而形成沉積變質(zhì)型礦床或沉積—改造型礦床。(3)古生界,變質(zhì)作用和變質(zhì)程度與中新元古界相同,為區(qū)域低溫動力變質(zhì)作用生成的低綠片巖相變質(zhì)。經(jīng)變質(zhì)后,原碎屑巖多變?yōu)樽冑|(zhì)砂巖、板巖、千枚巖;中基性火山巖出現(xiàn)綠泥石、綠簾石、陽起石等新生礦物,結(jié)構(gòu)上出現(xiàn)變余火山巖結(jié)構(gòu),凝灰?guī)r出現(xiàn)鱗片變晶結(jié)構(gòu);中酸性火山巖、長英質(zhì)礦物出現(xiàn)絹云母,暗色組分變?yōu)榫G泥石,組構(gòu)上變?yōu)樽冇嘟Y(jié)構(gòu)、微片理化構(gòu)造,從而形成各類變質(zhì)火山巖?？偟淖冑|(zhì)礦物組合有絹云母、綠泥石、綠簾石、陽起石、方解石、石英等。該類變質(zhì)作用,一般不形成重要礦產(chǎn),僅對某些沉積型礦床起一定程度改造作用。如紅石山一帶產(chǎn)于石炭系白山組、掃子山組火山—硅質(zhì)巖建造中的鐵礦,變質(zhì)成為石英磁鐵礦或磁鐵石英巖礦石。2)動力變質(zhì)作用與成礦動力變質(zhì)作用分脆性變質(zhì)與塑性變質(zhì)。脆性動力變質(zhì)系指在地殼淺層次由斷裂變形所產(chǎn)生的糜棱巖系列,如構(gòu)造角礫巖、糜棱巖、碎裂巖等,這類糜棱巖化帶在北山各主要斷裂帶多可見及,一般對熱液成礦具重要控制作用。如掃子山斷裂帶內(nèi)石英閃長巖體中產(chǎn)生的EW向、NE、NW向3組斷裂搓碎糜棱巖化帶對金的成礦即起嚴格的控制作用,糜棱巖帶即為礦體;小西弓、新老金廠近EW向主斷裂帶中的金礦體,也與這類變質(zhì)作用密切相關(guān)。塑性變形變質(zhì)是在地殼深層發(fā)生的變形變質(zhì)作用,形成韌性剪切帶,主要表現(xiàn)為強烈的片理化和密集的微型撓曲變形,并出現(xiàn)綠片巖相變質(zhì)。此類韌性剪切帶在北山各板塊拼合帶及區(qū)域斷裂帶均有發(fā)育,且與脆性變性變質(zhì)作用相伴出現(xiàn),一般具重要控巖控礦作用。如紅石山韌性剪切帶、紅柳河—馬鬃山脆韌性剪切帶,即分別對460一帶含礦巖體、金礦化及黑山、紅柳河含礦超基性巖體的侵入,有明顯控制作用。3)熱接觸變質(zhì)作用當巖體侵入碎屑巖時,在巖體外接觸帶常形成角巖或角巖化巖石,一般控礦意義不大。如460巖體周邊的角巖化粉細砂巖。4)汽—液變質(zhì)作用系指由于巖體侵入或火山噴發(fā)形成的熱水溶液或含礦熱液,沿巖體內(nèi)外接觸帶及其附近的斷裂,裂隙系統(tǒng)循環(huán)、運移,并與巖石發(fā)生交代作用而形成的變質(zhì)巖,即圍巖蝕變。區(qū)內(nèi)蝕變類型繁多,因巖體與圍巖性質(zhì)而異,基性巖中常見綠泥石化、綠簾石化、蛇紋石化、青盤巖化;酸性巖中主要有絹云母化、硅化、次生石英巖化、云英巖化、黃鐵礦化;碳酸鹽中常見透輝石化、夕卡巖化等,常與礦化作用相伴生,蝕變的規(guī)模和強度可間接指示成礦作用的強弱,因而具重要控礦和找礦意義。4區(qū)域采礦法根據(jù)北山地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造特征、各類主要成礦控制因素分析及區(qū)域礦產(chǎn)分布情況,試對本區(qū)成礦規(guī)律作如下初步探討。4.1成礦時段分布北山地區(qū)是甘肅重要成礦區(qū)之一,礦種較多,產(chǎn)地廣布,類型多樣。目前發(fā)現(xiàn)的主要礦種有鐵、錳、鉻、鎳、銅、鉛、鋅、鎢、錫、金、銀、銣、鈮、鉭、硫鐵、磷、釩、鈾、重晶石、煤等20種。已知主要礦產(chǎn)地289處(表2),其中成型礦床88處,占30.45%;礦點201處,占69.55%。各成礦時段產(chǎn)出率見圖2。由礦產(chǎn)地規(guī)模結(jié)構(gòu)圖(圖2)可以看出,晚古生代居首(占58.48%),其次為早古生代(占16.26%)、前寒武紀(占10.73%)、中生代(占8.30%)及新生代(占6.23%)。形成以華力西期為最高峰值(占58.48%)的偏正態(tài)分布規(guī)律特征(圖3)。4.2晚古生代礦種前寒武紀有鐵、錳、鉛、鋅、鎢、鉬、銅、硫鐵礦8種,其中以鐵、錳礦為主。早古生代礦種有鐵、錳、磷、銅、鎳、鉛、鋅、金、螢石、重晶石10種,以鐵、銅、磷為主。晚古生代礦種有鐵、銅、鉻、金、銀、鎢、鉬、錫、鉛、鋅、錳、稀土、重晶石、螢石、菱鎂礦等15種。以鐵、金、銅為主,次為鎢、錫、鉻。中生代已知礦種金、銀、鐵、鉛、鋅、銻、螢石、煤等8種,以金為主。新生代礦種有金(砂)、鎢(砂)、鐵、硼、鉀鹽等5種,以鹽類和砂礦為主。總之,前寒武紀礦種組合簡單,以鐵、錳為主,早古生代較為復雜,以鐵、銅、磷為主,到晚古生代最為復雜,以鐵、金、銅、鎢為主。至中—新生代,變的簡單,以砂礦和鹽類礦產(chǎn)為主。總的變化趨勢是從前寒武紀—古生代—中新生代礦種組合由簡單→復雜→簡單,由一般黑色金屬鐵、錳礦組合→黑色、有色金屬、貴重、稀有礦種組合→鹽類礦種組合。4.3地質(zhì)地質(zhì)及產(chǎn)出地質(zhì)情況(1)巖漿型銅、鎳、鉻、鈦、釩礦主要沿板塊縫合帶蛇綠巖帶及區(qū)域性深大斷裂帶分布,受基性—超基性巖帶控制。如北山北帶紅石山蛇綠巖帶中的紅石山鉻鐵礦,四頂黑山—雙溝山斷裂帶中的四頂黑山銅鎳礦;紅柳河—馬鬃山蛇綠巖帶的紅柳河鈦磁鐵礦,黑山銅鎳礦及駱駝山—石板墩斷裂帶的花南溝鉻鐵礦。(2)熱液和熱液交代型鐵、銅、鉛、鋅、多金屬及鎢、錫、金、稀有礦產(chǎn),主要受火山弧、巖漿弧、構(gòu)造斷裂帶控制,如明水火山弧中的狼娃山鐵礦、紅尖兵山鎢礦、南金山金礦;公婆泉巖漿弧中的公婆泉銅礦,柳園巖漿巖帶中的花牛山鉛鋅礦、輝硐山銅礦、國寶山銣礦等。(3)破碎蝕變巖型金、銀礦,主要受地塊內(nèi)斷裂帶和熱液流體控制,沿區(qū)域性斷裂分布,如小西弓金礦、新老金場金礦等。(4)外生鐵、錳、磷、釩礦產(chǎn),分兩種類型:一為正常沉積型,主要受敦煌古陸邊緣?？刂?如紅山鐵礦、馬鬃山錳礦等;二為火山—沉積型,則受裂谷帶及弧間沉積洼地控制,如紅石山一帶鐵礦及新疆境內(nèi)白山泉鐵礦等。2)地域分布北山Ⅳ級成礦帶礦床規(guī)模地域分布見圖4。由圖4可以看出,11個Ⅳ級成礦帶有礦產(chǎn)產(chǎn)出,其中方山口—鷹嘴紅山居首,小獨山—白山堂、橋灣—西鉛爐子次之。區(qū)內(nèi)Ⅲ級成礦區(qū)帶覺羅塔格—黑鷹山(Ⅲ-08)、塔里木北緣(Ⅲ-12)、磁海—公婆泉(Ⅲ-14)、敦煌(地塊)(Ⅲ-15)分別已知礦產(chǎn)地數(shù)為40、17、32、202處,各占全區(qū)289處的13.1%、5.9%、10.3%、69.7%,表明Ⅲ級敦煌地塊區(qū)為本區(qū)成礦最好,礦產(chǎn)分布最多的成礦區(qū),其次為覺羅塔格—黑鷹山礦帶,再次為磁海—公婆泉礦帶。敦煌(地塊)(Ⅲ-15)礦帶:位于拉那提—紅柳河板塊結(jié)合帶—阿爾金斷裂帶之間的廣大地區(qū),在構(gòu)造上北部紅山—馬鬃山一帶屬柳園裂谷北緣中—上元古界基底隆起帶和寒武紀被動陸緣分布區(qū),是沉積—變質(zhì)型鐵、錳、磷、重晶石礦的重要礦帶;中北部為柳園裂谷帶是熱液交代和熱液型銅、鐵、鉛、鋅、金、稀有金屬有利礦帶;南部地塊區(qū)是熱液型鐵和破碎蝕變巖型金、銀成礦帶。覺羅塔格—黑鷹山(Ⅲ-08)礦帶:位于北山北部,南金山推覆斷裂以北地區(qū),屬額濟納—北山弧盆系,中部紅石山一帶為裂谷蛇綠巖帶,是鉻、鐵、金、銀礦的重要成礦帶,南東為島弧或巖漿弧,是鐵、鎢、錫、金、銀的成礦帶。磁?！湃?Ⅲ-14)礦帶:位于南金山推覆斷裂以南—紅柳河板塊結(jié)合帶之間,構(gòu)造上屬公婆泉島弧區(qū),是銅、金的重要成礦帶。4.4前寒武紀礦產(chǎn)地質(zhì)點及產(chǎn)出礦點成礦作用的不同表現(xiàn),反映在礦床類型上,更是復雜多樣,甚至對某些礦床的成因歸類,目前仍在討論中。基于此種情況,以《重要礦產(chǎn)預測類型劃分方案》2)各成礦時段各成礦類型中成礦物質(zhì)結(jié)構(gòu)與產(chǎn)出規(guī)律熱液型鎢、鉬、鉛鋅、鐵、銅、金、錳、螢石、重晶石、硫鐵礦礦產(chǎn)地85處,其中成型礦床24處;礦點61處,占29.41%,巖漿熱液型金、銀、錫、鐵、銻、稀土礦礦產(chǎn)地51處,其中成型