甘肃省阿克塞县独山子铜、金矿地质特征及找矿标志

王金国

（1.甘肃省地矿局第二勘查院，甘肃 兰州 730020）

甘肃省阿克塞县独山子铜、金矿位于甘肃省西部，属甘肃省阿克塞哈萨克族自治县所辖。由敦（煌）—格（尔木）公路花海子公路段295公里处的团结乡转向东，经65公里简易公路到建设乡（塔喀尔巴斯陶），再经60公里的戈壁及沟谷地到工区。是甘肃省地矿局第二地质矿产勘查院通过地质、物探、化探、遥感等勘查手段和综合研究发现并评价的铜、金矿点。有进一步深入探索意义。

1 区域地质背景

1.1 地层

矿区处于祁连山加里东褶皱带，加里东褶皱带具明显的三分构造格局，由北祁连海槽、中祁连隆起（岛弧）、南祁连弧后洋盆组成完整的沟弧盆系，矿区处于中祁连海槽与南祁连弧后洋盆的接触带靠近中祁连海槽的一侧。

测区地层区划属昆仑秦岭分区、南祁连小区，出露地层有下元古界、奥陶系、志留系、石炭系、三叠系、侏罗系和白垩系等，现由老到新分述如下：

下元古界下岩组：分布在月牙湖以西，出露范围较小，岩性主要有：含石榴石二云石英片岩、钙质黑云斜长片麻岩、黑云斜长角闪岩以及大理岩。

1.1.1 奥陶系（O）

在全区分布最广，为整个党河南山的主体，东起东红沟，西至扎子沟，呈北西～南东向展布，宽约10千米，主要由中基性、中酸性火山岩、灰岩、砂岩、砾岩、板岩等组成，分为下统及中～上统，各统之间均为整合接触，连续沉积。

下统吾力沟群：分布于小红沟以西，为一套火山岩系，由基性向中酸性分异的近火山口相沉积，中部夹碎屑岩，顶部有厚层灰岩。

中～上统盐池湾组：广泛分布于党河南山山脊，为陆源碎屑沉积，以砾岩、砂岩、板岩为主夹厚层灰岩或扁豆体，构成复理石式韵律，上部在局部地段有中酸性火山岩；其下与吾力沟群以巨厚碎屑岩的起始为界。

1.1.2 志留系（S）

下统巴罗根郭勒群主要分布于党河南山的北坡山前，西至吾力沟，东至半截沟一带分布，岩性为灰绿色、暗绿色、浅紫色不等粒杂砂岩、粉砂岩夹板岩、含砾杂砂岩、千枚岩、凝灰岩等。

中志留统中基性火山岩组在测区南部零星分布，岩性为灰绿色千枚岩与绿泥片岩互层及灰绿色安山岩质凝灰岩、杏仁状玄武岩，内夹白色大理岩透镜体。

1.1.3 石炭系（C）

石炭系下统分布于党河南山南坡，上部为深灰色厚层灰岩、泥灰岩，下部为砂岩、页岩夹灰岩，含石膏，在上部层位的底部含一层石英砾岩或粗砂岩。

1.1.4 侏罗系中统窑街组（J2y）

含砾粗砂岩、砂岩、泥灰岩、页岩夹油页岩和煤。

1.1.5 上第三系（N1）及第四系（Q）

分布于党河南山南北两坡山前。上第三系（N1）主要为碎屑岩、泥质岩，第四系（Q）主要有冲洪积物、冰碛物、残坡积物组成，在第四系洪积与冲积中普遍含有砂金。

1.2 构造

矿区在区域上位于乌兰达坂挤压带，断裂和褶皱都很发育，均呈北西—南东向展布。

断裂多发生在不同地层单元或不同岩性之间，多具分叉合并现象，主要有：

（1）清水沟—大冰沟断裂长近110公里，走向300°。在扎子沟西断裂发生在志留系中统砂岩组与加里东晚期花岗闪长岩之间，附近岩石破碎较为剧烈，均成粉末状，花岗闪长岩中有绿泥石化、绿帘石化等蚀变，断层线成舒缓波状。

（2）清水沟南—玉勒昆且干尔德断裂，与清水沟—大冰沟断裂平行，二者相距4-5公里，断裂发生在下志留统与中志留统之间，断裂带内岩石破碎甚为强烈，大部分构造岩成粉末状，破碎带宽十几米到200米，断裂面北东倾倾角50°左右。

清水沟南一带夹于以上两断裂之间的断裂十分发育，与两断裂时分时合，为压性断裂面的分叉断层。

褶皱有清水沟南向斜，位于清水沟脑南侧山脊处，发生于志留系下统砂板岩组内，向斜核部由下志留统砂板岩组组成，翼部为下志留统变质砂岩组构成，两翼不对称。

1.3 岩浆岩

岩浆岩以加里东晚期中酸性侵入岩为主。总体上看，在党河南山西段扎子沟一带侵入岩强烈发育，形成巨大的花岗闪长岩体，是矿区铜、金矿的含矿围岩。

扎子沟岩体，属加里东早期侵入，出露面积约350km2，为一较大岩基，据岩石结构可划分为中心相和边缘相，两者为渐变。边缘相岩性单一，为中粒花岗闪长岩，岩石为灰色或淡肉红色，中粒花岗结构，块状构造；中心相包括中粗粒似斑状花岗闪长岩，似斑状结构，块状构造。中粒似斑状二长花岗岩，岩石新鲜面为淡肉红色，斑状结构块状构造。侵位于奥陶系地层，部分被古近系所覆盖或与其呈断层接触，在与奥陶系基性火山岩的接触带上，可见岩体呈网脉状切穿围岩以及捕虏体同化基性火山岩现象，亦可见到围岩发生角岩化以及岩体周围受围岩混染现象。扎子沟花岗闪长岩体属晚震旦纪至寒武纪时期，侵入于中祁连地块及南缘造山带上的碰撞隆起Ⅰ型花岗岩，结晶深度约11km，岩浆源于基性岩浆与由古老火山岩地壳选择性重熔出的酸性岩浆的混合（长安大学、2000年研究成果）。

在党河南山东段一带侵入岩较不发育，多形成一些较小的岩枝或岩株，均侵入于奥陶系。岩性有花岗闪长岩、石英闪长岩和二长花岗岩。

侵入岩围岩普遍具有角岩化蚀变，在区内伴随着岩浆活动，小岩株铜金矿化普遍可见，与小黑刺沟斑岩型铜矿有关的侵入岩是在花岗闪长岩。

脉岩主要有花岗斑岩脉（γπ）、闪长玢岩脉（δμ）、辉绿岩脉（βμ）和石英脉脉（ρ）和花岗岩脉（γ）等。

1.4 地球物理异常特征

中国地质勘查技术院1990年完成的1：200万航磁资料反映出磁异常范围与扎子沟花岗闪长岩体相吻合，异常呈长椭圆形，长轴北西—南东向，峰值尖锐，最高值75nT。

1.5 矿产

区内的矿产主要有金、铜、锑、砂金、石膏和煤等。其中砂金在矿区内十分发育，沟沟都有砂金；铜矿在区内目前仅见小的矿（化）点。

近几年，通过我院在党河南山的不断努力，现已发现金、铜和锑等多种矿产。如黑刺沟金矿、贾公台金矿、振兴梁金矿、小黑刺沟铜矿、东洞沟金矿、狼查沟金矿、红石山金锑矿等10多处矿床（点）。

2 矿区地质特征

2.1 地层

矿区出露地层为中志留统中基性火山岩组及第四系，其中中志留统中基性火山岩组分布在南部，第四系也主要分布于南部，少部分见于北部花岗闪长岩岩体中的沟系。现分述如下：

矿区自南向北地层有中志留统中基性火山岩组（S2a）灰绿色砂岩、千枚岩互层。是矿区出露范围最大的地层。再向北是深灰绿色、暗绿色安山质凝灰岩，夹有灰白色大理岩透镜体。在安山质凝灰岩中局部可见孔雀石化，出露范围小，明显受裂隙率的控制，即裂隙越发育则矿化也越强。地层产状稳定，产状：60°∠50°。

图1 倾向玫瑰花图

2.2 构造

矿区的断层以北西-南东向位于花岗闪长岩岩体与安山质凝灰岩的接触部位的逆断层为主，该断层自115勘探线以东明显出露，而在115勘探线以西则被第四系残坡积物所覆盖。在花岗闪长岩岩体中有由区域断裂和该逆断层引起的次级断层、节理裂隙，次级断层的走向是北北西-南南东向、北西-南东向，其中多夹有孔雀石矿化的石英细脉，矿区铜、金矿体的延伸就受控于这两组走向的断层。节理发育有多组，以北西、西和北东倾向的为主。经过统计97组节理，制作出倾向玫瑰花图（图2-1）。

图中明显显示出有三组节理比较发育：其中北西倾向275°～330°∠40°～80°和西倾247°～265°∠45°～71°的两组节理为成矿优势节理，含矿好，节理面上一般具有黄铁矿化、孔雀石化等矿化，且最为发育。北东倾向17°～50°∠50°～70°的节理含矿性差。以节理的发育程度以及蚀变等特征可在花岗闪长岩中划分出两个矿化蚀变带，分别是Ⅰ、Ⅱ矿化蚀变带。

2.3 岩浆岩

矿区岩浆岩为加里东晚期侵入的扎子沟花岗闪长岩岩体 的东南边缘地带，岩体的岩性比较稳定，根据岩石斑晶的粒度可划分为中细粒相和中粗粒相，两者为渐变关系，与南边的中志留统安山质凝灰岩呈逆断层接触关系。花岗闪长岩岩体在矿区出露范围较大，铜、金矿体就赋存在中细粒花岗闪长岩中的矿化蚀变带内。位于花岗闪长岩与地层接触部位的逆断层是矿区的主要断层，其产状：22°∠41°。花岗闪长岩中小断层、节理和小裂隙较为发育。

2.4 对“伴矿”岩体特征的初步认识

根据以上矿床特征的描述可看出独山子铜、金矿的矿床类型与斑岩型铜矿床较为类似，下面从伴矿岩体的地质特征、化学特征两方面与我国斑岩型铜矿做初步的比较。

2.4.1 “伴矿”岩体的规模、形态、产状

同国外大多数斑岩铜矿“伴矿”岩体相似，据一般统计，国内所有成型斑岩铜矿“伴矿”岩体主要是小岩体，均在10Km2以下，主要岩体均小于或远远小于1Km2。与矿化关系密切的侵入体是小岩株、小岩筒、小岩钟，岩墙、岩脉等，而不是大岩体（岩基）。独山子铜、金矿的围岩为扎子沟大岩体（岩基）的边部的花岗闪长岩，由于研究程度低，“伴矿”岩体是否是该岩基或其分异体还有待进一步研究。这一特点与国内、国外斑岩铜矿的特征不相符。

2.4.2 “伴矿”岩体形成深度的认识

（1）斑岩铜矿床的伴矿岩体为或超浅成岩体，该矿床的伴矿岩体为花岗闪长岩，也是超浅成岩体。

（2） Fe2O3/FeO比值相对大小

小区域（矿田、矿带）内，不同岩体的岩石中氧化系数（Fe2O3/FeO比值）相对大小可以作为判别“伴矿”岩体形成深度的一种参考标志。将独山子铜金矿与德兴矿田做对比，列表（表2-1）如下：

从上表可以看出独山子花岗闪长斑岩的氧化系数与超浅成侵入体的氧化系数接近，初步把独山子花岗闪长斑岩划分为超浅成侵入体范畴。

2.4.3 “伴矿”岩体岩石化学特征

（1）“伴矿”岩体的岩系范畴

我国斑岩铜矿“伴矿”岩体大部分属于钙碱性系列。实际上，我国一些斑岩铜矿“伴矿”岩体的钙碱指数却跨于51～61范围，独山子铜金矿“伴矿”岩体就属于钙性（CA＞61）。钙碱指数（CA）数值反应岩体演化特征，一般产于大型褶曲带或者伴随有区域性变质的造山带内的岩石属钙质的。

（2）“伴矿”岩体岩石化学特征

独山子铜金矿“伴矿”岩体岩石与我国已知斑岩铜矿床“伴矿”岩体岩石一致，即：二氧化硅过饱和、碱性至弱酸性。SiO2含量在60%～70%之间，碱质（K2O+Na2O）为6.27%在6%～8.5%之间。

① SiO2含量均值为65.9%。

表2-1 Fe2O3/FeO比值相对大小对比表

表2-2 岩体与我国斑岩铜矿做比较列表

② 碱质（K2O+Na2O）为6.02%，小型矿床（点）碱质等于或略小于7以及大于8%。

③ 钾质及钾钠质比值

我国大型、超大型矿床“伴矿”斑岩体的K2O值多为4%±（大于平均值）；K2O/Na2O比值变化于0.33～2.59之间。独山子铜金矿K2O均值为2.47%，K2O/Na2O比值0.7。

④ 硅碱比值：SiO2/K2O+Na2O

我国主要矿床“伴矿”斑岩体硅碱比值8～9.5，小型矿床（矿点）或是小于8.5或大于9.8，独山子铜金矿硅碱比值大于9.8。

⑤ 碱硅比值：K2O/SiO2

独山子铜金矿碱硅比值为0.038，也在我国斑岩铜矿碱硅比值范围0.025～0.096之内。

⑥ 铝碱比值Al2O3/CaO+K2O+Na2O为1.50，也是较低，与我国情况一致。

⑦组合指数σ＝（K2O+Na2O）2/SiO2-43

独山子铜金矿“伴矿”岩体的组合指数（σ）值为1.63，这与斑岩铜矿“伴矿”岩体组合指数（σ）较低相一致。

将该矿床“伴矿”岩体与我国斑岩铜矿“伴矿”岩体作比较列表（表2-2）如下：

以上论述可以看出除少数特征与斑岩铜矿不相符外，其余均较为吻合，认为该矿床类型与斑岩型类似。

3 矿体特征

矿区矿化、蚀变受北西-南东向断裂构造控制，自北向南划分为Ⅰ、Ⅱ两个矿化蚀变带。对矿化蚀变带进行系统的地表工程揭露，共圈定出铜矿体4条，金矿体2条，矿体为北西-南东走向，倾向北东，倾角陡倾，产状：40°～70°∠50°～66°，矿体呈似层状、透镜状。矿体的赋矿岩石以中细粒花岗闪长岩为主，其次为石英脉。

4 控矿因素及矿床成因

4.1 根据以上的论述初步认为该矿点的矿床类型为高-中温热液细脉浸染型，即斑岩型铜、金矿。

4.2 找矿标志

（1）花岗闪长岩

在矿区几乎所有的铜、金矿化位于花岗闪长岩中，并且是接触带附近的岩体。另外，在岩体南的安山质凝灰岩中有零星的孔雀石化。

（2）花岗闪长岩中的蚀变带

在矿区几乎所有的铜、金矿化位于花岗闪长岩中的蚀变带中，蚀变带具有明显的褪色特征，并且有钾长石化、绿泥石化、绿帘石化、硅化、高岭土化等多种蚀变。

（3）节理和裂隙

节理和小裂隙是矿区的重要的找矿标志之一，在发育（裂隙率在大于5）的地段常见到孔雀石化、黄铁矿化，矿化主要分布在节理和小裂隙面上。经统计，裂隙率大于10，铜的含量一般大于0.1%，并且与铜的品位成正比。

（4）石英脉

石英脉中常具有孔雀石化，另外可见辉钼矿化，两种矿化呈团块状、星点状。石英脉在矿区分布较广，主要位于断层破碎带以及裂隙中，其中破碎带中的石英脉较宽，而裂隙中为细脉，但延伸都较短。

（5）黄铜矿化、孔雀石、黄铁矿

以上三种矿化也是矿区的重要找矿标志，前者是两者是直接找矿标志，后者是间接找矿标志，常见它们共生，主要分布于节理和小裂隙面上，呈星点状，团块状，另外黄铜矿化、孔雀石也见于石英脉中。铜蓝也是一种直接找矿标志，在矿区较为稀少。

（6）土壤及岩屑地球化学标志

通常是Cu、Mo、W、Sn、Sb、Au、Ag、As、Pb、Zn、Mn、Ba和Co等元素异常组合，这一组合对找矿具有直接的指示意义。

4.3 控矿因素

（1）花岗闪长岩的分布范围以及和地层的接触带控制着矿化蚀变的展布和范围。根据斑岩型铜矿的成矿理论，成矿作用通常与中-酸性岩关系密切；岩体的产状、形态对矿化带、矿体的形成起着十分重要的作用。岩浆活动为矿床的形成提供了热源和矿质。

（2）断层是矿区的主要控矿因素，包括矿体的展布和延伸长度。

（3）节理和小裂隙也是主要的控矿因素，铜金矿化主要分布在节理和小裂隙面上，裂隙率明显和铜金品位呈正相关。

断层、节理和小裂隙为矿床的形成提供了空间。

5 结论

矿区西南侧的众多化探金异常由于覆盖大而没有进行工程揭露，深部找矿具有很大的潜力。因此，对矿区继续开展地质勘查找矿工作，有望进一步扩大矿床规模。

[1]张新虎，刘建宏，徐家乐，等.再论甘肃板块构造[J].甘肃地质学报，2005，14（2）：1-9.

[2]张新虎，汤中立，刘建宏，等.甘肃省矿床成矿系列研究[J].甘肃地质，2009，18（4）：1-15.

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