甘肃省肃南县红尖一带重晶石及多金属矿矿床成因及找矿方向

岳海龙，王恒山

（甘肃省地质矿产勘查开发局第四地质矿产勘查院，甘肃 酒泉 735000）

甘肃省肃南县位于酒泉市219°方位，直距65km处，地处祁连山西段，山势陡峻巍峨，属高山区，海拔在3000m～4300m，高差在800m～1000m之间，地形陡峻，切割较深，区域内属大陆性高山气候，冬春季长而冷，夏秋季短而凉爽，日平均最高气温12℃，最低达零下25℃，年平均气温0.6℃，昼夜温差较大，主要水系为北大河，全年平均降水量为339.6mm。1956年西北地质局六七九队八分队对硫磺山一带进行了调查，据当地牧民报矿，找到了重晶石及多金属矿矿点，因当时交通不便，勘查环境恶劣，未进行工作[1]。

直到2011年，河北地质五队对红尖一带铜及多金属矿进行了普查工作，通过开展1:5万水系沉积物测量20km2，1:10000地质测量7.5km2，1:10000地化综合剖面5.5km，钻探349.40m等工作，虽然大致查明了勘查区地层分布、岩性、厚度变化的特征，但对矿体的追索、控制程度不够，对区内的构造及其与矿体的关系研究不够，对控矿地质条件和成矿规律的认识欠深入研究，为此提出甘肃省肃南县红尖一带重晶石及多金属矿矿床成因及找矿方向研究，为甘肃省肃南县红尖一带重晶石及多金属矿进一步勘查及开采提供理论理解。

1 甘肃省肃南县红尖一带重晶石及多金属矿矿床成因

在认真分析前人科研和地勘资料的基础上，结合相关勘查成果，认为区内至少存在两期成矿作用的叠加富集，形成了红尖重晶石及多金属矿床。早期为元古代海底火山喷流沉积型重晶石矿床及海底火山喷流沉积型菱铁矿矿床；晚期为加里东期热液型叠加改造型铜矿床及热液型叠加改造型铅矿床。此次对甘肃省肃南县红尖一带重晶石及多金属矿矿床成因从五方面进行分析，如下图所示。

1.1 地层作用

甘肃省肃南县红尖一带重晶石及多金属矿矿体呈层状、似层状产于厚层千枚岩中，整合接触，界线清楚，严格受地层层位控制。区域地层属秦祁昆地层大区、北祁连地层区、北祁连地层分区。出露地层较为齐全，总体呈北西—南东向展布，且矿区内出露地层较为简单，主要有长城系朱龙关群桦树沟组、青白口系龚岔群五个山组、石炭系羊虎沟组及第四系全新统，与区域构造线方向近于一致，倾向195°～220°，倾角20°～40°，局部可达60°，是勘查区主要的赋矿层位。经对比，可将区内地层划分为三个岩段，一段岩处于局限海盆里的氧化—还原环境，岩性为一套低绿片岩相的千枚岩夹重晶石及铁矿层，是主要的赋矿层位；二岩段为一套浅变质陆源碎屑岩夹碳酸盐岩组合，处于氧化—还原环境，反映了多次海进、海退的沉积韵律，出露岩性上部为灰白色绢云千枚岩，中部为灰白色钙质千枚岩夹灰岩透镜体，下部为石英岩；三岩段主要为一套中基性火山岩，出露岩性主要为灰绿色安山岩。含矿地层具类复理式碎屑岩建造，常见矿石矿物呈它形粒状分布于脉石矿物间，具条带状、与岩层平行的原生层纹状构造，沉积特征明显。

1.2 构造作用

从加里东晚期开始，桦树沟组随造山运动逐渐发生褶皱变动，形成了牛毛泉子～桦树沟～斑赛尔山复背斜及同期NWW向断裂带。在随后发生的构造叠加及热液改造作用下，造成了地层及矿体的强烈褶皱和热液叠加蚀变特征。矿区位于北祁连加里东褶皱系北缘—陶勒山褶冲断带内，构造以断层为主，褶皱不发育，断层对地层的破坏作用比较明显。矿区地表未见规模较大的褶皱，仅见次生构造作用形成的挠曲和揉皱，规模甚小，形态复杂；断层按断层性质可分为逆断层、平移断层和性质不明断层；推覆构造地质体为青白口系龚岔群五个山组黄褐色白云岩，该地层分布于山脊顶部，受地形侵蚀切割，构成飞来峰，断面与下伏地层呈波状起伏。断层、褶皱、推覆等构造为矿区内较大规模的构造运动，与成矿关系较大。

1.3 变质作用

矿区内变质岩的分布多呈北西走向，与加里东褶皱岩系相吻合，变质作用和构造变形作用密不可分，表明变质作用类型主要为区域低温动力变质作用。根据变质矿物组合(绢云母+绿泥石)，确定勘查区在区域上位于绢云母化、绿泥石化浅变质带。主要表现为与区域变质作用相伴的热（进化）变质叠加后，再与强变形有关的动力变质叠加。变质程度以低绿片岩相为主，不同地段略有差异。形成的主要变质岩有各类千枚岩、大理岩、石英岩以及变质铁矿等。呈不等厚互层或夹层产出，在同一范围内相互平行，整合接触，延展范围较大，为矿区内矿床形成提供了良好的变质条件。

1.4 火山活动

矿石在化学成分上，常量元素Si、Mn、Ba含量偏高，Al、Ti、P等含量偏低，与陆源沉积物特征相反。而微量元素Ag、Au、As等高于地壳平均含量，反映了热液作用的特点，说明矿床成因与火山活动有关。长城系朱龙关群熬油沟组下岩组中有少量基性熔岩及凝灰岩在南湾子-大龙孔呈带状分布；奥陶系阴沟群上岩组火山岩以中基性为主，主要沿走廊南山南坡的山前断裂带分布，岩石普遍具杏仁状构造，属海底喷发岩。

矿区上侵入岩岩性复杂，从超基性岩到酸性岩均有出露，其中基性、超基性岩与洋壳残片、俯冲杂岩一起产出，构成北祁连蛇绿混杂岩带的一部分。矿区上酸性侵入岩与“桦树沟”式铁矿形成关系不大，但与“小柳沟式”矽卡岩型钨钼矿成矿关系密切，小柳沟钨矿区地表有花岗岩脉出露，深部有隐伏二长花岗岩体存在，火山活动不仅为小柳沟钨矿成矿提供了热源，同时也提供了成矿物质，并有铜钼矿化，柳沟峡铁铜矿区闪长玢岩岩墙外接触带发育有钙铁榴石-阳起石矽卡岩型铜矿化。

1.5 围岩蚀变

围岩蚀变是甘肃省肃南县红尖一带重晶石及多金属矿成矿过程中改造围岩的特有现象和必然结果，同时也是主要成矿成因之一，矿区主要蚀变有绢云母化、褐铁矿化、硅化、碳酸盐化及绿泥石化。

碳酸盐化是矿区一种较为普遍的蚀变，白云石或方解石呈细脉状、薄膜状填充在岩石裂隙中，并使岩石中的铁、镁矿物受到碳酸盐的交代作用，使岩石硬度变低、颜色变浅；硅化主要分布于含矿岩石及其围岩中，在矿带内形成大小不等的石英细脉，并使围岩石英含量增加、岩石硬度增高，是矿区内一种重要的蚀变作用，对矿化有很强的指示作用；绿泥石化呈细小纤维状、鳞片状集合体分布于岩石的节理、裂隙面上，主要分布于矿区南侧安山岩中；绢云母化沿岩石裂隙面呈细小鳞片状集合体分布，使岩石整体具不同程度的千枚状构造。矿石中交代蚀变现象明显，各种细脉穿插普遍，多有后期铜矿和铅矿的形成和重结晶作用，反映了后期热液叠加作用。

除此之外，从高硫现象和硫与铜、铅的正相关关系，说明铜、铅矿石和硫的分布，与原始海底火山沉积过程中的元素分带有关。在后期热液改造和构造变形中，含铜和铅硫化物气液经渗透和迁移，进一步富集而形成铜矿和铅矿。

2 甘肃省肃南县红尖一带重晶石及多金属矿找矿方向

在对甘肃省肃南县红尖一带重晶石及多金属矿地质勘查过程中，发现矿区东北部累计见重晶石矿33.20m，且在相同标高和纬度下，累计见矿57m，根据层位对比和产出部位推测，矿体在矿区东北部附近转弯，走向由原来的300°转为240°左右，该区域有明显的重晶石矿化现象；矿区西北部的钨矿矿体得到有效控制，结合综合研究成果推测，位于沉积盆地的中心部位，矿体向西可能延伸至1500m；此外在矿区西南部钻孔多处见有黄铜矿化及方铅矿化，浸染状分布与菱铁重晶石矿石中，厚度1.29m～4.18m，Cu品位0.22%～1.43%，Pb品位0.39%～3.08%，因此矿区西南部是寻找多金属矿的有利地段。通过分析完成对甘肃省肃南县红尖一带重晶石及多金属矿找矿方向研究

3 结语

此次对甘肃省肃南县红尖一带重晶石及多金属矿矿床成因及找矿方向进行了研究，并取得了一定的研究成果，对矿区后续开采及勘查工作的开展奠定了基础，此外对重晶石及多金属矿研究具有一定的借鉴意义。由于此次研究时间有限，在甘肃省肃南县红尖一带重晶石及多金属矿找矿方面未对具体找矿标志进行分析，今后还需在该方面进行深入研究。