甘肃北山铅炉子沟地区金属矿成矿规律及矿产预测

刘彦良,高 雅,谢洪春,何海蛟

(甘肃省有色地质调查院,甘肃兰州 730000)

0 引言

研究区位于甘肃省酒泉市金塔县境内，前人主要完成了1∶20万区调、1∶25万区调和1∶5万区调等工作，笔者等2010年承担了《甘肃省金塔县铅炉子沟地区1∶5万矿产远景调查》项目，先后完成了1∶5万遥感地质解译及异常提取、1∶5万高精度磁法测量、1∶5万水系沉积物测量以及矿点检查等工作。研究区虽然完成了比较系统的区域地质调查和矿产勘查评价工作，但总体上来说，地质工作程度相对较低：聂凤军和江思宏(2002)对研究区以北的区域成矿规律做了研究，但侧重于内蒙古境内的金矿方面；左国朝等(2003)从板块理论的角度对北山板块的成矿规律做了简单分析；殷勇和殷先明(2008)基于1∶25万区域资料，对整个北山地区的成矿规律进行了粗略的总结；冯罡等(2015)对整个北山地区的钨锡钼稀有金属矿成前景进行了研究。本文将在综合分析本次工作以及以往区域资料的基础上，系统总结研究区的成矿规律，划分成矿远景区，圈定找矿靶区，并进行金属矿产找矿预测，以期对该地区进一步找矿提供新的资料和参考。

1 区域地质成矿背景

研究区大地构造上处于塔里木-中朝板块北缘大陆边缘区柳园-穿山驯前陆成矿带东南段(何世平等，2002)，是塔里木-中朝板块和柴达木-祁连板块的结合部位(图1a)，是我国著名的多金属成矿带(张新虎，2007)。其北东以红柳河-牛圈子-洗肠井早古生代缝合带为界与西伯利亚-哈萨克斯坦板块相邻，南西以阿克塞-马鬃山深大断裂为界与柴达木-祁连板块相接，呈北西西向带状展布。研究区经历了从前长城纪基底形成，从长城纪到志留纪祁连从塔里木-中朝板块南缘裂解-软碰撞从而形成沟-弧-盆体系，再到晚古生代以来发展为逆冲推覆造山，中新生代进入陆内演化等演化过程，长期剧烈的地质构造活动为金属矿床的形成创造了良好的成矿条件，形成了丰富的矿产资源(左国朝等，2003)。在过去的几十年中，区内先后发现铁镍钨钼砷锑铜铅锌金银等几十种金属矿产和大理岩、石英岩、萤石矿等非金属矿产，特别是玉山大型钨矿床、白山堂中型铜矿床、小西弓中型金矿床等的发现和开发利用，为国家奉献了宝贵的矿产资源(郭晓东等，2002；惠卫东等，2013；于明杰等，2014；祁振辉和曹俊，2014；雷一兰，2017)。

图1 研究区大地构造位置图(a)及矿产地质简图(b)(据何世平等，2002；冯罡等，2015；刘彦良等，2018修改)Fig.1 Sketch showing tectonic setting (a) and geology (b) of the study area (modified from He et al.,2002;Feng et al., 2015;Liu et al.，2018)1-第四系；2-下白垩统新民堡群；3-下白垩统赤金堡组；4-中下三叠统二断井组；5-中二叠统方山口组；6-下二叠统双堡塘组；7-上石碳统甘泉组；8-蓟县系平头山组；9-长城系铅炉子沟群；10-长城系古硐井群；11-二叠纪细粒正长花岗岩；12-二叠纪细粒正长花岗斑岩；13-二叠纪细粒辉长岩；14-石炭纪细粒二长花岗岩；15-石炭纪细粒二长花岗斑岩；16-石炭纪细粒角闪石石英闪长岩；17-石炭纪细粒角闪石辉长岩；18-石炭纪花岗岩；19-石炭纪闪长岩；20-石炭纪肉红色中粒正长花岗岩；21-花岗闪长岩脉；22-花岗岩脉；23-花岗闪长斑岩脉；24-石英脉；25-闪长岩脉；26-辉绿/灰绿岩脉；27-实测地层整合界线及侵入接触界线；28-实测地层不整合界线；29-实测正断层；30-实测逆断层；31-实测平移断层；32-实测性质不明断层；33-区域逆冲断裂；34-铁矿；35-锰矿；36-铜矿；37-铅矿；38-镍矿；39-铅锌矿；40-铅铜矿；41-金矿；42-辉锑矿；43-萤石矿；44-大型矿床；45-中型矿床；46-小型矿床；47-矿点；48-矿化点；49-Ⅰ级构造分区界线；50-Ⅱ级构造分区界线；51-西伯利亚-哈萨克斯坦板块；52-塔里木-中朝板块；53-磁海-红柳园-白山堂晚古生代陆内裂谷(柳园-穿山驯前陆)带；54-双鹰山-马鬃山弧后盆地；55-敦煌基底杂岩隆起(微地块)；56-龙首山基底杂岩带；57-柴达木-祁连板块；58-玉石山-小红山华力西期中酸性岩浆带；59-小铁山-双堡塘-大红山华力西期中酸性岩浆带；60-俞家山-俞井子-俄博庙晚古生代陆内裂谷火山岩带；61-营盘大墩-穿山驯华力西中酸性岩浆带；62-敦煌基底杂岩隆起带；63-东铅炉子华力西中酸性岩浆带1-Quaternary；2-Lower Cretaceous Xinminbu Group；3-Lower Cretaceous Chijinbu Formation；4-Low-Middle Triassic Erduanjing Formation；5-Middle Permian Fangshankou Formation；6-Low Permian Shuangbutang Formation；7-Upper Carboniferous Ganquan Formation；8-Jixian System Pingtoushan Formation；9-Changcheng System Qianluzigou Group；10-Changcheng System Gutongjing Group；11-Permian fine grained syenogranite；12-Permian fine-grained syenogranite porphyry；13-Permian fine-grained gabbro；14-Carboniferous fine-grained monzogranite；15-Carboniferous fine-grained monzonitic porphyry；16-Carboniferous fine grained hornblende quartz diorite；17-Carboniferous fine-grained hornblende gabbro；18-Carboniferous granite；19-Carboniferous diorite；20-Carboniferous flesh red medium grain syenogranite；21-granodiorite vein；22-granite vein；23-granodiorite porphyry vein；24-quartz vein；25-diorite vein；26-diabase (vein)；27-measured stratigraphic conformity boundary and intrusive contact boundary；28-measured unconformity boundary；29-measured normal fault；30-measured reverse fault；31-measured parallel fault；32-measured unknown fault；33-regional thrust fault；34-iron mine；35-manganese mine；36-copper mine；37-lead mine；38-nickel mine；39-lead-zinc mine；40-lead-copper mine；41-gold mine；42-stibnite mine；43-fluorite mine；44-large deposit；45-medium deposit；46-small deposit；47-ore spot；48-mineralization site；49-boundary of first-order structure；50-boundary of second-order structure；51-Siberia-Kazakhstan Plate；52-Tarim-Sino-Korean plate；53-Cihai-Hongliuyuan-Baishantang Late Paleozoic intra-continental rift(Liuyuan-chuanshanxun foreland belt)；54-Shuangyingshan-Mazongshan back arc basin；55-Dunhuang base complex uplift (micro block)；56-Longshoushan basement complex belt；57-Qaidam-Qilian Plate；58-Yushishan-Xiaohongshan Variscan intermediate-acidic magmatic zone；59-Xiaotieshan-Shangbutang-Dahongshan Variscan intermediate-acidic magmatic zone；60-Yujiashan-Yujingzi-Ebomiao Paleozoic intra-continental rift magmatic zone；61-Yingpandadun-Chuanshanxun Variscan intermediate-acidic magmatic zone；62-Uplift of Dunhuang basal complex；63-East Qianluzigou Variscan intermediate-acidic magmatic zone

研究区内地层主要有长城系古硐井群(ChG)、长城系铅炉子沟群(ChQ)、蓟县系平头山组(Jx2p)、干泉组(C2g)、二叠系双堡塘组(P1sp)、方山口组(P2f)、三叠系二断井组(T1-2ed)、白垩系赤金堡组(K1c)、新民堡群(K1x)及第四系(Q)等。区内可划分出磁海-红柳园-白山堂晚古生代陆内裂谷带、敦煌微地块2个二级构造单元，玉石山-小红山华力西中酸性岩浆带、小铁山-双堡塘-大红山华力西中酸性岩浆带、俞家山-俞井子-俄博庙晚古生代陆内裂谷火山岩带、营盘大墩-穿山驯华力西中酸性岩浆带、敦煌基底杂岩隆起带、东铅炉子华力西中酸性岩浆带6个三级构造单元。区内岩浆活动强烈，并与金属矿产关系密切；变质岩主要分布在元古宇和古生界。

2 成矿地质条件

2.1 地层条件

研究区内地层一方面控制着沉积矿产，另一方面特定的地层为金属矿产提供了矿源(杨合群等，2008)。

中元古界变质碎屑岩和中基性火山岩建造普遍含较高的Fe、Mn、Pb、Zn、Au、Ag、As、W、Sn等，为后期沉积变质型Fe、Mn矿、热液蚀变型Pb、Zn、Ag、As、W、Sn矿和石英脉型Au、W提供了良好的矿源层(司雪峰等，2001；赵振明等，2010)。石炭纪、二叠纪发生多次构造运动与岩浆活动，将初步富集的成矿元素再次活化、富集形成具有层控属性的热液矿床，如赋存于长城系铅炉子沟群的西铅炉子铜铅矿床、赋存于长城系古硐井群的墩墩山西南铁矿点、穿山驯铁矿点、营盘大墩北铁矿点、沙枣园子原生金矿点；赋存于蓟县系平头山组的小铁山东铜矿点等等；同时也是中新生代砂金矿的矿源层，如铅炉子东金矿点等。

古生界在研究区为裂谷-岛弧型建造，中酸性火山岩建造提供了良好的Fe、Mn、Cu、Pb、Zn、CaF等的矿源层。石炭系有关的矿产主要有玉石山萤石矿、马山萤石矿、野马井锰矿、俄博庙锑矿、小铁山东铁矿、双堡塘铁矿点、大红山铁矿点等。从与岩体的岩性空间关系上看，主要构造运动与岩浆活动密切相关，这些热液贯入到石炭系，因热液中含有大量的挥发份而形成矿产(刘彦良等，2018)。与二叠系有关的矿产主要为铁镍矿化，主要分布在小红山岩体和二叠纪辉长岩体周围，产于岩体与地层的内外接触带上，且都受断裂构造控制。

中新生代研究区为较稳定的沉积盆地，分别有沉积型煤矿、石膏矿、粘土矿及砂金矿等形成。

2.2 岩浆岩条件

研究区内岩浆活动强烈，与金属矿产成矿关系密切，石炭纪、二叠纪为岩浆活动高峰期，伴随火山活动形成一系列铜、铅、锌等多金属矿产(王玉往和王京彬，2005)。区内发育4条与成矿有关的岩浆岩带和1条陆内裂谷火山岩带，作为研究区的主要三级构造单元。

玉石山-小红山华力西中酸性岩浆带(Ⅱ11-1)出露的主要岩浆岩为石炭系中酸性火山岩、二叠系双堡塘组酸性火山岩、石炭纪细粒角闪石石英闪长岩、石炭纪斑状黑云母花岗闪长岩、石炭纪中细粒角闪石花岗闪长岩、石炭纪斑状二长花岗岩、石炭纪细粒二长花岗岩、二叠纪细粒辉长岩和二叠纪斑状钾长花岗岩等，这些岩浆活动与铁等金属矿以及萤石矿的形成关系密切，带内发育玉石山(萤石矿26、27)、小红山(铁矿1)、红柳峡(萤石矿28)等等。

小铁山-双堡塘-大红山华力西中酸性岩浆带(Ⅱ11-2)出露主要岩浆岩为石炭系中酸性火山岩，石炭纪细粒角闪石辉长岩、石炭纪斑状二长花岗岩、石炭纪细粒二长花岗岩和石炭纪细粒角闪石石英闪长岩等，这些岩浆活动与铜铁等金属矿的形成关系密切，带内有小铁山东(铜矿4)、小铁山东(铁矿4)、双堡塘(铁矿5)、大红山(铁矿3)等矿。

俞家山-俞井子-俄博庙晚古生代陆内裂谷火山岩带(Ⅱ11-3)出露主要岩浆岩为二叠系方山口组酸性火山岩，二叠纪细粒辉长岩、石炭纪细粒角闪石石英闪长岩、石炭纪细粒二长花岗岩和石炭纪肉红色中粒正长花岗岩等，这些岩浆活动与镍铁锰等金属矿的形成关系密切，带内有俞家山(镍矿2)、俞井子东南(铁矿20)、俞井子东(铁矿22)、俞井子东南(铁矿21)、野马井(锰矿24)等矿。

营盘大墩-穿山驯华力西中酸性岩浆带(Ⅱ21-1)出露主要岩浆岩为石炭纪中细粒角闪石花岗闪长岩，这些岩浆活动与铜铅金铁等金属矿的形成关系密切，带内有西铅炉子(铜铅矿6)、沙枣园子(毒砂矿29)、沙枣园子(金矿8)、营盘大墩北(铁矿9～11)、穿山驯(铁矿12～16)、穿山驯(金矿17)、墩墩山西南(铅矿18、19)等矿。

东铅炉子华力西中酸性岩浆带(Ⅱ21-3)出露主要岩浆岩为石炭纪斑状花岗闪长岩和石炭纪中粒二长花岗岩，这些岩浆活动与铅锌金锑等金属矿的形成关系密切，带内有铅炉子东(金矿7)、东铅炉子(铅锌矿23)、俄博庙(辉锑矿25)等矿。

2.3 构造条件

构造与区内金属矿产的形成关系密切，区内铜、铅、锌、金、铁、锰、锑、毒砂等金属矿产的分布，基本上受到区域断裂的控制，构造的多期活动不仅产生了一部分构造热液，更主要的是为成矿物质的运移、富集、沉积成矿提供了较好的导矿通道和容矿空间(左国朝等，2003；许荣科等，2010)，故与成矿关系密切的物化探异常在空间分布上也受构造体系的控制(见图2)。

图2 研究区成矿远景区及找矿靶区分布图Fig.2 Distribution of metallogenic prospective areas and ore-search targets in the study area1-地球化学综合异常范围及其编号；2-高精度磁法局部磁异常范围及其编号；3-航磁异常范围及其编号；4-1∶20万重砂异常范围及其编号；5-1∶5万重砂异常范围及其编号；6-遥感综合异常范围及其编号；7-铁矿；8-锰矿；9-铅矿；10-镍矿；11-铅锌矿；12-铅铜多金属矿；13-金矿；14-辉锑矿;15-铜矿；16-萤石矿；17-大型矿床；18-中型矿床；19-小型矿床；20-矿点；21-矿化点；22-三叠纪矿产；23-二叠纪矿产；24-石炭纪矿产；25-中低温热液矿床；26-沉积变质矿床；27-沉积砂矿床；28-接触交代矿床；29-Ⅳ级成矿亚带界线 (Ⅰ级构造分区界线)；30-Ⅴ级成矿远景区范围及编号；31-Ⅵ找矿靶区范围及编号；32-Ⅱ级构造分区界线1-range and number of comprehensive geochemical anomaly；2-range and number of local magnetic anomaly by high accurate magnetic survey；3-range and number of aeromagnetic anomaly；4-range and number of 1∶200000 placer minerals anomaly；5-range and number of 1∶50000 placer minerals anomaly；6-range and number of remote sensing comprehensive anomaly；7-iron mine；8-manganese mine;9-lead mine；10-nickel mine；11-lead-zinc mine；12-lead-copper mine；13-gold mine；14-stibnite mine；15-copper mine；16-fluorite mine；17-large deposit；18-medium deposit；19-small deposit；20-ore occurrence；21-mineralization occurrence；22-Triassic ores；23-Permian ores；24-Carboniferous ores；25-mesothermal and epithermal deposits；26-sedimentary metamorphic deposit；27-sedimentary placer deposit；28-contact metasomatic deposit；29-grade IV metallogenic subzone boundary(division boundary of grade I structure)；30-range and number of grade Ⅴ metallogenic prospect；31-range and number of grade Ⅵ prospecting target area；32-division boundary of grade Ⅱstructure

铁矿为研究区内已发现的主要矿产，产出了营盘大墩北铁矿(铁矿9～11)、穿山驯铁矿(铁矿12～16)、小铁山东(铁矿4)、双堡塘(铁矿5)、大红山(铁矿3)、俞井子东南(铁矿20)、俞井子东(铁矿22)、俞井子东南(铁矿21)等一系列中小型已开发利用的铁矿产基地。这些矿床主要分布于北西西向与北东向断裂构造带复合部位的石炭纪岩浆岩与地层接触带附近，矿床分布受这些断裂带控制显著。营盘大墩北(铁矿9～11)和俞井子(铁矿20～22)在北东-南西向挤压作用力下形成一对共轭剪节理，后期又在北东-南西向力偶作用下，由引张力作用形成张节理，经过这种轻微改造，形成二次追踪张裂隙，含矿热液沿着北西西走向和北东走向的裂隙充填富集成矿。穿山驯赤铁矿沿北西西向断裂破碎带富集，后期北东向的张裂隙比较发育，为成矿物质沉淀、富集成矿提供了空间增大、压力降低等有利条件。小铁山东铁矿产于褶皱转折端的滑脱构造中。

研究区内金矿主要为岩金矿，主要成因类型为岩浆期后热液脉型，包括铅炉子东(金矿7)、沙枣园子(金矿8)、穿山驯(金矿17)等金矿床(点)(郭晓东等，2002)，其分布具明显的分带性，主要受到北西西向断裂构造的影响并叠加了后期北北东向断裂构造的改造。金矿点或矿化点分布于东、西两个挤压破碎带内，两者呈斜列式展布，含金石英脉发育于上部长城系铅炉子沟群的破碎带内，与邻区西山煤窑、跃进山和金庙井挤压破碎带及穿山驯含金挤压破碎带，共同构成一个多字形构造体系。东部挤压破碎带总体走向为北西西向，西部挤压破碎带总体走向为北北东向，含金石英脉沿这些破碎带断续分布，构造裂隙为含金溶液提供了良好的运移通道及聚集和沉淀的场所。含金石英脉以单脉或者复脉的形式多呈雁行状排列，矿体的形态也受到北西西向或北北东向断裂构造的控制。

锰、铅、锌、铜、镍矿(化)点受北西向和北东向断裂构造的共同控制，大多产于褶皱转折端的滑脱构造或单斜地层的层间断裂中。如野马井(锰矿24)就产于双堡塘组第三岩性段形成的背斜转折端的滑脱构造中；西铅炉子(铜铅矿6)和东铅炉子(铅锌矿23)产出于铅炉子沟群第三岩组形成的单斜层的层间断裂中；墩墩山西南(铅矿18)产出于古硐井群第二岩组形成的单斜层的层间断裂中；小铁山东(铜矿4)产出于蓟县系平头山组下段形成的单斜层的层间断裂中；俞家山(镍矿2) )产出于二叠纪细粒辉长岩的构造裂隙中，这些矿体展布和矿点分布均严格受北西向断裂带的控制，但同时可见受后期北东向(局部可见转变为北北东向)断裂带构造和右行扭动等多期次构造叠加改造的特征。

辉锑矿(化)点受近东西走向断裂构造的控制，大多产于褶皱转折端的滑脱构造中，如俄博庙(辉锑矿25)产于石炭系甘泉组上岩段的褶皱转折端的滑脱构造中。矿体展布严格受近东西走向的小向斜构造控制，矿带本身就是一个复杂的断褶构造破碎带，是该矿南侧近东西走向大断裂的伴生构造。

重砂矿物异常及水系沉积物测量金属元素异常的分布具有明显的分带性，这些异常带的延伸方向及展布范围恰与北西向构造带的影响范围相一致。

非金属矿产如沙枣园子毒砂矿点、神螺山萤石矿、玉石山萤石矿、红柳峡萤石矿点等的分布亦受到北西向或北东向断裂构造的控制。

3 地球物理、地球化学、遥感异常特征

研究区航磁场值总体较弱，呈北西-南东向带状展布，自南向北呈低-高-低带状分布。花海-金塔盆地以南，航磁场值较低，中间沿北西-南东向重力梯度带，航磁场值较高，在区北东角航磁场值较低。这和区内地层、主要构造线以北西-南东向为主相吻合(安永康等，2010)。区内发现1∶20万航磁异常9处，集中分布于石板泉南-双堡塘-大湾一线之南及俞井子-营盘一线以北地区，区域上称为野马井山-尖泉子异常带，该带较稳定，异常比较集中，呈北西西向延伸。异常多和石炭纪闪长岩及花岗岩接触带的铁富集现象关系密切，为寻找隐伏铁矿提供了重要线索。如穿山驯附近的M-633及M-634异常很可能是含铁矿液沿断裂局部富集，形成穿山驯铁矿等的反映。研究区1∶5万高精度磁法异常共圈定出42个局部磁力异常(见图2)，其中CM-3-6号局部异常与穿山驯铁矿区对应，CM-8号局部异常与沙枣园子金砷矿(化)体对应且化探异常浓集，成矿潜力巨大。

研究区富集元素有Fe、Mn、Co、Ni、Pb、Zn、Cu、Bi、Sn、Ag、Mo、Au、Cr、W、As、Sb、Hg、Au、Mn等。Fe、Pb、Zn、Au、Ag、W、Sn、Cu等元素的浓度克拉克值一般为2.0～4.8，局部最高达33.6，为强分异组合的地球化学异常。Fe、Cu、Au的叠加值较大，其中Fe叠加值为14.5，Cu为5.25，Au为6.54。Au元素在长城系铅炉子群中含量较高，Ni元素在二叠纪辉长岩中含量较高，Pb元素在长城系铅炉子群、长城系古硐井群、二叠系方山口组中变化系数较大(康明等，2004；宋慈安等，2004)。1∶5万水系沉积物地球化学异常分布明显受构造和岩性控制(见图2)，主体方向呈北西向展布，大多数异常分布在构造和岩脉发育的区域。这些地球化学综合异常对找矿的指示作用是显著的，在HS-2综合异常中发现了神螺山萤石矿(16)；在HS-3综合异常中发现了小铁山东铁矿(4)、双堡塘铁矿(5)；在HS-4综合异常中发现了玉石山萤石矿(27)；在HS-8综合异常中发现了大红山铁矿(3)；在HS-11综合异常中发现了俞家山镍矿(3)；在HS-12综合异常中发现了西铅炉子铜铅矿(6)；在HS-13综合异常中发现了穿山驯(金矿17)、穿山驯(铁矿13)、穿山驯(铁矿14)、穿山驯(铁矿15)、穿山驯(铁矿16)、沙枣园子金(矿8)、沙枣园子(毒砂矿29)，铅炉子东(金矿7)等矿；在HS-18综合异常中发现了墩墩山西南铅矿(18)、墩墩山西南铁矿(19)、在HS-23综合异常中发现了俞井子东铁矿(22)、俞井子东南铁矿(20)；在HS-25综合异常中发现了东铅炉子石英矿(32)；在HS-27综合异常中发现了东铅炉子铅锌矿(23)；在HS-30综合异常中发现了俄博庙锑矿点等等；这些为下一步找矿指明了方向。

另外，1∶20万重砂综合异常对研究区内找矿有重要指示意义(见图2)：铅炉子沟锡石异常区(1)组合矿物有毒砂、曲晶石、独居石、钍石和磷钇矿等，与沙枣园子毒砂矿对应。铅炉子沟南西锡石异常区(5)组合矿物有毒砂、曲晶石、独居石和钍石等，与东铅炉子铅锌矿对应。穿山驯锡石异常区(12)矿物组合有金、方铅矿、磷钇矿、重晶石等，与穿山驯金矿对应。铅炉子沟铅族矿物异常区(3)与铅炉子沟铅矿点重叠。西铅炉子北西及南东均有铅矿物较明显的反映；穿山驯东、俞井子南等地的个别样品中有金矿物出现，这些对今后找矿提供了一定线索。

本次遥感解译工作提取遥感综合异常17处(见图2)，羟基异常约26 km2、铁染异常约54 km2。其中Y02遥感综合异常和已经发现的俞家山镍矿(2)对应；Y05遥感综合异常和Hs-8(甲)综合地球化学异常以及大红山铁矿(3)对应；Y06遥感综合异常和Hs-6(乙)综合地球化学异常以及红柳峡萤石矿(28)对应；Y08遥感综合异常和Hs-13(甲)综合地球化学异常以及沙枣园子金矿(8)、沙枣园子毒砂矿(29)对应；Y10遥感综合异常和穿山驯金矿(17)对应；Y13遥感综合异常和Hs-23(甲)综合地球化学异常以及俞井子东南铁矿(20-22)对应；Y1-4遥感综合异常和Hs-11(甲) 综合地球化学异常对应；Y14-16遥感综合异常和Hs-30(甲)综合地球化学异常相对应。这些线索对区内找矿具有一定的指导意义(彭自栋等，2015) 。

4 成矿规律

成矿规律主要表现在成矿的时空分布规律、矿产的共生关系及内在成因规律等方面，而这些规律又与成矿物质来源密切相关(刘彦良等，2018，2020)。

4.1 矿床(点)空间展布特征

研究区矿产在空间上具有成群成带集中分布的特征，主要受岩体和构造的控制。按空间分布特征及矿床地质特征可划分出2条Ⅳ级成矿亚带(苏建平和张翔，2003；张新虎，2007；秦晋昌，2008)(见图2)：

峡东-白山堂华力西期铜、金、铁、钨、钼、铅、锌成矿带(Ⅳ-10)在研究区内主要由小铁山-双堡塘铁矿成矿区、玉石山-小红山萤石、铁成矿区组成。地球化学异常上富集元素有Fe、Cu、W、Sn、Bi、Au、Ag、Pb、Zn等，衬值均大于1。Fe、Cu、Au的叠加值较大，其中Fe叠加值为14.5，Cu为5.25，Au为6.54。带内有与华力西期岩浆热液成矿作用有关的大红山、双堡塘、小铁山东、小红山等矽卡岩型铁 (铜)矿点5处，铜矿化点1处；带内已经发现萤石矿包括神螺山、玉石山、红柳峡三处；带内圈出Fe、Mn、Co、Ni、Pb、Zn、Cu、Bi、Sn、Ag、Mo、Au、Cr、W、Sb等综合地球化学异常11处，沿区域构造线方向展布，是成矿有利区带。

桥湾-西铅炉子加里东-华力西期金、铁、钨、铅、锌、铜成矿带(Ⅳ-11)在研究区内主要由俞家山镍成矿区、沙枣园子金钨砷成矿区、俞井子东南铁成矿区、俄博庙-李家黑山锑成矿区、营盘大东北铁成矿区、穿山驯-墩墩山西南铁成矿区、东铅炉子铅成矿区组成。地球化学异常有Au、Fe、W、Pb、Zn、Cu为强分异组合。以小西弓型构造蚀变岩型金矿为主，有铅炉子东、沙枣园子、穿山驯等金矿床(点)3处，有西铅炉子铜铅矿、墩墩山西南铅矿、东铅炉子铅锌矿等铜铅锌矿(化)点3处，有营盘大墩北铁矿、穿山驯铁矿、俞井子东南铁矿等铁矿床(点)6处，有俞家山镍矿、野马井锰矿、俄博庙辉锑矿等等。带内圈出W、Sn、Bi、Mo、Cu、Pb、Zn、Ag、As、Sb、Hg、Au、Mn、Fe、Ni、Cr、Co等综合地球化学异常19处，沿区域构造线方向展布，该带具有极大的找金铁矿潜力，同时也是寻找铜铅锌镍锰锑等矿的重要区带之一。

4.2 成矿时间演化规律

矿产分布特征与成矿时间有着密切的关系，不同时代成矿具有相应的赋矿地层、岩浆热液活动、地质构造等。依据地质构造发展史(左国朝等，2003；张新虎，2007；秦晋昌，2008)，结合成矿地质条件，将研究区的成矿时间演化规律探讨如下：

中元古代(吕梁-晋宁期)成矿期的变质碎屑岩和中基性火山岩建造为后期变质型矿床的形成提供了良好的矿源层，同时也形成了少量的沉积变质型、岩浆热液(脉)型的矿床(点)。这一时期的岩层在沉积过程中富集了Pb、Zn、Au、Ag、W、Sn等元素，它们的浓度克拉克值一般为2.0～4.8，最高达33.6。特别是在潮间带沉积形成的含藻席灰岩中，含上述元素更为丰富。赋存于长城系古硐井群中的穿山驯铁矿、墩墩山西南铅矿、墩墩山西南铁矿、沙枣园子原生金矿、沙枣园子毒砂矿等，赋存于长城系铅炉子沟群发育的西铅炉子铜铅矿、铅炉子东金矿、穿山驯金矿、墩墩山西南铁矿等，赋存于蓟县系平头山组的小铁山东铜矿等等，其成矿都与这一成矿期关系密切，大部分矿未在这一时期成矿定型，但已经初具雏形。如墩墩山西南铅矿赋存地层中的叠层石鉴定资料大致是8.5～7亿年，相当于长城纪早期。

早古生代(加里东期)成矿期在研究区表现为强烈挤压抬升，既没有沉积地层也少见岩浆活动，强烈的构造作用使得赋存于元古代地层中的矿点进一步活化，富集成矿，如西铅炉子铜铅矿、穿山驯金矿均可见多期次的构造改造，有早于志留纪的活化成矿痕迹，推测即为此期作用所致。

晚古生代(华力西-印支期)成矿期研究区内主要是裂谷-岛弧型建造，中酸性火山岩建造提供了良好的Fe、Mn、Cu、Pb、Zn、CaF等的矿源层。上述两个成矿期具备雏形的大多数金属矿产，都随着构造运动与岩浆活动进一步活化富集成矿并最终定型。在研究区内可见与石炭系有关的矿产主要有玉石山萤石矿、马山萤石矿、野马井锰矿、俄博庙锑矿、小铁山东铁矿、双堡塘铁矿、大红山铁矿等。与二叠系有关的矿产主要为铁镍矿，以俞井子东南铁矿和俞家山镍矿为代表。

中新生代(燕山-喜山期)研究区为较稳定的沉积盆地，分别有沉积型煤矿、石膏矿、粘土矿及砂金矿等形成。

总体来看，本区成矿演化具有明显的继承性，这和区域地球化学成果中元素富集情况在各个时代具有明显继承性完全吻合。

4.3 矿产共生组合规律

金属矿产在时间和空间的分布普遍具有不均匀性和集中性的特点，大多数内生金属矿产成矿区常出现矿产分类、聚集的现象。研究区多金属矿共生组合具有如下特点：

海相沉积-热液再造型矿产共生组合：其特征是成矿物质主要来源于中元古界海相变质碎屑岩和海相中基性火山岩建造、古生代以来的海相中酸性火山岩建造中,矿床(点)产于这些海相火山岩建造的一定层位，成矿作用受到后期特别是石炭纪-二叠纪中酸性岩浆侵入活动的热液驱动活化，形成一系列海相沉积-热液再造型金属矿床(点)，其矿床(点)的展布严格受石炭纪岩浆活动的影响和控制，同时也受北西西向和北东向构造叠加的控制。该矿产共生组合类型在区域上已经发现有玉山大型钨矿、白山堂中型铜矿等，是研究区的主要找矿方向之一。区内对应的矿种有铁、金、毒砂、锰、铜、铅、锌、辉锑矿等，可见3类主要矿产共生组合：第一类是与长城系变质碎屑岩和中基性火山岩建造有关的铜铅、铁、金、毒砂、铅、铅锌等矿床(点)共生组合(孙矿生和彭德启，2005)，主要产于铅炉子沟-穿山驯一带的长城系古硐井群、铅炉子沟群变质岩系中，铜铅多金属矿、铅锌多金属矿为同矿床共生，铁、金、毒砂、铅矿同矿带共生；第二类是与蓟县系滨海相变质碳酸盐建造有关的铁、金、铜等矿床(点)共生组合(苏建平和张翔，2003)，主要产于小铁山-大红山一带的蓟县系平头山组变质岩系中，铁、金、铜矿同矿带共生；第三类是与早古生代以来的中酸性火山岩建造有关的铁、锰、辉锑矿床(点)共生组合，主要产于俞井子-野马井-俄博庙一带的石炭系中统干泉组、二叠系下统双堡塘组、中统方山口组、三叠系上统二断井组浅变质岩系中，铁、锰、辉锑矿床(点)同矿带共生。

岩浆期后热液(脉)型矿产共生组合：其特征是成矿物质主要来源于岩浆热液作用形成的硫化物中，产于大中型岩体的周围蚀变带上，成矿作用主要与岩浆活动和构造蚀变有关，岩体的展布和出露明显的制约矿体展布和出露。矿种有铁、镍、金、铅锌、萤石矿等，可见3类共生组合：第一类是与大红山岩体有关的岩浆热液(脉)型铁、金、铅锌矿等的共生组合，主要产于大红山岩体和小铁山岩体等的构造蚀变带中，铁、金、铅锌矿同矿带共生；第二类是与小红山岩体和红柳峡岩体有关的构造热液(脉)型铁、镍、萤石矿等的共生组合，主要产于小红山岩体和红柳峡岩体周围蚀变接触带中，矿种组合为铁、镍、萤石等，为同矿带共生；第三类是与东铅炉子岩体有关的铁、铅锌等的共生组合，主要产于东铅炉子岩体周围蚀变带中，矿种组合为铁、铅锌矿等，为同矿带共生。

接触交代(矽卡岩)型矿产共生组合，成矿作用主要与华力西-印支期岩浆活动及其地层接触带关系密切，矿体常产于岩体和地层的蚀变带上，出露和展布受接触蚀变带的控制，矿体规模常受限制于接触带内碳酸盐岩的规模。区内矿种有铁、钨、萤石矿等，可见与神螺山-玉石山-小铁山岩体有关的接触交代(矽卡岩)型铁、钨、萤石矿等的共生组合，主要产于大红山岩体、小红山岩体与石炭系中统干泉组、二叠系下统双堡塘组的接触蚀变带上，铁、钨、萤石矿为同矿带共生。

5 找矿预测模型

通过对研究区典型矿床的系统剖析及区域成矿资料的详细对比研究，以典型矿床为依托，总结出了研究区内典型矿床“多位一体”找矿预测模型，见表1、2、3。

表1 海相沉积-热液再造型典型矿床找矿预测模型

6 成矿远景区

在前人研究的基础上，结合本次工作成果，主要依据成矿的地质条件、矿化蚀变标志及间接找矿标志和已知矿产的分布，综合区内各种成矿有利因素，划分成矿有利地段，按最小面积最大含矿率的原则(殷勇等，2008；刘彦良等，2018、2020)，采用经验类比法，以成矿规律图为底图，从已知到未知，确定预测远景区的边界，并按各预测区的找矿前景，将预测区划分为A、B、C类。研究区共划分出成矿远景区9处，其中A类远景区5处，B类远景区1处，C类远景区3处(见图2、表4)。

表4 成矿远景区特征划分表

7 找矿靶区

通过研究区外围典型矿床特征对比及控矿因素分析，并充分考虑避开已设矿业权范围，对成矿远景区进一步缩小找矿目标范围，明确主攻矿种，共划出找矿靶区10个，其中：A类5个，B类1个，C类4个(见图2)。其中大红山南铁Fe-A-1找矿靶区、玉石山东萤石CaF-A-2找矿靶区、俞井子东南铁Fe-A-3找矿靶区、李家黑山锑Sb-C-3找矿靶区、营盘大墩北铁Fe-A-3找矿靶区、墩墩山西南铁Fe-A-4找矿靶区具有深部寻找接触交代(矽卡岩)型铁等多金属矿产的巨大前景；玉石山东萤石CaF-A-2找矿靶区还具有深部寻找岩浆期后热液型萤石矿的前景；俞家山东南镍Ni-C-1找矿靶区具有深部寻找大型的镍硫化物矿床的前景；沙枣园子北钨W-C-2找矿靶区具有找岩浆期后热液脉型钨与砷兼顾找铜金矿的巨大前景；李家黑山锑Sb-C-3找矿靶区还具有寻找辉锑矿的前景；俄博庙西锑Sb-C-4找矿靶区具有为寻找锑、银相关矿床的前景；营盘大墩北铁Fe-A-3找矿靶区还具有寻找钼矿的前景；墩墩山西南铁Fe-A-4找矿靶区还具有寻找铅、金等矿的前景；东铅炉子南铅Pb-B-1找矿靶区具有寻找海相沉积-热液再造型铅锌矿的前景等。A类找矿靶区详情简述如下。

7.1 大红山南铁Fe-A-1找矿靶区

地层主要为石炭系，侵入岩主要有石炭纪二长花岗岩、石炭纪角闪石辉长岩、角闪石花岗闪长岩等，断裂构造发育，主断层走向近东西向。1∶5万航磁异常AM2-3呈椭圆状，轴向北东，极大值1017.44 nT，异常处于小铁山东铁矿的东延部位，由此推断异常由磁铁矿所引起。1∶5万综合地球化学异常Hs-8(甲)由Bi、W、Fe、Mn、Sb、Mo、Pb、Co等元素组成，元素组合好，浓集中心明显，浓度分带清楚。区内有大红山(铁矿3)、双堡塘(铁矿5)、小铁山东(铁矿4)等三处铁矿。今后该靶区在深部寻找接触交代(矽卡岩)型铁矿等多金属矿产的前景巨大。

7.2 玉石山东萤石CaF-A-2找矿靶区

地层主要为石炭系，侵入岩主要有石炭纪的石英闪长岩、斑状二长花岗岩等；脉岩发育，见有两条北西向的煌斑岩脉，其中在石英闪长岩中见有Cu品位为513.5×10-6的矿化蚀变带，断裂及褶皱构造发育。1∶5万航磁异常AM4-7呈椭圆状沿北东向展布，极大值426.53 nT。1∶5万综合地球化学异常HS-4(丁)异常由W、Mo、Bi、Sn、Sb、Zn等元素组成，与玉石山萤石矿点分布吻合；HS-5(丁)异常由Pb、Bi、W等元素组成，与小红山(铁矿1)分布吻合。今后该靶区在深部寻找接触交代(矽卡岩)型铁铜矿等多金属矿产、萤石矿的前景较好。

7.3 俞井子东南铁Fe-A-3找矿靶区

地层主要为二叠系，侵入岩主要有石炭纪斑状黑云母花岗闪长岩、中粒闪长岩和细粒二长花岗岩、二叠纪中细粒辉长岩体，断裂发育，控制着岩体及矿化带的展布，区内发现俞井子东南(铁矿20、21、22)。靶区内有1∶5万高精度磁法异常BM1-9、BM1-10两个，BM1-9异常极大值452.96 nT、BM1-10异常极大值631.94 nT。1∶5万水系沉积物地球化学综合异常HS-24(乙)组合元素以Hg、Cu、Mo、Au等为主。该区寻找铁矿潜力巨大。

7.4 营盘大墩北铁Fe-A-3找矿靶区

地层主要为长城系，侵入岩主要有石炭纪角闪石花岗闪长岩，断裂构造发育，直接控制着营盘大东北(铁矿11)等矿的分布。靶区有1∶5万高精度磁法异常CM-9，极大值269.00 nT，该异常套和于1∶5万水系沉积物地球化学综合异常Hs-30、Hs-14、1∶20万地球化学异铅异常17、1∶5万重砂异常金9异常，这些异常Hg、Sb、Bi、Mo、Cu、Au、Pb元素套和较好；区内发育有营盘大东北(铁矿9、10、11)等矿。该区寻找铁、钼、铅、金矿的潜力巨大。

7.5 墩墩山西南铁Fe-A-4找矿靶区

地层主要为长城系，侵入岩有石炭纪角闪石花岗闪长岩，断裂构造发育。区内有1∶20万航磁M6-32号、M-633号异常，1∶5万高精度磁法异常CM-3极大值1710.91nT，CM-4极大值1249.34 nT。1∶5万水系沉积物地球化学综合异常HS-18(甲)由Au、Sb、Cu、Co、Fe、Sn、Pb、Bi、Co、Zn、W等元素组成。区内已发现穿山驯(铁矿12、13、14、15、16)、穿山驯(白云岩矿31)、穿山驯(金矿17)、墩墩山西南(铁矿19)、墩墩山西南(铅矿18)等矿。该区寻找铁、铅、金等矿的潜力巨大。

8 结论

(1) 研究区圈定1∶20万航磁异常9处、1∶5万高精度磁法局部异常42处，1∶5万水系沉积物地球化学单元素异常(异常面积大于0.25 km2)635处，综合异常30处，1∶20万重砂综合异常有5个，遥感综合异常17处，为矿产预测和进一步找矿工作提供了丰富的、有价值的参考资料。

(2) 研究区矿产在空间上成群成带集中分布,主要受地层、岩体和构造控制,按时空分布及矿床地质特征划分出2条Ⅳ级成矿亚带。根据区域地质构造发展史，结合成矿地质条件和成矿时间演化规律,划分出4个成矿期。区内的金属矿产共生组合常见海相沉积-热液再造型、岩浆期后热液(脉)型、接触交代(矽卡岩)型三大类。在综合分析区内典型矿床的区域成矿地质背景、成矿地质物化遥特征、成矿规律等的基础上，总结出了区内典型矿床所代表的“多位一体”的找矿预测模型。

(3) 研究区内划分出Ⅴ级成矿远景区9处,其中A类5处,B类1处,C类3处。在此基础上共圈定10个找矿靶区,其中A类5个,B类1个,C类4个，为本区下一步开展矿产资源勘查评价工作指明了方向。

致谢：甘肃省有色金属地质勘查局周俊烈教授级高级工程师、韩要权高级工程师对本文提出了宝贵的修改意见,在此表示衷心感谢！