甘肅敖包山地區(qū)地質(zhì)、物化探異常特征及找礦前景分析

張向文劉攀峰文美蘭朱超

（1.甘肅省地礦局第二地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，甘肅蘭州 730020；2.桂林理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，廣西桂林 541006；3.桂林理工大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，廣西桂林 541006）

0 引言

甘肅敖包山地區(qū)位于甘肅省酒泉市金塔縣天倉鄉(xiāng)，隸屬金塔縣天倉鄉(xiāng)管轄，地理坐標(biāo)：東經(jīng)99°45′00″～99°50′00″，北緯40°32′00″～40°36′00″，交通便利。研究區(qū)地處白山堂—大紅山鐵、銅多金屬成礦帶，成礦環(huán)境優(yōu)越，基礎(chǔ)地質(zhì)工作相對扎實(shí)，區(qū)域上已發(fā)現(xiàn)有北山鐵礦、大紅山鐵礦、俞井子?xùn)|鐵礦、雙堡塘鐵礦點(diǎn)、穿山馴鐵礦點(diǎn)、野馬井錳礦、白山堂銅鉛礦等礦床（點(diǎn)），其中白山堂銅礦西距研究區(qū)約30 km （左國朝，2003；張發(fā)榮和牛卯勝，2003；王小紅等，2012；康文彬，2015；馬永勝和程建軍，2018）。經(jīng)過1 ∶20 萬區(qū)域化探掃面，圈出了以Cd、Mo、Ag、Zn、Pb、W、Sb、Pt、Au 等為主要元素的綜合異常AR28 號異常，從元素組合看，地質(zhì)背景對元素分布有直接影響，反映了中高溫元素組合特征（甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1989；劉洋等，2019）。本文將重點(diǎn)介紹敖包山地區(qū)地質(zhì)特征，并綜合地球物理、地球化學(xué)特征及區(qū)域礦床資料探討找礦方向，預(yù)測成礦前景，為敖包山地區(qū)的勘查工作提供參考。

1 地質(zhì)概況

1.1 區(qū)域地質(zhì)概況

研究區(qū)大地構(gòu)造位置處于哈薩克斯坦板塊（Ⅰ2）的馬鬃山中間地塊（Ⅱ3），三級構(gòu)造單元屬馬鬃山地體（圖1a），區(qū)內(nèi)出露的地層主要有中元古界薊縣系平頭山組、石炭系下統(tǒng)紅柳園組、白堊系下統(tǒng)赤金堡組、新近系上新統(tǒng)苦泉組和第四系（圖1b）。平頭山組為一套鎂質(zhì)碳酸鹽巖-硅質(zhì)巖建造，巖性為大理巖、粉砂質(zhì)板巖；紅柳園組出露面積小，位于研究區(qū)南部，為一套正常碎屑巖夾碳酸鹽巖和火山巖的巖石組合；赤金堡組出露于研究區(qū)西北角，為山麓殘坡積形成的雜色陸屑式含煤建造；苦泉組為一套桔（橙）紅色粉砂質(zhì)泥巖夾雜色泥巖及砂礫巖沉積；第四系在研究區(qū)廣泛分布，東西兩側(cè)為上更新統(tǒng)洪積礫石層，中部為全新統(tǒng)沖積-洪積砂礫層，南部有少量風(fēng)積砂和湖積亞粘土、亞粘砂，分別屬全新統(tǒng)和中更新統(tǒng)（張敏，2019；馬一行等，2018；李玉鵬等，2019）。區(qū)內(nèi)構(gòu)造不發(fā)育，僅在薊縣系平頭山組地層中發(fā)現(xiàn)性質(zhì)不明斷層（甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1989；楊春霞等，2016；王曉偉等，2016）。區(qū)內(nèi)巖漿活動頻繁，侵入巖以中酸性巖為主，以巖株形式產(chǎn)出；巖體的侵入時(shí)代主要為石炭紀(jì)，巖性為灰白色閃長巖（δC2）和紅色中粗粒二長花崗巖（ηγC3）。

1.2 礦區(qū)地質(zhì)概況

研究區(qū)出露地層主要為中元古界薊縣系平頭山組砂板巖、大理巖和第四系全新統(tǒng)坡殘積、沖洪積層（圖2）。薊縣系平頭山群下亞群（Jxp1）出露面積占3/4，按其巖性特征可劃分為兩個(gè)巖性段：第一巖性段Jxpn11分布于研究區(qū)南部。巖性為粉砂質(zhì)板巖（Sts1）夾硅質(zhì)板巖（Sis1）、大理巖（Mb）、矽卡巖化大理巖（SkMb），偶見微晶透閃透輝石巖、變砂巖及角巖。出露厚度750～2000 m；第二巖性段Jxpn12：分布于研究區(qū)北部，巖性為大理巖（Mb）、夾硅質(zhì)大理巖（SiMb）、硅質(zhì)巖（Si）、透閃石大理巖（DiMb）、玄武巖（β）及少量的白云石大理巖、堇青石二云母片巖、千枚巖、石英巖等，出露厚度約1500 m。第四系全新統(tǒng)（Qh）分布于研究區(qū)低凹與現(xiàn)代河床中，由坡殘積、沖洪積及砂土組成，厚0.3～5 m （朱江，2013；熊文勃，2019）。區(qū)內(nèi)地層褶皺強(qiáng)烈，由兩個(gè)向斜和一個(gè)背斜組成，斷裂不發(fā)育，按其展布方向可分為近東西向（F1、F3、F4）、北西向（F2）、南北向3 組（F5）。石炭紀(jì)紅色中粗粒二長花崗巖（ηγC3）侵入在薊縣系平頭山群下巖組第二巖性段粉砂質(zhì)板巖中，分布于研究區(qū)的東南角，巖體與圍巖接觸界線清晰。外接觸帶往往產(chǎn)生不同程度的矽卡巖化和角巖化，鉛礦（化）體一般產(chǎn)在矽卡巖化大理巖中。脈巖主要有輝綠巖脈（βμ）、花崗巖脈（γ）、石英脈（q）。

圖2 敖包山地區(qū)地質(zhì)簡圖

2 地球化學(xué)異常特征

2.1 巖石地球化學(xué)

研究區(qū)內(nèi)地層主要巖性有粉砂質(zhì)板巖、硅質(zhì)板巖、玄武巖、大理巖等，侵入巖為華力西中期二長花崗巖。在巖體與地層接觸處有不同程度的角巖化、矽卡巖化，另有構(gòu)造破碎帶和赤鐵-褐鐵礦（化）體。對上述各類巖（礦）石進(jìn)行系統(tǒng)采樣，分析所含微量元素，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表1。由表得知：Ag、Zn、Pb 元素在各類巖石中的平均值接近或高于克拉克值，其中Pb 元素在構(gòu)造破碎帶、赤鐵-褐鐵礦（化）體中高達(dá)90～200 倍，從元素含量級別判斷其成礦潛力較大；Ag 元素在石英脈中高達(dá)35 倍，反映了研究區(qū)內(nèi)Ag元素的富集與石英脈有關(guān)。Ag、Zn、Pb 元素的分布受其巖性、構(gòu)造兩種條件的控制。As 元素在各類巖石中平均值普遍較高，一般為克拉克值的10～40倍，最高達(dá)51 倍，同時(shí)，As 元素含量高時(shí)，Pb 元素含量也較高。野外查證發(fā)現(xiàn)As 與Pb 高值位置接近，同時(shí)伴生有Au，而Au 的形成作用一般均伴生有黃鐵礦，而且是含As 的黃鐵礦。只有含As 的黃鐵礦同時(shí)含Pb 時(shí)，預(yù)測可能含金。實(shí)踐證明，研究區(qū)局部地段有金、銀異常顯示，峰值低，同時(shí)As 是金礦遠(yuǎn)程指示元素，因此表明研究區(qū)剝蝕程度較淺，尋找貴重金、銀礦產(chǎn)的可能性較大。Cu 元素只在大理巖、構(gòu)造破碎帶，赤鐵-褐鐵礦（化）體中較高，一般平均值接近或稍高于克拉克值。其它巖石Cu 含量的平均值均低于克拉克值，因此，Cu 元素在研究區(qū)內(nèi)形成異常的可能不大。Mn 元素在研究區(qū)內(nèi)各巖石中含量普遍偏低，一般平均值均低于克拉克值。僅在大理巖、構(gòu)造破碎帶、赤鐵-褐鐵礦（化）體中有高值反映，含量值最高5000×10-6。

表1 敖包山地區(qū)主要巖性地球化學(xué)參數(shù)統(tǒng)計(jì)

2.2 水系沉積物地球化學(xué)

在研究區(qū)內(nèi)進(jìn)行1 ∶5 萬水系沉積物測量，分析Cd、Mo、Ag、Zn、Pb、W、Sb、Pt、Au 等主要元素，根據(jù)各元素異常特征共圈定AS-1、AS-2、AS-3、AS-4四處綜合異常（圖3）。

AS-1（Pb-Zn-Ag-Mn）：異常分布于研究區(qū)西北角，是以Pb 為主的綜合異常。單元素異常分散，重合性不好，除Pb 元素以外，其他元素均無濃集中心和濃度分帶。各元素峰值普遍較低，多為單點(diǎn)組成低值異常。異常區(qū)圍巖巖性為透閃石大理巖、大理巖和雞窩狀，團(tuán)塊狀鐵錳礦（化）體，硅化鐵錳礦（化）體，高值均落于該地質(zhì)體上。經(jīng)化學(xué)取樣分析含鉛0.70%，該異常為含鉛鐵錳礦化體引起。

AS-2（Pb-Mn）：異常以Mn 為中心，Pb 為外帶，有明顯的水平分帶，由軸向外為Mn-Pb。濃集中心，重合性較好，但Mn 元素峰值低，Pb 元素規(guī)模小。異常區(qū)巖性為粉砂質(zhì)板巖、矽卡巖化大理巖，局部具方鉛礦化。其中矽卡巖化大理巖普遍含鐵、錳質(zhì)較高，Pb、Mn 高值均落于矽卡巖化大理巖上。經(jīng)化驗(yàn)分析，含Pb 2.20%。異常主要由矽卡巖化大理巖、局部含方鉛礦引起。

圖3 敖包山地區(qū)水系沉積物及高精磁測異常分布圖

AS-3（Au-Zn-Pb）：異常區(qū)內(nèi)Au、Zn 均屬點(diǎn)狀異常，峰值不高，Pb 具濃度分帶，一個(gè)濃集中心，峰值較高。該組合異常局部套合性好，具一定的水平分帶，規(guī)模大。異常區(qū)巖性為大理巖及赤鐵-褐鐵礦（化）體，且分布于構(gòu)造破碎帶中。Ag、Zn、Pb 元素高值均落于皮殼狀、團(tuán)塊狀、雞窩狀分布的赤鐵-褐鐵礦（化）體都含Ag、Zn、Pb 元素。經(jīng)化驗(yàn)分析含Pb0.55%。該異常均由部分含赤鐵-褐鐵礦化體所引起。

AS-4（Au-Ag-Mn-Zn-Pb）：異常區(qū)分布于研究區(qū)北東角，各元素集中分布，套合好，具有水平分帶和濃集中心。Pb 元素具濃度分帶，規(guī)模較大，其它各元素均為點(diǎn)狀異常，規(guī)模小，峰值低。根據(jù)異常濃集中心，濃度分帶，采用100 m 間距，施以槽探工程系統(tǒng)揭露，異常對應(yīng)為一條寬10～30 m，長大于400 m 的構(gòu)造破碎帶，帶中充填有團(tuán)塊狀、雞窩狀、細(xì)脈狀硅化鐵錳礦（化）體，同時(shí)發(fā)現(xiàn)Pb 礦體一個(gè)，且與異?；鞠鄬?yīng)，圍巖為大理巖。所以該異常是由含Au、Ag、Mn、Zn、Pb 鐵錳礦化體及含Au、Ag、Mn、Zn、Pb 構(gòu)造破碎帶所引起。

3 地球物理磁異常特征

3.1 巖礦石磁性特征

區(qū)內(nèi)大量的磁性參數(shù)測定結(jié)果顯示，矽卡巖化大理巖因其巖石粒間及解理磁化率（K）的變化范圍1500×SI×10-5～42000×SI×10-5，平均值高達(dá)14708×SI×10-5，剩余磁化強(qiáng)度（Jr）變化范圍479×10-3～2874×10-3A/m，平均值1344×10-3A/m；變砂巖由于其膠結(jié)物主要為鐵質(zhì)，亦表現(xiàn)強(qiáng)磁特征，K的變化范圍1000×SI×10-5～39112×SI×10-5，平均值高達(dá)10704×SI×10-5，Jr 變化范圍較大，由808×10-3～27176×10-3A/m，平均值7231×10-3A/m；鉛礦石由于其母巖所含鐵磁礦物的多少不同，表現(xiàn)出的磁性特征也不同，含鐵磁礦物較多時(shí)，K值高達(dá)8500×SI×10-5，而當(dāng)含鐵磁礦物較少時(shí)，K值僅百余SI×10-5；赤鐵礦K的變化范圍50×SI×10-5～220×SI×10-5，平均值141×SI×10-5；輝綠巖脈是研究區(qū)內(nèi)磁性變化最大的巖性，當(dāng)其含鐵質(zhì)較多時(shí)，K高達(dá)14618×SI×10-5，當(dāng)其不含鐵質(zhì)時(shí)，K值在100×SI×10-5以下；玄武巖的磁性變化也較大，K的變化范圍10×SI×10-5～3000×SI×10-5；粉砂質(zhì)板巖K的變化范圍70×SI×10-5～850×SI×10-5，平均值412×SI×10-5；其余巖性均表現(xiàn)為微磁和無磁，K的變化范圍一般在0～900×SI×10-5，平均值一般低于300×SI×10-5。表明區(qū)內(nèi)矽卡巖化大理巖，變砂巖磁性最強(qiáng)，鉛礦石、褐鐵錳礦化大理巖、玄武巖呈中等磁性，而花崗巖、板巖、大理巖等巖性呈微磁或無磁反映。

3.2 高精磁測異常特征

在研究區(qū)開展1 ∶1 萬高精磁測，經(jīng)過對數(shù)據(jù)進(jìn)行化極處理后繪制平面等值線圖，等值線最小間隔為10 nT，整個(gè)研究區(qū)看，異常特征明顯，共6 個(gè)異常區(qū)（圖3），其中北帶有C1、C2、C3 三個(gè)異常區(qū)；南帶有C4、C5、C6 三個(gè)異常區(qū)。各異常特征、解釋及評價(jià)見表2。

4 找礦前景

4.1 地層條件

研究區(qū)內(nèi)中元古界薊縣系平頭山群地層屬淺海相沉積，以還原沉積環(huán)境為主，巖石富含金屬硫化物和炭質(zhì)，地表褐鐵礦化普遍。褐鐵礦化多呈團(tuán)塊狀、皮殼狀、疙瘩狀、雞窩狀產(chǎn)出，往往Pb、Zn、Ag 含量較高，易形成鉛鋅礦化體（劉彥良等，2018；王曉偉等，2016）。根據(jù)測區(qū)巖石地化剖面統(tǒng)計(jì)的不同巖性微量元素含量（表3）可以看出，薊縣系平頭山群下巖組內(nèi)大理巖和大理巖夾板巖中Pb、Zn 含量較高，Au、Ag、Pb、Zn 等元素的高值區(qū)及異常分布與薊縣系平頭山群下巖組的分布相吻合，且多沿?cái)嗔褞Ъ捌涓浇共?，這說明薊縣系平頭山群下巖組可為區(qū)內(nèi)成礦提供物質(zhì)來源。

4.2 構(gòu)造條件

研究區(qū)區(qū)域大地構(gòu)造位置處于哈薩克斯坦板塊東南緣馬鬃山地體內(nèi)，屬北山伏地槽褶皺帶之柳園-天倉褶皺帶東段，石板泉北背斜東延部分（楊春霞等，2016；王曉偉等，2016）。成礦帶區(qū)劃屬哈薩克斯坦板塊東段金、釩、磷、鈾、鐵-銅-鉬和鉛-鋅-銀、鎢成礦帶的方山口-七角井子-白山堂金、銅、鎳、鎢、錳和釩-磷-鈾成礦帶內(nèi)，是尋找鐵、銅、錳、鎢、鉛鋅礦的有利地段（朱江，2013；趙朝偉等，2018）。

表2 敖包山地區(qū)磁異常特征、解釋及評價(jià)

表3 敖包山地區(qū)不同巖性元素含量 ωB/10-6

圖4 敖包山地區(qū)手標(biāo)本及鏡下照片

4.3 巖漿巖條件

區(qū)內(nèi)東南有二長花崗巖侵入薊縣系平頭山群下巖組內(nèi)大理巖和大理巖夾板巖，近似東西展布，呈巖株產(chǎn)出，東西長約6 km，巖體與圍巖接觸界線清晰，通常在外接觸帶產(chǎn)生不同程度的矽卡巖化和角巖化（李龍等，2018；江思宏，2014；聶鳳軍等，2006；江思宏等，2006），鉛礦（化）體產(chǎn)在矽卡巖化大理巖、鈣質(zhì)板巖中（圖4）。并在鉆孔深部已發(fā)現(xiàn)隱伏花崗巖體，發(fā)育矽卡巖帶，表明研究區(qū)二長花崗巖的侵入可為成礦提供充分的熱源。同時(shí)侵入巖形成的巖漿熱液沿區(qū)內(nèi)近東西向、北西西向、北西向斷裂運(yùn)移，可使地層中Pb、Zn 等元素活化、富集再成礦。

4.4 物化方法綜合分析

通過1 ∶5 萬水系沉積物測量和1 ∶1 萬高精磁測，共圈定4 個(gè)水系沉積物異常區(qū)和6 個(gè)磁異常區(qū)。其中AS-1（Pb-Zn-Ag-Mn）位于C2 的東北部，其范圍可見雞窩狀，團(tuán)塊狀鐵錳礦（化）體，硅化鐵錳礦（化）體；AS-2（Pb-Mn）與C5 位置吻合，其范圍與黃毛土溝方鉛礦點(diǎn)相吻合；AS-3（Au-Zn-Pb）和AS-4（Au-Ag-Mn-Zn-Pb）分別位于C3 的南部和北部，其范圍與大灣鐵礦點(diǎn)和探槽揭露的構(gòu)造帶相吻合。因此，認(rèn)為下一步工作重點(diǎn)應(yīng)放在C5 磁異常區(qū)的勘查，并對C3 磁異常南北部已發(fā)現(xiàn)的礦點(diǎn)和破碎帶加密控制。

5 結(jié)論

（1） 敖包山地區(qū)位于北山伏地槽褶皺帶之柳園—天倉褶皺帶東段，石板泉北背斜東延段，具有優(yōu)越的成礦地質(zhì)背景，區(qū)內(nèi)元古宇薊縣系平頭山群地層屬淺海相沉積，以還原沉積環(huán)境為主，下巖組內(nèi)大理巖和大理巖夾板巖中Pb、Zn 含量較高，可為區(qū)內(nèi)成礦提供物質(zhì)來源，東南部二長花崗巖的侵入可為成礦提供充分的熱源；同時(shí)侵入巖形成的巖漿熱液沿區(qū)內(nèi)近東西向、北西西向、北西向斷裂運(yùn)移，可使地層中Pb、Zn 等元素活化、富集，再次成礦。

（2） 通過面積性水系沉積物測量和高精磁測，反映區(qū)內(nèi)成礦元素以Pb、Zn、Ag、Cu 等中低溫元素為主，是尋找鉛鋅、銅多金屬礦的有利地區(qū)；綜合分析認(rèn)為下一步工作重點(diǎn)應(yīng)放在C5 磁異常區(qū)，并對C3 磁異常南北部已發(fā)現(xiàn)的礦點(diǎn)和破碎帶加密控制，以期實(shí)現(xiàn)更大的找礦突破。

致謝感謝審稿專家提出的建設(shè)性修改意見！