酒泉肃北蒙古族自治县电镀软化水设备

① 甘肃省肃北蒙古族自治县黑刺沟金矿床

黑刺沟金矿位于甘肃省肃北县盐池湾乡南30km处，是党河南山地区近年发现的成型金矿床，333＋334₁资源量约20×10³kg，属构造蚀变岩型金矿床（谢群，2003），矿床规模达到中型。

该区岩金地质调查工作始于90年代中期，甘肃省地勘局物探队通过对区内化探异常的查证和地质普查，先后发现了黑刺沟金矿床、贾公台金矿床、振兴梁金矿点、小黑刺沟铜矿点、狼查沟金矿点、东红沟金矿化点及半截沟金矿化点等，并认为该区是甘肃省内以铜、金为主伴生砷、汞、锑、铅、锌的又一主要成矿区带。在此期间，甘肃地矿局酒泉地质队也在区内开展了金矿普查找矿工作，通过异常检查，发现了一批金矿化点。原武警黄金第十五支队、十四支队在本区开展岩砂金普查找矿，发现了东山湾金矿床。

1 区域成矿地质环境

1.1 大地构造单元

矿床大地构造位置属柴达木板块北缘早古生代中期被动陆缘党河南山早古生代裂谷带。

1.2 区域地层

出露的地层以奥陶系和志留系的各类火山岩、碎屑岩和砂砾岩为主，泥盆纪及以后的地层局部出露，从海-陆交互相到陆相，由碎屑岩、泥岩和碳酸盐岩类组成。出露的岩体主要为加里东晚期花岗岩类，有鸡叫沟中细粒闪长岩类（

）、黑刺沟脑石英闪长岩（

）和贾公台斜长花岗岩（

），另有一些花岗岩脉、闪长玢岩脉和辉绿岩脉等。

1.3 区域构造格架

区内褶皱、断裂发育，呈NW-SE向展布，构成乌兰达板山突出的构造形迹。褶皱主要为乌兰达板-黑刺沟脑、扎子沟-乌鸦沟复向斜，青水沟南山向斜。断裂与褶皱轴平行排列，主要有清水沟-大冰沟、清水沟-玉勒昆且干尔德、白石头沟、乌兰达板-大沙沟及黑刺沟断裂（图1）。

本区NWW向的清小沟脑-古穆博里达岭断裂，西起清小沟脑，向东经乌兰达坂、大冰沟到古穆博里达岭以东，延伸长达130km，断裂带宽100～300m，构造岩多呈粉末状，局部强片理化，揉皱发育，断裂面倾向北东，倾角60°～70°，局部较缓，30°～40°，切割奥陶系、志留系、上古生界及白垩系地层，沿断裂产出的花岗闪长岩体，蚀变强烈，具多期活动和继承性活动特征。对区内的岩浆活动和成矿作用起主要作用，控制了矿床（点）和化探异常带的总体展布。

EW向的深大断裂活动将更有利于研究区与北祁连造山带之间的连接，这也是造成区内NW向断裂与EW向断裂交会部位发育加里东晚期岩浆侵入岩的最直接原因，它有可能是区内岩浆活动的直接通道。而区内金属成矿作用与岩浆活动的关系密切，从而造成区内金属矿产的分布呈EW向成带、NW向成群的特点。

在深大断裂两侧派生的次级张性、张扭性断裂、韧性剪切带及裂隙群，是含矿热液的运移通道，而且还是容矿的有利空间，是控制矿体就位的直接控矿构造。黑刺沟金矿受控于乌兰达坂-大沙沟NW向逆断层，控容矿构造为NW向具韧性剪切特征的构造破碎带，构造破碎带中构造岩碎裂越强，矿化蚀变越强，矿化发育于具韧性剪切特征的构造破碎带。贾公台金矿矿化带产于走向NWW向、倾向N（岩体方向）的构造片理化带，岩体东南部走向NE，倾向NW（岩体方向）的构造片理化带也是较有利的成矿部位；哈熊掌金矿容矿构造为NNW—NNE向的破碎带；东山湾金矿受NNE向断裂和近EW向压扭性逆冲断层及其次级的平行挤压带控制，近EW向与NE向断裂交会部位是成矿最有利的空间。

图1 区域主要断裂构造及次级构造分区图

1—晚古生界-中生界沉积盆地；2—志留纪地层；3—奥陶纪地层；4—元古宙地层；5—奥陶纪火山岩；6—加里东期岩浆侵入岩。

Ⅰ—北部基底隆起区；Ⅱ—中部断褶区；Ⅲ—南部断陷区。①—扎子沟-乌兰达坂沟口断裂；②—清水沟脑古穆博里达岭断裂；③—清水沟南-玉勒昆且干尔德断裂；④—扣克乌送达坂-扎子沟-大道尔吉断裂；⑤—红庙沟-且尔干德-黑刺沟-达格德勒断裂；⑥—大哈勒腾河脑-牙到台-哈熊掌断裂

1.4 区域岩浆活动

区域岩浆活动受区域地质构造演化的影响，除强烈的岩浆侵入活动外，还发育火山活动。其特点是岩浆活动的时代较集中，主要集中发育于早古生代；形成的岩浆岩岩性单一，主要为中酸性火山岩和花岗质岩浆侵入岩，在空间上岩浆岩主要集中分布于工作区的西部（图2）。

图2 区域岩浆岩分布图

Q—第四系；N—新近系；C—T—晚古生界；S—志留系；O—奥陶系；Pt—元古界

1—岩浆侵入岩；2—早奥陶世火山岩

岩浆岩的演化与研究区地质演化相一致，由早至晚，由同碰撞型侵入岩转为造山晚或晚造山侵入岩，岩浆岩成分的酸碱度逐渐增高。根据区内岩浆侵入岩的产出特征结合同位素测龄，区内岩浆侵入活动主要集中于加里东早期、加里东中期及加里晚期3个时期。加里东早期岩浆侵入活动，在党河以北形成了大道尔基超基性岩体，在研究区内形成了扎子沟岩基的一部分，被中期的侵入岩所侵蚀，而与中期侵入岩很难区分。所以区内岩浆侵入活动所形成的岩浆岩体主要为中晚期。

本区与成矿有关的岩浆侵入活动主要为加里东中晚期和加里东晚期2期，主要的岩性有花岗闪长岩、斜长花岗岩和斜长花岗斑岩及各种脉岩。本区的多金属矿化与加里东晚期岩浆活动关系密切，岩浆岩对成矿有极其重要的控制作用。主要特点如下：

1）岩体含矿或本身就是矿化体，含矿岩体主要为中-酸性侵入的斜长花岗岩体，如贾公台金矿的全岩矿化、鸡叫沟金矿的13号脉等。

2）岩体中产出金的热液蚀变型和石英脉型矿化，如贾公台金矿床、哈熊掌金矿床、东山湾金矿及振兴梁金矿点等。

3）岩体与围岩接触带及其附近围岩的破碎带中，产出有蚀变岩型和石英脉型矿化，贾公台金矿床表现特别明显，东山湾金矿和哈熊掌金矿中这种现象也有所表现。

4）岩浆的多次活动，在早期岩体中形成的断裂、裂隙构造，是矿体就位的有利部位。

区内加里东晚期中酸性小岩株具有较高的金含量，贾公台斜长花岗岩中金平均值为8.5×10^-9，振兴梁斜长花岗斑岩中金含量20.76×10^-9；这些岩体均较小，与成矿有较密切的关系。

已发现矿床的同位素资料表明，本区金及多金属矿床成矿热液为岩浆热液，硫源具深源特征。从黑刺沟金矿区、贾公台金矿区和东三湾金矿区硫化物的硫同位素组成特征来看，δ³⁴S‰变化范围为-4.81～-3.81，变化范围小，接近陨硫。结合东三湾金矿、黑刺沟金矿和贾公台金矿的氢、氧同位素组成和矿床地质特征，可以确定这3个矿床与岩浆活动有密切成因关系。

1.5 成矿单元

矿床位于秦-祁-昆成矿域之祁连成矿省的柴北缘成矿带。

2 矿区地质特征

2.1 赋矿地层

黑刺沟金矿主体产于奥陶纪砾岩层中，同时受断裂控制，北距贾公台花岗岩体约4km。矿区内出露的地层主要为中上奥陶统，由老到新可划分为5个岩性段、4个沉积相。第一、二岩性段为浅海相，由各类火山（陆源）碎屑岩类组成；第三岩性段是火山灰-泥流石相，为坡积带沉积；第四岩性段为河流三角洲相沉积，由泥岩、砂岩、砾岩组成；第五岩性段为浅海-半浅海相沉积的碎屑岩类。第四岩性段是主要含矿层，金矿化普遍发育（图3）。

2.2 矿区岩浆岩

矿区岩浆岩较发育，岩体侵位多受次级断裂构造带控制，呈岩株和岩脉（或岩墙）状零星出露。岩性主要为石英二长闪长岩，还可见有石英二长岩，其边部多穿插围岩，内部富含围岩角砾，有时可见有冷凝边和角岩化现象，显示浅成侵位的特征。此外，该岩体成矿作用明显，与黑刺沟地区金矿的形成息息相关，矿区内重要的金矿体均位于岩体的内外接触带附近。

2.3 控矿构造

矿区内控制矿体产状的构造为黑刺沟断裂带，该断裂和乌兰达板-黑刺沟脑复向斜轴线基本一致，走向125°，倾角70°～80°。断裂带内岩石破碎蚀变强烈，并见有糜棱岩化岩石和糜棱岩，反映该断层活动强烈、性质复杂，可能为韧—脆性长寿断裂，它的次级断裂是区内重要的控矿构造。

图3 黑刺沟金矿区地质简图

Q—第四系；Ss，Sst，Sls，Slsg—志留系灰绿色砂岩，凝灰质砂岩，砂板岩互层，砂砾岩互层；Cg—石炭系砾岩；δ—二长闪长岩；η—石英二长岩。1—断裂及编号；2—矿（化）体

2.4 围岩蚀变

本区的矿化蚀变主要受断裂破碎带控制，蚀变类型主要有碳酸盐化、绢云母化、硅化、铁碳酸盐化、毒砂化、黄铁矿化和角岩化。

控矿破碎带内围岩蚀变强烈，蚀变的强度与金属硫化物及金的矿化强度呈正相关关系。蚀变越强，矿化越好。蚀变分带不明显。矿带边部蚀变弱，以碳酸盐化、绢云母化为主，有少量黄铁矿化。矿带内部蚀变强，以硅化、铁碳酸盐化和毒砂化为主，黄铁矿化次之，绢云母化较弱。

2.4.1 硅化

呈细小粒状产出，棒状石英均匀分布，局部见石英呈网脉状、条带状，表明是在动态条件下发生的。硅化与构造变形同期。与硅化关系最密切的矿化为黄铁矿化，其次为毒砂化。

2.4.2 铁碳酸盐化

主要表现为细粒他形粒状均匀浸染，与其密切共生的金属矿化为尘点状均匀浸染的自形矛状、针状毒砂。

2.4.3 绢云母化

多为原泥质物重结晶而成，已向白云母渐变，与其相关的金矿化不明显。

2.4.4 碳酸盐化

为较低温下的产物，一种为原碎屑岩中的钙质胶结物发生重结晶，另一种为矿化晚期张裂隙中充填的方解石细脉、网脉，二者均与矿化关系不密切。

2.4.5 金属矿化

主要为毒砂化，呈细小尘点浸染状、针状、矛状，与金矿化关系密切，其次为黄铁矿。

2.4.6 角岩化

发育在矿带北盘围岩（底板围岩）中，以黑云母角岩为主，其次为方柱石角岩，每条矿化在空间上有明显的分带性，在黑刺沟金矿区的两侧依次为锑-金、铅-金和铜-金矿化。

3 矿体地质特征

3.1 矿床（体）特征

黑刺沟金矿分为3个矿区，分别为黑刺沟金矿区、红石山金矿区和金硐坡金（锑）矿区（图3）。前二者已探明的金属量分别为15.404×10³kg和0.664×10³kg，后者控制程度不够，估算与前二者相比更少。黑刺沟矿区矿带产于奥陶系，总体形态受古三角洲相控制，呈层状、似层状和透镜状产出，矿体厚度变化随该沉积相的变化而变化（图4）。矿体形态受砾岩层中的层间构造控制，产于断裂带及上盘的砾岩中，表现出蚀变岩型金矿的特点。矿体在3条勘探线上的厚度及品位变化见表1。

表1 矿体在不同勘探线厚度、品位变化

3.2 矿石成分

按自然类型，可将黑刺沟金矿区矿石分为氧化矿石和原生矿石2种。前者主要由后期构造活动及地表风化淋滤影响形成，与原生矿石相伴，均呈带状分布（图4），一般赋存在地表附近。原生矿石有砾岩型、碎裂岩化砾岩型、构造蚀变岩型和石英网脉型等，矿石中的黄铁矿呈细脉、团块和浸染状，主要分布于胶结物和裂隙中，砾石中也有细脉和浸染状黄铁矿分布。

图4 黑刺沟金矿140 勘探线剖面图

1—氧化矿体；2—原生矿体；3—粉砂岩；4—砾岩；5—凝灰岩

矿石中金属矿物主要为毒砂、黄铁矿，其次为闪锌矿、黄铜矿、方铅矿、磁铁矿和褐铁矿等。毒砂呈黄白色，有的表面具黄褐色氧化薄膜，晶形为针状、纺锤状，多以细脉状充填在碳酸岩脉的边部或其裂隙中。黄铁矿呈自形晶，以五角十二面体及聚晶出现，其次是草莓状，为载金矿物之一。非金属矿物有石英、绢云母、方解石、白云石和磷灰石等。

构造蚀变岩型金矿石中的金属矿物含量一般＜5%，其中，以细小尘点状、矛状及针状毒砂为主，粒径一般＜0.001mm，呈浸染状均匀分布。

金矿化的矿化元素除As（＞400×10^-6），Sb（＞40×10^-6）及Au（平均1.3989×10^-6）含量较高外，其余元素如Ag，Mo，Cu，Pb，Zn，Bi和Hg均很低，即典型元素组合为Au-As-Sb。因此，Sb、As可作为找金的指示元素，尤其是As，可作为金矿（化）体的直接指示标志，并说明金矿化的形成温度较低，为中—低温矿床，这与胶状黄铁矿的出现相一致。这类矿石金含量平均为1×10^-6～2×10^-6，最高可达5.9×10^-6。

石英脉型矿石中的金属矿物含量一般＜10%，矿物颗粒较粗。由于金属矿物组合不同，形成了不同的含矿石英脉。石英脉型矿化的元素组合与蚀变岩型明显不同，其矿化金属元素平均含量除Au（1.84×10^-6）较高以外，Ag（＞5×10^-6），Mo（11.22×10^-6），Cu（1758×10^-6），Pb（1403×10^-6），Zn（897×10^-9），As（＞400×10^-6），Sb（38.60×10^-6），Bi（38.62×10^-6）及Hg（136×10^-9）含量均很高，即找金指示元素除Au，Sb外，还可有Ag，Mo，Bi，Cu，Pb，Zn及Hg等，尤其以Ag，Mo和Bi为特色。同时，金属矿物除前面所述以外，可能还有辉铋矿和辉钼矿。

自然金、银金矿以显微—超显微状态存在。镜下可见金矿物呈＜0.001mm的颗粒赋存于脉石矿物缝隙间及包裹在石英中，其粒度统计见表2。

表2 金矿物的粒度统计

注：数据来源为《甘肃省肃北蒙古族自治县黑刺沟金矿和贾公台金矿地质普查报告》，甘肃物探队，1996。

人工重砂金则呈金黄色或金黄略显白色的片状、丝状及微粒状，最大粒径约0.02mm，一般在0.01mm以下，电子探针分析为自然金及银金矿（表3）。

表3 自然金、银金矿电子探针 w（B）/%

注：数据来源为《甘肃省肃北蒙古族自治县黑刺沟金矿和贾公台金矿地质普查报告》，甘肃物探队，1996。

3.3 成矿阶段划分

Ⅰ：石英脉型多金属-金矿化阶段（早期石英脉型矿化阶段）形成最早，发育石英脉及方解石石英脉，内富含粗粒立方体黄铁矿、黄铜矿、方铅矿和辉铜矿等，呈团块状分布于脉体中，该矿化阶段伴生金含量也较高。

Ⅱ：构造蚀变岩型金矿化阶段，又可分为2个亚阶段。Ⅱ-1：硅化-黄铁矿化亚阶段，形成于构造片理化及构造破碎的同时，蚀变以硅化为主，其次为绢云母化。金属矿化以发育五角十二面体黄铁矿为特征，是金矿化的重要时期。Ⅱ-2：铁碳酸盐化-毒砂化亚阶段，稍晚于硅化阶段，以发育铁碳酸盐化及毒砂化为特征，同时局部发育有胶状黄铁矿，表明形成温度较低。可见毒砂以五角十二面体黄铁矿为核心呈放射状或围绕其生长，说明毒砂形成要晚于五角十二面体黄铁矿。该亚阶段是金矿化的最主要时期，金品位可达5.85×10^-6。另外，毒砂化也可直接叠加于早期石英脉型矿化之上。

Ⅲ：石英脉型金（锑）矿化阶段（后期石英脉型矿化阶段）以发育辉锑矿石英脉为特征，金属矿物只有团块状辉锑矿。脉体平均含金0.543×10^-6。辉锑矿石英脉矿化也可直接叠加于早期石英脉型矿化之上，可见辉锑矿呈网脉状、团块状沿早期石英脉裂隙产出。

Ⅳ：碳酸盐化阶段，为成矿晚期阶段，矿化作用弱，标志金矿化结束。

上述成矿阶段虽时间上稍有先后，但空间上则多有叠加，亦可单独产出。

4 矿床成因分析

4.1 同位素地球化学标志

黑刺沟金矿区硫同位素组成见表4，黄铁矿、辉锑矿的δ³⁴S变化均很少，接近陨石硫，反映其与岩浆活动的密切成因关系。黄铁矿的w（Co）/w（Ni）值显示本区金矿与岩浆热液有关。

表4 黑刺沟金矿硫同位素组成

表5 微量及稀土元素分析结果

注：数据由核工业测试实验中心测试，2003。

4.2 稀土元素

从矿石、岩体及地层微量、稀土元素分析结果可以看出（表5），黑刺沟金矿不同矿石微量、稀土元素的含量相差较大，表明其成因复杂，可大致分为3组：第一为强亏损Nb，Ta，Zr，Hf，富集Eu，表明源区可能为深源；第二是重稀土相对亏损，无Eu异常，可能与地层关系密切；第三为重稀土弱亏损，Eu负异常，可能与区内岩浆活动有关。

4.3 矿床类型讨论

黑刺沟金矿床具明显的层控特点。首先，矿体严格受砾岩层中的层间断裂控制，产于构造破碎带及其上盘的砾岩中，呈层状、似层状和透镜状产出，原生矿石以砾岩型、碎裂岩化砾岩型为主，尽管在红石山金矿区，金硐坡金（锑）矿区存在NW、近SN向的矿脉（体），但其规模小，非矿化主体，如果仅根据2个小矿区的特点而定为其他类型的矿床显然不合适。其次，对矿区沉积相及其含金性研究表明，金矿化强度与沉积相、砾石含量有一定关系，以硅质胶结的砾岩含金性好，随砾石含量减少粒度变细，金含量有降低的趋势。再次，金矿化带上盘围岩为金的负异常带，带宽150m，表明金成矿时从围岩中汲取了成矿物质，金矿成矿与围岩关系密切。

黑刺沟金矿不同于典型的层控型金矿（兰德型金矿）及传统意义的岩浆热液型等金矿类型。正如上述介绍，有学者将其归为兰德型金矿，亦有学者研究认为该矿床是地层-构造-岩浆岩三位一体共同影响的结果，却没有明确归类，也有人认为是蚀变岩型金矿。这表明黑刺沟金矿床类型归属存在争议，给以明确类型确实有一定的困难。从黑刺沟金矿已有的少量稀土、微量元素和同位素等资料看，矿床成矿物质主体更趋向于深部来源，与岩浆活动有关，而不是来源于砾岩地层，这显然不符合层控型金矿的特征，把该矿床归属于砾岩型或层控砾岩型金矿与事实不符。但是，从矿床地质特征、矿体特征及矿体与围岩的关系看，该矿床确实表现出某些层控的特点，即矿体基本产于固定层位的构造破碎带中，矿石品位和地层岩性有一定的相关性，那么把该矿床归属于岩浆热液型金矿也不合适。

在黑刺沟金矿遇到的问题，是我国西部地区金矿地质工作中比较典型的问题。事实上，近几年在西部新发现的部分中、大型金矿床均表现出与黑刺沟金矿相似的特点，如甘肃阳山特大型金矿、甘肃岷县寨上中型金矿，矿床均受一定的地层层位控制，而该地层又不是成矿物质的主要提供者，岩浆活动是成矿作用的主导因素（路彦明，2004）。

5 找矿标志

区域上寻找石英二长闪长岩岩株集中发育区，在岩株发育区寻找其与围岩接触带附近的构造破碎带；在构造破碎带中找硅化、铁碳酸盐化及毒砂化、黄铁矿化等强蚀变地段及石英脉体发育地段；在原生异常中找Au，Sb及As的高异常带。

参考文献

金治鹏，何进中，芦青山.2004.甘肃省肃北县黑刺沟金矿田地球化学特征，甘肃地质学报，13（1）：74～79

刘志武，李永军，李厚民等.2003.党河南山黑刺沟地区与石英二长闪长岩有关的金矿化.华南地质与矿产，（1）：12～16

路彦明，范俊杰，赵新峰等.2004.甘肃黑刺沟金矿床地质特征及类型归属.黄金地质，10（4）：1～6

（张艳春编写）

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