甘肃北山地区成矿地质特征及成矿控制因素

甘肃北山地区成矿地质特征及成矿控制因素

1区域成矿规律和意义近年来，北北地区开展了多项地质调查和科学研究工作，取得了重要进展，丰富的地质资料和突破科研成果。新的矿质点（点）和大量的矿化点和物理勘探异常，尤其是金、铜、铅、锌、锆、锆、锆、锆等贵金属、有色金属和稀土金属矿的发现和开发成熟成果。随着国家对矿产资源的重视,尤其是稀有金属矿产的重大突破,北山地区又受到了各界的广泛关注,贵金属、有色金属、稀有金属等矿产有望成为我国最有影响的矿产资源勘查开发基地。探讨北山地区区域成矿规律十分必要和意义重大。本文研究区范围为甘肃西北部,北邻蒙古国,东、西与内蒙古自治区、新疆接壤,南以阿尔金深大走滑断裂为界。2成矿亚带及矿床特征北山地处天山—兴蒙造山系和塔里木陆块区两大一级构造单元的衔接部位,两大构造相在该区域的作用,形成了独特的区域构造格局。依据现今区域地质构造格局及地质特征,北山地区又可进一步划分出8个Ⅲ级大地构造相单元,即园包山(中蒙边境)岩浆弧相、红石山蛇绿混杂岩相、明水岩浆弧相、公婆泉岩浆弧相、红柳河—洗肠井蛇绿混杂岩相、柳园裂谷相、敦煌基底杂岩隆起相、敦煌基底杂岩隆起相大地构造相单元区域构造研究表明,北山地区历经了长期而复杂的地质演化过程,其发生与发展经历了前寒武纪准噶尔地块东延地带及敦煌地块古陆核形成阶段,加里东期表现为元古代古陆的裂解—洋化—闭和演化,华力西期为形成北山大陆的开、合演化期,印支期为华力西造山之后整个华北大陆形成阶段,燕山期整个北山地区已进入盆—山构造阶段,喜山期北山地区处于抬升剥蚀和准平原化阶段。该区地层出露较齐全,地质构造复杂,岩浆活动频繁,并具有多期不同程度的变质变形作用1)四顶黑山—园包山华力西期Au-Cu-Ni-Fe成矿亚带该成矿亚带呈近东西向展布,西起双沟山,向东经雀儿山到内蒙古的清河口,其南以四顶黑山—双沟山—碧云泉断裂为界,与园包山岩浆弧带三级构造单元基本一致。仅有肃北县红石山北铁矿点一处,铁矿形成与泥盆纪雀儿山群中的火山岩密切相关。铜镍矿(化)体赋存于辉长岩—橄榄岩带中,代表性矿点为四顶黑山铜镍矿化点,其形成与镁铁—超镁铁质杂岩体有关,属岩浆热液型,形成时代为华力西期2)扫子山—红石山华力西期Au-Cu-Ni-Cr-Fe成矿亚带该成矿亚带北以四顶黑山—双沟山—碧云泉断裂为界,南以骆驼峰—黑山梁—红石山断裂为界,呈东西向条带状展布,与红石山裂谷带范围吻合。以金、钨、钼、铁为主的矿化强烈。已发现中型钨钼矿床1处;中型金矿床1处,小型金矿床2处,金矿点9处;钨矿点1处;铁矿点7处。二叠纪板块碰撞造山,形成460—扫子山构造挤压褶皱带及韧性剪切带,同时伴有碰撞相含矿石英闪长岩侵入,构成本区含矿母岩。于二叠纪末造山期后,在岩体及围岩中产生构造断裂破碎带及糜棱岩化带,为岩浆期后热液成矿提供了构造条件,从而形成本区岩浆热液型金、钨钼等矿产。产于与华力西期中酸性岩体有关的金矿,以460式中型金矿、霍勒扎德盖东小型金矿床、扫子山小型金矿床为代表,形成时代为华力西中期。3)白山—狼娃山华力西期Fe-Au成矿亚带该成矿亚带地处明水岩浆弧,呈近东西向条带状展布,其北与红石山裂谷带相毗邻,南至破城山基底推覆带,以白山—断条山深大断裂带为界,以铁、金为主的矿化强烈。已发现中型铁矿1处,小型铁矿1处,铁矿点4处;小型金矿1处,金矿点9处。成矿类型以海相火山岩型为主,并伴有岩浆热液型金出现,金成矿作用集中在华力西中晚期,具明显的区域性成矿特征,金矿集中分布在下石炭统扫子山组、白山组火山岩和华力西期中酸性(石英闪长岩、花岗闪长岩)侵入岩体内外接触带中,金成矿受含矿建造、岩浆活动和构造控制,其代表矿床有狼娃山矿床;铁矿产于下石炭统白山组流纹质熔凝灰岩及火山角砾岩中,以狼娃山铁矿床为代表,金、铁矿形成时代均为华力西中晚期。4)星星峡—旱山华力西期Au-Fe-Cu-Pb-ZnAg-W—白云母成矿亚带该成矿亚带北邻白山金、铁成矿带,南以星星峡—明水—旱山近东西向展布的深大断裂带为界,呈近东西向条带状展布,以金、铁、钨、锡、银、铅锌、铬、铜矿为主,已发现中型矿床1处;小型矿床7处;矿点9处。成矿类型主要为海相火山岩型、沉积变质型、云英岩型、岩浆型等。分别以南金山金矿、白山泉铁矿、红尖兵山黑钨矿、乎尔格里银多金属矿等为代表。长城系以发育岩浆型铅锌(金、银)、钨(钼)、铜(铁)矿点为特征。成矿主要与碳酸盐岩建造和加里东—华力西期中酸性岩浆热液成矿作用有关,在岩体和围岩接触带或构造断裂破碎带内,形成金、银、铅锌、铜、铁、钨(钼)、锡等矿化。石炭系以发育构造蚀变岩型、海相火山岩型金矿床为特征。成矿与华力西晚期火山(英安凝灰岩、凝灰质砂砾岩)—次火山(流纹斑岩、英安斑岩)热液成矿作用和变质岩系有关,并受层位、岩性、构造蚀变破碎带(韧性剪切带)控制,以含金石英脉的形式产于岩体或围岩接触带中,形成马庄山构造蚀变岩型金矿床、南金山海相火山岩型金矿床,成矿形成时代为印支早期(殷先明,2008)。5)红柳河华力西期Au-Ag-Pb-Zn-Fe(Cu)-Rb成矿亚带该成矿亚带北以黑山梁—照壁山—鲤鱼梁为界,南以方山口北—马莲井南一带为界,楔状,向西延入新疆境内后,呈东宽西窄的带状延伸。以金矿为主,铅锌、铁矿次之。共发现中型金矿1处,小型金矿2处;小型铅锌矿1处,铁铜矿点3处。新发现国宝山大型铷矿产于华力西期花岗岩体中,属岩浆热液型。金矿主要分布于红柳河弧后盆地西北缘,金矿体赋存于华力西期花岗岩体和下二叠统双堡塘组火山碎屑岩的构造断裂破碎带(糜棱岩带)中,代表矿床有大照壁金铜矿床、金窝子金矿床,属岩浆热液型,形成时代为华力西期。在弧后盆地的中南部位(盐池东—双堡塘)形成了若干东西向箕状断陷盆地,在箕底的断裂部位形成与次火山岩和中基性火山喷发有关的铁矿,而在箕状盆地的浅水部位则形成沉积型赤铁矿。这两种类型铁矿受后期热液作用改造而进一步富集成矿,代表性矿点有芨芨台子山铁矿点。可将红柳河、玉石山等地作为寻找镍矿的矿集区,同时也应注意在该蛇绿岩带中寻找绿岩型金矿床。6)勒巴泉—公婆泉加里东期—华力西期CuFe-Mn-P—硫铁矿成矿亚带该成矿亚带地处公婆泉岛弧带,北以明水—旱山近EW向展布的深大断裂带为界,南以那拉提—红柳河—牛圈子—洗肠井缝合带南界为界。以铜为主,其次是铁、锰、磷、硫铁矿。已发现中型矿床1处,小型矿床3处,矿点21处。成矿类型主要以斑岩型为主,次为热液型、沉积变质型、沉积改造型等,分别以公婆泉铜矿、红星山铁矿和七一山硫铁矿、塔水磷矿点、白川锰矿点为代表。7)方山口—鹰嘴红山前寒武纪—印支期FePb-Zn-Au-Cu-Ni-Mo-Mn-Ag-V-U-P—重晶石、萤石成矿亚带该成矿亚带地处早古生代柳园裂谷的北缘,北以方山口北—马莲井南一带为界,南以古堡泉—红山井深大断裂带或韧性剪切变形带为界,呈近东西向条带状展布,成矿作用发育,矿产资源丰富。以铁、铅锌、金、铜、镍、钼、锰、银、磷、重晶石、萤石矿为主,同时共伴生钒、铀、砷矿。共发现和评价大型矿床2处;中型矿床9处;小型矿床19处;矿点41处。在方山口一带早古生代为陆棚滨浅海区,以沉积改造型和沉积变质型磷、钒、铀、锰等矿床为主,代表矿床主要有:方山口磷、钒、铀矿、西双鹰山磷矿、玉石山南铁锰矿。与华力西期超镁铁—镁铁杂岩体有关的岩浆热液型铜(镍)以黑山中型铜(镍)矿床为代表;与华力西—印支期花岗质岩浆热液成矿作用有关的夕卡岩型铜矿以辉铜山铜矿床为代表;与华力西期花岗质岩浆热液成矿作用有关的矽卡岩型(接触交代型)铅锌矿以花牛山中型铅锌矿床为代表;与华力西中、晚期火山热液成矿作用有关的岩浆热液型金矿以拾金坡小型金矿床为代表;与变质岩系(含铁硅质岩)有关的沉积变质型铁矿以红山铁矿铁矿床为代表。8)小独山—白山堂华力西期W-Au(Ag)-Cu(Pb-Zn)-Fe-Mo-Cr-REE-菱镁矿—萤石成矿亚带该成矿亚带地处早古生代柳园裂谷的南缘,北以古堡泉—红山井深大断裂带或韧性剪切变形带为界,南以波罗湖—石板墩—鼎新深大断裂带(柳园裂谷的南界)为界,西与新疆北山陆缘裂谷带毗连,呈近东西向条带状展布,以钨、金、铜、铁、钼、菱镁矿、萤石矿为主,共伴生铅锌、银。共发现和勘查矿产地60处,其中大型矿床2处;中型矿床4处;小型矿床15处;矿点39处。该带西端以金、铜、钨、钼为主,含矿建造与岩浆热液有关的岩浆热液型矿床以红山井南小型金钨钼矿床、金场沟金银矿床、白山钨矿为代表;含矿建造与海相火山岩有关的海相火山岩型矿床以老金厂小型金矿床、红山井钼矿为代表。该带东端矿化以铜、铁、铅、锌、金为主,含矿建造与华力西晚期流纹斑岩体有关的斑岩型铜矿以白山堂中型铜(铅)矿床为代表;与华力西期岩浆热液成矿作用有关的夕卡岩型(或热液型)铁铜矿以大红山铁铜矿、石板泉铁矿、二道红山铁矿、碱泉子铁矿等为代表;与花岗岩有关的脉状钨矿以玉山钨矿为代表。9)桥湾—西铅炉子加里东—华力西期Au-FeW-Pb-Zn-Cu-硼—钾盐成矿亚带该成矿亚带地处敦煌陆块,北以波罗湖—石板墩—鼎新深大断裂带为界,南以阿尔金区域性深大断裂为界,基本与敦煌基底杂岩隆起相吻合。带内发现的矿产主要为金、铁、钨锡(钼)矿等,次为钾盐、硼矿、锂矿。已发现和评价的矿产地56处,其中有中型矿床1处,小型矿床6处,矿点49处。含矿建造与花岗—绿岩和构造蚀变岩破碎带(岩浆热液)有关的金矿(中型1处,小型3处,矿点20处)成矿类型主要为花岗—绿岩型(构造蚀变岩型)、岩浆热液型,以小西弓、跃进山、白墩子、金庙沟金矿为代表。含矿建造与沉积变质和岩浆热液成矿作用有关的铁矿(小型2处,矿点10处)成矿类型主要为沉积变质型、岩浆热液型,以分别塔水铁矿点、安北铁矿为代表。含矿建造与花岗岩有关的脉状钨锡(钼)矿(小型1处、矿点2处)以华窑山钨锡矿为代表。含矿建造与现代盐湖有关的沉积型(现代盐湖型)钾盐(矿点7处)、硼矿(矿点7处)以西湖、条湖硼、钾盐矿(锂矿)为代表。10)鸣沙山—双塔华力西期Au-Pb-Zn-P成矿亚带该成矿亚带西起鸣沙山,东经甜水井到青山子,南止青山头范围内。矿产主要为金、磷、铅、锌、铁矿等,发现矿产地9处,其中中型矿床1处,小型矿床l处,矿点7处,代表性矿床(点)为小宛南山金矿、罗雅楚山磷矿、截山庙锌矿点、旱峡口铁矿点等,其金矿形成与变质热液活动有关,属变质热液型金矿;磷、铁矿与沉积变质成矿作用有关,属沉积变质型磷、铁矿;铅锌矿与加里东期中酸性岩浆活动有关,属热液(脉状)型。11)阿克塞—好不拉元古代(华力西期)Pb-ZnCu-Fe—硫铁矿—白云母成矿亚带该带是一个特殊的成矿亚带,沿阿尔金山断裂带分布,省内是西自阿尔金山西,经阿尔金山到肃北县城。该带位于敦煌地块南缘阿尔金走滑断裂带上,出露前震旦纪敦煌岩群。主要矿产以铅锌、铁、硫铁矿为主,已发现和评价矿产地7处,其中小型矿床5处,矿点2处。深变质的敦煌岩群是铅锌多金属矿产的赋矿层位,在相同的赋矿层位中已发现了掉石沟铅锌矿、土达坂铅锌矿等。铁矿主要产于元古代变质碎屑岩和碳酸盐岩中,属于沉积变质型,一般品位不高,规模小型。铜矿产在化石沟华力西期的酸性斑岩体的断裂带上,目前勘查已达小型规模。白云母矿是在穿插于华力西期的中酸性岩体的伟晶岩脉中。3成矿控制因素上述各类矿产的产出和分布,是受大地构造运动发展旋回、成矿环境、成矿建造、岩浆活动及地质构造诸因素控制的,现将本区主要成矿因素分析、探讨如下:3.1加里东旋回前6期中的矿产该区自古元古代以来,经历了从五台—晋宁至喜山等7个成矿构造旋回。各旋回几乎都有不同类型矿产形成,但由于各旋回所处的构造发展阶段、成矿地质环境、背景不同,因而在形成矿种、矿床类型及系列组合上各具显著差异。1)五台—晋宁成矿旋回该旋回在南带敦煌地块及北带准噶尔地块东延地带均处于古陆核形成阶段,主要由古元古代斜长角闪片麻岩、变粒岩、黑云石英片岩组成。其原岩应为一套中基性火山岩、杂碎屑岩、粘土岩。一般Au、Ag、As、Pb元素含量较地壳平均值高,构成后期金银成矿的重要矿源层。此阶段在塔里木陆核北缘处于被动陆缘裂陷海盆,形成中新元古代稳定型沉积盖层。所见矿种和矿床类型比较简单,主要为沉积(变质)型锰矿、铁锰矿及铁矿。2)加里东旋回该旋回表现为元古代古陆的裂解—洋化—闭和演化,形成的矿种和矿床类型大体有3类:(1)与裂谷及深断裂带基性超基性岩有关的岩浆型铜镍、铬矿;(2)与岩浆岩带中酸性岩体及热液作用有关的铷、钨、锡矿;(3)与被动陆缘中深海沉积(变质)作用有关的铁锰矿。3)华力西成矿旋回该旋回处于加里东运动之后所形成北山大陆的开、合演化期,成矿环境复杂,形成的矿种较多,矿床类型多样,是北山地区成矿的高峰期。主要矿种有铜、镍、铬、钛、铁、铅、锌、金、银、钨、锡、稀有(铷、铌、钽)等13种。其中:铜、镍、铬、钛岩浆型矿床:主要受控于红石山裂谷带蛇绿岩套下部基性—超基性杂岩带,及红柳河缝合带蛇绿杂岩中。铁矿(有两种类型):(1)火山—沉积型铁矿,产于红石山蛇绿岩套上部火山—硅质建造及弧间火山沉积洼地火山—泥硅质建造中;(2)火山岩型铁矿,主要产于明水火山弧中酸性火山熔岩中。金银矿(有3种矿床类型):(1)火山岩型金矿,产于明水火山岩岛弧,受控于火山喷发中心中酸性次火山岩;(2)热液石英脉型金矿,受控于韧性剪切带及构造破碎带,并与深熔埃达克岩或偏碱性A型花岗岩类有关;(3)火山沉积—热液改造型金矿,主要产于弧间沉积洼地,受中酸性火山碎屑沉积岩矿源层和埃达克岩的双重控制,如南金山金(银)矿床。钨、锡、铜、铅锌、稀有矿床,主要受岩浆弧中酸性岩体控制,如黑山梁、红尖兵山钨矿,明锡山锡矿,公婆泉、白山堂铜矿和国宝山铷矿等。4)印支成矿旋回此旋回处于华力西造山之后整个华北大陆形成阶段。形成的矿产主要有金(银)、铅、锌矿。金(银)矿,主要为热液石英脉—蚀变岩型金矿,与印支期埃达克岩侵入活动有关,如金窝子金矿。铅锌矿,属夕卡岩型,与印支期花岗岩类侵入作用有关,如花牛山铅锌矿床。5)燕山成矿旋回该旋回,整个北山地区已进入盆—山构造阶段,在一些断陷盆地,形成侏罗纪煤矿。6)喜山旋回此时北山地区处于抬升剥蚀和准平原化阶段,仅局部形成第四纪金、钨砂矿和现代湖泊蒸发盐类矿床,如西湖硼矿等。3.2营毛反砂矿点北山地区,含矿层位较多,从老到新主要有以下层位:(1)长城系古硐井群(ChG)为长石石英砂岩、石英砂岩、变砂岩、千枚岩、大理岩组成的碎屑—泥岩、碳酸盐建造,在营毛沱一带见夹薄层状磁铁矿层,已构成营毛沱铁矿点。(2)蓟县系平头山组(JxP)稳定型砂泥质—碳酸盐建造中产铁锰矿,如马鬃山锰矿。(3)青白口系大豁落山组(Qhd)上部泥砂质碎屑岩建造中产层状磁铁矿,已构成红山铁矿床。(4)震旦系泽鲁木组稳定型泥砂质碎屑岩—碳酸盐建造中产铁锰矿,在大红山一带构成小型锰矿。(5)寒武系下统双鹰山组(∈(6)寒武系中—上统西双鹰山组(∈(7)下石炭统白山组(∈(8)中上石炭统扫子山组(C(9)中侏罗水西沟组(J(10)第四系残坡积及内陆河湖现代沉积层中产金、钨砂矿及盐类沉积矿产。3.3岩石学基本特征侵入岩是内生矿产的重要控矿条件。北山地区侵入岩分布甚广,岩石类型复杂,从超基性、基性—中酸性、酸性—碱性、富碱性各类侵入体都有分布,不同环境下生成不同类型的侵入岩具有不同的成矿特征。1)拉张裂谷及深大断裂环境的基性—超基性侵入岩:在区内主要沿四顶黑山—双沟山断裂带、红石山裂谷、红柳河蛇绿岩带、柳园裂谷石板墩断裂带及阿尔金蛇绿岩带分布,多呈不规则岩株、岩瘤、岩墙、岩脉状产出。岩石类型,按其基性程度和m/f比值,大体分为以下两类:(1)富镁质基性—超基性岩:主要包括纯橄岩、斜辉橄榄岩、二辉橄榄岩,富含镁质,m/f值一般>6.5。此类超基性岩多与铬、镍成矿有关。如红石山产于纯橄岩中的岩浆分异型铬铁矿床,矿体一般透镜状、豆荚状产于岩体边部及顶部或底部,与围岩边界清楚。(2)铁质超基性岩:主要包括橄榄岩、橄辉岩、辉石岩及角闪岩,较酸性,SiO2)岛弧中酸性侵入岩:主要包括岛弧或岩浆弧环境生成的闪长岩类和花岗岩类,岩石类型有闪长岩、花岗闪长岩、斜长花岗岩、二长花岗岩等,一般呈深成复合岩基和岩株产出。该类侵入岩似与铁、铜、铅、锌、钨、钼、锡、稀有(铷、铌、钽)矿产关系密切。主要表现有下列成矿作用和矿床类型生成:(1)岩浆型稀有金属矿床:这类矿床在北山地区较为突出,主要与深成花岗岩、二长花岗岩有关。如公婆泉以东产于加里东中期黑云母花岗岩中的内蒙七一山式铷、钨、锡多金属矿床;玉石山地区产于华力西中期二长花岗岩中的国宝山铷矿;庙庙井华力西晚期花岗岩中铌、钽矿;潘家井华力西中晚期伟晶岩型铌矿点等。(2)与中酸性侵入岩体有关的热液型钨、锡、金矿:如红尖兵山产于华力西中期石英闪长岩外接触带中的云英岩—石英脉型黑钨矿;明锡山产于华力西中晚期花岗闪长岩中的脉型锡矿及双尖山—狼娃山一带金矿等均与中酸性岩体侵入形成的热液流体有关。(3)与岩体侵入作用有关的夕卡岩型铁、铜、铅、锌、钨矿床,如狼娃山一带由华力西期二长花岗岩侵入产生的含矿热液与石碳系白山组内灰岩或富钙岩石交代生成的夕卡岩型磁铁矿叠加于火山岩型铁矿之上;花牛山夕卡岩型铅锌矿、辉铜山铜矿、五峰山夕卡岩型铁矿等,均系华力西中晚期中酸性侵入岩与不同层位碳酸盐岩发生热液交代作用的产物。(4)与浅成—超浅成侵入岩有关的斑岩型铜矿床:如公婆泉与华力西中晚期花岗闪长斑岩、石英闪长斑岩、斜长花岗岩有关的斑岩型铜矿和白山堂华力西中期流纹斑岩有关的斑岩铜矿。矿化均产于斑岩体的内外接触带或岩体中,显示成矿与斑岩的密切关系。3)后造山大陆型钙碱—偏碱性侵入岩:主要形成于华力西晚期—印支期陆内拉张环境,岩石类型有石英闪长岩、英云闪长岩及钾长花岗岩,与其相关的矿产主要为金、银、铜、铅矿。如北带460—扫子山一带发育的热液石英脉型和构造—蚀变岩型金、铜矿,多产于石英闪长岩(埃达克岩)体的内外接触带;金窝子石英脉型金矿、明水西金、铅矿等也都与此类岩体有关,充分显示这类岩体的成金潜力。而双尖山—狼娃山一带石英脉型金矿,则与钾长花岗岩关系密切。以上各类侵入岩,虽产生于不同旋回和期次,但在成矿特征上差异不大,成矿种属主要决定于构造环境和岩石类型。3.4剪切带和断裂带北山地区控矿构造主要反映在区域性断裂带和韧性剪切带上,它不仅是划分成矿区带的基础,而且是控制矿田或矿床的主要因素。其次是与其伴生或配套的次级断裂,它既为成矿热液的运移提供了通道,同时为成矿物质的富集沉淀提供了容矿场所。1)区域性断裂控矿区内区域性控矿断裂带主要有如下几条:(1)四顶黑山—双沟山近EW向深大断裂带:由NWW向主断裂和分枝断裂组成,主要控制四顶黑山超基性岩体和铜、镍、硫化物矿床的分布。(2)扫子山—红石山EW的韧性剪切带:控制460等金窝子式热液石英脉—蚀变岩型金(银)矿田的分布,含矿石英脉总体与剪切带方向一致。(3)白山—狼娃山EW向断裂带:控制双尖山—狼娃山金矿带的分布。(4)南金山近EW向断裂带:是南金山金矿床成矿的重要控制因素,矿化产出与主断裂及NE向配套断裂一致。(5)拉那提—红柳河蛇绿混杂岩带:主要控制与蛇绿岩有关的黑山硫化物铜、镍矿床和红柳河钛磁铁矿床。(6)骆驼山—石板墩NEE向断裂带:由主干断裂和一系列NE、NW向配套断裂组成,主要控制新—老金厂金矿和花南沟铜铁矿以及五峰山铁矿、花牛山铅锌矿成矿岩体的侵入和分布。(7)小孤山—半滩北山NEE向断裂带:由一系列平行断裂组成,主要控制小西弓金矿的分布。(8)阿尔金NEE向走滑断裂带:由一系列平行和斜接的次级断裂组成多期复活性断裂带;西段阿尔金地区见有蛇绿岩出露。主要控制蓟县系含锰岩系及与蛇绿岩有关的蛇纹岩矿、石棉矿,对某些铜、金、硫铁矿的分布也产生重要影响,如化石沟斑岩铜矿、寒山、鹰咀山、车路沟金矿等,即分别受控于分枝断裂或与北祁连断裂系统的交会部位。2)次级断裂控矿与主断裂相配套的次级断裂往往是直接控制矿体的主要断裂,这一特征在本区表现的更为明显,如南金山金矿北矿带,主要矿体大部受EW向主断裂与NE向次级断裂组成的帚状构造西端收敛部位控制;狼娃山金矿矿体多与近EW向主压断裂相配套的NW和NE向剪性断裂相一致;红尖兵山含黑钨矿石英脉,亦沿与EW向主断裂派生的NE向低级断裂呈帚状撒开,如此等等均说明低级断裂对成矿更起直接熔岩作用。3.5变质作用与成矿作用1)区域变质作用与成矿北山地区广泛发育不同变质程度的区域变质岩。涉及的变质地层从新太古界—古生界;不同时代的地层,其所经历的变质作用和变质程度明显不同。(1)新太古—下元古代敦煌岩群,系由区域动力热流变质作用形成的绿片岩—角闪岩相变质,属中压相系。岩石类型主要为斜长角闪片麻岩、变粒岩和黑云石英片岩,变质矿物组合为斜长石+黑云母+角闪石+石英。该类变质作用与本区成矿关系不大。(2)中元古界,为低温动力变质作用引起的低绿片岩相变质,陆缘碎屑岩一般形成石英岩、变砂岩;泥砂质岩变为板岩、千枚岩;碳酸盐岩变为大理岩、结晶灰岩,硅质岩变为微晶石英岩等。经该类变质作用,原沉积型铁矿、铁锰矿围岩和矿石均遭受一定程度变质和改造,铁锰矿石出现微粒状结构和鳞片变晶结构,西脉穿插构造,从而形成沉积变质型矿床或沉积—改造型矿床。(3)古生界,变质作用和变质程度与中新元古界相同,为区域低温动力变质作用生成的低绿片岩相变质。经变质后,原碎屑岩多变为变质砂岩、板岩、千枚岩;中基性火山岩出现绿泥石、绿帘石、阳起石等新生矿物,结构上出现变余火山岩结构,凝灰岩出现鳞片变晶结构;中酸性火山岩、长英质矿物出现绢云母,暗色组分变为绿泥石,组构上变为变余结构、微片理化构造,从而形成各类变质火山岩。总的变质矿物组合有绢云母、绿泥石、绿帘石、阳起石、方解石、石英等。该类变质作用,一般不形成重要矿产,仅对某些沉积型矿床起一定程度改造作用。如红石山一带产于石炭系白山组、扫子山组火山—硅质岩建造中的铁矿,变质成为石英磁铁矿或磁铁石英岩矿石。2)动力变质作用与成矿动力变质作用分脆性变质与塑性变质。脆性动力变质系指在地壳浅层次由断裂变形所产生的糜棱岩系列,如构造角砾岩、糜棱岩、碎裂岩等,这类糜棱岩化带在北山各主要断裂带多可见及,一般对热液成矿具重要控制作用。如扫子山断裂带内石英闪长岩体中产生的EW向、NE、NW向3组断裂搓碎糜棱岩化带对金的成矿即起严格的控制作用,糜棱岩带即为矿体;小西弓、新老金厂近EW向主断裂带中的金矿体,也与这类变质作用密切相关。塑性变形变质是在地壳深层发生的变形变质作用,形成韧性剪切带,主要表现为强烈的片理化和密集的微型挠曲变形,并出现绿片岩相变质。此类韧性剪切带在北山各板块拼合带及区域断裂带均有发育,且与脆性变性变质作用相伴出现,一般具重要控岩控矿作用。如红石山韧性剪切带、红柳河—马鬃山脆韧性剪切带,即分别对460一带含矿岩体、金矿化及黑山、红柳河含矿超基性岩体的侵入,有明显控制作用。3)热接触变质作用当岩体侵入碎屑岩时,在岩体外接触带常形成角岩或角岩化岩石,一般控矿意义不大。如460岩体周边的角岩化粉细砂岩。4)汽—液变质作用系指由于岩体侵入或火山喷发形成的热水溶液或含矿热液,沿岩体内外接触带及其附近的断裂,裂隙系统循环、运移,并与岩石发生交代作用而形成的变质岩,即围岩蚀变。区内蚀变类型繁多,因岩体与围岩性质而异,基性岩中常见绿泥石化、绿帘石化、蛇纹石化、青盘岩化;酸性岩中主要有绢云母化、硅化、次生石英岩化、云英岩化、黄铁矿化;碳酸盐中常见透辉石化、夕卡岩化等,常与矿化作用相伴生,蚀变的规模和强度可间接指示成矿作用的强弱,因而具重要控矿和找矿意义。4区域采矿法根据北山地区地质构造特征、各类主要成矿控制因素分析及区域矿产分布情况,试对本区成矿规律作如下初步探讨。4.1成矿时段分布北山地区是甘肃重要成矿区之一,矿种较多,产地广布,类型多样。目前发现的主要矿种有铁、锰、铬、镍、铜、铅、锌、钨、锡、金、银、铷、铌、钽、硫铁、磷、钒、铀、重晶石、煤等20种。已知主要矿产地289处(表2),其中成型矿床88处,占30.45%;矿点201处,占69.55%。各成矿时段产出率见图2。由矿产地规模结构图(图2)可以看出,晚古生代居首(占58.48%),其次为早古生代(占16.26%)、前寒武纪(占10.73%)、中生代(占8.30%)及新生代(占6.23%)。形成以华力西期为最高峰值(占58.48%)的偏正态分布规律特征(图3)。4.2晚古生代矿种前寒武纪有铁、锰、铅、锌、钨、钼、铜、硫铁矿8种,其中以铁、锰矿为主。早古生代矿种有铁、锰、磷、铜、镍、铅、锌、金、萤石、重晶石10种,以铁、铜、磷为主。晚古生代矿种有铁、铜、铬、金、银、钨、钼、锡、铅、锌、锰、稀土、重晶石、萤石、菱镁矿等15种。以铁、金、铜为主,次为钨、锡、铬。中生代已知矿种金、银、铁、铅、锌、锑、萤石、煤等8种,以金为主。新生代矿种有金(砂)、钨(砂)、铁、硼、钾盐等5种,以盐类和砂矿为主。总之,前寒武纪矿种组合简单,以铁、锰为主,早古生代较为复杂,以铁、铜、磷为主,到晚古生代最为复杂,以铁、金、铜、钨为主。至中—新生代,变的简单,以砂矿和盐类矿产为主。总的变化趋势是从前寒武纪—古生代—中新生代矿种组合由简单→复杂→简单,由一般黑色金属铁、锰矿组合→黑色、有色金属、贵重、稀有矿种组合→盐类矿种组合。4.3地质地质及产出地质情况(1)岩浆型铜、镍、铬、钛、钒矿主要沿板块缝合带蛇绿岩带及区域性深大断裂带分布,受基性—超基性岩带控制。如北山北带红石山蛇绿岩带中的红石山铬铁矿,四顶黑山—双沟山断裂带中的四顶黑山铜镍矿;红柳河—马鬃山蛇绿岩带的红柳河钛磁铁矿,黑山铜镍矿及骆驼山—石板墩断裂带的花南沟铬铁矿。(2)热液和热液交代型铁、铜、铅、锌、多金属及钨、锡、金、稀有矿产,主要受火山弧、岩浆弧、构造断裂带控制,如明水火山弧中的狼娃山铁矿、红尖兵山钨矿、南金山金矿;公婆泉岩浆弧中的公婆泉铜矿,柳园岩浆岩带中的花牛山铅锌矿、辉硐山铜矿、国宝山铷矿等。(3)破碎蚀变岩型金、银矿,主要受地块内断裂带和热液流体控制,沿区域性断裂分布,如小西弓金矿、新老金场金矿等。(4)外生铁、锰、磷、钒矿产,分两种类型:一为正常沉积型,主要受敦煌古陆边缘海控制,如红山铁矿、马鬃山锰矿等;二为火山—沉积型,则受裂谷带及弧间沉积洼地控制,如红石山一带铁矿及新疆境内白山泉铁矿等。2)地域分布北山Ⅳ级成矿带矿床规模地域分布见图4。由图4可以看出,11个Ⅳ级成矿带有矿产产出,其中方山口—鹰嘴红山居首,小独山—白山堂、桥湾—西铅炉子次之。区内Ⅲ级成矿区带觉罗塔格—黑鹰山(Ⅲ-08)、塔里木北缘(Ⅲ-12)、磁海—公婆泉(Ⅲ-14)、敦煌(地块)(Ⅲ-15)分别已知矿产地数为40、17、32、202处,各占全区289处的13.1%、5.9%、10.3%、69.7%,表明Ⅲ级敦煌地块区为本区成矿最好,矿产分布最多的成矿区,其次为觉罗塔格—黑鹰山矿带,再次为磁海—公婆泉矿带。敦煌(地块)(Ⅲ-15)矿带:位于拉那提—红柳河板块结合带—阿尔金断裂带之间的广大地区,在构造上北部红山—马鬃山一带属柳园裂谷北缘中—上元古界基底隆起带和寒武纪被动陆缘分布区,是沉积—变质型铁、锰、磷、重晶石矿的重要矿带;中北部为柳园裂谷带是热液交代和热液型铜、铁、铅、锌、金、稀有金属有利矿带;南部地块区是热液型铁和破碎蚀变岩型金、银成矿带。觉罗塔格—黑鹰山(Ⅲ-08)矿带:位于北山北部,南金山推覆断裂以北地区,属额济纳—北山弧盆系,中部红石山一带为裂谷蛇绿岩带,是铬、铁、金、银矿的重要成矿带,南东为岛弧或岩浆弧,是铁、钨、锡、金、银的成矿带。磁海—公婆泉(Ⅲ-14)矿带:位于南金山推覆断裂以南—红柳河板块结合带之间,构造上属公婆泉岛弧区,是铜、金的重要成矿带。4.4前寒武纪矿产地质点及产出矿点成矿作用的不同表现,反映在矿床类型上,更是复杂多样,甚至对某些矿床的成因归类,目前仍在讨论中。基于此种情况,以《重要矿产预测类型划分方案》2)各成矿时段各成矿类型中成矿物质结构与产出规律热液型钨、钼、铅锌、铁、铜、金、锰、萤石、重晶石、硫铁矿矿产地85处,其中成型矿床24处;矿点61处,占29.41%,岩浆热液型金、银、锡、铁、锑、稀土矿矿产地51处,其中成型