宁夏卫宁北山地区金场子金矿矿床成因探讨
宁夏卫宁北山地区多元信息综合成矿预测
宁夏卫宁北山地区多元信息综合成矿预测
张永 庭 张 晓 东 ２ 刘 建 兵 。 ， ，
（ １宁夏 遥 感 测绘 勘 查 院，宁夏 银 川 ７ ０ ２ ； 夏 地 质调 查 院 ，宁夏 银 川 ５ ０ １２宁 ３ 宁 夏 矿 业 开 发 公 司， 宁夏 银 川 ７ ０ ２ ） ５ ０ １ ７０２ ； ５ ０ １
泥化 、 铁染蚀变信 息 、 线性 、 环形构造等信息． 并应 矿床 ４ ， 处 矿点 １ 处 ， １ 矿化点 １ 处【 其地质简图如 ８ ３ Ｊ ， 图１ 所示 ． 用 ＧＳ Ｉ 空间分析技术 ， 结合物探 、 化探异常、 地质信 息进行综合处理和叠加分析 ，用控矿 因素加权评价 的方法预测远景区 ，总结 出一套科学有效 的应用流 程 和技 术方 法 ，为遥 感技 术 在 宁夏地 质 找矿 工作 中 以 区域 地 质成 矿规 律 、 遥感 地 质原 理 、 找矿 理论 的推 广应 用 提供 基础 资料 ． 及 特 征分 析 为基 础 ，从 多 光谱 Ｅ Ｍ＋ Ｔ 遥感 影 像 中提 取与多金属 矿矿化有关 的蚀变信息 和地质构造信 息； 结合地质 、 物探 、 化探信息 ， 建立 已知矿床 的遥 用控矿因素加权评价法 ， 确定控矿因素 研究 区位于宁夏 中部 中卫市沙坡头区、中宁县 感找矿模式 ； 及权值 ； 于地理信息空间分析技术 ， Ａｃ Ｉ ． 基 用 ｒ Ｓ２ Ｇ ９ 北部 的低 山 区 ，面 积约 １１９７ｋ 地构 造 位 于 ６ ． ｍ．大 昆仑 一 岭地 槽褶 皱 区河 西 走廊 过 渡带 东 端 ． 面 及 软 件 进行 成 矿 控 矿 因 素叠 加 分 析 和 数理 统 计 分 析 ； 秦 北 该 东面 与 中朝准 地 台相邻 ，西南 和北 祁 连加 里东 地槽 预 测并 圈定 找矿 远 景靶 区． 方 法 具有 半 定 量 的成 具体流程如图 ２ 所示． 接壤 ． 地层 区划属 秦祁 昆地 层 区祁 连一 秦岭 地 层分 矿预测特点 ， 北
地质学-宁夏卫宁北山地区金场子金矿床区域成矿地质背景
1 宁夏卫宁北山地区金场子金矿床区域成矿地质背景1 大地构造背景宁夏卫宁北山地区金场子金矿床位于秦祁昆造山系北祁连造山带东段，其北与中朝准地台阿拉善地块相接，其东与中朝准地台鄂尔多斯地块毗邻，属构造活动带与稳定地块交接部的构造活动带边缘，具明显的活动性。
早古生代时期，该区属北祁连加里东弧后盆地的一部分，形成了次深海斜坡相陆源碎屑-泥质沉积为主浊积岩系（香山群），加里东末期，北祁连弧后盆地褶皱回返，构成本区晚古生代各类建造的基底层。
泥盆纪演化为前陆盆地,沉积了一套陆相磨拉石建造（老君山组），不整合覆于基底层之上；早石炭纪在泥盆纪前陆盆地的基础上演化为伸展型上叠盆地,形成一套咸化泻湖-陆棚海沉积建造，与下伏地层平行不整合接触（泥盆系）或角度不整合接触（下古生界）；晚石炭纪形成一套海陆交互相含煤建造，与下伏臭牛沟组平行不整合接触。
二叠—三叠系为过渡性间歇陆相沉积，在本区域未保留。
三叠纪末的印支运动，以近南北向挤压为主，在本地区形成了近东西向展布的褶皱、断裂构造，奠定了工作区的基本构造格架。
燕山运动，在继承了印支运动形成的构造格架的基础上，主要以近东西向挤压为主,对原构造格架进行了适当的改造，在区域上形成了侏罗系、白垩系和古近系与下伏地层间的不整合接触；同时，在本地区伴生有中酸性岩浆侵入，形成了较多隐伏和出露地表的花岗闪长岩-闪长岩体（脉）及岩浆热液蚀变岩。
喜马拉雅运动虽然以整体抬升为主，但在本区表现不强烈，仅对华力西-印支期形成的构造形迹进行微弱的改造。
2 区域地层卫宁北山地区属华北地层大区—秦祁昆地层区—祁连-北秦岭地层分区—宁夏南部地层小区。
区域上出露古生界奥陶系下统马家沟组、中下统米缽山组、中上统徐家圈、狼嘴子、磨盘井组；志留系2中统照花井组、上统旱峡组；泥盆系中统石峡沟组、上统老君山组；石炭系下统前黑山-臭牛沟组、上统土坡组；中生界侏罗系中统延安-直罗组、上统安定组；白垩系下统庙山湖组及新生界盖层。
北山地区金窝子金矿床成矿系统分析
第36卷 第3期西 北 地 质V o l.36,N o.3 2003年(总146)NOR THW EST ERN GEOLO GY2003(Sum146) 文章编号:100926248(2003)0320057205北山地区金窝子金矿床成矿系统分析李景春1,2,赵爱林2,金成洙1,李存有2(1.东北大学资源与土木工程学院,辽宁沈阳 110004;2.沈阳地质矿产研究所,辽宁沈阳 110033)摘 要:金窝子金矿床产于华力西期黑云母二长花岗岩及其围岩上泥盆统金窝子组中,矿化类型为石英脉型和蚀变岩型。
研究表明华力西期—印支期花岗岩系统和低角度韧脆性断裂及其次级高角度张性2张扭性断裂系统与成矿有密切的时空及物质联系,是金矿化的主控因素;矿化类型受构造应力场和断裂力学性质控制。
关键词:金矿;成矿系统;北山中图分类号:P618.51 文献标识码:A 金窝子金矿床位于蒙甘新相邻北山地区,其规模已达大型。
以往研究者对其成因有不同认识,如深源流体成矿[1]、动力热液成矿[2]、岩浆热液成矿[3]及变质热液成矿[4]等。
该矿床兼具石英脉型和蚀变岩型矿化特征,加强矿床成矿系统[5]的综合分析对成矿理论以及在矿区及其外围找矿都有重要意义。
1 区域地质背景 北山位于蒙甘新相邻地区,已发现大、中、小型金矿床20余处,矿点约180余处,大量金矿床(点)、众多金的局部和区域化探异常已显示出该区应当是金的矿化集中区。
金窝子金矿床产于北山金窝子晚古生代裂陷带马莲井复向斜中部。
由于晚古生代早期拉张作用,沿裂陷带发生了大规模的中基性和中酸性火山活动,形成了上泥盆统金窝子组火山碎屑岩2沉积岩,是区内重要赋矿岩系;石炭纪区域构造运动由拉张转入以地壳挤压为主,火山活动和沉积作用不发育,岩浆活动主要以侵入为主,形成了规模不一的岩体,这些岩体既是金成矿的物质提供者之一,也是区内重要的赋矿岩石;早二叠世区域构造运动表现为以地壳拉张为主,尤其在裂陷带东段地壳的引张作用更为强烈,形成了菊石滩期火山岩和火山碎屑岩,双堡塘期出现了巨厚磨拉石堆积,并有强烈的双峰式火山活动,交替形成了巨厚的流纹岩和玄武岩及安山岩;晚二叠世区域构造运动进入了强烈挤压过程,形成了一系列褶皱构造和韧脆性低角度逆冲断裂及其上盘中的高角度逆冲断裂,并在地壳较浅层次形成了一系列与主逆冲断层近于垂直的高角度张性2张扭性断裂,这些断裂构造为金矿床的形成提供了重要场所。
宁夏卫宁北山地区铁矿区域成矿规律探讨_徐广平
第44卷 第1期 2011年(总177期)西 北 地 质N O RT HWEST ERN GEOLO GYVol.44 No.1 2011(Sum177) 文章编号:1009-6248(2011)01-0039-09宁夏卫宁北山地区铁矿区域成矿规律探讨徐广平,张晓东,艾宁,孟方,孟庆姝,唐菲,王振藩,王成(宁夏回族自治区地质调查院,宁夏银川 750021)摘 要:宁夏卫宁北山地区地处河西走廊Fe-M n-萤石-盐类-凹凸棒石-石油成矿带东段,是宁夏自治区最重要的金属矿产成矿远景区之一,这里分布有铁、铜、金等重要金属矿产。
长期以来,关于该地区的铁矿成矿规律研究分歧很大,笔者从典型矿床和区域两个方面,对该地区的铁矿成矿规律进行探讨,提出关于该地区铁矿包括成因类型在内的区域成矿规律的基本认识。
研究认为,卫宁北山地区铁矿成矿作用主要发生于石炭—二叠纪,早期表现为沉积成矿特征,后期不同程度经过构造-热液活动的叠加改造;地层、岩性和岩相是该地区铁矿成矿的主要控矿因素,地质构造虽然对成矿具有一定的积极意义,但是成矿作用主体还是沉积成矿;该地区的铁矿找矿方向应以沉积型菱铁矿为主,其次是沉积型菱铁矿层与构造(断裂)叠加改造所形成的沉积改造型赤-褐铁矿。
关键词:铁矿;区域成矿规律;沉积改造型;卫宁北山中图分类号:P612 文献标识码:A1 引言宁夏卫宁北山地区面积近800km2,地处河西走廊Fe-Mn-萤石-盐类-凹凸棒石-石油成矿带东段(李文渊等,2006;陈毓川等,2007;徐志刚等, 2008),是宁夏重要的金属矿产成矿区带之一。
这里分布有铁、铜、金等重要金属矿产。
长期以来,关于该地区铁矿成因类型有热液型、沉积型、沉积改造型等多种不同见解¹º»。
正确认识卫宁北山地区的铁矿成矿规律,对该区的铁矿预测及找矿工作具有指导意义,笔者试图从典型矿床和整个区域两个方面,对该区的铁矿成矿规律进行讨论。
宁夏卫宁北山金场子金矿床地质特征与控矿因素分析
２ １年 （ ｌ３ ） ０ ２ 总 期 ８
西 北 地 质
Ｎｏ ＲＴＨＷ ＥＳ ＴＥＲ Ｎ ＧＥｏ ＬＯ ＧＹ
ＶＯｉ． ＮＯ．３ ４５
２ （ ｕ ３） ０１ ２ Ｓ ｍｌ ８
文 章 编 号 ：１ ０ — ２ ８ ２ １ ） ３０ ８ — ２ ０ ９６ ４ （ ０ ２ ０ — ０ １ １
侏 罗 系 、 白垩 系和古 近系 ，与下伏 地层 问均 呈不 整
合接 触 （ １ 。 图 ）
团 １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ １ Ｉ圈 １ １团 １ １ １ 囤 囤 回 囤 圈 园 固 ０ Ｉ ２ 囫 囫 ３ ４ 团 ５ ６ 回
图 １ 卫 宁 北 山 地 区 金场 子金 矿床 区域 地 质 图
行 政 区划属 宁夏 中卫市 。矿 区范 围北 起麻 疙瘩 ，南
至 石磨 沟 ，西起新 井 沟 ，东 至红 石堆 。大 地构 造位
于北祁 连走廊 过 渡带东 段 与阿拉 善地 块南 缘 、鄂尔
多 斯地 块西缘 的转 换交 接 部位 。在 宁南弧形 构 造带 内划 属 卫宁 北 山 褶 冲 带 （ 牛首 山一 罗 山推 覆 体 即 大
１ 引 言
金 场 子 金矿 区位 于 宁夏 中南 部 卫 宁 北 山地 区 ，
２ 成 矿 地 质 背 景
该 区构造 演化 具 明显 的多期 活动性 。早古 生界 属北 祁 连弧后 盆地 的一部 分 ，形成 了以次深海斜 坡
相 陆源碎 屑一 质 沉 积 为 主 的 浊 积 岩 系 ，构成 本 区 泥
近南 北 向挤压 为 主 ，形成 了 近东 西 向展 布 的褶 皱 、
卫 宁 北 山地 区是 宁夏 主 要 的金 属 矿产 矿 集 区 ，
金场子金矿及外围地区地球化学特征及其找矿意义
２ 地 球化 学特 征
研 究 区 内各 元 素 的地 球 化 学 异 常 受地 层 、构 造 的 影 响 显
间分布特征；（ ２ ）具有相同的浓集部位 ，即浓集 中心受控于
相 同 的地 球 化 学 行 为 。
表１ 因子 载荷 矩阵
主 因子
Ｆ ｅ １ ． ０ Ｏ ２ ． Ｏ ０ ３ ． ０ ０
３ 地球化学异常的分布特征
通过对研 究区地质构造 、矿化特 点、元素异常分布规律 的研究 ，结合 因子分析的结果 （ 见表 １ 和图１ ）和元素 的地球 化学性质对元素进行分组 ，对关系密切 、套合性好的异常进 行重点分析。按照其方差贡献大小依次排列如下 ：Ｆ ｅ 、Ｃ ｏ 、
Ｎｉ 、Ｚ ｎ ； Ｖ、 Ｔ ｉ 、Ｓ ｍ Ａｓ 、Ｓ ｂ、 Ｈｇ、 Ａｇ ：Ｃ ｕ 、Ｐ ｂ、 Ａｇ ：
．
著 ，各 元 素地 球 化 学 异 常 的 控 制 因 素也 各 不 相 同 。就地 层 而
言 ，区内出露泥盆系与石炭系地层 ，其 中，泥盆系地层中的
异 常 少 ，连 续 性 差 ，规 模 小 ；而石 炭系 尤 其 是 土 坡 组 地层 异 常 多 ，异 常值 高 ，连 续 性 好 ，浓 集 中心 显 著 。就 构 造 而 言 ， 区 内的 主 要 断裂 构 造— — ＿ Ｆ １ ８大 断裂 和 褶 皱 构 造— — 大铜 沟
３ ６
开发应用
金 场 子 金矿 及外 围地 区地球 化 学特 征 及其 找 矿 意 义
王 泽 晶 唐 媛 王 兴 强
（ １ ． 宁夏回族 自治区地质调查院，宁夏 银川 ７ ５ ０ ０ ２ １ ；２ ． 宁夏回族 自 治 区地质博物馆，宁夏 银 川 ７ ５ ０ ０ １ １ ）
宁夏卫宁北山地区金场子金矿矿床地质特征
宁夏卫宁北山地区金场子金矿矿床地质特征1矿区地质特征1）地层该区域主要出露的地层主要有上石炭统老君山组（D3l）；下石炭统前黑山组(C1q)；下石炭统臭牛沟组(C1c)。
1）上石炭统老君山组（D3l）第三段为浅灰色，浅紫色钙质粉砂岩，钙质长石石英砂岩，具泥质灰岩透镜体；第四段为紫灰色钙质粉砂岩为主，次为紫灰色细粒岩或石英砂岩；第五段为紫灰色、灰白色钙质粉砂岩和细粒石英砂岩互层；第六段为浅紫红色钙质粉砂、粉砂质泥岩、灰色薄层灰岩。
2）下石炭统前黑山组(C1q)第一段为浅黄色角砾状灰岩，浅褐、浅黄色泥晶灰岩、细晶灰岩、泥质粉砂质灰岩、钙质粉砂岩、粗粒砂岩、石英砂岩；第二段下部为褐灰、紫灰、浅灰色中粒砂岩，细粒砂岩，石英砂岩，上部为泥岩、页岩、粉砂岩夹泥晶灰岩、砂质灰岩、粉砂质灰岩。
3）下石炭统臭牛沟组(C1c)下部为灰-灰白、紫红色中粒含泥质砂岩；上部为灰-灰褐、紫红色细粒钙质泥岩、硅质砂岩夹砂质灰岩、泥晶灰岩。
2）构造矿区内构造复杂，褶皱、裂隙、断裂及其发育，主要发育为近东西向的褶皱，进而引发一系列近东西向的断裂，以及北东南西、北西-南东想共轭剪切为特征的次级变性构造，北东向剪切带具有左行走化性质，南西段由F18断裂构成。
F18断裂地表延伸长达4200M。
断层沿二人山——金场子背斜南翼近核部上泥盆统沙流水群与下石炭统接触部位发育。
断层发育有破碎带，宽10—130M，破碎带具有赤铁矿化，褐铁矿化和高岭土化等蚀变，断层性质为正断层。
该断层是本区很重要的导矿和容矿构造，金场子南矿带的金矿化赋存于这一断层破碎带中。
3）岩浆岩矿区岩浆活动并不发育，矿区内仅能见到闪长玢岩脉，岩脉呈脉状斜切地层侵入于上泥盆统老君山组、下石炭统前黑山组和臭牛沟组之中。
脉体宽1-6米长数十至数百米，规模大者多近东西向展布，向北陡倾。
个别脉体延伸至F18构造破碎带中，认为脉体的期次应该晚于F18破碎带。
闪长玢岩受得风化作用较强。
风化后呈灰白色带褐红斑点，块状构造，岩石基本全部蚀变，可见斑状结构，变余斑状结构和交代残余结构。
宁夏卫宁北山地区金场子金矿区找矿模型及成矿预测
第42卷 第2期2023年 3月 地质科技通报B u l l e t i n o f G e o l o g i c a l S c i e n c e a n d T e c h n o l o g yV o l .42 N o .2M a r . 2023海连富,陶瑞,张晓军,等.宁夏卫宁北山地区金场子金矿区找矿模型及成矿预测[J ].地质科技通报,2023,42(2):19-32.H a i L i a n f u ,T a o R u i ,Z h a n g X i a o j u n ,e t a l .P r o s p e c t i n g m o d e l a n d m e t a l l o g e n i c p r e d i c t i o n o f t h e J i n c h a n g z i g o l d d e po s i t i n t h e W e i n i n g b e i s h a n a r e a ,N i n g x i a [J ].B u l l e t i n o f G e o l o g i c a l S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y,2023,42(2):19-32.基金项目:宁夏自然科学基金项目(2022A A C 03662;2021A A C 03447);宁夏重点研发计划项目(2018B F G 02013;2021B E G 03003);宁夏青年科技人才托举工程(J T G C 2019023)作者简介:海连富(1989 ),男,工程师,现正攻读矿产普查与勘探专业博士学位,主要从事矿床学和矿产勘查学的研究工作㊂E -m a i l :h a i l i a n f u 19@c u g.e d u .c n 通信作者:张晓军(1974 ),男,副教授,主要从事矿床学和矿产勘查学的教学和科研工作㊂E -m a i l :x j z h a n g 01@c u g.e d u .c n 宁夏卫宁北山地区金场子金矿区找矿模型及成矿预测海连富1a ,2,3,陶 瑞2,3,张晓军1a,刘安璐1b,刘金科4,魏俊浩1a,白金鹤2,3,李海峰2,3(1.中国地质大学(武汉)a .资源学院;b .逸夫博物馆,武汉430074;2.宁夏回族自治区矿产地质调查院,银川750021;3.宁夏回族自治区矿产地质研究所,银川750021;4.宁夏回族自治区煤炭地质局,银川750002)摘 要:卫宁北山地区位于北祁连造山带东段,是宁夏境内金多金属矿床成矿条件最好㊁成矿迹象最多的地区之一,其中金场子金矿是该地区已知最大的金矿床㊂在归纳该区近年来找矿成果基础上,对金场子金矿床控矿因素㊁找矿标志和深部矿化规律进行了总结,构建了基于地-物-化多要素的综合找矿模型,并对矿区及外围㊁深部找矿靶区进行了圈定㊂研究表明:金场子金矿控矿因素主要为构造和地层,其中控矿构造表现为东西向断裂㊁北东向断裂及其次生裂隙为主,控矿地层表现为特定的地层层位及岩性组合㊂赤铁矿-褐铁矿化㊁硅化㊁绢云母化㊁黄铁矿化㊁黄钾铁矾化等围岩蚀变,A u -A g -A s -S b 化探组合异常以及中电阻率㊁中-高极化率地球物理异常为该区主要找矿标志㊂综合控矿因素和找矿标志,构建了矿区金矿综合找矿模型,并以此圈定地表找矿靶区6处,并进一步根据矿化深部变化规律圈定深部找矿靶区3处㊂通过对矿区及外围靶区开展地球化学剖面测量以及深部靶区钻探工作,验证了此次靶区圈定的合理性,为今后该地区找矿工作起到了很好的示范作用㊂关键词:卫宁北山地区;金场子金矿;控矿因素;找矿标志;找矿靶区;成矿预测中图分类号:P 618.51 文章编号:2096-8523(2023)02-0019-14 收稿日期:2022-05-12d o i :10.19509/j .c n k i .d z k q.2022.0250 开放科学(资源服务)标识码(O S I D ):P r o s p e c t i n g m o d e l a n d m e t a l l o g e n i c p r e d i c t i o n o f t h e J i n c h a n gz i g o l d d e p o s i t i n t h e W e i n i n g b e i s h a n a r e a ,N i n gx i a H a i L i a n f u1a ,2,3,T a o R u i 2,3,Z h a n g X i a o ju n 1a ,L i u A n l u 1b ,L i u J i n k e 4,W e i J u n h a o 1a ,B a i J i n h e 2,3,L i H a i f e n g2,3(1a .S c h o o l o f E a r t h R e s o u r c e s ;1b .Y i f u M u s e u m ,C h i n a U n i v e r s i t y of G e o s c i e n c e s (W u h a n ),W u h a n 430074,C h i n a ;2.M i n e r a l G e o l og i c a l S u r v e y I n s t i t u t e o f N i n gx i a H u i A u t o n o m o u s R e g i o n ,Y i n c h u a n 750021,C h i n a ;3.I n s t i t u t e o f M i n e r a l G e o l o g y o f N i n g x i a H u i A u t o n o m o u s R e g i o n ,Y i n c h u a n 750021,C h i n a ;4.C o a l G e o l o gi c a l B u r e a u o f N i n g x i a H u i A u t o n o m o u s R e gi o n ,Y i n c h u a n 750002,C h i n a )A b s t r a c t :T h e W e i n i n g b e i s h a n a r e a i n t h e e a s t e r n s e c t i o n o f t h e N o r t h Q i l i a n o r o ge n i c b e l t i s o n e of t h e a r -e a s w i t h t h e b e s t m e t a l l og e n i c c o n d i t i o n s a n d th e m o s t m e t a l l o g e ni c s i g n s o f g o l d p o l y m e t a l l i c d e po s i t s i n N i n g x i a .I n r e c e n t y e a r s ,t h e J i n c h a n g z i g o l d d e p o s i t i s o n e o f t h e b r e a k t h r o u g h s i n e x pl o r a t i o n w o r k i n t h i s a r e a .B a s e d o n t h e p r e v i o u s d a t a ,t h i s p a p e r s u mm a r i z e s t h e o r e -c o n t r o l l i n g f a c t o r s a n d p r o s p e c t i n gi n -d i c a t o r s o f t h e J i n c h a n g z i g o l d d e p o s i t .A m u l t i e l e m e n t c o m p r e h e n s i v e p r o s p e c t i n g m o d e l b a s e d o n g e o l o g-h t t p s://d z k j q b.c u g.e d u.c n地质科技通报2023年i c a l-g e o p h y s i c a l-g e o c h e m i c a l p r o s p e c t i n g w a s c o n s t r u c t e d,a n d t h e m i n i n g a r e a a n d s u r r o u n d i n g p r o s p e c-t i n g t a r g e t a r e a s w e r e d e l i n e a t e d.T h e r e s e a r c h s h o w s t h a t t h e o r e-c o n t r o l l i n g f a c t o r s o f t h e J i n c h a n g z i g o l d d e p o s i t a r e m a i n l y s t r a t i g r a p h i c a n d s t r u c t u r a l.S t r a t i g r a p h i c f a c t o r i s m a i n l y m a n i f e s t e d i n s p e c i f i c s t r a t a a n d l i t h o l o g i c a l c o m b i n a t i o n s,a n d s t r u c t u r a l f a c t o r i s m a i n l y c o n t r o l l e d b y e a s t-w e s t r e g i o n a l f a u l t s a n d t h e i r s e c o n d a r y f i s s u r e s.H e m a t i t i z a t i o n-l i m o n i t i z a t i o n,s i l i c i f i c a t i o n,s e r i c i t i z a t i o n,p y r i t i z a t i o n,j a r o-s i t e a l t e r a t i o n a n d o t h e r s u r r o u n d i n g r o c k a l t e r a t i o n s,A u-A g-A s-S b g e o c h e m i c a l a n o m a l i e s,a n d m e d i u m r e s i s t i v i t y a n d m e d i u m-h i g h p o l a r i z a b i l i t y a n o m a l i e s a r e t h e m a i n p r o s p e c t i n g i n d i c a t o r s i n t h i s a r e a.B a s e d o n o r e-c o n t r o l l i n g f a c t o r s a n d p r o s p e c t i n g i n d i c a t o r s,a c o m p r e h e n s i v e g o l d p r o s p e c t i n g m o d e l s u i t a b l e i s p r o p o s e d f o r t h i s a r e a.6p r o s p e c t i n g t a r g e t a r e a s a n d3d e e p p r o s p e c t i n g t a r g e t a r e a s a r e d e l i n e a t e d b a s e d o n t h i s m o d e l.T h r o u g h t h e g e o c h e m i c a l p r o f i l e a n d t h e d e e p d r i l l i n g o f t h e t a r g e t a r e a,t h e r a t i o n a l i t y o f t a r g e t a r e a h a s b e e n c o n f i r m e d,p r o v i d i n g a w e l l t o o l f o r f u t u r e p r o s p e c t i n g w o r k i n t h i s a r e a.K e y w o r d s:W e i n i n g b e i s h a n a r e a;J i n c h a n g z i g o l d d e p o s i t;o r e-c o n t r o l l i n g f a c t o r;p r o s p e c t i n g i n d i c a t o r; p r o s p e c t i n g t a r g e t a r e a;m e t a l l o g e n i c p r e d i c t i o n卫宁北山地区地处板块过渡带边缘,构造活动强烈,区内矿化与热液蚀变现象明显㊂经过不同时期地质调查㊁矿产普查等工作,陆续在该地区发现了多个金㊁铁㊁银铅锌等矿床(点),例如金场子金矿㊁照壁山铁矿㊁二人山银铅矿等中㊁小型矿床及大量的矿点㊁矿化点,其中金场子金矿是该地区最大的金矿床[1]㊂金场子金矿区几乎出露了区内主要地层㊁断裂和闪长玢岩脉,其外围分布较多已知矿(化)点,是卫宁北山地区金矿潜力最大的地段㊂虽然该矿区经历了较多研究,但以往工作主要集中在金矿成矿物质来源㊁成矿流体性质㊁成矿时代及成矿模式等方面[1-8],在金矿找矿模型及成矿预测等方面的研究较为薄弱,许多基础理论与找矿勘查之间存在脱节,没有很好地做到产-研结合,导致后续一些找矿工作效果不佳㊂此外,虽然金场子矿区及外围已发现的矿床㊁矿(化)点数量较多,但已探明的储量规模都不大,多为小型和矿化点㊂因此,如何增储以及在卫宁北山地区寻找与金场子金矿类似的矿床是目前迫切需要解决的问题㊂笔者拟以勘查程度较高的金场子金矿床为代表,在系统分析矿床地质特征㊁控矿因素㊁找矿标志和深部矿化规律的基础上,构建基于地 物 化多要素的综合找矿模型,在矿区及外围㊁深部圈定找矿靶区㊂为验证靶区圈定的合理性,分别开展化探剖面测量和深部钻探工作,为卫宁北山地区金多金属矿的进一步找矿突破提供参考和依据㊂1区域地质背景卫宁北山地区位于北祁连造山带东段,其北与华北地台阿拉善地块相接,其东与华北地台鄂尔多斯地块毗邻[5,9-10](图1-a)㊂据中国成矿(区)带划分方案[13]和宁夏矿产资源潜力评价成果,该地区属河西走廊成矿带㊂区域上出露地层主要有奥陶系狼嘴子组(O2-3l),泥盆系中宁组(D3z),石炭系前黑山组(C1q)㊁臭牛沟组(C1c)和土坡组(C2t),白垩系庙山湖组(K1m),古近系清水营组(E3q),新近系红柳沟组(N1h)和第四系(图1-b)㊂区域构造以碰撞造山构造背景下形成的近E W向展布的断裂和褶皱为主,控制了该区地层展布方向和矿体形态,并产生了一系列晚期N E㊁NW向派生的断裂和褶皱㊂区内岩浆岩分布较少,仅有燕山期花岗闪长岩(δμ)在金场子矿区西部零星分布㊂2矿床地质特征金场子金矿位于卫宁北山中西部,面积约4.5 k m2,是区内最重要的金资源产地之一(图1-b)㊂矿区地层受构造作用影响,呈近E W向展布,主要出露地层有上泥盆统中宁组(D3z),下石炭统前黑山组(C1q)和臭牛沟组(C1c),上石炭统土坡组(C2t)和第四系(Q)(图2)㊂上泥盆统中宁组(D3z)分布于矿区中部黄石坡沟-金场子复背斜(B1)的核部,自东向西呈NW方向突出的弧形展布,地层岩性相对较简单,主要为细粒砂岩;下石炭统前黑山组(C1q)主要出露于B1两翼,岩性主要为泥岩和细粒砂岩;下石炭统臭牛沟组(C1c)主要分布于矿区西南部和北部,该地层西南部岩层层序基本正常,局部为倒转,北部岩层基本全为倒转,主要岩性为泥岩㊁细-粗粒砂岩;上石炭统土坡组(C1t)主要分布于矿区东北部,主要岩性为钙质石英砾岩㊁钙质粉砂岩㊁硅化石英砂岩;第四系(Q)主要分布于各沟谷及部分洼地,由残坡积㊁冲洪积和风积物组成㊂金矿(化)体明显沿特定的地层层位分布,主要控矿层位为下石炭统前黑山组(C1q)和臭牛沟组(C1c)㊂02第2期 海连富等:宁夏卫宁北山地区金场子金矿区找矿模型及成矿预测图1 卫宁北山大地构造位置(a )及区域地质矿产简图(b )(a 据文献[11-12]修编;b 据文献[1]修编)F i g .1 T e c t o n i c f r a m e w o r k o f t h e W e i n i n g b e i s h a n a r e a (a )a n d s c h e m a t i c m a p o f r e g i o n a l g e o l o g y an d m i n e r a l r e s o u r c e s (b)图2 金场子金矿区地质简图(据文献[6]修编)F i g .2 G e o l o g i c a l m a p o f t h e J i n c h a n g z i g o l d d e po s i t 矿区主要分布近E W 向展布的断裂㊁褶皱及其伴生的N E ㊁NW 向次级断层(图2)㊂近E W 向褶皱形成时间较早,是区域近S N 向构造挤压的结果,其两翼层间破碎带与成矿关系密切,褶皱形成过程中受层间滑脱和剪切运动影响,形成了一系列相互平行的层间破碎带(断层面上以断层泥和断层角砾为主)㊂断裂构造主要有近E W 向㊁N E 向㊁NW 向和S N 向4组,其中以近E W 向断裂为主㊂褶皱以B 1背斜为主体,横跨整个矿区,并向两侧延伸㊂由于次级构造发育,使不同岩性岩层之间产生层间滑动,从而形成密集的层间破碎带,沿带蚀变强烈,且向地层中渗滤和交代,多具黄钾铁矾化㊁硅化㊁碳酸盐化㊁赤铁矿 褐铁矿化等㊂矿区岩浆活动较弱,地表见少量闪长玢岩脉出露㊂脉岩沿近东西向构造破碎带或层间裂隙断续分布,规模不大,地表延伸380~950m ,宽0.5~7m ,多数倾向南,少数倾向北,此外也有部分闪长玢岩脉由钻孔揭露㊂金场子矿区分南㊁北2个矿带,共圈定出工业矿体16个,其中主矿体6个,主要分布于25~29勘探线㊂矿体规模大小不一,长度一般为40~300m ,厚度0.40~25.26m ,A u 品位为0.52~22.7g /t(图3)㊂矿石类型主要分为3种:原生矿石㊁半氧化矿石和氧化矿石[1]㊂氧化矿石是主要的矿石类型,主要为红褐色㊁褐色块状针铁矿 赤铁矿㊁红褐色赤铁矿化角砾岩等㊂矿区围岩蚀变以中低温蚀变类型为12h t t p s://d z k j q b.c u g.e d u.c n地质科技通报2023年图325号勘探线剖面图(勘探线位置见图2,据文献[1]修编) F i g.3 C r o s s s e c t i o n o f t h e N o.25e x p l o r a t i o n l i n e o f t h eJ i n c h a n g z i g o l d d e p o s i t主,主要包括硅化㊁绢云母化㊁黄铁矿化㊁碳酸盐化和重晶石化等[1]㊂据前人研究成果及现有数据分析,金场子金矿严格受断裂构造控制,矿体主要赋存于S N向挤压形成的近E W向断裂破碎带㊁褶皱的转折端和层间滑脱带中,矿体主要呈脉状㊁透镜状,围岩蚀变表现为碳酸盐化㊁绢云母化等特点,具典型造山型金矿特点[1,6]㊂根据区域地质演化过程,在海西运动晚期,强烈的挤压造山作用使地壳增厚㊁地温梯度增加,造成地壳深部古老基底的熔融,熔融流体向上运移至浅地表,形成了区域上从二人山 金场子均有分布的小规模闪长玢岩脉㊂该深部构造热事件同时促使石炭系下伏地层发生变质脱水作用,形成含矿热液㊂成矿流体运移至浅地表,由于温度㊁压力骤然降低,流体发生不混溶作用,造成流体发生氧化,部分金沉淀下来,同时在区域上形成了显著的重晶石沉积(图4)㊂成矿流体继续上涌,形成了多金属硫化物 石英脉,此阶段形成的硫化物种类多㊁含量高,金也更富集[14]㊂先成的石英脉硫化物矿石在富含游离氧的大气降水不断作用下迅速溶解和氧化,沿裂隙㊁粒间沉淀交代,形成硅质褐铁矿,进一步氧化后,则形成有硅质褐铁矿隔板的蜂窝状或海绵状交代褐铁图4金场子金矿床成矿模式图F i g.4 M e t a l l o g e n i c m o d e l o f t h e J i n c h a n g z i g o l d d e p o s i t矿㊂弱氧化地段,可见黄铁矿残留及微氧化带出现㊂含金的原生黄铁矿一经氧化,产生强酸性溶液及由此而形成F e(O H)3等胶质流体,有利于金的溶解与迁移,黄铁矿的氧化导致其中赋存的金的释放[1]㊂3控矿因素控矿因素一般是指控制矿床形成和矿体分布的各种地质因素,是成矿预测研究的基本内容之一[15-17]㊂金场子金矿床矿体的空间分布和形态明显与地层和构造关系密切,与闪长玢岩关系不明显,因此控矿因素主要考虑前两者㊂3.1地层因素矿区地层对矿体控制作用表现在2个方面:①特定的地层层位控制矿体的产出;②特定的地层岩性界面有利于矿体的发育㊂矿区主要控矿地层层位为下石炭统前黑山组(C1q)和臭牛沟组(C1c)㊂前黑山组(C1q)主要分布于黄石坡沟 金场子复背斜翼部最接近核部的层位,有利于矿液运移和就位,不同地段都有热液活动迹象和强弱不同的矿化作用㊂臭牛沟组(C1c)控矿作用相对较弱,其主要原因是该组位于褶皱翼部远离核部中心位置,褶皱形成过程中剪切断裂不太发育㊂臭牛沟组主要矿化层位为第一段和第二段,其中第一段内及其和前黑山组第三段接触界面上发育J K T5㊁J K T6等矿体,臭牛沟组二段发育J K T9号矿体㊂22第2期 海连富等:宁夏卫宁北山地区金场子金矿区找矿模型及成矿预测根据宁夏地质矿产局物探大队1985年资料,区域地层上泥盆统中宁组平均含金5.4ˑ10-9~5.5ˑ10-9,高于A u 的地壳克拉克值(4.0ˑ10-9);且在矿区外围的石炭系煤系地层中,黄铁矿单矿物经电子探针分析w (A u )高达101.0ˑ10-9,w (A g )258.0ˑ10-9㊂艾宁[6]㊁敬万林等[14]对矿区及外围前黑山组及臭牛沟组岩石w (A u )㊁w (A g)进行了统计(表1),数据显示在矿区外围下石炭统(包括臭牛沟组及前黑山组)的w (A u )㊁w (A g)平均值低于或略高于地壳平均值,但在矿区内这2套地层部分岩石金㊁银含量明显增高,在构造破碎带中两者含量更高㊂据艾宁[6]对矿体含金石英脉与围岩黄铁矿S 同位素测定结果显示,稠密浸染状黄铁矿δ34S 平均值为8.84ɢ,含金石英细脉中黄铁矿δ34S 平均为7.56ɢ,推测硫主要来源于地壳,在成矿过程中,深部含矿热液沿断裂向上迁移至下石炭统前黑山组(C 1q )和臭牛沟组(C 1c )层间破碎带等有利部位,发生金元素和硫化物沉淀并造成近矿围岩矿化㊂表1 金场子矿区及外围石炭系不同岩性A u 、A g 质量分数特征T a b l e 1 C o m p o s i t i o n o f A u a n d A g c o n t e n t s o f t h e C a r b o n i f e r o u s i n d i f f e r e n t l i t h o l o gi e s i n t h e J i n c h a n g z i g o l d d e p o s i t a n d t h e s u r r o u n d i n g ar e a s 位置样本名称样本数量A uA g均值w B /10-9变化系数/%均值w B /10-9变化系数/%矿区外围[6]矿区[14]构造破碎带(金矿化带)[14]华北地台大陆地壳[18]砂岩类1960.31.3379.21.05泥岩类270.50.80130.30.98灰岩类210.41.0060.40.60页岩类541.42.21112.90.52砂岩类22523.11.52251.91.06泥岩类2839.31.30294.60.78灰岩类8216.10.883720.61闪长玢岩410.80.462100.56构造岩381521.49793.60.81砂岩类3897.11.47572.60.86泥岩类40238.21.10623.20.75灰岩类290.200.83160.30.90构造岩类174.100.3716010.58铁矿石类51.901.16793.50.56157地层岩性对金矿的控矿作用主要体现在不同的岩性界面上,主要有4种:①灰岩与粉砂岩㊁泥岩的接触界面;②灰岩内粉砂岩㊁泥岩接触界面;③粗-细硅化砂岩与粉砂岩㊁泥岩的接触界面;④钙铁质粉砂岩与泥岩的接触界面㊂从表1中A u 和A g 元素的变化系数可以看出,砂岩和泥岩的变化系数大于1,反映出元素在这2种岩性界面有不同程度的富集,表明岩性对金矿起到了一定程度的控制作用㊂3.2构造因素从矿体空间分布来看(图2),矿区主要控矿构造为E W 向断层,其次为区域N E 向左旋剪切断裂,该类断裂一方面直接接受矿液充填成矿,另一方面起到沟通E W 向断裂的作用,使E W 向矿体更容易氧化富集形成富矿体㊂矿区褶皱主要分为近E W向和近S N 向2组,早期形成的近E W 向褶皱形成过程中产生的E W 向断裂构造是矿体的主要控矿构造;而晚期形成的S N 向褶皱作用较弱,为成矿后褶皱,无控矿作用㊂总体来说,本区构造的控矿作用表面上是断裂控矿,但实际上是一个褶皱-断裂联合控矿的过程㊂4 找矿标志找矿标志是指能够直接或间接指示矿床㊁矿体存在或可能存在的一切现象与线索,主要包括地质标志㊁地球化学标志和地球物理标志等[17]㊂4.1矿化露头矿化露头包括原生矿化露头和氧化矿化露头2种㊂卫宁北山地区气候干旱,降水稀少,风化作用强烈,矿化露头主要以氧化露头形式存在(图5)㊂此外,氧化作用对金的矿化不仅仅使原生矿化露头简单氧化,而是起到了进一步富集形成富矿的作用㊂所以,本研究将表生氧化期作为矿区金成矿的第二个成矿期,也是形成富金矿体的关键因素㊂矿区氧化矿化露头主要以 铁帽 形式存在,也是重要的金矿石类型㊂金场子矿区甚至整个卫宁北山地区氧化作用非常强烈,有大量的 铁帽 氧化带出露地表,氧化带厚度大(150~200m ),在地表具有很强的显示度,可以作为重要的找矿标志㊂32h t t p s ://d z k j q b .c u g.e d u .c n 地质科技通报2023年图5 地表氧化矿露头F i g .5 O u t c r o p of t h e s u r f a c e -o x i d e o r e 4.2围岩蚀变矿区围岩蚀变主要分为在热液成矿期形成的原生蚀变以及后期氧化作用形成的次生变化㊂原生蚀变主要以中低温蚀变类型为主,主要包括黄铁矿化㊁硅化㊁碳酸盐化㊁重晶石化㊁高岭土化㊁明矾石化㊁绢云母化㊁钠长石化等(图6);围岩蚀变的次生变化主要包括早期原生黄铁矿等硫化物遭受氧化作用后,形成的褐铁矿㊁赤铁矿㊁针铁矿㊁黄钾铁矾等氧化矿物㊂在空间上,硅化㊁黄铁矿化㊁褐铁矿化㊁黄钾铁矾化和绢云母化蚀变组合与矿体空间关系最为密切㊂a .断裂带内强烈硅化-褐铁矿化;b .绢云母化与硅化㊁黄铁矿(已氧化)化㊁碳酸盐化伴生;c .节理中发生碳酸盐化;d .围岩裂隙发生重晶石化图6 金场子金矿床围岩蚀变特征F i g .6 A l t e r a t i o n c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e s u r r o u n d i n g r o c k i n t h e J i n c h a n g z i g o l d d e po s i t 4.3地球物理异常此次物探工作是基于矿区及外围1ʒ10000激电扫面测量,测量参数为视极化率和视电阻率,供电极距1000m ,测量极距40m ,测量范围控制在800m 以内,测线垂直于E W 向断裂,测网100mˑ20m ㊂供电方式为双极短脉冲法,所用仪器为大功率激电测量系统D J F 10-1A 10KM 发动机和D J S -8型接收机,供电周期为16s ,供电时间为4s ,延时时间为200m s ,采样间隔20m s㊂岩(矿)石物理性质是地球物理找矿的基础[19]㊂此次所测含矿地层岩性组合及主要矿物电性特征见表2㊂根据岩矿石电阻率及极化率统计特征,可将其42第2期 海连富等:宁夏卫宁北山地区金场子金矿区找矿模型及成矿预测表2 金场子矿区及外围岩矿石电性参数T a b l e 2 E l e c t r i c a l p a r a m e t e r s o f r o c k a n d o r e i n t h e J i n c h a n g z i g o l d d e p o s i t a n d s u r r o u n d i n g ar e a s 岩(矿)石名称块数ηs /%ηs均值/%ρs /(Ω㊃m )ρs均值/(Ω㊃m )中粒石英砂岩120.05~3.480.4037.8~778.1310.4细粒石英砂岩590.01~1.840.1914.2~800.4208.9泥质粉砂岩-粉砂岩820~1.480.9510.8~632.5>100粉砂质泥岩-泥岩200.08~6.700.5214.7~325.368.4灰岩㊁白云质灰岩及砂质灰岩260~0.620.1279.5~107.2236.5闪长玢岩180.12~0.630.3034.8~191.377.3赤-褐铁矿160.04~1.750.2845.0~459.8261.5构造角砾岩210~1.030.1610.7~478.073.0方铅矿160.09~30.143.183.9~277.2104.5黄铁矿化粉砂岩100.27~8.092.6118.9~132.040.2黄铁矿58.09~50.1824.154.0~118.915.4碳质中细粒石英砂岩及烟煤177.63~50.3923.003.3~43.53.8黄铁矿化炭质粉砂岩156.00~40.6615.853.2~132.514.8图7 金场子矿区及外围地质-物探异常图F i g .7G e o l o g i c a l -g e o p h y s i c a l a n o m a l y m a p o f t h e J i n c h a n g z i g o l d d e p o s i t a n d s u r r o u n d i n g ar e a s 分为下列3类:①第一类,ρs 大于200Ω㊃m ,ηs 在0.19%~0.4%之间,主要包括中细粒石英砂岩㊁硅化石英砂岩㊁多种灰岩㊁赤-褐铁矿,属高阻低极化率㊂②第二类,ρs 大于100Ω㊃m ,ηs 在0.25%~0.95%之间,主要包括泥质粉砂岩 粉砂岩,属中阻中低极化率类型㊂③第三类,属中低电阻率高极化率类型,共分为两小类:①ρs 小于15Ω㊃M ,ηs 在15.85%~25.55%之间,主要包括炭质石英砂岩㊁烟煤㊁黄铁矿化炭质粉砂岩及黄铁矿结核,此类岩(矿)石往往产生高极化率背景场和低电阻率异常,是寻找金属硫化物矿最主要的干扰因素㊂②ρs 在15~105Ω㊃m 之间,ηs 在2.61%~29.16%之间,属中低电阻率高极化率异常,引起此类异常的主要岩(矿)石包括黄铁矿化粉砂岩㊁黄铁矿及方铅矿㊂结合岩矿石电阻率及极化率统计特征,综合评价并优选出与成矿联系最为密切的6处激电异常(图7)㊂D η-1异常位于黄石坡沟N E 方向约750m 处,视极化率(ηs )数值范围在1.5%~3%之间,与其对应的视电阻率(ρs )位于大于250Ω㊃m 背景场中,属高阻中极化率异常㊂异常区主要出露石炭系黑山组,岩性主要为石英岩状砂岩㊁泥质粉砂岩㊁灰岩㊂其中石英岩状砂岩处于异常正中心,可能为引起该异常区高电阻率背景场的主要原因㊂石炭系内部层间断裂经过该异常,但异常规模较小,沿断裂走向延伸较短,推测中极化率异常可能为该断裂内局部黄铁矿化导致㊂D η-2异常位于黄石坡沟北部,视极化率(ηs )数值范围在2%~4%左右,与其对应的视电阻率(ρs )处于60~250Ω㊃m 之间,属中阻高极化率异常㊂异常区主要出露泥盆系中宁组及石炭系前黑山组,主要岩性为粉砂岩㊁泥岩等㊂异常区构造活动较强烈,主要发育泥盆系与石炭系界面断裂以及石炭系内部近E W ㊁N E 向断裂,异常中心位于黄石坡沟泥盆系与石炭系北接触带附近,而且该异常位于E W向㊁N E 向断裂交汇处㊂异常区地表矿化蚀变现象较发育,在泥盆系中发育一条褐铁矿化带,在石炭系中发育一小型金矿化体㊂推断该极化率异常主要为E W 向泥盆系与石炭系北界面断裂内局部黄铁矿化52h t t p s ://d z k j q b .c u g.e d u .c n 地质科技通报2023年矿石角砾(断夹体)引起㊂D η-3异常位于金场子南部,视极化率(ηs )数值范围在2%~4%左右,与其对应的视电阻率(ρs )处于60~250Ω㊃m 之间,属中阻高极化率异常㊂异常区主要地层为石炭系前黑山组和臭牛沟组,主要岩性为灰岩㊁泥岩和泥质粉砂岩等㊂异常区主要发育前黑山组内部层间断裂以及前黑山组与臭牛沟组接触界面断裂,这2组断裂为矿区重要的含矿构造,异常区地表已揭露3处受断裂控制的金矿化体,地表强褐铁矿化㊂推测极化率异常为受断裂控制的原生矿化体导致,且激电异常沿控矿构造走向上有较长延伸,因此该异常可作为有利的找矿地段㊂D η-4异常位于黄石坡沟南部,视极化率(ηs )数值范围在2%~4%左右,与其对应的视电阻率(ρs )处于60~250Ω㊃m 之间,属中阻高极化率异常㊂异常区主要出露石炭系臭牛沟组,主要岩性为中 细粒含铁钙质砂岩和粉砂质泥岩等㊂该极化率异常发育在黄石坡沟 金场子复背斜南翼次级小背斜的核部,在一钻孔501m 标高处揭露真厚度为1.2m 的Z n 矿体,矿石中金属矿物以闪锌矿和黄铁矿为主,验证了D η-4极化率异常为深部硫化物矿体引起㊂因此,对于该地区中阻高极化率异常要尤为重视㊂D η-5异常位于金场子北部,视极化率(ηs )数值范围在2%~4%左右,与其对应的视电阻率(ρs )处于60~251Ω㊃m 之间,属中阻高极化率异常㊂异常区主要出露石炭系臭牛沟组,主要岩性为中 粗粒石英砂岩㊁含炭质粉砂质泥岩等,高极化率可能为炭质引起㊂D η-6异常位于金场子东北部,视极化率(ηs )强度大于30%左右,与其对应的视电阻率(ρs )小于63Ω㊃m ,属低阻高极化率异常㊂异常区主要出露石炭系土坡组和臭牛沟组,主要岩性为中 粗粒石英砂岩㊁钙质砂岩㊁含炭质粉砂岩及含炭质粉砂质泥岩㊁炭质页岩㊁煤层等,该异常区大范围分布且与地层总体走向一致㊂4.4地球化学异常地球化学找矿方法在矿产勘查过程中一直扮演着重要角色,但不同自然地质环境选择不同的采样介质对提高找矿概率有着至关重要的影响[20-24]㊂卫宁北山地区为基岩裸露的低山荒漠区,地形切割大,风化作用强烈,元素受机械物理迁移影响较大,加之地表无经流,水系不发育,常用的土壤地球化学测量和水系沉积物测量会对靶区圈定产生较大影响㊂因此,本次地球化学找矿信息是基于矿区及外围1ʒ10000岩石地球化学测量,地球化学调查没有按固定网格取样,主要在山脊㊁山谷和新开挖的简易公路的岩石露头处采集㊂每组样品是在10m 内的某个方向连续进行采集㊂岩石样品重量控制在300~350g 之间㊂用玛瑙研钵将样品粉碎至粒径<0.074mm (200目),测量其中与矿化有关的4种元素㊂结合地质特征及元素统计分析结果,共圈定了7处化探异常(图8)㊂图8 金场子矿区及外围地质-化探异常图F i g .8G e o l o g i c a l -g e o c h e m i c a l a n o m a l y m a p o f t h e J i n c h a n g z i g o l d d e p o s i t a n d s u r r o u n d i n g ar e a s (1)N o .1号异常为A u -A g-A s -S b 组合化探异常,位于黄石坡沟一带,异常范围约0.36k m 2㊂异常内主成矿元素A u 和A g 分布范围比非成矿元素A s ,S b 分布范围小,A u 元素异常基本反映了控矿断裂的展布趋势㊂异常范围内主要出露泥盆系中宁组及石炭系前黑山组;构造活动较强烈,主要为泥盆系与石炭系界面断裂,已知矿(化)体与该异常空间分布范围比较吻合㊂(2)N o .2号异常为A u -A g-A s -S b 组合化探异常,位于金场子一带,面积约0.3k m 2㊂该异常A u,A g ,A s ,S b ,单元素异常套合较好,A g 元素分布范围较小,往往处于综合异常中心,往外异常分布元素依次为A u ,S b ,A s ㊂异常总体沿近E W 向展布,与异常区近E W 向构造方向基本一致㊂异常区主要出露石炭系前黑山组及臭牛沟组,构造活动强烈,在N E 向断裂与近E W 向断裂交汇处发育规模较大的62第2期海连富等:宁夏卫宁北山地区金场子金矿区找矿模型及成矿预测金矿体,显示出该异常与已知金矿体具有较好的吻合性,也表明了该A u-A g-A s-S b组合化探异常对找矿具有较好的指示意义㊂(3)N o.3号异常为A u-A s-S b组合化探异常,位于金场子南部,面积约0.08k m2㊂该异常A u与A s单元素异常套合较好,且两者分布范围基本代表了金矿化展布㊂异常内主要出露石炭系前黑山组,发育近E W向泥盆系与石炭系界面断裂以及石炭系内层间断裂,异常区 铁帽 发育, 铁帽 内强褐铁矿化㊁硅化㊁孔雀石化,表现出矿化体与综合异常较好的套合性㊂(4)N o.4号异常为A u-A s-S b组合化探异常,面积较小约0.07k m2,浓集中心不明显,A s,S b单元素分布范围较A u元素大,且两者分布范围较为一致㊂A u元素异常分布面积较小,且与A s,S b元素分布范围吻合性较差㊂异常区主要出露石炭系前黑山组,构造主要为石炭系内部近E W向层间断裂㊂目前该异常内未发现矿化体㊂(5)N o.5号异常为A u-S b组合化探异常,分布于金场子东部,面积约0.05k m2,该异常分布范围较小,且形态无规律㊂异常区主要出露石炭系,包括前黑山组以及臭牛沟组,为重要的控矿层位㊂异常区断裂活动强烈,近E W向断裂以及N E断裂为该区重要的控矿构造㊂(6)N o.6号异常为A u-A s组合化探异常,分布于金场子东部,面积约0.09k m2,A u,A s单元素异常套合较好,两者总体展布方向相同,与异常区近E W向地层展布方向基本一致㊂异常区主要出露臭牛沟组,构造活动较弱,目前暂未发现地表有矿化及蚀变现象㊂(7)N o.7号异常为A u-A g-A s-S b组合化探异常,分布于金场子北带的东部,面积约0.18k m2,该异常A u,A g,A s,S b单元素套合较好,浓集中心较明显㊂异常区出露前黑山组以及臭牛沟组㊂地表路线调查发现在前黑山组的层间破碎带中有一定的矿化显示,在与N E向断裂交汇处,褐铁矿化明显增强㊂5综合找矿模型找矿模型是在典型矿床成矿模式研究的基础上,对寻找该类矿床有利的成矿地质条件㊁有效的技术手段以及各种直接或间接的找矿信息进行全面总结和高度概括[25-26]㊂找矿模型的构建是后期进行成矿预测所不可或缺的前期准备,建立合理的找矿模型是成矿预测达到最佳效果的前提㊂在归纳矿床地质特征㊁总结关键控矿因素基础上,综合分析了矿床地质㊁围岩蚀变㊁地球物理㊁地球化学等找矿信息,建立了金场子金矿床综合找矿模型(表3)㊂构造和地层是控制矿床的2个必要因素,岩性是重要控矿因素㊂金场子金矿床严格受断裂构造控制,其作用主要表现在为成矿热液的运移提供通道(导矿构造)和为成矿热液的就位提供场所(赋矿构造)㊂矿区金矿化与两期构造运动产生的断裂构造体系相关:一是印支期末近南北向挤压产生的东西向断裂构造体系,成矿主要与该期构造事件关系紧密,为成矿前㊁成矿期构造,但成矿后也有活动;二是燕山期东西向挤压产生的南北向断裂构造体系,该期构造事件为成矿后构造,主要表现为对先成矿体的破坏作用㊂矿区金矿化明显沿特定的地层层位分布,主要控矿地层层位为导矿断层层位,其内断裂发育,更有利于矿液的运移和就位㊂岩性因素对金矿的控制相对较弱,韧㊁脆性岩石接触界面以及硅㊁钙岩性界面提供了有利的容矿空间㊂表3金场子金矿床综合找矿模型T a b l e3 O r e p r o s p e c t i n g m o d e l o f t h e J i n c h a n g z i g o l d d e p o s i t 模型要素要素具体特征控矿因素构造主要控矿断裂为E W向断裂,重点关注石炭系内层间断裂以及石炭系和泥盆系界面断裂;其次为N E向断裂㊂E W 向与N E向断裂交汇部位往往造成矿体局部富集地层主要成矿有利层位为下石炭统前黑山组,次为下石炭统臭牛沟组和上泥盆统中宁组岩性韧㊁脆性岩石接触界面以及硅㊁钙岩性界面易成矿,一般为灰岩与泥岩或粉砂质泥岩界面㊁硅化石英砂岩与泥岩界面㊁灰岩内粉砂岩㊁泥岩夹层㊁钙铁质粉砂岩与泥岩界面找矿标志矿化露头铁帽围岩蚀变原生蚀变为黄铁矿化㊁硅化㊁碳酸盐化㊁重晶石化㊁高岭土化㊁明矾石化㊁绢云母化㊁钠长石化,次生氧化为褐铁矿化㊁赤铁矿化㊁黄钾铁矾化㊁孔雀石化地球物理中电阻率中-高极化率异常一般为矿化所致,低电阻率高极化率一般为炭质岩石引起地球化学1ʒ10000岩石地球化学测量中异常强度大,分布范围广的A u-A g-A s-S b组合化探异常区域;地球化学剖面及路线调查捡块样中有金异常级别以上品位显示72。
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宁夏卫宁北山地区金场子金矿矿床成因探讨
1.流体包裹体特征对矿床成因的指示
本矿区流体包裹体主要由3中成分类型组成，即富CO2包裹体、含CO2水溶液包裹体和水溶液包裹体。
通过流体包裹体研究可知本矿区成矿流体为低盐度的碳质流体，矿石中石英含量较高，已发育次生交代石英岩或石英脉为主，且包裹体特征为低盐度、富CO2。
已知微细粒浸染型、浅成低温热液型、热水沉积型等改造热液矿床不发育CO2流体包裹体，虽然浆控高温热液型矿床发育CO2流体包裹体。
但其盐度较高，甚至出现子晶矿物。
从以上特征可推断该矿区的矿床成因类型为造山型-变质热液型金矿。
2.闪长玢岩和金矿床的关系
2.1与金矿化有关的岩浆岩研究
1)煌斑岩脉
煌斑岩是部分金的来源，煌斑岩是地球上含金量最高的火成岩。
由此可以推断煌斑岩为矿床提供了部分矿物质来源。
然而从煌斑岩的数量和规模来看，不能为金矿提供全部成矿物质来源，仅能提供部分的成矿物质。
陈殿照（1992）提出煌斑岩脉中的Au含量非常高，煌斑岩是地球上含Au最高的岩浆岩，在胶东地区煌斑岩中的Au发生了活化转移，并在有利的构造——岩性部位富集成矿，从煌斑岩的数量和规模看，不可能成为金矿的全部物质来源，仅可能提供一部分成矿物质。
翟建平（1996）提出，煌斑岩原始金含量一般都不高，不同的大地构造背景或不同金属成矿区，产出的煌斑岩，其金含量均在2.3*10-9左右波动，且新鲜煌斑岩的含金量与化学成分无明显关系。
煌斑岩并不是金矿化得主要物源者，因此大量煌斑岩出露而没有金矿化，或者金矿化没有煌斑岩出露，即金矿化与煌斑岩的对应伴生关系并非必然。
2）斑岩
武磊（2004）提出，与岩浆热液活动有关的金矿床大多产于酸性花岗岩体中，金的丰度值从超基性岩到中酸性花岗岩至碱性花岗岩石逐渐降低的。
华南地区的花岗岩中金的丰度值大多低于花岗岩的平均值。
据此认为花岗岩多金的成矿没有专属性。
所以岩体本身金丰度值高低不能作为找矿标志和评价矿床的准则。
张赋等（2012）在内蒙古苏尼特右旗毕力赫发现斑岩型Cu-Au矿床，该金矿位于华北板块北部边缘成矿带之白乃庙构造岩浆活动带内。
金矿化发生在侵入体与围岩接触的破碎带中。
金矿化与硅化，钾长石化等围岩蚀变有关，矿体受蚀
变带严格控制，矿体形状主要为透镜状，囊状，板状等。
由流体包裹体特征可知成矿流体为低盐度流体，温度为中低温，矿床程英类型为与次火山有关的浅成低温热液型。
3）玢岩
在热液型金矿分布区，闪长玢岩与金矿化有十分紧密的时空关系，在矿化分布上，绕脉岩的发育中心，金的矿化分带非常清楚，有发育中心向外，平面上依次出现矽卡岩型铜金矿化-多金属-金矿化。
王铁柱（2015）提出在梅山的玢岩岩体在强烈的构造-岩浆活动背景下，金成矿阶段的成矿流体为岩浆水与雨水的混合流体，具有中低温和低盐度的特征。
矿区断裂构造会引起成矿流体的释放，促使金离子早络合物中分解出来，在铁矿主矿体顶部形成黄铜矿、黄铁矿以及自然金。
梅山金矿床与辉长闪长玢岩具有密切的成因关系。
2.2岩体规模较小
地表出露约十条闪长玢岩脉，主要分布在F18、F19断裂带及附加地层中，规模不大，大小不均一，地表延伸仅20m-2290m，宽仅0.5m-7m，研究区地下还存在隐伏闪长玢岩脉，在其上下盘围岩均可发现金矿化，说明其与金矿化有一定关心，但由于岩体规模较小，不能作为金矿的成矿物质来源。
2.3金矿化需要的元素
柯申家等（2018）提出，含金岩浆热液矿床通常富集许多成矿元素，如S、Cu、Mo、Sb、Bi、W、Pb、Zn、Te、Hg、As和 Ag。
这类矿床被认为是伴生金矿床，但大多数属于独立金矿场。
造山型金矿床以富集S和As为特征，很少富集其他元素。
艾宁测试结果显示闪长玢岩的侵入年龄共有两期，170Ma和143-150M 是，属于燕山期侵入，在中国东部发现的一些列丰富的金矿，他们均与燕山期岩浆活动有关，当时该区域的成矿年代未能测定，只能通过区域地质背景及地层的产出年代推断成矿年龄。
金场子地区岩浆活动并不剧烈，没有在地表生成相应的侵入岩和喷出岩，只有规模不大的闪长玢岩脉出现。
通过对闪长玢岩的岩石学，岩石地球化学特征的研究，金场子的闪长玢岩形成时代为燕山期，通过对金矿的研究，金矿的成矿的年代较为混乱主要集中在170Ma，且闪长玢岩岩体本身不含成矿元素，因此。
岩浆作用并非成矿的主导因素。
3矿床成因探讨
3.1金的初始富集
金矿体及矿体上下的近矿蚀变围岩中所含黄铁矿，方解石和石英都程度不同地还有一定数量的Au元素，表明矿液中含有Au元素，在矿区容矿岩石下石炭统前黑山组，臭牛沟组部分沉积岩、构造角砾岩平均含金54-78ppb，热露水成因的重晶石脉含金93ppb，下石炭统石灰岩重黄铁矿含金高达140-213ppb。
依据此数据可以推测矿区的晚泥盆世和早、中石英世部分沉积岩可能为金场子金矿床的矿源层。
根据金场子金矿床的成矿规律，形成物理化学条件及近矿围岩蚀变特征，并考虑到本区岩浆岩不发育，金矿化主要受东西向构造系控制，以及矿体矿石特征，同位素组成和矿物包裹体特征表明该矿区的成矿机制为：在晚古生代，该区地壳处于大地构造发张相对稳定阶段，当陆源沉积物形成是有呈金络合物，含金胶体或微细粒悬浮的金进入容矿构造中，所以本矿区晚泥盆世，石炭纪部分沉积岩中含有微量的金矿质元素，构成矿源层。
3.2 热液期成矿作用
矿液水完全不含岩浆水，本矿区矿液水主要为沉积岩地层水和大气水。
这种地下热水通过高角度断裂上升，在进入签部冷水带的下部后，便沿渗透性较好的碎屑岩，碳酸盐岩层依次侧向运移，并溶解其中的硫酸盐和碳酸盐等石英矿物，时期盐度不断增高形成热卤水。
同事从矿源层及矿源层中荣滤出矿物元素，形成含矿热卤水。
在热卤水作用的晚阶段，在热流体中富含：Ca、Na、Cl、S、SiO2、CO、Au、Ag、As、Sb、Ba等组分，其中金主要与热卤元素及碱金属形成可溶性络合物，岩石化学资料表明，热流体带入了SiO2、K2O、Al2O3、FeS2，带走了大量的CaO和CO2，并在岩石中形成面型绢云母化，硅化、碳酸化、黄铁矿化等热液蚀变，形成温度为229-310℃。
在热动力及构造应力驱动下沿构造薄弱带从压力高部位相压力低的开放部位运移成环流，并在构造破碎带内发生线型硅化、碳酸盐化，黄铁矿化及高岭石化等热液蚀变，环境从酸性氧化蚀变变为中性还原环境及蚀变围岩物理化学性质的影响，均可导致在控矿构造断裂、列席范围内的Au的络合物还原解体。
而促成金的沉淀。
这是金在黄铁矿边缘聚集。
同时在硅化石英和黄铁矿接触边缘聚集处形成显微状或超显微状游离自然金。
3.3 次生富集作用
原生金矿（化）形成以后，处于年蒸发量大于降水量的干旱气候条件的地下水很深的水文条件下，原生硫化物金矿化岩石在强酸性环境中缺水条件下氧化。
硫化物氧化是会产生H2SO4及含有三家贴的硫酸蓝矿物。
在强酸介质中金能被Fe(SO4)3溶解，当有卤素元素及碱金属元素存在时，金的溶解度增加并在Na[AuCl}·Na{AuCl4]或[Au(s2o3)2]3-形成迁移，当表生含Au溶液的PH值增大时，即发生解络反应，金再次沉淀，聚集，其反应如下
[AuCl]-+3Fe2++6H2O—-Au+4Cl-+3FeOOH+9H+
矿区表生球粒金及树枝状、海绵状不规则粒状自然金可能是在环境的氢离子浓度剧烈变化时，在黄钾铁矾和针铁矿富集地带进过胶体阶段生成的。
此外由于黄铁矿等金属硫化物及韩金岩石经氧化作用，使硫、铁等物质流失，在黄铁矿等刘华物及其他边缘的细分散金又进一步聚集形成粒径稍大的自然金及微粒金的集合体。