宁夏贺兰山北段金矿地质特征及找矿前景浅析

摘 要： 通过对贺兰山北段地区成矿地质背景、典型矿区地质特征、矿体地质特征、物化探异常分布情况、矿化富集规律等分析，近南北向断裂是本区构造蚀变岩型金矿的主要控矿构造和容矿构造，该组断裂破碎带规模较大，代表性的有F1破碎蚀变带。F1为正谊关大断裂的次一级断裂，走向近南北向，在F1内圈定出三个金矿（化）体。该区区域成矿条件优越,具有良好的找矿前景。

关键词： 金矿； 地质特征； 找矿前景； 贺兰山； 宁夏

中图分类号： P578.1+1文献标识码： A 文章编号： 1009-8631（2011）07-0028-03

自上世纪60年代初，多个地勘单位在贺兰山北段开展了以找金为主的地质找矿工作，发现了黄河跑马崖的砂金矿和牛头沟地区的石英脉型金矿及一些金矿化点，但仅局限于以砂金和石英脉型金矿的勘查找矿工作。90年代后期，地质勘查人员在牛头沟、梁根地区发现一些含金蚀变破碎带，分析认为蚀变破碎带可能是金的有利赋矿部位，进而转变为以构造蚀变岩型金矿为主的找矿研究工作。2008年在牛头沟地区开展了为期两年的普查找矿工作，进一步确定了构造蚀变岩型金矿的存在。在外围通过遥感地质异常解译、1:1万水系沉积物测量、1:5万矿产地质调查、矿点检查及综合研究等工作，发现了大量以Au为主的Cu、Pb、Zn、As、Co、Ag等综合异常，认为在贺兰山北段地区都存在类似牛头沟金矿区的地质构造特征及成矿条件，并初步圈定出八个找矿远景区。

1区域成矿地质背景①

贺兰山北段地处天山-兴蒙造山系与贺兰山-龙门山南北向断裂带的交汇部位，大地构造位置为华北陆块鄂尔多斯地块西缘贺兰山裂陷的北段（图1）。基底由太古代-早元古代的变质岩、花岗岩等结晶岩系组成，主要有角闪岩、变粒岩（片麻岩）变质建造，同时伴有S型花岗岩侵入，由此构成裂陷带基底结晶杂岩系（宗别立岩群）。贺兰山裂陷是鄂尔多斯地块与阿拉善陆块间晚元古代至早古生代期间形成的一个以裂陷构造环境为主的北北东向槽状海盆地，在古陆壳之上，形成了自晚元古-早古生代的海相沉积地层，晚古生代开始至中生代末期该带大规模隆升，基底及上覆的上元古界—三叠系，连续沉积的盖层发生强烈褶皱变形、断裂，其中北段基底岩层及花岗岩大面积露出地表。基底的变质岩建造及S型花岗岩建造中，以韧性剪切断裂构造为代表的各类构造发育，岩层中金、铜、铅、锌、铁等元素在地层的深度变质作用过程中活化迁移，在构造的有利部位富集成矿。

1.1地层

贺兰山北段的地层主要有古元古代宗别立(岩)群，中元古代青白口系；古生代寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系；中生代三叠系、侏罗系；新生代第四系等。古元古代宗别立(岩)群在本区分布范围最广，为主要赋矿地层，区内主要金矿(化)点均分布于其中。

宗别立(岩)群地层呈东西向展布，属华北陆块的古老结晶基底，构造复杂，变质程度属角闪-麻粒岩相，混合岩化、花岗岩化较强烈。该群自下而上可划分为：柳条沟组、柳树沟组、阿楞呼都格组、秃鲁根组，上述四个岩组的分布反映了主变质期的构造格局。岩性以黑云斜长片麻岩为主，夹灰白色厚层变粒岩、浅粒岩、石榴黑云斜长片麻岩等。

1.2构造

贺兰山北段经历了多期构造运动、多次构造变形，因此褶皱、剪切带及各种断裂构造十分发育。区域性大断裂主要有贺兰山东西两侧的北北东向贺兰山东麓大断裂、贺兰山西麓大（深）断裂和近东西向的正谊关大断裂，这些断裂都具有多期活动特征，其中正谊关大断裂的次级断裂（F1）为该区牛头沟等金矿床（点）的导矿和容矿构造。

正谊关大断裂位于贺兰山北端，东西向展布，长约100km。断面呈舒缓波状，具先正后逆的断层性质。大部分地段向北倾，倾角70°-80°，个别地段有转向南倾之势。切割了所有北西向、北东向和南北向构造线。

1.3侵入岩

贺兰山北段侵入岩分布广泛，区域内混合花岗岩出露面积约300km2。岩石类型主要为中－酸性岩，基－超基性岩少量，个别见火山熔岩。地质时代分布，以早元古代混合(花岗)岩(Pt1γ)为主，原岩为侵入的花岗岩类。岩体呈岩基、岩株及岩脉状，与古元古代宗别立（岩）群呈混合交代接触，接触界线常与片麻理一致，呈过渡关系。以早元古代堇青含石榴黑云母花岗岩为主分布于勘查区中西部及东部。石榴石花岗岩仅在东南角有少量出露。

区内脉岩较发育，主要有辉绿岩脉、辉长岩脉、石英脉，本区石英脉与金矿化关系极为密切。

区内侵入岩与金矿化作用的关系尚不明朗，金往往赋存于古元古代变质岩之韧性剪切带和构造破碎带中。从区域化探资料来看，花岗岩的金、铜等平均值小于区域背景值。

2典型矿床地质特征②

通过2008-2010年的普查及研究工作初步认为，牛头沟金矿成因类型属于与构造-热液活动有关的中低温热液型矿床，矿区的金矿化有破碎蚀变岩型和含金石英脉型两种类型（图2）。矿区地质特征简述如下：

2.1矿区围岩基本特征

在金矿区范围内出露的地层有古元古界宗别立（岩）群第二亚群（Ar3Z2）黑云斜长片麻岩和变粒岩；中寒武－下奥陶统阿不切亥组（∈2－O1a）含生物碎屑灰岩；上石炭－下二叠统太原组（C2－P1t）砂岩、页岩和炭质页岩。蚀变岩型矿体上盘围岩主要为古元古界宗别立（岩）群第二亚群黑云斜长片麻岩和变粒岩，下盘围岩为中寒武－下奥陶统含生物碎屑灰岩和上石炭－下二叠统太原组炭质页岩。石英脉型矿脉围岩主要为古元古界宗别立（岩）群第二亚群黑云斜长片麻岩、混合花岗岩，次为变粒岩。

黑云斜长片麻岩（局部为混合花岗岩）在外貌上与侵入花岗岩相似，呈灰白－肉红的杂色，具花岗变晶结构，块状－片麻状构造。主要矿物组成为斜长石（占30％）、钾长石（35％）、石英（25％）、黑云母（5％），见少量变质矿物石榴石和夕线石。矿物粒度较粗，大多数矿物粒度一般在3－5mm之间。

黑云母变粒岩，浅灰－灰黑色，块状构造，显微镜下呈中－细粒鳞片粒状变晶、变余碎屑结构，矿物粒径0.2-0.5mm，石英次生加大现象明显。主要由石英（50％）、斜长石（20％）、黑云母（15％）和少量绢云母、绿泥石等粉沙质－泥质组成。

2.2 F1断裂蚀变破碎带及矿体特征③

破碎蚀变岩型金矿位于牛头沟金矿普查区的中部，矿体赋布于正谊关大断裂的次级断裂F1主干断裂破碎带内，受构造控制，为典型的破碎带蚀变岩型金矿类型（图3）。

F1主干断裂地表出露长约4.20km，破碎蚀变带宽30-90m，断层走向近南北向，倾向西。南北走向上延伸出矿区外，倾向280°左右，倾角60°-75°，为一逆掩推覆构造。

在蚀变破碎带内圈定的三个金矿体均赋存于F1断裂破碎带内（图2、图3），在地表出露长420m，最大垂深近500m，矿体平均水平厚度2.86米，呈似层状、透镜状，产状与F1主干断裂一致，倾向280°左右，平均倾角63°。

矿化蚀变特征主要为褐铁矿化、黄铁矿化、硅化、绢云母化、绿泥石化、偶尔见黄铜矿化的长英质碎裂岩。

2.3矿石特征

主要由碳酸盐化、绢云母化、硅化黄铁矿化含金蚀变岩和含金蚀变碎裂岩组成。

硅化黄铁矿化含金蚀变岩：呈灰白色，地表矿化带多呈浅褐色。主要矿石矿物有黄铁矿、磁黄铁矿、褐铁矿，偶尔见黄铜矿；脉石矿物有石英、绢云母、长石、绿泥石等。矿石构造主要为浸染状和细脉-浸染状，具弱的片理化现象。也见角砾状矿石，主要由硅化岩的角砾被石英＋黄铁矿热液脉胶结。黄铁矿多呈它形和五角十二面体形态，呈浸染状分布，粒径0.2-0.5mm，少量黄铁矿呈细脉-浸染状沿蚀变岩裂隙分布，黄铁矿可见碎裂现象。未见明金。

含金蚀变碎裂岩：其蚀变和矿化相对较弱，该类矿石呈灰白色。主要矿石矿物有黄铁矿、磁黄铁矿、褐铁矿，脉石矿物有石英、绢云母、长石、绿泥石等。矿石构造主要为碎裂－角砾状，具弱的片理化现象。黄铁矿多呈它形和五角十二面体形态，呈浸染状分布，粒径0.2-0.4mm。少量黄铁矿呈细脉-浸染状沿蚀变岩裂隙分布。推测是变粒岩发生了碎裂－角砾化和热液蚀变-矿化现象。

Ⅰ号矿体中矿石含金0.27-2.47×10-6，Ⅱ号矿体中矿石含金0.34-0.75×10-6，Ⅲ号矿体矿石含金0.75-1.52×10-6，均属低品位矿石。

矿石的矿物成份为：石英、长石、斜长石，方解石、绢云母、绿泥石；重矿物有黄铁矿、黄铜矿、榍石和白钛石。

2.4含金石英脉特征

石英脉型金矿分布于牛头沟普查区的北部偏西地区的古元古界老变质岩及混合花岗岩中，是上世纪60年代至80年代发现且进行勘查的金矿类型。矿区内石英脉较多、成群分布，在矿区内发现石英脉175条，其中含金脉体白色，具不同程度的黄铜矿化、孔雀石化和褐铁矿化及金矿化。脉体沿走向具膨大缩小、分支复合特征，明显受先压扭后张扭的断裂构造控制，分枝复合、尖灭再现现象十分明显。脉石矿物为石英，金属矿物有金、黄铜矿、黄铁矿、方铅矿及孔雀石、褐铁矿等，脉体围岩蚀变主要是硅化、绢云母化。含金石英脉分布区存在有以金铜为主的铅、锌、银、砷等元素的组合异常。

175号脉是矿区内主要含金石英脉，地表出露长度350m，总体走向115°，倾向南西，倾角54°-75°，走向上呈膨大缩小、分支复合特点，地表控制长度170米。金品位0.54-3.78g/t，含铜0.38-5.68％；地表含金最高为21.2g/t；结合地表和坑道，矿体平均厚度0.48m，金平均品位5.97g/t。

3地球物理异常特征

3.1磁力场特征

1:10万航磁、1:5万地磁异常显示出两条近东西向的正磁异常带及小的磁异常，主要与大的断裂构造相对应。

正谊关大断裂将工作区分为南北两部分，南部为较平稳的正磁场区。北部的大片负磁异常区显示有两条近东西向的正异常。出露地层多为古元古代宗别立群地层，同时有岩浆岩脉沿断裂侵入于老地层中，形成了明显的高、尖、陡磁异常。

3.2电磁测深特征

中科院地质与地球物理研究所利用加拿大生产的V8电法工作站，在牛头沟金矿普查区开展了1：1万瞬变电磁测深扫面工作，共计圈定出四个物探异常带。结合矿区地质特征及激电测深断面和CSAMT断面图，反映III号异常带东部分支与已发现的正谊关大断裂的次一级控矿断裂破碎带F1（I、II、Ⅲ号矿体位置）相吻合；该破碎蚀变带和I号矿体在南北走向上及600m以下仍有明显延深显示。此外，矿区西侧仍然存在与F1断裂破碎带相同的含金构造蚀变带，矿区找矿前景较大。

4地球化学异常特征④

通过对乌达、石嘴山车站幅1:5万水系沉积物测量工作，圈出以Au、Cu为主的综合异常10个、以Pb、Zn、Ag、Au为主的综合异常和Au、Cu、Ni、Co、Cr、As多金属异常区4个。经矿产地质调查工作发现，这些异常大都位于有利于成矿的构造蚀变带或含矿岩系内。

在梁根-牛头沟一带通过20km2的1:1万化探原生晕测量工作，进行了12个元素V、Gr、Ti、Ni、Co、Zn、Cu、Pb、Zn、Ag、Au、As的R-型聚类进行了分析，发现单元素异常317个，综合异常13个。以Au=28010-9为异常下限，共计圈定出了5处金、银、砷、铜等组合异常，局部经工程验证与金矿体吻合较好，圈定出的异常带总体与物探电磁异常及构造蚀变带吻合较好，推断本区以金为主的成矿作用较好、较完整。同时据化探资料推断经历了石英、黄铁矿、黄铜矿、铅锌矿等的成矿阶段，成矿表现为多阶段、多期次的特点，符合金矿富集成矿的一般规律。

5金矿（化）带的分布特征

贺兰山北段构造蚀变矿化极为典型，且规模较大，矿化较连续，在空间分布上具有成群、成带集中分布的特征。通过对乌达幅、石嘴山车站幅内开展的与金及多金属矿矿产地质调查工作，根据地表铁（部分为铁帽）、铜、金矿点和矿化点分布密度及所处构造带的地质特征、物化遥异常分带等特征，在贺兰山北段初步圈定出金、金铜等多金属成矿带4个，确定成矿远景区8处。

多金属成矿带分布于宗别立群片麻岩、变粒岩及古老花岗岩接触带中，主要有牛头沟-梁根金铜矿化带，金最高含量339.52×10-9，异常呈北西向串珠状展布；哈尔木腾Cu、Au矿化带，总体呈北西向分布，以Au34、Au35-1、Au35-2、Au36异常最为突出浓集，元素含量高，有明显的浓度分带，Au最高25.7×10-9；北岔沟-柳葫芦沟金铜矿化带，Au以单点成群出现，伴有Pb、Zn、Cu异常，Au异常与Pb、Zn异常有分带现象；麦子井-树龙沟金铜矿（化）带，该异常呈北东向展布，此类型的金矿化都发育于近东西、近南北及北东向的断裂破碎带中。

6矿化富集规律及找矿前景

6.1控矿条件及矿化富集规律

6.1.1大地构造条件

大地构造位置处于鄂尔多斯陆块与阿拉善陆块交界地带的贺兰山褶皱带北端，西部为阿拉善陆块，东侧为银川地堑。经历了多期构造变形，褶皱，韧性剪切带及各种断裂构造十分发育、构造形迹复杂，加上本区地质发展特征是沉积岩石经历了区域变质作用、混合岩化作用及花岗岩化作用，并伴有动力变质作用等多种作用叠加。在此复杂的地质作用演化过程中，形成了诸多的金矿(化)点，其大地构造背景上具备形成中型金矿床的成矿环境和条件。

6.1.2 地层条件

区内古元古界等古老地层广泛出露，区域变质、混合岩化、花岗岩化作用强烈，经过长期复杂的地层作用，形成了诸多金铜矿（化）点。古元古界宗别立群（Pt1Z），特别是下部的柳条沟组原岩为沉积岩，含金丰度较高，含金背景值为6.56x10-9，远大于其它岩类2.10-2.3x10-9，分析宗别立群柳条沟组沉积岩是本区的矿源层，本区构造发育，变质作用、岩浆活动强烈，具有金元素从矿源层中析出迁移富集成矿的外部条件，表明该区具有形成规模以上金矿床的成矿地质构造环境和条件。

6.1.3岩浆条件

多期的岩浆活动是形成金矿的重要条件。首先岩浆岩对金矿的形成提供了热液，使周围地层中原来以各种形式存在的矿化元素发生不同程度的活化和迁移；特别是围岩为主变质期变质岩，经变质热液作用，矿化元素已部分活化，在岩浆岩的热能、热液作用下，金元素容易活化迁移出来。本区酸性岩浆活动，尤其是含斑、含榴黑云花岗岩，在成因上是重熔花岗岩，产出有一定深度，在岩体的外接触带伴有强烈的构造活动，为含矿溶液的迁移和矿源层补给创造了有利条件。本区重要金矿化带多分布于花岗岩与围岩外接触带附近部位。

在花岗岩化作用后期，由于重熔岩浆的形成而产生了大量岩浆期后热液，为金的大规模迁移提供了更优越的条件。从前期的研究资料中可以看出，从变质岩(沉积岩)一混合岩化变质一重熔花岗岩，含金量呈逐渐降低的态势。上述资料说明金在整个花岗岩成岩作用演化时的迁移情况。当金进入重熔岩浆期后热液时，处于高临界状态，具有极强的溶解性，热液从高温高压区向低温低压区的薄弱构造带迁移时，产生各种蚀变作用，由此而使热液由原来的碱性变成弱酸性，由高温降为中低温，在弱酸性条件下金沉淀富集成矿。

6.2找矿前景浅析

6.2.1成矿地质条件有利

贺兰山北段地区与金矿化有关的宗别立群广泛出露，各类断裂构造发育，岩浆活动强烈，Au、Cu成矿条件良好。特别是与金矿化关系密切的韧性剪切带在贺兰山北段的东部广为发育，通过近几年的遥感地质、化探、物探剖面测量、地质剖面测量、矿点检查、槽探钻探综合研究等方法手段，发现了数十个金铜矿（化）点，发现了大量的金、银、铜、铅锌综合异常，已确立了十多个找金远景预测区，其中牛头沟金矿断裂构造控矿明显，成矿深度大，以往勘查程度较低，主要以地表地质勘查和浅部探矿工程为主，经过普查已探获（333+334）金资源量近3吨。多数异常与已发现矿床、矿（化）点叠加成带展布，都属于构造蚀变岩型金矿化蚀变带，与区域构造-热液蚀变带密切相关，成矿地质条件非常优越。在深部及其外围找金、铜也是极具潜力的，具备良好的成矿找矿前景。

6.2.2找矿信息丰富

目前贺兰山北段已发现金矿（化）点47处，其中地表金品位大于1g/t的矿点23处，金品位大于3g/t的矿点有12处。结合矿区及外围成矿地质条件、物化探异常信息、遥感异常特征及近几年的地质科研及找矿勘查成果等信息分析认为，贺兰山北段具有以牛头沟矿区为代表的成矿条件和地质特征，在贺兰山北段寻找构造蚀变岩型金及多金属矿具有很好的找矿前景，应继续进行地质勘查及研究找矿工作，选择有利地段进行深部验证、找矿。

注释：

① 张连昌，薛国强，等.宁夏石嘴山市牛头沟金矿普查区成矿条件与地球物理勘查试范(科研报告).北京.中国科学院地质与地球物理研究所，2009.11.

② 李红宇，等. 宁夏贺兰山北段牛头沟地区金矿调研报告.银川:宁夏有色金属地质勘查院，1995.10.

③ 李红宇 等.宁夏贺兰山北段牛头沟金矿预查地质报告.银川:宁夏有色金属地质勘查院，1997，10.

④ 谷守江等.宁夏贺兰山北段牛头沟金矿普查工作总结报告. 银川:宁夏有色金属地质勘查院，2008，12.

参考文献：

[1] 潘行适等.宁夏及邻区1∶20万地质图说明书[M].银川:宁夏矿产地质调查所，2004.

[2] 张本仁，赵仑山.地球化学[M].北京:地质出版社，1979.

[3] 杨振德等.阿拉善断块及邻区地质构造特征与矿产[M].北京:科学出版社，1988.

[4] 李红宇，宋新华等.宁夏贺兰山北段牛头沟金矿地质地球化学特征和矿床成因探讨[J].地质与勘探，2010.46（06）.

[5] 宋新华，李红宇等.贺兰山北段牛头沟金矿区围岩的原岩恢复、时代及其它地质意义[J].岩石学，2010.26（05）.