甘新交界北山方山口南金矿线索的发现及找矿启示

1甘新交界北山方山口南金矿线索的发现及找矿启示任广利1，杨敏，李健强，高婷，梁楠，易欢，杨军录RenGuang-li,YangMin,LiJianqiang,GaoTing,LiangNan,YiHuan,YangJunlu国土资源部岩浆作用成矿与找矿重点实验室/中国地质调查局西安地质调查中心，陕西西安710054KeyLaboratoryfortheStudyofFocusedMagmatismandGiantOreDeposits,MLR/Xi'anCenterofGeologicalSurvey,CGS,Xi'an710054,Shaanxi,China摘要：成矿地质条件分析显示北山成矿带方山口地区存在与中酸性岩体有关金矿的成矿潜力。机载高光谱遥感（CASI/SASI）数据蚀变矿物异常提取显示，方山口地区发育有富铝绢云母、中铝绢云母、贫铝绢云母、褐铁矿、白云石、绿泥石、绿帘石等蚀变矿物。蚀变矿物分布及其异常组合分析结果表明该区发育有中-富铝绢云母+褐铁矿这一金矿化的标志性蚀变矿物组合。综上，认为区内存在较好的金矿找矿前景。本研究对区内不同地质体的蚀变矿物光谱特征进行剖析，进而圈定找矿有利区。并在野外查证过程中发现多条金矿化石英脉。用实践表明通过针对性的筛选高光谱蚀变矿物异常组合可以有效的指导下一步找矿工作。关键词：新疆北山；高光谱遥感；蚀变矿物组合；金矿Abstract:TheanalysisofmetallogenicgeologicalconditionsinFangshankouareaindicatesagoodpotentialprospectingoftheintrusion-relatedgolddeposits.Anomalyextractingresultsofhyperspectraldata(CASI/SASI)indicatethatseventypesofalteredmineralsweremainlydevelopedinthisregion,whichareAl-richsericite,Al-mediumsericite,Al-poorsericite,,limonite,dolomite,chlorite,epidote.AlteredmineraldistributionandabnormalcompositionanalysisshowedthatAl-richandmediumsericite+limonitedevelopinthisregion,whicharetheiconicalterationmineralassemblagesforgoldmine.Inconclusion,ithasagoodprospectforexplorationinthisregion.Moreover,weanalyzedthespectralcharacteristicsofalteredmineralsforthedifferentgeologicalbodiesinthisarea,andthendelineatepreferableore-findingarea.Meanwhile,multiplequartzveinswhichhadgoldmineralizationwerefoundinthefieldverificationprocess..ItisindicatedthatbasingontheselectedmineralalterationanomalycombinationbytheCASI/SASI,itwaseffectiveforthemineralprospecting.KeyWords:Beishan,Xinjiang；hyperspectralremotesensing；alteredminerals；Golddeposit高光谱遥感技术目前已形成涵盖不同光谱波段、具有不同空间分辨率的技术体系。其以高光谱分辨率、高空间分辨率、图谱合一等特点广泛应用于矿物识别与填图、岩性填图、矿产资源勘探、矿业环境监测、矿山生态恢复和评价等方面[1]。国内外学者日益着眼于该技术在（矿化）蚀变带定位，追索矿化热液蚀变中心等方面的研究[2-9]。利用相似矿床类型的蚀变岩波谱特征具有相似性这一特征，姚佛军等（2009）认为通过在异常提取上限定矿床类型蚀变岩的波谱特征，有针对性的提取异常，能够达到分类型矿床蚀变遥感异常的识别[10]。笔者在多个地区高光谱遥感异常信息对比研究基础上，认为在一定地质条件下形成的某一类型矿床，受地表露头、矿化规模、地形地貌等因素的影响，其特定的围岩蚀变矿物分带特征在高光谱信息上反映可能不明显，但蚀变矿物组合却保持一致。因此，利用高光谱异常信息，通过识别与成矿密切相关的指示矿物或标志性蚀变岩石[2]，即对不同类型的矿床通过寻找具有找矿指导意义的标志性蚀变矿物组合，可以更为有效的识别、定位同类型矿床[1]。北山地区是我国重要的成矿带之一。区内矿床类型多样、资源丰富；属戈壁丘陵地貌，基岩出露较好，切割弱；局部地区受地表风化影响碎石残留原地，有利于高质量的机载高光谱数据获取和野外实地光谱测量的开展。可见北山地区具备开展航空高光谱测量的有利地质条件和良好自然环境。通过成矿地质条件分析，选取金成矿条件有利的北山成矿带方山口地区，开展高光谱遥感技术的研究工作。在对研究区CASI/SASI高光谱遥感数据获取、预处理及蚀变矿物异常信息提取的基础上，对区内蚀变矿物分布及其异常组合进行分析。结合区域成矿地质条件研究及类比基于该区金矿床的高光谱遥感找矿模型，分析区内标志性蚀变矿物资助项目：中国地质调查局“航空高光谱遥感调查（编号：12120113073200）”和“新疆重点地区航空高光谱调查与找矿预测技术研究（编号：12120114036501）”联合资助.作者简介:任广利（1984年-)，男，博士，从事矿床地质及成矿预测研究工作。E-Mail：[e-mail]2组合分布特征，认为方山口地区存在较好的金找矿潜力，圈定出找矿有利地段。结合野外实地光谱测量及区内标志性蚀变矿物组合异常进行查证，发现方山口南金矿找矿线索。1.区域地质概况方山口-老金场地区位于新疆-甘肃交界处，位于北山造山带西段，属塔里木板块之北山晚古生代陆内裂谷带[11]。区内中部出露为太古代—元古代中深变质岩基底，主要为敦煌杂岩群。其北部为泥盆系-石炭系火山—沉积岩盖层，包括红柳沟组、墩墩山组；其南部为石炭系红柳园组、石板山组碎屑岩—碳酸盐和火山岩组合，以及二叠系双堡堂组碎屑岩夹灰岩、金塔组海相火山岩、方山口组火山熔岩等盖层。区内北西部方山口一带出露有蓟县系平头山组、青白口系帕尔岗塔格群镁质碳酸盐、碎屑岩沉积盖层（图1）。区内断裂构造发育，以北西西向断裂为主，次为北东向断裂，断裂呈弧形展布。区内岩浆活动强烈，以华力西期为主，次为燕山期，从基性-酸性均有产出。出露有华力西期（二长）花岗岩、黑云母花岗岩、花岗闪长岩等中酸性侵入体，见有少量辉长岩。次为燕山期二长花岗岩。在多个中酸性岩体中见有不同方向辉绿（玢）岩、闪长玢岩、花岗岩、石英等不同成分岩墙、脉岩发育（图1）。前人研究认为区内地质演化历史复杂，Au,Cu,Fe,W,Ni等矿产资源丰富，具多旋回多期次构造作用叠加，动力学运动学机制多样，岩浆活动频繁，变质变形作用和成矿作用强烈等特征[12]。区内分布有多个金、铜、铁、矾矿床（图1），成矿类型多样，岩浆活动发育，地表岩石出露好。于2011年7月完成了全区CASI/SASI高光谱遥感数据获取，高光谱异常信息提取成果显示区内蚀变矿物异常类型丰富，提供了良好的研究前提。图1新疆北山方山口-老金场地区地质矿产图（据杨合群等，2008）Fig.1GeologicalmapsofFangshankou-LaojinchangareaofBeishan,Xinjiangprovince1—北山杂岩；2—蓟县系平头山群；3—青白口系帕尔岗塔格群；4—奥陶系罗雅楚山组；5—奥陶系锡林柯博组；6—泥盆系墩墩山组；7—石炭系红柳园组；8—石炭系石板山组；9—二叠系双堡堂组；10—二叠系金塔组；11—二叠系方山口组；12—古近系；13—第四系；14—华力西晚期辉长岩；15—华力西早期闪长岩；16—华力西中期花岗闪长岩；17—华力西早期花岗岩；18—华力西中期二长花岗岩；19—华力西晚期黑云母花岗岩；20—燕山早期二长花岗岩；21—金矿；22—铁矿；23—铜矿；24—矾矿；25—断层；26—研究区范围2.金成矿地质条件分析前人对北山地区规模较大的金矿床统计表明：产于岩体内部的金矿9个；产于岩体内、外接触带附近的金矿7个；距离岩体相对较远（一般不超过2km）但成矿受岩体控制的金矿7个。可见北山地区金矿床与花岗岩类侵入岩之间具有明显的空间耦合关系[13]。根据已知测年资料，北山地区金矿床的形成与区域岩浆活动之间存在明显的时间耦合关系[13]，特别是华力西期中酸性侵入体与金矿关系密切[14]。3方山口-老金场地区属北山南金矿带。该成矿带内金矿床依据成因可分为：石英脉型热液矿床、火山-次火山热液型、变质热液层控型、构造蚀变岩型、矽卡岩型等[15,16]。目前，对于该区火山岩型金矿床、变质热液型金矿床的成因认识较为统一[13-15]。对该区与岩浆活动关系密切的金矿床，研究学者分歧较大，存在有石英脉型热液矿床、构造蚀变岩型、矽卡岩型、造山型、侵入体有关的金矿床等多种观点[18-21]。多为学者倾向于将方山口-老金场地区分布的多个金矿床划分为与花岗岩类深成侵入岩有关的金矿床[14,17,19,22]。因此厘清该区金矿成因类型，对下一步找矿工作有着重要指导意义。结合前人研究成果，以及对与岩浆岩有关的金矿体系（IRGS）的研究认识[23-27]，认为该区分布在中酸性侵入体周围的金矿床具此类型矿床特征：一、北山地区属于沿古板块汇聚带分布[14]，是此类金矿发育的有利构造单元。与侵入岩有关的金矿床在世界上分布广泛，主要集中在地中海—中亚成矿带和环太平洋成矿带[26]。北山方山口地区位于中亚成矿带中段，区内侵入岩发育，与侵入岩有关的金、钨、钼、铜、铅锌等金属矿床集中发育，是形成与侵入岩有关金矿床的有利地区。二、方山口-老金场研究区华力西期花岗岩类中副矿物以锆石、磷灰石、榍石、钛铁矿为主，钍石、白钨矿、毒砂等也普遍存在，反映出其富Ti，Th，W，As等。花岗岩类的岩石化学数据表明，其具有较还原特征Fe2O3/FeO介于0.27~0.88之间，其副矿物中少磁铁矿、赤铁矿，表现出还原性环境。地球化学测量表明多数金矿区普遍存在Au(Ag)-As-Mo-Pb-W-Co-Ni等异常套合特征。对比与侵入岩有关金矿床的岩石地球化学特征，认为研究区内具有形成此类型金矿的有利成矿条件[23,27]。三、北山方山口-老金场地区金矿化蚀变普遍发育弱，仅在矿体两侧出现硅化、黄铁矿化、绢云母化、绿帘石-绿泥石化，与IRGS型金矿特征相吻合。区内金矿体赋存在早-中华力西期中酸性侵入体中，岩浆活动不仅为金成矿提供热动力条件，也提供了成矿物质。花岗岩及中酸性-中基性岩脉群的存在可作为该区重要找矿标志[18]。四、众多金矿成矿流体特征表明区内金矿床多存在富CO2流体包裹体，成矿温度测量显示其多见中-高温成矿流体，显示出与岩浆作用关系密切的特征。上述分析表明北山方山口-老金场地区具备IRGS金矿床的有利成矿条件，成因机制认识的改变，将导致找矿方向的改变。在以往找矿工作中更多是在已知的金成矿带内进行金矿寻找工作，对于金成矿带外围的工作相对薄弱。因此，有理由突破现有已知成矿带的束缚，在区内成矿有利的岩浆岩周围，特别是勘探工作薄弱区域均可以进行找矿工作。综上，初步选取甘新交界方山口一带进行研究工作（图1）。该区岩浆活动强烈，岩体出露为华力西中期二长花岗岩、花岗闪长岩，次为华力西晚期花岗斑岩，黑云母花岗岩等。辉长岩脉、闪长岩脉发育，具有多期次岩浆、构造活动。北西向、