1.甘肃省地质矿产勘查开发局第四地质矿产勘查院，甘肃 酒泉 735000
2.甘肃省矿产资源勘查重点实验室，甘肃 酒泉 735000
3.河北地质大学，河北 石家庄 050031
作者简介 About authors
破城山东铜金矿位于磁海—公婆泉Fe-Cu-Au-Pb-Zn-Mn-W-Sn成矿带，破城山—玉石山金银（铜铅锌）叶蜡石成矿亚带。为了查明破城山东一带金、铜地球化学特征及找矿前景，在区内开展了1/1万岩屑测量工作，R型聚类分析和相关性分析显示，Au和Cu为成矿潜力较大的主成矿元素。结合研究区成矿地质背景和元素组合特征，在区内圈定了1/1万岩屑测量综合异常4处，选择2处综合异常进行了详细查证，其中Ay-3综合异常面积为0.48 km2，主异常元素Au含量平均值为53.01×10-9，峰值为1 000×10-9，衬度为17.67；Ay-4综合异常面积为0.35 km2，主异常元素Cu含量平均值为881.22×10-6，峰值为10 000×10-6，衬度为27.53。经查证，新发现金矿体1条，铜矿体2条，金、铜矿体与圈定的综合异常套合较好。岩屑地球化学研究表明：研究区具有良好的金、铜找矿前景。根据研究区成矿地质条件，金矿体位于糜棱岩化花岗闪长岩与围岩接触的断裂带中，成矿时代为印支期。综合分析认为，糜棱岩化花岗闪长岩与长城系古硐井群绿泥石英片岩断裂接触带是今后的主要找矿方向。
关键词：蚀变岩型金矿;岩屑地球化学;成矿规律;找矿方向;北山;甘肃省
Keywords：altered rock type gold deposit;debris geochemistry;metallogenic regularity;prospecting direction;Beishan;Gansu Province
本文引用格式
为进一步查明破城山东铜金矿找矿前景，基于以往研究工作，选择破城山东作为研究对象，开展了1/1万岩屑地球化学测量，并进行了1/1 000岩屑剖面及探槽工作，深入剖析了破城山东的地质地球化学特征及成矿规律，以期为该地区后续矿产勘查工作提供明确的找矿思路和方向。
1.第四系冲洪积砾石、砂土层；2.新近系苦泉组；3.侏罗系水西沟组；4.三叠系珊瑚井组；5.二叠系双堡塘组/黄丘泉砂岩；6.石炭系白山组；7.志留系公婆泉组；8.奥陶系窑洞努如岩片；9.寒武系破城山组；10.蓟县系平头山组；11.长城系古硐井群；12.太古宇—古元古界敦煌岩群；13.中二叠世英云闪长岩；14.晚石炭世石英闪长岩；15.晚石炭世二长花岗岩；16.晚志留世二长花岗岩；17.晚志留世花岗闪长岩；18.晚志留世石英二长质糜棱岩；10.长城纪石英闪长岩；20.性质不明断层；21.正断层；22.逆断层；23.平移断层；24.地层产状；25.金矿床；26.图1（a）中研究区位置；27.图1（b）中1/1万岩屑测量范围
图2矿区地质简图
1.第四系更新统；2.三叠系珊瑚井组；3.长城系古硐井群；4.冲洪积砾石、砂土；5.复成分砾岩；6.含砾粗砂岩；7.岩屑砂岩、长石砂岩；8.浅灰绿色绿泥石英片岩；9.浅灰色绢云石英片岩；10.黄褐色大理岩；11.灰白色石英岩；12.晚志留世糜棱岩化花岗闪长岩；13.断层破碎带；14.金矿体及编号；15.铜矿体及编号；16.闪长玢岩脉/辉绿岩脉；17.花岗岩脉/石英脉；18.糜棱岩化；19.地质界线；20.逆断层及编号；21.平移断层及编号；22.地层产状；23.片理产状；24.劈理产状；25.面理产状；26.探槽及编号；27.综合异常及编号
Fig.2Geological diagram of mining area
样品采集参照《地球化学详查规范》（DZ/T 0353-2020）。研究区按照100 m×40 m的网度进行样品采集，在矿化蚀变地段采样网度加密为100 m×20 m，样品由地表采样点周围点线距的1/3范围内的3~5处岩石碎屑组合而成，采样粒级为2~20 mm，共采集岩屑样品888件，采样密度为277.5个/km2，重复样34件，重复样占比为3.83%。
根据研究区成矿地质背景，以及以往地球化学工作，确定分析元素为Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb、W、Sn和Mo，样品测试工作由甘肃省地质矿产勘查开发局第四地质矿产勘查院完成。其中，Cu、Zn、Mo、W、Pb和Au元素采用ICP-MS电感耦合等离子体质谱法测定；Sb和As元素采用原子荧光法测定；Sn和Ag元素采用发射光谱法测定。样品分析质量合格率大于95%，各元素报出率均大于98%，精密度和准确度的合格率为100%。
表1研究区地球化学参数统计
Table 1 Statistics of geochemical parameters in the study area
注：Au和Ag元素含量单位为10-9，其他元素含量单位为10-6，变异系数Cv=离差/均值，富集系数Kk=均值/背景值
（1）R型聚类分析
图3R型聚类分析谱系图
Fig.3Diagram of R-type clustering analysis
Table 2 Element correlation matrix of cuttings in the study area
（3）单元素异常特征
表3研究区Ay-3和Ay-4综合异常特征参数
Table 3 Comprehensive abnormal characteristic parameters of Ay-3 and Ay-4 in the study area
异常
下限
异常
点数
异常面积
/km2
注：Au和Ag元素含量单位为10-9，其余元素含量单位为10-6
图4Ay-3异常剖析图
1.第四系更新统洪冲积砾石；2.三叠系珊瑚井组含砾粗砂岩；3.长城系古硐井群浅灰色绢云石英片岩；4.断层破碎带；5.金矿体及编号；6.晚志留世糜棱岩化花岗闪长岩；7.石英脉/辉绿岩脉；8.糜棱岩化；9.逆断层及编号；10.综合异常及编号；11.探槽及编号
Fig.4Analysis diagram of Ay-3 anomaly
图5Ay-4异常剖析图
1.第四系更新统；2.三叠系珊瑚井组；3.长城系古硐井群；4.冲洪积砾石及砂土；5.复成分砾岩；6.含砾粗砂岩；7.岩屑砂岩、长石砂岩；8.浅灰色绢云石英片岩；9.黄褐色大理岩；10.灰白色石英岩；11.铜矿体及编号；12.晚志留世糜棱岩化花岗闪长岩；13.石英脉；14.糜棱岩化；15.地质界线；16.逆断层及编号；17.综合异常及编号；18.探槽及编号
Fig.5Analysis diagram of Ay-4 anomaly
图6铜金矿石野外及镜下照片
（a）、（b）蚀变花岗闪长岩型金矿石；（c）石英脉型铜矿石；（d）铜矿石镜下照片；Py-黄铁矿；Mal-孔雀石
Fig.6Field and microscopic photos of copper and gold ore
研究区大地构造位置处于额济纳—北山弧盆系，公婆泉岛弧。成矿带位于磁海—公婆泉Fe-Cu-Au-Pb-Zn-Mn-W-Sn成矿带，该成矿带内主要分布有蚀变岩型金矿、石英脉型金矿和斑岩型铜矿，代表性金矿有金窝子金矿（中型规模）、南金山金矿（中型规模）和南金山南金矿（小型）等，金成矿时代主要为印支期。
破城山东位于磁海—公婆泉Fe-Cu-Au-Pb-Zn-Mn-W-Sn成矿带的北缘，金矿化赋存于长城系古硐井群与晚志留世糜棱岩化花岗闪长岩接触带，近EW向断裂是重要的控矿构造，次级断裂为成矿热液提供了容矿空间，同时也决定了矿化强度以及矿体的空间定位。通过对比分析破城山东晚志留世糜棱岩化花岗闪长岩与长城系古硐井群中金含量发现，糜棱岩化花岗闪长岩中金平均含量（3.94×10-9）是长城系古硐井群中金平均含量（1.61×10-9）的2.45倍，说明糜棱岩化花岗闪长岩可能是金成矿的重要矿源。
图7研究区金成矿模式
1.含砾粗砂岩；2.绿泥石英片岩；3.白云质大理岩；4.花岗闪长岩；5.金矿（化）体
Fig.7Gold metallogenic model in the study area
区域上金矿床成因类型主要为中—低温热液型，工业类型有石英脉型和蚀变岩型。区域内EW和NE向断裂是主要的控矿和容矿构造；SN向断裂规模较小，主要分布于岩体中，对矿体具有破坏性。从破城山东金矿化与岩体的空间关系分析，成矿类型主要是分布在岩体中的石英脉型和分布在接触带中的蚀变岩型。
根据区域成矿地质背景和研究区成矿地质条件，区内主攻矿种为金和铜，矿床成因类型为蚀变岩型和石英脉型，以Au和Cu为主成矿元素的1/1万岩屑测量综合异常区是找矿有利地段。晚志留世糜棱岩化花岗闪长岩是金成矿的重要矿源，近EW向断裂及其次级断裂为成矿流体的运移提供了有利空间及场所。综合认为，研究区晚志留世糜棱岩化花岗闪长岩呈大面积出露，为金成矿提供了良好的条件，区内具有较好的金、铜矿找矿前景，今后应重点加强在糜棱岩化花岗闪长岩与长城系古硐井群接触部位，沿走向继续寻找蚀变岩型金矿，并对已发现且未圈闭的金、铜矿体开展探槽工程揭露，同时对研究区圈定的Ay-1和Au-2综合异常进行详细查证，以期发现新的矿（化）体。
（1）研究区开展了1/1万岩屑测量，通过R型聚类分析和相关分析发现，Au元素与Pb、Zn、Mo、As、Ag元素的相关性较强，而Cu元素显示出独立的成矿性。区内圈定了以Au和Cu为主成矿元素的综合异常4处，重点对Ay-3和Ay-4综合异常进行查证，发现金矿体1条，铜矿体2条，显示出岩屑地球化学方法应用于甘肃北山干旱荒漠区是切实可行的，具有良好的找矿效果。
（2）对破城山东铜金矿成矿地质条件和成矿规律的研究表明，金矿化赋存在长城系古硐井群与晚志留世糜棱岩化花岗闪长岩的接触带，近EW向断裂控制着金矿化的展布，铜矿化赋存在EW向分布的石英脉中。成矿类型为蚀变岩型金矿和石英脉型铜矿。
（3）研究区具有较好的金、铜矿找矿前景，今后应重点加强在糜棱岩化花岗闪长岩与长城系古硐井群接触部位寻找蚀变岩型金矿。
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1.第四系冲洪积砾石、砂土层；2.新近系苦泉组；3.侏罗系水西沟组；4.三叠系珊瑚井组；5.二叠系双堡塘组/黄丘泉砂岩；6.石炭系白山组；7.志留系公婆泉组；8.奥陶系窑洞努如岩片；9.寒武系破城山组；10.蓟县系平头山组；11.长城系古硐井群；12.太古宇—古元古界敦煌岩群；13.中二叠世英云闪长岩；14.晚石炭世石英闪长岩；15.晚石炭世二长花岗岩；16.晚志留世二长花岗岩；17.晚志留世花岗闪长岩；18.晚志留世石英二长质糜棱岩；10.长城纪石英闪长岩；20.性质不明断层；21.正断层；22.逆断层；23.平移断层；24.地层产状；25.金矿床；26.图1（a）中研究区位置；27.图1（b）中1/1万岩屑测量范围 ...