《北祁連山西段鏡鐵山式鐵銅礦床成礦預測和靶區優選》是甘肅省地質調查院、中國地質科學院礦產資源研究所、甘肅省地質礦產勘查開發局第四地質礦產勘查院、中國地質科學院地質研究所、中國地質科學院地質力學研究所為主要研究單位，毛景文、葉得金、張招崇、趙恩厚、楊建民、王志恆、丁啟福、張作衡、左國朝、王志良為主要完成人的科研項目。
基本介紹
- 中文名：北祁連山西段鏡鐵山式鐵銅礦床成礦預測和靶區優選
- 依託單位：甘肅省地質調查院、中國地質科學院礦產資源研究所、甘肅省地質礦產勘查開發局第四地質礦產勘查院、中國地質科學院地質研究所、中國地質科學院地質力學研究所
- 完成人：毛景文、葉得金、張招崇、趙恩厚、楊建民、王志恆、丁啟福、張作衡、左國朝、王志良
- 類別：科研項目
基礎信息,項目摘要,
基礎信息
獲獎序號 | 20030019 | ||
項目名稱 | 北祁連山西段鏡鐵山式鐵銅礦床成礦預測和靶區優選 | ||
主要完成單位 | 甘肅省地質調查院、中國地質科學院礦產資源研究所、甘肅省地質礦產勘查開發局第四地質礦產勘查院、中國地質科學院地質研究所、中國地質科學院地質力學研究所 | ||
主要完成人 | 毛景文、葉得金、張招崇、趙恩厚、楊建民、王志恆、丁啟福、張作衡、左國朝、王志良 | ||
獲獎證書編號 | KJ2003－2－16 | ||
獎種 | 國土資源科學技術獎 | ||
等級 | 二等 | ||
項目摘要
1. 立項背景 銅礦是我國的緊缺礦種之一，長期以來在北祁連山地區找礦的重點是以奧陶紀基性-中基性火山岩為容岩的“白銀廠式”銅礦床，40多年的地質勘探工作雖然未取得銅礦床找礦的重大突破，但發現並普查和勘探了100多個礦床和礦點，少數達中型礦床。上世紀90年代初，冶金工業部西北地質勘查局第五地質隊在樺樹溝鐵礦區進行補充勘探時，在FeV鐵礦體之下發現了銅礦體，經與甘肅陳家廟和雲南大紅溝鐵銅礦對比後，提出了上鐵下銅的同生成礦模式。爾後，在銅礦體下部的破碎帶內測得一些樣品的金品位達工業要求，又進一步提出上鐵中銅下金的成礦模式。本項研究就是在尋找“樺樹溝式”銅礦的大氣候中立項開始工作的。首先，於1995年10月承擔國家計委地礦行業科技找礦項目“北祁連山西段鏡鐵山式鐵銅礦床成礦預測和靶區優選”，旨在運用新思維，新技術和新方法，邊研究，邊預測，力爭銅、金和鉛鋅找礦的重大突破，為國家提交一批礦產評價基地。同年11月，開始執行地質礦產部定向基金科研項目“北祁連西段鐵銅金鉛鋅礦床成礦規律和成礦預測”。雖然後一項研究偏重基礎，即總結鐵銅金多金屬礦床區域成礦規律，但上鐵中銅下金的“樺樹溝式”礦床的成礦機制和找礦預測仍是該項目的重中之重。由於兩項項目的工作內容和時間基本相同，因此合併在一起執行。與此同時，甘肅地質礦產勘查開發局開始承擔原地質礦產部地勘項目，對柳溝峽鐵礦中的銅礦化進行評價。以上三個項目緊密配合，開展工作。 2、主要科學技術內容、主要研究成果 運用成礦系列和成礦地球動力學演化理論，從研究區域成礦地質條件、成礦規律以及大型礦集區控礦要素配置與示礦信息顯示入手，進而綜合套用多種技術方法和多種學科知識，實現科學找礦之目標。取得了一系列新進展和成果：（1）在成礦地質背景方面：①運用SHRIMP鋯石U-Pb法、單顆粒鋯石U-Pb法和Sm-Nd等時線法，首次對區內前寒武紀主要啞層進行了系統年齡測定，基本理順了北祁連山西段前寒武紀地層層序和形成時代。②全面厘定了北祁連山西段各時期的構造背景，探討了區域構造演化史。研究證明以熬油溝為代表的蛇綠岩套是中元古代早期的產物，確認為當時中國最古老的蛇綠岩。③首次對區內花崗岩類進行了詳細的研究，將其分為兩個花崗岩帶和一個鹼性岩帶，並用單顆粒鋯石U-Pb方法測定了花崗閃長岩的成岩時代為459.6?2.5Ma。（2）將區內金屬礦化劃分為9個成礦期次，並首次建立了區內的4個成礦系列，即：中新元古代SEDEX型鐵礦床成礦系列、加里東期大陸循環熱液型鉛鋅礦床成礦系列、與加里東期花崗岩類有關的鎢多金屬礦床成礦系列和印支期剪下帶型金礦床成礦系列。（3）提出樺樹溝式鐵礦床系中新元古代大陸邊緣坳陷槽內的海底噴流沉積成因，屬典型的SEDEX型，是一種新類型鐵礦床。樺樹溝礦床中與鐵礦伴生的銅礦和金礦化則分別是加里東期大陸循環熱液成礦系統和印支期剪下帶型金礦成礦系統疊加的結果。上述認識與已有的VMS礦床模式及同生-改造模式有根本區別，對區內銅、金礦的找礦和勘查部署產生重要影響。（4）論證了區內岩金礦為印支期成礦（成礦時代為213.95Ma～224.44Ma），受脆韌性剪下帶控制，成礦流體為深部來源及有不同比例的大氣降水加入。從鷹嘴山式→寒山式→珠龍式金礦，成礦流體由深源為主變為以大氣降水為主，成礦溫度亦逐步降低。建立了區內造山型金礦的找礦模式，並指出了找礦方向。（5）指出北祁連山西段是我國最早的鎢礦成礦帶，成礦作用與加里東期密切相關，成礦作用與岩漿早期形成的花崗閃長岩直接相關,同時利用Re-Os同位素方法測定其成礦時代為462?13Ma；成礦岩體具有I型和S型花崗岩過渡的特點，與國內及中亞的含鎢岩體相比具有獨特性，是一種新鎢礦成礦系統。（6）在研究確定成礦地質環境和成礦規律的基礎上，綜合各種找礦信息並有效套用遙感地面波譜反演技術，進行了成礦預測及靶區優選。還明確提出剪下帶-負地形-黃鉀鐵礬氧化帶是區內找金礦的直接標誌。共圈定12個銅（金）礦預測區、4個金礦遠景區和4個礦田級金礦靶區, 提交金科研儲量百餘噸。 3. 與當前國內外同類研究、同類技術的綜合比較 1、在前人的研究中，認為樺樹溝鐵銅礦床中的鐵與銅是同生的，其成因也被歸為海相火山岩型鐵-銅礦床範圍之中。海相火山岩型鐵-銅礦床可能是一種新類型，在國外尚未見報導，在國內已探明多處，如大紅山鐵銅礦，石碌鐵銅礦床，略陽銅廠鐵銅礦床、陳家廟鐵銅礦等。本次研究認為：樺樹溝鐵礦床具有SEDEX型礦床的這些特徵。SEDEX型鐵礦床的提出，與已有的VMS礦床模式及同生-改造模式有根本區別，這在國內外為首例，還對區內鐵、銅、金礦的找礦和勘查部署具有直接指導作用，同時也豐富了礦床成因理論。 2、就鎢形成礦床及規模來看，鎢礦化在地質歷史中，無論是儲量還是分布範圍都呈現出越來越增大的規律，其中中生代是鎢礦的全盛時期，尤以白堊紀為最。在前寒武紀比較少，規模也較小，其儲量一般不足1萬噸。加里東期是一次全球性的鎢錫成礦期，西歐加康沃爾-伊比利亞-庇里牛斯-厄爾士巨型鎢錫成礦帶於加里東期碰撞造山時形成；澳大利亞東南沿海-塔斯馬尼亞是另一個加里東期鎢錫成礦帶。北祁連西段塔兒溝和小柳溝鎢礦的發現、探明以及其成礦時代的確定不僅表明在北方找鎢礦取得了巨大突破，而且為我國增添了第一個加里東期鎢礦成礦帶。本項目研究表明，北祁連山西段的塔兒溝鎢礦和小柳溝鎢礦與地層層位無關，而與加里東期花崗岩有關。但是我們的研究還表明，北祁連西段含鎢花崗岩（包括野牛灘岩體和小柳溝岩體）具有自己的特殊性，既不同於高侵位高分異的過鋁質含鎢花崗岩（南嶺型或厄爾士型），也不同於鈣鹼性含鎢花崗岩（華南型）和高矽富鹼質含鎢鉬花崗岩（中亞型或哈薩克斯坦型），而是一種介於I型和S型之間的過渡型花崗岩類，因此提出過渡型花崗岩有關的鎢礦床成礦新類型。 3、在國外，所謂的脈狀金礦床（Lode gold deposits）僅指太古代綠岩-花崗岩為主岩的脈狀金礦床，又由於這類金礦床常常受剪下帶的控制，也有人將產於剪下帶內的金礦統稱為脈狀金礦床。我國發育於太古代綠岩中金礦床的形成時代多為燕山期，沈保豐等稱之為廣義綠岩帶金礦床。我們研究後提出，印支期後，北祁連山西段在受擠壓隆升的同時，發生大規模的NWW及NW向推覆走滑運動，韌性及韌脆性剪下帶廣泛發育。這些韌脆性剪下帶形成過程中便出現了高熱流的集中區，在這些剪下帶中可以發生三種成礦作用：其一，大氣降水受熱循環，從剪下帶及周圍岩石汲取金、不相容元素和一些揮發組分在韌脆性轉變處或局部擴容地帶沉澱成礦，形成了珠龍式礦床；其二，深部流體沿大斷裂上升，在運移過程中不斷演變為高濃度的成礦流體，這些成礦流體顯示出以地幔流體為主，混合有少量大氣降水，通常以多階段形式在剪下帶內交代-沉澱成礦，早期以交代作用為主導，晚期沿張性小裂隙以沉澱為主，形成了鷹嘴山式礦床；寒山式礦床介於前兩者之間，有更多的大氣降水混入深部成礦流體。從鷹嘴山、寒山到珠龍成礦溫度降低。在此基礎上建立了獨特的成礦找礦模式。 4、在本項目之前，北祁連山西段找礦的重點礦種是銅，而金則不被人們所重視。本項目很好地將基礎地質研究、成礦理論研究和找礦實踐結合起來，及時地轉變找礦方向，因而在找金上取得了重大突破，為在北祁連山西段乃至整個祁連山地區找金開創了良好的局面。 4、成果套用、取得效益及推動科技進步的意義 通過本項目的研究，指導了該地區的找礦工作。通過成礦地質背景、礦床地質特徵、找礦遠景分析，優選出了石包城-鷹嘴山、青石峽-車路溝等礦田級找礦靶區。有效地指導了找礦，先後在該地區發現並評價了鷹嘴山、寒山兩處大型金礦床，發現礦點十餘處，提交金資源量80667.61kg（附屬檔案5-2）。提交的金資源量按時下國際市場金價（346美圓/盎司）計算，其直接經濟價值達72.6億元人民幣。目前當地政府以及個體礦業公司已對寒山、鷹嘴山以及車路溝進行了開採，並直接產生了經濟效益。 這些金礦的開採，拉動了地方經濟大發展，以礦業為龍頭，相關的第三產業迅速興起，少數民族地區的貧窮面貌正在改觀。 本項目的研究成果還對該地區的地質工作部署起到了重要的指導作用。各部門對該地區加大了科研、地質調查和找礦勘查資金的投入，據不完全統計，從1997年起，僅甘肅地礦局已投資的經費超過1200餘萬元，並取得了良好的效果。 本項目不僅在找礦上取得了重大的突破，同時在理論研究上也取得了豐碩的成果。 據不完全統計，本項目研究已在國內外學術刊物上發表了40餘篇論文，其中SCI檢索論文10篇，國際學術會議論文2篇，國核心心刊物16篇，國內會議及其他刊物13篇。其中論文“Re-Os isotopic dating of molybdenite in the Xiaoliugou W (Mo) deposit in the northern Qilian mountains and its geological significance”1999年發表在“Geochimica et Cosmochimica Acta”上，該刊物是當年我國學者在國際地學刊物上發表論文影響因子最高的刊物。
