小西弓金矿床在大地构造位置上属塔里木板块敦煌地块北缘安北旧寺墩构造岩浆带(图5-1),北距柳园-大奇山断裂约13 km,南与小西弓-跃进山区域性深大断裂毗邻。区域出露地层较为简单,主要为一套中高级区域变质岩和第四系冲洪积沉积物。区域变质岩系时代属前长城系(甘肃省地质矿产局,1991),根据岩石组合和地层接触关系由老到新可分为老君庙群、黄尖丘群和西尖山群,分别相当于敦煌岩群的A、B和(C+D)岩组(殷先明,2000),其中,老君庙群以混合岩化黑云斜长片麻岩、黑云角闪变粒岩、斜长石英片岩为主,发育眼球状、条带状构造;黄尖丘群由下部石英片岩、大理岩和上部的斜长角闪岩、大理岩和石英片岩夹层组成,以出露大量大理岩为特征;西尖山群主要由石英片岩、绢云绿泥片岩、斜长片麻岩、斜长角闪岩和大理岩组成,可分为上、下两个亚群,其中下亚群第四、五岩组和上亚群第二岩组构成金矿体的直接围岩(聂凤军等,2002a)。由北向南矿区发育三条韧性剪切带:①小西弓北韧性剪切带:发育于黄尖丘群中,向东延续到乌龙泉东至西尖山等地,该带构成黄尖丘群和西尖山群的分界线;②小西弓韧性剪切带:发育在西尖山群变质岩中,构成小西弓矿床南矿带的主体;③杨圈沟-老君庙-西尖山南韧性剪切带,沿西尖山群和老君庙群的分界线发育。这三条次级韧性剪切带都是杨圈沟-西尖山-华窑山深层次韧性剪切带的组成部分,其发育时限为加里东期,但在海西晚期又有强烈的活动,在地壳深部发生变质岩的部分熔融,并且诱发大规模中酸性岩浆活动,进而形成大面积分布的海西晚期花岗岩类侵入岩(陈柏林等,2003)。
区域范围内断裂构造十分发育,走向以近EW向(NWW向)为主,次为NE向和近SN向(图5-1),其中,NWW向断裂以规模大、延伸稳定,呈舒缓波状的带状展布为特征,在该断裂两侧形成宽度较大的挤压破碎带、片理化带和糜棱岩,并在其旁侧的次级裂隙内充填含金石英脉,是本区最重要的控矿含矿构造(陈柏林等,2003)。NE向断裂构造是近EW向断裂带的派生断裂在后期活化的产物,表现为左行运动特征;SN向断裂规模较小,表现为张性特征,以右行运动为主。地质调查结果表明,NE向和SN向断裂构造常穿切金矿体和岩脉,是成矿期后构造活动的产物。
图5-1 小西弓矿区外围地质图
小西弓矿区及其外围各类岩浆岩较为发育,它们大多呈EW向或NWW向长条状分布,与区域构造关系密切。其中,海西期石英闪长岩体呈岩基状分布在矿区南部,侵位于西尖山群下亚群变质火山-沉积岩地层中,是矿区出露面积最大和形成时代最老的深成侵入岩,岩石化学特征表明它属高钾钙碱性系列(聂凤军等,2002a)。野外地质调查结果表明,该岩体经历了韧性剪切变形和热液蚀变作用,发育明显的片麻状构造和绢云母化蚀变。海西晚期侵入岩包括位于矿区东部的唐家窝铺二长花岗岩、矿区西南部的杨圈沟二长花岗岩和矿区北部的小西弓北石英正长斑岩,后两者未发生任何变形和矿化热液蚀变,并明显截切含金构造带(陈柏林等,2003),与金矿成矿作用无关。矿区内各类脉岩十分发育,包括有辉绿岩、闪长岩、二长花岗岩、花岗斑岩、流纹岩、碳酸岩和石英脉,其中以辉绿岩脉和花岗斑岩脉出露规模最大和分布范围最广,局部地段明显切穿含金石英脉(聂凤军等,2002a)。