img

QQ群聊

img

官方微信

  • CN 62-1112/TF 
  • ISSN 1005-2518 
  • 创刊于1988年
高级检索

黄金科学技术, 2023, 31(4): 560-579 doi: 10.11872/j.issn.1005-2518.2023.04.178

矿产勘查与资源评价

陕西省山阳—商南金矿成矿规律及找矿预测研究

樊忠平,, 张望, 王卫

商洛西北有色七一三总队有限公司,陕西 商洛 726000

Study on Metallogenic Regularity and Prospecting Prediction of Shanyang-Shangnan Gold Deposits in Shaanxi Province

FAN Zhongping,, ZHANG Wang, WANG Wei

No. 713 Party of Northwest GeoExploration Bureau for Nonferrous Metals,Shangluo 726000,Shaanxi,China

收稿日期: 2022-11-21   修回日期: 2023-05-28  

基金资助: 中国地质调查局项目“全国重要矿集区找矿预测”.  DD2016005221
国家重点研发计划项目“中东部地区金和铜矿床三维探测技术与增储示范——陕西省夏家店地区金矿综合找矿技术与增储示范”.  2022YFC2903605
陕西省地质勘查基金项目“陕西省山阳中村—商南湘河一带金矿成矿规律与找矿预测研究”.  61201707317

Received: 2022-11-21   Revised: 2023-05-28  

作者简介 About authors

樊忠平(1977-),男,宁夏中卫人,高级工程师,从事找矿勘查及综合研究工作603983812@qq.com , E-mail:603983812@qq.com

摘要

近年来,陕西省山阳王家坪—商南一带已发现多种类型的金矿床,然而以往研究缺少对该区域典型矿床的细致解剖,对区域金矿床控矿因素、赋存规律及矿床成因的认识不足,导致区内成矿规律和找矿方向不明晰,制约了本区找矿突破。在调查区域地质构造背景的基础上,系统梳理了王家坪—商南一带典型金矿床地质特征、控矿因素及赋矿规律,结合典型金矿床的流体包裹体特征,总结了区内金矿床(点)空间分布特征、成矿条件及赋存规律。研究表明:区内金矿床(点)受近EW向山阳—凤镇断裂、镇安—板岩镇断裂或其次级断裂带控制,发育在特定地层的层间断裂或剪切断裂中,受断裂和地层双重因素控制,总体呈近EW向带状分段富集,在不同地段金矿体受不同形式断裂控制,总体呈透镜状产出。根据矿区成矿特征、控矿因素及成矿规律,建立了区内金矿找矿预测模型,并结合地层、构造及化探异常分布范围预测出找矿靶区5处,为该区下一步找矿勘查部署提供了新思路和新方向。

关键词: 地质特征 ; 成矿规律 ; 找矿预测 ; 山阳—商南金矿床 ; 陕西省

Abstract

In recent years,many types of gold deposits have been found in Wangjiaping-Shangnan area,Shaanxi Province.Due to the lack of detailed antomy of the typical deposits in the region,and insufficient understanding of the ore-controlling factors,occurrence regularity,and genesis of the regional gold deposits,the metallogenic regularity and propecting direction in the region are not clear,which restricts the propecting breakthrough in this area.On the basis of investigating the regional geological structure background,the geological characteristics,ore-controlling factors and ore-bearing laws of typical gold deposits in Wangjiaping-Shangnan area were systematically sorted out.Combined with the characteristics of fluid inclusions in typical gold deposits,the spatial distribution characteristics,metallogenic conditions and the occurrence and mineralization patterns of gold deposits(points)in the area were summarized.The results show that the gold deposits(points) in the area are controlled by the nearly EW-trending Shanyang-Fengzhen fault,Zhen’an Banyanzhen fault,or their secondary fault belts.They are developed in the interlayer faults of specific strata and controlled by dual factors of faults and strata,the gold deposits(spots)in the area are generally enriched in the nearly EW-trending zonal segmentation.The gold orebodies in different sections are controlled by different forms of faults and overall lenticular output.According to the metallogenic characteristics,ore-controlling factors and metallogenic regularity of the mining area,the prospecting prediction model of gold deposits in the area was established,and five prospecting target areas were predicted in combination with the distribution range of strata,structures and geochemical anomalies,which provides new ideas and new directions for the next step of ore exploration work in the area.

Keywords: geological characteristics ; metallogenic regularity ; prospecting prediction ; Shanyang-Shangnan gold deposit ; Shaanxi Province

PDF (4059KB) 元数据 多维度评价 相关文章 导出 EndNote| Ris| Bibtex  收藏本文

本文引用格式

樊忠平, 张望, 王卫. 陕西省山阳—商南金矿成矿规律及找矿预测研究[J]. 黄金科学技术, 2023, 31(4): 560-579 doi:10.11872/j.issn.1005-2518.2023.04.178

FAN Zhongping, ZHANG Wang, WANG Wei. Study on Metallogenic Regularity and Prospecting Prediction of Shanyang-Shangnan Gold Deposits in Shaanxi Province[J]. Gold Science and Technology, 2023, 31(4): 560-579 doi:10.11872/j.issn.1005-2518.2023.04.178

陕西省山阳王家坪—商南湘河金成矿带位于陕西省商洛市东南部,行政区划隶属陕西省山阳县、丹凤县和商南县,是陕西省重要的金矿和钒矿产地之一。该成矿区处于秦岭造山带东段南秦岭铅锌金银铜成矿亚带,区内金属矿产资源丰富,近年来金矿找矿工作取得较大突破,发现了数个大—中型金矿床,金矿成为柞水—山阳矿集区优势矿种。前人在本区开展了大量的区域地质调查、物探、化探及找矿勘查工作,基本查明了区域地层、构造、岩浆岩和矿产类型,圈定了大量的物化探异常,取得了丰富的基础地质资料和丰硕的勘查成果(任涛等,20072014樊忠平等,20102011刘凯等,2019王超等,2020a2020b)。目前区内已发现中型规模以上金矿床5处,金矿点分布众多,累计探明金工业资源储量超过60 t(刘凯等,2019)。其中,王家坪、龙头沟、夏家店和三官庙金矿床分别产于泥盆系星红铺组和大枫沟组、寒武系水沟口组及青白口系耀岭河岩组层间断裂带中,龙头沟金矿床产于泥盆系大枫沟组与地层反倾的断裂带中,矿床受地层和构造双重因素控制。

21世纪以来,商洛西北有色七一三总队有限公司、西安西北有色地质研究院有限公司、中国地质科学院地质研究所、西北大学和长安大学等机构在山阳—商南一带开展了地质找矿与成矿预测等研究工作,全面调查了陕西南部秦岭造山带中黑色岩系的产出和分布规律,系统总结了岩石组合、含矿沉积建造、岩石成因以及沉积建造形成地质背景和沉积环境(齐亚林等,2004周铁锁等,2004)。同时,对区内典型金矿床进行了初步研究,以夏家店金矿床为代表。该金矿产于黑色岩系层间断裂构造带中,矿石矿物中石英流体包裹体富含Cl-和SO42-,成矿流体属O2-H2O-XCl-XSO4(X代表阳离子)型,H、O同位素组成反映成矿流体主体是来自于富δ18OH2O的变质水(朱华平等,2004高菊生等,20062007)。通过剖析矿床成矿作用过程与机制,总结成矿规律,认为夏家店金矿床成矿流体来源于深部岩浆,成矿热液流体在向上运移过程中其温度降低,岩浆水与大气水混合,且与围岩发生水/岩反应,矿床中的硫来自岩浆硫和地层硫。夏家店金矿床是秦岭造山带陆内造山作用背景下燕山期大规模构造—岩浆成矿事件的产物,属于浅成低温热液型矿床(任涛等,2007樊忠平等,2011李声浩等,2019)。

总体而言,前人对山阳—商南一带的典型矿床缺乏深入解剖,对区内金矿床成矿特征、控矿因素、赋存规律及矿床成因认识不足,在一定程度上制约着矿床外围及深部的找矿勘查进展。鉴于此,本文通过梳理区内金矿床分布特征,理清地层、构造控矿特征及矿体赋存规律,对典型金矿床进行综合剖析,系统研究了区内金矿成矿地质条件、成矿特征和成矿规律,利用综合信息预测技术和模型,对区内金矿找矿潜力进行预测,圈定找矿远景区,为下一步勘查提供依据,对于区内其他地段和深部开展找矿具有重要的指导意义。

1 区域地质背景

山阳王家坪—商南湘河研究区位于秦岭造山带东段南秦岭构造带北部晚古生代裂陷带。南秦岭构造带在晚晋宁—华力西期形成裂陷海槽,并在其中形成厚层沉积岩;印支期在中秦岭和南秦岭北部发生由北向南的逆冲推覆造山运动,在扬子板块北缘由于陆内碰撞造成板块内垂向上发生基底抬升剥露和伸展滑脱,形成武当山地块北缘滑脱构造系统;晚期发生滑脱收缩,滑脱系统北侧反转带形成(张国伟,1988张维吉等,1996谷玉明等,2018)(图1)。

图1

图1   研究区大地构造位置图(修改自张国伟,1988

I1-秦岭造山带后陆冲断褶带;I2-北秦岭厚皮迭瓦逆冲构造带;Ⅱ1-秦岭造山带前陆冲断褶带;Ⅲ1-南秦岭北部古生代断陷带;Ⅲ2-南秦岭南部古生代隆升带;SF1-商丹缝合带;SF2-勉略缝合带;F1-山阳—凤镇大断裂;F2-镇安—板岩镇大断裂;F3-公馆—白河大断裂;1-佛坪隆起;2-小磨岭隆起;3-武当隆起;4-平利隆起;5-牛山—凤凰山隆起;1.花岗岩;2.超镁铁质岩;3.研究区范围

Fig.1   Geotectonic location map of the study area (modified after Zhang,1988


区域上由于秦岭造山带长期演化活动,形成一套基底+盖层的二元结构。基底地层主要为耀岭河群火山岩系、震旦—奥陶系碳酸盐岩—碎屑岩系、寒武—志留系碳泥硅质岩,其中富含金、银、铜、钒和钼等成矿元素,局部富集程度较高形成矿化(方维萱,1999)。盖层主要为泥盆系,山阳—凤镇断裂和镇安—板岩镇断裂将泥盆系划分为南带、中带和北带。其中,南带发育整个泥盆系,岩性以碳酸盐岩为主;中带发育中—上泥盆统,岩性以碳酸盐和碎屑岩为主;北带也发育中—上泥盆统,但岩性以碎屑岩建造为主,局部夹有碱性火山岩和火山碎屑岩。研究区金矿化蚀变带赋存在中带和南带,主要发育在青白口系耀岭河岩组(三官庙金矿)、泥盆系星红铺组(王家坪金矿)、大枫沟组(龙头沟金矿)和寒武系水沟口组(夏家店金矿)层间断裂中。

由于陆内强烈而广泛的造山运动,区内断裂极其发育,主要呈近EW向带状展布。在逆冲推覆造山运动和剪切作用下,形成了多个以近EW向为主的断裂带和大型褶皱带,如山(阳)—凤(镇)大断裂、板岩镇—耀岭河大断裂和杨家沟—倒水沟倒转背斜、北沟寺—王家坪复式向斜、烟家沟复式倒转背斜、板岩镇—大天竺山倒转向斜,组成了本区基本构造格架。其中,对本区沉积建造和后期改造起着重要制约作用的是长期活动的山(阳)—凤(镇)大断裂和板岩镇—耀岭河大断裂(胡西顺等,2015)。

区域岩浆活动主要沿板岩镇—耀岭河大断裂和山(阳)—凤(镇)大断裂分布。晋宁期侵入岩主要出露在基底抬升部位,呈岩基产出,包括板板山岩体(花岗闪长岩)和豆腐尖岩体(斜长花岗岩)。印支—燕山期岩浆活动主要表现为出露范围相对较小的中酸性岩株和岩脉,岩性主要为碱性花岗岩和花岗斑岩。研究区东部广泛发育的钠长岩和钠长角砾岩,是印支期岩浆活动的伴生产物。印支—燕山期岩浆热液活动与区内金矿具有密切的空间和成因关系(王超等,2020b),分布在山阳—凤镇断裂南侧的羊奶沟脑—高坝店酸性岩浆岩活动为王家坪、龙头沟和夏家店金矿提供了热源,东部丹江钠长岩为区内主要含矿岩浆岩,在三官庙一带形成的含金矿化角砾岩是三官庙金矿床的主要热源和物源(刘凯等,2019)。

2 研究区地质特征

2.1 地层

研究区内广泛出露前寒武纪震旦系碳酸盐岩、古生代寒武—泥盆系黑色岩系、碳酸盐岩和碎屑岩等沉积建造。其中,云镇—银花地层小区内的泥盆系星红铺组和大枫沟组,镇安—旬阳地层小区内的寒武系水沟口组为区内主要层位,区内大部分矿带和矿体赋存在发育有这3组岩层的层间断裂带中(图2)。

图2

图2   研究区地质简图

1.上白垩统—上第三系;2.下泥盆—中石炭统;3.志留系;4.寒武—奥陶系;5.上震旦统;6.下震旦统;7.加里东期花岗岩;8.印支期花岗岩;9.角度不整合界线;10.平行不整合界线;11.区域性断裂及其编号;12.一级断层及其编号;13.实(推)测逆断层及其产状、编号;14.实(推)测正断层及其产状、编号;15.实(推)测平移断层及其产状、编号;16.背斜及编号;17.倒转背斜及编号;18.向斜及编号;19.倒转向斜及编号;20.金矿床(点);21.研究区范围

Fig.2   Geological map of the study area


(1)泥盆系星红铺组(D3x):呈近EW向带状分布于山阳县东南十里铺一带,划分为2个岩性段。下段为粉砂岩、绢云千枚岩夹绢云板岩、灰岩夹钙质板岩及生物灰岩;上段为薄层状灰岩夹粉砂质板岩。其中,王家坪金矿床与其西侧香沟一带的钨矿化蚀变带,赋存在星红铺组下岩性段的灰岩夹钙质板岩层间构造带中。

(2)泥盆系大枫沟组(D2d):呈EW向带状分布于山阳县过凤楼南侧龙头沟一带,主要为一套粗—细粒碎屑岩,局部夹碳酸盐岩和少量大理岩、白云岩,其余均为砂岩、砂质板岩、砾岩或砂砾岩,厚度为160~900 m。龙头沟金矿床产于该组层位的切层断裂带中,断裂走向与地层基本一致,但倾向相反,具体表现为地层北倾,断裂南倾(胡西顺等,2005刘新伟等,2011汪超等,2016a薛玉山等,2021)。

(3)寒武系水沟口组(Є1s):主要呈近EW向带状分布于山阳中村镇夏家店村—商南县湘河街一带,向东延入河南和湖北境内。该段平行不整合于震旦系灯影组之上,岩性主要为浅红褐—灰黑色硅质岩、灰黑色硅质板岩、黑色炭质板岩和紫红色水云母黏土岩,是区域V、P、U、Au、Cu和石煤的富集层位。划分为3个岩性段,其中第二岩性段(Є1s2)主要为灰—灰黑色硅质板岩、炭质灰岩夹页岩、泥页岩、泥灰岩以及深灰色中厚层状灰岩、灰质白云岩,局部含有磷结核。灰—灰黑色硅质板岩,紫红、红褐色含碳—(钙)泥质板岩为重要的含钒层位,并发育有规模较大的层间断裂,在该层位及其层间断裂中发现有夏家店大型金钒矿床、王家坪超大型钒矿床、甘沟金矿点和千家坪钒矿床等(樊忠平等,2010)。

2.2 断裂

研究区断裂极为发育,区域性断裂有山(阳)—凤(镇)大断裂和板岩镇—耀岭河大断裂,与之近平行的次级断裂有王家坪—上河断裂、上岔口—纸房沟断裂、北沟寺—三官殿断裂、两岔—西泉推覆构造带、太平山推覆断层、耀岭河—楼房沟断裂带、湘河—月亮湾断裂带和白鲁础—魏家台断裂带等,白鲁础—魏家台断裂带以南为武当山地块北缘滑脱构造体系。

(1)山(阳)—凤(镇)大断裂带(F1):位于区域北侧,为南区和北区泥盆系的分界断裂。该断裂带由多条断裂组成,影响范围最宽达1 000 m。主断层倾向NNE,倾角为50°~80°,宽度为30~160 m,由角砾岩、碎裂岩、糜棱岩和岩粉等组成,局部有炭质断层泥,并发育有石英脉体。该断裂形成时间较早,活动期次较多,控制着断裂南北两侧沉积环境的差异和岩浆岩带的分布(刘存等,2021)。该断裂带在燕山期形成了断陷盆地,在该断裂带及其次级断裂中金多金属矿化蚀变较强。

(2)板岩镇—耀岭河断裂带(F2):位于研究区中部,呈EW向横穿研究区,为区域性大断裂,由多条近平行断裂组成。断裂带内充填有角砾岩、碎裂岩、炭化断层泥和构造透镜体,并发育有方解石、石英脉条带或透镜体。断裂倾向N,倾角为38°~75°。该断裂性质较复杂,具有多期活动特征,表现为早期正断层、晚期逆断层活动的特征,并显示具有平移性质。在断裂带南侧发现有夏家店—千家坪钒金银成矿带及多处中—大型钒矿床和金矿床。钒矿床主要受寒武系水沟口组层位控制,金矿床主要赋存在NE-SE向或与主断裂平行产出的次级断裂及寒武系水沟口组层间断裂带内。

2.3 岩浆岩

研究区西部侵入岩不发育,以酸性岩为主,其次为少量中基性岩脉。侵入岩受区域性断裂带的控制,呈近EW向展布,主要有羊奶沟脑—高坝店构造—酸性岩浆岩带,包括加里东期(板板山岩体、槐树沟岩体)和印支期花岗岩(广梅沟花岗岩体、十里沟岩体和台子沟岩体)及少量辉绿岩脉;其次为碾沟—五色沟中基性脉岩带,仅发育有辉绿岩脉和煌斑岩脉。板板山侵入岩体具有多相带,各相带之间呈渐变过渡关系。研究区东部岩浆岩较发育,主要有庙沟花岗闪长岩、丹江钠长岩和辉绿岩脉等。研究表明,区内金矿床属于远成低温热液型金矿,岩浆活动与金矿化具有密切联系,即为金矿床形成提供了热源和成矿物质(刘凯等,2019)。

2.4 矿产分布特征

研究区位于秦岭造山带铜银金铅锌成矿带之南秦岭铅锌金银铜成矿亚带,区内发育的2条区域性大断裂(板岩镇—耀岭河大断裂和山(阳)—凤(镇)大断裂)控制着近EW向展布的金、银、钒等多金属成矿带。金矿主要受印支—燕山期构造—岩浆活动带控制,主要分布在香沟—磨房沟地区、刘家峡—夏家店—甘沟地区和柳树湾—三官庙地区(图3),多发育在(层间)断裂带中,矿床类型多样。已发现有王家坪类卡林型金矿床、龙头沟构造蚀变岩型金矿床、与黑色岩系有关的夏家店金钒矿床以及与钠长岩有关的三官庙金矿床。钒(银)矿受寒武系水沟口组黑色岩系炭硅质板岩地层层位控制(卢纪英等,2000胡西顺等,2005刘新伟等,2011)。

图3

图3   区域地质构造及金矿分布示意图(卢纪英等,2000

1.前寒武纪基底;2.亚基底构造层;3.晚古生界构造层;4.三叠系构造层;5.基性—超基性侵入岩类;6.中酸性侵入岩类;7.板块主缝合带;8.深大断裂(F1-山(阳)—凤(镇)大断裂;F2-镇(安)—板(岩镇)大断裂);9.一般断裂;10.同生断裂;11.金矿床及名称

Fig.3   Regional geological structure and distribution of gold deposits (Lu et al., 2000


3 典型矿床地质特征

3.1 王家坪金矿床

(1)矿区地质特征

王家坪金矿床位于山阳县十里铺王家坪村南部,板岩镇—耀岭河断裂和山(阳)—凤(镇)大断裂之间。矿区已发现Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ共6条矿化蚀变带,分布在王家坪火罐沟—后台—头条沟一带,呈近EW向展布。矿化蚀变带主要赋存在星红铺组第一岩性段下亚段第二岩性层的含炭泥质灰岩和钙质板岩,生物碎屑灰岩的层间破碎带中,受断裂控制,但矿化蚀变又不局限于断裂带内。矿化蚀变带主要由蚀变围岩、构造角砾岩和碎裂岩等组成。NW和NE向断裂多为后期破矿构造,但在与EW向断裂交会部位形成厚大矿体(图4)。

图4

图4   王家坪矿区地质简图

1.中—薄层微晶灰岩、含炭灰岩夹少量钙质板岩;2.中—薄层含炭泥灰岩与含钙质板岩互层;3.星红铺组第一岩性段上部千枚岩、钙质板岩;4.断层及编号;5.地层界线;6.蚀变带及编号;7.金矿体及编号

Fig.4   Geological sketch of Wangjiaping mining area


矿区共圈定出Ⅰ-2、Ⅰ-4和Ⅱ-1等7条金矿体(图4图5),呈近EW向平行产出,与区域上近EW走向的主构造线总体平行。金矿化蚀变与围岩界限不清晰,无明显特征,需要依靠化学样品分析圈定。其中,Ⅱ-1号金矿体在地表断续出露,属于半隐伏矿体,控制长度约为620 m,倾向延深460 m,厚度为1.0~16.0 m,平均厚度为4.69 m。矿体呈透镜状和豆荚状,分支复合和尖灭再现特征明显(图5),矿体产状为353°~13°∠72°~81°,金品位为1.2×10-6~6.4×10-6,平均品位为3.59×10-6;矿体主要由构造角砾岩、含炭泥质灰岩和钙质板岩组成,围岩蚀变主要有雌黄化、雄黄化、黄铁矿化、炭化、(铁)碳酸盐化和脱钙化等(刘新伟等,2016汪超等,2016b)。

图5

图5   王家坪金矿床35勘探线剖面图

1.泥盆系星红铺组第一岩性段下亚段泥质灰岩、钙质板岩、含炭灰岩和生物碎屑灰岩等;2.星红铺组第一岩性段上亚段:绢云母钙质和粉砂质板岩、钙质千枚岩夹少量灰岩;3.金矿体;4.钻孔位置及编号;5.坑道位置及编号;6.探槽位置及编号;7.推测断裂及编号

Fig.5   Profile of No.35 exploration line of Wangjiaping gold deposit


(2)控矿因素

王家坪金矿床矿体受高角度逆冲断裂控制,大断裂的次级断裂为容矿构造,其位置和形态决定了矿体的空间位置和形态,构造带内蚀变强弱基本决定了矿化范围的大小和矿石品质优劣。

①构造控矿:在SN向压扭性应力作用下,在王家坪—上河断裂下盘形成一组EW向次级层间断裂,在局部地段形成虚脱空间和构造变形带,并充填有构造角砾岩(刘新伟等,2016)。构造带整体呈近EW向展布,产状陡倾,与地层产状有微小角度交切,界面不平直,并发育有多条分支断裂。形成的张性角砾岩发育有大量孔隙,为成矿物质的沉淀富集提供了有利空间,因此断裂空间展布位置及形态决定了矿体的位置和形态。同时,NNW向断裂叠加活动对矿体有二次富集作用(汪超等,2016b)。

②热液蚀变控矿:矿区内金含量随着离矿体中心距离的增加而呈阶梯式下降,但在围岩中构造裂隙发育地段金含量较高,且在坑道工程中可见自断裂中心向两侧具有明显蚀变扩散晕,表明成矿流体是沿构造自深部向上运移然后向两侧扩散的结果(汪超等,2016b)。沿断裂及其两侧围岩热液蚀变强,则矿体金品位较高,矿体厚大;反之,围岩热液蚀变弱,则矿体金品位较低,矿体较薄(刘新伟等,2016)。

③岩性控矿:矿体主要赋存在发育在星红铺组第一岩性段下部的钙质板岩、杂灰岩地层中的层间断裂带中,这些不同性质的岩石在构造运动及变形作用过程中形成虚脱空间,为矿体定位提供有利空间(刘新伟等,2016)。从岩石化学性质来看,上覆的星红铺组千枚岩和钙质板岩可构成物质沉淀的物理化学屏障,有利于矿质的沉淀富集(汪超等,2016b)。

(3)矿体空间分布规律

王家坪金矿空间分布具有以下规律:①呈较明显的透镜状展布,具有尖灭再现特征;②矿体在空间上表现出明显的向西侧伏特征,该特征在联合剖面图及纵投影图有所体现;③矿体富集在构造交会部位,依据9条构造地质剖面和坑道编录资料统计,王家坪金矿形成于EW和近SN向构造(或NE和NW向构造)交会的“井”字形构造中部。

3.2 龙头沟金矿床

(1)矿区地质特征

龙头沟金矿床位于王家坪金矿床东南部约5.5 km处。矿化蚀变带及矿体赋存在泥盆系大枫沟组第一岩性段上亚段杂砾岩和中薄层状长石石英砂岩的反倾断裂中,地层倾向N,断裂带倾向S,二者倾向截然相反。

目前矿区内圈定了7条主要矿体和数个单工程控制的小矿体。矿体均呈NWW-SEE向雁列式平行排列(图6)。矿体倾向S,围岩倾向N,二者倾向相反(图7)。金矿化总体上仅限于构造蚀变带中,围岩多为弱金矿化或无矿化显示。其中,Ⅰ-1号和Ⅳ-1号矿体为矿区主矿体(胡西顺等,2005)。

图6

图6   龙头沟金矿床地质简图

1.大枫沟组上段上亚段;2.大枫沟组上段下亚段;3.大枫沟组下段上亚段;4.大枫沟组下段下亚段;5.石家沟组上段;6.断层及编号;7.金矿体及编号;8.金矿化体及编号;9.金矿化蚀变石英脉体

Fig.6   Geological map of Longtougou gold deposit


图7

图7   龙头沟金矿体剖面示意图(修改自刘新伟等,2011

1.第四系坡积物;2.泥盆系大枫沟组粉砂质绢云母板岩;3.砂岩;4.产状;5.钻孔位置及编号;6.单工程矿体金品位(×10-6)/矿体厚度(m);7.金矿体及编号;8.金矿化体

Fig.7   Profile diagram of Longtougou gold orebody(modified after Liu et al.,2011


Ⅰ-1号金矿体长度约为1 250 m,在走向上呈舒缓波状,呈脉状和似层状,局部地段变薄至尖灭,另有分支矿体产出。矿体总体倾向S,倾角为45°~72°。矿体厚度为0.5~1.0 m,局部地段厚度可达2.0~3.5 m,平均厚度为1.10 m。单工程金品位为1.06×10-6~8.39×10-6,矿体平均品位为3.60×10-6。矿体主要为黄铁矿化石英脉,且发生较强的重晶石化和碳酸盐化蚀变,黄铁矿化呈细粒浸染状或小团块状分布。

(2)控矿因素

①褶皱控矿:在背斜形成的同时伴随有剪切断裂的发生,断裂为成矿物质提供了有利的运移通道,断裂及褶皱虚脱部位成为成矿物质储存的良好空间。

②断裂控矿:纵向切割背斜的广梅沟—纸房沟逆冲断裂可能是本区的导矿构造,为成矿物质的运移提供了通道。而其北侧与地层倾向相反的断裂则是良好的储矿构造,为成矿物质储存提供了有利空间。

③岩性控矿:龙头沟矿区金矿体多产于大枫沟组砂岩、板岩、砾岩地层的反倾向断裂中。砂岩较为疏松,发育有较多的孔隙,有利于金的储存和富集。同时,砂岩中断裂带较窄,热液脉体灌入充填,具有较强的金矿化。板岩中的断裂破碎带较宽,围岩疏松,成矿物质总体较为分散,矿化蚀变范围较大,蚀变岩矿化较弱,未形成有规模的工业金矿体;砾岩中仅发育有石英细网脉,未见有石英大脉,不利于矿质的储存和富集,金矿化总体较弱。

④热液活动控矿:若热液蚀变范围大且强度高,则形成一定规模的工业金矿体,反之则形成规模小且品位低的矿化体。由此可见,热液活动是金矿成矿的决定性条件。

⑤标高控矿:矿区标高能够反映成矿时的温度和压力条件,标高低时温度高、压力大,不利于成矿物质的析出、沉淀和富集,随着标高的增加,温度和压力随之降低,成矿物质易析出并沉淀在有利空间,富集成矿。因此,矿体形成于一定的标高范围内。龙头沟金矿床目前控制的矿体主要赋存在1 000 m标高以上,而在此标高以下通过数个工程控制仅见有构造蚀变带,矿化很弱。

(3)成矿规律

①龙头沟金矿床矿体赋存在纸房沟—中村背斜的北翼,受南倾的切层剪切断裂带控制,含矿断裂成群分布,呈NWW-SEE走向平行产出,具有分支复合现象。

②在砂岩地段中发育的断裂破碎带较窄,完全被脉体充填或发生较强的硅化蚀变,金矿化相对富集,围岩硅化蚀变较强,破碎带及脉体具有较强的金矿化;而在板岩地段中发育的断裂破碎带较宽,矿化蚀变范围大,矿质分散,破碎带或脉体两侧的蚀变岩仅具有弱矿化。

③矿体呈脉状或似层状,其走向与地层走向基本一致,而倾向与地层倾向相反,表现为矿体倾向S,地层倾向N。矿体沿走向长度较大,厚度稳定—较稳定,品位变化较大,局部无矿化。

④矿化岩石蚀变主要有硅化、黄铁矿化、重晶石化和(铁)碳酸盐化。近矿围岩石英脉和石英碳酸盐脉较发育。

3.3 夏家店金矿床

(1)矿区地质特征

夏家店金矿床位于东川—夏家店—耀岭河金银钒铜蕴矿带东段的夏家店—耀岭河段。矿区出露地层有前寒武系耀岭河群、陡山陀组和灯影组,寒武系水沟口组、岳家坪组和蜈蚣垭组,奥陶系水田河组和吊床沟组,泥盆系西岔河组、公馆组、龙家河组、古道岭组和星红铺组,以及志留系。其中,寒武系水沟口组碳硅质板岩及层间构造为区内主要赋矿层位,Ⅰ号和Ⅱ号带沿该层位或与该层位有关的断裂展布。矿区断裂非常发育,将地层切割成不同的地质单元。主要控矿断裂为NE向F4断裂和近EW向F5层间断裂。

矿区已发现Ⅰ~Ⅶ、K1~K6共13条矿化蚀变带.其中,Ⅰ号和Ⅱ号含金蚀变带规模较大,为矿区主要含金钒蚀变带,其他矿带规模较小(图8)。

图8

图8   夏家店金矿区地质简图

1.上泥盆统星红铺组千枚岩和灰岩;2.中泥盆统大枫沟组千枚岩;3.中泥盆统石家沟—大枫沟组砂砾岩和绢云母粉砂质板岩;4.中泥盆统薄层灰岩夹薄层泥质灰岩;5.下泥盆统公馆组—龙家河组灰岩、千枚岩和灰质白云岩;6.下泥盆统西岔河组砂砾岩和复成分燧石砾岩;7.下志留统绢云母板岩;8.下奥陶统吊床沟组千枚泥岩和灰岩互层;9.下奥陶统水田河组砾屑白云岩;10.上寒武系蜈蚣垭组微晶白云岩;11.中寒武统岳家坪组灰质白云岩;12.下寒武统水沟口组硅质岩、碳质板岩、灰岩和白云岩;13.震旦系灯影组藻凝块白云岩;14.震旦系陡山沱组大理岩、微晶白云岩和砾岩;15.震旦系耀岭河群绿片岩;16.地层界线;17.不整合线;18.断层及编号;19.金矿化体;20.金矿体;21.隐伏金矿体;22.金矿体编号

Fig.8   Geological map of Xiajiadian gold mining area


Ⅰ号金钒矿化蚀变带:分布于夏家店村口—柳树沟一带,至柳树沟向西隐伏于泥盆系盖层之下,长度为3 000 m,受F4断层控制。宽度数米至30 m,一般为10~15 m。断裂总体倾向NW,柳树洼向西倾向NNE,倾角为47°~75°。由北东向南西延伸,随着断裂切割不同地层,其成分和颜色也发生变化,北东段以碳酸盐化角砾岩为主,总体呈紫红—红褐色,东南段主要为寒武系水沟口组层间破碎带,呈黑灰—灰色。矿化带由硅化、碳酸盐化的角砾岩、碎裂岩、碎斑岩及石英和方解石脉构成,蚀变较强,以硅化、碳酸盐化和褐铁矿化为主,带内赋存有Ⅰ-1号、Ⅰ-2号和Ⅰ-3号共3个金矿体。Ⅰ-1号金矿体分布于0~19线之间,长度为50~190 m,厚度为0.83~16.57 m,倾斜深度约为255 m,金平均品位为4.29×10-6。矿体呈透镜状和似板状,产状较稳定,平均产状为300°∠55°,向南西方侧伏,侧伏角为70°。矿体在走向和倾向上均为中心部位厚度大、品位高,而向周边厚度逐渐变薄至尖灭,品位也降低,同时金品位在厚度方向上表现为中心部位较高,向两侧品位逐渐降低(图9)。

图9

图9   夏家店金矿区I-1号金矿体1045中段平面图和7号勘探线剖面图

1.寒武系蜈蚣垭组白云岩;2.震旦系灯影组藻凝块白云岩;3.断层破碎带及编号;4.金矿体及编号;5.坑道位置及编号;6.坑内钻孔位置及编号;7.探槽位置及编号

Fig.9   The 1045 middle section plan and profile of No.7 exploration line of I-1 gold orebody in Xiajiadian gold mining area


Ⅱ号金钒矿化蚀变带:呈近EW向展布于大魏家沟口—紫草沟脑一带,向东延伸出矿区至商南一带,受沿寒武系水沟口组第二岩性段内发育的F5层间构造带控制,长度为2 000 m,宽度为数十米,总体呈近EW走向,倾向N,局部倾向NE或NW,倾角为60°~70°。矿带是由浅红、灰色硅质岩、灰黑色(碳)硅质板岩及红褐、灰色黏土岩组成的黑色岩系型钒金矿化蚀变带,总体蚀变较弱,主要为硅化、(铁)碳酸盐化和方解石化。钒矿化为沉积层状,连续稳定,矿体五氧化二钒品位一般为0.50%~1.50%;金矿化呈透镜状沿层间断裂断续分布,地表金品位为0.19×10-6~22.07×10-6,深部为0.38×10-6~27.10×10-6。矿带中赋存有Ⅱ-1号、Ⅱ-2号和Ⅱ-3号等多个透镜状金矿体。其中,Ⅱ-1号金矿体分布于紫草沟西坡Ⅲ~Ⅻ线之间,长度为260 m,厚度为0.87~19.10 m。矿体产状走向为220°~240°,倾向NW,倾角为45°~75°,平均产状为330°∠58°。矿体呈透镜体状,局部地段出现分支现象。矿体金品位为1.00×10-6~10.85×10-6,平均品位为4.65×10-6

(2)控矿因素

①断裂控矿:板岩镇—耀岭河大断裂多期次活动形成沿断裂发育的高热流带,为成矿物质活化提供了热源。在该大断裂的次级断裂发育地段,由于强烈构造活动诱发断裂及其两侧的热水循环系统,导致热液流体上升,并携带来自围岩或深部萃取的金成矿物质在构造岩性有利地段富集成矿。

②岩性控矿:虽然金成矿对地层和岩性没有明显的选择性,但本区金矿体含矿岩性主要为寒武系水沟口组碳硅质板岩和泥质板岩。以肉红色硅质岩、灰黑色碳硅质板岩和泥质板岩为主的黑色岩系具有塑性特征,在挤压和拉拖作用下可形成构造虚脱空间,有利于成矿热卤水的运移和储存,加之含碳硅质板岩和泥质板岩具有良好的还原性、渗透性和吸附性,能够促进含矿热液的沉淀和富集,是区域钒、金、银矿的主要成矿岩石建造。

③热液活动控矿:热液活动强弱是金矿成矿的决定性条件,若热液蚀变范围大且强度高,则金矿体厚度大、品位高,反之则矿体厚度小、品位低。

(3)矿化富集规律

①矿体分布规律:夏家店金矿床矿体赋存在含矿构造带走向或倾向产状发生变化的部位。矿体在走向和倾向上呈似豆荚状透镜体分布,具有明显的分支复合和尖灭再现特征。

②矿化富集规律:首先,断裂作用越强烈,岩石破碎程度越高,有利于矿质储存,金矿化也越强。矿区断裂充填碎裂岩、角砾岩和糜棱岩,糜棱岩化金含量最高,角砾岩次之,碎裂岩中金含量普遍较低。其次,蚀变越强则金矿化越强。工业矿体均处于硅化、碳酸盐化和褐铁矿化发育强烈地段。远离构造带,蚀变也随之减弱。然后,含碳质、泥质及灰黑色硅质板岩角砾成分越多,金矿化越强;含石英脉、石英团块和褐铁矿细脉成分越多,金矿化越强。断裂中包含的灰黑色碳质、硅质板岩角砾和岩粉越多,破碎程度越高,金品位也越高,易形成工业矿体;断裂中包含的白云岩角砾越多,则金品位相对较低,甚至无矿化显示。

3.4 三官庙金矿床
(1)矿区地质特征

三官庙金矿床产于板岩镇—耀岭河大断裂(F2)及其次级断裂(F4)夹持的构造岩块中。矿区地层呈NWW-SEE向展布,主要出露地层有青白口系耀岭河岩组第三岩性段(Qny3)、上泥盆—下石炭统九里坪组[(D3-C1j]和震旦系灯影组(Z2dn1)白云岩(图10)。矿区断裂主要有偏头山—豆腐尖断裂(F2),在其南部青白口系耀岭河岩组第三岩性段(Qny3)中发育的一系列与其平行的次级层间断裂带,为三官庙金矿的容矿构造。矿区岩浆活动较强烈,侵入岩主要有豆腐尖(糜棱岩化)花岗闪长岩体(Dγδ2)和钠长岩体(脉)(Ab5)。区内钠长石化、硅化、黄铁矿化和毒砂化与矿化关系密切,偶见黄铜矿化(汪超等,2016a20172021)。

图10

图10   三官庙金矿体分布简图(修改自汪超等,2017

1.上泥盆—下石炭统九里坪组;2.青白口系耀岭河组第三岩性段;3.青白口系耀岭河组第二岩性段;4.印支晚期(丹江)钠长岩;5.晋宁期豆腐尖糜棱岩化花岗闪长岩;6.地层界线;7.断层及编号;8.矿化蚀变带及编号;9.金矿体;10.金矿化蚀变体;11.勘探线及编号

Fig.10   Distribution diagram of Sanguanmiao gold orebody(modified after Wang et al.,2017


矿区共圈定了Ⅰ号和Ⅱ号2条构造蚀变带,目前主要在Ⅰ号蚀变带中圈定了Au1、Au2和Au3金矿体,在Ⅱ号蚀变带中圈定了Au4和Au5金矿化体。地表出露于段家沟北坡—西坡一带,呈NWW-SEE走向,近平行、由北向南依次展布,3条矿体之间水平间距为20~40 m。矿体长度为310~830 m,真厚度为1.53~2.12 m,品位为3.02×10-6~3.42×10-6,矿体呈脉状产出。Au1矿体规模最大,为矿区主矿体,Au2和Au3矿体次之(图10)。

(2)矿体分布规律及控矿因素

①矿体展布规律

Au1、Au2和Au3号金矿体呈平行雁列产出,矿体之间的水平间距为20~40 m。矿床原生晕分带特征和深部钻探工程控制情况表明,Au1、Au2和Au3号金矿体向深部NW向侧伏,侧伏角为37°~52°。

②地层岩性控矿

矿区主要矿体赋存在青白口系耀岭河岩组第三岩性段的层间断裂中。该组地层呈NW-SE向展布,岩性主要为含碳质绢云千枚岩,层间夹有钠长绿泥片岩和绿泥阳起片岩。矿体近矿围岩主要为耀岭河岩组第三岩性段黄铁矿化碳质绢云千枚岩,其次为钠长绿泥片岩(汪超等,2016a)。

③构造与成矿

三官庙金矿床赋存在板岩镇—耀岭河大断裂与其次级断裂夹持的青白口系耀岭河岩组构造透镜体中。透镜体为青白口系耀岭河岩组第三岩性段,其中发育一组层间断裂,断裂顺层或以微小角度斜切地层面理,具有压扭—走滑断层的性质,总体产状为26°∠72°,该层间断裂为板岩镇—耀岭河断裂派生的次级断裂。区内金矿体均产于该组断裂中,此类层间断裂即为本区金矿体的容矿构造(汪超等,2016a)。

④岩浆岩与成矿

容矿断裂内金矿体赋存地段钠长石化蚀变强烈,蚀变范围即为金矿化范围;矿石非金属矿物主要有钠长石和石英,指示成岩热液流体中富含钠质成分,表明矿床形成与钠长岩侵入活动紧密相关,富含钠质的热液流体即为金成矿热液流体(汪超等,2016a)。

4 区域金矿成矿规律

4.1 矿床(点)空间分布特征

区内分布有2条多金属成矿带,可划分为沿板岩镇—耀岭河大断裂南侧分布的金钒银多金属成矿带和沿山(阳)—凤(镇)大断裂两侧分布的金多金属成矿带。目前已发现并经详细控制的金矿床(点)主要有山(阳)—凤(镇)大断裂南侧的王家坪、龙头沟和三官庙金矿床,以及五条沟和桐树沟金矿点;位于板岩镇—耀岭河大断裂南侧的夏家店金钒矿床、刘家峡金矿床、五色沟金矿点和甘沟金矿点。这些矿床(点)整体上呈EW向带状展布,但不同类型的矿床表现为不同的产出方式。

王家坪金矿床矿化蚀变带呈近EW向展布,矿体在矿化蚀变带中呈透镜状产出,矿体和矿化蚀变带总体产状一致,EW向构造是王家坪金矿的主要成矿构造,“井”字形构造是富矿体产出部位;龙头沟金矿床矿化蚀变带和矿体呈NWW-SEE向展布,走向与地层走向基本一致,但倾向与地层倾向相反,表现为地层倾向N,矿化蚀变带倾向S,矿体在蚀变带中呈透镜状分段富集产出。夏家店金矿床矿带和矿体产出方式可划分为2类,一类为总体沿寒武系水沟口组层间断裂或与其相关的剪切断裂产出的矿体,矿带总体呈近EW向带状分布,局部地段受构造作用呈NE-SW走向或NW-SE走向产出;另一类为刘家峡—苏岭沟南部地段,矿带呈NE-SW走向展布,具有等间距分布的特征,矿体呈透镜状赋存于近EW向片理化带与NE-SW走向的断裂交会部位,矿体总体呈NE-SW走向,具有近EW向枝状分叉的特征。三官庙金矿床矿带和矿体呈NW-SE走向展布,矿体呈薄脉状和透镜状断续分布于矿化蚀变带中。

总体上,研究区内金矿床(点)受近EW向山阳—凤镇断裂、镇安—板岩镇断裂及其次级断裂带控制,均呈近EW向带状产出,分段富集,在不同地段受不同形式断裂控制,呈透镜状产出。

4.2 成矿控制条件

(1)夏家店金矿床

夏家店金矿床矿物包裹体测温有2个峰值,分别为:①240~360 ℃,集中在240~280 ℃之间;②120~240 ℃,集中在180~220 ℃之间。结合矿物和包裹体特征,能够推断成矿早期、成矿期和成矿晚期的硅化和碳酸盐化热液活动。同时,随着成矿作用的进行,包裹体均一温度逐渐降低,且不同阶段的均一温度不同, 说明成矿具有多阶段性特点(原莲肖等,2007)。

由样品盐度和密度测试结果可知:早期石英包裹体中盐度为0.9%~8.0%,平均值为3.27%,密度为0.865~0.944 g/cm3,平均值为0.891 g/cm3;晚期石英包裹体中盐度为1.5%~10.5%,平均值为5.25%,密度为0.816~0.990 g/cm3,平均值为0.9115 g/cm3;方解石包裹体中盐度为1.5%~5.8%,平均值为3.675%,密度为0.799~0.924 g/cm3,平均值为0.865 g/cm3。由以上数据可知,随着成矿作用的进行,包裹体中盐度逐渐升高,而密度变化较小(原莲肖等,2007)。

根据邵洁涟(1988)计算流体压力的经验公式,即T0(初始温度)=374+920×N(成矿溶液盐度)(℃),P0(初始压力)=219+2 620×N(成矿溶液盐度)(×105 Pa),P1(成矿压力)=P0×T1(实测成矿温度)/T0(×105 Pa),计算得出夏家店金矿床的主成矿期压力范围为3.294~23.866 MPa,平均值为13.815 MPa。

根据孙丰月等(2000)的研究,计算出夏家店金矿床的成矿深度为0.871~1.864 km,平均深度为1.381 km,属于浅成矿床。

(2)王家坪金矿床

王家坪金矿床成矿期均一温度为90~250 ℃,峰值在90~140 ℃之间,平均值为118 ℃;流体盐度为4.61%~22.38%,平均值为15.96%;成矿期流体密度为0.967~1.120 g/cm3,平均值为1.06 g/cm3。综上所述,王家坪金矿成矿流体属于低温低密度流体,为H2O-NaCl体系(刘新伟等,2016汪超等,2016b)。

(3)龙头沟金矿床

龙头沟金矿床主成矿期热液温度为140~279 ℃,平均值为277 ℃;成矿晚期温度为125~242 ℃,平均值为175 ℃。成矿温度主要集中在260~280 ℃之间,属于中温矿床(胡西顺等,2005)。

(4)三官庙金矿床

三官庙金矿床主成矿阶段流体包裹体的完全均一温度变化范围为111~420 ℃,峰值为180~220 ℃,平均值为218 ℃,流体盐度w(NaCleq)变化范围为2.07%~24.15%,平均值为12.58%,流体密度变化范围为0.652~1.069 g/cm3,平均值为0.946 g/cm3;成矿晚期流体包裹体的完全均一温度变化范围为81~171 ℃,峰值为120~160 ℃,平均值为133 ℃。流体盐度w(NaCleq)变化范围为8.55%~22.17%,平均值为15.81%;流体密度变化范围为0.988~1.116 g/cm3,平均值为1.046 g/cm3汪超等,2016a)。

4.3 金矿成矿规律

研究区金矿床形成机理为沿张性断裂上侵的大量热液活动携带成矿元素在秦岭造山带俯冲—造山过程中形成的褶皱、断裂中就位并富集成矿。研究认为,区内夏家店、苏岭沟、刘家峡、龙头沟、王家坪和三官庙金矿床成因类型为远成低—中温热液型金矿床(刘凯等,2019)。

(1)金矿床赋存位置与含矿岩性的关系

泥盆系星红铺组灰岩是寻找王家坪类卡林型金矿的重要岩性标志。金矿赋存于星红铺组下段中上部的钙质板岩、泥质灰岩和含炭灰岩中,黄铁矿化、雌雄黄化、炭化、硅化、铁碳酸盐化与矿化关系密切。

大枫沟组砂岩是寻找龙头沟式构造蚀变岩型金矿的有利部位。尽管泥盆系大枫沟组砂岩不是龙头沟金矿的主要控矿因素,但目前发现的金矿体均赋存于该层位中,或许与断裂发育部位的重叠有密切关系,该层位可作为一个重要的找矿标志。

寒武系水沟口组黑色岩系是夏家店和苏岭沟金钒矿的主要赋矿层位。该层位的碳硅质岩具有良好的渗透性、还原性和吸附性,有利于成矿物质的运移、富集和沉淀。其底部的震旦系灯影组白云岩为良好的隔挡层,阻挡了成矿物质的下渗运移。因此,寒武系水沟口组与震旦系灯影组平行不整合界面即硅钙面是区内重要的找矿标志。

三官庙金矿床虽然并未直接产于钠长岩中,但在矿体西延容矿断裂内发育有钠长岩脉;其他微观、宏观事实均可说明富钠热液流体即为金的成矿热液流体,金成矿作用与富钠热液活动具有密切的成因联系。

(2)控矿构造及矿体产出形态

区域大断裂及其次级断裂交会、弧形转弯部位,背斜褶皱叠加断裂部位,NE-SW走向的陡倾角断裂,硅化和碳酸盐化的构造角砾岩充填部位,是寻找金矿的有利地段。

区内目前发现的金矿床几乎均受EW向褶皱及其伴生的EW向韧—脆性剪切带叠加后期张性构造控制。矿体在断裂中呈透镜状和豆荚状等间距产出,不同方向的构造叠加部位,矿体厚大且品位较高,多赋存有工业矿体。

(3)围岩蚀变与矿化的关系

沿断裂发育有较强的硅化、黄铁矿化、褐铁矿化及铁碳酸盐化蚀变,特别是褐铁矿化和铁碳酸盐化蚀变,往往风化后呈深红褐色粉末状,极易识别,是本区极为明显的找矿标志。

(4)成矿时代

夏家店、苏岭沟和刘家峡金矿床Sm-Nd等时线年龄为(139.64±0.98) Ma,王家坪金矿床Sm-Nd等时线年龄为195 Ma,龙头沟金矿床Sm-Nd等时线年龄为(141.70±0.92) Ma(图11)(刘凯等,2019),成矿期均属于燕山期。通过类比得出,三官庙金矿床的成矿时代为中生代,成矿期为燕山期,因此推断研究区成矿期为燕山期。

图11

图11   研究区金矿床Sm-Nd同位素测年等时线图

Fig.11   Sm-Nd isotopic dating isochron map of gold deposits in the study area


5 找矿预测

5.1 研究区矿床预测模型

通过综合研究区域成矿地质环境、金矿床特征、矿体赋存特征及富集规律,结合区内成矿地质条件,构建了研究区金矿预测要素(表2)。

表2   研究区金矿床预测要素

Table 2  Prediction elements of gold deposits in the study area

成矿预测要素特征描述内容预测要素分类
矿床类型远成低—中温热液型金矿必要
地质环境成矿时代燕山期必要
地质构造位置南秦岭弧盆系、宁陕—旬阳板块内陆表海必要
成矿区带Ⅲ-66-②南秦岭Au-Pb-Zn-Fe-Hg-Sb-RM-REE-V-蓝石棉-重晶石成矿亚带必要
含矿地层泥盆系星红铺组、大枫沟组,寒武系水沟口组,青白口系耀岭河组必要
岩石类型炭硅板岩、含泥灰岩、砾岩、长石石英砂岩、含砾砂岩、含砾粉砂质千枚岩、(含炭)绿泥石英绢云千枚岩、钠长绢云千枚岩重要
矿床特征控矿条件寒武系水沟口组、泥盆系星红铺组、大枫沟组、青白口系耀岭河组“岩石地球化学界面”、断裂面(NNE向张性构造、EW向剪切构造)、不整合面必要
矿体特征脉状、透镜状,走向和倾向具等间距产出特征必要
矿石结构他形—半自形—自形粒状、交代残余和半隐晶质—隐晶质结构重要
矿石构造块状、角砾状、脉状和稀疏浸染状构造重要
主要组分重要
伴生组分银、砷必要
蚀变类型硅化、碳酸盐化、褐铁矿化、黄铁矿化、毒砂化、雌雄黄化、重晶石化、绢云母化、钠长石化次要
预测资源量165 t必要
资源量规模大型重要

新窗口打开| 下载CSV


5.2 找矿靶区圈定

找矿靶区是指在研究区成矿(亚)带内,受有利赋矿地层、赋矿岩体和控矿构造等成矿地质因素控制,且规模大、强度高、多元素异常套合性好的地区。根据研究区矿床分布规律、成矿控矿条件、化探异常特征和矿床找矿标志,在研究区圈出5个找矿靶区(图12)。

图12

图12   山阳—商南一带金成矿靶区分布图

①-王家坪—龙头沟金钨铜找矿远景区;②-夏家店—刘家峡金钒银矿找矿远景区;③-竹林关—三官庙多金属找矿远景区;④-甘沟—石槽沟金钒矿找矿远景区;⑤-洛峪街—古路河金矿找矿远景区;1.上白垩统—上第三系;2.下泥盆—中石炭统;3.志留系;4.寒武—奥陶系;5.上震旦统;6.下震旦统;7.加里东期花岗岩;8.印支期花岗岩;9.角度不整合界线;10.平行不整合界线;11.区域性断裂及其编号;12.一级断层及其编号;13.实(推)测逆断层及其产状、编号;14.实(推)测正断层及其产状、编号;15.实(推)测平移断层及其产状、编号;16.金矿床(点);17.研究区范围;18.预测靶区范围及编号

Fig.12   Distribution map of gold metallogenic target area in Shanyang-Shangnan area


(1)王家坪—龙头沟金钨找矿靶区

王家坪西部地区1/1万土壤地球化学异常表现为NEE-EW向Au异常带,异常带中东部为长2 400 m、宽60~420 m的较连续带状异常。在金矿带东延部位(老君沟—寺沟一带)和西延部位(二条沟—香沟一带)均发现有钨矿化蚀变带,并圈定了钨矿(化)体。

宽坪沟、五条沟—老沟地区分别为龙头沟金矿带的东西延伸部分。西延部分在五条沟—老沟地段1/1万正规网次生晕异常规模较大,异常成群出现,元素套合性好,浓集中心明显,Au元素含量高。在西龙头沟东岔发育的铁白云石石英脉金原生晕值为68×10-9~500×10-9,在老沟西岔沟口控制Ⅰ号金矿化蚀变体,在老君沟脑西侧半坡探槽控制含金铁白云石石英脉,在4条沟脑发现了数条金矿(化)体。从矿体赋存位置来看,4个金矿点应为发育在同一构造带中的铁白云石石英脉体,为龙头沟金矿带的西延部分。东延部分在宽坪沟浅部施工坑道控制金矿(化)体4条,长度约为300 m,表明矿体在浅部向东有一定的延伸规模,施工钻探在深部控制了较好的金矿体,表明矿体沿倾向具有较稳定的延伸。因此,王家坪和龙头沟金矿床深部及其东西两侧延伸部位具有寻找到中—大型金矿床的潜力。

(2)夏家店—刘家峡金钒矿找矿靶区

在夏家店地区,通过进一步检查分散流异常,在其他地段也圈定了规模大、浓集中心明显且强度高的甲1类、乙1类次生晕异常,异常呈带状和面状分布,在异常发育部位圈定了矿化蚀变带和矿(化)体。区内寒武系水沟口组地层即Ⅱ号金钒矿化蚀变带走向延伸长度为3 000 m,倾向延深未控制到底,表明该矿带沿走向和倾向均具有较好的找矿前景。柳树凹—刘家峡金矿区位于夏家店金矿床的西南延伸部位,通过矿产调查工作圈定了次生晕异常,在K1、K2、K4和K6号构造蚀变带中圈定了金矿(化)体,坑道和钻探控制表明矿体向深部具有厚度变大、金品位升高的趋势,说明K4和K6号构造蚀变带深部具有极大的找矿潜力。同时,区内还发育有多条NE-SW走向的平行断裂,与已发现圈定金矿体的断裂平行等间距展布,地表与次生晕异常吻合性较好,具有一定的找矿前景。综合分析认为,夏家店地区深部及其外围地段找矿潜力巨大,通过开展进一步勘查工作,有望找到大型金矿床。

(3)竹林关—三官庙金多金属矿找矿靶区

三官庙金矿床北部Ⅰ号矿化蚀变带的东延地段、南部Ⅱ号矿化蚀变带与Ⅰ号矿化蚀变带中金矿体赋存部位特征相似,结合目前已发现的众多矿化蚀变线索及Au1、Au2和Au3矿体浅部原生晕异常特征,认为Ⅰ号矿化蚀变带的东延地段及南部Ⅱ号矿化蚀变带均经历了广泛且较强烈的金成矿地质作用,具有巨大的找矿潜力。三官庙西部梁家湾—柳树湾一带的1/5万分散流综合异常重合性较好,通过异常检查在青石沟、朱利沟、纸房沟、水沟和白玉沟5处水系沉积物异常中共发现金矿化蚀变线索8处,其中5条含金石英脉,1处砂金矿化点。

本区位于秦岭造山带东段南秦岭铅锌金银铜成矿亚带东部,区域内与火成作用有关的侵入岩类型较丰富,为成矿作用和叠加改造成矿作用提供了丰富的成矿物质和热源。区内发育有小规模的丹江角砾状钠长岩,且其周边钠长岩化蚀变发育,有小规模的金矿点线索。分散流异常分布范围大、浓集中心明显且强度高,在该异常分布地段具有有利的赋矿层位和岩性。根据地质调查和物探化探资料,认为该区成矿物质和构造条件是寻找角砾状钠长岩型金矿床的有利地段,具有较好的找矿前景。

(4)甘沟—石槽沟金钒矿找矿靶区

甘沟—石槽沟远景区位于夏家店金矿床的东延部位,区内广泛发育黑色岩系,且层间构造发育,通过1/1万正规网次生晕测量圈定了较好的次生晕异常,异常呈带状成群分布,与含矿层位及构造吻合性较好。在寒武系地层中圈定了金矿(化)体和钒矿体,在岳家坪组白云岩层间破碎带中圈定了金矿(化)体。本区与夏家店金钒矿床成矿地质条件极为相似,具有寻找钒、金矿床的极大潜力。

(5)洛峪街—古路河金矿找矿靶区

洛峪街—古路河成矿远景区分布有1/5万分散流异常,异常呈EW向带状分布,多浓集中心,异常组合为Au-Ag-Zn-Cu-Pb-Sb-Hg,异常发育部位F1-1断裂附近的蚀变岩带表现为硅化、褐铁矿化、黄铁矿化和石英重结晶等,初步发现3处矿化蚀变点。区内细碎屑岩和石英片岩是金矿赋存的有利岩性,西延部位已圈出5条金矿化带和11条金矿(化)体,断裂和热液脉体十分发育,具有寻找构造热液蚀变岩型和石英脉型金矿的有利条件,找矿潜力较大。

土门街—竹林关一带星红铺组绢云母千枚岩、石英粉砂岩和薄层灰岩中侵入钠长(角砾)岩,钠长石化绢云千枚岩表现为黄铁矿化和铁碳酸盐化蚀变,既为金矿质富集提供了充足的热液来源和矿物质来源,也是金富集的有利岩性。因此,该远景区金矿找矿潜力较大。

6 结论

对龙头沟、王家坪、夏家店和三官庙金矿床的区域地质构造背景、矿区地质特征、控矿因素和成矿规律进行了系统研究,结果表明这些金矿床赋存在秦岭造山带俯冲—造山过程中形成的褶皱及与其伴生的韧—脆性剪切断裂带中,后期多期次的构造热液活动携带大量成矿物质在合适温压环境下富集就位于有利部位形成金矿床。研究认为区内金矿床成矿类型为远成中—低温热液型金矿床。金矿床赋存位置与岩性具有密切关系,矿体产出形态与控矿构造产出形态基本一致,区内圈定的分散流异常、土壤次生晕化探异常可作为本区金矿找矿的重要间接标志;硅化、(铁)碳酸盐化、黄铁矿化、褐铁矿化与金矿化关系极为密切,可作为重要的找矿标志。

根据矿区成矿特征、控矿因素和赋矿规律,建立了研究区金矿找矿预测模型。在此基础上,结合研究区地物化特征划分出找矿预测靶区5处,分别为王家坪—龙头沟金钨找矿靶区、夏家店—刘家峡金钒银矿找矿靶区、竹林关—三官庙金多金属矿找矿靶区、甘沟—石槽沟金钒矿找矿靶区和洛峪街—古路河金矿找矿靶区。根据区域地质背景、远景区地质特征、异常分布及发育程度,认为本区成矿背景优越,找矿地质条件有利,具有巨大的找矿潜力。

http://www.goldsci.ac.cn/article/2023/1005-2518/1005-2518-2023-31-4-560.shtml

参考文献

Fan ZhongpingRen TaoWang Ruitinget al2010.

Estimating ore-body resources and building three-dimensional model of deposit based on Surpac software:A case of Xiajiadian gold-vanadium deposit,Shanyang County,Shaanxi Province

[J].Geology and Exploration,465):977-984.

Fan ZhongpingRen TaoWang Ruitinget al2011.

Geological characteristic and analysis on ore-prospecting prospect of the Xiajiadian gold(vanadium)deposit,Shanyang County,Shaanxi Province

[J].Minerals and Geology,251):41-46.

Fang Weixuan1999.

Research on geodynamics of Zashan sedimentary basin

[J].Minearal Resources and Geology,133):141-147.

Gao JushengWang RuitingZhang Fuxinet al2006.

Geology-geochemistry of Xiajiadian gold deposit in black rock series of Canbrian system in South Qinling

[J].Geology of China,336):1371-1378.

Gao JushengZhu HuapingYuan Lianxiaoet al2007.

Geological and geochemical characteristics of fluid inclusion in Xiajiadian gold deposit,Shaanxi Province

[J].Northwestern Geology,403):68-74.

Gu YumingWang ChaoLi Chaoet al2018.

Geological characteristics of the albilite(breccia)type gold deposit and the prospecting direction in Zhulinguan area of Danfeng-Doufujian area of Shangnan,Shaanxi

[J].World Nonferrous Metals,(14):105-110.

Hu XishunLi JianbinLiu Xinweiet al2015.

Geology mineralization type and ore prospecting of gold deposit in Zhongcun of Shanyang and Xianghe of Shangnan area

[J].Geology of Shaanxi,331):70-77.

Hu XishunZhu HongzhouMeng Guangluet al2005.

Discovery of the Longtougou gold deposit in Shanyang,Shanxi:An example of geochemical anomaly assessment

[J].Minerals and Geology,196):674-678.

Li ShenghaoZhu LaiminDing Leleet al2019.

Elemental geochemistry of the ore-bearing black rock series in the Xiajiadian gold deposit,South Qinling and their metallogenic significance

[J].Earth Science Frontiers,265):2597-2614.

Liu CunPei ChunxiaYang Yonget al2021.

Metallogenic characteristics and prospecting signs of Tongshugou gold deposit in Shanyang County,Shaanxi Province

[J].Western Exploration Engineering,(3):143-146.

Liu KaiWang RuitingFan Zhongpinget al2019.

Metallogenic age of Xiajiadian gold deposit and its geological significance in the Zhashui-Shanyang ore concentration,Qinling orogenic belt

[J].Mineral Deposits,386):1278-1297.

Liu XinweiWang ChaoLi Yinget al2016.

Geological characteristics and metallogenic regularity of Wangjiaping gold deposit,Shaanxi

[J].Mineral Exploration,74):592-597.

Liu XinweiXue ShanWang Chaoet al2011.

Geological characteristics and ore controlling factors of Longtougou gold deposit in Shanyang County,Shaanxi Province

[J].Yunnan Metallurgy,(Supp.2):97-101.

[本文引用: 1]

Lu JiyingLi ZuohuaZhang Fuxin2000.Qinling Plate Gold Deposit[M].Xi’anShaanxi Science and Technology Press.

[本文引用: 1]

Qi YalinZhang FuxinWang Weitaoet al2004.

The characteristic contrast of geology and geochemistry in Laerma gold deposit and Xiajiadian gold deposit

[J].Contributions to Geology and Mineral Resources Research,194):217-222.

Ren TaoFan ZhongpingYuan Lianxiaoet al2007.

Metallogenic characteristics and prospecting orientation of early Cambrian black rock series Au-V deposits in the eastern Shouth Qinling:A case study of Xiajiadian deposit

[J].Northwestern Geology,402):85-94.

Ren TaoWang RuitingMeng Deminget al2014.

Geological characteristics and metallogenic model of the orogenic-type gold deposit in South Qinling:A case of Xiajiadian gold(vanadillm)deposit,Shanyang County,Shaanxi Province

[J].Northwestern Geology,471):150-158.

Shao Jielian1988.Prospecting Mineralogy of Gold Ore [M]:Beijing:China University of Geosciences Press.

Sun FengyueJin WeiLi Bileet al2000.

Thinking about metallogenic depth of veined hydrothermal gold deposit

[J].Journal of Jilin University(Earth Science Edition),30Supp.):27-30.

Wang ChaoWenhui MenWu Taoet al2016a.

Geological characteristics,geochemical characteristics of primary halos and their prospecting significance about San’guanmiao gold deposit in Shaanxi Province

[J].Gold Science and Technology,246):39-48.

Wang ChaoGu YumingHu Xishunet al2017.

Geological characteristics and prospecting direction of albitite and gold deposit in Sanguanmiao-Jiucaigou area,Shaanxi Province

[J].Gold Science and Technology,251):35-45.

[本文引用: 1]

Wang ChaoLi WeifengZhao Yongganget al2020a.

Metallogenic geological characteristics and prospecting direction of Longtougou gold deposit,South Qinling

[J].World Nonferrous Metals,(8):94-98.

Wang ChaoChen WenqiangLiu Xinweiet al2016b.

Comparison of geological characteristics between Wangjiaping gold deposit in Shaanxi and the domestic and foreign carlin type gold deposits:Discussion on judgment principles of carlin type gold deposit

[J].Mineral Exploration,76):904-913.

Wang ChaoWang RuitingLiu Yunhuaet al2021.

Geological characteristics,modes of occurrence of gold and genesis of Sanguanmiao gold deposit,Shangnan,Shaanxi Province

[J].Mineral Deposits,(3):491-508.

Wang ChaoLiu KaiFan Zhongpinget al2020b.

Geological characteristics and prospecting potential of Liujiaxia gold deposit in Shanyang ore district,South Qinling Mountains

[J].Mineral Exploration,117):1334-1343.

Xue YushanLiu XinweiHu Xishunet al2021.

Scheelite geochemical signature and calcite Sm-Nd dating of the Xianggou Au-W deposit in south Qinling orogen,central China:Constraints on the ore-forming process

[J].Geology in China,486):1818-1837.

Yuan LianxiaoRen TaoLi Yinget al2007.

Component,ore-forming fluids and material sources in the Xiajiadian gold deposit of Shanyang County,Shaanxi Province

[J].Geology and Exploration,435):68-73.

Zhang Guowei1988.Formation and Evolution of Qinling Orogenic Belt[M]Xi’anNorthwestern University Press.

[本文引用: 1]

Zhang WeijiWang QuanqingHu Nenggao1996.Study on the East Qinling Geological Corridor[M].Xi’anShaanxi Science and Technology Press.

Zhou TiesuoXiao LiZhang Fuxinet al2004.

Geological and geochemical characteristics of Xiajiadian carlin type gold deposit,Shaanxi

[J].Gold Geology,103):17-21.

Zhu HuapingRen TaoLi Jianbinet al2004.

Geological characteristics,ore-controlling factors and gold enrichment regularity of the Xiajiadian gold deposit,Shanyang County,Shaanxi Province

[J].Geological Bulletin,237):695-701.

樊忠平任涛王瑞廷2010.

基于Surpac软件的矿床模型构建及矿体资源量估算——以陕西山阳夏家店金钒矿床为例

[J].地质与勘探,465):977-984.

[本文引用: 2]

樊忠平任涛王瑞廷2011.

陕西省山阳县夏家店金(钒)矿床成矿地质特征及找矿前景分析

[J].矿产与地质,251):41-46.

[本文引用: 2]

方维萱1999.

柞山泥盆纪沉积盆地成矿动力学分析

[J].矿产与地质,(3):141-147.

[本文引用: 1]

高菊生王瑞廷张复新2006.

南秦岭寒武系黑色岩系中夏家店金矿床地质地球化学特征

[J].中国地质,336):1371-1378.

[本文引用: 1]

高菊生朱华平原连肖2007.

陕西山阳夏家店金矿床地质与流体地球化学

[J].西北地质,403):68-74.

[本文引用: 1]

谷玉明汪超李超2018.

陕西省丹凤竹林关—商南豆腐尖地区钠长(角砾)岩型金矿的地质特征及找矿方向

[J].世界有色金属,(14):105-110.

[本文引用: 1]

胡西顺李建斌刘新伟2015.

山阳中村—商南湘河一带金矿成矿地质背景、矿床类型与找矿方向

[J].陕西地质,331):70-77.

[本文引用: 1]

胡西顺朱红周孟广路2005.

陕西山阳龙头沟金矿的发现——化探异常评价实例

[J].矿产与地质,196):674-678.

[本文引用: 4]

李声浩朱赖民丁乐乐2019.

南秦岭夏家店金矿床赋矿黑色岩系元素地球化学及其成矿意义

[J].地学前缘,265):2597-2614.

[本文引用: 1]

刘存裴春霞杨勇2021.

陕西省山阳县桐树沟金矿成矿特征与找矿标志

[J].西部探矿工程,(3):143-146.

[本文引用: 1]

刘凯王瑞廷樊忠平2019.

秦岭造山带柞水—山阳矿集区夏家店金矿床成矿时代及其地质意义

[J].矿床地质,386):1278-1297.

[本文引用: 6]

刘新伟汪超李英2016.

陕西王家坪金矿床地质特征及成矿规律

[J].矿产勘查,74):592-597.

[本文引用: 5]

刘新伟薛杉汪超2011.

陕西省山阳县龙头沟金矿地质特征及控矿因素

[J].云南冶金,(增2):97-101.

[本文引用: 3]

卢纪英李作华张复新2000.秦岭板块金矿床[M].西安陕西科学技术出版社.

[本文引用: 2]

齐亚林张复新王伟涛2004.

拉尔玛金矿床与夏家店金矿床地质地球化学特征对比

[J].地质找矿论丛,194)217-222.

[本文引用: 1]

任涛樊忠平原莲肖2007.

南秦岭东段早寒武世黑色岩系金钒成矿特征与找矿方向——以夏家店矿床为例

[J].西北地质,402):85-94.

[本文引用: 4]

任涛王瑞廷孟德明2014.

南秦岭造山型金矿地质特征及成矿模式——以陕西山阳夏家店金(钒)矿床为例

[J].西北地质,471):150-158.

[本文引用: 1]

邵洁涟1988.金矿找矿矿物学[M]:北京:中国地质大学出版社.

[本文引用: 1]

孙丰月金巍李碧乐2000.

关于脉状热液金矿床成矿深度的思考

[J].吉林大学学报(地球科学版),30):20-30.

[本文引用: 1]

汪超门文辉吴涛2016a.

陕西三官庙金矿床地质特征、原生晕分带特征及其找矿意义

[J].黄金科学技术,246):39-48.

[本文引用: 6]

汪超谷玉明胡西顺2017.

陕西三官庙—韭菜沟地区钠长岩与金矿床地质特征及找矿方向

[J].黄金科学技术,251):35-45.

[本文引用: 2]

汪超陈文强刘新伟2016b.

陕西王家坪金矿床与国内外典型卡林型金矿床地质特征对比——兼论卡林型金矿床的判定原则

[J].矿产勘查,76):904-913.

[本文引用: 5]

汪超王瑞廷刘云华2021.

陕西商南三官庙金矿床地质特征、金的赋存状态及矿床成因探讨

[J].矿床地质,(3):491-508.

[本文引用: 1]

王超黎伟峰赵永刚2020a.

南秦岭龙头沟金矿床成矿地质特征及找矿方向

[J].世界有色金属,(8):94-98.

[本文引用: 1]

王超刘凯樊忠平2020b.

南秦岭山阳矿集区刘家峡金矿床地质特征及找矿前景

[J].矿产勘查,117):1334-1243.

[本文引用: 2]

薛玉山刘新伟胡西顺2021.

南秦岭香沟金钨矿白钨矿原位微区分析及方解石Sm-Nd同位素定年:对钨成矿过程的限定

[J].中国地质,486):1818-1837.

[本文引用: 1]

原莲肖任涛李英2007.

陕西山阳县夏家店金矿物质组分和成矿流体特征及成矿物质来源探讨

[J].地质与勘探,435):68-73.

张国伟1988.秦岭造山带的形成与演化[M]西安西北大学出版社.

[本文引用: 2]

张维吉王全庆胡能高1996.东秦岭地质走廊研究[M].西安陕西科学技术出版社.

[本文引用: 1]

周铁锁肖丽张复新2004.

陕西夏家店卡林型金矿床地质地球化学特征

[J].黄金地质,103):17-21.

[本文引用: 1]

朱华平任涛李建斌2004.

陕西山阳县夏家店金矿床地质特征、控矿因素与金的富集规律

[J].地质通报,237):695-701.

[本文引用: 1]

/