引用本文
刘彦良, 高雅, 罗维斌, 季文中. 西秦岭温泉—中川一带金属矿床的成矿规律及找矿预测[J].中国地质调查, 2018,5(4): 40-49.
LIU Yanliang, GAO Ya, LUO Weibin, JI Wenzhong. Metallogenic regularity and prospect prediction of metallic deposits in Wenquan-Zhongchuan area of Western Qinling[J].Geological Survey of China, 2018,5(4): 40-49.  
doi: 10.19388/j.zgdzdc.2018.04.05
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西秦岭温泉—中川一带金属矿床的成矿规律及找矿预测
刘彦良, 高雅, 罗维斌, 季文中
甘肃省有色地质调查院,兰州 730000

第一作者简介: 刘彦良(1983—),男,工程师,主要从事地质矿产勘查和研究工作。Email: 317510246@qq.com。

收稿日期: 2017-11-15
基金资助: 甘肃省矿产资源补偿费地质勘查项目“甘肃省武山县温泉地区1:5万矿产远景调查”资助
摘要

西秦岭温泉—中川一带实施的1:5万矿产地质调查项目,共圈定1:5万局部高磁异常33处,1:5万地球化学综合异常11处,发现矿点2处,矿化点5处,矿种有金、钼、铁、铜、铷等。通过分析研究区成矿地质条件、1:5万地球物理和地球化学综合异常特征、矿(化)点特征及分布规律等,阐明了该区成矿时空分布规律和矿产共生组合规律,划分成矿远景区9处,提交找矿靶区6处。对其中2处找矿靶区进行槽探验证的结果为: 关子镇幅玉杨观找矿靶区圈定了4条含铷矿化伟晶岩脉和多处铁矿化破碎蚀变带,具有形成伟晶岩型铷矿的潜力; 礼县幅李坝金矿床南侧百叶沟—河西沟找矿靶区圈定了14条蚀变破碎带,在矿化蚀变带内圈定了11条金矿(化)体,具有形成构造蚀变岩(微细粒浸染状)型金矿床的潜力。

关键词: 西秦岭温泉—中川一带;; 成矿地质背景; 地球物理和地球化学异常; 矿床(点); 成矿规律; 找矿靶区
中图分类号:P612 文献标志码:A 文章编号:2095-8706(2018)04-0001-10
Metallogenic regularity and prospect prediction of metallic deposits in Wenquan-Zhongchuan area of Western Qinling
LIU Yanliang, GAO Ya, LUO Weibin, JI Wenzhong
Gansu Non-Ferrous Metals Geological Exploration Bureau, Lanzhou 730000, China
Abstract

The 1:50 000 mineral resources geological survey in Wenquan-Zhongchuan area of Western Qinling has identified thirty three 1:50 000 local anomalies of high magnetic, eleven 1:50 000 geophysical and geochemical anomalies, 2 mineral occurrences and 5 mineralized occurrences. Many minerals were found, such as gold, molybdenum, iron, copper, rubidium and so on. Based on the comprehensive study of metallogenic geological conditions, integrated anomaly characteristics of 1:50 000 geophysical and geochemical exploration, the characteristics and distribution rules of mineral occurrences and mineralized occurrences, the authors explained the spatial and time distribution rules and association relationships of the minerals in this region, and divided 9 metallogenic prospective areas and 6 prospecting targets. Trenching validation was verified for 2 prospecting targets. The first one is Yuyangguan prospecting target in Guanzizhen, and 4 rubidium-bearing mineralized pegmatite veins and many iron mineralization zones were found, which have the potential to form pegmatite rubidium deposits. The second one is Baiyegou-Hexigou prospecting targets on the south of Liba gold deposits in Lixian, and 14 mineralization zones were found, where 11 gold ore bodies or mineralized bodies were identified. These bodies indicated potential (micro disseminated) tectonic altered rock gold deposits.

Keyword: Wenquan-Zhongchuan area of Western Qinling; metallogenic geological background; geophysical and geochemical anomaly; mineral deposits (occurrences); metallogenic regularity; prospecting targets
0 引言

研究区位于甘肃省西秦岭温泉— 中川一带, 前人主要完成了1: 20 万区域地质调查[1]和1: 25万区域地质调查修测工作[2]。该区是系统大比例尺化探工作的空白区, 前人未进行过系统的中、大比例尺矿产地质填图和矿产地质调查工作, 所以对该区成矿规律的认识尚显不足 [3, 4]。2011年, 笔者等承担了“ 甘肃省武山县温泉地区1: 5万矿产远景调查” 项目, 在完成1: 5万矿产地质调查、1: 5万高精度磁法测量、1: 5万水系沉积物测量及矿点检查工作的基础上, 对研究区成矿规律进行了系统总结, 划分了成矿远景区, 确定了找矿靶区, 并进行了金属矿产预测。该研究对该区进一步开展金属矿找矿工作具有重要意义。

1 区域地质背景

研究区位于秦岭造山带西段, 习惯上称为西秦岭造山带。西秦岭造山带夹于华北地块、祁连地块和扬子地块之间, 是区域构造的交汇部位[5], 北以宝鸡— 天水— 临夏深大断裂为界与华北地台和祁连褶皱带相接[6], 南以玛曲— 勉略— 城口缝合带与碧口古陆和扬子地台相邻[7], 呈EW向带状展布, 是秦岭造山带地层、岩石组合最复杂, 构造运动、岩浆活动和变形作用最强烈的地带(图1)。伴随着长期的地质演化, 西秦岭经历了五台期、加里东期、海西期、印支期、燕山期及喜山期6个阶段, 地层、岩浆岩及构造条件不断变化, 为该区形成大、中型矿床提供了地质条件[6]。在成矿区(带)划分上, 研究区处于Ⅲ 级中北(西)秦岭加里东期和燕山期铅锌、金、铜、银、锑、钼成矿带(Ⅲ 10), 可进一步划分出2个IV级成矿带: 羊沙— 新寺镇华力西期铅、锌、银成矿带(IV12)和红崖— 礼县印支期— 燕山期金、铀、铜、钼、铅锌、铁成矿带(IV13)[8, 9]。

图1 研究区矿产地质简图(a)及区域构造位置图(b)[3]
1.第四系; 2.新近系八龙王山组; 3.新近系— 古近系甘肃群; 4.下白垩统麦积山组; 5.上石炭统东扎口组; 6.上石炭统下加岭组四段; 7.上石炭统下加岭组三段; 8.上石炭统下加岭组二段; 9.上石炭统下加岭组一段; 10.下石炭统巴都组上段; 11.下石炭统巴都组下段; 12.上泥盆统大草滩群砾泥岩段; 13.上泥盆统大草滩群红绿色砂岩段; 14.上泥盆统大草滩群绿色砂岩段; 15.中上泥盆统西汉水群双狼沟组; 16.中上泥盆统西汉水群红岭山组; 17.中泥盆统舒家坝群碳酸盐岩; 18.中泥盆统舒家坝群碎屑岩; 19.下古生界变质流纹岩; 20.下古生界太阳寺组; 21.下古生界李子园群c段; 22.下古生界关子镇蛇绿岩单元变质基性火山岩; 23.古元古界秦岭岩群长英质片麻岩; 24.寒武纪流水沟变质辉长闪长岩; 25.三叠纪细粒花岗闪长岩; 26.三叠纪似斑状黑云母二长花岗岩; 27.三叠纪含斑黑云母二长花岗岩; 28.三叠纪细粒黑云母二长花岗岩; 29.二叠纪似斑状正长花岗岩; 30.二叠纪粗粒黑云母二长花岗岩; 31.二叠纪细粒含角闪石二长花岗岩; 32.二叠纪细粒含斑黑云母二长花岗岩; 33.二叠纪细粒黑云二长花岗岩; 34.二叠纪细粒混浆花岗闪长岩; 35.正长花岗岩; 36.石英脉; 37.实测地层整合界线及侵入接触界线; 38.实测地层不整合界线; 39.实测及推测性质不明断层; 40.实测逆断层; 41.接触蚀变带(角岩化); 42.侵入岩内部界线; 43.逆冲断裂; 44.铁矿; 45.铜矿; 46.钼矿; 47.金矿; 48.金铜铅多金属矿; 49.大型矿床; 50.中型矿床; 51.小型矿床; 52.矿（化）点; 53.一级构造分区界线; 54.二级构造分区界线; 55.V级成矿亚带界线Fig.1 Mineral resources geological sketch (a) and geotectonic location (b) of the study area[3]

研究区地层主要有古元古界秦岭岩群, 下古生界关子镇蛇绿岩单元、李子园群和太阳寺组, 上古生界泥盆系舒家坝群、西汉水群、大草滩群和石炭系, 中生界白垩系, 新生界古近系、新近系和第四系。可划分为北秦岭构造带、古生代关子镇俯冲-碰撞杂岩构造带和中秦岭构造带3个一级构造单元[2]。各地层单元间多发育北倾逆冲型或逆冲-走滑型逆冲推覆断层和韧性剪切带, 总体为NEE— SWW向逆冲推覆叠置, 并被中、新生代陆内走滑和浅层次逆冲改造。区内断裂可分为近EW向、NW向和NE向3组, 其中近EW向和NW向断裂是最常见的断裂, 控制矿带和矿体的空间展布。区域上褶皱极为发育, 多以复式褶皱或叠加褶皱出现, 主要发育在泥盆系和石炭系中, 枢纽走向以NW向为主, 次为NE向。区域上岩浆活动强烈, 以花岗质岩浆侵入为主, 出露少量火山岩, 偶见中性岩脉。侵入期次自加里东期至燕山期, 但以印支中晚期为主, 常受近EW向区域大断裂控制, 沿武山— 天水— 凤县断裂带分布印支期温泉岩体[10], 沿宕昌— 礼县— 山阳断裂带分布中川岩体[11]。区域上火山岩仅出露新近系八龙王山组陆相碱性超镁铁质火山岩和下古生界变质流纹岩[12]。区域上金属矿产明显受地层、岩浆岩和构造控制, 非金属矿产主要产于特定的地层和岩体中。区内发现金、钼、铁、铜等多金属矿(床)点37处, 其中大型金矿床1处, 中型金矿床1处, 大型钼矿床1处, 小型金矿床10处, 小型铁矿床4处, 各类金、铜、钼、铁矿(化)点20余处, 其中本次工作新发现矿(化)点7处。此外, 还有非金属矿产及建材大理岩矿等。

2 成矿地质条件
2.1 地层

(1)秦岭岩群长英质片麻岩(Pt1qnogn), 分布于研究区东北部高家山— 何家窑一带, 为一套含石墨大理岩的中深变质岩系, 该地层中常见大理岩矿和沉积变质型铁铜矿。

(2)关子镇蛇绿岩单元(Pz1β ), 分布于研究区东北部关子镇— 武家河乡一带, 呈大型构造岩块或岩片产出, 以发育大套变质基性火山岩为特征, 主要有斜长角闪片岩、变中细粒辉长岩、变辉石岩、变辉绿岩和蛇纹岩等[13], 该地层见有范家寺、滴水坪沉积变质型铁铜矿及百家坝金铜铅多金属矿点。

(3)泥盆系(D)在研究区西南部广泛分布, 主要岩性为中薄层状泥灰岩。该地层富As, 与地层内构造发育且岩浆活动频繁相对应, As 是Au 的指示元素, Au、Ag、Bi、Hg、Sb在该地层相对富集且变异系数较大, 成矿的可能性较大。目前, 在中上泥盆统西汉水群双狼沟组(D2-3sl)中发现的庙山金矿等构造蚀变岩型(微细粒浸染状)金矿床[14], 其矿(化)体与石英脉相关性较强, 主要形成于印支期— 燕山期侵入岩体的内外接触带和断裂带附近。在中泥盆统舒家坝群碳酸盐岩(D2shb)发现李坝金矿床[15]、崖湾金矿床、柴家山金矿床和王河金矿床等构造蚀变岩型金矿, 特别是本次工作又在该群中发现罗坝乡紫岔沟黄铁矿化点(含金)和罗坝乡杜家门黄铁矿化点(含金), 进一步证明该地层的成矿潜力巨大。在上泥盆统大草滩群(D3dc)中发现的李子坪镜铁矿点、吊沟里赤铁矿点、杨河乡大麻地镜铁矿化点及侯家堡铜矿化点也是本次工作取得的新成果。

(4)石炭系(C)在研究区西南部广泛分布, 主要有千枚状粉砂质板岩、泥质粉砂质斑点板岩、长石石英砂岩及灰岩透镜体、灰黑色-深灰色薄层状泥质板岩和生物碎屑灰岩等。董家坪铜矿、李子坪金矿、尖山寺铁矿和霍家川铁矿均位于下石炭统巴都组(C1b)灰黑色-深灰色薄层状泥质板岩和生物碎屑灰岩中, 属热液充填交代型矿床。区内典型的礼县火吉坪中型金矿床[16]、麻地沟金矿床、田家河金矿床、金山和马泉金矿床[17, 18]的赋矿地层为上石炭统下加岭组(C2x)。

2.2 侵入岩

研究区岩浆活动频繁, 且分布广泛, 与金属矿产关系密切的主要为温泉岩体和中川岩体。

(1)与温泉岩体有关的矿床主要为温泉斑岩型钼矿床。伴随着温泉花岗岩体的侵入与演化, 含矿热液沿有利的断裂通道上升, 于斑岩株周围形成高含脉率、高渗透率区, 这些区域易形成微细裂隙脉-浸染状钼矿化[19]。

(2)中川岩体与研究区李坝式金矿床的成因有关, 这些矿床产于中川岩体外接触蚀变带中。研究表明, 岩体无金矿化, 亦基本无金异常, 因此, 不可能提供丰富的金矿源。成矿元素主要来自泥盆纪和石炭纪沉积地层, 成矿溶液主要来自大气降水及岩浆水的混入。铅同位素表现为异常铅, 亦说明中川岩体与成矿作用具有成因联系, 为成矿提供重要的热动力源[15]。

2.3 构造

构造与热液型矿产关系密切, 区内金、铜、钼、铅、锌等金属矿产基本受区域性断裂控制, 如礼县— 麻沿河断裂带两侧分布李坝、马泉、金山、三人沟和杜坝等金矿床, 关子镇— 元家坪断裂带两侧分布柴家庄、东峪金矿及太阳山铜钼矿点。通过对李坝和马泉金矿进行分析, 发现金矿化严格受断裂控制, 区域性大断裂是金矿形成的导矿构造, 次一级断裂多为容矿构造[18]。

3 地球物理、地球化学异常特征
3.1 地球物理异常特征

区域上布格重力异常总体变化趋势是由西向东呈阶梯状递增, 场值由-405× 10-5 m/s2升高为-110× 10-5 m/s2。南北以武山— 天水近EW向等值线分隔, 北侧等值线由NNW向转为NW向, 沿庄浪— 宝鸡一线形成弧形梯级带, 南侧等值线呈NE— NEE向展布, 以青川— 勉县梯级带最明显。总体构成三弧对顶之势, 显示为华北、扬子和青藏三大地块构造应力场共同作用的构造格局。

区域航磁异常以大片平稳的正磁场为主, 局部夹负磁场, 呈NE向带状分布, 南邻徽县— 成县高值梯度带, 北部为NW向大片杂乱磁场区, 反映该区处于不同方向构造交汇区域, 这些构造(区带)控制了区内多金属矿产的分布。区内见线状或椭圆状异常20多个, 异常值约200 nT, 最高达500 nT以上, 其展布方向与区域构造线一致, 由基性、中酸性火山岩及铁矿化引起, 局部见有串珠状磁异常, 与重力低对应, 受断裂控制, 对应出露半隐伏中酸性岩体, 由西向东分布中川、温泉及秦岭大堡等岩体[20]。

研究区1: 5万高精度磁异常可分为3个磁异常区, 分别为北部正负变化磁场区(I异常区)、中部平缓正磁场区(II异常区)和南部平缓负磁场区(III异常区)(图2)。磁异常受区域性深大断裂控制, 加之区内次级构造普遍发育, 岩体多期侵入使异常表现为众多局部异常点和异常群。区内局部异常通常呈带状、弧状、面状、点状及不规则状, 其中北部磁异常主要分布于关子镇变质基性火山岩带及其与糜棱岩带的接触带附近、温泉花岗岩体及其边缘接触带附近, 异常梯度变化较大, 幅值较高, 正负相伴; 中部平缓正磁场区与沉积建造相关, 异常平缓, 幅值低, 反映沉积岩或基底岩石磁性特征; 南部磁异常主要分布于中川花岗岩体及其边缘接触带附近、八王山超镁铁火山岩体及其周边地区。这些均指示高精度磁测结果与区内构造、岩性、矿产之间具有较好的相关性。在此基础上, 共圈定1: 5万高精度磁法局部异常33个, 其中乙1类6个, 乙2类1个, 乙3类22个, 丙类4个。

图2 研究区物、化探综合异常、矿（化）点、成矿远景区及找矿靶区分布图Fig.2 Distribution of integrated anomaly of geophysical and geochemical exploration, mineral (mineralized) occurrences, metallogenic prospective areas and prospecting targets in the study area

3.2 地球化学异常特征

研究区共圈定1: 5万水系沉积物单元素异常(异常> 0.25 km2)603处, 地球化学综合异常11处, 其中甲类异常4 个, 乙类异常4个, 丙类异常3 个。从异常分布图(图2)可知, 异常分布明显受构造和岩性控制, 主体呈NW向展布, 大多数异常分布在构造和岩脉发育的区域, 类比地球物理异常特征, 可分为4个地球化学异常单元区。

(1) 1单元区。位于温泉岩体及其周缘, 呈椭圆形展布, 有大规模二叠纪花岗岩侵入, 形成温泉钼矿床。包含HS-1地球化学综合异常, 以Cu、Mo、W为主, 强度高, 具三级浓度分带, 高值中心重合性好。其次为Ag和Pb, 分布范围广, 规模大, Ag具二级浓度分带, Pb具一级浓度分带, 是寻找与中酸性岩体有关的Mo、Cu、Ag、As、Bi和W矿的有利地段。

(2) 2单元区。位于范家寺— 关子镇一带, 呈NW向条带状展布, 区内主要矿床(点)有范家寺铁矿、关子镇铁矿、关子镇铜矿和百家坝铜铅金多金属矿。在玉杨观地区发现5条含Rb花岗伟晶岩脉(γ ρ ), 其全岩Rb2O5含量最高为0.6%。地球化学综合异常有HS-2、HS-3、HS-4、HS-10等4个, Au、As 、Sb、Hg、Ag、Cu、Pb、Zn、Fe、Mn、Cr、Ni、Co、W、Sn、Bi、Mo等高值点大量分布, 是寻找沉积变质型Fe矿、充填交代式石英细脉型Au矿、构造蚀变岩型Au矿、沉积变质叠加热动力变质改造的Cu、Pb、Au多金属矿及花岗伟晶岩脉型Rb、Sr矿的有利地段。

(3) 3单元区。位于中川岩体及其外接触带, 以构造蚀变岩型金矿为主, 以李坝金矿为代表, 主要矿床(点)有赵沟金矿、杜沟金矿、三人沟金矿、关键金矿、斜草山金矿、柴家山金矿、炭山金矿、王河金矿、崖湾金矿、火吉坪金矿、田家河金矿、金山金矿以及马泉金矿等。地球化学综合异常有HS-5、HS-6、HS-7、HS-8和HS-9, W、Sn、Bi、Mo、Ag、Pb、Zn、Co、Fe、Cr、Ni、Au、Sb、As、Hg、Cu、Mn等高值点大量分布, 是寻找构造蚀变岩型Au矿和充填交代式石英细脉型Au矿的有利地段。

(4) 4单元区。除1、2、3单元区外的其余区域, 各元素均为低背景。

4 成矿规律
4.1 矿床(点)空间展布特征

研究区矿产在空间上呈群呈带集中分布, 主要受岩体和构造控制, 按时空分布及矿床地质特征, 可划分出如下4条 V级成矿亚带(图1):

(1)范家寺— 关子镇一带。为与加里东期中、基性岩浆期后动力变质叠加热液蚀变有关的沉积变质型铁矿、充填交代式石英细脉型金矿、构造蚀变岩型金矿与沉积变质叠加热动力变质改造的铜铅金多金属矿的成矿亚带。

(2) 温泉— 小南岔一带。为华力西期— 印支期钼、钨、金、铜等成矿亚带, 是寻找中酸性岩浆期后热液蚀变叠加热动力变质有关的斑岩型中温热液交代斑岩型钼矿床、构造蚀变岩型金矿和充填交代式石英细脉型金矿的有利地带。

(3) 李子坪— 霍家川一带。为印支期— 燕山期金、铁、铜等多金属成矿亚带, 是寻找与中酸性岩浆活动有关的微细粒浸染型金矿、充填交代式石英细脉型金矿和沉积变质叠加热动力变质改造的铁、铜多金属矿的有利地带。

(4) 李坝— 马泉一带。为印支期— 燕山期— 喜山期金、铜等多金属成矿亚带, 位于中川岩体及其外接触带, 具有形成与中酸性岩浆活动有关的构造蚀变岩型金矿等的巨大潜力[21]。

4.2 成矿时间演化规律

研究区矿产分布与成矿时间关系密切, 不同时代的成矿具有相应的赋矿地层、岩浆热液活动及地质构造特征。根据研究区地质构造发展史[22], 结合该区成矿地质条件, 归纳该区的成矿时间演化规律如下:

(1)中元古代(吕梁期— 晋宁期)成矿期。形成沉积变质型和岩浆热液变质型矿床, 区域上表现为张家川陈家庙铁铜矿(变粒岩中获得881 Ma的全岩U-Pb同位素年龄[5]), 研究区关子镇元古宙基底出露的地带可见一些铁矿点和铜矿点。

(2)早古生代(加里东期)成矿期。区域上发育大规模俯冲型和碰撞型花岗质岩浆岩, 在研究区形成关子镇蛇绿杂岩带和李子园群韧性剪切带, 为该期成矿提供了充足的热源和矿物来源, 形成了范家寺、滴水坪、关子镇等沉积变质型铁矿, 关子镇附近还可见铜矿点和百家坝铜金铅多金属矿点。

(3)晚古生代(华力西期)成矿期。伴随温泉花岗岩体(锆石U-Pb年龄为259 Ma[10, 19])等岩浆热液活动, 形成了温泉钼矿和小南岔钼矿等矿床(点)。天水— 宝鸡大型韧性走滑剪切构造带的形成[5, 22], 使李子园— 关子镇— 武山加里东期俯冲碰撞构造带内的韧性剪切带进一步活化, 二次成矿, 百家坝铜金铅矿点等均见多次成矿迹象。

(4)三叠纪(印支期)成矿期。伴随大规模花岗质岩浆侵入, 区域上形成了各地质体钨、钼、金、银、铜、铅、锌、铁、铬和镍的不同程度富集, 为成矿创造了物质条件[23]。区内形成了与三叠纪中川花岗岩体有关的一系列矿床(点), 如李坝金矿、赵沟金矿、杜沟金矿、三人沟金矿、关键金矿、斜草山金矿、柴家山金矿、炭山金矿、王河金矿、崖湾金矿、火吉坪金矿及田家河金矿等。伴随较大规模强烈的地壳挤压收缩, 区内相应形成强烈的逆冲推覆构造带, 带内可见李子坪铁矿、尖山寺铁矿、霍家川铁矿、吊沟里铁矿、金山金矿和(庙山)马泉金矿等矿床(点)。

(5)晚中生代— 新生代(燕山— 喜山期)成矿期。可划分为4个成矿阶段: ①燕山早、中期的伸展塌陷作用成盆阶段(形成侏罗系和白垩系陆相沉积盆地)对应的沉积成矿阶段; ②燕山晚期自南向北及局部自西向东的逆冲推覆和花岗岩浆活动阶段对应的构造岩浆热液成矿阶段; ③喜山期挤压与伸展构造并存的急剧隆升成山演化, 形成与礼县地区深源碱性超镁铁质火山喷发活动对应的深源碱性超镁铁质火山喷流成矿阶段; ④与强烈新生代构造活动相关的成矿阶段。

4.3 矿产共生组合规律

金属矿产的时空分布普遍具有不均匀性和集中性, 内生金属矿产成矿区常出现矿产分类聚集现象, 研究区金属矿产共生组合具有如下规律:

(1)沉积再造型和沉积变质型矿产共生组合。成矿物质主要来源于沉积作用, 产于沉积岩系特定层位, 成矿作用受沉积环境和变质作用共同控制, 区内对应的矿种有铁、铜、铅、锌、金等, 可见2类主要矿产共生组合。一类是与秦岭岩群有关的铁铜铅锌金矿组合, 主要产于秦岭岩群变质碎屑岩和变质碳酸盐岩中, 铁铜多金属矿和铅锌铜多金属矿为同矿床共生, 另有少量金矿同矿带共生; 另一类是与石炭系有关的沉积变质型铁铜金矿组合, 主要产于泥盆系大草滩群和石炭系陆相粗碎屑沉积岩与浅海相沉积岩中, 铁、铜、金矿同矿带共生。

(2)火山岩矿产共生组合。成矿物质主要来源于火山作用, 产于火山岩系特定层位, 成矿作用主要与构造环境和火山机构有关, 矿种有铁、银、金、铜等, 可见2类共生组合。一类是与关子镇蛇绿岩单元有关的变质火山岩型铁铜矿组合, 主要产于关子镇蛇绿岩单元的变质基性火山岩(斜长角闪片岩)中, 铁、铜矿同矿带共生, 铜矿中伴生银、锌、钴、镉、镓等矿产; 另一类是与变质流纹岩有关的热液型金铜矿组合, 主要产于大卜峪村— 芦子滩— 石鼓山一带的变质流纹岩中, 金、铜矿同矿带共生。

(3)花岗岩矿产共生组合。包括伟晶岩型、热液型、构造蚀变岩型等矿床, 成矿作用主要与花岗岩浆期后热液活动有关, 矿种有稀有金属铷、锶、钼、钨、金、银等, 可见3类矿产共生组合。第一类是花岗伟晶岩稀有金属矿组合, 产于深成混合花岗岩体周围的钠长石化和锂云母化较强的花岗伟晶岩脉中, 共生矿产有铷、锶、铯、锂、铍、铌、钽等; 第二类是中深成花岗岩矿产组合, 斜长花岗岩-长花岗岩-花岗岩钼、钨、金、铅、锌、铜矿产组合, 钼、钨矿主要产于二叠系温泉花岗岩体中, 以钼矿为主, 钼、钨矿同矿床共生, 见少数单独的钼矿和钨矿同矿带共生, 金、铅、锌、铜矿富集于温泉岩体热液蚀变带中, 同矿带共生; 第三类是浅成构造蚀变岩型矿产组合, 主要为与中川岩体有关的金、铁、铜等, 以金矿为主, 同矿带共生。

5 成矿远景区

在研究区已经划分出4条V级成矿亚带的基础上, 结合本次工作成果, 将成矿地质背景与成矿作用基本相似或一致、具有一定成因联系、属于同一成矿系统的相关类型的矿床(点)相对集中区, 及相关物探、化探、遥感异常密集区, 圈定为成矿远景区, 并以“ 最小面积, 最大含矿率” 为原则, 结合找矿模型(或预测标志)展示的信息确定成矿远景区边界。本次共划分出9处Ⅵ 级成矿远景区(图2):

(1)范家寺— 关子镇铁矿、金铜矿、铷锶矿成矿远景区(Ⅵ -1-1-A)。区内地层主要为秦岭岩群、关子镇蛇绿岩单元、李子园群、麦积山组、甘肃群及第四系, 其中关子镇蛇绿岩单元是范家寺铁矿、滴水坪铁矿、关子镇铜矿点和关子镇铁矿点的赋矿地层。区内侵入岩主要有寒武纪流水沟变质辉长闪长岩、二叠纪黑云母二长花岗岩岩株以及各类岩脉, 其中二叠纪黑云母二长花岗岩岩株中见杨家山金矿点产出。另外, 在关子镇幅玉杨观地区发现4条含铷矿化伟晶岩脉断续出露, 其中钾长石斑晶中Rb最高含量为0.35%, 云母斑晶中Rb最高含量为0.23%, 局部全岩Rb2O5含量最高为0.6%。区内主要构造形迹为NW向, 主要断裂为武山— 关子镇— 李子园大型韧性剪切带, 其次级断裂为区内矿床提供了控矿和导矿空间。该远景区包括HS-2、HS-3和HS-4地球化学综合异常, 处于C2、C3、C4-1、C4-2、C4-3、C4-4和C5-1局部高磁异常区, 该区寻找沉积变质型铁矿、中高温热液交代斑岩型金铜矿及花岗伟晶岩型铷锶矿的潜力较大。

(2)温泉— 小南岔钼矿成矿远景区(Ⅵ -2-1-A)。主要为温泉黑云母二长花岗岩体, 其次为暗色黑云母二长花岗斑岩包体和各类岩脉。斑状二长花岗岩为温泉钼矿的主要含矿岩石, 硅化和石英脉是重要的找矿标志。温泉钼矿床受断裂破碎带控制, 近SN向和近EW向断裂蚀变带及其分支复合部位和不同方向的两组断裂交汇部位是直接找矿标志。远景区括含HS-1地球化学综合异常, 分布有C7、C8、C9、C10和C11局部高磁异常, 温泉钼矿产于高磁异常梯度带上, 在该区寻找中高温热液交代斑岩型钼矿床的潜力巨大。

(3)百家坝金铜铅矿成矿远景区(Ⅵ -2-2-B)。区内地层主要为李子园群、大草滩群和第四系, 其中李子园群为百家坝金铜铅矿点的赋矿地层。在关子镇幅玉杨观地区发现1条含铷伟晶岩脉, 全岩Rb最高含量为0.117%。远景区包括HS-10地球化学综合异常, 分布在C5、C4和C12高磁异常梯度带上, 是Cu、Au、Mo矿和Rb、Sr矿的找矿有利地段。

(4)四门镇金矿成矿远景区(Ⅵ -2-3-C)。区内地层主要为大草滩群、甘肃群和第四系, 其中大草滩群是四门镇金矿点的赋矿地层, 闪长岩脉、二长花岗岩脉及石英脉发育, 主要构造形迹为近SN向。远景区W、Sn、Bi、Mo、Au、Ag、Pb、As、Cu具有高值点和较小规模的地球化学异常, 分布在C8和C11高磁异常梯度带上, 是Au、Mo、Cu矿的找矿有利地段。

(5)李子坪— 董家坪金矿、铜矿成矿远景区(Ⅵ -3-1-B)。区内地层主要为巴都组和第四系, 其中巴都组是李子坪金矿床和董家坪铜矿点的赋矿地层。区内脉岩发育, 主要构造形迹为近EW向, 其次为NE向, 成矿远景区位于由北往南逆冲推覆构造带泥盆系所夹的石炭系断夹块中。远景区包括HS-5地球化学综合异常, 分布有C15和C16高磁异常的局部, 是寻找Au、Cu、Ag、Fe为主攻矿种的有利地段。

(6)尖山寺— 霍家川铁矿成矿远景区(Ⅵ -3-2-B)。区内地层主要为巴都组、麦积山组、甘肃群和第四系, 其中巴都组是李子坪镜铁矿床、尖山寺赤铁矿床和霍家川铁矿点的赋矿地层。远景区Fe、Sb、Au、As、Cr、Co、Ni、Cu、Mn具有高值点和较小规模的地球化学异常, 分布有C16和C17高磁异常的局部, 是寻找Au、Cu、Ag、Fe为主攻矿种的有利地段。

(7)三人沟— 李坝金矿成矿远景区(Ⅵ -4-1-A)。区内地层主要为舒家坝群碎屑岩、麦积山组、甘肃群和第四系, 其中舒家坝群是李坝金矿、赵沟金矿、杜沟金矿、三人沟金矿、关键金矿、斜草山金矿、柴家山金矿和王河金矿的含矿层位。远景区内有大规模三叠纪中川中粗粒斑状角闪二长花岗岩发育, 还可见各种岩脉, 是重要的找矿标志。主要构造形迹为NW向, 主要的断裂为固城镇— 麻沿河大型逆冲断裂带, 其次为NE向和近EW向断裂, 这些构造为区内成矿提供了控矿和导矿空间, 矿体受岩体和构造双重控制。该远景区包括HS-6地球化学综合异常, 分布有C18和C19高磁异常, 寻找构造蚀变岩型金矿床的潜力巨大。

(8)河西沟— 火吉坪金矿成矿远景区(Ⅵ -4-2-A)。区内地层主要为舒家坝群碎屑岩、下加岭组、东扎口组、麦积山组、甘肃群和第四系, 其中舒家坝群是炭山金矿和崖湾金矿的赋矿地层, 下加岭组是火吉坪金矿的赋矿地层, 东扎口组是田家河矿的赋矿地层。远景区内有大规模三叠纪中川花岗岩体侵入, 包括HS-7地球化学综合异常, 分布有C21、C22、C23和C24高磁异常的全部或局部, 该区发现14条蚀变破碎带, 带内圈定多条金矿(化)体, 寻找构造蚀变岩型金银矿床的潜力巨大。

(9)马泉— 庙山金矿成矿远景区(Ⅵ -4-3-A)。区内地层主要为西汉水群红岭山组、双狼沟组、下加岭组、麦积山组、甘肃群、八龙王山组和第四系, 其中西汉水群双狼沟组是庙山金矿的赋矿地层, 下加岭组是马泉金矿的赋矿地层。远景区包括HS-8和HS-9地球化学综合异常, 分布有C24、C26高磁异常和C25高磁异常梯度带, 寻找构造蚀变岩型金矿床的潜力巨大。

6 找矿靶区

通过典型矿床特征研究及控矿因素分析, 选择具有找矿远景的某种矿床类型或具有成因联系的矿床类型的矿化集中分布地段, 并充分避开已设矿业权范围, 共圈定6个找矿靶区(图2):

(1)范家寺北铁矿找矿靶区(Fe-1-1-1-B)。主要地层为关子镇蛇绿岩单元和李子园群, 断裂发育, 主要有NW向、NE向及近EW向3组, 断裂交汇部位具备沉积变质型铁矿的形成条件, 易形成多金属矿床, 已知百家坝矿床(点)主要产于NW向断裂控制的关子镇蛇绿岩单元中。靶区位于1: 5万高磁异常C3中, 是NW向关子镇— 元家坪韧性剪切带和景坡儿— 阳山来断裂的交汇部位, 属于高磁异常区, 为岩石蚀变、变质引起的异常, 是成矿的有利地段。范家寺铁矿和滴水坪铁矿即位于该高值异常区内, 该靶区是上述2个矿床代表的成矿带向NW方向的延伸。靶区发育1: 5万地球化学综合异常HS-2, 由Au、Ni、Fe组成, 元素组合好, 浓集中心明显, 浓度分带清晰, 形态不规则, 面积3.7 km2, 平均衬度2.2, 平均规模733.08, 寻找沉积变质型铁矿等多金属矿产的前景较好。

(2)关子镇— 玉杨关铁金铜铅铷锶矿找矿靶区(FeAuCuPbRbSr-1-1-2-C)。主要地层为关子镇蛇绿岩单元、李子园群、泥盆系大草滩群及第四系, 关子镇铁矿点即产于关子镇蛇绿岩单元中, 玉杨观地区发现4条含铷伟晶岩脉, 全岩Rb2O5含量最高为0.6%。靶区位于1: 5万高磁异常 C4-4、C5和 C12中, 属于高磁异常区, 该异常面积较大, 高值点较多, 推测该高值异常带属磁性地质体引起, 是寻找磁性矿体的有利地段。1: 5万地球化学异常发育HS-10综合异常, Au、Ag、Pb、As、Bi、Cu、Fe等异常规模较大, 强度高, 具三级浓度分带, 与已知矿点相吻合。该靶区是寻找沉积变质型铁矿、热液交代型金铜铅矿和花岗伟晶岩型铷锶矿的有利地段。

(3)温泉北钼矿找矿靶区(Mo-2-1-1-A)。主要地质体为温泉斑状黑云母二长花岗岩体, 硅化是重要的矿化蚀变标志。靶区位于1: 5万高磁异常C7的边部, 属于高磁与低磁等值线梯度带, 是寻找多金属矿体的有利地段, 温泉钼矿床即位于该带。靶区位于1: 5万地球化学综合异常HS-1东部, 以Cu、Mo、W为主, 强度高, 具三级浓度分带, 高值中心重合, Ag、Pb分布广, 规模大, Ag具二级浓度分带, 地球化学综合异常与已知矿点相吻合。该靶区寻找中高温热液交代斑岩型钼矿床的潜力巨大。

(4)尖山寺— 霍家川铁矿找矿靶区(Fe-3-2-1-C)。主要地层为下石炭统巴都组和第四系, 李子坪镜铁矿床、尖山寺赤铁矿床和霍家川铁矿点即赋存于下石炭统巴都组中。靶区位于1: 5万高磁异常C16和C17中, 发育HS-5地球化学综合异常, 以Au、Cu、Ag、Bi、Fe高值点异常为主, 重合性较好, Co、Sb异常强度中等, 区内高磁异常和地球化学异常高值点重合部位是寻找以Fe、Cr、Co、Ni、Mn为主攻矿种的有利地段。

(5)河西沟金矿找矿靶区(Au-4-2-1-A)。主要地层为中泥盆统舒家坝群碎屑岩、上石炭统下加岭组、东扎口组和第四系, 其中舒家坝群为炭山金矿和崖湾金矿的赋矿地层, 下加岭组为火吉坪金矿的赋矿地层, 东扎口组为田家河矿的赋矿地层。侵入岩主要为中川中粗粒斑状角闪二长花岗岩及各类脉岩, 区内主要构造形迹为NW向, 矿体受岩体和构造双重控制。靶区包括1: 5万高磁异常C21、C22、C23和C24, 已发现的矿床产于高磁异常梯度带上, 靶区处于HS-7地球化学综合异常西部, Au、Sb 、Ag为多个异常, 具多个三级分带浓集中心且重合性较好。该靶区发现14条蚀变破碎带, 其中Ⅱ 号蚀变破碎带内圈定1条金矿体, 平均品位为1.41× 10-6, 4条金矿化体的品位为(0.64~0.75)× 10-6; Ⅵ 号蚀变破碎带内圈定2条金矿(化)体, 品位为(0.73~1.07)× 10-6; Ⅶ 号蚀变破碎带内圈定4条金矿(化)体, 品位为(0.51~1.32)× 10-6。该靶区寻找构造蚀变岩(微细粒浸染状)型金矿床的潜力巨大。

(6)马泉东金矿找矿靶区(Au-4-3-1-B)。主要地层为中上泥盆统西汉水群红岭山组、双狼沟组和上石炭统下加岭组, 其中双狼沟组为庙山金矿的赋矿地层, 下加岭组为马泉金矿的赋矿地层。靶区包括1: 5万高磁异常C24、C25和C26, 包含HS-8和HS-9地球化学综合异常, Au异常规模大, 强度高, 具三级浓度分带, Ag、Bi、Sb、Mn为特高值单点异常, 重合性好, Au、Ag、Sb、Bi等矿种找矿潜力较大。

7 结论

(1)研究区秦岭岩群、关子镇蛇绿岩单元、泥盆系和石炭系是金属矿床的主要赋矿地层, 提供了丰富的成矿物质来源。温泉岩体是温泉钼矿的赋矿地质体, 规模较大的温泉岩体和中川岩体为成矿作用提供了重要的热动力源, 区域深大断裂为矿液运移提供了通道。

(2)研究区矿产在空间上呈群呈带集中分布, 主要受岩体和构造控制, 按时空分布及矿床地质特征划分出4条V级成矿亚带。根据区域地质构造发展史, 结合研究区成矿地质条件和成矿时间演化规律, 划分出5个成矿期。金属矿产共生组合常见沉积再造型和沉积变质型矿产共生组合、火山岩矿产共生组合和花岗岩矿产共生组合。

(3)研究区划分出9处Ⅵ 级成矿远景区, 其中A类远景区5处, B类远景区3处, C类远景区1处。共圈定6个找矿靶区, A类找矿靶区2个, B类找矿靶区2个, C类找矿靶区2个。其中, 范家寺北铁矿找矿靶区(Fe-1-1-1-B) 具有形成沉积变质型铁矿床的潜力; 温泉北钼矿找矿靶区(Mo-2-1-1-A) 具有形成中高温热液交代斑岩型钼矿床的潜力; 河西沟金矿找矿靶区(Au-4-2-1-A)具有形成构造蚀变岩(微细粒浸染状)型金矿床的潜力。

致谢: 甘肃省有色地质调查院赵军高级工程师和何海蛟工程师参加了本次野外矿产地质调查工作,甘肃省有色金属地质勘查局周俊烈教授级高级工程师和韩要权高级工程师对本文提出了宝贵的修改意见,在此表示衷心感谢!

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献
[1] 陕西省地质局区域地质测量队. 天水幅地质图(1:20万)及说明书[R]. 武功: 测量队印刷厂, 1968: 2-90. [本文引用:1]
[2] 长安大学地质调查研究院, 甘肃省地质调查院. 天水市幅(I48C002003)1:25万区域地质调查成果报告[R]. 2004: 5-80. [本文引用:2]
[3] 李文渊, 董福辰, 张照伟, 等. 西北地区矿产资源成矿远景与找矿部署研究主要进展及成果[J]. 中国地质调查, 2015, 2(1): 18-24. [本文引用:1]
[4] 计文化, 杨博, 姜寒冰, 等. 西北主要成矿带地质矿产调查工程进展[J]. 中国地质调查, 2017, 4(6): 1-8. [本文引用:1]
[5] 冯益民, 曹宣铎, 张二朋, 等. 西秦岭造山带的演化、构造格局和性质[J]. 西北地质, 2003, 36(1): 1-10. [本文引用:3]
[6] 宋志高, 贾群子, 张治洮, 等. 北秦岭—北祁连(天水—宝鸡)间早古生代火山岩系及其构造连接关系的研究[J]. 中国地质科学院西安地质矿产研究所所刊, 1991(34): 1-82. [本文引用:2]
[7] 张国伟, 程顺有, 郭安林, 等. 秦岭—大别中央造山系南缘勉略古缝合带的再认识——兼论中国大陆主体的拼合[J]. 地质通报, 2004, 23(9/10): 846-853. [本文引用:1]
[8] 朱裕生. 中国主要成矿区(带)成矿地质特征及矿床成矿谱系[M]. 北京: 地质出版社, 2007: 11. [本文引用:1]
[9] 刘建宏, 张新虎, 赵彦庆, 等. 西秦岭成矿系列、成矿谱系研究及其找矿意义[J]. 矿床地质, 2006, 23(6): 727-734. [本文引用:1]
[10] 李永军, 丁仨平, 陈永彬, 等. 西秦岭温泉花岗岩体的新认识[J]. 华南地质与矿产, 2003(3): 8-11. [本文引用:2]
[11] 彭璇. 西秦岭中川岩体群同源性及其构造意义[D]. 西安: 长安大学, 2012. [本文引用:1]
[12] 喻学惠, 莫宣学, Flower M, 等. 甘肃西秦岭新生代钾霞橄黄长岩火山作用及其构造含义[J]. 岩石学报, 2001, 17(3): 366-377. [本文引用:1]
[13] 裴先治, 丁仨平, 胡波, 等. 西秦岭天水地区关子镇蛇绿岩的厘定及其地质意义[J]. 地质通报, 2004, 23(12): 1202-1208. [本文引用:1]
[14] 窦小雨, 段晓华, 马媛媛, 等. 甘肃礼县庙山金矿床地质特征及找矿标志[J]. 甘肃地质, 2016, 25(2): 44-49. [本文引用:1]
[15] 冯建忠, 汪东波, 王学明, 等. 甘肃礼县李坝大型金矿床成矿地质特征及成因[J]. 矿床地质, 2003, 22(3): 257-263, 225. [本文引用:2]
[16] 洪白雄, 杨根生. 甘肃礼县火吉坪金矿地质特征及其成因[J]. 甘肃科技, 2009, 25(17): 44-46, 28. [本文引用:1]
[17] 方春家. 甘肃金山金矿床地质特征及成因探讨[J]. 甘肃冶金, 2005, 27(3): 61-63. [本文引用:1]
[18] 孙明. 甘肃礼县马泉金矿床地质特征及成因探讨[J]. 甘肃地质学报, 2000, 9(2): 28-36, 27. [本文引用:2]
[19] 周俊烈, 韩海涛. 西秦岭温泉钼矿床成因类型及其对比研究[J]. 世界地质, 2010, 29(2): 248-255. [本文引用:2]
[20] 李百祥. 西秦岭地球物理场的地质解释[J]. 甘肃地质学报, 1997, 6(2): 82-91. [本文引用:1]
[21] 彭德启. 甘肃省金矿成矿区带的划分及分布规律[J]. 甘肃地质学报, 1999, 8(增刊): 21-24. [本文引用:1]
[22] 甘肃省地质矿产局. 甘肃省区域地质志[M]. 北京: 地质出版社, 1989: 50. [本文引用:2]
[23] 邱瑞照, 谭永杰, 朱群, 等. 中国及邻区重要成矿带成矿规律研究与境外地质工作思考[J]. 中国地质调查, 2014, 1(3): 44-52. [本文引用:1]