南秦岭柞山地区铜矿成矿类型、成矿规律及找矿预测

2012-02-02张西社

地质与勘探 2012年4期

张西社

(西北有色地质勘查局七一三总队，陕西商洛 726000)

南秦岭柞山地区地质构造演化历史漫长，成矿地质条件优越，矿产资源丰富，是秦岭地区重要的贵、多金属矿集区之一。该地区找矿成果最为显著的时期为20世纪60～80年代，在这一时期发现和勘探的矿床有大西沟－银洞子大型铁银铜多金属矿床、黑沟中型铁银铅多金属矿床、桐木沟中型锌矿床、小河口小型铜矿床、穆家庄中型铜矿床等，基本属于喷流沉积型和沉积－改造层控型。在之后的二、三十年来，柞山地区的找矿处于徘徊不前的局面。最近几年来，西北有色地质勘查局在斑岩型铜矿成矿理论的指导下，大胆论证，勇于实践，在该地区冷水沟、池沟、色河铺等地投入较多的地、物、化、遥综合找矿工作，在斑岩型－爆破角砾岩型铜(钼、金)矿的找矿上，获得了新的发现和重要进展。本文对柞山地区铜矿成矿类型进行了认真的总结，仔细分析了铜矿在时间上、空间上和物质成分上的演化规律，对铜矿找矿靶区进行了预测，目的在于为铜矿找矿取得重大突破，起到积极的推动作用。

1 区域成矿地质背景

陕西柞山地区位于秦岭复合型造山带(张国伟等，2001)之南秦岭海西－印支褶皱带东段，主体夹持于华北板块与扬子板块的缝合线－商丹断裂与凤镇－山阳大断裂之间(图1)。其西起柞水县，东到山阳县，面积约3000km2(图2)。

区内出露地层主要为中－上泥盆统。由下至上为:牛耳川组(D2n)、池沟组(D2c)、青石垭组(D2q)、下东沟组(D2x)和桐峪寺组(D3t)，区南为云镇组(D3y)。岩性为一套浅变质海相细碎屑岩－碳酸盐岩建造，沉积韵律层发育。其中的青石垭组(D2q)是南秦岭柞山地区泥盆系热水喷流沉积型和层控型铁、银、铜、锌等多金属矿的主要赋矿层位，池沟组(D2c)、下东沟组(D2x)、桐峪寺组(D3t)、云镇组(D3y)是区域与中酸性小岩体有关的斑岩型－震裂岩型－矽卡岩型铜、钼、铁矿的近(赋)矿围岩。

近东西向红岩寺－黑山街复式向斜、凤镇－山阳大断裂、云镇－冷水沟－牛耳川复背斜构成区域构造主体。柞山地区实际上为红岩寺－黑山街复式向斜之南翼，云镇－冷水沟－牛耳川复背斜北翼。凤镇－山阳大断裂横贯全区并出界。平行的次级断裂、褶皱构造及近南北向的隐伏断裂发育，对地质构造的演化和各种矿产的形成起明显的控制和改造作用。

区域岩浆活动频繁，可分为新元古代、早古生代、早中生代、晚中生代4个阶段。新元古代主要形成迷魂阵石英闪长岩(846.7Ma，刘仁燕等，2011)和冷水沟闪长岩、斜长花岗岩(680±9～718±4Ma，牛宝贵等，2006;谢桂青，2011)、小磨岭宋家屋场蚀变辉绿(长)岩体(864.4±4Ma，刘仁燕等，2011)、李家砭辉绿－辉长岩等。早古生代主要形成板板山碱性花岗岩(519Ma、412Ma，卢欣祥等，2001)等。早中生代主要形成的岩体有柞水花岗岩体(224.8Ma，弓虎军等，2009)、曹坪花岗岩体(216.9～224Ma，尚瑞钧等，1988;张宗清等，2006;弓虎军等，2009)、沙河湾花岗岩体(205～213.8Ma，张宗清等，2006;张成立等，2008)等大岩基。晚中生代沿凤镇－山阳大断裂及两侧形成中－酸性小斑岩体群(140～148Ma，牛宝贵等，2006;谢桂青，2011)，根据其与凤镇－山阳大断裂的空间关系和成矿特点，可分为北、南两个岩带，北岩带即袁家沟－小河口－园子街－下官坊斑岩带，南岩带即冷水沟－双元沟－池沟斑岩带。单个小岩体呈岩株、岩枝、岩瘤、岩脉或不规则状产出，与Cu、Mo、Au、Fe矿关系密切。

本区成矿类型有两大类，即(1)海底热水沉积－(弱)改造层控型Fe－重晶石－Pb－Ag－Cu－Zn－Au矿，主要产于中泥盆统青石垭组(D2q)地层中，典型矿床(点)自西向东有大西沟大型菱(磁)铁矿床、银洞子大型(铅铜)银矿床、张家坪铜矿点、穆家庄铜矿床、黑沟中型铅银菱(磁)铁矿床、桐木沟中型锌矿床等;(2)与中酸性小斑岩体有关的斑岩型－矽卡岩型Cu－Mo－Au－Fe－Ag矿，如冷水沟铜(金)矿点、池沟斑岩型铜钼金(银)矿点等。

2 不同类型铜矿成矿特征

柞山地区以铜矿为主划分的铜矿成矿类型有:热卤水喷流沉积型铜(银铅)矿、沉积－改造层控型铜矿、热液脉型铜(镍)矿、矽卡岩型铜(铁)矿、震裂岩型铜矿、斑岩型铜(钼、金)矿等6种类型(表1)。各类型成矿特征如下。

2.1 热卤水喷流沉积型铜(银铅)矿

该类矿床以大西沟－银洞子铁铅银多金属矿田为代表。铜矿与铁矿、铅锌矿异体共生。铜矿体分布于大西沟7号菱铁矿上盘及银洞子13号银铅铜锌矿体61～85线以及7～13线的西铜矿段。铜矿体呈层状、似层状、多层状产出。单体长10～655m，厚0.65～16.61m，品位Cu 0.29%～2.11%，并伴生有银。铜矿石以浸染状、条带状构造为主。金属矿物为黄铜矿、磁铁矿、菱铁矿、黝铜矿，脉石矿物为重晶石、钠长石、方解石、石英等。已探获金属Cu 7.8万t，其储量居柞山地区所有铜矿床储量之冠。

表1 柞山地区铜矿成矿类型Table 1 Copper mineralization types in the Zhashan area

该类型铜矿受中泥盆世柞山断陷盆地中的次级滞流洼地控制，产于青石垭组(D2q)中，层－相－位控矿特征明显。成矿物质来源于下伏基底，由海底热水喷溢作用形成(祁思敬，1999;方维萱，2001)，为本区最重要的铜矿成矿类型之一。

2.2 沉积－改造层控型铜矿

该类型以穆家庄铜矿床为例。穆家庄铜矿赋存于中泥盆统青石垭组(D2q)粉砂质白云岩、白云质砂岩、白云质粉砂质千枚岩及其上、下岩性段中。已发现近东西向相互平行的3个矿带和9个铜矿体，矿带长250～2160m，宽1～45m。矿体呈似层状、脉状、透镜状，微穿层产出，总体北倾，倾角60°～80°。主矿带为Ⅲ号带，主矿体为其中的Ⅲ－1、Ⅲ－2、Ⅲ－3矿体，其长88～210m，厚4.79～14.49m，平均品位Cu 0.52% ～1.68%。其它次要矿体长40～680m，宽1.38～2.98m，品位Cu 0.4% ～2.01%。矿石矿物成分简单，金属矿物以黄铜矿、黄铁矿为主，其次为磁黄铁矿、斑铜矿等，氧化矿物以孔雀石、蓝铜矿、褐铁矿为主，脉石矿物为铁白云石、石英、方解石等。矿石结构主要为自形－它形晶粒状结构、交代熔蚀结构、交代残余结构、交代假象结构及胶体结构。矿石构造有条带－条纹状构造，沉积和交代形成的浸染状构造、团块状构造、角砾状构造等。围岩蚀变为硅化、黑云母化、铁白云石化、黄铁矿化、绿泥石化等。

中泥盆统青石垭组Cu丰度为64×10－6～130 ×10－6，穆家庄地区该层中Cu含量为30×10－6～120×10－6，是其它地层Cu丰度的1.7～2.6倍，应属泥盆纪喷流沉积形成的矿源层。该类型铜矿受层位、北西西向金井河－胡家沟背斜近轴部的劈理、片理化破碎带的双重控制。断裂带的产状和形态控制着铜矿体的厚度和贫富，如39、47线及北川沟地段151线，在破碎带由缓变陡处矿体突然膨大变富，而在破碎带变窄处矿体明显减薄或趋于尖灭(图3)。

属于此类型的铜矿点还有肖台铜矿点和张家坪铜矿点等。

图3 穆家庄铜矿区39线剖面示意图Fig.3 Geological cross section along prospecting line No.39 in the Mujiazhuang copper deposit areaQ－第四系坡积物;Sp－粉砂质千枚岩夹薄层结晶灰岩及泥质白云岩;Ds－白云质粉砂岩、粉砂质白云岩及绢云千枚岩; Cu－铜矿体;F3－容矿断裂;1－坑道及标高Q－Quaternary slopewash;Sp－silty phyllite containing thin crystalline limestone and argillaceous dolomite;Ds－dolomitic siltstone，silty dolomite and sericite sandstone;Cu－copper ore body;F3－ore－bearing fault;1－tunnel and elevation

2.3 斑岩型铜(钼、金)矿

紧贴凤镇－山阳大断裂南、北两侧，燕山期中酸性小岩体成带成群产出。伴随岩浆活动，形成了与之有关的斑岩型铜(钼、金)矿。以池沟铜矿点和冷水沟铜矿点为例说明之。

图4 池沟地区地质地球化学综合图Fig.4 Map showing geological and geochemical characteristics of the Chigou area1－第四系冲、坡积物;2－钙质粉砂质板岩、黑云母粉砂质板岩夹泥质大理岩，底部角岩化岩石;3－条带状粉砂质板岩、石英黑云母角岩、透辉石角岩;4－透辉石角岩、黑云母石英角岩夹矽卡岩;5－石英砂岩、粉砂质板岩、黑云母石英角岩;6－石英砂岩夹粉砂质板岩;7－黑云母二长花岗岩;8－石英闪长岩;9－石英闪长玢岩;10－铜、金矿体及编号;11－实、推测断层;12－见钼钻孔;13－见铜钻孔;14－铜次生晕异常及编号;15－金次生晕异常;16－银次生晕异常;17－钼次生晕异常;18－铜、钼、金集区1－Quaternary sediments;2－calcareous－silty slate，biotite silty slate containing shaly marble，with the bottom hornfel rock;3－stripped silty slate，quartz biotite hornfel and diopside hornstone;4－diopside hornstone.Biotite quartz hornfel interbedded with skarn;5－quartz sand，silty slate，biotite quartz hornstone;6－quartz sandstone interbedded with silty slate;7－biotite monzogranite;8－quartz diorite;9－quartz diorite porphyry;10－copper and gold ore bodies and number;11－measured and inferred fault;12－drilling hole intersected with Mo;13－drilling hole intersected with copper;14－copper secondary halo anomalies and number;15－gold secondary halo anomalies;16－silver secondary halo anomalies;17－Mo secondary halo anomalies;18－copper，molybdenum and gold concentration area

池沟铜钼(金)矿点(图4):成矿主岩为二长花岗斑岩，次为石英闪长(玢)岩。岩体出露面积仅0.007～0.12km2。岩体呈岩株、岩枝等属浅成－超浅成相中酸性岩浆岩(张本仁等，1989)。岩体性质为高钾钙碱性系列，属I型花岗岩。围绕岩体出现钾硅酸盐化、绢英岩化、青磐岩化、角岩化等面型蚀变和矽卡岩化线型蚀变。在Ⅰ号岩体北侧，二长花岗斑岩体内及旁侧围岩黑云母角岩中，按钼边界品位0.03%圈矿，在钻孔中可圈出12～36个单矿体，厚度0.44～36m。在Ⅲ、Ⅳ号岩体分布地段，若按铜边界品位0.1%，可圈出两个铜矿体，均属隐伏矿。Cu1矿体长大于150m，厚37.21～38.86m，矿体呈透镜状。Cu2矿体长大于350m，厚36.4～265.18m，矿体呈大透镜状、似板状。两铜矿体在剖面上斜列产出。黄铜矿、辉钼矿在矿石中呈浸染状、细脉状分布。成矿与成岩年龄一致，为燕山期(147.1～148.3Ma，谢桂青①，2011)。在远离主岩体的白沙沟地段透辉石角岩中已发现5条金矿体，单体长数十至170m，宽10cm～3.4m，其受构造蚀变带控制。空间上，在同一矿床内Cu、Mo、Au矿三位一体。

冷水沟铜(金)矿点:该矿点为一杂岩体。侵入岩类型有新元古代闪长岩、钠长岩、斜长花岗岩和晚中生代的花岗闪长斑岩、花岗斑岩。成矿期为燕山期(145.6～150Ma，谢桂青①，2011)。成矿母岩为花岗闪长斑岩和花岗斑岩(图 4)，其出露面积0.06km2～0.17km2，出露形态为极不规则的瘤状、叉枝状和似哑铃状等。蚀变主要为钾化、绢英岩化、矽卡岩化、角岩化及高岭土化，多发育于岩体内、外接触带附近。围绕斑岩体存在钾化、硅化、绢英岩化分带现象。金属矿化有黄铁矿化、磁黄铁矿化、黄铜矿化、辉钼矿化及零星的方铅矿化等。容矿岩石为斑岩体的围岩斜长角闪岩、斜长花岗岩、钠长岩等。已圈出铜矿体十余个，单体长20～350m，厚0.4～33m，品位Cu 0.34%～1.70%。矿体群在综合剖面构成盛开的“花朵状”形态(图4)。

另外在冷水沟杂岩体的南外围南沟地段新元古代斜长角闪岩中发现构造蚀变岩型金(银)矿体12条，单体长一般50～200m，宽0.n m，品位Au 1.96 ×10－9～3.63×10－9。金矿体受断裂破碎带、节理、裂隙控制，不同方向的矿体可分段产出，也可在同一地段同时出现。金矿化与硅化关系密切。在徐家湾地段的石英脉中还发现有少量团块状方铅矿化。

斑岩型铜矿的成矿年龄与斑岩成岩年龄一致，均为燕山期。可见成矿是构造－岩浆岩活动的产物(张银龙，2002)。

图5 冷水沟铜矿点地质矿产综合剖面图Fig.5 Geology and mineral composite profile of the Lengshuigou copper occurrence1－古道岭组;2－斜长角闪岩;3－钠长岩;4－斜长花岗岩;5－花岗闪长斑岩;6－花岗斑岩;7－石英闪长岩;8－钙矽卡岩;9－铜矿带;10－竣工孔1－Gudaoling Group;2－amphibolite;3－albite rock;4－granite aplite;5－granodiorite porphyry;6－granite porphyry;7－quartz diorite;8－calcium skarn; 9－copper belt;10－completed hole

该类型的铜矿点还有双元沟、土地沟铜(金)矿点等。

2.4 矽卡岩型铜(铁)矿

在凤镇－山阳断裂北12～15km的范围内，呈近东西向展布着一条长28km，宽3km的串珠状小岩体群，即袁家沟－小河口－园子街－下官坊小斑岩体群。侵入岩类型为闪长花岗岩、二长花岗斑岩、石英闪长玢岩等。单个岩体出露面积0.03km2～0.08km2。岩体与围岩呈侵入或整合接触关系，岩体与不同岩性的围岩接触发生热变质和热液交代作用，产生角岩化、矽卡岩化、硅化、高岭土化及黄铁矿化、磁铁矿化、黄铜矿化等。其中矽卡岩化产于岩体与碳酸盐岩的接触带，接触带形态为似层状、港湾状、波状、锯齿状、枝叉状等。矽卡岩类型为石榴石矽卡岩、石榴透辉石矽卡岩、透辉石矽卡岩，与铜、铁矿化关系密切。小河口地区矽卡岩型(铁)铜矿床属典型的热液交代矿床。其已勘探和开采的铜矿体有27个，单体长50～265m，宽0.7～2.85m，斜深135～350m。矿体呈似层状、扁豆状及透镜状，产状与接触带产状一致。矿石类型为含铜磁铁矿石、含铜黄铁矿石、含铜钼硫化物矿石、含铜磁黄铁矿石、黝铜矿石等。Cu平均品位1.63%。其它地区如园子街、下官坊、冷水沟、池沟也有矽卡岩型铜矿存在，但规模不大，前景有限。

2.5 震裂岩型铜矿

在柞山盆地南部凤镇－山阳大断裂近南侧，沿近东西向的云镇－冷水沟－牛耳川复背斜核部存在一条隐爆角砾岩带。隐爆角砾岩体成带成群，呈串珠状产出于上泥盆统云镇组(D3y)碎屑岩夹碳酸盐岩中。从西往东，依次有镇安县黄石板沟、镇安县仵峪沟、柞水县宽坪小西沟、水滴沟、冷水沟到山阳县竹园沟、色河铺等多处隐爆角砾岩体群。这些隐爆角砾岩规模较小，一般呈不规则状或脉状，与正常围岩呈明显的侵入接触关系。隐爆角砾岩一般由熔浆质角砾岩和混合质角砾岩组成，色河铺地区还发现有大面积震裂岩。三者空间上密切共存，从内向外有一定的分带性，界线不清，相互过渡。熔浆质角砾岩的角砾由岩浆岩角砾和少量的地层围岩角砾组成，填隙物为岩浆岩的矿物晶屑和很少量热液组份。混合质角砾岩的角砾由地层围岩角砾和少量岩浆岩角砾组成，填隙物为岩浆岩的矿物晶屑和很少量的热液组份，与地层为明显的侵入接触关系。震裂岩则由震裂的地层围岩和充填于裂隙中的含矿热液脉体组成。

熔浆质角砾岩蚀变不发育，与矿化关系不密切，混合质角砾岩常见有钠化、硅化、碳酸盐化等，与铜矿化关系较密切，色河铺震裂岩具黄铁矿化、碳酸盐化、硅化、镜铁矿石英铁白云石化、黄铜矿化、蓝铜矿化等，与铜矿化关系极为密切，目前已在其中发现方向不同的3条铜矿带和多条铜矿体。单矿体长数十米至数百米，宽0.n～n m，品位Cu 0.2%～0.5%。不同方向的矿体分别在不同的地段产出，同一方向的矿体在平面上往往具平行的雁列式分布的特点。个别地段也有零星高品位的Au显示。色河铺铜矿点目前尚处于进一步的勘查之中。

2.6 热液脉型铜(镍)矿

该类型仅见于凤镇－山阳断裂北侧的万丈沟铜矿点。矿点内出露中泥盆统牛耳川组变细砂岩、板岩，并发育石英钠长岩。矿化带赋存于次级断裂带中，铁碳酸盐化、黄铁矿化、蛇纹石化强烈。矿化元素为Cu、Au、Ni、Co等，主要矿物组合为黄铜矿、黄铁矿、砷镍矿、镍华，矿石构造为细脉状、浸染状、块状等。矿化带长大于2000m，宽数十米，品位 Cu 0.17% ～3.95%。含Au 0.1×10－6～0.4×10－6、含Ni最高16.14%。该矿点处于大断裂附近，距加里东期李家砭辉长岩5km，分析认为铜镍矿可能是该基性杂岩体中之成矿元素经后期构造－岩浆热液活化再就位的结果。目前该矿点还没有发现工业矿体。

3 铜矿成矿规律

柞山地区晚古生代为南秦岭裂陷槽内的二级沉积盆地，它是在早古生代残余洋盆基础上发展形成的。盆地的边界和内部结构受近东西向的凤镇－山阳同生断裂和近东西向、近南北向的次级隐伏同生断裂所控制(杨志华，1991;汤正刚，1995;杨志华，1997)。凤镇－山阳同生断裂控制了盆地的南界，不同方向的次级同生断裂构成了经纬相交(陈松岭等，1995)的网状构造骨架。盆地基底同生断裂的差异性升降又将柞山盆地进一步分隔为隆、洼相间，大小及深浅不一的多个三级水下成矿洼地，自西向东有大西沟－银洞子洼地、张家坪－穆家庄－肖台洼地、小河口－黑沟洼地、桐木沟洼地等。穆家庄同生海底蚀变岩—黑云方柱石岩(薛春纪等，1992)的存在表明其属热水洼地。这些洼地均处于同生断裂的旁侧。区域航磁和重力显示柞山地区总体上为高重低磁场，属地幔局部上隆的热点区。同生断裂是连接深部基底和盆地的通道。柞山盆地的基底为北秦岭构造带丹凤群变质火山岩系(刘平，1998)，盆地周缘北侧为北秦岭褶皱山系，西侧为佛坪古陆、小磨岭微古隆起，东侧为陡岭古隆起，南侧为武当、牛山、平利等古隆起(图1)。盆缘隆起的蚀源区为洼地提供了丰富的沉积物(胡宁等，2001)和部分金属元素，洼地在接受正常沉积期间，盆地基底热流体异常活跃，在盆地下方形成喷流和冷、热水的对流循环。物质的不断上涌和交换，使得大量的铅、锌、铜、金、银、钡、铁等成矿物质进入上述洼地发生沉淀。由于热水喷流作用具有时间上的持续性、强度上的振荡性和成分上的继承性，因此在牛耳川组(D2n)、池沟组(D2c)、青石垭组(D2q)和桐峪寺组(D3t)中均不同程度地出现了含矿热水喷流沉积岩夹层、多金属矿层或矿源层，甚至出现同沉积断裂砾岩层(端木合顺，2000)。矿体呈层状、似层状整合产出，矿石为条纹－条带状构造，含矿层底板存在热液蚀变而上盘却无。此类典型矿床有大西沟、银洞子热卤水喷流沉积型铜多金属矿。这一时期肖台、穆家庄、张家坪一带只形成铜的矿坯，尚未达到工业富集。区域上大西沟、银洞子、穆家庄、黑沟、桐木沟海底热水沉积型Fe－重晶石－Pb－Ag－Cu－Zn－Au矿床成近东西向带状展布，集中分布于凤镇－山阳大断裂北盘距之4～13km的范围内，各矿床间距20km±。该类型铜矿与沉积－构造、岩浆改造型铜矿床(点)呈“⊥”字形集中分布于柞山地区的西部。穆家庄铜矿床位于该“⊥”字形的交汇部位，其与北侧的张家坪铜矿点、南侧的肖台铜矿点构成NNE向的铜矿带，与银洞子铜多金属矿则构成近东西向的铜矿带。这种棋盘格子式分布特点显然是受不同方向同生断裂的结点控制。

海西末期－印支期，受南北向挤压力的作用，柞山盆地发生褶皱回返，并沿商丹断裂产生大规模的中酸性岩浆活动，形成了以柞水、曹坪、沙河湾为主体的印支期闪长岩、花岗岩岩基。在岩体外接触带形成了宽数十米到千余米不等的堇青石－黑云母角岩化带。在柞水岩体与青石垭组(D2q)喷流含矿层接触的部位形成了热接触变质铜矿化作用。目前仅发现蜜蜂沟铜矿点，找矿前景不大。

燕山期柞山地区进入了陆内造山阶段，近东西向的凤镇－山阳大断裂及近南北向的隐伏基底断裂再次复活，导致了一系列平行的次级断裂形成。大断裂沟通了深部岩浆房，从而发生了大规模的中－酸性岩浆的被动侵入、演化分异和冷却就位。这次岩浆活动主要发生在凤镇－山阳大断裂近南侧和北侧(上盘)0～15km的范围内，大致构成北部的袁家沟－小河口－园子街－下官坊斑岩带和南部的冷水沟－双元沟－池沟斑岩带。在北带由于岩浆与下东沟组(D2x)、桐峪寺组(D3t)泥质和碳酸盐岩接触而发生了大规模的角岩化、矽卡岩化蚀变，并形成了与中酸性斑岩有关的矽卡岩型铜(铁、金)矿，南带则侵入于牛耳川组(D2n)、龙洞沟组(D2l)和云镇组(D2y)而形成了斑岩型铜钼矿及由岩浆隐爆作用而形成的震裂岩型铜矿。矽卡岩型铜矿床(点)有小河口铜矿床、园子街铜矿点、下官坊铜矿点等，规模均不大，找矿前景有限。近年来在池沟和冷水沟地区的地质勘查工作均取得较大进展，在冷水沟洋芋沟矿带上发现了厚大的低品位铜矿体，在池沟钻探也发现了厚百米的低品位铜矿体和数十米厚的钼矿体，在色河铺发现了震裂岩型铜矿体。柞山地区斑岩型矿床的成矿母岩为深源高侵位的侵入体(罗德正，1995)，属高钾钙碱性Ⅰ型中酸性斑岩。主岩中一般不出现铜矿化，铜矿体主要产于斑岩体与围岩的接触带或旁侧围岩中，矿化对围岩没有选择性。铜、钼矿化分段产出，有一定的分带性(张西社等，2011)(图4，6)。从岩体→围岩，金属矿化分带为:内带Mo(Cu)矿→中带Cu(Mo)矿→外带Au(Ag、Cu)，并伴有W、Pb、Zn、Co、Ni、S、Ga等组份。铜矿体在剖面上具平行的斜列式产出特点。应注意的是由于南北向应力的强烈挤压，地层在发生逆冲推覆、走滑剪切和岩浆活动等动热变质和岩浆热液流体的共同作用下，中－上泥盆统原始矿源层、矿坯中的铜矿质发生活化、迁移，在矿源层附近的构造劈理化、片理化、破碎带中形成了沉积－构造、岩浆改造型铜矿，如穆家庄铜矿床、张家坪铜矿点、肖台铜矿等。这类矿床(点)的矿石甚至还保持有沉积期成矿的特点。由于最终成矿期为燕山期，所以断裂控矿特征明显，局部甚至形成块状黄铜矿。这类矿床位于柞山地区中偏西部，虽然地表未见有岩浆岩出露，但伴有明显的航磁异常，暗示深部可能存在隐伏岩体。沉积－改造型铜矿呈NNE向展布，形成肖台－穆家庄－张家坪铜矿带。

总之，柞山地区铜矿受沉积洼地、近东西向的凤镇－山阳大断裂、隐伏的近南北向基底断裂或中酸性斑岩体的控制，但主导因素是凤镇－山阳大断裂的多期活动。矿床(点)总体上沿凤镇－山阳大断裂两侧产出，形成棋盘格子式的定位格局。矿床类型多种多样，不同类型铜矿床(点)的产出位置分区性明显，西部为热水喷流沉积型铜矿的产出区，中偏西部为沉积－改造型铜矿的产出区，东偏北部为矽卡岩型铜矿的产出区，东偏南部则为斑岩型、震裂岩型铜矿的产出区。含矿建造多样，有喷流岩、岩浆岩、变质岩、蚀变岩、隐爆岩、震裂岩、地层围岩等。成矿期有海西期、印支期和燕山期，但以海西期和燕山期为主。有的为单期成矿，有的则为多期成矿。有的为同生成矿，有的为后生成矿。有的形成独立铜矿体，有的则形成共(伴)生矿体。

图6 池沟地区B－B'－B″剖面图Fig.6 Geological profile B－B＇－B"in the Chigou area1－第四系残、坡积物;2－条带状透辉石角岩夹黑云母角岩、矽卡岩;3－黑云母二长花岗岩;4－石英闪长(玢)岩;5－构造破碎带;6－钼矿化体;7－铜矿化体;8－实推测断层;9－实推测地质界线;10－钻孔;11－岩体编号1－Quaternary residues and slope wash;2－banded biotite hornfels clip of diopside and skarn;3－black mica adamellite;4－quartz diorite (porphyrite)rocks;5－structural fractured belt;6－molybdenum ore body;7－copper ore body;8－measured and inferred fault;9－measured and inferred geological boundary;10－drilling hole;11－rock mass number

4 找矿靶区预测

根据柞山地区地质、物探、化探异常及铜矿成矿规律，综合考虑成矿条件的有利程度、预测依据的充分程度、矿化强度、资源潜力大小和以往工作程度等因素进行找矿靶区的预测。

4.1 预测原则

(1)A类找矿靶区:成矿地质条件十分有利，物化探异常显示良好，已有很好的成矿事实，资源潜力很大，以往工作程度高，近期投入勘查最有可能获得找矿突破的地区。

(2)B类找矿靶区:成矿地质条件有利，物化探异常显示较好，已有较好的成矿事实，资源潜力较大，以往工作程度较高，近期投入勘查很有可能取得找矿进展的地区。

本次确定找矿靶区的预测理论为:异常致矿理论、相似类比理论、就矿找矿理论、成矿专属理论等。

按照上述找矿靶区的预测原则和预测理论，在柞山地区初步确定了5个找矿靶区(图7)，即A类找矿靶区3处、B类找矿靶区2处，分别是:A1－柞水县银洞子矿床深部、A2－柞水县冷水沟铜矿点、A3－山阳县池沟铜矿点、B1－柞水县张家坪铜矿点、B2－山阳县色河铺铜矿点。

4.2 预测方法

4.2.1 A类找矿靶区

(1)A1－柞水县银洞子矿床深部

①预测范围

略，面积约28km2。

②预测要点

银洞子银多金属矿床19世纪80年代初期结束勘探，矿床达大型规模。从大西沟到银洞子，矿体具有明显的分带特征，走向上从西向东为Fe→Cu→Ag、Pb(Zn)→Ag、Cu→Pb，垂向上呈多层性，由下而上为Cu、Ag→Ag、Pb→Pb→Fe。同时又明显受岩性、岩相控制，铁白云质灰岩与炭质绿泥绢云母千枚岩组合赋存银铅(锌)矿体，当重晶石或似碧玉岩增多时出现铜或铜银矿体。

1992～1993年，按照喷流沉积成矿模式，作者单位对矿区北部马耳峡地段进行深部钻孔验证找矿，并联合中南工业学大用CSAMT法对控矿盆地进行系统探测，结果在马耳峡深部见到了13号主(银铜)矿体延伸，同时证实含矿层位向北倾角变缓并有上翘趋势。在距北部探矿工程1000～1400m处即57线北部，与13号矿层延展一致的CSAMT视电阻率异常曲线突然陷落成“凹斗”状，推测此凹斗部位可能为热水喷溢口。在喷口附近可能存在网脉状、块状富厚铜(银)矿体。根据CSAMT测深结果，在矿田北部视电阻率2000Ω·m范围内，对可能存在的矿体以已知矿体平均厚度、品位估算资源量为Cu 172万t、Ag 2457t、Pb 560万t(李丰收，1994)。资源潜力巨大。

③找矿思路

以喷流沉积矿床成矿理论和就矿找矿理论为指导，充分总结大西沟－银洞子矿田的成矿规律，通过遥感及重力测量对矿田深层次的构造格架进行把控，构建矿田的岩相古地理模型和成矿模式，采用大地音频电磁法、瞬变电磁测深法对原CSAMT视电阻率凹斗异常进行印证，一旦证实物探异常存在，就要不失时机，大胆探索。主攻类型为喷流沉积型铜多金属矿。主要找矿手段为大比例尺遥感+物探(重力、CSAMT、TEM)+钻探。

(2)A2－山阳县池沟铜矿点

①预测范围

略，面积约9.3km2。

②预测要点

池沟铜矿点位于凤镇－山阳多期次活动的深大断裂北侧，点内燕山期中－酸性岩浆成NNE向串珠状分布。岩体受大断裂上盘的次级近东西向断裂和NNE向隐伏基底断裂联合控制。侵入岩岩性为黑云母二长花岗岩和石英玢岩。此点具明显的地面高精度磁异常和分散流异常，围绕Ⅰ号酸性岩体存在钾化、绢云岩化、青磐岩化蚀变分带现象，相应的由内到外，依次出现Mo、Cu(Ag)→Mo、Cu、Bi(Ag)→Pb、Zn、Au、As、Ag、Sb的化探异常元素的环带及Mo (Cu)→Cu(Mo)→Au(Ag)的矿化分带现象，铜矿化与钼矿化若即若离，铜矿体和钼矿体同空间但不同体，为异体共生矿。因此该铜钼矿属斑岩型(宁奇生等，1979;芮宗瑶等，1984)无疑。目前已在Ⅰ号主岩及北侧发现厚几十米的钼矿体和百余米的厚大低品位隐伏铜矿体。在外围刘家台和白沙沟一带也发现有构造蚀变岩型金(银)矿体存在。这些信息预示着本区具有寻找中－大型斑岩型铜矿的巨大潜力。

通过对该区已有的地物化找矿成果进行分析认为，Ⅰ号岩体西、南外围应是另一处斑岩型铜矿富集地段，值得进一步验证。具体依据为:① 在Ⅰ号岩体西、南外围存在围绕该岩体分布的5个铜次生晕异常，其中西部一个铜次生晕浓集中心部位经地表两个槽探揭露，发现了几十米宽的铜原生晕异常;②地表已在Ⅰ号岩体南侧分支部位发现1条近东西向的铜矿化体;③在Ⅰ号岩体西、南外围存在多个物探激电异常，其异常中心明显，异常均围绕该岩体呈环带状分布，显然是对硫化物目标地质体特征的反映;④Ⅰ号岩体西侧ZK201钻孔揭露，Ⅰ号岩体中见钼矿化，围岩中已开始出现铜矿化(张西社，2011)(图6)。

③找矿思路

借鉴国、内外斑岩型铜矿的勘查模式，在池沟众多的小岩体中首先应识别出成矿主岩和成矿中心，这是勘查工作部署的关键。重点应围绕Ⅰ号主岩开展勘查工作，尤其是Ⅰ号岩体西南外围。主攻类型为斑岩型铜矿，兼顾斑岩型钼矿和构造蚀变岩金(银)矿。主要找矿手段为地质填图+地质岩石剖面+槽探+物探(激电)+钻探。由于CSAMT法是以物性的视电阻率差异为前提的，在本区硫化物和含水裂隙广泛发育的情况下并不适用。

(3)A3－柞水县冷水沟铜矿点

①预测范围

略，面积约11.6km2。

②预测要点

冷水沟铜矿点位于凤镇－山阳导浆、导矿大断裂近南侧，点内中元古代变基性火山岩、新元古代闪长岩、斜长花岗岩及早白垩世中－酸性岩浆活动十分频繁，构成复式杂岩体。此点具明显的航磁异常和铜分散流异常，围绕斑岩体形成似环状分布的Mo、Cu、Pb、Au沟系次生晕异常，且从内向外，大致出现Cu(Mo)→Au、Ag(Pb)的矿化分带现象。目前已发现有斑岩型铜矿和构造蚀变岩型金矿，局部出现矽卡岩型铜矿。就铜矿而言，洋芋沟斑岩型铜矿带最有可能获得突破。理由如下:

①洋芋沟铜矿带为不同岩性(斜长角闪岩、钠长岩、斜长花岗岩)的接触带，是不同物质物理、化学性质差异面，这有利矿液活动和物质沉淀;② 该带在加里东期就曾发生过热液交代成矿作用，形成有石榴透辉矽卡岩及较弱的矽卡岩型铜矿化;③近南北向断裂在此带多期活动，控制了新元古代和晚中生代岩浆的侵位和豹子沟－洋芋沟近南北向花岗闪长斑岩及斑岩型铜矿的形成。喜山期该断裂复活使铜矿质进一步富集;④该带存在南北向铜化探异常;⑤原714队物探资料反映，该带在8、1、9勘探线上均存在明显的激电异常;⑥目前该带地表已发现长数百米，宽数十米的低品位铜矿。因此该带找矿潜力很大。

另外应引起注意的洞子沟脑岩瘤状花岗闪长斑岩及其外围铜矿的找矿。理由是:① 与脉状花岗闪长斑岩相比，岩瘤状岩体空间产出形态对成矿有利;②该花岗闪长斑岩其北、其东为火山(沉积)角砾岩，角砾岩性脆、孔隙度大，有利于矿液活动;③在该斑岩体外侧与斜长花岗岩的接触带及斜长花岗岩中，斑岩体与火山角砾岩接触带均已有发现有铜矿化出现，在TC10槽子中见1条含辉钼矿脉的石英脉，并有铜、钼、铅的原生晕异常显示。

同样值得注意的是南沟口地段。该地段存在Ⅲ号地面高精度磁异常，分布面积约1km2。在该异常区内发现3处隐爆角砾岩。通常认为浅部隐爆角砾岩体是深部潜火山岩浆活动的标志，因此隐爆角砾岩体下部极可能存在隐伏斑岩体。该地段东侧为洋芋沟铜矿带，西部存在铜、金组合异常，其近南侧存在南沟多条金、银矿体。综合分析该地段为一岩浆活动中心，深部可能存在斑岩型铜矿。

③找矿思路

结合国、内外斑岩型铜矿的成矿模式和勘查经验，重点沿洋芋沟南北向断裂、不同岩性接触面追索找矿，尤其注意花岗闪长斑岩或花岗斑岩侵入地段。向南可以控制到Ⅳ号高磁异常区，向北可以延至洞子沟北，以进一步扩大洋芋沟铜矿体的规模。同时兼顾洞子沟脑及南沟口地段铜矿的找矿。主攻类型为斑岩型铜矿，兼顾构造蚀变岩型金银矿。主要找矿手段为地质填图+地质岩石剖面+槽探+物探(激电)+钻探。

4.2.2 B类靶区

(1)B1－柞水县张家坪铜矿点

①预测范围

略，面积约7.7km2。

②预测要点

张家坪铜矿点位于凤镇－山阳大断裂北侧(上盘)。点内地层为上泥盆统桐峪寺(D3t)组粉砂岩、千枚岩夹碳酸盐岩。有专家认为该点附近存在一近东西向的同生断裂。同生断裂的存在，对形成喷流沉积矿床是至关重要的。调查发现桐峪寺组有顺层分布的浸染状铜矿化存在，说明该组地层也是喷流沉积层。海西－燕山期不同方向断裂、裂隙的叠加，促使铜矿质向构造部位聚集。点内存在航磁异常和低缓的铜分散流异常。航磁异常可能反映本点存在隐伏岩体。目前已在该点发现有构造控制的多条小的铜矿体，并在民采坑中发现有条带状铜矿石和块状铜矿石。该铜矿点与穆家庄铜矿床、肖台铜矿点构成NNE向的喷流沉积－改造层控型铜矿带。通过进一步的工作，有望发现一中型铜矿床。

③找矿思路

以喷流沉积－改造层控矿床成矿理论为指导，认真总结邻区穆家庄铜矿床的成矿规律和勘查经验，注意辨别和寻找热水沉积岩相。在沿层位找矿的同时，注意在层位和断裂构造叠加部位寻找富矿体。主攻类型为喷流沉积－构造、岩浆改造层控型铜矿。主要找矿手段为地质填图+槽探+化探+物探(磁法、激电)+钻探。

(2)B2－山阳县色河铺铜矿点:

①预测范围

略，面积约4.9km2。

②预测要点:

色河铺铜矿点位于凤镇－山阳大断裂弧形转弯部位的南侧。东西向主干断裂与北东向次级断裂在此交汇。凤镇－山阳多期次深切割的大断裂是区域性导岩断裂，控制着熔浆的强烈活动和多次上涌，北东向次级断裂是控岩断裂，为岩浆在浅部的就位提供了赋存空间，北北东向、北北西向及南北向更次一级的低序次断裂、裂隙则明显的控制了近(古)地表隐爆角砾岩及震裂岩中铜矿化带和铜矿体的形成。本矿点存在铜的分散流异常和次生晕异常。与本地区双元沟、土地沟隐爆角砾岩区相比较，深部有可能存在斑岩型铜矿化。通过进一步的勘查工作，有望获得一中型铜矿床。

③找矿思路

以斑岩型和爆破角砾岩－震裂岩型铜矿成矿系列理论为指导，充分总结区域内已有斑岩型、震裂岩型铜矿点的成矿条件、矿化规律和找矿标志。浅部以寻找震裂岩型铜矿为主，积极探索深部存在斑岩型铜矿的可能性。主攻类型为震裂岩型铜矿，兼顾斑岩型铜矿。主要找矿手段为地质填图+槽探+化探+物探(磁法、激电)+钻探。

5 结论

南秦岭柞山地区地质构造演化历史漫长，成矿地质条件优越，矿产资源丰富，是秦岭地区重要的贵、多金属矿集区。柞山地区铜矿成矿类型有热卤水喷流沉积型铜(银铅)矿、沉积－改造层控型铜矿、斑岩型铜(钼、金)矿、矽卡岩型铜(铁)矿、震裂岩型铜矿、热液脉型铜(镍)矿等6种类型，其中以热水喷流型铜矿、斑岩型铜矿、沉积－改造层控型铜矿最具找矿潜力。已知的矿床(点)均沿具导浆、导热、导流、导矿功能的区域性凤镇－山阳大断裂两侧展布。未来一段时期，柞山地区铜矿找矿的主攻类型应为热水喷流型铜矿、斑岩型铜矿、沉积－改造层控型铜矿。找矿靶区首推柞水县银洞子矿床深部、山阳县池沟铜矿点、柞水县冷水沟铜矿点，次为柞水县张家坪铜矿点、山阳县色河铺铜矿点。通过进一步勘查有望取得铜矿找矿的重大突破。

［注释］

① 谢桂青.2011.陕西省柞山盆地池沟－冷水沟铜钼矿区的成矿规律和找矿方向研究［R］

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［附中文参考文献］

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