陕西省商南县过风楼——青山地区金矿土壤地球化学特征及成矿预测

谷玉明，刘文博，李 超 ，杨海涛

（1西安西北有色地质研究院有限公司，陕西 西安 710054；2西安西北有色物化探总队有限公司，陕西 西安 710068）

南秦岭构造带是陕西境内重要的金成矿带，已发现多个大中型金矿床，但在南秦岭东段山阳中村—商南湘河一带找金长期没有引起人们重视，随着上世纪90年代末至21世纪初夏家店金矿床、龙头沟金矿床、王家坪金矿床、三官庙金矿床、五色沟金矿床的发现[1-5]，2014年陕西省地勘基金实施了“陕西省山阳中村—商南湘河一带金钒多金属矿整装勘查”项目，商南县过风楼—青山地区位于整装勘查区东段、三官庙金矿床的西延部位，且分布有多处1:5万分散流金异常，具有优越的成矿地质条件和良好的找矿前景。于是，在综合研究区域地层、构造、岩浆岩、围岩蚀变等地质特征的基础上，结合分散流金异常情况，陕西省地质勘查基金项目在此开展了1∶25000土壤地球化学测量工作，目的在于缩小找矿靶区，在该地区取得金矿找矿突破，为商南县在过风楼—青山地区提供2—3处金矿产地。

1 区域成矿地质背景

工作区位于秦岭褶皱系南秦岭印支褶皱带东段，凤县—镇安褶皱束和白水江—白河褶皱束拼合部位，地层复杂，岩浆岩发育、构造变形多样、变质多期次叠加，矿产资源丰富，矿种多样，主要有金、钒、铁、金红石、铜等。

区域基底地层太古代—元古代片麻岩、斜长角闪岩、绢云石英钠长片岩经历了多期变形变质，晚元古界耀岭河组含有基性火山岩具有相对较高的金丰度，经历了较强的变形变质作用，成为金的主要矿源层；震旦系陡山陀组底部碎屑岩含金较高，可能是金的衍生矿源层之一[2]。印支运动是区内最重要的一次构造运动，在南北挤压应力作用下，发生了自北向南的逆冲推覆作用，同时在扬子板块北缘由陆内碰撞效应造成板内基地抬升剥露、伸展滑脱，形成了武当地块北缘滑脱构造体系[6]。构造岩浆活动强烈部位主要为山阳—凤镇大断裂（区内为竹林关—过风楼断裂）、镇安—板岩镇大断裂（区内为偏头山—豆腐尖断裂）及其次级断裂、两侧，主要位于王家坪—龙头沟地段、夏家店—石槽沟地段、台子沟—洛峪沟—土门街一带、梁家湾—三官庙地段，在这些断裂构造发育且强烈蚀变地段是寻找金的有利地段[1]。同时，沿构造薄弱部位伴随着强烈的中酸性岩浆活动，形成中酸性岩体、岩脉，并形成钠长岩带[7]，形成了金、铜、钨、铅锌、银、铁等矿产[8]。

2 测区地质

2.1 地层

测区地层主要有下元古界陡岭岩群（Pt1dl）、晚元古界青白口系耀岭河组（Qny）、梁家湾组、震旦系陡山沱组（Z2d）、灯影组（Z2dn）以及第四系（Q）。陡岭岩群分布于测区南部的耀岭河街附近，由楼房沟斜长角闪岩（Pt1Lam）和湘河片麻岩[8]（Pt1Xgm）组成。耀岭河组分布于偏头山—豆腐尖断裂南侧，为一套变质的中基性—中酸性海相火山岩系夹碎屑岩及碳酸盐岩建造，根据岩石组合特征分为三个岩性段。梁家湾组[8]分布于偏头山—豆腐尖断裂北侧，包括大南沟含黑云母千枚岩（Pt3Dsc）、小河口千枚岩（Pt3Xph）和青山大理岩[8]（Pt3Qmb）。陡山沱组零星分布，岩性为含炭千枚岩、钙质千枚岩、绢云千枚岩、薄板状灰岩。灯影组夹持于耀岭河组和梁家湾组之间，为一套厚层状微晶白云岩，见图1。据前人的岩石微量元素分析[6]，陡岭岩群和耀岭河组具有相似的地球化学背景场，梁家湾组、陡山沱组和灯影组具有相似的地球化学背景场。

图1 陕西省商南县过风楼—青山地区地质简图及综合异常图

2.2 构造

测区构造主要由断裂和被断裂分割成的褶皱组成。从北向南依次分布三条主要断裂，分别为竹林关—过风楼断裂带、偏头山—豆腐尖断裂带和耀岭河—楼房沟断裂带[8]。三条断裂带之间夹持了太子坪推覆构造带和耀岭河逆冲推覆构造带两个构造单元[8]，且表现出不同的地球化学背景场特征。

偏头山—豆腐尖断裂带近东西向贯穿测区，为区内导矿构造，由数条断层组成，总体倾向南，倾角50－80°，主断裂两侧发育一系列次级断层，为区内控矿构造。褶皱构造主要位于太子坪推覆构造带中的白蛇沟—凉水沟向斜和霸王寨—药王庙背斜和耀岭河逆冲推覆构造带中的汤家岭—梭子棚复式倒转背斜及多个次级小型向斜，对测区地球化学特征的影响较小。

2.3 岩浆岩

测内岩浆活动强烈，主要有晋宁期豆腐尖花岗闪长岩体（Dγδ2）和印支期丹江钠长岩带（DAb5），还少量的辉绿岩脉、闪长岩脉等零星分布。

豆腐尖花岗闪长岩：呈条带状分布于测区东南部，出露面积约6km2，侵位于耀岭河组中。形成时代晚于青白口纪，但未穿过陡山沱组底部的不整合面，不晚于8-7亿年[6]。与测区金矿化无直接联系。

丹江钠长岩：主要分布于偏头山—豆腐尖断裂和竹林关—过风楼断裂之间，两侧零星出露，出露面积约40km2。钠长岩体的交代特征显著，由角砾和基质组成，角砾分布极不均匀，将基本无角砾者仍称为钠长岩，将有较多角砾者称为钠长角砾岩，成份有钠长岩角砾和绢云千枚岩角砾。其成因存在争论，目前多数学者认为是气液交代成因[9]。与陕西双王金矿区、二台子金矿区、银洞子银铅矿区发育的钠长岩特征相同，形成时代据银洞子钠长岩U-Pb年龄为212.4±3.9～ 213.9±0.7Ma（王宗起，2011，内部资料），属于晚印支期。与测区的金矿化关系密切。

2.4 地球化学景观条件及背景分区

测区地处秦岭东段南坡，属秦岭山区山地地貌，地形以中低山为主,区内最高海拔1058.5m，最低海拔259m，一般海拔300-800m，最大高差799.5m，一般高差200-500m，位于长江流域汉江水系丹江中游地区，区内气候属北亚热带—暖温带湿润半湿润气候，土壤类型为厚度不大分层结构相对完整的风化残留坡积土壤[10]，植被覆盖率约40-70%。依据全国地球化学景观区划分方案[11]，测区一级景观区为湿润半湿润中低山景观区，二级景观区为中浅切割低山区。

综合考虑地层、构造、岩浆岩和地球化学景观条件，以偏头山—豆腐尖断裂为界划分为两个地球化学背景分区，以太子坪推覆构造带上的梁家湾组、陡山沱组和灯影组分布区称为北区，以耀岭河逆冲推覆构造带上的陡岭岩群和耀岭河组分布区称为南区。

表1 陕西省商南县过风楼—青山地区土壤地球化学测量参数统计表

表2 测区元素背景值、异常下限值及分带特征统计表

3 土壤地球化学特征

陕西省地质勘查基金项目在此开展1∶25000土壤地球化学测量面积80km2，采样网度250m×50m，实采点位6265个，土壤样品分析12元素（Au、Ag、As、Cu、Pb、Zn、Sb、Bi、Hg、W、Mo、Ti）7014件，包括重采样、内检样、外检样。样品采集符合规范要求，样品分析数据真实可靠。

3.1 元素含量特征

测区各元素表现出的富集贫化特征各不相同（见表1）：

Au、As、Sb、Cu、Mo、Hg、Ti、Bi、W元素的富集系数大于1，说明区内土壤中元素含量与土壤地球化学背景值[12]相比，均有不同程度的富集，尤其是Au、As元素的富集更为明显，富集系数达2.16以上，为强富集，为Au元素富集成矿提供有利条件。

变异系数反映了元素在土壤中的离散或均匀程度，在特定地质环境中活化、迁移、沉淀、聚集成矿的能力。测区Au、Sb、As、Hg、Pb、Ag、W元素变异系数大，反映这些元素的局部富集程度较高，是主要异常元素。Au、Sb、As元素的变异系数相对较高，说明其迁移、沉淀、聚集能力强，局部富集成矿。

结合测区地质特征及土壤地球化学元素含量特征认为，测区内金矿的土壤地球化学找矿直接指示元素为Au，间接指示元素为As、Sb、Hg。

3.2 异常的圈定

本次共圈定单元素Au异常81个、Ag异常72个、As异常82个、Cu异常43个、Pb异常28个、Zn异常22个、Sb异常53个、Bi异常18个、Hg异常44个、W异常33个、Mo异常62个、Ti异常56个，共计594个。

根据异常的元素组合、所处地层、构造部位等特征圈定综合异常17个并编号为G1、G2……G17。

综合异常按异常元素组合及异常赋存的地质条件可将测区异常分为五类，按照异常所处的地质环境、组合特征和控制因素可将异常分为7个异常带，总体呈NWW－NW向展布。

综合异常评序值（综合异常评序值=∑即单元素异常规模）是评价异常的综合参数，涵盖了异常的组合特征、规模等参数，异常评序值越大，排序越靠前，找矿远景越好。测区17个综合异常评序排序前5位的是G7、G14、G6、G5、G1异常，其评序值之和已占到了17个异常评序值之和的57.8%，因此，这5个综合异常为测区找矿有望异常。

3.3 重点综合异常特征及评价

依据综合异常的元素组合、规模、强度及异常所处的地质构造部位，以及异常的评序情况，筛选出G1、G5、G6、G7、G14共5个重点异常作为下一步查证的首选异常，其中G1、G7、G14异常区为寻找金矿的有利靶区，G5、G6异常区为寻找铅锌伴生银矿的有利靶区，现将找金的重点异常的特征与评价简述如下：

G1异常位于测区西北角黄金沟一带，以Au为主，多个浓集中心，伴有较的As、Mo，不规则面状，浓集中心呈近东西向带状，Au异常点数100个，离散程度高，最高值＞500×10-9，一般值4.6～ 72×10-9，平均值22.3×10-9，面积1.25km2。通过异常查证，异常区出露地层为梁家湾组小河口千枚岩和大南沟含黑云千枚岩，发育一条北西向断层，侵入大面积的钠长岩，与异常展布方向一致，与Au异常相关的围岩蚀变为钠长石化、铁白云石化、黄铁矿化，笔者认为是寻找金矿的有利地段。

G7异常位于测区西南角小沟—桐树沟一带，以Au 、W为主，伴有Ti、Mo，呈不规则面状，面积约2.5km2，Au异常点数97个，最高74×10-9，一般值4.5～40×10-9，平均值12.2×10-9；W异常点数198个，最高81×10-6，一般值6～24×10-6，平均值7.6×10-6。通过异常查证，异常区出露地层为耀岭河组第二岩性段，柳树墩—芹菜沟北西向F2断裂与大西沟—九房沟近东西向断层交汇，异常沿断裂交汇部位两侧分布，次级构造主要为构造片理化带和断层破碎带，异常中心与构造位置吻合度高，异常区石英脉发育，钠长岩脉零星出露，与Au异常相关的围岩蚀变主要为黄铁矿化、铁白云石化等，笔者认为是寻找金矿的有利地段。

G14异常位于测区东部韭菜沟—渡船沟一带，呈北西西向带状展布，异常面积约2.67km2，以Au为主，多个浓集中心，异常规模大，强度高，伴有As、Ag，Au最高326×10-9，一般值4.6～ 313×10-9，平均值19.7×10-9。该异常带与三官庙金矿床的所在异常为同一异常带。通过异常查证，异常沿北西西—东西向断裂构造展布，出露于耀岭河组第三岩性段中，钠长岩体零星出露，异常与钠长岩有关的含矿热液沿主构造的次级构造及微裂隙贯入活动密切相关，围岩蚀变主要为钠长石化、硅化、碳酸盐化、黄铁矿化等，笔者认为是寻找金矿的有利地段。

4 重点异常验证情况及地球化学找矿标志

4.1 重点异常验证情况

针对G1、G7和G14异常查证中发现的矿化蚀变地段进行了槽探工程揭露，对圈定的重点异常进行了验证，验证结果简述如下：

G1异常区内发现了桑树沟金矿化点，金矿化体长度不详，厚1.08m，金品位0.61×10-6，还发现了金矿化蚀变带三条，地表揭露宽约2～10m，均见0.1～0.3×10-6的金品位显示，矿石为断层破碎带下盘的黄铁矿化钠长岩。从岩石地球化学剖面异常元素组合来看，虽然该地段无前缘晕元素Sb异常，为近矿晕元素Au异常，局部出现了尾晕元素Mo异常，说明该异常区金矿床有一定程度剥蚀。该异常北界—丹江沿岸民采砂金活动频繁，已发现砂金矿点十余处。已发现的金矿化点及金矿化蚀变带均与区内钠长岩密切相关，且展布方向一致，呈北西—南东向，加之北西向断裂构造发育，因此，G1异常区具有寻找钠长岩型金矿的良好前景。

G7异常区内发现了金矿化蚀变带两条，圈出金矿体6条、金矿化体3条。Ⅳ号金矿化蚀变带长1800m宽约20～90m，圈出平行金矿体两条。Ⅳ-1号金矿体，长470m，厚0.69～1.47m，平均1.03m，金品位1.08～11.1×10-6，平均5.12×10-6；Ⅳ-2号金矿体，单工程控制厚1.16m，金品位2.17×10-6，矿石为方解石铁白云石英脉或硅化碳酸盐化蚀变岩。Ⅴ号金矿化蚀变带长850m，宽150m～270m，由3条平行的构造片理化带组成，圈出金矿体4条，金矿化体3条。Ⅴ-1号金矿体，厚0.52m，金品位1.92×10-6；Ⅴ-2号金矿体，厚0.81m，金品位1.51×10-6；Ⅴ-4号金矿体，厚1.77m，金品位2.76×10-6；Ⅴ-5号金矿体，厚0.88m，金品位2.58×10-6，矿石均为构造片理化绢云石英片岩。Ⅳ、Ⅴ号金矿化蚀变带均产出于耀岭河组第二岩性段，受偏头山—豆腐尖断裂带南侧的两组次级断裂构造控制，一组为断层破碎带，另一组为构造片理化带，走向总体均呈近东西向，与零星出露钠长岩有关的含矿热液顺两期构造形成的断层或片理化裂隙贯入活动密切相关，因此，G7异常区具有寻找构造蚀变岩型金矿的良好前景。

G14异常区内发现了近平行的金矿化蚀变带3条，带内圈出金矿体3条、金矿化体5条。Ⅰ号金矿化蚀变带长2700m，宽30～100m，与三官庙金矿床北蚀变带相接，圈出金矿体3条，金矿化体两条。Ⅰ-1号金矿体，长310m，厚0.65～1.14m，平均0.88m，金品位1.04～1.73×10-6，平均1.35×10-6，矿石为硅化铁白云石化钠长石化构造蚀变岩；Ⅰ-2号金矿体长100m，厚3.77m～23.17m，平均10.97m，金品位2.15～4.58×10-6，平均3.73×10-6，矿石为黄铁矿化交代钠长岩，受钠长角砾岩与围岩的接触带控制；Ⅰ-3号金矿体，单工程控制厚0.68m，金品位1.30×10-6，矿石为铁白云石化钠长石化构造蚀变岩。Ⅱ号金矿化蚀变带长1000m，宽10m，圈出Ⅱ-1号金矿化体。Ⅲ号金矿化蚀变带长1900m，宽10～50m，圈出Ⅲ-1号金矿化体。Ⅰ号、Ⅱ号、Ⅲ号金矿化蚀变带均产出于耀岭河组第三岩性段，受控于偏头山—豆腐尖断裂带的次级断裂或钠长角砾岩与围岩的接触带，走向为北西西—北西向，与钠长岩有关的含矿热液沿构造裂隙贯入并在构造有利部位富集成矿。因此，G14异常区具有寻找构造蚀变岩型和钠长岩型金矿的良好前景。

4.2 地球化学找矿标志

构造蚀变岩型金矿土壤地球化学异常为以Au异常为主，伴有As-Ag异常，为成矿元素+重要伴生元素组合；原生晕异常为Au-Ag-Sb-Hg组合，为前缘晕元素+近矿晕元素异常组合，未出现尾晕元素异常。Au、Ag异常作为寻找金、金银矿的直接指示元素，As、Sb异常一般在矿体头部和前缘发育，作为寻找盲矿的重要指示元素，Hg异常与Au-Ag-Sb异常组合是预测断裂深部含矿的重要指示元素。

钠长岩型金矿土壤地球化学异常为Au-As异常组合，为成矿元素+重要伴生元素组合；原生晕异常为Au-Ag-As组合，且地表出露较高位置的前缘晕元素As异常强度大Au异常强度弱，反之探槽揭露矿体位置前缘晕元素As异常强度弱Au异常强度大，未出现尾晕元素异常。Au、Ag异常仍作为寻找金、金银矿的直接指示元素，As异常在前缘晕、尾晕均发育，作为寻找钠长岩型金矿的一般指示元素。

5 成矿预测

测区位于秦岭—大别成矿省，东秦岭Au-Ag-Mo-Cu-Pb-Zn-Sb-非金属成矿带，南秦岭Au-Pb-Zn-Fe-Hg-Sb- RM-REE-V-蓝石棉-重晶石成矿亚带。偏头山—豆腐尖断裂带（镇安—板岩镇大断裂）从测区中部东西向贯穿，沿大断裂两侧已经发现了一系列金矿床，如刘家峡金矿、夏家店金矿、苏岭沟金矿、五色沟金矿、三官庙金矿等[1-5]，区内地层复杂，岩浆岩活动频繁、构造变形多样，区域上属成矿有利部位。

测区东邻为三官庙金矿床，已达到中型规模，目前正在开采利用，具备“二元”结构模式[13]，可作为G7、G14异常区成矿预测分析的地质模型。G1异常区以陕西双王金矿为地质模型进行成矿预测分析。

G1异常区内出露地层为梁家湾组小河口千枚岩和大南沟千枚岩，侵入大面积的钠长岩，断裂构造较发育，钠长石化、铁白云石化、黄铁矿化广泛发育，属成矿有利地段。G1综合异以Au为主，伴有As、Mo，多个浓集中心，呈不规则面状，异常面积1.25km2，区内发现了桑树沟金矿化点，以及三条金矿化蚀变带和多处原生晕高值点，西侧外围有白玉沟金矿点、司法沟金矿点等，类比控矿岩性、围岩蚀变、化探异常、构造等特征与陕西双王金矿[14]相似，预测金远景资源量＞5吨。

G7异常区内出露岩性主要为耀岭河组第二岩性段绢云千枚岩、绿泥片岩等，位于偏头山—豆腐尖断裂带南侧，次级断裂发育，钠长岩零星出露，石英脉体发育，岩浆热液活动较强，属成矿有利地段。G7异常大致可分为南北两个异常带：Ⅳ号金矿化蚀变带所在南异常带长4500m，宽250m，异常分布面积0.75km2，以Au异常为主，伴有Ti、Mo异常，呈不连续带状；Ⅴ号金矿化蚀变带所在北异常带长2200m，宽250m，异常面积1.04km2，呈不规则面状，以Au 、W异常为主，伴有Ti、Mo异常。Ⅳ号金矿化蚀变带北侧有望发现平行的蚀变带。根据化探异常、已发现矿化蚀变带规模、圈出的矿体厚度品位特征，类比三官庙金矿床[15]，预测金远景资源量＞5吨。

G14异常区位于三官庙金矿床西延部位，出露岩性主要为耀岭河组第三岩性段绢云千枚岩，区内在偏头山—豆腐尖断裂带南侧发育3条次级控矿断裂，钠长岩脉沿断裂大致呈北西—北西西向点状出露，岩浆热液活动强烈，属成矿有利地段。G14异常分布面积3.41km2，以Au异常为主，多个浓集中心，伴有As、Ag，Au异常值最高326×10-9，平均值19.7×10-9，三官庙金矿区SN-1号沟系次生晕Au异常，分布面积2.31km2，多浓个集中心，Au异常值最高21010-9，平均7.8610-9，异常规模是三官庙金矿区的1.5倍，异常强度是三官庙金矿区的2.5倍，根据异常的规模和强度进行远景资源量预测，是三官庙金矿床的3.75倍。测区发现的Ⅰ号、Ⅱ号、Ⅲ号金矿化蚀变带长度规模5600m，三官庙金矿区北、南矿化蚀变带的长度规模3000m，根据矿化蚀变带规模的进行远景资源量预测，是三官庙金矿床的1.86倍。目前三官庙金矿床已累计探获333+3341金金属量6.5吨。因此，类比三官庙金矿床，G14异常区内可预测金远景资源量＞12吨。

6 结论

笔者通过对陕西省商南县过风楼—青山地区开展的1:25000土壤地球化学测量数据进行整理，结合测区地层、构造和岩浆岩，合理圈定并筛选出G1、G7和G14三个寻找金矿的重点综合异常区，充分利用土壤地球化学特征与地质特征之间的关联，勘查发现了多条金矿（化）体，验证了土壤地球化学测量手段筛选金矿找矿靶区的科学性。

同时，选取三官庙金矿床和陕西双王金矿床为地质模型，对上述3个综合异常区进行了科学的成矿预测，认为陕西省商南县过风楼—青山地区可发现2—3处中型以上规模的金矿床。