陕西庙梁金矿床地质特征、矿床成因及找矿前景分析

郑忠林，魏小昭，胡 波

（商洛西北有色七一三总队有限公司，陕西商洛726000）

1 区域地质概况

1.1 区域地层

矿区地处华北板块与杨子板块拼接消亡带南缘的南秦岭造山带内，总体构造线呈北西西向，有北北东及近南北向构造叠加。其北以唐藏—商南（商—丹）大断裂为界与北秦岭造山带相接，其南以凤镇-山阳大断裂为界与南秦岭印支构造带相接。属南秦岭构造带北亚带（华里西造山带）的中部，经历多期次变形、变质作用及频繁热事件活动叠加的地质构造复杂区（图1）。

图1 区域构造示意图（据《区域地质志》，1989，修改）

在此大地构造背景下，矿区又位于山柞旬泥盆系北部多金属矿集区的中心地带，沉积盆地底部基地岩石系由南秦岭造山带北部火山岛弧复杂岩体（超基性-中酸性）和在地质历史时期所形成的混合岩化岩石（丹凤岩群、罗汉寺岩组）组成，盆地沉积堆积物质多为泥盆系刘岭群和厚度不大的石炭系二峪河组物质沉积。刘岭群地层其岩性为中泥盆统牛耳川组、池沟组和青石垭组及上覆上泥盆统桐峪寺组和下东沟组。沉积环境是属于滨浅海相河口三角洲相水下沉积物质环境。北部沿商丹大断裂产有曹坪、沙河湾复式二长花岗岩岩基，区内有大量的次级断裂，并发育大量呈东西向成串分布的中生代酸性-中酸性小斑岩体[1]。良好的构造环境和活跃的岩浆活动，为成矿创造了极为有利的条件，也造成了矿床组合类型的复杂多样性。区域上的赋矿围岩主要是青石垭组和下东沟组地层，其多金属原始丰度相对较高，普遍发育浸染状黄铁矿、磁黄铁矿及其他金属矿物组分，当各类型小岩体发生侵蚀时，所带来的热液蚀变、矿质交代等作用，有利于形成多金属矿产。在区域上铁、铜、银、金、铅、锌矿产从大、中、小型到矿点沿含矿层成带密集产出。

矿区地层属中秦岭地层大区，太白-柞水分区之刘岭地层小区（图1）。为一套既有深水又有浅水的复理式沉积岩为主的陆源碎屑岩，出露地层为泥盆系中上统，主要出露地层由老至新有泥盆系中统池沟组（D2c）、青石垭组（D2q）和泥盆系上统桐峪寺组（D3ty）。

1.2 构造及岩浆岩

本区域地层的褶皱形态为一巨大的复式向斜，即红岩寺—黑山街复式向斜。其轴向近东西，两翼基本对称，轴部较开阔，西部翘起端被曹坪复式岩基吞蚀，并使接触带附近岩层陡立，南翼被山阳-凤镇大断裂切割。庙梁矿区即位于此复式向斜的南翼（图2）。矿区位于商丹断裂与凤镇—山阳断裂两大断裂之间的印支褶皱带。区域性大断裂对区内地层、构造、岩浆岩及矿产的分布起着重要的控制作用。

图2 山阳县小河口一带成矿小岩体及蚀变带分布略图

沿两大断裂带有新、中生界砂砾岩组成的断陷盆地和众多的中酸性、基性超基性岩体分布[2]。基性超基性岩浆活动形成铬铁矿、磁铁矿的矿化；中酸性岩浆活动形成铜钼矿、金矿的矿化。次一级断裂为近东西向及北西西向（300°～310°），长数十千米，断裂面一般向北倾，系高角度的正或逆断层，破碎带宽约10～100 m，见有糜棱岩、角砾岩及各种碎裂岩，有时可见到角岩化、硅化等蚀变现象。断裂特征表现在两壁之间的剪切作用不强烈，其破碎带的岩块往往大部分被碾磨成细屑或微粒，并常发生运动变质形成碎裂岩及角砾岩。断裂角砾岩砾块大小相差较小，大多数为中砾，在形态上主要呈棱角状、次棱角状，局部变得比较浑圆。在断裂两壁相距较宽的情况下两壁错动时，角砾岩带中间部分常可发生旋转。

区域上岩浆活动较强烈，在沿商丹（红岩寺—上官坊）和山阳—凤镇两大断裂带组成北、南两个大规模的岩浆岩岩带的基础上还形成了介于两个岩浆岩岩带之间的小岩体、岩脉分布带。

2 矿区地质特征

2.1 地 层

矿区内出露地层主要为中泥盆统青石垭组第四岩性段（D2q4）、上泥盆统桐峪寺组（D3ty）及第四系全新统（Q）。地层产状总体为走向北西西、倾向5°～30°、倾角50°-75°的单斜层。庙梁金矿床赋存于泥盆系中统青石垭组第四段中，岩性多为粉砂质绢云板状千枚岩、含黄铁矿粉砂质千枚岩、绿泥绢云母千枚岩、磁黄铁矿化绿泥绢云千枚岩、砂质板岩的断裂构造带和这些岩石构成的隐爆角砾岩中，即该层位既是本区矿源层又是赋矿岩层。地层岩石为浅海相至滨海相沉积物，其成分以泥质碎屑物为主，夹有泥质碳酸盐物质，金属矿物以黄铁矿、磁黄铁矿（氧化后为褐铁矿）为主，局部夹有白云石等碳酸盐岩沉积建造。沉积物由泥质碎屑岩—泥质碳酸盐物质—泥质岩呈过渡关系，组成四个比较明显沉积循环的韵律层。

2.2 构 造

庙梁金矿位于山阳—柞水多金属矿集区的中心地带，大地构造属于秦岭微板块的北缘，夹持于凤镇—山阳和商—丹大断裂之间，属于南秦岭造山带—柞水华力西褶皱带东段，红岩寺—两水寺复向斜南翼，“山柞旬”泥盆系北部。区域构造岩浆活动强烈，总体构造线呈北西西向[3]。在层间小褶皱曲出露部位大多数地段均可见到断裂、小岩体、矿（化）点、热液蚀变岩等，亦可说明这些部位是成矿和找矿的有利部位。

矿区位于红岩寺—黑山复式向斜南翼的袁家沟—小河口背斜和刘家坡向斜两个连续次级褶皱之间，其褶皱轴向为300°，次级背斜向北西西倾伏，两者共有一翼倾角陡立倒转，呈倒转背向斜褶皱，褶皱轴面均向北倾。在袁家沟一带存在一系列比较复杂的层间小褶皱，个别形成倒转，平卧，而在板岩中很少见到，说明岩石受构造应力作用具有塑性变形的特征。

2.3 岩浆岩

矿区内分布的岩体主要有刘家坡岩体、庙梁岩体墙（岩墙群）和小沟及油坊沟、周家沟岩脉群，岩浆活动大致可划分为两期以上的侵入活动：早期为（闪长）花岗斑岩（γπ25），呈岩株、岩脉沿东西向断裂充填，成群产出，形成袁家沟—下官房近东西向构造岩浆带。岩浆活动对已经产生的层间破碎带及层间裂隙的再次活动，为成矿物质迁移，富集提供了场所[4]。晚期为中酸性闪长玢岩（δμ），沿南北向、北西西向断裂充再次填，呈岩脉（墙）产出。一般宽度1～20 m，最大的庙梁岩体（墙）宽20～120 m，长约550 m。该期岩浆活动带来的含矿热液对新生的和早期形成的隐爆角砾岩体、断裂破碎带构造岩、矿化体再次产生蚀变和叠加成矿作用，使矿体的有益组分进一步富集形成富矿体。

2.4 矿化蚀变及矿体地质特征

矿化蚀变形式主要表现为变质热液和岩浆热液共同沿一定的断裂、破碎带的运移和聚集，地层变形变质作用强烈、断裂构造发育是矿化体形成和产出的主要制约要素，而且隐爆角砾岩的产生更是突破了这两大要素的表现形式，形成既有导矿构造（空隙通道）又有储矿构造（角砾间隙）的开放而不空洞、充实又不闭塞的良好储集场所；有既与岩浆岩活动相通、又与断裂构造相通的优势。所以，在隐爆角砾岩中矿化蚀变带一般较发育，虽然矿体长度有限，但厚度很大，常形成分支复合高低品位相间的厚大矿体；单纯粉砂质绢云板状千枚岩中的断裂构造带，则矿化较为集中，厚度较小，形成品位较高的板状（脉状）矿（化）体。

主要矿体受隐爆角砾岩形态控制分布在西自庙梁村小沟，东至庙梁村大沟之间，长约300 m南北宽约400 m的范围内，在隐爆角砾岩外，矿体主要受构造控制。矿区共圈出了隐爆角砾岩型矿体共11条，由北向南编号为 K0、K1、K2、K3、K4-1、K4-2（位于 K4-1东侧）、K5-1、K5-2（位于 K5-1东侧）、K6-1、K6-2（位于 K6-1东侧）、K7（见表1）。部分矿体东端和西端沿构造延出隐爆角砾岩体，延伸出部分变为构造石英脉蚀变岩型矿体，构造石英脉蚀变岩型矿体共圈出 K8、K9-1、K9-2、K9-3这4个矿体，其中 K9-2为单工程控制矿体。区内圈定的矿体走向呈北西西向展布，倾向北，倾角65°～80°。

表1 庙梁金矿床金矿体特征一览表

2.5 矿石特征

矿石矿物由金属和非金属矿物组成。主要金属矿物为黄铁矿、磁黄铁矿，次为闪锌矿、方铅矿、黄铜矿、砷黝铜矿，少量的碲铋矿、自然铋、辉铋铅矿、辉铅铋矿、褐铁矿、磁铁矿及其他氧化铁矿物等。脉石矿物以石英为主，其次为绢云母、长石、高岭土、绿泥石、透闪石、绿帘石、方解石、白云石等。脉石矿物主要为来自地层中的岩层的矿物成分，绝大多数表现为矿石中的岩石角砾和岩屑成分，少数为来自岩浆隐爆作用产生的岩浆岩角砾和基质岩屑以及成矿热液带来的硅质石英等成分。

表2 庙梁金属矿物结构及矿石表现特征一览表

矿石的结构主要包含粒状变晶结构；半自形-他形粒状结构；片状、枝杈状、脉状结构；包含变晶结构、不规则粒状结构；交代结构；角砾结构。以上结构在蚀变角砾岩矿石和构造石英脉蚀变岩型矿石两种矿石类型中都存在，而脉状结构则多见于构造蚀变岩型，角砾状结构则多见于角砾岩型矿石。矿石的构造主要包含稠密浸染状构造；稀散浸染状构造；斑杂状构造；团块状、粒状集合构造。主要金属矿物的生成都经历了同生沉积-区域变质变形作用的聚集-岩浆热液活动的改造（结晶）过程，结合矿石、矿物的结构构造及相互嵌布关系，反映了成矿作用的复杂过程和矿化富集作用要素的表现。特别是早期矿物的碎裂与后期矿物的脉状充填，说明了多期构造作用的特点。

a—隐爆角砾岩中含多金属硫化物石英脉图；b—强硅化蚀变多金属硫化物矿体；c—角砾岩角砾中的斑晶照片；d—金属硫化物呈稠密浸染状构造

3 控矿条件分析

3.1 控矿地质条件

（1）本区金矿化主要发育在泥盆系中统青石垭组地层中，赋矿围岩岩性多为粉砂质绢云板状千枚岩、含黄铁矿粉砂质千枚岩、绿泥绢云母千枚岩、磁黄铁矿化绿泥绢云千枚岩、砂质板岩，该类岩性成岩期几乎都普遍含有较高的成矿元素。青石垭组及其相邻地层在区域上具有贵有色金属含量较高的成岩背景，并且在区域上形成金银铜铅锌铁（磁铁矿、菱铁矿）的成矿、赋矿特点[5]。著名的大西沟大型磁铁矿（菱铁矿）矿、银洞子大型银多金属矿、穆家庄中型铜矿-金银多金属矿、黑沟铁多金属矿、袁家沟铜金多金属矿、小河口铜金多金属矿、元子街铜金铁多金属矿、下官坊铜金多金属矿、桐木沟中型锌矿矿都产于该层位。青石垭组第四岩性段下亚段（D2q41）则是庙梁金矿床的矿源层之一和赋矿岩石。

（2）区内矿体均受一组近东西向—北西西向断裂 F1-F6控制，如F1、F2、F3在青石垭组浅变质石英粉砂岩，粉砂质绿泥绢云板岩和绢云板岩中形成较薄的脉状断裂构造蚀变带型金矿体（石英脉型+蚀变岩型）。同时这些构造与隐爆角砾岩矿体中的构造蚀变带又相对应，在隐爆角砾岩中形成厚大矿体，如 F1、F2、F3对应角砾岩内部的 K1、K2、K5矿体。

（3）矿区具有多期次岩浆活动，特别是浅成、超浅成岩浆岩的侵入带来了丰富的成矿物质，也带来了活化地下水、地层岩石中的有益组分的热能、压力和交代活化组分，共同作用于成矿元素的迁移、组合。

（4）岩浆活动产生的隐爆角砾岩提供了成矿物质的运移和储存的更好通道和空间场地。使成矿通道和赋矿空间丰富多样。

3.2 隐爆角砾岩成矿特征

与围岩地层中发育的断裂构造相比，隐爆角砾岩型体是一个更加开放的体系，它既有导矿构造（空隙通道）又有储矿构造（角砾间隙）。相对于其他围岩地层隐爆角砾岩还是一个孔隙度较大的存储体，有利于含矿热液的渗透、交代、蚀变和重新胶结，有利于前期的蚀变和胶结物被同质的富硫化物硅质热液改造。主要矿化作用在含多金属硫化物热液沿隐爆角砾岩中的断裂、裂隙和角砾间隙灌入，并对角砾岩产生蚀变和胶结，矿石矿物主要有黄铁矿、磁黄铁矿和少量的方铅矿、闪锌矿、黄铜矿及微量金银矿物；蚀变有硅化、绢云母化、绿泥石化和碳酸盐化。其中黄铁矿、磁黄铁矿为主要载金矿物，呈脉状、稠密浸染状、稀疏浸染状分布于矿化角砾岩的胶结物及其裂隙中；伴随着矿化作用，硅化呈不规则团块状和脉状石英沿断裂及角砾岩间隙断续分布。

4 矿床成因

4.1 成矿物质来源条件

（1）矿区地层为浅海相至滨海相沉积物，由泥质碎屑-泥质碳酸盐-泥质岩物质交互组成，具有类复理式建造和比较明显的沉积韵律。地层中金属矿物的含量较高与区域上含矿层的表现相一致，具有 Au、Ag、Sb、Fe、Pb、Zn、Cu等成矿元素的富集的高背景特征。

（2）多期次的岩浆侵入活动带来丰富的含矿热液，初步分析成矿物质为来自地幔深源[6]。

4.2 含矿热液来源条件

（1）低绿片岩相的区域变质作用在构造变形的动力变质作用下形成低温变质水（潜水）促使成矿物质的析出与初步转移富集，并逐步向构造发育的地段（层间滑脱带的空隙和断裂、裂隙）运移。构成成矿作用的初级阶段。

（2）多期次的岩浆侵入活动带来丰富的含矿热液，与地层的潜水、升温混合促使地层中含矿物质进一步析出和转移，在双重含矿热液叠加后进一步沿层间滑脱带的空隙和断裂等导矿构造运移，在合适的容矿断裂、裂隙、角砾岩中聚集充填，蚀变围岩和构造岩形成矿（化）体。

4.3 导、容矿构造条件

（1）凤镇-山阳大断裂是区内岩浆活动的导岩断裂，从而造就其北部一系列岩浆岩的生成，而且该断裂的次级断裂成为次级导岩、导矿的通道，形成一系列中酸性小岩体、岩墙、岩脉和矿床。

（2）容矿构造：区内地层构造变形在凤镇—山阳大断裂的主导下形成褶皱和次级断裂、断层及层间剪切带构造为成矿物质的迁移和储集提供了条件，特别是断裂（断层、裂隙）构造发育地段和岩浆侵位地段是成矿的有利部位。

（3）隐爆角砾岩的发生，不仅说明了岩浆活动带来了丰富的气、液成矿物质，而且还提供了规模较大的成矿物质聚集场所。

4.4 岩浆岩条件

矿区内岩浆岩均属钙碱性系列的中酸性岩体，有利于形成含矿气水热液。岩浆在侵入过程中，形成的含矿气水热液接触交代围岩，使其成分、结构构造发生变化，同时形成矿化或矿体。区内岩体（岩脉）中黄铁矿含量远高于一般岩体，而且早期岩浆活动中产生庙梁隐爆角砾岩体，说明岩浆活动带来的气液相物质极为丰富。矿化作用在隐爆角砾岩体中明显优于地层中的断裂，且距离岩体越远，矿化越弱。

4.5 成矿作用形式

（1）区域变质作用促使地层中成矿物质的析出并逐步向构造发育的地段（层间滑脱带的空隙和断裂发育地段）运移，构成成矿作用的初级阶段。

（2）岩浆侵入活动造成隐爆角砾岩的发生，同时也造成隐爆角砾岩和断裂构造的进一步发展，形成新的构造破碎带和蚀变矿化作用。

（3）多期次的岩浆侵入活动带来丰富的含矿热液叠加了区域变质作用促使成矿物质的进一步析出和向构造发育的地段（层间剪切带、断裂和空隙发育的隐爆角砾岩）运移，在断裂构造中形成多期蚀变和含矿石英脉型矿体；在隐爆角砾岩中形成新的、不断叠加的构造破碎带及浸染、交代、蚀变、胶结角砾岩的角砾，造就了隐爆角砾岩型矿体。构成成矿作用的主要阶段。

4.6 矿床成矿时代

据《严阵（1985）根据 U-Pb等时年龄确定岩体形成年龄为148百万年，把小河口岩体划为燕山第二期，侏罗纪晚期》[7]。袁家沟岩体群（中酸性小侵入体及其派生的小岩脉、岩株、岩墙）也属燕山早期第二阶段小河口岩体群之袁家沟序列。

分析比对区域上同一类型成矿带的矿化特征，研究矿区与相邻的同一构造岩浆带的岩浆活动特征，认为矿区岩浆侵入活动与西侧袁家沟和东侧小河口岩体群的岩浆活动和侵位时代是一致的。各类岩体及脉岩尽管岩性上有所差异，但均属于中酸性岩浆岩分异和不同侵位空间的产物。虽然有多期次活动和侵位，但总体属于一个大的岩浆活动时代，即燕山期岩浆活动。

4.7 矿床成因认识

矿区内形成了与山阳-凤镇大断裂脆性区域中形成一个与大气降水相连通具氧化性质热液系统。上盘岩石在韧性剪切体制下发生构造变形和区域变质作用，形成具还原性质的热液萃取岩石中的金等成矿元素，在异常地热梯度驱动下向上运动，拆离断层破碎带岩石，为热液的上升提供良好的条件。燕山期岩浆活动加剧了区内岩石的变形变质程度，同时产生了隐爆角砾岩这一良好的储矿构造环境。同时，岩浆活动带来极为丰富的含成矿物质的气液相物质。当这两种性质不同的热液在断层、角砾岩体中叠加蚀变与矿化，就形成了氧化-还原界面，使成矿元素在断层、角砾岩体中沉淀富集形成总体形态似层状、透镜状矿化应力场。同时后期岩浆侵入也具有直接成因关系和较长地质时期的演化，形成多期次岩浆侵入产生的地质作用的综合产物。从而形成庙梁金矿床中低温（地层变质+岩浆分异的）热液型金矿床。

5 找矿标志

根据本区矿床的各项特征及成矿控制因素，总结本区矿体的找矿标志主要有：

（1）地球化学标志：地球化学异常、特别是多元素组合异常是地质找矿的靶区，Hg、Sb、As、Au异常常是找金矿的优先靶区。本区Sb、Au异常显示了Au元素的矿化范围。

（2）层位标志：泥盆系中统青石垭组作为区域上的含矿层和成矿有利层位，亦为本区主要找矿层位标志。

（3）构造标志：赋矿层位的强构造变形区、构造发育的复杂区的断裂、构造破碎带、隐爆角砾岩是矿体的产出的有利地段。

（4）岩浆岩标志：岩浆活动促使地层中有益组分的活化富集，叠加自身所携带的成矿物质对矿床的形成起到关键作用，特别是小岩体的成矿作用更为突出，在小岩体成群分布地区更利于形成矿田。

（5）蚀变标志：多期叠加的硅化、绿帘石化、绿泥石化、碳酸盐化蚀变，是近矿蚀变的标志，褐铁矿化、孔雀石化是找矿的地表直接标志。

（6）矿物标志：矿石中金属矿物有黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿等矿物是找矿的直接矿物标志。

6 找矿前景分析

（1）庙梁金矿床受地层、构造与岩浆活动及变质作用的联合控制，成矿围岩为中泥盆统青石垭组地层中。赋矿环境为断裂构造和隐爆角砾岩体，成矿物质来源于地层和岩浆活动。而且使成矿部位的矿体不断叠加变富、规模扩大，因此具备成大矿的基础条件。

（2）在隐爆角砾岩内的矿化具有集中矿化和分散的双重特征。国内许多大型金属矿床的形成都与隐爆角砾岩体的产出相关。显示该区具有形成大型金矿床的优越条件和良好的找矿前景。

（3）本区属于区域上的山柞旬北部多金属矿集区的中心地带，即“张家坪—小河口—下官坊铜金成矿带”，该成矿带金属、非金属矿床、点较多，金属矿种有铜、铅、锌、铁、金、钼等。初步认为，本区地层和区域上一样，在相似的古地理环境中富集了较多的成矿物质，具备较好的物质基础。金属矿产成矿作用受区域性断裂带控制，为成矿物质的运移和储存提供了通道和有利富矿空间[8]。通过与同类矿床对比，进一步对本区控矿规律（矿体赋存规律）的认识，认为该区为找矿有利地段。