南秦岭柞水—山阳矿集区金铜矿床成矿规律与找矿方向

王瑞廷，冀月飞，成 欢，刘 凯，张 启，李 弦，任 涛

(1.陕西省矿产资源综合利用工程技术研究中心，陕西 西安 710054；2.西北有色地质矿业集团有限公司，陕西 西安 710054；3.西北有色地质矿业集团有限公司院士专家工作站，陕西 西安 710054；4.长安大学 地球科学与资源学院，陕西 西安 710054；5.商洛西北有色七一三总队有限公司，陕西 商洛 726000)

1 研究区概况

南秦岭柞水—山阳矿集区(下文简称为柞—山矿集区)为秦岭造山带陕西段五大矿集区之一，大地构造位置属于南秦岭造山带北缘，其北界为商南—丹凤深大断裂之黑山—营盘大断裂，南界为镇安—板岩镇大断裂(或称为山阳—凤镇深大断裂[1-4])。该矿集区主要位于商南—丹凤与山阳—凤镇两大断裂之间的泥盆纪断陷带中(图1)，主体属中秦岭弧前盆地[5]，总面积约3 600 km2。区内构造-岩浆活动强烈，物化探异常显著，成矿条件良好。除产出有柞水银硐子、大西沟、黑沟以及桐木沟等大-中型热水沉积型Pb-Zn、Fe矿床、穆家庄构造热液改造型Cu矿床和小河口、园子街、上官坊、下官坊斑岩型Cu矿床外，近些年的地质研究和找矿工作还表明区内发育有中低温热液型Au(V)矿床，已发现夏家店—苏岭沟金(钒)矿、龙头沟金矿、王家坪金矿等；与燕山期花岗(斑)岩体有关的斑岩-矽卡岩型Cu(Mo)矿床(矿化点)，如池沟铜(钼)矿、冷水沟铜钼金矿等；与隐爆角砾岩有关的色河铺铜矿等，并发现金、铜、钼矿点多处，该矿集区已成为陕西省重要的矿产资源基地。学者们对该区地质构造和典型金属矿床的地质特征、成矿作用、矿化类型、成矿时代、矿床成因、找矿标志等进行了大量的研究，并取得了一系列的进展[2-55]。本文旨在前人研究的基础上，结合区内典型矿床解剖分析和近年地质找矿进展，通过综合研究和重点总结金、铜多金属矿床成矿规律，建立区域成矿模式，并据此预测找矿远景区，提出金、铜矿进一步的找矿方向。

图1 柞—山矿集区地质矿产简图[39]Fig.1 Geological and mineral sketch map of the Zhashui-Shanyang orefield[39]1.第三系；2.石炭系；3.泥盆系；4.志留系；5.震旦系—奥陶系；6.晚侏罗世—早白垩世岩浆岩；7.三叠纪岩浆岩；8.新元古代岩浆岩；9.断层；10.钒矿；11.铁矿；12.银矿；13.锌矿；14.铜矿；15.金矿；16.锑矿；图例10-16下文同

2 区域地质背景

2.1 地质特征

区内出露地层北部主要为峒峪寺组(D3ty)、青石垭组(D2q)、池沟组(D2c)、牛耳川组(D2n)，为一套浅海-半深海浊流沉积碎屑岩、碳酸盐岩复理石建造，后期遭受浅变质作用，岩性主要为变砂岩、板岩、千枚岩及少量结晶灰岩，沉积纹层级韵律发育。泥盆系在山阳中村和商南一带与下伏寒武系—奥陶系呈微角度不整合[7]，而出露较少的下石炭统二峪河组(C1e)与泥盆系呈平行不整合，属海陆交互相含煤系地层。中部地层主要为四峡口组(C1-2s)、袁家沟组(C1y)、九里坪组(D3C1j)、铁船山组(D3C1t)，星红铺组(D3x)、古道岭组(D2-3g)、大枫沟组(D2d)和石家沟组(D2s)，为一套浅海陆棚相碎屑岩、碳酸盐岩建造。南部地层主要为新元古界青白口系耀岭河群(QbYl)，震旦系陡山沱组(Z1d)、灯影组(Z2-∈1d)，寒武系水沟口组(∈1s)、岳家坪组(∈2y)，奥陶系石瓮子组(∈3-O1s)、白龙洞组(O1-2b)、两岔口组(O2-3l)、大桂坪组(O3-S1d)和志留系梅子垭组(S1-2m)。其中水沟口组(∈1s)、西岔河组(D1xc)、大枫沟组(D2g)、星红铺组(D3x)为区内金矿的赋矿层位。

柞—山矿集区基本构造骨架由大型近东西向褶皱构造和断裂构造构成。该区北部构造形态为黑山街—红岩寺复式向斜，核部由下石炭统二峪河组组成，两翼为泥盆系。南部为镇安—板岩镇大断裂。除主要的近东西向断裂构造外，还发育NE、NNE和NW向断裂构造，断裂构造交汇部位控制着区域岩浆岩侵位和矿床的分布。

区内岩浆活动强烈，具有持续时间长、多期次侵入特点，总体可分为新元古代、加里东期、印支期和燕山期4期岩浆作用。区内岩体包括沿山阳—凤镇断裂南侧分布的新元古代小岭花岗岩、李家砭辉绿-辉长岩、迷魂阵石英闪长岩和冷水沟闪长岩等岩体(940～620 Ma)[56-57]；桐树沟加里东期花岗岩体(430 Ma)；沿商南—丹凤深大断裂产出的印支期柞水、曹坪和沙河湾等花岗岩岩体(225～200 Ma)[4，22，25，29，32，58]；主要分布于矿集区东部的燕山期袁家沟、双元沟、池沟、小河口、园子街、土地沟、下官坊等中酸性小斑岩体群(150～140 Ma)[4，28，31，34，41，46，55，59-60]，在这些小岩体外接触带发育有矽卡岩化和角岩化，其中常有金、铜(钼)矿化。印支期—燕山期岩浆活动与区内金、铜(钼)成矿作用关系密切。

2.2 地球物理异常特征

根据对该矿集区不同岩性物性参数的统计结果，地层由新到老密度有增大之趋势，岩浆岩随岩性基性程度增加，磁化率增强，密度增大。一般酸性岩磁性弱，而基性(超基性)岩磁性强，但极不均匀。重力布格异常表现为重力高磁力低，反映的是泥盆系沉积盆地。

区内航磁异常值基本为100～650 nT，按磁异常的分布和展布特点，可划分出西部高磁异常区和中、东部低磁异常区。西部高磁异常基本分布于柞水岩体、大西沟铁矿床和李家砭南侧，总体呈北东向展布，航磁异常值一般为250～550 nT。区内已出露地表的柞水李家砭辉长-辉绿岩、山阳板板山酸性岩基、冷水沟中酸性岩、池沟中酸性小岩体群、小河口中酸性小岩体群及含磁铁矿地层、菱(磁)铁矿体等均有相应的航磁异常显示。上述表明，航磁异常可以作为划分构造岩浆岩带、寻找隐伏侵入体及与其有关的铜铁钼等金属矿产的依据。

2.3 地球化学异常特征

柞—山矿集区小岩体分布地段及其周边都不同程度地存在Cu、Au、Ag、As一种或多种元素组合的分散流异常。如冷水沟地区Cu、Au分散流异常，双元沟—池沟地区Cu、Au、Ag、As分散流组合异常，且具有内Cu和外Au、Ag、As的异常分带特征。这些分散流异常对于寻找与斑岩有关的铜金多金属矿产具有直接的指示作用。

2.4 遥感地质构造解译

柞—山矿集区遥感图像显示一清楚的椭圆状环形影像，地质解译为构造盆地。该环形带内，东西向线形构造特别发育，表明该区岩性差异明显，后期层间构造变动强烈。在环形西段弧形环纹发育，反映了西部边缘断裂阶梯状变化。环形内有两条规模较大的东西向线性构造，北部一条为红岩寺线性构造，指示后期断裂，南部银硐子—桐木沟线性构造影像隐约，但有影像界面特征，两侧岩组性质不同，显示为泥盆系同生沉积断裂(图2)。区域上，遥感环形、弧形影像与不同方向断裂或线性影像的交汇部位多为矿床(点)的产出部位。

图2 柞—山矿集区遥感构造解译图[39]Fig.2 Remote sensing structural interpretation map of the Zhashui-Shanyang orefield[39]

3 成矿规律

以往地质工作普遍认为区内矿床类型多为热水喷流沉积型、沉积-改造型等，柞—山矿集区内主要赋矿层位为寒武系水沟口组、泥盆系青石垭组，层控特征明显。但通过最近几年的找矿工作，在区内泥盆系许多层位也相继发现了较有规模的矿床，如庙梁金矿等[61-62]，显示区内成矿作用可能与深部岩浆活动关系密切。柞—山矿集区基底地层为耀岭河群火山岩系、震旦—奥陶系碳酸盐岩建造、碎屑岩建造，寒武—志留系形成的陆棚边缘盆地碳-泥-硅质岩建造组成富含Au、Ag、Cu、Zn、Ni、V、Mo、Hg、As、Sb等成矿元素，早期的火山作用和沉积作用形成的基底预富集了成矿元素，为区内矿床形成奠定了坚实的物质基础。之后，南秦岭又经历了陆-陆碰撞造山运动，形成大规模的构造-岩浆活动，区域变质及区域性热液蚀变作用广泛发育，为成矿物质的再迁移、沉淀聚集创造了良好条件。

3.1 典型矿床解剖

近年来，在柞—山矿集区相继发现了夏家店金(钒)矿、苏岭沟—刘家峡金矿、龙头沟金矿、王家坪金钨矿、寨子沟金矿、庙梁金矿等一批热液型金钨矿，杨木沟、池沟、冷水沟等斑岩型-矽卡岩型铜钼矿。本文以夏家店金矿和池沟铜矿为典型矿床，重点进行解剖研究；在此基础上，由点及面分析并总结成矿规律，建立区域成矿模式，指导区内找矿工作。

3.1.1 夏家店金矿

矿区内出露的地层主要是震旦系、寒武系，少量奥陶系、泥盆系，其中寒武系水沟口组为区内含矿层位。矿区岩浆岩不发育，构造活动强烈，主要表现为近EW向的大型斜歪背斜和镇安—板岩镇等一系列EW向区域性大断裂及其配套的次级断裂[63-64]。矿体主要赋存于两条次级断裂内，即北东向压扭性穿层断裂控制了Ⅰ号金矿带，东西向层间破碎断裂控制了Ⅱ号金矿带(图3)，目前圈定了12条金矿体。金矿体形态呈透镜状、似板状，空间上具分支复合、尖灭再现特征；其规模、形态、产状严格受断裂控制，倾角50°～80°。矿体在走向和倾向上基本呈等间距分布的规律，如Ⅰ-1、Ⅰ-2、Ⅰ-3、Ⅰ-4金矿体走向间距100～200 m；沿倾向在Ⅰ-1、Ⅰ-3号金矿体深部也发现了新的矿体，间距100～150 m。断裂中岩石破碎程度与金矿化关系呈正相关关系，岩石破碎程度越强，金品位越高。

图3 夏家店金矿床地质简图[41]Fig.3 Geological sketch map of the Xiajiadian gold deposit[41]1.上泥盆统星红铺组；2.中泥盆统大枫沟组；3.中泥盆统石家沟组—大枫沟组；4.中泥盆统古道岭组；5.下泥盆统公馆组—龙家河组；6.下泥盆统西岔河组；7.下志留统；8.下奥陶统吊床沟组；9.下奥陶统水田河组；10.上寒武统蜈蚣垭组；11.中寒武统岳家坪组；12.下寒武统水沟口组；13.震旦系灯影组；14.震旦系陡山沱组；15.震旦系耀岭河群；16.地层界线；17.地层不整合界线；18.断层；19.金矿体；20.矿体编号

夏家店金矿Ⅰ-1号金矿体产于F4断裂破碎带中、下部，为矿床的主矿体之一，控制矿体长50～190 m，厚0.83～16.57 m，倾斜大于1 000 m，平均厚7.23 m，金平均品位4.29×10-6，矿化为碳酸岩化、硅化碎裂岩、角砾岩、断层泥。矿石样品分析结果统计表明，从矿体地表浅部(高程1 065 m)到深部(高程905 m)金品位和厚度呈低-高-低变化，沿走向金品位和厚度也具有类似规律。

矿石矿物主要有黄铁矿、白铁矿、褐铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿、闪锌矿、毒砂、方铅矿、自然金；脉石矿物有石英、白云母、绢云母、高岭石、方解石、磷灰石、萤石、重晶石、金红石等。金赋存形式以裂隙金为主，粒间金次之，包裹金较少。金以细粒金为主(0.04～0.01 mm)，显微金次之。矿石结构为它形粒状结构、半隐晶质-晶质结构、碎裂结构、碎斑-碎粒结构等，矿石构造有角砾状构造、变余纹层状构造、糜棱状构造、脉状构造、星散状构造等。矿石类型有角砾岩型、碎裂岩型、碎斑岩型、碎裂碳硅质板岩型4类。

从夏家店金矿采集样品10件，其中K1-K5采自矿石、K6-K10采自围岩。样品测试分析由核工业北京地质研究院完成。研究结果(表1)表明，矿石REE总量23.89×10-6～94.23×10-6，平均为54.14×10-6；近矿围岩REE总量26.25×10-6～63.90×10-6，平均为31.48×10-6。

微量和稀土元素含量分析结果表明，矿床矿石和围岩的(La/Yb)N均大于1；ΣCe/ΣY比值均大于3，且多在4以上；稀土元素球粒陨石标准化配分模式呈“V”型右倾斜模式，显示矿石及近矿围岩富集轻稀土(表1、图4)。围岩的(La/Yb)N为3.55～10.79，矿石的(La/Yb)N为5.07～10.88，说明蚀变矿石稀土元素继承了围岩地层的特征，矿石与围岩稀土元素配分曲线基本一致，反映部分成矿物质可能源于围岩地层。多数样品δEu值在0.63～0.90之间，均小于1，反映出区内岩石以中等 Eu负异常为特征，矿石和围岩的δEu平均值接近，分别为 0.74和0.79，介于地壳值(0.60)和上地幔值(0.79)之间，更接近上地幔值，表明成矿物质有深源物质的加入。围岩、蚀变围岩、矿石微量元素含量分析表明，寒武系水沟口组的黑色含碳硅质板岩、硅质板岩与金矿石配分模式相似[26，37，40，51]，说明围岩为丰富的矿源层，是金的主要提供者。

图4 夏家店金矿床岩、矿石稀土元素球粒陨石标准化配分模式(a)和微量元素原始地幔标准化蛛网图(b)(球粒陨石、原始地幔标准化数据引自Sun和McDonough[65])Fig.4 Chondrite-normalized REE distribution patterns (a)and primitive mantle-normalized multielement spider diagram (b)of rocks and ores from the Xiajiadian gold deposit data (normalizing values from Sun and McDonough[65])K1.EW向片理化矿石；K2.NNE硫化物型矿石；K3.EW向片理化矿石；K4.NNE向含硫化物方解石脉体；K5.NNE向K4-3金矿体之矿石；K6.西岔河组复成分砾岩；K7.西岔河组砾屑白云岩；K8.西岔河组复成分砾岩；K9.西岔河组复成分砾岩；K10.斜长角闪岩

表1 夏家店金矿床样品微量和稀土元素分析结果(10-6)Table 1 Rare earth elements and trace elements contents of samples from the Xiajiadian gold deposit(10-6)

根据前期研究结果(未发表数据)，夏家店流体包裹体氢氧同位素分析表明，成矿流体中δD=-67.6 ‰～-80.7‰，δ18O=-7.8‰～14‰，说明成矿热液主要来自大气水，其次为地下热卤水。该矿床方解石的δ13C=-4.3‰～-1.2‰，δ18O=16.1‰～20.1‰，反映其成矿流体为大气水、地层水与深部热液的混合物，碳来自深部热液。

夏家店金矿石及围岩铅同位素分析表明，206Pb/204Pb=18.09～18.75，207Pb/204Pb=15.55～15.61，反映成矿作用与造山运动关系密切，指示成矿过程中铅可能来自深源物质。

矿石中石英包裹体均一温度为152～336 ℃，主要集中于199～300 ℃，平均230 ℃，方解石包裹体均一温度为131～273 ℃。全矿区矿物包裹体测温结果显示，成矿温度有两个峰值：其一为240～360 ℃，集中于240～280 ℃；其二为120～240 ℃，集中于180～220 ℃，后者代表了主成矿阶段温度，表明成矿具多阶段性[66]。

根据夏家店金矿床Ⅰ-3号金矿体萤石和Ⅰ-2、K4-1号金矿体方解石矿物的Sm-Nd 同位素分析结果(未发表数据)，Sm-Nd 等时线年龄计算采用国际通用的Ludwig 1998年研制的ISOPLOT计算程序，样品147Sm/144Nd 比值误差采用2%，143Sm/144Nd误差采用0.05%。计算获得的Sm-Nd 等时线年龄为(139.64 ± 0.98)Ma[40]，代表了金矿形成的上限年龄，是燕山期岩浆热液作用的反映。

区域金(钒)矿的主要成矿岩石建造是寒武系水沟口组以硅质岩为主的黑色岩系，其金含量远高于背景值，是金矿的良好矿源层，其塑性特征可形成构造虚脱空间，有利于成矿热液的沉淀，加之具有较好的渗透性、还原性和吸附性，有利于含矿热液富集。

综上所述，夏家店金矿床成矿流体为非单一流体来源，具混合的大气水和岩浆水特征。矿石中硫化物铅同位素分析表明，部分成矿物质可能来自深源，由深部岩浆流体沿着区域性断裂上升携带，并就位于区域断裂的次级断裂中参与成矿。因此，认为夏家店金矿床成因类型属中低温热液型，工业类型为微细浸染型。

3.1.2 池沟铜(钼)矿

矿区出露地层主要为中泥盆统池沟组浅变质细碎屑岩-碳酸盐岩，走向近东西(图5)。区内断裂构造发育，其中北西西向F1 断裂和近东西向F2 断裂为区内主要控岩、控矿断裂，控制着矿化蚀变带及斑岩体群的带状展布，北东向断裂控制斑岩体形态。矿区地表共发现7 个出露面积较小的岩体，多呈不规则形岩株、岩脉状产出，构成北东向串珠状分布的小岩体群(图5)，岩体自南向北总体表现出由酸性-中酸性演化趋势，形成受NWW向断裂与池沟正断层(包括NE向次级断裂)交汇部位控制，岩体与泥盆系池沟组地层呈侵入或断层接触。

图5 池沟铜钼矿床地质-化探综合异常图Fig.5 Geological and geochemical prospecting integrated anomalies sketch map of the Chigou Cu-Mo deposit1.第四系；2.钙质粉砂质板岩夹泥质大理岩；3.条带状粉砂质板岩、黑云母-透辉石石英角岩；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；11.断裂；12.见钼矿钻孔；13.见铜矿钻孔；14.铜土壤异常；15.金土壤异常；16.银土壤异常；17.钼土壤异常；18.铜钼金综合异常

池沟矿区岩体及围岩蚀变较强，蚀变类型主要为角岩化、钾硅酸盐化(钾长石+黑云母)、绢英岩化(石英+绢云母+白云母+金红石)、青磐岩化(绿帘石+绿泥石+透辉石+阳起石+透闪石+碳酸盐±黄铁矿)等，其次为高岭石化、矽卡岩化(透辉石+绿帘石+石榴石+阳起石+方柱石)。其中，角岩化、钾硅酸盐化、绢英岩化、高岭石化及青磐岩化主要呈面状分布于岩体内或外接触带附近，与斑岩型铜、钼矿化关系密切，矽卡岩化多沿碳酸盐岩层呈条带状分布，主要位于矿区北侧，大面积角岩化基本以岩体为中心向外发育，有岩体的地方均发生明显的蚀变作用。

池沟矿区Cu-Mo-Au多金属矿化产出与燕山晚期小斑岩体群在时间、空间及成因上密切相关。根据成矿作用、矿化特征、含矿建造可进一步分为斑岩型铜矿、斑岩型钼矿、矽卡岩型铜矿、构造蚀变岩型金矿4种类型。各类型矿(化)体特征如下：

(1)斑岩型铜矿位于池沟北东向小岩体群西侧，赋存于池沟Ⅲ、Ⅳ号石英闪长岩体分支及其角岩带中，按0.1%铜边界品位圈出两条隐伏铜矿体。其中，Cu1矿体由3个钻孔控制，沿走向长度大于150 m，单工程见矿厚度37.21～38.86 m。矿体呈透镜状，倾向NNW—NNE，倾角70°；Cu2矿体由5个钻孔控制，沿走向长度大于350 m，单工程见矿厚度36.40～265.18 m，矿体呈大透镜状、似板状，倾向NNW—NNE，倾角65°。两条矿体局部均伴生有少量钼矿化，与黄铜矿在矿石中呈细脉浸染状分布。岩体及接触带钾化、硅化、绿帘石化等蚀变强烈，铜、钼矿化主要与硅化、钾化密切相关。矿石矿物主要为黄铁矿、黄铜矿、辉钼矿、磁铁矿、褐铁矿等，脉石矿物主要为石英、黑云母、透辉石、绿泥石、绿帘石、绢云母、萤石等。矿石结构有交代溶蚀结构、交代残余结构、细脉充填交代结构、网脉状充填交代结构、交代包含结构、格状固溶体分离结构、交代自形晶结构、揉皱结构等，矿石构造主要为浸染状构造和细脉浸染状构造，其次为角砾状构造和胶状构造。

(2)斑岩型钼矿位于池沟Ⅰ号岩体北侧、池沟口地段，赋存于黑云二长花岗斑岩体内及旁侧黑云母角岩或角岩化砂岩裂隙中，呈隐伏矿体产出，长约700 m，按0.03%钼边界品位在钻孔中圈出12～36个单矿体，单矿体厚度0.44～4.94 m，间距10～40 m。矿体倾向北北西—北北东，倾角10°～20°。目前所见矿体分布稀散，尚不成型。矿石成分、结构、构造与斑岩型铜矿基本一致。

(3)矽卡岩型铜矿位于池沟中部付桑沟一带，见3条含铜矽卡岩带，长50～580 m，宽0.9～2.2 m，大体顺层产出，倾向NWW—NEE，倾角76°～82°，带中岩石碎裂化、片理化较强，蚀变表现为矽卡岩化、褐铁矿化、孔雀石化等，断续赋存有多个小规模铜矿体。与斑岩型铜钼矿石相比，矿石中磁铁矿、磁黄铁矿含量明显增高，脉石矿物主要为石英、透辉石、透闪石、阳起石、绿帘石、绿泥石等。

(4)构造蚀变岩型金(银)矿位于池沟岩体群和铜、钼矿化体外围，即池沟北东向斑岩体群北东端白沙沟地段和池沟东南外围刘家台地段。白沙沟地段金(银)矿化产于岩体围岩透辉石角岩中，受F14等构造控制，目前发现5条金矿体，按走向分为北西和北东向两组，单金矿体长数十米至170 m，宽10 cm至3.4 m，局部地段小裂隙中见银、铜矿化。矿石矿物以磁铁矿、黄铁矿为主，脉石矿物主要有石英、方解石、绢云母等。矿石为细粒结构、细脉浸染状结构，碎裂状、块状、角砾状构造。

稀土元素总量REE=102.55×10-6～196.2×10-6，LREE/HREE=11.13～17.08，(La/Yb)N=12.99～25.79，δEu=0.77～0.88，δCe=0.84～0.90[31]。稀土元素球粒陨石标准化配分模式呈现出轻重稀土元素强烈分馏、轻稀土元素富集的特点，具有弱的铕、铈负异常(图6(a))；微量元素原始地幔标准化蛛网图具有K、Rb、Th、Ba 富集，Ta、Nb、Ce 基本持平，Zr、Hf、Sm、Y、Yb 亏损的特点(图6(b))。整体上稀土和微量元素地球化学特征具后碰撞花岗岩的特征。

图6 池沟铜矿床岩体稀土元素球粒陨石标准化配分模式(a)和微量元素原始地幔标准化蛛网图(b)(数据引自文献[31]，标准化数据据Sun和McDonough[65])Fig.6 Chondrite-normalized REE distribution patterns (a)and primitive mantle-normalized multielement spider diagram (b)of rocks and ores from the Chigou copper deposit(normalizing values from Sun and McDonough[65])S7201_1 .石英闪长岩；401_11.斜长花岗斑岩；101_25.二长花岗岩；SG20.石英闪长岩；CG7.石英闪长岩；1302_9.石英闪长岩；CG8.石英闪长岩；XHK1.花岗斑岩

池沟矿区Ⅰ号至Ⅵ号岩体的LA-ICP-MS锆石U-Pb 测年结果[33，60]显示，这些小岩体的U-Pb同位素年龄为148～140 Ma，形成于晚侏罗世—早白垩世；池沟铜钼矿的辉钼矿Re-Os同位素等时线年龄为(148±2)Ma(MSWD=0.1)[31]，说明斑岩体的形成与成矿近同步，指示矿床形成于晚侏罗世—早白垩世。

3.2 成矿规律

3.2.1 金矿成矿规律

夏家店金矿赋矿层位主要是寒武系水沟口组黑色岩系，该层位金元素背景值较高，为成矿奠定了物质基础，其含碳硅质岩、碳质板岩、泥质板岩具有较好的渗透性、还原性和吸附性，有利于成矿热卤水的运移、沉淀，而平行不整合于其底部的震旦系灯影组致密层状白云岩是良好的隔挡层(岩石地球化学障)，阻挡了成矿物质的下渗运移。后期构造-岩浆活动过程中携带大量含矿热液并萃取基底成矿物质形成金矿体，就位于水沟口组地层的有利空间内。因此寒武系水沟口组与震旦系灯影组平行不整合界面也是区内重要的成矿结构面。泥盆系星红铺组灰岩是王家坪低温热液型金矿的含矿岩石，金矿赋存于星红铺组下段第二、三岩性段的钙质板岩、泥质灰岩和含碳灰岩地层中，与矿化关系密切的主要蚀变有黄铁矿化、雄黄雌黄化、碳化、硅化、铁碳酸盐化。大枫沟组砂岩是龙头沟中低温热液型金矿的含矿岩石，目前发现的金矿体均赋存于此层位中。区内已发现的金矿主要受EW向断裂或EW向韧-脆性剪切带与NE向张扭性叠加构造控制。区域大断裂汇聚、弧形转弯内侧次级分支断裂发育地段和背斜构造叠加断裂部位及区域北东—南西走向、具有多期次活动特征的陡倾角断裂构造与硅化碳酸盐化的构造角砾岩分段充填部位是金矿体重要的就位空间。矿体往往呈透镜状、哑铃状、囊状等间距产出，构造叠加部位矿体厚大、品位较高。

综合研究认为，柞—山矿集区金矿床主要沿山阳—凤镇大断裂两侧及镇安—板岩镇大断裂南侧分布，受中生代构造-岩浆活动控制，矿床(点)成带成群产于东西向构造与近南北向、北北东向构造交汇部位；金矿体多赋存于秦岭造山带俯冲-造山过程中形成的褶皱及其伴生的韧-脆性剪切构造中，后期张性断裂携带的大量热液、深部存在的岩浆活动与这些构造叠加耦合，导致矿质进一步富集就位而成矿。区内金矿床类型多为中-低温热液型、远成低温热液型，成矿时代为印支期—燕山期。

3.2.2 铜(钼)矿成矿规律

池沟矿区铜(钼)矿体主要赋存于斑岩体及其与围岩接触带上，冷水沟矿区铜钼矿体赋存于斑岩体与围岩外接触带上，远离岩体，矿化减弱，矿体产状多受岩体与围岩接触面控制。色河铺矿区铜矿体常产于热液震裂岩或其与混合质隐爆角砾岩的接触部位，并具平行斜列式产出特征。穆家庄矿区主要铜矿体发育于近背斜轴部挤压片理化破碎带中，构造扩容部位常产出厚大矿体。

区内燕山期岩浆岩的铜背景值较高，斑岩-矽卡岩铜(钼)矿都与该期小侵入体的成矿作用有关。区内燕山期含矿岩体具有壳幔混源、高氧逸度等特征，表明区内燕山期岩体形成环境、岩浆源区及氧逸度方面与典型的大型、超大型斑岩、斑岩-矽卡岩型铜(钼)矿的成矿岩体具有相似的特征。成矿与成岩时代一致，说明成矿与侵入岩存在时空和成因联系，认为柞—山矿集区存在一期重要的晚侏罗世—早白垩世花岗质岩石和相关的斑岩-矽卡岩铜(钼)多金属的岩浆-成矿事件。矿集区热液改造型铜矿具有早期沉积和后期构造改造两期/二元成矿控矿特征[47，49]，海西期由于秦岭造山活动，深部含矿热液上涌形成一套富含Fe、Ag、Au、Cu、Mo的沉积建造，燕山期构造岩浆活动，进一步促使含矿物质活化、富集形成铜矿。该区斑岩型矿床表现出从斑岩型-矽卡岩型→热液型矿床过渡的特征，共同构成统一的成矿系统，如山阳园子街矿区发育矽卡岩型铜矿体，外围发现热液型金矿体。

矿集区内铜(钼)矿床分布于山阳—凤镇大断裂两侧，成矿类型以斑岩型-矽卡岩型为主，构造热液改造型、隐爆角砾岩型次之。斑岩型-矽卡岩型铜(钼)矿受燕山期构造-岩浆活动控制；赋存于燕山期斑岩体与围岩接触带内，远离岩体，矿化减弱，矿体产状多受岩体与围岩接触面控制，常呈似层状、透镜状产出，铜品位与裂隙发育程度有关，裂隙发育地段常形成富矿，裂隙不发育地段形成贫矿或矿化。

3.3 综合成矿模式

柞—山矿集区西部主要为与燕山期斑岩体关系密切的斑岩型-矽卡岩型铜(钼)矿，成矿地质体为燕山期岩浆岩；东部主要为中-低温热液型金矿，成矿流体为深部岩浆热液流体。如上所述，印支期—燕山期为金成矿期，燕山期为铜(钼)成矿期，结合其成矿规律、控矿因素、矿床成因和成矿时代，建立了区域综合成矿模式如图7所示。

(1)伴随秦岭造山带的演化，柞—山矿集区中泥盆世产生EW向裂陷带，形成一系列规模、方向各异的基底断裂构造，各断裂构造的差异运动导致在EW向裂陷带中形成二级和三级凹陷盆地。来自构造运动和地壳深部的热流体溶解、萃取常量与矿化元素形成含矿热卤水，含矿热卤水周期性地沿活动性断裂减压处喷流到海底水岩界面，在酸碱变化条件下发生氧化-还原反应而沉淀、堆积成矿，后期并经受构造改造作用，如桐木沟锌矿、银洞子银铅多金属矿等。

(2)矿集区金矿床主要受印支期EW向挤压剪切构造和NNE向张性断裂构造叠加部位控制。秦岭造山带印支期碰撞造山作用形成的一系列EW向挤压剪切构造为区内金矿床的形成提供有利空间，燕山期陆内造山作用形成的NNE向断裂携带大量含矿热液，在其和EW向韧-脆性剪切构造带交汇叠加部位产生急剧的减压降温作用，致使含矿物质富集沉淀，形成金矿体。寒武系水沟口组、泥盆系星红铺组与大枫沟组为金的有利赋矿层位。

(3)柞—山矿集区在晚侏罗世—早白垩世(约140 Ma)发生一期花岗质岩石和相关的铜钼多金属的构造-岩浆-热液成矿事件。即燕山期强烈的陆内造山作用使得南秦岭地区基底物质发生重熔或部分熔融，形成同熔或重熔型岩浆，沿着构造薄弱部位就位成岩成矿，形成斑岩-矽卡岩型铜钼矿床，铜矿体主要赋存于斑岩体及其周围的矽卡岩带中。

4 找矿潜力

柞—山矿集区成矿地质背景有利，成矿环境条件优越，矿化蚀变较强，广泛发育各种富矿、含矿层位或成矿结构面及成矿地质体，山阳—凤镇断裂、镇安—板岩镇断裂自东向西穿过工作区，且次级断裂发育，为本区矿质的迁移、富集提供了较好的动热条件。近年来，在系统分析矿集区内地质、化探、物探、遥感异常信息的基础上，运用总结的成矿规律、找矿标志、找矿模型及找矿技术方法组合，在所圈定的找矿靶区开展工程验证，在矿集区东部夏家店、龙头沟—王家坪、三官庙等金矿区深部及外围新增332+333+334类以上金资源/储量54.91 t，其中332+333类以上金资源量51.44 t，已备案工业矿金资源量20.8 t，评审通过金资源量30.64 t；在矿集区西部冷水沟—池沟铜钼矿区新增333+334类铜资源量11.05万t。

近期新发现了五条沟、刘家峡、甘沟—石槽沟和梁家湾4个具有寻找构造蚀变岩型金矿、黑色岩系型金钒矿和石英脉型、钠长角砾岩型金矿前景的有利地段。综合研究认为，矿集区内典型的金矿床矿体有向深部和外围延伸的趋势，找矿空间较大。通过在夏家店矿区PD1050主坑道北部140-152线之间开展坑内钻探验证工作，坑内三个钻孔新发现Ⅱ-3号盲矿体。钻孔控制矿体长度约300 m，单工程平均品位1.08×10-6～5.67×10-6，矿体真厚度1.76～20.11 m。同时经进一步分析，坑内再施工了ZK15601、ZK15602两个深孔，又新发现受F5断裂控制的Ⅱ-4号金矿体，矿体形态简单，呈似板状产出，走向100°～110°，倾向10°～20°，倾角55°；矿体真厚度5.12～5.77 m，平均厚度5.45 m，Au品位一般为0.54×10-6～2.76×10-6，平均品位1.98×10-6。揭示深部金矿体具有尖灭再现的特征，分析该矿体为夏家店矿区Ⅱ金矿化蚀变带下另一个找矿空间的头部，显示夏家店地区深部找矿潜力巨大。穆家庄铜矿床、大西沟菱铁矿床、银洞子银-铅多金属矿床、桐木沟锌矿床等分布于矿集区三级断裂附近，磁异常和热变质发育，推测这些矿床深部存在隐伏侵入岩，而在三级断裂附近相继发现了寨子沟中型金矿，说明东西向三级断裂附近及深部找矿空间大；在下官坊铜矿外围刘家山地区通过化探异常查证和矿点检查，圈定一条铜、金、银矿化蚀变带，长约450 m，宽1.0～13.5 m，矿化蚀变受石英砂岩与砂岩界面处的断裂构造控制。另外，矿集区内一批具有找矿意义的化探异常尚未查证，北部围绕燕山期斑岩体寻找斑岩-矽卡岩型铜钼矿床仍有找矿潜力，区内重点铜(钼)矿浅表虽然多，是低品位矿化，但矿化蚀变范围大，遥感、物探异常显示深部存在隐伏岩体，深部赋存高品位、厚大矿体可能性较大。根据控矿构造、含矿建造、1:2.5万化探异常、矿(化)点等综合因素确定成矿预测可靠系数，按照预测资源潜力=各异常面积之和×预测深度×单位体积金属量(含矿率)×可靠系数，单位体积金属量(含矿率)=矿床资源量/(异常面积×矿体平均深度)公式计算，综合预测该矿集区1 000 m以浅潜在金资源量大于200 t，潜在铜资源量60万t，潜在钼资源量10万t。

5 找矿方向及其远景区预测

5.1 找矿标志

5.1.1 金矿找矿标志

寒武系水沟口组黑色岩系、泥盆系星红铺组与大枫沟组为有利的成矿岩石建造，其中的含碳硅质板岩、碳质板岩、泥质板岩、钙质板岩、泥质灰岩、含碳灰岩和砂岩及一些断裂面附近多形成的似角砾状结构构造岩是找矿的有利岩性组合标志。

区域大断裂旁侧分支断裂发育、构造交汇、构造转折端、构造虚脱部位、构造角砾充填、沿断裂构造发生较强的构造热蚀变、红褐色-黑褐色的断裂面是找金的构造标志。

硅化、黄铁矿化、碳酸盐化、褐铁矿化与金矿化关系密切，为直接蚀变标志。沿断裂构造发育较强的硅化、褐铁矿化及铁碳酸盐化蚀变是本区有利的找矿标志，特别是褐铁矿化蚀变，往往风化后呈深红褐色粉末状，极易识别。

圈定的次生晕异常是本区找金的重要化探标志。对一些面积较小的弱次生晕异常，尤应重视，区内在部分弱异常部位发现并圈定了金矿(化)体。Au、Ag、As 次生晕异常发育，浓集中心明显，对金矿(化)体的指示明显，具Au、Ag、As、Sb、Hg、Bi、Cu、Pb、Zn 多元素次生晕组合异常，尤其是Au、As、Hg组合异常，为直接找矿标志。

区内航磁异常梯度带、局部重力高异常、低阻高极化率等物探异常为间接找矿标志。这些异常一般能指示隐伏岩体、构造面或岩性接触面，可以引导找矿。

5.1.2 铜(钼)矿找矿标志

区内分布的中酸性小岩体和断裂构造及其片理化带是寻找铜矿的地质标志，岩体边部及其与围岩的接触带是矿化富集的有利部位。裂隙发育，出现面状钾化、硅化、角岩化、绢云母化、云英岩化等蚀变，地表具有黄铁矿化、黄铜矿化、褐铁矿化、孔雀石化是指示铜矿的直接标志。

Cu、Mo、Au、Ag、Hg等次生晕异常可缩小找矿范围，原生晕异常能够进一步指示铜钼矿化体的具体位置。中酸性斑岩体中Cu、Mo等矿化元素的丰度是判断其是否能够成矿的基本标志。

区内局部重力高异常、与地面高磁异常叠加的高电阻率异常可能反映隐伏岩体，重力梯度带反映断裂构造走向；在岩体的外接触带或围岩中出现ΔZ异常达+100γ以上，说明其下有岩体的隐伏部位或隐伏岩体，同时低阻高极化率激电异常、自电异常可能指示隐伏矿体发育部位。

5.2 找矿远景区预测

在系统总结区内地物化遥资料和新获得各种数据的基础上，通过对重点地区进行成矿地质背景、成矿规律、找矿信息分析，在柞—山矿集区内圈定成矿远景区5处，为进一步找矿工作部署提供了科学依据。本文主要对金钒成矿远景区(王家坪—夏家店)和铜(钼)成矿远景区(双元沟—池沟和冷水沟—南沟)进行分析预测,该3处矿集区预测的总资源量为铜25万t、钼5万t、金55 t。

5.2.1 王家坪—夏家店金(钒)成矿远景区

该区位于柞—山矿集区东部，凤镇—山阳大断裂近南侧，镇安—板岩断裂北侧。区内主要出露震旦系、寒武系、奥陶系、泥盆系。区域构造带主要呈近东西向带状展布，逆冲推覆及剪切作用形成多个大型褶皱构造和近东西向为主的断裂构造。侵入岩未见出露。

区域东西向布格重力异常梯级带与山—凤断裂和镇—板断裂基本吻合，表明两断裂切割较深，对成矿物质的动热来源十分有利。1∶5万分散流地球化学异常成群、成带分布，北带以Au、As异常为主，西部为Au-As或As-Cu异常组合，东部则为单金异常或Au-Cu组合；中带以Au-Ag-V组合为主；南带则为Au-Ag-V-As-Ba组合异常，指示本区金的找矿潜力大。

区内矿产主要有金和钒，已发现有夏家店金(钒)矿、龙头沟金矿、刘家峡金矿、苏岭沟金矿等中低温热液型金矿；王家坪金矿等低温热液型金矿；沉积型中村钒矿等。还有五色沟、柳树凹、桐树沟、五条沟等金矿点(图8)。其中五条沟—老沟地段位于龙头沟金矿床的西延，1:1万正规网次生晕异常较好，浓集中心Au异常含量高，异常成群出现。在老沟圈定了Ⅰ号含金矿化蚀变带，长400 m，度10～20 cm，部分地段金品位1.14×10-6～1.42×10-6。在五条沟脑地表圈定了Ⅳ-1号金矿(化)体，长230余米，宽0.5～5.0 m，金品位1.14×10-6～2.43×10-6。深部钻探验证见金矿化体，在其东西两端延伸部位还有金次生晕异常、原生晕异常、金矿化蚀变带发育，具有较大的找矿潜力。另外，攻深找盲方面，在夏家店金矿床深部600 m以下新发现第二个矿化富集部位，表明已知矿床的深部及外围找矿前景广阔。预测该区有望形成大型-超大型金矿床，金资源潜力大于50 t。

图8 王家坪—夏家店地区地质矿产略图Fig.8 Geological and mineral map of the Wangjiaping-Xiajiadian area1.第四系；2.上白垩统—古近系；3.池沟组；4.牛耳川组；5.星红铺组；6.古道岭组岩；7.大枫沟组；8.冷水河组；9.公馆组；10.西岔河组；11.九里坪组；12.铁船山组；13.袁家沟组；14.志留系；15.龙家河组；16.白龙洞组；17.石瓮子组；18.岳家坪组；19.水沟口组；20.灯影组；21.陡山沱组；22.新元古代岩浆岩；23.金矿；24.铜矿；25.铁矿；26.银多金属矿；27.钒矿

5.2.2 双元沟—池沟铜(钼)金成矿远景区

该区位于柞—山矿集区中部、凤镇—山阳大断裂近北侧。出露地层为中泥盆统池沟组，为一套浅变质的细碎屑岩-碳酸盐岩建造。区内地表出露多个燕山期中酸性斑岩体，规模仅0.007～0.120 km2，岩体形态呈近东西向的椭圆状或呈不规则的岩滴状，空间上总体呈一北倾或西倾的陡立岩株、岩枝。与围岩呈锯齿状侵入或断层接触关系。斑岩体属Ⅰ型花岗岩类，具深源浅成、被动侵位的特征，剥蚀较浅。与岩浆活动有关的角岩化、钾硅酸盐化、绢英岩化、青磐岩化、高岭土化、矽卡岩化等蚀变广泛发育，其中角岩化、钾硅酸盐化、绢英岩化、高岭土化及青磐岩化围绕主岩体呈似环带状分布，主要出现在岩体边部或近外围地层中。区内已发现池沟斑岩型铜钼矿、付桑沟矽卡岩型铜矿等，矿体与岩体空间关系密切，均为燕山期成岩成矿。矿石中金属矿物主要呈细脉浸染状分布。在池沟斑岩体群北东端发现白沙沟金矿点，反映本区存在斑岩型铜钼金成矿系统。近年来，区内在庙梁岩体附近首次发现爆破角砾岩型金矿床，规模达中型，双元沟、池沟、土地沟、袁家沟的爆破角砾岩系统也具有寻找该类金矿的前景。

地球化学测量表明，本区属富As(Cu)地球化学区，存在以Cu、Mo、Au为主的3个分散流异常和33个以Cu、Mo、Au、Ag、Pb、Zn、As、Bi、Hg、Sb等元素组合的次生晕异常。异常规模大、强度高，围绕主岩体具有一定的分带性，并与已知铜、钼、金矿化位置对应。区内发现的池-π1、白-π1、M2等8个视电阻率异常以及CSAMT中、低阻异常与地表化探次生晕异常分布范围也大体一致，部分异常经钻探验证已发现铜钼矿(化)体，说明示矿异常众多。

本区具备寻找斑岩型铜钼矿、矽卡岩型铜矿、构造蚀变岩型金矿的良好成矿地质条件，蚀变矿化明显，找矿前景较广阔。初步预测该区资源潜力铜10万t、钼2万t、金2 t。

5.2.3 冷水沟—南沟铜(钼)成矿远景区

该区位于柞—山矿集区中部、凤镇—山阳大断裂南北两侧，为基底隆起和多期次构造岩浆强烈活动地区，构造位置十分特殊。断裂两侧出露燕山期中-酸性复式小岩体，含矿岩系为石英闪长岩-花岗闪长斑岩-二长花岗斑岩组合，或斜长花岗岩-花岗闪长斑岩-花岗斑岩组合，属形成于秦岭造山带燕山期陆内碰撞隆起带内的深源钙碱性花岗岩系。岩体以斑岩型铜矿化为主。区内已发现冷水沟斑岩型-矽卡岩型-构造蚀变型铜金钼矿点、双元沟隐爆角砾岩-斑岩型铜金矿点、土地沟斑岩型铜金矿点和色河铺角砾岩型铜矿点多个。铜矿化点发育有矽卡岩化、绢英岩化、钾化、高岭土化、角岩化、硅化等围岩蚀变，且具一定的空间分带性。自斑岩体向外，蚀变类型依次为钾化-绢英岩化-矽卡岩化-角砾岩化，与典型的斑岩铜(钼)矿床围岩蚀变分带特征相似，显示斑岩成矿热液体系的演化规律和较好的找矿远景。

区内化探异常元素组合具有良好的空间分带性，从中酸性小岩体中心向外元素组合为Cu、Mo→Ag、Au、Pb、Zn、As，显示由中高温向中低温过渡的地球化学特征。物探高磁、激电异常规模大、中心明显、套合性好，位置与化探次生晕异常、矿化体相对应。这些均指示区内具有良好的找矿潜力。

目前，区内的双龙寨矽卡岩银铜矿化带、孔雀垭斑岩型铜矿化带、洋芋沟—洞子沟斑岩型铜矿化带、银洞垭矽卡岩铜钼矿化带、南沟—徐家湾金矿化带已控制十余条铜金矿体，显示本区具有寻找斑岩型铜矿、矽卡岩银铜矿和构造蚀变岩金矿的较大潜力。初步预测本区资源潜力铜15万t、钼3万t、金3 t。

6 结 论

(1)柞—山矿集区断裂构造发育，区域性近东西向断裂及其次级北北东向断裂是控岩控矿断裂。区内金矿主要受EW向断裂或EW向韧-脆性剪切带与NE向张扭性叠加构造控制，寒武系水沟口组、泥盆系星红铺组与大枫沟组是金的赋矿地层。山阳—凤镇和镇安—板岩区域大断裂汇聚处、弧形转弯内侧次级分支断裂发育地段和背斜构造叠加断裂部位以及区域北东—南西走向、具有多期次活动特征的陡倾角断裂构造与硅化碳酸盐化的构造角砾岩分段充填部位是金矿体重要的就位空间。金矿体呈近东西向大致等间距展布，单个矿体在延伸方向呈透镜状、哑铃状、囊状等，具尖灭再现特征。构造叠加部位矿体厚大、品位较高。区内金矿床类型多为中-低温热液型、远成低温热液型，成矿时代为印支期—燕山期。夏家店等已知金矿床深部及外围、区域断裂旁侧次级近EW 向与NNE 向断裂交汇部位、构造转折端、构造虚脱部位等是寻找金矿的有利靶区。

(2)矿集区内铜矿分布于山阳—凤镇大断裂两侧，成矿类型以斑岩型-矽卡岩型为主，构造热液改造型、隐爆角砾岩型次之。斑岩型-矽卡岩型铜(钼)矿受燕山期构造-岩浆活动控制，赋存于燕山期斑岩体与围岩接触带内，远离岩体，矿化减弱；矿体产状多受岩体与围岩接触面控制，呈似层状、透镜状产出；铜品位与裂隙发育程度有关，裂隙发育地段常形成富矿。燕山期中酸性小岩体及其与围岩的接触部位、东西向三级断裂带附近是寻找铜(钼)矿的首选靶区。

(3)在系统总结地质、物探、化探、遥感资料和新获得的各种数据的基础上，采用所建立的区域成矿模式，通过对重点地区进行成矿地质背景、成矿规律、找矿信息综合分析，在柞—山矿集区内圈定王家坪—夏家店金(钒)成矿远景区、双元沟—池沟铜(钼)金成矿远景区和冷水沟—南沟铜(钼)成矿远景区等，为进一步找矿工作部署提供科学依据。预测该矿集区潜在金资源量大于200 t，潜在铜资源量为60万t，潜在钼资源量为10万t。