南秦嶺池溝地區地物化特征及其找礦意義

, , ,

(西北有色地質勘查局七一三總隊，陜西商洛726000)

南秦嶺池溝地區地物化特征及其找礦意義

鄭忠林,劉凱,任濤,張西社

(西北有色地質勘查局七一三總隊，陜西商洛726000)

池溝斑巖型銅鉬礦(化)體產于燕山期中酸性巖體內外接觸帶中，成巖與成礦年齡一致。區內物化探異常及礦化均圍繞斑巖體呈(環)帶狀分布，構成斑巖型-矽卡巖型銅鉬礦成礦系列。近年來，池溝地區采用高磁掃面+CSAMT(可控源音頻大地電磁法)+鉆探等組合方法，顯示物化探異常特征與池溝出露巖體相吻合，經鉆探，在池溝斑巖體接觸帶深部發現了厚大低品位銅鉬礦體。在總結礦區地質特征的基礎上，以區內物化探異常特征為依據，認為地表物化探異常與深部礦體位置形態有對應性關系，找礦潛力巨大，具有尋找斑巖型銅礦床的有利條件。

秦嶺造山帶；斑巖型銅礦；物化探異常；礦體特征；找礦意義；池溝地區；陜西山陽

0 引 言

秦嶺造山帶是華北板塊和揚子板塊相互碰撞的結果，兩大板塊的張裂-擠壓-碰撞作用形成了一系列近東西向的深大斷裂和諸多花崗質巖體，同時帶來大量成礦物質，為Cu、Mo、Au、Pb、Zn等礦物富集提供了熱源和物質基礎。柞(水)—山(陽)成礦帶以早泥盆系地層銅銀鉛鋅為主，成礦與中酸性斑巖體密切相關(張本仁等，1989)。池溝地區發育近東西向的斷裂和呈串珠狀展布的中酸性小斑巖體，圍繞斑巖體(群) 依次為Mo(Cu)→Cu(Mo)→Au(Ag)礦化，礦化的分帶性與巖體的巖性、圍巖蝕變和成礦元素地球化學分帶性完全一致。近年采用高磁掃面+CSAMT+鉆探等組合方法，發現物化探異常特征與池溝出露巖體對應性很好，深部鉆探出厚大低品位銅鉬礦體，礦化呈細脈浸染狀分布，圍巖蝕變規模較大，顯示了良好的找礦前景。

池溝地區位于陜西省山陽縣城西約25 km處，面積14.3 km2。20世紀70年代開展的柞(水)—山(陽)地區1∶5萬分散流掃面，發現了小-1、小-2、小-3以Cu、Pb、Zn為主等分散流異常，為普查找礦縮小了靶區。隨后進行的1∶2.5萬土壤地球化學測量，圈定了33個以Cu、Au、Ag、Mo、Pb等元素組合的次生暈異常。2006年以來，開展了系統的地物化綜合找礦工作，重點對池溝斑巖體(群)進行了深部鉆探驗證，為該區尋找斑巖型銅礦床奠定了基礎。

1 區域地質背景

研究區位于南秦嶺禮縣—柞水華力西褶皺帶東段南緣，北距華北板塊與揚子板塊的縫合線——商丹大斷裂僅20 km左右，南側緊靠具有多期活動性的風鎮—山陽深大斷裂。具有非常有利的成礦區域構造背景。區域出露的地層主要為中、上泥盆統的牛耳川組(D2n)、池溝組(D2c)、青石埡組(D2q)、下東溝組(D3xd)、桐峪寺組(D3t)及下石炭統二峪河組(C1e)，巖性為一套淺變質海相細碎屑巖-碳酸鹽巖。

柞(水)—山(陽)地區巖漿活動頻繁，以印支期和燕山期的酸性、中酸性巖漿活動最為強烈，分布最為廣泛。沿鳳鎮—山陽大斷裂兩側分布有中-酸性斑巖體，斷裂南側分布有冷水溝雜巖體和板板山酸性花崗巖體(519，412 Ma)(盧欣祥等，2001)，北側分布雙元溝—土地溝—池溝—白沙溝等燕山期小斑巖體群，呈串珠狀分布[(148±1) ～(140±1) Ma](謝桂青，2011)(圖1)。

圖1 池溝地區區域地質圖1-第三系；2-上石炭統武王溝組粉砂質板巖夾粉砂巖；3-中石炭統鐵廠鋪組含炭質粉砂質板巖；4-下石炭統介河組灰巖夾鈣質板巖；5-下石炭統二峪河組千枚巖夾灰巖；6-上泥盆統桐峪寺組變質細粒石英砂巖；7-中泥盆統下東溝組板巖、粉砂巖；8-中泥盆統青石婭組絹石母板巖；9-中泥盆統池溝組粉砂質板巖；10-中泥盆統牛耳川組粉砂巖；11-寒武—奧陶系；12-志留系；13-印支期細粒斑狀花崗巖；14-印支期黑云母花崗巖、角閃黑云花崗巖；15-花崗閃長巖；16-花崗斑巖；17-閃長玢巖；18-角度不整合；19-地層產狀；20-斷層；21-深大斷裂；22-礦床及礦點

2 礦區成礦地質

2.1 地層含礦性

工作區出露地層為上泥盆統—石炭統一套淺變質海相碎屑巖-碳酸鹽巖，從上到下依次為青石埡組(D2q)、池溝組(D2c)、牛耳川組(D2n)。根據張本仁等(1989)對泥盆統地層中多個樣品采樣分析，發現各組成礦元素Cu、Ag、Pb、Zn等的平均含量遠高于地殼豐度值。地層成礦物質Cu、Mo主要由深部巖漿攜帶至地表淺層，而Au、Pb、Zn等大部分來自中、上泥盆統地層圍巖中。

2.2 控礦構造

工作區褶皺、斷裂構造發育。褶皺屬紅巖寺—黑山街復式向斜構造南翼，總體為單斜構造；斷裂以近東西向為主，其次有北北東向、北東向。其中F1、F2斷裂為主要控巖控礦斷裂，控制著礦化蝕變帶及斑巖體群的帶狀展布，北東向斷裂則控制斑巖體的形態。近東西向與北東向基底構造相交形成貫通式導礦構造，直接控制了攜礦侵入巖體、成礦熱液的貫入，是燕山期中酸性小巖體侵入的最佳構造體，為研究區成礦提供了有利的構造空間。

2.3 巖漿巖

池溝侵入巖以二長花崗(斑)巖、石英閃長玢巖為主，巖體(群)呈串珠狀近南北向展布，由南向北共出露7個小巖體(Ⅰ—Ⅶ)，表現出由酸性—中酸性的演化趨勢。巖體群受北西西向斷層與池溝正斷層(包括北東向次級斷裂)交匯部位控制，巖體均侵位于泥盆系池溝組地層中，與其呈侵入或斷層接觸關系。池溝巖體的地球化學特征表明為高鉀鈣堿性系列，為Ⅰ型花崗巖，巖性類型為二長花崗斑巖和似斑狀石英閃長巖，與已知斑巖型銅鉬礦床的成礦巖體巖性類型(Misra,2000)一致。采用LA-ICP-MS測年方法對池溝小巖體進行了年齡測試，結果表明池溝小巖體與袁家溝、小河口巖體同期形成于140～148 Ma，礦石輝鉬礦Re-Os年齡為148 Ma(任濤等，2009)，證明成礦與侵入巖存在著時空和成因聯系。

2.4 礦化與蝕變

池溝巖體及圍巖蝕變較強，主要蝕變類型有角巖化、鉀硅酸鹽化、絹英巖化、青磐巖化。池溝巖體鉀化和絹英巖化蝕變主要發育于Ⅰ、Ⅲ號巖體；圍巖蝕變具有較好的空間分帶性，自斑巖體向外蝕變類型由鉀化→絹英巖化→青磐巖化。這種蝕變特征類似驅龍超大型斑巖銅鉬礦床，60%以上的銅與鉀硅酸鹽化蝕變有關(楊志明等，2008)。礦化形式以細脈浸染型和星散狀為主，巖體外接觸帶發育矽卡巖化和角巖化，與黃鐵礦、黃銅礦、輝鉬礦等礦化關系密切。其中鉆孔ZK1301和ZK1302控制到了Ⅳ號石英閃長巖體的上部巖枝，礦化形成于巖枝及其附近圍巖，黃銅礦呈細脈浸染狀分布，銅礦體最大斜厚132.27 m，銅平均品位0.21%；鉆孔ZK902控制了Ⅲ號石英閃長斑巖，黃銅礦以細脈狀沿裂隙分布，銅礦化圍繞巖枝及其接觸帶圍巖分布。

3 物化探異常特征

3.1 土壤地球化學異常

圖2 池溝地區地物化綜合圖1-第四系沉積物；2-中泥盆統池溝組上巖性段第一層鈣質粉砂質板巖；3-中泥盆統池溝組中巖性段第四層條帶狀粉砂質板巖；4-中泥盆統池溝組中巖性段第二層條帶狀透輝石角巖夾黑石母角巖；5-中泥盆統池溝組中巖性段第一層黑石母角巖；6-中泥盆統池溝組中巖性段第一層角巖化粉砂質板巖夾石英砂巖、粉砂巖；7-石榴透輝石矽卡巖；8-黑云母二長花崗巖；9-石英閃長巖；10-石英閃長玢巖；11-銅礦化體及編號；12-銅礦體及編號；13-斷層及編號；14-見礦鉆孔；15-銅次生暈異常；16-鉬次生暈異常；17-視極化率異常及編號

大多數斑巖銅礦系列均顯示出斑巖巖漿侵位的多重性以及成礦作用的多旋回性特點。池溝地區土壤地化異常明顯，化學分帶從中酸性小巖體向外元素組合為Cu、Mo、Ag、Au→Pb、Zn、Au、Ag、As、Sb→As、Sb，顯示由中高溫向中低溫過渡的地球化學特征。

池溝共獲得4個銅次生暈異常(圖2)，其中Cu1規模大，長約1 600 m，寬200～400 m，呈近東西向帶狀分布，靠近Ⅰ號巖體西部濃集中心明顯，異常值500～1 700 g/t。該異常與Ⅰ號巖體或深部隱伏巖體關系密切，判斷為礦致異常，是富集成礦的有利靶位；Cu2長約1 000 m，寬60～300 m，呈近東西向帶狀分布，濃集中心靠近Ⅲ號巖體西部，異常值300～1 700 g/t。同時有Cu、Mo、Au等多元素組合異常，平面上具高—中—低溫元素的分帶性，則指示斑巖型礦化的存在。

3.2 物探激電異常

在池溝Ⅰ號巖體西南外圍存在多個物探激電異常，異常均圍繞該巖體呈環帶狀分布，顯然是對硫化物目標地質體特征的反映。池溝目前共發現4個激電異常，呈近東西向帶狀分布于巖體及內外接觸帶，尤其是巖體內外接觸帶異常最強，并有化探次生暈異常與之吻合。其中π1視極化率異常呈近東西向帶狀分布于Ⅱ和Ⅲ—Ⅳ巖體之間，視極化率最大值10.1%～18.7%，指示為硫化富集物區(表1)。

池溝地表巖體(中細粒石英閃長巖)充電率高于圍巖(透輝石角巖、黑云母角巖),深部礦化圍巖充電率高于其他地質體，礦化體電阻率遠低于其他地質體。由此可見，含礦巖體、礦化地質體的電性參數與圍巖具有明顯差異，其特征表現為低阻-高極化等電阻率特征。巖礦石磁化率也顯示地表巖體、深部礦化圍巖明顯高于圍巖和其他地質體，剩余磁化強度遠大于地表，說明磁黃鐵礦在巖石過程中形成。由此可見，含礦巖體、礦化地質體的物性參數與圍巖具有明顯差異，說明研究區具備物探工作的物性前提(表2)。

3.3 高精度磁異常

池溝礦區開展高精度磁測對池溝巖體(群)分布區進行探查(圖3)。ΔT異常分為北東向Ⅰ號異常帶和北西向Ⅱ號異常帶，Ⅰ號異常帶與地表出露的巖體群相對應，上延后合二為一，巖體深部規模大，顯示巖漿的通道特征；Ⅱ號異常強度較小，與地層走向基本一致，反映地層中磁性地質體或存在隱伏巖體。采用高精度磁測及深鉆驗證，在巖體及圍巖中發現了銅、鉬礦體，巖體周邊不同程度發育鉀化、青磐巖化、矽卡巖化，具有斑巖礦床的基體特征。

表1 池溝物探激電異常表

表2 池溝巖(礦)石物性參數

注：采用小四極法，儀器參數設置：周期16s，延時100ms

圖3 山陽縣池溝地區ΔT磁異常圖(圖例同圖2)

3.4 CSAMT應用

在池溝進行了CSAMT試驗以了解地層深部含礦位置及斷裂構造的分布情況。結果顯示，F2斷裂以南為明顯的低阻異常；F2斷裂以北出現高中低阻相互夾雜，特別是低阻異常在剖面上呈上下近垂直條帶狀(圖2)。通過已知剖面試驗，確認中低阻值的電性層代表礦化巖體，可以區分巖體與圍巖，推斷礦化有利部位。已知礦層電性層的CSAMT異常延伸部位顯示低阻、高極化率異常特點，是尋找金屬硫化物礦化富集體的有利地段。經過鉆孔ZK902、ZK1302驗證，均見到低品位銅礦(化)體,說明CSAMT方法對異常體空間定位具有優勢。其中鉆孔ZK1302在450 m高程以下出現大規模的低阻異常，推測是由深部隱伏的大范圍礦化巖體所引起，深部控制銅礦體最大斜厚132.27 m，銅平均品位0.21%，鉬品位0.03%。

4 礦體特征

4.1 礦體特征

池溝礦體產于巖體內外接觸帶中，巖體蝕變類型發育、分帶性較好，鉀化、硅化、絹云母化強烈并在空間上疊加的蝕變帶是礦體發育的最佳地帶。工程控制對池溝Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ號巖體進行了深部探索，得出礦體特征(表3)。池溝礦段1號斑巖型隱伏銅礦體，局部伴生鉬礦體,賦存于池溝礦段Ⅲ—Ⅳ號石英閃長巖枝及其角巖化圍巖中。巖體及圍巖鉀化帶、青磐巖化帶中見到銅鉬礦化體。最具代表性鉆孔ZK1302控制1號銅礦化體最大斜厚265.18 m，銅平均品位0.15%；控制鉬礦體斜厚11.9 m，鉬品位0.03%。

表3 池溝巖體礦化特征

4.2 礦石成分及特點

礦石成分中，非金屬礦物為斜長石、鉀長石、石英、角閃石、黑云母、綠泥石、透輝石等；金屬礦物為黃鐵礦、黃銅礦、少量輝鉬礦等。礦石結構以充填交代結構為主，次為固熔體分離結構。礦石構造主要為浸染狀構造和細脈浸染狀構造，其次為角礫狀構造和膠狀構造。

4.3 物化探異常與礦體對應關系

物化探異常特征與池溝巖體關系密切,顯示出良好的指示作用。池溝地面高精度磁測顯示ΔT異常與地表出露的巖體群相對應，深部巖體規模大且連為一體，圍繞斑巖體發育大面積角巖化、青磐巖化。地面次生暈掃面顯示銅異常與Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ巖體對應，為熱液沿斷裂構造形成。Cu1與Ⅰ號巖體，Cu2、Cu3-1、Cu3-2與池溝銅礦體、付桑溝銅礦體對應較好，HC-3異常與四方潭銅礦體對應較好。電法異常總體上呈近東西向帶狀分布，與化探次生暈異常分布范圍大體一致。極化率異常集中于Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ巖體附近，反映硫化物富集區，顯示埋藏深度較淺，目前已發現黃銅礦、輝鉬礦、黃鐵礦等硫化物礦化或礦體存在。CSAMT方法認為區內中低阻值的電性層代表礦化巖體，可以區分巖體與圍巖，推斷礦化有利部位。總之，池溝地區化探次生暈Cu、Mo、Au、Ag、Hg異常發育，在其各自的等值線重疊較好部位，同時有磁法和激電等物探異常，說明深部可能有盲礦體存在。

5 結 論

物化探找斑巖銅礦發揮了重要作用，具有很好的推廣價值，要重視找礦過程中地、物、化模式的應用。在化探方面，要重視斑巖銅鉬礦的表生帶次生模式，研究成礦元素遷移、分布、分配的過渡關系，以指導找礦。從地球物理找礦角度出發，要對斑巖銅鉬礦床及巖體、圍巖、蝕變礦化帶的物性參數進行系統測定。池溝地區在綜合集成、新方法應用、礦化蝕變分帶及找礦預測等方面均有所突破。

(1) 在池溝找礦勘查過程中，運用高磁掃面+CSAMT+鉆探等地質物化探綜合找礦方法，研究分析異常與礦體的對應性關系，對尋找深部或隱伏銅礦體非常有效。

(2) 礦區巖體物化探異常發育，地表化探異常規模大、濃集中心明顯，高磁異常顯示深部隱伏巖體規模較大，可為Cu元素對流循環提供足夠的熱液流體，最后形成斑巖型銅礦床。

(3) 以往工作主要對Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ號巖體進行了深部探索，發現了較厚大低品位斑巖型銅鉬礦體，所見銅礦體為細脈浸染狀，表現出較典型的斑巖型銅礦化特征，顯示出良好的斑巖型銅礦找礦前景。

陳松嶺,張亞雄,胡祥昭.1995.柞水—山陽多金屬成礦帶成礦地質條件及找礦方向[J].中國有色金屬學報,5(2):1-5.

陳連紅，張衛敏.2007.陜西省雙元溝—池溝地區斑巖型銅(鉬)成礦條件與遠景分析[J].地質與勘探，43(5):6-10.

代軍治，任濤，謝桂青,等.2012.陜西山陽縣池溝斑巖型銅(鉬)礦床地質特征及成礦潛力分析[J].礦床地質，31(增刊1)：265-266.

李澤九.1986.陜西柞水—山陽成礦帶中酸性小巖體的地球化學研究[J].地球科學：中國地質大學學報，11(4):375-379.

盧欣祥,肖慶輝,董有，等.2000.秦嶺花崗巖大地構造圖[M].西安：西安地圖出版社.

芮宗瑤，黃崇物，齊國明，等.1984.中國斑巖銅(鉬)礦床[M].北京：地質出版社.

任濤，王瑞廷，王向陽，等.2009.秦嶺造山帶柞水—山陽沉積盆地銅礦勘查思路與方法[J].地質學報,83(11):1730-1738.

王瑞廷,李劍斌,任濤,等.2008.柞水—山陽多金屬礦集區成礦條件及找礦潛力分析[J].中國地質,35(6)：1291-1298.

謝桂青.2011.陜西省柞山盆地池溝—冷水溝銅鉬礦區的成礦規律和找礦方向研究[R].北京：中國地質科學院礦產資源研究所.

楊志明，侯增謙，宋玉財，等.2008.西藏驅龍超大型斑巖銅礦床:地質、蝕變與成礦[J].礦床地質,27(3):336-344.

閆臻,王瑞廷.2012.陜西山陽—柞水礦集區斑巖銅鉬金礦深部找礦模式及勘查技術集成與示范[R].北京：中國地質科學院地質研究所.

張本仁,陳德興,李澤九，等.1989.陜西柞水—山陽成礦帶區域地球化學[M].武漢:中國地質大學出版社.

張洪濤,芮宗瑤.1991.論中國斑巖銅礦系列的地質背景[J].地質學報,65(3):250-262.

張西社,王瑞廷.2011.陜西省山陽縣池溝地區斑巖成礦特征、成礦規律及找礦預測[J].西北地質,44(2):72-79.

MISRA K C.2000.Understanding Mineral Deposits[M].London,UK:Kluwer Academic Publishing.

Geophysical and geochemical anomalies and prospecting significance of Chigou area in South Qinling Mountains

ZHENGZhong-lin,LIUKai,RENTao，ZHANGXi-she

(No. 713 Party of Northwest Geological Exploration Bureau for Nonferrous Metals, Shangluo 726000, Shaanxi, China)

Chigou copper molybdenum deposit (mineralization) bodies were occurred in the inner and outer contact zones of moderate-acid rock mass in Yanshannian, with same rock and mineralization age. In the study area, geophysical and geochemical anomalies and mineralization were distributed around the porphyritic rock mass, forming porphyry-skarn rock type copper molybdenum deposit metallogenic series. In recent years, high magnetic scanning+CSAMT+drilling combination method were applied unitedly in Chigou area, displaying identical characteristics of geophysical and geochemical anomalies in the exposed rocks. Through drilling, deep and low grade copper molybdenum bodies were found in the deep porphyry contact zone. Based on summary of the geological characteristics and geophysical and geochemical anomaly characteristics, the authors considered that the surface geophysical and geochemical anomalies and deep ore body locations were of corresponding relations, showing great potential of porphyry copper deposits, and with favorable conditions for porphyry type copper deposit.

Qinling orogenic belt; Porphyrite copper deposit; Geophysical and geochemical anomalies; Ore body characteristics; Prospecting significance; Chigou area; Shanyang, Shaanxi

10.3969/j.issn.1674-3636.2014.04.550

2014-04-24；

：2014-06-16；編輯：侯鵬飛

中國地質調查局地質礦產調查評價專項“陜西省山陽—柞水池溝—冷水溝銅礦調查”(1212011120574)

鄭忠林(1985— )，男，助理工程師，資源勘查專業，從事有色金屬礦產地質勘查工作，E-mail: 466939503@qq.com

P632；P631；P618.41

：A

：1674-3636(2014)04-0550-06