陜西廟梁金礦床地質特征、礦床成因及找礦前景分析

鄭忠林，魏小昭，胡 波

（商洛西北有色七一三總隊有限公司，陜西商洛726000）

1 區域地質概況

1.1 區域地層

礦區地處華北板塊與楊子板塊拼接消亡帶南緣的南秦嶺造山帶內，總體構造線呈北西西向，有北北東及近南北向構造疊加。其北以唐藏—商南（商—丹）大斷裂為界與北秦嶺造山帶相接，其南以鳳鎮-山陽大斷裂為界與南秦嶺印支構造帶相接。屬南秦嶺構造帶北亞帶（華里西造山帶）的中部，經歷多期次變形、變質作用及頻繁熱事件活動疊加的地質構造復雜區（圖1）。

圖1 區域構造示意圖（據《區域地質志》，1989，修改）

在此大地構造背景下，礦區又位于山柞旬泥盆系北部多金屬礦集區的中心地帶，沉積盆地底部基地巖石系由南秦嶺造山帶北部火山島弧復雜巖體（超基性-中酸性）和在地質歷史時期所形成的混合巖化巖石（丹鳳巖群、羅漢寺巖組）組成，盆地沉積堆積物質多為泥盆系劉嶺群和厚度不大的石炭系二峪河組物質沉積。劉嶺群地層其巖性為中泥盆統牛耳川組、池溝組和青石埡組及上覆上泥盆統桐峪寺組和下東溝組。沉積環境是屬于濱淺海相河口三角洲相水下沉積物質環境。北部沿商丹大斷裂產有曹坪、沙河灣復式二長花崗巖巖基，區內有大量的次級斷裂，并發育大量呈東西向成串分布的中生代酸性-中酸性小斑巖體[1]。良好的構造環境和活躍的巖漿活動，為成礦創造了極為有利的條件，也造成了礦床組合類型的復雜多樣性。區域上的賦礦圍巖主要是青石埡組和下東溝組地層，其多金屬原始豐度相對較高，普遍發育浸染狀黃鐵礦、磁黃鐵礦及其他金屬礦物組分，當各類型小巖體發生侵蝕時，所帶來的熱液蝕變、礦質交代等作用，有利于形成多金屬礦產。在區域上鐵、銅、銀、金、鉛、鋅礦產從大、中、小型到礦點沿含礦層成帶密集產出。

礦區地層屬中秦嶺地層大區，太白-柞水分區之劉嶺地層小區（圖1）。為一套既有深水又有淺水的復理式沉積巖為主的陸源碎屑巖，出露地層為泥盆系中上統，主要出露地層由老至新有泥盆系中統池溝組（D2c）、青石埡組（D2q）和泥盆系上統桐峪寺組（D3ty）。

1.2 構造及巖漿巖

本區域地層的褶皺形態為一巨大的復式向斜，即紅巖寺—黑山街復式向斜。其軸向近東西，兩翼基本對稱，軸部較開闊，西部翹起端被曹坪復式巖基吞蝕，并使接觸帶附近巖層陡立，南翼被山陽-鳳鎮大斷裂切割。廟梁礦區即位于此復式向斜的南翼（圖2）。礦區位于商丹斷裂與鳳鎮—山陽斷裂兩大斷裂之間的印支褶皺帶。區域性大斷裂對區內地層、構造、巖漿巖及礦產的分布起著重要的控制作用。

圖2 山陽縣小河口一帶成礦小巖體及蝕變帶分布略圖

沿兩大斷裂帶有新、中生界砂礫巖組成的斷陷盆地和眾多的中酸性、基性超基性巖體分布[2]。基性超基性巖漿活動形成鉻鐵礦、磁鐵礦的礦化；中酸性巖漿活動形成銅鉬礦、金礦的礦化。次一級斷裂為近東西向及北西西向（300°～310°），長數十千米，斷裂面一般向北傾，系高角度的正或逆斷層，破碎帶寬約10～100 m，見有糜棱巖、角礫巖及各種碎裂巖，有時可見到角巖化、硅化等蝕變現象。斷裂特征表現在兩壁之間的剪切作用不強烈，其破碎帶的巖塊往往大部分被碾磨成細屑或微粒，并常發生運動變質形成碎裂巖及角礫巖。斷裂角礫巖礫塊大小相差較小，大多數為中礫，在形態上主要呈棱角狀、次棱角狀，局部變得比較渾圓。在斷裂兩壁相距較寬的情況下兩壁錯動時，角礫巖帶中間部分常可發生旋轉。

區域上巖漿活動較強烈，在沿商丹（紅巖寺—上官坊）和山陽—鳳鎮兩大斷裂帶組成北、南兩個大規模的巖漿巖巖帶的基礎上還形成了介于兩個巖漿巖巖帶之間的小巖體、巖脈分布帶。

2 礦區地質特征

2.1 地 層

礦區內出露地層主要為中泥盆統青石埡組第四巖性段（D2q4）、上泥盆統桐峪寺組（D3ty）及第四系全新統（Q）。地層產狀總體為走向北西西、傾向5°～30°、傾角50°-75°的單斜層。廟梁金礦床賦存于泥盆系中統青石埡組第四段中，巖性多為粉砂質絹云板狀千枚巖、含黃鐵礦粉砂質千枚巖、綠泥絹云母千枚巖、磁黃鐵礦化綠泥絹云千枚巖、砂質板巖的斷裂構造帶和這些巖石構成的隱爆角礫巖中，即該層位既是本區礦源層又是賦礦巖層。地層巖石為淺海相至濱海相沉積物，其成分以泥質碎屑物為主，夾有泥質碳酸鹽物質，金屬礦物以黃鐵礦、磁黃鐵礦（氧化后為褐鐵礦）為主，局部夾有白云石等碳酸鹽巖沉積建造。沉積物由泥質碎屑巖—泥質碳酸鹽物質—泥質巖呈過渡關系，組成四個比較明顯沉積循環的韻律層。

2.2 構 造

廟梁金礦位于山陽—柞水多金屬礦集區的中心地帶，大地構造屬于秦嶺微板塊的北緣，夾持于鳳鎮—山陽和商—丹大斷裂之間，屬于南秦嶺造山帶—柞水華力西褶皺帶東段，紅巖寺—兩水寺復向斜南翼，“山柞旬”泥盆系北部。區域構造巖漿活動強烈，總體構造線呈北西西向[3]。在層間小褶皺曲出露部位大多數地段均可見到斷裂、小巖體、礦（化）點、熱液蝕變巖等，亦可說明這些部位是成礦和找礦的有利部位。

礦區位于紅巖寺—黑山復式向斜南翼的袁家溝—小河口背斜和劉家坡向斜兩個連續次級褶皺之間，其褶皺軸向為300°，次級背斜向北西西傾伏，兩者共有一翼傾角陡立倒轉，呈倒轉背向斜褶皺，褶皺軸面均向北傾。在袁家溝一帶存在一系列比較復雜的層間小褶皺，個別形成倒轉，平臥，而在板巖中很少見到，說明巖石受構造應力作用具有塑性變形的特征。

2.3 巖漿巖

礦區內分布的巖體主要有劉家坡巖體、廟梁巖體墻（巖墻群）和小溝及油坊溝、周家溝巖脈群，巖漿活動大致可劃分為兩期以上的侵入活動：早期為（閃長）花崗斑巖（γπ25），呈巖株、巖脈沿東西向斷裂充填，成群產出，形成袁家溝—下官房近東西向構造巖漿帶。巖漿活動對已經產生的層間破碎帶及層間裂隙的再次活動，為成礦物質遷移，富集提供了場所[4]。晚期為中酸性閃長玢巖（δμ），沿南北向、北西西向斷裂充再次填，呈巖脈（墻）產出。一般寬度1～20 m，最大的廟梁巖體（墻）寬20～120 m，長約550 m。該期巖漿活動帶來的含礦熱液對新生的和早期形成的隱爆角礫巖體、斷裂破碎帶構造巖、礦化體再次產生蝕變和疊加成礦作用，使礦體的有益組分進一步富集形成富礦體。

2.4 礦化蝕變及礦體地質特征

礦化蝕變形式主要表現為變質熱液和巖漿熱液共同沿一定的斷裂、破碎帶的運移和聚集，地層變形變質作用強烈、斷裂構造發育是礦化體形成和產出的主要制約要素，而且隱爆角礫巖的產生更是突破了這兩大要素的表現形式，形成既有導礦構造（空隙通道）又有儲礦構造（角礫間隙）的開放而不空洞、充實又不閉塞的良好儲集場所；有既與巖漿巖活動相通、又與斷裂構造相通的優勢。所以，在隱爆角礫巖中礦化蝕變帶一般較發育，雖然礦體長度有限，但厚度很大，常形成分支復合高低品位相間的厚大礦體；單純粉砂質絹云板狀千枚巖中的斷裂構造帶，則礦化較為集中，厚度較小，形成品位較高的板狀（脈狀）礦（化）體。

主要礦體受隱爆角礫巖形態控制分布在西自廟梁村小溝，東至廟梁村大溝之間，長約300 m南北寬約400 m的范圍內，在隱爆角礫巖外，礦體主要受構造控制。礦區共圈出了隱爆角礫巖型礦體共11條，由北向南編號為 K0、K1、K2、K3、K4-1、K4-2（位于 K4-1東側）、K5-1、K5-2（位于 K5-1東側）、K6-1、K6-2（位于 K6-1東側）、K7（見表1）。部分礦體東端和西端沿構造延出隱爆角礫巖體，延伸出部分變為構造石英脈蝕變巖型礦體，構造石英脈蝕變巖型礦體共圈出 K8、K9-1、K9-2、K9-3這4個礦體，其中 K9-2為單工程控制礦體。區內圈定的礦體走向呈北西西向展布，傾向北，傾角65°～80°。

表1 廟梁金礦床金礦體特征一覽表

2.5 礦石特征

礦石礦物由金屬和非金屬礦物組成。主要金屬礦物為黃鐵礦、磁黃鐵礦，次為閃鋅礦、方鉛礦、黃銅礦、砷黝銅礦，少量的碲鉍礦、自然鉍、輝鉍鉛礦、輝鉛鉍礦、褐鐵礦、磁鐵礦及其他氧化鐵礦物等。脈石礦物以石英為主，其次為絹云母、長石、高嶺土、綠泥石、透閃石、綠簾石、方解石、白云石等。脈石礦物主要為來自地層中的巖層的礦物成分，絕大多數表現為礦石中的巖石角礫和巖屑成分，少數為來自巖漿隱爆作用產生的巖漿巖角礫和基質巖屑以及成礦熱液帶來的硅質石英等成分。

表2 廟梁金屬礦物結構及礦石表現特征一覽表

礦石的結構主要包含粒狀變晶結構；半自形-他形粒狀結構；片狀、枝杈狀、脈狀結構；包含變晶結構、不規則粒狀結構；交代結構；角礫結構。以上結構在蝕變角礫巖礦石和構造石英脈蝕變巖型礦石兩種礦石類型中都存在，而脈狀結構則多見于構造蝕變巖型，角礫狀結構則多見于角礫巖型礦石。礦石的構造主要包含稠密浸染狀構造；稀散浸染狀構造；斑雜狀構造；團塊狀、粒狀集合構造。主要金屬礦物的生成都經歷了同生沉積-區域變質變形作用的聚集-巖漿熱液活動的改造（結晶）過程，結合礦石、礦物的結構構造及相互嵌布關系，反映了成礦作用的復雜過程和礦化富集作用要素的表現。特別是早期礦物的碎裂與后期礦物的脈狀充填，說明了多期構造作用的特點。

a—隱爆角礫巖中含多金屬硫化物石英脈圖；b—強硅化蝕變多金屬硫化物礦體；c—角礫巖角礫中的斑晶照片；d—金屬硫化物呈稠密浸染狀構造

3 控礦條件分析

3.1 控礦地質條件

（1）本區金礦化主要發育在泥盆系中統青石埡組地層中，賦礦圍巖巖性多為粉砂質絹云板狀千枚巖、含黃鐵礦粉砂質千枚巖、綠泥絹云母千枚巖、磁黃鐵礦化綠泥絹云千枚巖、砂質板巖，該類巖性成巖期幾乎都普遍含有較高的成礦元素。青石埡組及其相鄰地層在區域上具有貴有色金屬含量較高的成巖背景，并且在區域上形成金銀銅鉛鋅鐵（磁鐵礦、菱鐵礦）的成礦、賦礦特點[5]。著名的大西溝大型磁鐵礦（菱鐵礦）礦、銀洞子大型銀多金屬礦、穆家莊中型銅礦-金銀多金屬礦、黑溝鐵多金屬礦、袁家溝銅金多金屬礦、小河口銅金多金屬礦、元子街銅金鐵多金屬礦、下官坊銅金多金屬礦、桐木溝中型鋅礦礦都產于該層位。青石埡組第四巖性段下亞段（D2q41）則是廟梁金礦床的礦源層之一和賦礦巖石。

（2）區內礦體均受一組近東西向—北西西向斷裂 F1-F6控制，如F1、F2、F3在青石埡組淺變質石英粉砂巖，粉砂質綠泥絹云板巖和絹云板巖中形成較薄的脈狀斷裂構造蝕變帶型金礦體（石英脈型+蝕變巖型）。同時這些構造與隱爆角礫巖礦體中的構造蝕變帶又相對應，在隱爆角礫巖中形成厚大礦體，如 F1、F2、F3對應角礫巖內部的 K1、K2、K5礦體。

（3）礦區具有多期次巖漿活動，特別是淺成、超淺成巖漿巖的侵入帶來了豐富的成礦物質，也帶來了活化地下水、地層巖石中的有益組分的熱能、壓力和交代活化組分，共同作用于成礦元素的遷移、組合。

（4）巖漿活動產生的隱爆角礫巖提供了成礦物質的運移和儲存的更好通道和空間場地。使成礦通道和賦礦空間豐富多樣。

3.2 隱爆角礫巖成礦特征

與圍巖地層中發育的斷裂構造相比，隱爆角礫巖型體是一個更加開放的體系，它既有導礦構造（空隙通道）又有儲礦構造（角礫間隙）。相對于其他圍巖地層隱爆角礫巖還是一個孔隙度較大的存儲體，有利于含礦熱液的滲透、交代、蝕變和重新膠結，有利于前期的蝕變和膠結物被同質的富硫化物硅質熱液改造。主要礦化作用在含多金屬硫化物熱液沿隱爆角礫巖中的斷裂、裂隙和角礫間隙灌入，并對角礫巖產生蝕變和膠結，礦石礦物主要有黃鐵礦、磁黃鐵礦和少量的方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦及微量金銀礦物；蝕變有硅化、絹云母化、綠泥石化和碳酸鹽化。其中黃鐵礦、磁黃鐵礦為主要載金礦物，呈脈狀、稠密浸染狀、稀疏浸染狀分布于礦化角礫巖的膠結物及其裂隙中；伴隨著礦化作用，硅化呈不規則團塊狀和脈狀石英沿斷裂及角礫巖間隙斷續分布。

4 礦床成因

4.1 成礦物質來源條件

（1）礦區地層為淺海相至濱海相沉積物，由泥質碎屑-泥質碳酸鹽-泥質巖物質交互組成，具有類復理式建造和比較明顯的沉積韻律。地層中金屬礦物的含量較高與區域上含礦層的表現相一致，具有 Au、Ag、Sb、Fe、Pb、Zn、Cu等成礦元素的富集的高背景特征。

（2）多期次的巖漿侵入活動帶來豐富的含礦熱液，初步分析成礦物質為來自地幔深源[6]。

4.2 含礦熱液來源條件

（1）低綠片巖相的區域變質作用在構造變形的動力變質作用下形成低溫變質水（潛水）促使成礦物質的析出與初步轉移富集，并逐步向構造發育的地段（層間滑脫帶的空隙和斷裂、裂隙）運移。構成成礦作用的初級階段。

（2）多期次的巖漿侵入活動帶來豐富的含礦熱液，與地層的潛水、升溫混合促使地層中含礦物質進一步析出和轉移，在雙重含礦熱液疊加后進一步沿層間滑脫帶的空隙和斷裂等導礦構造運移，在合適的容礦斷裂、裂隙、角礫巖中聚集充填，蝕變圍巖和構造巖形成礦（化）體。

4.3 導、容礦構造條件

（1）鳳鎮-山陽大斷裂是區內巖漿活動的導巖斷裂，從而造就其北部一系列巖漿巖的生成，而且該斷裂的次級斷裂成為次級導巖、導礦的通道，形成一系列中酸性小巖體、巖墻、巖脈和礦床。

（2）容礦構造：區內地層構造變形在鳳鎮—山陽大斷裂的主導下形成褶皺和次級斷裂、斷層及層間剪切帶構造為成礦物質的遷移和儲集提供了條件，特別是斷裂（斷層、裂隙）構造發育地段和巖漿侵位地段是成礦的有利部位。

（3）隱爆角礫巖的發生，不僅說明了巖漿活動帶來了豐富的氣、液成礦物質，而且還提供了規模較大的成礦物質聚集場所。

4.4 巖漿巖條件

礦區內巖漿巖均屬鈣堿性系列的中酸性巖體，有利于形成含礦氣水熱液。巖漿在侵入過程中，形成的含礦氣水熱液接觸交代圍巖，使其成分、結構構造發生變化，同時形成礦化或礦體。區內巖體（巖脈）中黃鐵礦含量遠高于一般巖體，而且早期巖漿活動中產生廟梁隱爆角礫巖體，說明巖漿活動帶來的氣液相物質極為豐富。礦化作用在隱爆角礫巖體中明顯優于地層中的斷裂，且距離巖體越遠，礦化越弱。

4.5 成礦作用形式

（1）區域變質作用促使地層中成礦物質的析出并逐步向構造發育的地段（層間滑脫帶的空隙和斷裂發育地段）運移，構成成礦作用的初級階段。

（2）巖漿侵入活動造成隱爆角礫巖的發生，同時也造成隱爆角礫巖和斷裂構造的進一步發展，形成新的構造破碎帶和蝕變礦化作用。

（3）多期次的巖漿侵入活動帶來豐富的含礦熱液疊加了區域變質作用促使成礦物質的進一步析出和向構造發育的地段（層間剪切帶、斷裂和空隙發育的隱爆角礫巖）運移，在斷裂構造中形成多期蝕變和含礦石英脈型礦體；在隱爆角礫巖中形成新的、不斷疊加的構造破碎帶及浸染、交代、蝕變、膠結角礫巖的角礫，造就了隱爆角礫巖型礦體。構成成礦作用的主要階段。

4.6 礦床成礦時代

據《嚴陣（1985）根據 U-Pb等時年齡確定巖體形成年齡為148百萬年，把小河口巖體劃為燕山第二期，侏羅紀晚期》[7]。袁家溝巖體群（中酸性小侵入體及其派生的小巖脈、巖株、巖墻）也屬燕山早期第二階段小河口巖體群之袁家溝序列。

分析比對區域上同一類型成礦帶的礦化特征，研究礦區與相鄰的同一構造巖漿帶的巖漿活動特征，認為礦區巖漿侵入活動與西側袁家溝和東側小河口巖體群的巖漿活動和侵位時代是一致的。各類巖體及脈巖盡管巖性上有所差異，但均屬于中酸性巖漿巖分異和不同侵位空間的產物。雖然有多期次活動和侵位，但總體屬于一個大的巖漿活動時代，即燕山期巖漿活動。

4.7 礦床成因認識

礦區內形成了與山陽-鳳鎮大斷裂脆性區域中形成一個與大氣降水相連通具氧化性質熱液系統。上盤巖石在韌性剪切體制下發生構造變形和區域變質作用，形成具還原性質的熱液萃取巖石中的金等成礦元素，在異常地熱梯度驅動下向上運動，拆離斷層破碎帶巖石，為熱液的上升提供良好的條件。燕山期巖漿活動加劇了區內巖石的變形變質程度，同時產生了隱爆角礫巖這一良好的儲礦構造環境。同時，巖漿活動帶來極為豐富的含成礦物質的氣液相物質。當這兩種性質不同的熱液在斷層、角礫巖體中疊加蝕變與礦化，就形成了氧化-還原界面，使成礦元素在斷層、角礫巖體中沉淀富集形成總體形態似層狀、透鏡狀礦化應力場。同時后期巖漿侵入也具有直接成因關系和較長地質時期的演化，形成多期次巖漿侵入產生的地質作用的綜合產物。從而形成廟梁金礦床中低溫（地層變質+巖漿分異的）熱液型金礦床。

5 找礦標志

根據本區礦床的各項特征及成礦控制因素，總結本區礦體的找礦標志主要有：

（1）地球化學標志：地球化學異常、特別是多元素組合異常是地質找礦的靶區，Hg、Sb、As、Au異常常是找金礦的優先靶區。本區Sb、Au異常顯示了Au元素的礦化范圍。

（2）層位標志：泥盆系中統青石埡組作為區域上的含礦層和成礦有利層位，亦為本區主要找礦層位標志。

（3）構造標志：賦礦層位的強構造變形區、構造發育的復雜區的斷裂、構造破碎帶、隱爆角礫巖是礦體的產出的有利地段。

（4）巖漿巖標志：巖漿活動促使地層中有益組分的活化富集，疊加自身所攜帶的成礦物質對礦床的形成起到關鍵作用，特別是小巖體的成礦作用更為突出，在小巖體成群分布地區更利于形成礦田。

（5）蝕變標志：多期疊加的硅化、綠簾石化、綠泥石化、碳酸鹽化蝕變，是近礦蝕變的標志，褐鐵礦化、孔雀石化是找礦的地表直接標志。

（6）礦物標志：礦石中金屬礦物有黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦等礦物是找礦的直接礦物標志。

6 找礦前景分析

（1）廟梁金礦床受地層、構造與巖漿活動及變質作用的聯合控制，成礦圍巖為中泥盆統青石埡組地層中。賦礦環境為斷裂構造和隱爆角礫巖體，成礦物質來源于地層和巖漿活動。而且使成礦部位的礦體不斷疊加變富、規模擴大，因此具備成大礦的基礎條件。

（2）在隱爆角礫巖內的礦化具有集中礦化和分散的雙重特征。國內許多大型金屬礦床的形成都與隱爆角礫巖體的產出相關。顯示該區具有形成大型金礦床的優越條件和良好的找礦前景。

（3）本區屬于區域上的山柞旬北部多金屬礦集區的中心地帶，即“張家坪—小河口—下官坊銅金成礦帶”，該成礦帶金屬、非金屬礦床、點較多，金屬礦種有銅、鉛、鋅、鐵、金、鉬等。初步認為，本區地層和區域上一樣，在相似的古地理環境中富集了較多的成礦物質，具備較好的物質基礎。金屬礦產成礦作用受區域性斷裂帶控制，為成礦物質的運移和儲存提供了通道和有利富礦空間[8]。通過與同類礦床對比，進一步對本區控礦規律（礦體賦存規律）的認識，認為該區為找礦有利地段。