小秦嶺金礦田（陜西段）深部地質結構特征及找礦靶區圈定

劉曉龍，李長壽，肖志豪，劉松，石鋒

（陜西地礦第六地質隊有限公司，陜西西安 710611）

0 引言

小秦嶺金礦田位于豫陜兩省毗鄰的潼關、洛南和靈寶等縣市境內，是我國重要的黃金產地之一。據不完全統計，區內已發現含金構造帶1200 余條（邵世才和何紹勛，1993），其中陜西境內600 余條，累計探明金工業儲量400 余噸。前人對于區內地質結構做了大量的研究工作，小秦嶺地區的構造格局可以用“一核、二界、三拆離”的構造模型來概括，即變質核雜巖體、南北邊界斷裂和界面拆離（滑脫）構造（胡正國等，1994；胡正國和錢壯志，1994）；華北陸塊南緣在地殼結構上具有地臺式雙層結構特點，基底巖系變質較深，變形亦較復雜，蓋層巖系亦具較強烈變形但變質輕微或未變質（楊榮華和孟憲剛，2012）；秦嶺地區內生金礦床形成于多種地質構造環境，并且受多期構造熱事件改造，但最重要的金成礦作用都與印支期末—燕山期秦嶺陸內造山運動中的構造-巖漿-熱液流體作用密切相關，而且最重要的工業礦體形成時間也主要集中在印支期末—燕山期，因此將秦嶺成礦帶中內生金礦床成礦系列劃歸為與陸內造山過程中構造-巖漿-熱液作用有關的金礦成礦系列（姚書振等，2002）；小秦嶺金礦形成時間與燕山晚期花崗巖相近，主要分布在巖體外圍3～5 km 范圍內，花崗巖體提供了成礦所需的熱源和成礦流體（欒世偉等，1991）；區內成礦地質體為燕山期文峪、華山花崗巖體，成礦結構面主要為斷裂構造（張歡歡等，2018）。

可見小秦嶺金礦成礦受太華群、燕山期花崗巖和構造多重控制，所以進一步探測區內深部地質結構，圈定隱伏巖體、隱伏斷裂空間位置及數量，對于區內深部探礦具有重要意義。筆者通過研究區內1∶2.5 萬航磁及1 ∶5 萬重力資料，對小秦嶺金礦田深部地質結構特征進行了解析，并圈定了重點找礦靶區。

1 區域地質背景

小秦嶺金礦田處于秦嶺東西向復雜構造帶與新華夏系第三隆起帶交接部位（白和，2003）。成礦地質背景主要是多種地質因素的復合，即賦礦地層為多期變質變形的新太古界太華群深變質巖系；控礦構造為東西向構造疊加北東向構造形成的斜網格狀斷裂系統，多期構造熱事件使Au 多次活化遷移富集成礦（吳鵬等，2011；文月貴等，2017）。

地層區劃屬華北區豫西分區，出露地層主要為新太古界太華群深變質巖系，其北為新生界第四系沉積物，南為中元古宙長城系高山河組淺變質沉積巖（圖1），主要由石英巖、泥砂質板巖、白云巖等組成（陜西省區域地質志，1989）。高山河組以角度不整合超覆于太華群不同層位之上，太華群為主要賦礦地層，由老到新依次為大月坪組、板石山組、洞溝組、三關廟組、秦倉溝組、桃峪組，總厚度大于10000 m。巖石主要為斜長（角閃）片麻巖類、斜長角閃巖類、混合巖類等。其原巖主要有中（酸）基性火山巖、火山沉積巖、沉積巖。太華群作為區內金礦的“礦源層”，在變質作用和巖漿熱力作用下促使金元素活化轉移，在綠片巖相脆韌性剪切帶形成過程中初步富集成礦體和礦化體，隨該類脆韌性剪切帶的發展，石英脈形成，繼之再沿其中構造裂隙等充填含礦熱液，形成石英脈型金礦。在上部蓋層界面間的脆性剪切帶控制含金熱液交代（蝕變）形成蝕變巖型金礦床（胡正國等，1994）。

區域構造較為復雜，以近東西向褶皺和南、北兩條區域性斷裂組成其基本構造格架，后期主要疊加有北東向及近南北向斷裂構造。大月坪—金羅斑復式背斜橫貫全區，呈近東西向展布，兩翼不對稱，北翼緩（傾角30°～40°）、南冀陡（傾角55°～85°），且局部倒轉。區域斷裂為北緣山前太要斷裂（F1）和南緣山后巡馬道斷裂（F2），均為近東西向的復合斷裂，具生成早、多期活動等特點。

區內巖漿活動頻繁，延長時間較長，從元古宙到中生代燕山晚期，基本上都有巖漿巖侵入，以酸性巖為主，中基性巖、堿性巖次之。花崗巖主要有沿著巡馬道斷裂兩側分布的晉寧期（γ22）小河花崗巖及測區東西兩側的與金成礦有關的燕山期（γ35）華山、文峪花崗巖。脈巖在區內廣泛發育，有花崗偉晶巖、輝綠巖、輝綠玢巖、正長斑巖及煌斑巖等。

2 物性特征

區內太華群以深變質片麻巖系為主，整體顯示相對低磁中高重特征，局部因含磁鐵礦顯示高磁特征；與成礦有關的燕山期巖體（包括華山巖體及文峪巖體）呈相對高磁低重特征；晉寧期小河巖體呈相對低磁低重特征，故可通過重磁相結合的方法對不同地質體加以區別。

圖1 小秦嶺金礦田區域地質簡圖（據胡正國等，1994，改編）

3 區域航磁特征

測區磁場強度總體較高，梯度變化較大。巡馬道斷裂以南及太要斷裂以北磁場較弱，中部東西向分布的太華群變質巖區磁場中等，局部受太華群板石山組含磁鐵石英巖條帶及洞溝組含磁鐵礦斜長角閃巖影響磁場較強，金礦田東西兩側的燕山期巖體（華山、文峪）磁場強度突顯，與兩巖體均為磁鐵礦系列花崗巖相符（卿敏和韓先菊，2001）。從其磁性分布特征并結合區域地質背景分析，將區內磁場劃分為7 個分區、3 個子區（圖2）。

（1） Ⅰ區位于測區西部華山一帶，呈不規則狀。該磁異常由華山巖體引起，磁異常除在巖體露頭分布區集中產出之外，在巖體南部及北東部太華群分布區也有顯示，南部邊界被巡馬道北枝斷裂（F2-1）所阻擋。即華山巖體的規模并不局限于現有的出露區，向南及北東尚有一定的延展。

（2） Ⅱ區位于測區東部，磁場起伏較小，該高磁異常分布區與文峪巖體露頭區分布基本一致，由于巖體東部和南部超出工作區，巖體是否有隱伏地段目前還不能得出結論。

（3） Ⅲ區位于太要斷裂（F1）以北，磁場總體平穩，異常北低南高，在善車峪口到西峪口一帶臨近太要斷裂部位顯示出中等強度磁性帶狀異常，與北側的低磁區形成明顯反差。究其原因可能是由于太要斷裂為向北傾的多期次活動的正斷裂，該斷裂帶據調查主要斷在太華群地層中，在此位置處上盤完全被第四系覆蓋，所以推斷太要斷裂上盤第四系覆蓋區之下應該埋藏有太華群地層。

（4） Ⅳ區位于巡馬道斷裂帶（F2）以南至測區南界，磁異常較穩定，靠近構造帶多為平緩低值磁場，由巡馬道斷裂構造帶向南磁場強度逐漸增大。巡馬道斷裂構造呈東西向，分布在低磁場（南側）與高磁場（北側）的梯度帶上，磁場梯度變化大，梯度帶東西向延伸長度大。

（5） Ⅴ區位于太華群變質巖區，由于局部含磁鐵礦和磁鐵石英巖條帶磁場起伏較大。結合區域地質背景和已發現的磁鐵礦床分布情況進一步劃分為3 個子區。

1） Ⅴ-1 子區：磁強總體強度較高，分布有太要式磁鐵礦床。地表磁鐵礦帶由太要黨家峪延伸至大猱峪，規模較大，礦體品位不高。代表性礦床有太要秦晉鐵礦、潼關銘泰鐵礦等。

2） Ⅴ-2 子區：磁場強度較高，在平面形態上表現為“背形”狀，由太華群板石山組含磁鐵石英巖條帶引起。該子區在轉折端立峪一帶的高磁異常經調查僅見到少量磁鐵礦，判斷并不足以引起該強磁異常，推測由隱伏巖體引起。

圖2 陜西小秦嶺金礦田航磁異常分區圖

3） Ⅴ-3 子區：磁場強度較高，分布有磁鐵礦床。主要賦礦層位為太華群洞溝組含磁鐵礦斜長角閃巖，代表性礦點為善車峪梯子溝磁鐵礦點。

（6） Ⅵ區位于測區西南角，磁場稍強，略有起伏，但波動幅度有限。區內主要出露晉寧期花崗巖及太華群秦倉溝組片麻巖，經調查認為地表磁性物質不足以引起該異常，推斷其深部有隱伏巖體。

（7） Ⅶ區位于測區東南角，磁場較強，起伏較大，波動明顯。地表主要為晉寧期花崗巖及大面積分布的第四系。經調查認為地表磁性物質不足以引起該異常，推斷其深部有隱伏巖體。

4 區域重力特征

測區太華群分布區總體呈現布格重力異常高的特征，與深變質片麻巖物性一致，靠近華山巖體一側布格重力異常值相對較低，推測是由區內華山巖體隱伏部分引起的；太要斷裂以北布格重力異常值較低，且由南向北依次降低，與斷陷盆地之下的基底在北部主要表現為新元古界-古生界地層，南部主要為太古宇和元古宇地層相對應（胡正國等，1994）。同時該處密集的異常梯級帶也是太要斷裂帶的具體表現，其由多條呈階梯狀分布的斷層組成（裴鋒敏等，1995；田慶水等，2019）；巡馬道斷裂以南顯示布格重力異常低的特征，其與區內大面積分布的晉寧期花崗巖及第四系有直接關系；華山巖體及文峪巖體分布區均顯示布格重力異常低的特征，其與本身花崗巖所測物性表現一致；巡馬道斷裂在布格重力異常圖上顯示為密集的異常梯級帶（圖3）。

5 隱伏巖體及隱伏斷裂圈定

5.1 隱伏巖體的推斷與圈定

依據巖石物性特征，測區與成礦有關的燕山期巖體屬高磁性體，太華群屬中低磁性體，根據這一特點，該區除已知巖體、磁鐵礦床及含磁鐵礦石英巖建造之外，凡磁性較高的地質體均應考慮屬于巖體引起，共圈出11 處隱伏巖體，分別編號YT1～YT11（圖4）。

區內已知的華山及文峪巖體位于太要斷裂南側，明顯受太要斷裂控制，本次北部解析的YT1、YT3、YT4、YT5 空間位置上也與太要斷裂緊鄰，其形成也受太要斷裂所控制。南部有3 個大的隱伏巖體（YT2、YT10、YT11）空間上與巡馬道斷裂緊鄰。其余4 個小的隱伏巖體均位于太華群內。解析的主要隱伏巖體除明顯受太要及巡馬道斷裂控制之外，還受到本次解析的北東向、南北向及北西西向隱伏斷裂所控制，反映了隱伏巖體成因的復雜性。

5.2 隱伏斷裂的解析與圈定

斷裂構造在航磁異常圖（圖4）上表現為不同磁場分界線、磁場梯度帶、磁異常突變帶、線性異常帶或者串珠狀異常等特征（王培建等，2016）；在布格重力異常圖（圖3）上顯示出密集的異常梯級帶。結合遙感資料，在測區內共解析出北東、北西西、北北西、南北向四組構造，其中北東向斷裂18 條、北西西向5 條、北北西向2 條、南北向斷裂3 條（圖4）。

北東向斷裂大致呈等間距排列，間距1～2 km，長度3～12 km，部分解析的斷裂帶位于地表北東向構造旁側或直接與地表控礦構造重合（如F12，北東段地表依次出露Q12、Q161、Q140 及Q185，南西段表現為一系列串珠狀磁異常帶）；北西西向斷裂長度2～13 km，最長22.5 km；北北西向斷裂零星分布，主要集中于桐峪與西峪之間，長度6.5～8.5 km；南北向斷裂主要位于西潼峪口至洛南華耳寺及潼關太峪東坡至洛南北溝到二仙一帶，長度6～8.5 km，其中太峪東坡南北向斷裂和該區太峪東坡密集產出的南北向控礦構造位置大致吻合。這些構造屬新華夏系構造體系，認為其為該區成礦提供了熱動力和成礦物質。

該區解析出大量北東向斷裂帶，這些斷裂帶被北西西、北北西向和南北向構造所疊加，使太華群分布區成網格狀，不同方向的構造又直接或間接與文峪和華山巖體相連通，有些隱伏斷裂與推斷的隱伏巖體相連通，因此隱伏斷裂成為巖漿熱液的重要通道，部分斷裂本身還含礦，如F12 長度12 km，在其中段和北東段淺部（800 m 以淺）均找到小型及大型金礦體，充分說明該斷裂既導礦又儲礦的雙重特征。

6 深部地質結構特征

6.1 深部地層分布

圖3 陜西小秦嶺金礦田布格重力異常圖

圖4 陜西小秦嶺金礦田推斷隱伏巖體和隱伏斷裂位置圖

太華群地層屬中高重力和低磁性，從重磁資料來看，布格重力顯示出高值，磁場屬低-中等磁場強度分布區，通過對航磁及重力資料進行向上延拓至3000 m 后，仍顯示低磁高重特點，考慮到重磁成果是一種對地質體綜合物理性質的反映，因此可認定小秦嶺地區深部至少在3000 m 范圍內仍主要為太華群地層。

6.2 深部構造

該區淺部以東西向太要和巡馬道斷裂以及大月坪背斜組成基本構造格架。從本次航磁資料來看，位于背斜南翼的板石山組地層其磁性異常略向南側擴展，是該地層向深部延展的依據，北翼的板石山組地層所對應的磁異常則向北側擴展，顯示出向深部延展的明顯趨勢，由此推斷背斜向深部仍穩定下延，背斜形態仍然存在。

太要斷裂及巡馬道斷裂從廣域大地電磁測深資料分析均穩定下延，達6 km。除了兩條大斷裂穩定下延構成太華群的圍限斷裂之外，本次推斷的隱伏斷裂以北東向為主，其次為北西西，北北西和南北向構造較少，這些深部隱伏構造應該與淺部構造的應力相同，產生的構造產狀應相同或相近，故北東向隱伏構造均以陡傾角向南東傾，北北西向構造基本以陡傾角向南西傾，北西西向構造大致以中等傾角向南西傾，南北向構造則近直立產出。

6.3 深部隱伏巖體

測區內共解譯出11 個隱伏巖體，其中有3 個（YT7、YT10、YT11）顯示高磁低重特點，另外8 個顯示出高磁中高重的特點，這從表面看是不符合物性特征的。但考慮到這些高重力分布區所對應的磁異常范圍往往面積較小，推斷應屬于體積較小的隱伏巖體，這些隱伏巖體上部及鄰近地區大多賦存金礦床，屬于強的成礦區，這些隱伏巖體是提供金等成礦物質的母巖體，考慮到富含多金屬硫化物的巖體及熱液必然增加巖體的密度，加之隱伏巖體體積小，周圍被大面積高密度的太華群地層包圍，兩種因素綜合起來必然增加重力值，從而造成中高重力異常。

經航磁化極上延后發現隱伏巖體YT2、YT10、YT11 延深大于3000 m，其余解析的隱伏巖體向下延伸小于2000 m。尤其是YT11 上延至500 m 后即與北側文峪巖體相連通，直到3000 m 時仍為一個整體，可能預示著文峪巖體在深部向南有較大的隱伏地段，正是這些隱伏地段為大王西峪至河南東闖一帶金的成礦提供了豐富的物質來源和動力條件；YT10 在深部3000 m 處有與北側華山巖體連通的趨勢。

足以證實在陜西小秦嶺東西兩側深部均存在南北向的巖漿帶。這些巖漿帶與其余小的隱伏巖體共同影響或控制了該區金礦的產出，而兩大巖漿帶從空間位置上侵入于巡馬道斷裂，由此也使在巡馬道及其分支斷裂內賦存礦體成為可能。

7 深部找礦靶區圈定

7.1 測區成礦機制及大型礦產形成的可能性分析

以往該區的成礦被認為與華山和文峪巖體有關，從本次研究來看，兩大巖體的確有重要貢獻，但可能并不全面。從解析的隱伏巖體空間位置看，多數在巖體旁側都有密集的金礦床產出，說明隱伏巖體控礦作用顯著。該區總的成礦機制應該是新華夏系構造控制了巖體的產出，同時是成礦流體的通道，巖漿期后熱液經由隱伏構造充填在早期構造之中沉淀成礦，部分隱伏構造由于產狀和物理化學環境適宜還同時是儲礦構造如F12 等。

本次發現在小秦嶺東西兩側深部分別存在一個巖漿巖帶，巡馬道斷裂及其次級構造由于形成時間早于巖體形成時間，如果在巖體形成時巡馬道斷裂有適合的儲礦空間，完全可以接受成礦熱液而成礦。另外區內解析的其它隱伏巖體等也與太要及巡馬道鄰近且存在導通的隱伏構造，因此也可能成礦。

因此，在太華群內深部探礦仍具有較大潛力，同時在巡馬道斷裂及其次級構造中尋找蝕變巖型金礦具備良好的條件。

7.2 圈定深部找礦靶區

在充分研究航磁、重力異常特征的基礎上，結合對區內成礦地質背景、礦床分布規律的分析，在研究區內圈定了6 處找礦靶區（圖5）。

（1） 洛南回馬坪-后坪一帶找礦靶區（①）

該靶區位于巡馬道斷裂西部，發育北東向斷裂及近東西向巡馬道北枝斷裂，區內推斷有隱伏巖體存在（YT10），且前期已發現多處鉬金礦，尤其是在巡馬道主斷裂、北枝斷裂上均已發現金礦床或金礦點，該靶區應加大在巡馬道斷裂上尋找蝕變巖型金礦的力度。

（2） 大王西峪口找礦靶區（②）

大王西峪口一帶顯示高磁低重異常，該區地表出露晉寧期片麻狀花崗巖、第四系大面積分布，巡馬道斷裂下盤太華群密集產出近東西向的含金構造帶（Q507、Q2008 等）。區內推斷有隱伏巖體存在（YT11），巡馬道斷裂從隱伏巖體上部通過，巖體的存在為大王西峪一帶金的成礦作用提供了熱動力條件，也可能在巡馬道斷裂中充填成礦，應進行探索驗證。

（3） 雞架山深部找礦靶區（③）

雞架山一帶位于本次解譯的北東向構造北東端，區內北東向及東西向控礦構造發育，推斷深部存在隱伏巖體（YT6），為區內金的成礦作用提供了熱動力條件。此外，從該區磁重資料綜合分析，北東向控礦構造延深規模大，應該加強對北東向隱伏構造深部進行找礦，不斷擴大深部找礦成果。

圖5 陜西小秦嶺金礦田預測深部找礦靶區位置圖

（4） Q185 號礦脈西南端深部找礦靶區（④）

根據航磁資料顯示，從Q185 礦脈向西南方向順走向延展，在善車峪正南溝腦及洛南小北溝一帶仍可見呈現串珠狀分布的高磁異常，推斷屬于半隱伏的北東向深大控礦構造，也是雞架山北東向構造的西南段。該段構造與推斷的南北向及北西西向斷裂交匯，總體屬于有利成礦地段，應加強查證，尋找深部隱伏礦體。

（5） 太峪口至立峪口深部找礦靶區（⑤）

該靶區位于大月坪復式背斜傾伏端，區內已累計發現金礦脈15 條，提交333 及以上金資源量17 t，區內控礦構造主要為近南北向和東西向。該區深部存在受南北向及北東向隱伏斷裂控制的隱伏巖體（YT5），該巖體為區內金的成礦作用提供了熱動力條件和成礦物質，隱伏斷裂又將成礦流體導向含礦構造而成礦。

該區已發現多條南北向和東西向構造，淺部礦體密集產出，考慮到南北向構造延深較大的特點，該區應該繼續對南北向構造開展深部找礦，尋找大礦體。另外也應對于隱伏的南北向斷裂加強驗證，在確定其規模的前提下可安排一定的勘查工作，尋找隱伏礦體。

（6） Q505、Q401 號礦脈及隱伏斷裂深部找礦靶區（⑥）

Q505、Q401 礦脈均為北東向，向北西緩傾、其規模較大（長度大于2000 m），礦脈深部存在北東向隱伏構造控制的巖漿巖帶，為區內金的成礦作用提供了熱動力條件和成礦物質。由于該區北東向控脈構造規模較大，地表已發現金礦體，其深部應該繼續投入勘查工作，尋找深部大型礦體。另外，對于控制此區隱伏巖體的北東向隱伏斷裂本身也應在查清其規模的前提下，安排一定的勘查工作，在隱伏斷裂上尋找大礦體。

8 結論

（1） 通過綜合物探方法在研究區內共圈定11處隱伏巖體、28 條隱伏斷裂，其深部隱伏構造以北東向為主，其次為北西西向。

（2） 區內巖漿活動強烈，除華山和文峪巖體外，還有深部隱伏巖體作為成礦地質體，為區內提供熱動力條件和成礦物質。

（3） 區內深部成礦條件良好，圈定的6 處找礦靶區均值得進行工程驗證。