南秦嶺池溝地區(qū)地物化特征及其找礦意義

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(西北有色地質(zhì)勘查局七一三總隊(duì)，陜西商洛726000)

南秦嶺池溝地區(qū)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(zhì)勘查局七一三總隊(duì)，陜西商洛726000)

池溝斑巖型銅鉬礦(化)體產(chǎn)于燕山期中酸性巖體內(nèi)外接觸帶中，成巖與成礦年齡一致。區(qū)內(nèi)物化探異常及礦化均圍繞斑巖體呈(環(huán))帶狀分布，構(gòu)成斑巖型-矽卡巖型銅鉬礦成礦系列。近年來，池溝地區(qū)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(jīng)鉆探，在池溝斑巖體接觸帶深部發(fā)現(xiàn)了厚大低品位銅鉬礦體。在總結(jié)礦區(qū)地質(zhì)特征的基礎(chǔ)上，以區(qū)內(nèi)物化探異常特征為依據(jù)，認(rèn)為地表物化探異常與深部礦體位置形態(tài)有對(duì)應(yīng)性關(guān)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(qū)；陜西山陽

0 引 言

秦嶺造山帶是華北板塊和揚(yáng)子板塊相互碰撞的結(jié)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(zhì)巖體，同時(shí)帶來大量成礦物質(zhì)，為Cu、Mo、Au、Pb、Zn等礦物富集提供了熱源和物質(zhì)基礎(chǔ)。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(guān)(張本仁等，1989)。池溝地區(qū)發(fā)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(xué)分帶性完全一致。近年采用高磁掃面+CSAMT+鉆探等組合方法，發(fā)現(xiàn)物化探異常特征與池溝出露巖體對(duì)應(yīng)性很好，深部鉆探出厚大低品位銅鉬礦體，礦化呈細(xì)脈浸染狀分布，圍巖蝕變規(guī)模較大，顯示了良好的找礦前景。

池溝地區(qū)位于陜西省山陽縣城西約25 km處，面積14.3 km2。20世紀(jì)70年代開展的柞(水)—山(陽)地區(qū)1∶5萬分散流掃面，發(fā)現(xiàn)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(qū)。隨后進(jìn)行的1∶2.5萬土壤地球化學(xué)測量，圈定了33個(gè)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(tǒng)的地物化綜合找礦工作，重點(diǎn)對(duì)池溝斑巖體(群)進(jìn)行了深部鉆探驗(yàn)證，為該區(qū)尋找斑巖型銅礦床奠定了基礎(chǔ)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

研究區(qū)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(yáng)子板塊的縫合線——商丹大斷裂僅20 km左右，南側(cè)緊靠具有多期活動(dòng)性的風(fēng)鎮(zhèn)—山陽深大斷裂。具有非常有利的成礦區(qū)域構(gòu)造背景。區(qū)域出露的地層主要為中、上泥盆統(tǒng)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(tǒng)二峪河組(C1e)，巖性為一套淺變質(zhì)海相細(xì)碎屑巖-碳酸鹽巖。

柞(水)—山(陽)地區(qū)巖漿活動(dòng)頻繁，以印支期和燕山期的酸性、中酸性巖漿活動(dòng)最為強(qiáng)烈，分布最為廣泛。沿鳳鎮(zhèn)—山陽大斷裂兩側(cè)分布有中-酸性斑巖體，斷裂南側(cè)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(cè)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(qū)區(qū)域地質(zhì)圖1-第三系；2-上石炭統(tǒng)武王溝組粉砂質(zhì)板巖夾粉砂巖；3-中石炭統(tǒng)鐵廠鋪組含炭質(zhì)粉砂質(zhì)板巖；4-下石炭統(tǒng)介河組灰?guī)r夾鈣質(zhì)板巖；5-下石炭統(tǒng)二峪河組千枚巖夾灰?guī)r；6-上泥盆統(tǒng)桐峪寺組變質(zhì)細(xì)粒石英砂巖；7-中泥盆統(tǒng)下東溝組板巖、粉砂巖；8-中泥盆統(tǒng)青石婭組絹石母板巖；9-中泥盆統(tǒng)池溝組粉砂質(zhì)板巖；10-中泥盆統(tǒng)牛耳川組粉砂巖；11-寒武—奧陶系；12-志留系；13-印支期細(xì)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(chǎn)狀；20-斷層；21-深大斷裂；22-礦床及礦點(diǎn)

2 礦區(qū)成礦地質(zhì)

2.1 地層含礦性

工作區(qū)出露地層為上泥盆統(tǒng)—石炭統(tǒng)一套淺變質(zhì)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(jù)張本仁等(1989)對(duì)泥盆統(tǒng)地層中多個(gè)樣品采樣分析，發(fā)現(xiàn)各組成礦元素Cu、Ag、Pb、Zn等的平均含量遠(yuǎn)高于地殼豐度值。地層成礦物質(zhì)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(tǒng)地層圍巖中。

2.2 控礦構(gòu)造

工作區(qū)褶皺、斷裂構(gòu)造發(fā)育。褶皺屬紅巖寺—黑山街復(fù)式向斜構(gòu)造南翼，總體為單斜構(gòu)造；斷裂以近東西向?yàn)橹?，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(tài)。近東西向與北東向基底構(gòu)造相交形成貫通式導(dǎo)礦構(gòu)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(gòu)造體，為研究區(qū)成礦提供了有利的構(gòu)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(gè)小巖體(Ⅰ—Ⅶ)，表現(xiàn)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(jí)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(guān)系。池溝巖體的地球化學(xué)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(duì)池溝小巖體進(jìn)行了年齡測試，結(jié)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(shí)空和成因聯(lián)系。

2.4 礦化與蝕變

池溝巖體及圍巖蝕變較強(qiáng)，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(fā)育于Ⅰ、Ⅲ號(hào)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(qū)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(guān)(楊志明等，2008)。礦化形式以細(xì)脈浸染型和星散狀為主，巖體外接觸帶發(fā)育矽卡巖化和角巖化，與黃鐵礦、黃銅礦、輝鉬礦等礦化關(guān)系密切。其中鉆孔ZK1301和ZK1302控制到了Ⅳ號(hào)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(xì)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(hào)石英閃長斑巖，黃銅礦以細(xì)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(xué)異常

圖2 池溝地區(qū)地物化綜合圖1-第四系沉積物；2-中泥盆統(tǒng)池溝組上巖性段第一層鈣質(zhì)粉砂質(zhì)板巖；3-中泥盆統(tǒng)池溝組中巖性段第四層條帶狀粉砂質(zhì)板巖；4-中泥盆統(tǒng)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(tǒng)池溝組中巖性段第一層黑石母角巖；6-中泥盆統(tǒng)池溝組中巖性段第一層角巖化粉砂質(zhì)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(hào)；12-銅礦體及編號(hào)；13-斷層及編號(hào)；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(hào)

大多數(shù)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(diǎn)。池溝地區(qū)土壤地化異常明顯，化學(xué)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(xué)特征。

池溝共獲得4個(gè)銅次生暈異常(圖2)，其中Cu1規(guī)模大，長約1 600 m，寬200～400 m，呈近東西向帶狀分布，靠近Ⅰ號(hào)巖體西部濃集中心明顯，異常值500～1 700 g/t。該異常與Ⅰ號(hào)巖體或深部隱伏巖體關(guān)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(hào)巖體西部，異常值300～1 700 g/t。同時(shí)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(hào)巖體西南外圍存在多個(gè)物探激電異常，異常均圍繞該巖體呈環(huán)帶狀分布，顯然是對(duì)硫化物目標(biāo)地質(zhì)體特征的反映。池溝目前共發(fā)現(xiàn)4個(gè)激電異常，呈近東西向帶狀分布于巖體及內(nèi)外接觸帶，尤其是巖體內(nèi)外接觸帶異常最強(qiáng)，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(qū)(表1)。

池溝地表巖體(中細(xì)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(zhì)體，礦化體電阻率遠(yuǎn)低于其他地質(zhì)體。由此可見，含礦巖體、礦化地質(zhì)體的電性參數(shù)與圍巖具有明顯差異，其特征表現(xiàn)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(zhì)體，剩余磁化強(qiáng)度遠(yuǎn)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(zhì)體的物性參數(shù)與圍巖具有明顯差異，說明研究區(qū)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(qū)開展高精度磁測對(duì)池溝巖體(群)分布區(qū)進(jìn)行探查(圖3)。ΔT異常分為北東向Ⅰ號(hào)異常帶和北西向Ⅱ號(hào)異常帶，Ⅰ號(hào)異常帶與地表出露的巖體群相對(duì)應(yīng)，上延后合二為一，巖體深部規(guī)模大，顯示巖漿的通道特征；Ⅱ號(hào)異常強(qiáng)度較小，與地層走向基本一致，反映地層中磁性地質(zhì)體或存在隱伏巖體。采用高精度磁測及深鉆驗(yàn)證，在巖體及圍巖中發(fā)現(xiàn)了銅、鉬礦體，巖體周邊不同程度發(fā)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(shù)

注：采用小四極法，儀器參數(shù)設(shè)置：周期16s，延時(shí)100ms

圖3 山陽縣池溝地區(qū)ΔT磁異常圖(圖例同圖2)

3.4 CSAMT應(yīng)用

在池溝進(jìn)行了CSAMT試驗(yàn)以了解地層深部含礦位置及斷裂構(gòu)造的分布情況。結(jié)果顯示，F(xiàn)2斷裂以南為明顯的低阻異常；F2斷裂以北出現(xiàn)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(yàn)，確認(rèn)中低阻值的電性層代表礦化巖體，可以區(qū)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(diǎn)，是尋找金屬硫化物礦化富集體的有利地段。經(jīng)過鉆孔ZK902、ZK1302驗(yàn)證，均見到低品位銅礦(化)體,說明CSAMT方法對(duì)異常體空間定位具有優(yōu)勢。其中鉆孔ZK1302在450 m高程以下出現(xiàn)大規(guī)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(chǎn)于巖體內(nèi)外接觸帶中，巖體蝕變類型發(fā)育、分帶性較好，鉀化、硅化、絹云母化強(qiáng)烈并在空間上疊加的蝕變帶是礦體發(fā)育的最佳地帶。工程控制對(duì)池溝Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ號(hào)巖體進(jìn)行了深部探索，得出礦體特征(表3)。池溝礦段1號(hào)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(hào)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(hào)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(diǎn)

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(jié)構(gòu)以充填交代結(jié)構(gòu)為主，次為固熔體分離結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造主要為浸染狀構(gòu)造和細(xì)脈浸染狀構(gòu)造，其次為角礫狀構(gòu)造和膠狀構(gòu)造。

4.3 物化探異常與礦體對(duì)應(yīng)關(guān)系

物化探異常特征與池溝巖體關(guān)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(duì)應(yīng)，深部巖體規(guī)模大且連為一體，圍繞斑巖體發(fā)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(duì)應(yīng)，為熱液沿?cái)嗔褬?gòu)造形成。Cu1與Ⅰ號(hào)巖體，Cu2、Cu3-1、Cu3-2與池溝銅礦體、付桑溝銅礦體對(duì)應(yīng)較好，HC-3異常與四方潭銅礦體對(duì)應(yīng)較好。電法異?？傮w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(qū)，顯示埋藏深度較淺，目前已發(fā)現(xiàn)黃銅礦、輝鉬礦、黃鐵礦等硫化物礦化或礦體存在。CSAMT方法認(rèn)為區(qū)內(nèi)中低阻值的電性層代表礦化巖體，可以區(qū)分巖體與圍巖，推斷礦化有利部位?？傊販系貐^(qū)化探次生暈Cu、Mo、Au、Ag、Hg異常發(fā)育，在其各自的等值線重疊較好部位，同時(shí)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(jié) 論

物化探找斑巖銅礦發(fā)揮了重要作用，具有很好的推廣價(jià)值，要重視找礦過程中地、物、化模式的應(yīng)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(guān)系，以指導(dǎo)找礦。從地球物理找礦角度出發(fā)，要對(duì)斑巖銅鉬礦床及巖體、圍巖、蝕變礦化帶的物性參數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)測定。池溝地區(qū)在綜合集成、新方法應(yīng)用、礦化蝕變分帶及找礦預(yù)測等方面均有所突破。

(1) 在池溝找礦勘查過程中，運(yùn)用高磁掃面+CSAMT+鉆探等地質(zhì)物化探綜合找礦方法，研究分析異常與礦體的對(duì)應(yīng)性關(guān)系，對(duì)尋找深部或隱伏銅礦體非常有效。

(2) 礦區(qū)巖體物化探異常發(fā)育，地表化探異常規(guī)模大、濃集中心明顯，高磁異常顯示深部隱伏巖體規(guī)模較大，可為Cu元素對(duì)流循環(huán)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(duì)Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ號(hào)巖體進(jìn)行了深部探索，發(fā)現(xiàn)了較厚大低品位斑巖型銅鉬礦體，所見銅礦體為細(xì)脈浸染狀，表現(xiàn)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。

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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(zhì)調(diào)查局地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查評(píng)價(jià)專項(xiàng)“陜西省山陽—柞水池溝—冷水溝銅礦調(diào)查”(1212011120574)

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

P632；P631；P618.41

：A

：1674-3636(2014)04-0550-06