構(gòu)造-蝕變-地球化學(xué)綜合找礦預(yù)測(cè)方法研究
——以陜西小秦嶺金礦田Q173號(hào)礦脈為例

張歡歡，白和，2，王和平，文月貴，韓舫，楊優(yōu)望，牟培吉

(1.陜西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第六地質(zhì)隊(duì)，西安 710611; 2.陜西省礦產(chǎn)資源勘查與綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西安 710054; 3.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083)

構(gòu)造-蝕變-地球化學(xué)綜合找礦預(yù)測(cè)方法研究
——以陜西小秦嶺金礦田Q173號(hào)礦脈為例

張歡歡1，白和1，2，王和平1，文月貴1，韓舫1，楊優(yōu)望1，牟培吉3

(1.陜西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第六地質(zhì)隊(duì)，西安 710611; 2.陜西省礦產(chǎn)資源勘查與綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西安 710054; 3.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083)

運(yùn)用構(gòu)造-蝕變-構(gòu)造疊加暈綜合方法對(duì)陜西小秦嶺金礦田Q173號(hào)礦脈進(jìn)行了找礦預(yù)測(cè)研究。研究結(jié)果表明，Q173號(hào)礦脈控礦斷裂主要經(jīng)歷了3次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)。成礦早期為壓扭性右行剪切變形;成礦期首先經(jīng)歷了右行逆沖為主的脆性張扭性構(gòu)造變形，之后又有一組北東向張扭性構(gòu)造的復(fù)合疊加，形成了多金屬礦化石英脈;成礦后期構(gòu)造活動(dòng)不明顯，主要為一些正斷層，未見明顯礦化富集疊加。構(gòu)造控礦規(guī)律研究認(rèn)為礦體向西側(cè)伏。圍巖蝕變研究表明，與金礦化密切相關(guān)的蝕變組合為黃鐵礦化-硅化-絹云母化;深部“構(gòu)造疊加暈”異常特征指示有盲礦體存在。根據(jù)綜合找礦預(yù)測(cè)方法研究成果，提出了Q173號(hào)礦脈西段側(cè)伏區(qū)在1070 m標(biāo)高以下尚有成礦富集地段的存在，可供工程進(jìn)一步驗(yàn)證。

小秦嶺;構(gòu)造控礦;圍巖蝕變;構(gòu)造疊加暈;找礦預(yù)測(cè)

0 引言

位于華北地臺(tái)南緣，秦嶺造山帶北部的小秦嶺地區(qū)，是豫陜小秦嶺貴金屬成礦帶的重要組成部分，也是我國(guó)第二大產(chǎn)金地。自印支期秦嶺造山帶與華北地臺(tái)全面碰撞以來，區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)了一大批金礦床、礦化點(diǎn)［1］。經(jīng)不完全統(tǒng)計(jì)，區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)含金石英脈1200余條，其中陜西境內(nèi)600余條，累計(jì)已探明工業(yè)儲(chǔ)量400余噸。

前人針對(duì)小秦嶺金礦床構(gòu)造控礦機(jī)制開展了大量研究工作。薛良偉等［2］認(rèn)為，小秦嶺地區(qū)的含金石英脈受控于擠壓性斷裂構(gòu)造，先在張性應(yīng)力環(huán)境下形成韌性剪切帶，溫度較高，深度較大，之后由張性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閴盒院笮纬纱嘈阅鏇_斷層疊加在韌性剪切帶上，含礦流體在擠壓作用下向這些薄弱部位集中，沉淀富集形成金礦床，即構(gòu)造反轉(zhuǎn)形成金礦床。王義天等［3］提出小秦嶺的形成是整個(gè)秦嶺造山帶構(gòu)造演化的結(jié)果，其中產(chǎn)出的金礦床是區(qū)域構(gòu)造演化和深部過程共同作用下的物質(zhì)反映。而張進(jìn)江等［4］、胡正國(guó)等［5］則認(rèn)為小秦嶺地區(qū)是典型的變質(zhì)核雜巖，并存在兩套伸展體系。王立群等［6］也認(rèn)為小秦嶺金礦床在空間上受變質(zhì)核雜巖構(gòu)造控制，礦化類型、規(guī)模與主剝離構(gòu)造帶及其上下盤剪切帶密切相關(guān)。馮健之等［7］總結(jié)出小秦嶺金礦受韌性剪切帶控制，剪切帶的規(guī)模、分布密度與金礦的關(guān)系密切，其控礦模式為“一街五巷三層樓”。很顯然，對(duì)于小秦嶺地區(qū)的控礦構(gòu)造特征仍然存在較大的分歧。

以往區(qū)內(nèi)深部探礦只是依靠傳統(tǒng)的“就礦找礦”方法直接利用工程進(jìn)行深部揭露，缺乏有效的技術(shù)方法指導(dǎo)，往往具有一定的盲目性，浪費(fèi)大量的人力、物力和財(cái)力;加之近年來黃金資源的大規(guī)模開發(fā)，淺部已探明儲(chǔ)量趨于枯竭，目前區(qū)內(nèi)已全面轉(zhuǎn)入“攻深找盲”階段，毋庸置疑開展小秦嶺地區(qū)深部找礦方法研究具有現(xiàn)實(shí)意義。小秦嶺地區(qū)含金石英脈成群成帶分布，地球化學(xué)“構(gòu)造疊加暈”法［8］是進(jìn)行此類礦床深部找礦預(yù)測(cè)的一種有效方法。本文運(yùn)用構(gòu)造-蝕變-構(gòu)造疊加暈綜合方法對(duì)陜西小秦嶺金礦田Q173號(hào)礦脈進(jìn)行了找礦預(yù)測(cè)研究。

1 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造背景

小秦嶺金礦田位于華北地塊南緣，豫西斷隆西端之太華臺(tái)拱區(qū)，南接北秦嶺造山帶，研究區(qū)屬于小秦嶺金礦田西段(見圖1)。礦區(qū)北部的太要斷裂(又稱山前斷裂)、中部的太華復(fù)背斜(又稱大月坪—金羅斑復(fù)式背斜)、南部的小河斷裂(又稱巡馬道斷裂)組成了本區(qū)基本的構(gòu)造格局。

圖1 陜西小秦嶺金礦田區(qū)域地質(zhì)簡(jiǎn)圖Fig.1 Regional geology of Xiaoqinling gold fields in Shaanxi

礦田出露的地層主要有北部太華隆起的太古宇太華群，南部金堆凹陷的中元古界熊耳群、高山河組、龍家園組等。太華群為本區(qū)形成金礦的金源層，分為大月坪組、板石山組、洞溝組、三關(guān)廟組和秦倉(cāng)溝組。有資料表明，小秦嶺地區(qū)金礦床80%產(chǎn)于太華群［9］。區(qū)內(nèi)巖石普遍遭受不同程度的混合巖化，巖性主要為中—深變質(zhì)的片麻巖系，以黑云斜長(zhǎng)片麻巖、黑云角閃斜長(zhǎng)片麻巖、角閃斜長(zhǎng)片麻巖和斜長(zhǎng)角閃巖等為主，其原巖為一套多旋回形成的海底噴發(fā)的中基性火山巖夾陸源碎屑沉積巖。小秦嶺地區(qū)巖漿活動(dòng)頻繁，發(fā)育有晉寧期小河花崗巖，燕山期華山、文峪、娘娘山花崗巖，以燕山期為主，巖性為黑云母花崗巖。據(jù)統(tǒng)計(jì)，小秦嶺地區(qū)的金礦床一般位于巖體3～5 km的范圍之內(nèi)，充分說明燕山期巖體對(duì)區(qū)內(nèi)金礦的重要作用。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

礦區(qū)位于大月坪—金羅斑復(fù)式背斜南翼，賦礦地層為太華巖群，巖性為片麻巖。地層基本為南傾，片麻理傾向190°—200°，傾角53°—88°。巡馬道斷裂在礦區(qū)南側(cè)通過，受該大斷裂影響，礦區(qū)次級(jí)斷裂構(gòu)造發(fā)育，金礦脈就產(chǎn)于次級(jí)脆韌性斷裂構(gòu)造中，如區(qū)內(nèi)東西向的Q173、Q54等，其中Q173號(hào)礦脈成礦相對(duì)較好。

2.1 礦床地質(zhì)特征

Q173號(hào)礦脈位于善車峪東溝三道凹，地表出露長(zhǎng)度超過400 m，厚度0.60～1.68 m。地表可見2個(gè)石英脈透鏡體，長(zhǎng)度分別為92 m和180 m，厚度分別為0.6 m和0.7 m，具有團(tuán)塊狀和浸染狀多金屬礦化，產(chǎn)狀180°∠51°。

2.2 礦體地質(zhì)特征

地表工程及淺部坑探工程揭露Q173號(hào)礦脈淺部有2個(gè)金礦體(見圖2)。

圖2 Q173號(hào)礦脈礦區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖Fig.2 Mining geology of Q173 vein

礦體Q173-1位于礦脈的東部，工程控制最高標(biāo)高1940 m，礦體圈定最低標(biāo)高1830 m (YD1)。礦體圈定最大長(zhǎng)度106 m，最大斜深129 m。礦體厚度0.76～0.98 m，平均厚度0.88 m。礦體品位3.20×10－6～10.15×10－6，平均品位5.43×10－6。

礦體Q173-2規(guī)模較大，位于礦脈的西部，工程控制最高標(biāo)高1800 m，礦體圈定最低標(biāo)高1220 m(ZK201)。礦體圈定最大長(zhǎng)度280 m，最大垂深560 m。礦體厚度0.20～0.89 m，平均厚度0.63 m。礦體品位3.17×10－6～6.98×10－6，平均品位3.85×10－6，總體較低，上部礦體已采空。

2.3 礦石特征

2.3.1 礦石結(jié)構(gòu)

根據(jù)礦石中主要載金礦物黃鐵礦的粒度、自形程度以及與其他礦物的關(guān)系，礦石結(jié)構(gòu)類型有粗粒自形晶粒狀結(jié)構(gòu)、中粒半自形—他形晶粒狀結(jié)構(gòu)、充填結(jié)構(gòu)、交代殘余和揉皺結(jié)構(gòu)、假象結(jié)構(gòu)、變余斑狀結(jié)構(gòu)等。根據(jù)主要礦石礦物黃鐵礦集合體的排列形式可將礦區(qū)內(nèi)的礦石劃分為團(tuán)塊狀構(gòu)造、細(xì)脈浸染狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造等，其中以條帶狀構(gòu)造(見圖3a)、塊狀構(gòu)造(見圖3b，3c)和細(xì)脈浸染狀構(gòu)造(見圖3d)為主。

圖3 礦石結(jié)構(gòu)類型及多金屬礦化特征Fig.3 Types of ore structure and the characteristics ofmulti-metalmineralization

2.3.2 礦石礦物組成

金屬礦物以黃鐵礦、方鉛礦為主，黃銅礦、閃鋅礦、自然金等次之;非金屬礦物以石英為主，白云石、絹云母、方解石等次之(見圖3);次生礦物以白鉛礦、褐鐵礦、藍(lán)銅礦為主，鉛礬、孔雀石、輝銅礦等次之。

礦石中自然金粒度較小，肉眼很難看到，主要載金礦物是黃鐵礦、方鉛礦、石英、黃銅礦、閃鋅礦等。

黃鐵礦:淺黃色、強(qiáng)金屬光澤，高硬度，半自形晶。粒度中、細(xì)粒，中粒者自形程度略低，裂紋發(fā)育，多呈團(tuán)塊狀，粒徑為0.3～1.0 mm。細(xì)粒者自形程度略高，碎裂現(xiàn)象不清，多呈斷續(xù)細(xì)脈狀及不均勻散點(diǎn)狀分布，粒徑為0.018～0.150 mm。

方鉛礦:鉛灰色，金屬光澤，硬度低，比重大，立方體解理極發(fā)育。呈半自形晶粒狀，粒徑在0.03～2.0 mm，其中主要為0.1～0.6 mm。方鉛礦受表生作用被白鉛礦、鉛礬普遍交代。交代作用主要沿著解理、裂隙及邊緣進(jìn)行。

黃銅礦:銅黃色，條痕呈黑綠色，弱金屬光澤，中低硬度，性脆，斷口平坦，半自形晶，粒徑在0.1 mm左右。產(chǎn)出形態(tài)以細(xì)脈充填為主，次有散點(diǎn)狀及閃鋅礦固溶體分解產(chǎn)出。

閃鋅礦:少量，暗棕色—黑褐色，油脂光澤，中等硬度，貝殼狀斷口，解理極完全，性脆，條痕白色。半自形粒狀，粒徑在0.01～0.60 mm。多與方鉛礦組成細(xì)脈產(chǎn)出，充填在黃鐵礦、石英裂隙中，也有呈團(tuán)塊狀產(chǎn)出者。

2.4 金的賦存狀態(tài)

金以自然金形式出現(xiàn)，主要產(chǎn)于黃鐵礦裂隙中，其次為石英、閃鋅礦中。自然金分布于以黃鐵礦為主的金屬硫化物中。賦存狀態(tài)有3種:裂隙金、粒間金、包體金，以裂隙金為主。

2.5 圍巖蝕變

圍巖蝕變?cè)跇?gòu)造帶兩側(cè)比較強(qiáng)烈，主要有絹云母化、碳酸鹽化、綠泥石化、硅化及黃鐵礦化，次為綠簾石化、黑云母化等(見圖4)，其中硅化、黃鐵礦化與金的關(guān)系密切。硅化分布廣泛，可劃分出早晚兩期。早期硅化為石英呈粒狀交代圍巖中黑云母，并保留其假像，粒狀、條柱狀石英與黃鐵礦相伴生;晚期硅化為石英呈細(xì)脈狀貫入構(gòu)造帶及圍巖中，與礦化關(guān)系密切。黃鐵礦化主要分布于構(gòu)造帶及近構(gòu)造帶圍巖中，呈浸染狀及細(xì)脈狀產(chǎn)出，與礦化關(guān)系密切。

圖4 金礦圍巖蝕變鏡下特征Fig.4 Microscopic characteristics of the alteration of surrounding rock

構(gòu)造帶內(nèi)常見強(qiáng)的絹云母化、碳酸鹽化、硅化、黃鐵礦化等，這些蝕變礦物與成礦關(guān)系密切，構(gòu)造帶向外絹云母化、碳酸鹽化、綠泥石化、硅化逐漸減弱。

3 斷裂構(gòu)造控礦規(guī)律

3.1 構(gòu)造活動(dòng)期次與三維應(yīng)力分析

3.1.1 構(gòu)造活動(dòng)期次

小秦嶺地區(qū)金礦發(fā)育受到區(qū)域性褶皺構(gòu)造、韌性剪切帶以及斷裂構(gòu)造的綜合控制，前二者主要起宏觀導(dǎo)礦與儲(chǔ)礦作用，而礦體主要賦存于次級(jí)韌性剪切帶及斷裂帶中［10～11］。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造密集發(fā)育，以脆韌性斷裂構(gòu)造變形為主。除了兩條圍限的小河斷裂和太要斷裂規(guī)模較大外，區(qū)內(nèi)其他斷裂構(gòu)造規(guī)模相對(duì)較小，且大多數(shù)斷裂被含金石英脈或輝綠巖脈充填。根據(jù)斷裂走向可分為近東西向、南北向、北西向和北東向4組，其中近東西向斷裂最為發(fā)育，是本區(qū)最主要的含礦斷裂。

斷裂構(gòu)造受背斜控制明顯，主要產(chǎn)出在背斜核部及其近核部?jī)梢硖帲鸬V脈則直接受其中近東西向的壓扭性斷裂控制。Q173號(hào)斷裂帶根據(jù)構(gòu)造活動(dòng)性質(zhì)及其中充填脈體的情況，可劃分出成礦前斷裂、成礦期斷裂和成礦后斷裂3個(gè)期次。

3.1.1.1 成礦前斷裂

Q173號(hào)礦脈成礦前主要為韌性剪切帶，由變余糜棱巖(絹英質(zhì)糜棱巖)構(gòu)成，形成糜棱巖帶。巖石構(gòu)造變形顯著，主要形成于褶皺變質(zhì)期后的高溫地質(zhì)條件下。韌性剪切帶是容礦斷裂的前期基礎(chǔ)構(gòu)造，對(duì)礦脈起宏觀控制作用，容礦的脆性斷裂沿韌性剪切作用形成的糜棱巖帶疊加活動(dòng)，在成礦期成為控礦構(gòu)造［12］。

成礦前糜棱巖鏡下顯微組構(gòu)分析可見，石英顆粒波狀消光明顯，局部可見石英亞顆粒;礦物顆粒細(xì)?；黠@，伴有礦物的重結(jié)晶發(fā)生，重結(jié)晶礦物邊界模糊，常呈鋸齒狀或港灣狀，礦物定向排列呈條紋構(gòu)造。石英、長(zhǎng)石碎斑在糜棱巖帶內(nèi)被壓扁拉長(zhǎng)，有的呈長(zhǎng)透鏡體狀或眼球狀定向排列明顯。

3.1.1.2 成礦期斷裂

Q173號(hào)礦脈成礦期主要受東西向斷裂控制，后期有北東向斷裂疊加。東西向斷裂構(gòu)造帶寬0.4～1.0 m，以綠泥石英片巖和石英脈透鏡體組成，產(chǎn)狀為177°∠58°(見圖5a)。該構(gòu)造帶頂、底板邊界處均可見明顯的右行走滑變形特征，底板片巖中還可見礦物拉伸線理，指示了右行韌性變形特征(見圖5c，5d，5i)。而頂板界面上可見傾向東的近水平擦痕線理，指示了該構(gòu)造帶主體以較陡的側(cè)伏角向西側(cè)伏(見圖5e)。

Q173號(hào)礦脈成礦期斷裂脈動(dòng)性活動(dòng)主要表現(xiàn)為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四期，其中Ⅱ、Ⅳ兩期活動(dòng)主要由Q173號(hào)礦脈東西向主斷裂構(gòu)造Q173-1控制，而Ⅲ期多金屬礦化主要集中在北東向和東西向交匯疊加部位，主要由Q173-2控制。礦化主要位于構(gòu)造帶底板處(見圖5b)，宏觀上沿兩組面理分布(見圖5f、圖5g)。

Ⅰ期黃鐵礦-石英階段:為金礦的早期成礦階段，金礦化較弱，形成貧金的石英脈主體。該階段黃鐵礦含量相對(duì)較少，且顆粒粗大，呈自形晶產(chǎn)出;石英脈呈乳白色。

Ⅱ期石英-黃鐵礦階段:石英脈礦化分布較廣，可見黃鐵礦化、黃銅礦化、褐鐵礦化，但以底板附近最為集中。

Ⅲ期多金屬硫化物階段:主要表現(xiàn)在東西向構(gòu)造帶和另一組北東向構(gòu)造帶交匯疊加部位，采空區(qū)較多(見圖6)。北東向構(gòu)造帶產(chǎn)狀為120°∠50°，發(fā)育近水平擦痕線理，構(gòu)造帶內(nèi)面理組合變形特征也指示了左行走滑的運(yùn)動(dòng)特征(見圖5j)。沿該構(gòu)造帶發(fā)育多組與斷層平行石英脈，石英脈中具有多金屬硫化物礦化特征，主要有黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦化等。

Ⅳ期碳酸鹽-石英脈階段:碳酸鹽化石英脈厚約10 cm，沿另外一組面理發(fā)育，與主構(gòu)造帶呈30°—45°斜交，呈透鏡狀，無礦化(見圖5h)。

3.1.1.3 成礦期后斷裂

圖5 Q173礦脈近東西向構(gòu)造帶變形與礦化特征Fig.5 Nearly EW-trending deformation of structural belt and mineralization characteristics of the Q173 Vein

Q173號(hào)礦脈成礦期后斷裂在區(qū)內(nèi)不發(fā)育，僅見前兩期斷裂的繼承性活動(dòng)，使礦脈產(chǎn)生破裂，石英脈破碎，未見有礦化痕跡。構(gòu)造帶底板發(fā)育的斷層泥指示成礦后斷裂多為正斷層，對(duì)礦體沒有大的破壞作用。

3.1.2 三維應(yīng)力分析

對(duì)Q173號(hào)礦脈兩組不同方向上的斷裂帶的插痕進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析研究，得出成礦期兩組斷裂帶都出現(xiàn)了活動(dòng)，根據(jù)擦痕產(chǎn)狀統(tǒng)計(jì)出現(xiàn)了兩個(gè)極密(見圖7)，其走向分別為45°和190°，大致與Q173兩組不同方向的斷裂帶吻合，說明Q173號(hào)礦脈在成礦期兩組構(gòu)造都發(fā)生了比較強(qiáng)的扭動(dòng)。另外根據(jù)斷面擦痕對(duì)Q173號(hào)礦脈斷裂帶進(jìn)行了三維應(yīng)力分析(見表1)，兩組構(gòu)造應(yīng)該屬于同一構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)，都是在北西或北北西方向的擠壓力場(chǎng)條件下形成的以走滑為主的剪切構(gòu)造。構(gòu)造疊加交匯部位形成礦化富集地段。

3.2 斷裂產(chǎn)狀與礦化

Q173號(hào)斷裂主構(gòu)造嚴(yán)格受東西向斷裂控制，礦體在走向和傾向上受主斷裂剪切帶控制作用較為明顯。斷裂構(gòu)造帶對(duì)礦脈和礦體的控制作用主要表現(xiàn)在:

圖6 Q173礦脈北東向構(gòu)造帶變形與礦化特征Fig.6 NE-trending deformation of structural belt and mineralization characteristics of the Q173 Vein

圖7 Q173號(hào)礦脈兩組不同方向上構(gòu)造擦痕產(chǎn)狀極密等值線圖Fig.7 Extremely dense contourmap of structure striation in two different directions of the Q173 vein

①主斷面走向總體呈東西向延伸。當(dāng)主斷裂面走向變?yōu)?0°—80°時(shí)，往往有石英脈的賦存，礦體相對(duì)較厚且礦化較好，主要為多金屬礦化;當(dāng)走向變?yōu)?0°—95°時(shí)，主要為構(gòu)造帶，變余絹云糜棱巖，局部夾石英細(xì)脈，礦化減弱，只見零星的黃鐵礦化(見圖8)。

表1 Q173號(hào)礦脈斷裂構(gòu)造測(cè)量和應(yīng)力分析Table 1 Fault structuremeasurement and stress analysis of Q173 vein

圖8 Q173號(hào)礦脈1580中段沿走向變化規(guī)律Fig.8 The change rule on the strike in themiddle of1580 of the Q173 vein

②主斷裂面在傾向上由緩變陡或由陡變緩的弧形彎曲部位往往有厚大的石英脈賦存，特別是由陡變緩的拱弧形部位，礦體相對(duì)較厚且礦化較好。在主斷裂面60°以上的穩(wěn)定延伸部位，石英脈少見，礦化較差(見圖9)。

③經(jīng)過對(duì)不同中段的傾角和品位變化進(jìn)行統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，其傾角較陡處品位不是最高，隨著傾角由緩—陡—緩—陡的變化，其品位則出現(xiàn)低—高—低—高的變化規(guī)律(見圖10)。

總之，主斷裂面走向呈北東東或傾向上由緩變陡的拱形部位或由陡變緩的凹型部位均為斷裂構(gòu)造的張扭性擴(kuò)容部位，易形成金的富集或富礦體。

3.3 構(gòu)造控礦規(guī)律

斷裂的扭動(dòng)會(huì)使礦床或礦化富集地段沿一定的方向分布。Q173號(hào)礦脈主體由東西向的斷裂控制，構(gòu)造袋內(nèi)S-C組構(gòu)特征明顯，指示右行剪切(見圖11a)。當(dāng)斷裂走向由東西轉(zhuǎn)向北東東方向時(shí)，為一礦化富集地段;傾向上由陡變緩部位為一張性空間，是礦體賦存的有利部位。

根據(jù)礦區(qū)成礦地質(zhì)條件，東西向和北東向構(gòu)造是區(qū)內(nèi)成礦潛力較大的兩組斷裂構(gòu)造，東西向構(gòu)造成礦期為右行逆沖運(yùn)動(dòng)方向，北東向構(gòu)造成礦期為左行逆沖運(yùn)動(dòng)方向。Q173號(hào)構(gòu)造帶主體由東西向右行逆沖斷裂控制，后期疊加有北東向左行逆沖斷裂。東西向斷裂主要表現(xiàn)為黃鐵礦化，北東向斷裂主要表現(xiàn)為多金屬礦化。東西向斷裂和北東向斷裂交匯部位是深部找礦有利靶區(qū)(見圖11b)。

圖9 Q173號(hào)礦脈地質(zhì)剖面Fig.9 Geological section of Vein Q173

圖10 Q173號(hào)傾角變化與金品位變化關(guān)系Fig.10 Relation between dip angle and gold grade of Vein Q173

圖11 Q173構(gòu)造帶內(nèi)石英脈變形及礦化特征Fig.11 Deformation and mineralization characteristics of quartz reef in the Q173 vein

根據(jù)“三位一體”勘查區(qū)找礦預(yù)測(cè)理論，脈狀金礦床普遍存在側(cè)伏規(guī)律，一般礦體側(cè)伏方向垂直于垂直縱投影圖上的礦體品位等值線的長(zhǎng)軸方向或構(gòu)造運(yùn)動(dòng)方向［13］，據(jù)此判斷Q173號(hào)礦脈向西側(cè)伏，側(cè)伏角約70°，深部向西側(cè)伏部位是下步找礦的有利部位。

4 深部地球化學(xué)特征

4.1 工作方法

本次研究工作針對(duì)區(qū)內(nèi)Q173號(hào)礦脈，通過采集相關(guān)原生暈樣品，運(yùn)用新的地球化學(xué)理論——構(gòu)造疊加暈法，對(duì)深部礦體進(jìn)行了預(yù)測(cè)。

4.1.1 樣品采集

運(yùn)用測(cè)線法分不同的中段，選擇在地表、坑道和鉆孔采集原生暈樣品。

地表樣品在構(gòu)造帶內(nèi)及其上下盤圍巖各10 m范圍內(nèi)采集，構(gòu)造帶樣品點(diǎn)距為0.5～1.0 m，上下盤圍巖各10 m范圍內(nèi)樣品點(diǎn)距1.0 m?？拥罉悠吩跇?gòu)造帶內(nèi)及其上下盤5～10 m范圍內(nèi)采集，構(gòu)造帶加密樣點(diǎn)距為0.5～1.0 m，構(gòu)造帶上下盤圍巖5～10 m范圍內(nèi)樣品點(diǎn)距1.0 m。鉆孔巖心樣品在構(gòu)造帶上下盤50 m采集，具體為沿鉆孔巖心自上而下在一定距離內(nèi)連續(xù)撿塊或間斷撿塊，構(gòu)造帶取樣間距為0.5～1.0 m，對(duì)無礦化、厚度大的圍巖，巖性變化不大時(shí)，點(diǎn)距可以放稀為5～10 m。

樣品采集時(shí)遵循“梅花點(diǎn)式”原則，即在樣距范圍內(nèi)系統(tǒng)采集5～7小塊直徑小于20 mm的碎塊組成樣品，樣品重量大于300 g。

采樣前必須進(jìn)行詳細(xì)的觀察，選擇與成礦有關(guān)的蝕變礦化部位取樣。對(duì)于石英脈型金礦，不采第Ⅰ階段(不成礦石英脈)形成的乳白色大石英脈(見圖12a)，而采在大石英脈邊緣第Ⅱ—Ⅲ階段成礦形成的煙灰色石英脈或含細(xì)粒黃鐵礦細(xì)脈［14］(見圖12b)。

圖12 坑道中的兩期石英脈Fig.12 Two-stage quartz reef in gallery

4.1.2 分析測(cè)試

根據(jù)石英脈型金礦原生暈的特點(diǎn)分為礦體前緣暈、近礦暈和尾暈。前緣暈元素組合為Sb、Hg、As、Ba;近礦暈元素組合為Au、Ag、Cu、Pb、Zn;尾暈元素組合為Co、Ni、Mo、Bi、Mn。本次選擇測(cè)試分析了Au、Ag、Ni、Co、Ba、Cu、Pb、Zn、Sb、Hg、As、Mo、Bi、Mn共14種元素。

樣品測(cè)試由國(guó)土資源部西安礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測(cè)中心承擔(dān)完成。依據(jù)DZ 01304-2006及DD2005-01地球化學(xué)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，Ba、Co、Ni、Mn、Pb、Cu、Zn元素采用AxiosmAX型X熒光光譜儀(XRF)，Ag元素采用光柵光譜儀(OES)，Sb、Hg、As元素采用AFS-2202E原子熒光光譜儀(AFS)，Mo、Bi元素采用X SeriessⅡ型等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)進(jìn)行分析測(cè)試。

4.2 元素組合及其軸向分帶特征

Q173號(hào)金礦床地球化學(xué)元素具有Co+Mn+Au+Pb、Ag+Sb+Ni+Bi、Hg+Zu+As+ Mo+Cu+Ba的組合特點(diǎn)，從尾暈元素Co、Ni、Mo、Bi、Mn與前緣元素Hg、Sb、As、Ba的相關(guān)性(見圖13)來看，Ag與Sb、Ni、Bi正相關(guān)，Au和Co、Mn、Pb正相關(guān)。

圖13 Q173號(hào)礦脈R型聚類分析圖譜Fig.13 R-type clustering analysis of the Q173 vein

采用分帶指數(shù)法計(jì)算出Q173號(hào)礦脈的原生暈軸向分帶序列為Co-Mn-Ag、Cu-Bi-As-Sb-Ni-Hg-Zn-Pb-Mo-Au-Ba，可以看出尾暈元素出現(xiàn)在了礦體的前緣，而近礦暈卻出現(xiàn)在了礦體的尾部，亦即出現(xiàn)了反分帶。根據(jù)“原生暈預(yù)測(cè)準(zhǔn)則”［15］可以得出深部1070 m標(biāo)高下可能有盲礦體存在。

4.3 原生暈異常特征

Q173號(hào)礦脈Ⅱ號(hào)測(cè)線深部前緣暈主要發(fā)育有Hg、As異常;近礦暈Au、Ag、Pb異常連續(xù)，Cu、Zn也在局部地段出現(xiàn)外帶異常;尾暈Co、Ni、Mo、Bi、Mn異常只在地表或淺地表發(fā)育外帶異常，深部未出現(xiàn)尾暈異常(見圖14)。

圖14 Q173號(hào)礦脈Ⅱ號(hào)測(cè)線單元素地球化學(xué)異常圖Fig.14 Geochemical anomaly of single element in II line of the Q173 vein

前緣暈As、Sb異常地表至1580 m標(biāo)高外帶異常連續(xù)，其中Sb在1580 m標(biāo)高發(fā)育有內(nèi)帶異常，強(qiáng)度較高;Hg外帶異常出現(xiàn)在礦脈下部，1220～1070 m標(biāo)高段外帶異常連續(xù)，且未封邊;Ba異常不連續(xù)，僅在地表及1220 m、1070 m標(biāo)高段出現(xiàn)零星外帶異常。

近礦暈Au、Ag內(nèi)帶異常地表至1070 m標(biāo)高連續(xù)異常，且異常強(qiáng)度高;Pb自地表向深部外帶異常較連續(xù)，地表及淺地表發(fā)育有內(nèi)帶和外帶異常，1220 m標(biāo)高發(fā)育有Pb內(nèi)帶異常;Cu、Zn異常不連續(xù)，且二者在地表都不發(fā)育，Cu只在1580 m標(biāo)高及1070 m標(biāo)高出現(xiàn)外帶異常，Zn僅在1220 m標(biāo)高出現(xiàn)外帶異常。

尾暈Co、Ni、Mo、Bi、Mn在地表或淺地表發(fā)育外帶異常，其中尾暈Co異常在地表至1580 m標(biāo)高段內(nèi)中、外帶連續(xù)異常，異常強(qiáng)度高，向深部未見異常;Ni異常不連續(xù)，地表至1580 m標(biāo)高發(fā)育中、外帶異常，異常強(qiáng)度高，向深部在1220 m標(biāo)高圍巖中零星出現(xiàn)中帶異常;Mo異常不連續(xù)，地表至1580 m標(biāo)高發(fā)育中、外帶異常，1070 m標(biāo)高發(fā)育內(nèi)、外帶異常，異常強(qiáng)度高;Bi異常不連續(xù)，地表異常不發(fā)育，僅在1580 m標(biāo)高出現(xiàn)強(qiáng)度較高的內(nèi)帶異常;Mn在地表至1580 m標(biāo)高出現(xiàn)外帶異常，向深部1220～1070 m標(biāo)高段只出現(xiàn)零星外帶異常。

Q173號(hào)礦脈的原生暈軸向分帶序列尾暈元素出現(xiàn)在了礦體的前緣，而近礦暈卻出現(xiàn)在了礦體的尾部，出現(xiàn)了“反分帶”。Ⅱ號(hào)測(cè)線單元素綜合異常圖(見圖14)顯示，Au、Ag外帶異常一直連續(xù)，深部前緣暈元素As、Hg異常連續(xù)，而尾暈元素Bi、Mo、Co、Ni深部無異常，同時(shí)深部出現(xiàn)了Pb、Cu等近礦暈異常，指示深部有盲礦體存在［16］;同時(shí)根據(jù)地球化學(xué)參數(shù)垂直變化規(guī)律(見圖15)，Q173號(hào)礦脈地表向深部1070 m標(biāo)高As、Sb具有開始逐漸降低，最后向深部升高的變化趨勢(shì)，也指示深部仍然有盲礦體存在。因此，Q173號(hào)礦脈Ⅱ號(hào)測(cè)線“構(gòu)造疊加暈”綜合異常指示在深部1070 m標(biāo)高下有盲礦體存在，并且“構(gòu)造疊加暈”法和地質(zhì)側(cè)伏規(guī)律預(yù)測(cè)的礦體位置大致吻合(見圖16)。

圖15 Q173號(hào)礦脈Ⅱ號(hào)測(cè)線不同標(biāo)高地球化學(xué)參數(shù)疊加變化規(guī)律圖Fig.15 Superimposed change rules of geochemical parameters at different elevation in II line of the Q173 vein

5 結(jié)論

Q173號(hào)礦脈是區(qū)內(nèi)典型的石英脈型金礦床，礦脈的形成嚴(yán)格受構(gòu)造尤其是斷裂構(gòu)造的控制。

成礦早期Q173斷裂為韌性剪切帶，石英、長(zhǎng)石碎斑在糜棱巖帶內(nèi)被壓扁拉長(zhǎng)，有的呈長(zhǎng)透鏡體狀或眼球狀定向明顯;鏡下見石英的波狀消光，局部見石英亞顆粒，礦化較弱，基本未見明顯礦化。

圖16 Q173號(hào)礦脈深部盲礦體預(yù)測(cè)圖Fig.16 Forecasting of deep blind ore in the Q173 vein

成礦期有脆性斷裂構(gòu)造疊加，主要為右行逆沖變形，局部地段形成了張扭空間，黃鐵礦化石英脈充填其中形成了金礦床，同時(shí)該組東西向的斷裂構(gòu)造還有一期北東向的構(gòu)造疊加，含礦熱液二次富集。在構(gòu)造交匯部位形成了黃鐵礦化、黃銅礦化、方鉛礦化，局部可見少量的閃鋅礦化等多金屬礦化的富集疊加。成礦期的幾組斷裂構(gòu)造的底板擦痕方向指示礦體向西側(cè)伏，側(cè)伏角較陡約70°，深部向西側(cè)伏部位是成礦有利部位。

成礦晚期構(gòu)造活動(dòng)不明顯，主要是前兩期斷裂的繼承性活動(dòng)，未見有礦化痕跡。構(gòu)造帶底板發(fā)育的斷層泥指示成礦后斷裂多為正斷層，對(duì)礦體沒有大的破壞作用。

Q173號(hào)礦脈西段Q173-2號(hào)礦體由地表一直連續(xù)到深部，礦體向西側(cè)伏，在斷裂面由陡變緩的引張擴(kuò)容部位有利于礦化，同時(shí)地球化學(xué)深部前緣暈異常發(fā)育地段也指示有盲礦體存在。因此Q173號(hào)礦脈西段深部1070～920 m標(biāo)高段尚有盲礦體存在，是下步找礦的重點(diǎn)關(guān)注地段。

致謝在野外調(diào)查、室內(nèi)研究及成文過程中得到了中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所陳虹副研究員的大力支持和熱情幫助、指導(dǎo)，在此表示衷心的感謝!

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STUDY ON THE Q173 VEIN IN XIAOQINLING GOLD FIELD W ITH THE METHOD OF STRUCTURE-ALTERATION-GEOCHEM ISTRY PROSPECTING PREDICTION

ZHANG Huan-huan1，BAIHe1，2，WANG He-ping1，WEN Yue-gui1，HAN Fang1，YANG You-wang1，MU Pei-ji3

(1.Sixth Geological Team of Geological and Mineral Exploration and Development Bureau，Xi’an 710611，China; 2.Key Laboratory of Exploration and Utilization of Mineral Resources，Xi’an 710054，China; 3.School of Earth Sciences and Resources，China University of Geosciences，Beijing 100083，China)

In this paper we use the comprehensive method of structure-alteration-structural superimposed halo to research the prospecting prediction of the Q173 vein in Xiaoqinling gold field，and we come to the following understanding that the controlling fracture of the Q173 vein mainly experienced three tectonicmovements．In earlymineralization compressoshear structure is the dextral shear deformation，and during the mineralization stage it first experiences brittle transtensional tectonic deformation of right lateral thrustand then undergoes a composite overlay of the NE-trending extensional tectonic，and eventually formsmulti-metal quartz veins．Tectonic activity is not obvious in late mineralization stage with some normal faults and no obvious superimposed mineralization enrichment．Through studying the structural ore-controlling regularity，the ore body is considered to the west side．The wall rock alteration shows that the alteration assemblage closely related to gold mineralization is pyritization-silicification-sericitization．The anomalous characteristics of the structural superimposed halo in the deep indicate that the blind ore body is present．According to the research resultswith the comprehensive prospecting forecastmethod，there existsmineralization and enrichment areas in the west of Q173 vein below 1070 m elevation that can be verified by engineering someday．

Xiaoqinling;the ore controlling structure;the wall rock alteration;structural superimposed halo;prospecting prediction

P618.51

A

1006-6616(2016)02-0269-16

2015-12-16

中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局整裝勘查區(qū)基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查與潛力評(píng)價(jià)工程子項(xiàng)目“陜西小秦嶺金礦田深部及外圍金礦整裝勘查區(qū)找礦預(yù)測(cè)與技術(shù)應(yīng)用示范”(12120114014101)

張歡歡(1987-)，男，助理工程師，主要從事小秦嶺地區(qū)礦產(chǎn)勘查及研究工作。E-mail:zhanghuan07200720 @126.com