2018年2月 February,2018 矿床地质 第37卷第1期 MINERAL DEPOSITS 37(1):67~80 文章编号:0258—7106(2018)01—0067—14 Doi:10.16111/j.0258—7106.2018.01.005 西秦岭阳山金矿带控矿因素、找矿标志及深部 成矿预测 孥宏伟 (中国人民武装黄金第十二支队,四川成都610036) 摘要 目前对西秦岭阳山金矿带勘查评价正在加速进行,为了进一步查明该矿带成矿规律和找矿潜力,指导 矿田深部勘查找矿工作,黄金第十二支队在矿区开展了深部矿产调查和研究。文章在前人研究的基础上,通过 最新的地质、地球物理勘查和室内综合研究,分析和总结了阳山金矿带主要控矿因素和找矿标志以及各因素的控矿 机制。研究显示:区内的北东东向、近东西向断裂系统多沿葛条湾一草坪梁复背斜南翼层间褶皱岩层薄弱面或不同岩 性接触面发育,在成矿过程中起到通道作用,限定了矿体的展布,为主要控矿因素。在明确找矿标志的基础上,以安 坝矿段为研究对象,采用三维地质建模找矿信息量法进行了定量成矿预测,共圈定出深部找矿靶区4处,为矿区下一 步的勘查指明了方向。 关键词地质学;控矿因素;找矿标志;成矿预测;阳山金矿带;西秦岭 中图分类号:P618.31 文献标志码:A Ore-controlling factors,prospecting criteria and deep metallogenic prognosis in Yangshan gold ore belt,West Qinling Mountain LI HongWei (No.12 Gold G∞jog cal Party 0{CAPF,Chengdu 610036,Sichuan,China) Abstract The Yangshan gold ore belt located in the west of Qinling Mountain tectonic belt is currently the largest in— dependent gold deposit in China.The No.12 Gold Geological Party of CAPF discovered it in 1997,and SO far, the gold reSOurces have reached more than 380 t.In order to find out the metallogenic regularity and prospecting potential of the Yangshan gold deposit,the No.12 Gold Geological Party of CAPF carried out deep mineral in— vestigation and study in the mining area.On the basis of previous studies and through the recent geological,geo— physical exploration and indoor comprehensive study,the authors analyzed and summarized the ore—controlling factors and prospecting criteria of the Yangshan gold ore belt.Research shows that the NEE—trending and nearly EW—trending fracture systems in the area are distributed along the interlayer ofld and weak surface of rock strata in the SOuth limb of Oetiaowan—Caopinliang anticlinorium.The ore deposits are obviously controlled by the main faults.On such a basis,the authors made use of the information quantity method to perform metallogenic prog· nosis,and delineated four ore—prospecting target areas at the depth of Anba area.The results provide guidance for the further exploration of mineral reSOurces. Key words:geology,ore controlling factors,prospecting criteria,metallogenic prognosis,Yangshan gold 本文得到了中国地质调查局地质矿产调查评价项目《甘肃省文县阳山金矿带深部矿产远景调查》(项目编号:12120114038301)资助 第一作者简介李宏伟,男,1984年生,博士,工程师,从事固体矿产地质及地球物理勘查和研究工作。Email:lhw ̄x@126.corn 收稿日期2016—10 26;改回日期2017—10—30。张绮玲编辑。 矿 床 地 质 2018企 ore belt,West Qinling Mountain 西秦岭阳山金矿带地处甘肃省文县境内,是中 向交汇区(张国伟等,2004)。该区域自晚古生代以 国目前已发现的较大规模的金矿床,自1997年 来,经历了复杂的俯冲叠置、碰撞造山及陆内造山3 被发现至今,其金资源量已超过380 t。该金矿床因 个阶段的复合造山过程,伴随了不同期次、不同样式 其规模巨大、成矿条件特殊引起国内外诸多学者关 的构造变形,尤其是印支期发生了强烈的南北向缩 注。近十多年来,前人分别从矿床地质特征(郭俊华 短和挤压剪切走滑作用。已有的研究表明,西秦岭 等,2002;齐金忠等,2003;李志宏等,2007;李建忠 地区俯冲期深层次韧性剪切褶皱变形作用发生金的 等,2008)、矿床微观特征(杨荣生,2006;毛世东等, 初始富集,碰撞期逆冲剪切构造为重要的成矿、控矿 2009;代堰锫等,2012;Liang et a1.,2014;赵静等, 2016)、控矿因素(齐金忠等,2003;李建忠等,2008;黄 伟兴等,2009;张帆等,2014)、矿床地球化学(罗锡明 等,2004;齐金忠等,2003;2006a;袁士松等,2007; 2008;李晶等,2007;2008;张莉等,2009;李楠等,20l2; 2013;毛世东,2011;张闯,2013)、成岩成矿年代学(齐 金忠等,2003;2005;2006a;20o6b;杨荣生等,2006)、矿 床成因(袁士松等,2004;2015;齐金忠等,2006a; 2006b;2008;程斌等,2006;雷时斌等,2007)及成矿预 测(李建忠等,2016)等方面开展了大量专题研究和 探讨,为矿床的进一步勘查和研究奠定了基础。 随着研究和勘查工作的不断深入,在最新的勘 查成果印证过程中又出现了很多新的问题,如个别 矿体的连接存在多解性,制约了阳山金矿床的勘查。 当前,控矿因素研究方面,多数学者认为断裂构造对 成矿具有主导控制作用,但其控矿机制尚不明确,也 缺乏相应证据。此外,对于不同地质因素各具有何 种成矿控制作用等问题尚界定不清晰。关于找矿标 志确定和成矿预测尤其是深部预测方面,目前所开 展的方法较为单一,主要是以地球化学勘查方法为 主,极大地增加了预测结果的多解性。本文结合最 新的勘查结果,对矿带控矿因素、找矿标志等进行分 析和总结,在此基础上,选择部分标志变量作为参数 进行了基于三维模型块体信息量统计的成矿预测方 法研究,并圈定出深部预测靶区4处,为矿区后续勘 查工作提供了参考。 1区域地质背景 阳山金矿带位于碧口地块北缘勉一略缝合带内, 属西秦岭南亚带,夹持于华北板块、扬子板块及松 潘一甘孜造山带三大构造单元之间(图1),是中国大 陆东西向造山系与南北向贺兰一川滇构造带垂 构造(杜子图等,1998)。 区域构造格架主要由5个由北向南呈带状分布 的弧形逆冲推覆构造带组成,在弧形构造带顶部集 中发育复式背、向斜褶皱构造等(杜子图等,1998;张 闯,2013)。阳山金矿带即产出于该构造带顶端的甘 肃省文县一带,矿带及周边现今总体表现为一复杂 的弧形断裂构造体系(裴先治,2001)(图2),由一系 列向南突出的压性一压扭性断裂带和同斜倒转褶皱 构成,包括松柏 梨坪断裂、马家磨一魏家坝断裂、白马 一临江断裂、汤卜沟一观音坝一月亮坝断裂、关家沟一何 家坝复背斜和吕家坝一冷堡子背斜等(阎凤增等, 2010)。此外,弧顶部位尚有一些近南北向的断裂分 布(雷时斌,2011)。 区域出露的主要地层从古到新依次为(图1):前 寒武系基底横丹群和碧口群火山岩系,寒武系一震 旦系,上古生界泥盆系、石炭系和二叠系,中生界三 叠系、侏罗系、白垩系,新生界风成黄土及冲、洪积物 (杜子图等,1998;齐金忠,2006b;袁世松,2015)。地 球化学研究显示:泥盆系及碧口群变质基底为矿源 层,提供了初始成矿物质(李晶等,2008;刘红杰等, 2008;张莉等,2009;李楠等,2012:张闯,2013)。依 据堡子坝、临江幅1:5万区域地质调查资料对泥盆 系地层划分方案,该地层被分为南、北2个不同的构 造岩相区,南区泥盆系包括下、中、上三统,为一套陆 地边缘相、滨海盆地相、台地相的浅水陆源碎屑岩、 碳酸盐岩的沉积地层。北区仅发育下泥盆统,为一 套裂陷槽碳酸盐岩、陆源碎屑岩夹基性一酸性火山 岩、火山碎屑岩的沉积地层。碧口群火山岩系已发 生低绿片岩化浅变质作用(魏春景,1994),岩石类型 包括细碧岩、玄武岩、英安岩、石英角斑岩和流纹岩 及偏酸性的火山碎屑岩(闰全人等,2004)。 区域上,岩浆活动强烈,但岩浆岩出露面积较少 (图1),总体特点如下: 第37卷第l期 李宏伟: 秦岭ljlJl JJ金矿带控矿 豢、找矿标忠及深郝成矿预测 1 西秦岭人地构造及勉略缝合带 域地质 ( IX ng et a1.,2()Il修改) I 前寒武系;2-- 占牛界灰岩、硅质岩;3晚^生界灰 、 枚 、粉砂岩:4一 替系一 祷系扶 }、I 『 ;5一 襁系 砂 、 岩 6一基性侵入体;7一蛇绿岩及甜『关火l_ :8一化岗柑;9一勉略缝合带:1()一 1If金矿带化’ Fig.I Regional geological map of tect()nics of West Qinling Mountain and Mianxian—I ueyang suture 7x)ne (modifi<. ̄after Dong et a1.,201j) 1|)recambrilfrl;2一Limestone and silic()lite of Early l'alacx ̄zoic:3--I imcstonc and phyllitc of Ncopale ̄>zoic;4 I imest()lie and(1f)l()1nitc of Permi an and Triassic:5 Quartz sandstone and limestone of l'riassic;6一}{a inn‘usivo:7一()1)hi(+rite;8一(;ranite:9--Mianxiatl_I|tIcyailg 5utur ̄、 le; l 0一I cx!ation of Yangshan gold or0 beh (1)类型繁多,超丛性、基性、 酸性火山岩和 浅成低温热液元素Au、A Sb、Hg、A 等 f 股都 侵入岩均有出露; 高于地壳和J 常沉 的 均仇 个数 级以h。 (2) 域构造演化对岩浆活动有 显的控制作 夺 断裂构造遥感影像呈线性,延腱消楚,K 较 用,岩浆岩多沿区域性大断裂分布,大型构造破碎带 大,沿汤卜沟一观 坝一月亮坝断裂带蚀变 烈、连续, 是岩浆侵位和喷发的主要诱因; (3)岩浆活动具 活动的旋 性可将区域岩浆岩划分为加里东一华力 西期、印支期和燕山期3个构造岩浆事件,其中ElJ支 期和燕山期的岩浆活动与金矿化关系密切(杜子图 等,1998); 呈带状展 。此外,区内角7f译的多数环形影像 j化 多期次性,根据构造一岩浆 探_异常相火性较强。 2矿床地质概况 I+lI1lI金矿带受汤卜沟一观 坝一月亮坝断裂带及 (4)窄问分布厂‘泛 零敞,规模一般较小,侵入 其次级断裂挎制,尔起汤卜沟,四争张家1 JI.. 伞 岩多呈小岩株或岩脉产出,与金矿成矿只有密切成 凶联系,部分岩脉直接参与了金矿化(杜子 等, K近30 km,宽约3~5 kn1,自西向东划分为泥t【I、葛 条湾、安坝、高楼1II、 1I】、张家IjI 6个矿段(}警{3)。 l998;齐金忠等,2003;吴春俊等,2014)。 其中,安坝矿段为矿带的卜要矿化集 t IX,fI南 f1 3l4 I- 1、305 i-· I、360号、3ll ‘4条 矿脉组 区域重力、航磁、地震等特征均 l,J 本区处丁近 向北r南北向和近东西向为主的基底构造的叠加、改造带 成,矿脉半 l 人敛 NE—NEE m舒缓波状、 J 腮 上。l:20 水系沉积物测最成果表叫,区内共仃金 ,剖 卜旱脉状、 珠状、透镜体状近 侧列分 异常56处,金异常与A Sb、Hg异常吻合较好,已探 布,矿体尖火再现特征明 。该 破碎矿化蚀变带 明的金矿床多数位于异常中心,异常元素一般为 呈NEE 近半行分 ,长度 200~2300 ll1l之问。 Au.Hg、As、Sb、Cu,矿化带兀素一般为Ag、Hg、As; 蚀变带内 石破碎强烈,形成构造ffJ砾、 颗粒、 7() 床 地 质 2()18 2义县地 弧形构造略IN(- 十1 rI冬4等,1998:袁士松,2015修改) 1一i替系灰岩、I {z :(、 炭系扶措、自云岩:I卜一泥盐系r。枚 、坎 :Z一震q系石英砂岩、砾岩;l一断层产状:2一f 英INK 永: 3一断裂:4一倒转地层:5一地层产状:6一地 :7一金矿床及i 编 :①联合村,②新芙,③关牛湾,①汤 沟,@沈Il1,⑥ l1II. ⑦ 菏坝,⑧北金I1I:8一地名;F. 【 1—5一临江断裂:h一·5家磨一魏家坝断裂;F3一松柏一梨坪断裂:h汤H句1观爵坝一月亮坝断裂 Fig 2 Tecl(mic sketch map of Wenxian('ounty(after Du et a1.,l998:Yuan,2()l5) 1、一I itnestone of I'riassic:('-1 in/estone aI dohmfite of(’arlxmifero ̄IN:I,一I hyllite and limeslone of Devonian:Z--Quartz ̄lndstono and COU g[omerate of Sinian:l--Attitude of fault:2--Quartz flash vein:3 Ldt:4--Attidute of inversion strata;5--Attitude of strata;6一I lace llanle 7一(Mid delMit:①1.ianhe Village,③Xinguan,③(;uanniu bay,① l'angpu ditch,⑤Nnishan,⑥Yangshan,⑦Guanyingba,⑧Beijinshal1 FI—I n1a—I injiang fault;F2--Majiamo—Weijiaba fauh;F3一 m a iping fault:F4 Tangpugou Guanyinba—Yueliangba fauh J{i=沟组(D。,+” )和屯寨组(Dt)、下白垩统圳家 碎裂岩等,局部 泥状。硅化、绿泥石化、绢 母化、 组、I碳酸盐化、高岭士化等低 热液蚀变发育,局部破碎 湾组(K )、鸡山组(K )、■叠系(T)和第 U系(Q), 干枚岩L}J含碳质, 英呈I才1块状、 脉状、条带状』、‘ 铁矿化、毒砂化为丰,中细粒自彤一半白形黄铁矿 :F- 粒自彤一半自形毒砂呈星点状、浸染状分布,地表可 {1l赋矿地层桥头岩组(D(J)岩性主要为绢云t枚 町见干枚岩夹薄层透镜状石英砂岩、t枚岩火溥 矿区内岩浆活动以各类岩脉为1 。柑脉主要为 泛分布,方解石脉旱冈块状、条,带;状分布。 ‘化以黄 岩、钙泥质粉砂质千枚岩、钙泥质干枚岩、碳质t枚 ,星点状、浸染状、冈块状、条带状、 莓状分布, _Ij细 层灰岩。 见褐铁矿呈 点状、浸染状、粉末状分布,偶见中卡H 斜长花岗斑岩脉,其次为英云闪长岩脉、花岗细晶岩 粒自形一半门形辉锑矿呈星点状、Ij1块状、条带状分 脉。岩脉主要呈NEE向和『、 ,Ⅵ,ruJ展布,矿区内岩 布,局部可见含rI然金 英脉。带内蚀变破碎岩石 脉 不同部位的展布方向有所 吲,NEE向岩脉l1i 普遍金品位较高。矿 类 以蚀变=r‘枚岩 ’ 和蚀 要l}{露于月元、葛条湾…带,安坝一带也有分 ; 变斜长花岗斑岩矿石为主,局部宵 英脉型矿 ,产 Nww向岩脉主要分布在锈子坝、寺陡坪 带:近 状I55~203。 45~75。。 NS向的岩脉仅在矿区内有零星出现,主要分布J 肖 矿区主要…露下泥盆统桥头岩组(D(,)、岷堡沟 家湾、麦娥堡以南地区和寺陡坪以南地 。 第37苍 1 ljJfJ 宏 :it[ 条岭…I¨金 ‘带控矿I凡_j豢、找矿标忠及深 成矿颅测 71 l{纠3…Il 带地质略 (据古时斌,201 l修改) Kl 卜I I 统:T H r{l 穆统郭家ji r段; 1 一-I『 稀统郭家山组卜段;I)q 下泥盆统桥头岩组:1)t—F泥 统屯察 ;1)r},,』 泥 统山【《 沟 、眄沟绀: i一燕…划斜K化岗脚 ;1一断层;2小整合界线;3一金 化体及编 ;4 挣 段范 i 5一( AM r 14 lj姗探线位置及编呼 l g.3( )l( ̄gical sketch map of the Yangshan gold()re belt(rn(x:lified after Lei.,2()l1) Kl LOWel。【、retaec ̄)/lS;T。 —The lowcr seetion of(;uojiashan h>rmation of middle Triassic; i-2譬~The upper seclion of(;uojiashal1 h)m middle I'riassie:I)q Qiaotouyan I"omlatiorl of Ix}Wel‘I)cvoniall;Dt Tut ̄ai Fommtion of Lower I)evonian;D r十, 1()f Mingpugou:and Xigot1 hmhalion()f I ̄rwer I)evol1i r111: 丌}--I lagioclase graniu、lX)l‘phyry of Ya:shanian period;1一 u 2一Lj∽(mfom:ily:3一(;old ore} ̄ ̄ty HI1【{ils serial lltlIllb( 1:4 Range of orc、s 【_()】1:5 I ̄)cation and serial nulnber of No 1 4 exploratkm l iJle 伸超过400 m;F3断裂带次级断裂较发育,NE止阳, 3控矿因素分析 3,l构造控矿特征 断面北倾,倾角约30。,推测 j Fl、F2断裂仃 交 。 已探明的 要矿体呈带成串沿断裂带分 ( 4 11 1t i罔为见矿部何,红色实线为物探解释断 ),FI断裂 )l 、305号脉群的展 ;F2断裂北侧I}t浅 阳山金矿带产J 砦口地块北缘勉略缝合带内 控制着4【(图1),处丁被动边缘沉积环境, 域 义县弧 全深分布仃364号、360号和358号矿脉;F3断裂l 形断裂系统弧顺部位摔制着矿床的 问就化(1 2), 提供各矿段最终的定化 问( 3)。 衙由浅至深分布有360号、358号、340号车l】336 Ij‘ 分支断裂自南向北依次分布有340号、338 、330 更次级的汤卜沟一观 坝一月亮坝断裂及』 分支断裂 矿脉,标高约1500~l600 m处 现分_史现缘,沿陔 汤卜沟一观 坝一川亮坝断裂总体‘ NEE 展 号、328弓 、326号和3ll号矿脉。此外,矿区北侧还发育 系列NWW阳腱 的 布,西起旧川I省九寨沟县下 :地,向尔 I\『义县堡 了坝、观 坝,争临汀月亮坝一带II 尔仍仃 伸, 区域延长大j 100 km,宽约3~5 km(袁{ 松, 次级断裂,倾向北(5。~25。),倾角‘般为4()。~5()。, 向下延伸超过400 m,为一深源断层,与F2、F3 安 2()l5)。断裂带总体北倾, 安坝、筠条湾 特以 坝矿段形成了多处断裂交 (如图4的F4断裂),fII 目前尚未发现有规模的矿体,其含矿性尚待研究。 相关研究认为,汤卜沟一 音坝一JJ凫坝断裂带总 南倾为 (150~2l0。),倾角较陡。该断裂 儇r坝一 观音坝·带由Fl、F2、F3一i条分支断裂构成( 3), 脆性剪切特 ,断裂带内 少曾发 通过路线地质渊查结合地球物 研究, 小确定了 体表现为左行韧一育i到四期构造变形(代堰锫,2012),备断裂带内挤 各分支断裂的 盘状和分 (图4)。 其 l{I1F1断裂带旱NE止向,断而南倾,倾角约 压翦切韧性变形十分强烈,其两侧岩钉组介及构造 20。~30。,断裂带向测线南侧何进}1深 电性 ‘步延伸趋势;F2 变形均存在明显差异(如图4 I÷I 低 断裂带 NE止向,断面南倾,倾『fJ人j 40。,向卜延 阻异常旱等轴状相问分布)。 2()18{ 圈视}乜阻率等值线 园 断层及躺 见矿部位 m、 a jⅡE 1 400 1 400 1 600 1 800 l 离/m 4 安坝矿段14 勘探线 控源音频大地电磁测深 lU 率反演拟断面图及钻孔验证和断裂解|草 Fig.4 The inversion interpretation and lx)rehole verification of CSAM'I along No.1 4 exploration line of Anba bl<)ck 此外,矿区还发育一系列/1 同尺度褶皱,以无价 产状变化变汇部位以及断裂一岩脉交 部位仃利』 I 匕侧的 条湾一草坪梁复式背斜H{露最为完整。 矿体产f 该复背斜处 6 2 8 4 6 2 8 逆冲推覆构造前锋位置,西起自 4 吲目目目曰目I0 4 4 3 3 3 2 2 1●●O 0 工工嗣●■■●_ 笔者认为,区内首先受华北一扬子板块碰撞产 卜 6 2 连河一带,向东延至草坪梁一带,全长约10 km, 近SN向挤压,发育复式褶皱,并在翼部发生大致和 宽约l km, 安坝一带两翼出露较伞,存_曲郜葛条 其轴面_卡H 行的剪切作』}j,由] 层问/1 岩性物性 湾一带北 较为发育,而南翼受断层破坏,在三角地 芹片形成构造薄弱接触面,在剪切变形过 中,容 带,北翼产状陡立,局部倒转向南倾斜。由于受后 做砟、断裂,形成有利的成矿流体通道并伴随肴化 一期深层次韧性剪切及中一深 次递进变形影响,地表 岩脉侵入,在后期的挤压和伸展作川下形成 矿 多数地段该褶皱核部及 翼均遭受 同程度的破 fHJ。 内多期次构造活动加之新构造活动的改造, 坏,以层问小褶皱为主,彤态较为复杂。 汤卜沟一观音坝一月亮坝断裂及其分支断裂是… 造成了矿体倾向上的错断,导致矿体倾向方l } 的 连续。 【Il金矿带的主体控矿构造,矿I)t内已探明的主要矿 3.2地层岩性对成矿的贡献 体 格受NEE向、近EW向断裂的控制,呈带成串 沿断裂带分布,显示该断裂在成矿过程 起剑通道 辨口群主体出露于阳山金矿带南部,研究农 /『 层位岩石金含量总体较高,具台给成矿提供 作用,限定了矿体的展布,为主要控矿凶素。其分支 矿源的潜力(袁士松,2015)。此外,对矿区矿 微 断裂多沿草坪梁一葛条湾复背斜南翼的层问次级褶 5C=素及同位素示踪的研究,显示其带有碧[J群和泥 皱岩层薄弱面或不同岩性接触面发育,产状基本与 系的岩石地球化学特征(李晶等,2008;刘红杰等, 褶皱岩层面平行或小角度斜交(如图4视电阻率断 2008;张莉等,2009;李楠等,2012;张闯,2【】l3), H接 图深部低阻异常带 不规则弯曲),其局部膨大和 证明了碧口群在成矿过程中发挥了 定作用。 第37卷第1期 李宏伟:西秦岭阳山金矿带控矿因素、找矿标志及深部成矿预测 73 阳山金矿带内出露的地层以泥盆系桥头岩组为 从岩性上分析,阳山金矿带的赋矿围岩主要是 主体,且与矿体空间关系密切。该地层主要为千枚 泥盆系低绿片岩相千枚岩(见表1)。有关研究表明: 岩类,常见及含细粒草莓状黄铁矿、毒砂的层位。有 金矿化作用易于选择赋存在温压条件适合于金矿化 关研究认为,泥盆纪地层的沉积环境总体以深水盆 形成的绿片岩相以下的变质区再富集(刘国平等, 地和深水陆棚相为主(杜远生,1995)。研究区内主 1998)。阳山金矿带内泥盆系千枚岩具有合适的温 要为大规模中低级变质作用的产物,有关研究表明: 压条件,有利于成矿流体内含金络合物的分解、沉淀 随着变质程度的加深,地层中微量元素Au、Cu、舷、 而形成金矿脉。另外,千枚岩主要为粉砂质,而硅化 Pb、Zn等发生迁移,导致其岩石内丰度下降。成矿 砂岩、灰岩以及硅质岩的渗透性均较差,本区粉砂质 元素的含量只有在靠近矿体的围岩里才会明显高于 千枚岩粒隙和页理发育,渗透性较好,有利于热液运 变质围岩。可见,在变质作用过程中,地层岩石内的 成矿元素在不断迁移,变质级别越高,元素迁移越 大,变质加深有利于成矿元素的重新富集作用(张荣 华等,2002)。区域上,泥盆系训(Au)平均为4.6× 10—9,明显高于南秦岭沉积盖层中Au的丰度值1.7 ×10 (袁士松等,2008),与区域地层对比而言,矿 区各类岩石金含量虽略高但仍低于区域金背景值, 反映阳山金矿区为区域高金背景区中的低异常区 段,揭示出地层中的金发生了活化并向矿体迁移,即 地层为金成矿提供了部分成矿物质。 表1 阳山金矿安坝矿段探矿工程控制矿体部位岩性 特征统计表 Table 1 The ol'e lithologic characteristic statistics controlled by prospecting engineering in Anba block, Yangshan g0Id deposit 注:据毛世东,2011。 移。此外,区域内既有硅质岩、灰岩等较为刚性的岩 层,同时也存在粉砂质千枚岩、碳质千枚岩等软弱岩 层,这种较大的物性差异使得构造容易沿岩性分界 面产生滑动、破碎、虚脱、断裂,从而影响热液的运移 和金在局部的富集,所以在阳山金矿带不同岩性分 界面附近容易产生构造,也容易形成金矿体。较为 有利的物理化学性质决定了粉砂质千枚岩为本区赋 矿的有利岩性。 4找矿标志分析 结合最新的勘查成果,笔者梳理和总结出阳山 金矿带主要的找矿标志如下: (1)断裂系统:研究区位于汤卜沟一观音坝一月亮 坝断裂带中,该带因受多期次挤压拉伸作用,岩石破 碎、变形强烈,近NEE向、NWW向的构造形迹表现 明显,其主断裂及其次级断裂控制了矿区矿体的空 间展布,主断裂(F1、F2、F3)近NEE向,为矿区的含 矿断裂,F1~F2断裂总体南倾(150。~210。),倾角较 陡(40。~70。),F3断裂倾向北,倾角稍缓(30。~50。), 次级断裂多以破碎带形式产出。矿区地球化学相关 测量也显示断裂转折部位、交汇部位Au异常规模 大、数量多。 区内 ,向的断裂(F4 ̄FIO)与 、F3在安 坝矿段形成了多处断裂交汇,是矿体富集的可能部 位。但沿N 向的断裂目前尚未发现有规模的矿 体,断裂倾向北(5--25。),倾角一般为40。--50。,是一 组具有找矿远景的断裂。 (2)赋矿岩性:区域赋矿地层主要为下泥盆统 桥头岩组,与矿(化)体关联岩性主要为泥质、粉砂质 干枚岩、含碳质干枚岩、深灰色薄层灰岩夹砂质干枚 岩、蚀变千枚岩夹灰岩、破碎蚀变千枚岩夹薄层状灰 岩及少部分石英砂岩。 74 矿 床 地 质 2018年 (3)岩浆岩标志:矿区内矿化集中区葛条湾 安 砂、黄铁矿、辉锑矿为重要的矿物组合找矿标志。坝矿段斜长花岗斑岩脉相对发育,该矿段内已发现 从矿化强度以及矿石矿物的特征上看,各个金 的主要矿体均沿斜长花岗斑岩脉或者斜切岩脉产 矿床有所差异。黄铁矿在各个金矿床中均发育,不 出,显示出花岗斑岩脉与金矿(化)体在空问上的密 过在高楼山和张家山金矿床发育强度较小;毒砂矿 切关系,部分金矿脉产出于斜长花岗斑岩脉与泥盆 化在安坝、葛条湾和泥山金矿床中较为发育,而在高 系围岩地层接触带内,并且部分斜长花岗斑岩脉自 楼山、阳山和张家山金矿床中不太发育;与黄铁矿以 身破碎、蚀变形成矿体(表1)。年代学及地球化学研 及毒砂相比,辉锑矿的分布范围较为局限,主要见于 究表明:矿区岩脉生成早于成矿年龄约20~3O Ma, 即岩脉先于矿床形成,由于斜长花岗斑岩脉与围岩 安坝和泥山金矿床,而在其他矿床中不太发育。 各种金属矿物在不同岩性中的分布是有区别 的能干性差异较大,在应力作用下易于首先破碎形 成扩容空间,利于成矿热液的运移与沉淀,这是造成 阳山金矿的斜长花岗岩脉在空间上与金矿体存在密 切关系的原因(李晶等,2007;张莉等,2009)。对于 金成矿时间滞后于岩浆记录的情况,也有学者认为 与造山过程相关的矿床一般都形成于由挤压到伸展 转换的后碰撞期,滞后主碰撞期几十个百万年(毛景 文等,2005),即大规模成矿作用往往发生于碰撞后 的伸展过程。 (4)围岩蚀变标志:阳山金矿带各个金矿床中 广泛发育多种热液蚀变,主要类型为硅化、绢云母 化、高岭石一蒙脱石化、碳酸盐化、绿泥石化、绿帘石 化等,并且近矿部位毒砂化、黄铁矿化、褐铁矿化、硅 化蚀变强烈。 其中,硅化广泛发育于金矿带的各个金矿床中, 并且在变质热液期、成矿早阶段和主阶段较为发育。 绢云母化同样发育于金矿带的各个金矿床中,可产 于泥盆纪地层的变质作用过程中,以及与成矿相关 的热液蚀变过程中,在成矿主阶段最为发育。高岭 石一蒙脱石化常见于断裂或破碎带发育的干枚岩、酸 性岩脉以及两者的接触带,是断裂作用的产物。这 组断裂控制了成矿期晚阶段的矿化。但在野外观察 中,也见到了成矿后的高岭石一蒙脱石细脉,因而高 岭石一蒙脱石化蚀变发育于温度降低的成矿期晚阶 段以及成矿后的表生作用中。碳酸盐化主要出现在 成矿期晚阶段和成矿后。绿泥石化和绿帘石化是较 少发育的蚀变类型,主要见于蚀变花岗斑岩和石英 脉中。因此,矿区内绢云母化、硅化、碳酸盐化等低 温围岩蚀变是找矿的重要标志,而毒砂化、黄铁矿 化、褐铁矿化为直接的找矿标志。 (5)矿物组合标志:本区矿石矿物成分主要有 自然金、银金矿、毒砂、黄铁矿、辉锑矿,其次为钛金 矿、钒钛磁铁矿、磁铁矿、磁黄铁矿、闪锌矿、方铅矿、 白铁矿、硫锑铅矿、软锰矿、硬锰矿、褐铁矿。其中毒 的:沉积成岩期黄铁矿见于除酸性岩脉以外的其他 变质沉积岩中;成岩期黄铁矿在干枚岩和酸性岩脉 中较为常见,其次是大理岩化灰岩和变质石英砂岩; 毒砂主要分布在千枚岩和酸性岩脉中,在大理岩化 灰岩和变质石英砂岩中较少;辉锑矿主要分布于千 枚岩与酸性岩脉破碎带中的石英脉和石英角砾岩 中,少量见于酸性岩脉中的石英一方解石脉中,以及 变质石英砂岩中。 (6)地球化学异常找矿标志:区域1:20万化探 扫面显示Au异常沿文一康断裂带分布,且元素浓度 越向西越高,与构造的关系愈明显,其最高部位为文 县弧形构造弧顶部位;Au异常与Hg、As、Sb等中低 温元素的异常及重砂异常重叠较好,其分布规律基 本一致,多沿构造方向成带分布,已探明的金矿床多 数位于异常浓集中心,异常元素一般为Au、As、Sb、 Hg、Cu,矿化带元素一般为Ag、Hg、As。矿区1:5万 水系沉积物测量显示:Au、As、Sb等元素异常相关性 好,Au异常浓集中心内部或其附近多发现有金矿脉 或金矿化带;异常受断裂构造控制较明显,特别是断 裂转折部位、交汇部位分布的异常规模大,数量多。 笔者对矿区已知矿体进行了构造叠加晕和原生 晕的地球化学研究,发现矿体垂向上, 、Sb、Hg、 Au、触、Cu、Pb、Zn、Bi、Mn、Mo、Co均见异常,但元素 的异常出现的位置不同,其中As、Sb、Hg异常垂向 上变化趋势与金元素异常相一致,且异常多分布于 矿体的前缘或中上部,Ag、Cu、Pb、Zn异常强度高低 略有不同,但垂向上变化趋势总体上与金矿化相一 致,且异常出露标高与矿体出露标高大体一致;Hi、 Co异常强度相对较低,但异常面积较大,异常在垂 向上的变化趋势与金元素异常相反,具有尾晕元素 的基本特征。统计安坝矿段12条勘探线As原生晕 异常与Au矿化体分布,显示出As元素含量与矿体 的正相关性(表2)。 笔者认为,低温热液元素Au、 、Sb、Hg、Ag、 第37卷第1期 李宏伟:西秦岭阳山金矿带控矿因素、找矿标志及深部成矿预测 75 表2阳山金矿安坝矿段各勘探线圈定矿体和As 元素异常统计表 Table 2 111e statistical table of orebodies and anomalies of As in Anba ore block Cu、Pb、Zn、Bi、Co、Mn、Mo等综合异常是寻找金矿 (化)体的有利标志,尤其是As、Sb元素异常范围广、 强度大,具有多个浓集中心,且与构造关系密切的综 合异常需要重点关注。 (7)地球物理异常找矿标志:对矿区岩矿石物 性参数研究表明,主要赋矿围岩泥盆系桥头岩组的 破碎蚀变千枚岩、碳质千枚岩和钙泥质、粉砂质千枚 岩等表现出低阻和中一低阻高极化率电性性质,而灰 岩、石英砂岩等表现出明显的高阻低极化率特征。 深部电阻率法测量显示:含矿构造破碎蚀变带普遍 具有低阻以及视电阻率梯度带电性分布特征(图4)。 因此,可以利用电法测深寻找低阻高极化异常以及 电阻率变化梯度带,圈定深部有利赋矿构造。 (8)遥感找矿标志:遥感解译的构造复合部位 是成矿的有利地段,如线性构造交汇部位、线性构造 与环形构造交切部位等,此外,遥感蚀变信息提取出 的铁染和羟基异常也是寻找金矿体的重要标志;笔 者将蚀变信息图像与地质图进行叠加,通过对照发 现:铁染蚀变与羟基蚀变图像分布趋势基本一致,与 地表已知的矿化信息吻合程度较高。 以上为矿区主要找矿标志,不同标志的叠加数 量越多,则预示着该地段找矿潜力越大。 5成矿预测 在找矿标志确定的基础上,笔者以阳山金矿带 安坝一葛条湾矿段为研究对象,进行了三维立方体深 部成矿预测。该方法也称为找矿信息量法,是一种 非参数性的单变量统计方法(游远航等,2006),基本 思路是通过研究各地质要素在研究区内所有单元 (三维块体模型)的分布情况,来查明各地质因素对 找矿作用的大小,所谓“找矿信息量”是指各地质要 素在某一单元中的信息量总和,就反映了该单元的 相对找矿意义。 本次研究应用找矿信息量法对成矿远景区进行 预测的主要步骤如下:①三维地质体的划分;②确 定地质标志及划分标志状态;③找矿信息量的计 算;④分析信息量的计算结果,确定矿区内有利找 矿标志;⑤计算各个单元的信息量总和;⑥选取研 究区内成矿信息量临界值,对远景区进行预测。 笔者在仔细研究工作区主要控矿因素和有利找 矿标志的基础上,选取具有统计分析变量的断裂系 统、赋矿岩性、地球化学异常作为主要找矿标志,分 别为:矿区内主断裂及次级破碎带;含矿岩性:深灰 色中厚层、薄层灰岩,千枚岩,深灰色薄层灰岩夹绢 云母砂质千枚岩,蚀变千枚岩夹灰岩,破碎蚀变千枚 岩夹薄层状灰岩;原生晕As、Sb元素异常。 首先,利用Micromine软件建立安坝矿段的区域 空间、地层岩性、断裂、破碎带、矿体和原生晕元素异 常实体模型并对各模型进行空间三维网格划分和约 束,从而划分出不同地质实体所包含的网格单元,作 为矿床预测中的标志变量。区域空间模型长3.2 km, 南北宽2 km,垂高2.8 km,通过三维网格划分为行× 列×高为20 m×20 m×20 m的2 240 000个块体。 约定各成矿预测标志在单元格中存在取值为1, 不存在取值为0,统计各标志在单元块中的分布,计 算各个找矿标志的信息量。找矿标志的找矿信息量 条件概率计算公式如下: g ,A(R)为A标志含有B标志的信息量;P(A/B) 为已知有B标志存在条件下出现A的概率;P(A)为 在研究区内出现标志A的概率。 由于概率估计上的困难,以频率值来估计概率 值。即: g 式中,N 为研究区内具有标志A的含矿单元 数;N为研究区内的含矿单元数;S 为研究区内具有 标志A的单元数;S为研究区的单元总数。安坝矿 段各个找矿标志信息量计算结果如表3。 76 矿 床 地 质 2018住 表3各找矿标志的信息量计算结果表 Table 3 The calculation of information quantity of prospecting criteria 注: ̄J为标志变量含矿体单元块数;N为研究区矿体单元块数;sJ为标志变量块数;S为研究区总块数;J为找矿信息量。 根据各成矿因子的找矿信息量,对每一个成矿 找矿信息量法进行成矿预测,共圈定出深部找矿靶 因子所占块体进行赋值,对于有两种或者多种成矿 区4处,为矿区下一步勘查提供了指导。因子的块体,使用各个成矿因子找矿信息量的总和, (4)建议在下一步研究中增加地球物理异常、 在对每一个块体进行赋值后,再根据距离幂次反比 遥感解译等更多找矿标志参与信息量法计算,不同 法对整个预测区2 240 000个块体进行找矿信息量估 找矿标志的叠加数量越多,则预示着该地段找矿潜 值运算,在运用距离幂次反比法进行估值过程中,每 力越大。 个块体的信息量影响范围选择为矿区内勘探线间距 (5)阳山金矿找矿还具有较大潜力。①矿区所 的一半,即50 m进行计算。对预测区内所有块体进 处的特殊地理位置和构造部位,决定了该区是成矿 行估值,并对找矿信息量大于3以上的块体进行着 带内成矿有利区段之一;②区内受多期次构造运 色显示,最后选择信息量大于7的块体圈定出该矿 动,推覆构造前端、强烈的韧性或韧一脆性、脆性构造 段深部成矿预测靶区4处(图5)。预测靶区①东西 变形以及能干和非能干性岩石互层的构造一岩石组 向位于09~17勘探线之间;预测靶区②东西向位于 合,决定了本区具有多样化的容矿空间;③巨厚且 04~12勘探线之间;预测靶区③位于14号勘探线西 金丰度值较高的沉积建造和深部规模较大的岩浆岩 侧;预测靶区④位于04~l0勘探线之间。通过本次 体,决定了本区成矿物质来源充足;④矿区目前还 工作,为下一步的勘查指明了方向。 有多个矿体走向和延伸未完全封闭、控制,探矿工程 揭露阳山金矿带矿化高差达1000 1"1"1以上。此外,矿 区多个矿段深部前缘晕元素 、Sb异常范围大、强 度高,近矿晕元素连续,尾晕元素异常范围小、强度 6 结 论 (1)在前人研究的基础上,通过最新的地质、地 低,说明阳山金矿带属于剥蚀程度较浅的金矿区,向 球物理勘查和室内综合研究,分析和梳理了阳山金 深部应具有良好的成矿潜力;⑤矿区化探扫面成果 矿带主要控矿因素。研究显示矿区内NEE向、近 显著,异常与矿体吻合程度较高,但目前尚有多个化 EW向断裂系统限定了矿体的展布,为主要控矿因 探异常区需进一步查证;⑥物探测深于矿区深部已 素。区内多期次构造活动加之新构造活动的改造造 发现有多个视电阻率变化梯度带,有待进一步验证; 成了矿体倾向上的错断,导致矿体倾向方向上的不 ⑦目前矿区仅安坝和葛条湾矿段投入工作量较大, 连续。 其他矿段还有待进一步研究。 志谢感谢黄金第三总队总工李志宏高 (2)在确定控矿因素的基础上,主要从地层岩 性、构造、岩浆岩空间分布、围岩蚀变、矿物组合、遥 论了矿区找矿标志。 感解译、地球化学和地球物理异常等方面分析和讨 工和黄金第十二支队支队长余金元高工对“甘 肃省文县阳山金矿带深部矿产远景调查”项目的关 (3)在明确了找矿标志的基础上,以安坝矿段 心和支持。室内研究和论文撰写过程中,黄金 为研究对象,选取部分具有统计信息量的要素,采用 第十二支队总工李建忠高工始终关注项目进展,提 第37卷 1期 李宏伟:l 条岭 III金矿带控 素、找矿标志及深邝成矿坝测 04。38 104。40 一圈 5 安坝矿段找矿 息 计算结 恤分响 示意 (a)、深 坝测靶 位置l,J 总 (b)及l 程 1一第f 系:2深灰色 7勘探线化 及编I。1;8一实测、j寸f:测断 :9一实测、推测破碎带;l0一矿脉位 :及编 Fig.5 l'he sketch map of prediction results by prospecting infommt n methc ̄t in Anba()re block(a) (c) 』z 灰 ;3干枚岩火洒 荻岩;4一下枚 ;5一破碎蚀变 枚岩火簿 灰 ;6~斜长仡岗雕 岩脉 targel area(b)and arrallgernent diagram of the project(c) l--Qua!ernat。y:2--1)eep gray dfick limestone ̄3一Phyllite with thin limestone:4一I hyllite:5 Ahered pt1yllite with thin lin1csI()I1e; 6一(;rani ̄e lx)rphyry vein;7--1.{ ̄:ati{n1 and serial nulnber()f exploration line:8--Measured and inferre{l faults;9--Mea Ⅲt|l11【{infcrrcd fractm。c zorles; 10--I.*)catlot1 and seri ̄ll rltllllber()f()re vein …了很多 贤的意见和建议, 久祥、I 剑峰、杨 虎等同0 也进行了很多讨论,中同地质人学(北京) 张志超 t 等人与项目绀就矿 三维地质建模开展 了深入的介作年I】指 。两化I牦名评审人对稿件提I{J ('hen I{,Zhang F X and Fie(;F 2006 Genesis and types of the yang— shin1 super large micro disseminated gold delx}sil,Wet ̄xian,G.山1 了中肯、深入的修改意见和建议。在此对他们的指 导和帮助农l,J÷诚挚的感谢! 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