西秦岭花崖沟一带金矿找矿新进展
杜宛鸽,严康,高永宝,李国英,郭文弟,唐源壑,杨可,魏立勇
第一作者:杜宛鸽,主要从事地球化学及矿床学研究。
通信作者:高永宝,研究员,主要从事区域成矿及矿床学研究。
中国地质调查局西安矿产资源调查中心依托“全国金矿重点调查区调查评价”项目,在甘肃李子园—花崖沟金矿重点调查区开展调查评价工作,2023年以来,取得了金矿找矿新进展:(1)在九条沟—八卦庙地段发现一条钠长岩控矿构造带九条沟—八卦庙地段位于西秦岭东段的南秦岭地块、商丹缝合带和勉略缝合带之间,东西长约100km,带内已发现的金矿资源已达300吨,近年找矿还有新突破,结合1∶5万地球化学和重磁异常,显示该段具有巨大的找矿潜力。2023年野外开展典型矿床调查时发现湘潭子、花崖沟、庞家河、太白、双王等地出露钠长岩,认为区域上存在一条钠长岩控矿构造带,长约90km,主要沿NW向断层断续延伸呈似层状、透镜状、脉状分布。钠长岩、金矿床及断层三者关系密切,钠长岩可作为该区找矿的地质标志。通过大比例尺异常查证、矿产检查,发现了花崖沟—大水沟矿化构造蚀变带,长15~20km,宽50~100m,在该带新发现花崖沟西、余家塘、麻地沟、大水沟4处矿点,其中花崖沟西经地表及钻探施工验证,估算金潜在资源量为10.88t,具大型远景潜力。花崖沟西金矿存在以Au为主的Au-As-Sb套合异常,矿体主要赋存于舒家坝群何家店组浅变质细碎屑岩建造中,矿体含矿岩性为构造角砾岩,赋矿围岩为片理化绢云母板岩,矿化蚀变主要有褐铁矿、黄铁矿、毒砂以及硅化、钠长石化、绿泥石化。钠长石化主要分布于围岩与矿体接触部位及金矿富集部位。
基金项目:中国地质调查局“全国金矿重点调查区调查评价(编号:DD20230060)”“甘肃李子园—花崖沟金矿重点调查区调查评价(编号:DD20230379)”项目联合资助。
0 引言
1 主要进展与成果
1.1 九条沟—八卦庙地段金矿找矿潜力较大
1.2 花崖沟西取得找矿新发现
2 未来工作部署和展望
西秦岭成矿带大地构造位置位于秦岭造山带的西段,地处中央造山带的关键部位,同时横跨在中国中部SN向构造带上,是古亚洲构造域、特提斯构造域和滨太平洋构造域复合叠加部位,成矿条件优越。国内新一轮战略性矿产找矿行动启动以来,西秦岭在金矿勘查和研究方面取得了一系列进展,新发现了一批金矿床,同时围绕老矿山深边部开展勘查工作,储量不断增加;随着矿床研究工作的不断深入,在矿床成因、控矿因素、成矿作用和成矿规律等方面获得了许多新认识和新成果。2023年以来,中国地质调查局西安矿产资源调查中心(以下简称西安矿产中心)依托“全国金矿重点调查区调查评价”项目,聚焦有利成矿靶区,在甘肃李子园—花崖沟金矿重点调查区开展调查评价工作,取得了金矿找矿新进展,有力支撑了甘肃甘南—陇南金矿金资源基地建设。本文重点梳理了花崖沟一带2023年以来的重要成果和进展,以期实现找矿突破,保障国家能源资源安全。九条沟—八卦庙地段位于西秦岭东段的南秦岭地块、商丹缝合带和勉略缝合带之间,横跨西成—凤太盆地,东西长约100km。区内的含矿地层主要为中上泥盆统何家店组(图1),为一套碎屑岩—碳酸盐岩建造,岩性组合主要为灰色—灰白色中厚层细粒(变)砂岩、粉砂岩,灰色绢云母粉砂质板岩、绢云母千枚岩及灰色中—厚层砂质灰岩。区域上,Au、Sb、As、Pb元素分异较强,在高背景区域较好套合,金富集成矿十分有利。泥盆系Au背景值为4.3×10-9,高出地壳平均值的2~4倍,以Pb、Zn、Ag、Cd、Au、Sb为主的组合异常强度高,规模大。泥盆系在海西早期经喷流—沉积作用形成早期的含金多金属热水沉积岩,即矿源层,为金富集提供了丰富的成矿物质。1.新生界;2.中生界;3.石炭系;4.泥盆系;5.志留系;6.奥陶系;7.元古界;8.三叠纪花岗岩;9.加里东期花岗岩;10.基性岩;11.何家店组;12.缝合带;13.主要断裂;14.次要断裂;15.钠长岩脉;16.金矿;17.工作区范围九条沟—八卦庙地段发育NEE向太白—凤县—石峡断裂带和NW、NWW、近EW向断裂。该地段金矿床的产出主要受NWW向脆—韧性剪切构造带的控制,其分布呈现出东西成带的特征。如凤太盆地受区域性断裂影响形成一条重要的NWW向金矿带,沿该断裂旁侧自西向东分布有庞家河、八卦庙、双王大型金矿床,小型金矿床或矿点则主要产于断裂构造破碎带或断层、裂隙中。后期形成的断裂对已形成的矿体进行改造再富集或者破坏等,如八卦庙金矿床赋存于NWW向脆—韧性剪切带中,NWW与后期发育的NE向节理构造叠加部位的部位成为导矿及容矿构造最为发育的区域,也是富矿中心。庞家河矿区近EW向金矿体受后期SN向断裂错断,导致矿体出现分支复合现象。该地段三叠纪构造—岩浆活动强烈发育,以中酸性侵入岩体为主,形成许多大面积岩基(图1),同时发育闪长岩、花岗闪长岩脉、花岗斑岩脉、钠长岩和煌斑岩等岩脉。野外开展典型矿床调查时发现湘潭子、花崖沟、庞家河、太白、双王等地出露钠长岩,区域上存在一条钠长岩控矿构造带,主要沿NW向断层断续延伸呈似层状、透镜状、脉状分布。钠长岩、金矿床及断层三者关系密切,如双王金矿中金赋存于受断层控制的钠长角砾岩中,其为金成矿提供大部分金源,可作为该区找矿的地质标志。印支期含矿流体通过EW向的运移通道在NW向次级断裂及地层缝隙提供的容矿空间中形成了各类矿床,受燕山期构造-岩浆成矿作用的影响,空间上叠加于印支期EW向成矿带之上,造成了成矿的多期次特征和局部富集成矿。如八卦庙金矿在叠加作用下矿化方向由NW—SE向变为NE向,矿化强度和成矿规模也不断加大。区域强烈的构造-岩浆-热液活动为金成矿作用叠加改造创造了良好的先天条件,使得该区具备良好的成矿地质环境。1∶5万水系沉积物测量结果显示,主成矿元素Au异常强度高,元素组合简单,以中低温元素为主,伴有与岩浆活动有关的中高温元素,异常整体呈NW—SE向展布,与构造线方向一致。1∶5万航磁特征整体呈现出较强磁异常,异常呈条带状,近EW向展布,显示存在近EW向展布的岩浆岩;区域重力特征显示花崖沟西侧、庞家河均具明显的负异常中心,推测深部有大规模的中酸性岩基,深边部具很好的找矿前景。该区地质构造复杂,成矿条件优越,已探获金资源量超过300t,其中双王金矿70余t,八卦庙金矿106t,马蹄沟金矿30t,九条沟金矿26t。同时近年在天子坪金矿、西庄铜金矿、安王山金矿以及花崖沟金矿深部都取得了找矿新突破,因此该区具有巨大的找矿潜力。通过对花崖沟重点工作区开展大比例尺异常查证、矿产检查,发现了花崖沟—大水沟构造蚀变带,长15~20km,宽50~100m,在该带新发现花崖沟西、余家塘、麻地沟、大水沟4处矿点,其中花崖沟西经地表及钻探施工验证,估算金潜在资源量为10.88t,具大型远景潜力。1∶25000土壤测量显示Au、As、W、Ag、Pb、Mo、Cu等元素富集明显,Au富集程度最高、异常面积较大且强度高,浓集中心突出,最大值达到检出上限300ppb,总体呈NWW向带状展布,与构造线方向一致。工作区圈定综合异常4处,其中Hs-3综合异常位于花崖沟西,以Au为主元素,Au-As-Sb是套合最好的综合异常,异常面积为1.768km2,异常内圈定1条构造蚀变带(图2)。
图2 花崖沟西地质矿产简图
1.何家店组板岩夹砂岩段;2.何家店组灰岩段;3.钠长岩脉;4.推测断层;5.构造蚀变带;6.实测地质界线;7.向斜轴线;8.背斜轴线;9.探槽;10.钻孔及编号;11.勘探线及编号;12.Au元素异常;13.As元素异常;14.Sb元素异常;15.矿体及编号;16.平均品位(10-6)/厚度(m)
花崖沟西出露地层为中上泥盆统舒家坝群何家店组,按其岩性特征分为两个岩性段,即板岩夹砂岩段和灰岩段(图3)。区内褶皱、断裂构造较发育,以近EW向断裂为主,总体南倾,倾角较陡多在60°~85°。矿体主要赋存于舒家坝群何家店组浅变质细碎屑岩建造中,严格受近EW向断裂破碎带控制。区内侵入岩不发育,局部出露花岗斑岩、花岗闪长岩、煌斑岩、钠长岩等脉岩,脉岩宽1~10m,长50~200m,多沿断层走向展布,走向多为近EW向。
图3 花崖沟西金矿0号勘探线剖面
1.中上泥盆统何家店组板岩夹砂岩段;2.第四系残坡积及人工堆积层;3.灰色中厚层结晶灰岩;4.灰色-灰绿色粉砂质板岩;5.黄绿色绿泥石英片岩;6.闪长岩脉;7.钠长岩脉;8.断层角砾岩、构造碎裂岩;9.硅化;10.黄铁矿化;11.毒砂化;12.金矿体;13.金矿化蚀变带;14.平均品位(10-6)/厚度(m)
进行填图及钻探作业时发现钠长岩小角度斜切围岩板岩的S1面,可见以钠长岩为中心,向两侧渐变为钠长石化板岩,又过渡到板岩。钠长岩规模不大,宽从几厘米到几米,延伸长度几米到十几米,钠长石化带最宽可达几十米。钠长岩边部可见板岩交代残余体,具有热液交代特征,矿化蚀变相对强烈,金品位相对较高,是金成矿的有利条件之一。通过槽探和钻探工程进行了地表控制及深部验证,初步圈定了1条矿化蚀变带,长为600m,宽为50~100m。初步圈定8条金矿体,矿体厚度为0.8~22.9m,累计厚度为45.7m,控制矿体最大斜深为450m,矿体长为160~600m,金品位为0.8~2.50×10-6,平均品位约1.11×10-6(图3)。矿体含矿岩性为构造角砾岩,赋矿围岩为片理化绢云母板岩,矿化蚀变主要有褐铁矿、黄铁矿(图4(a))、毒砂以及硅化、钠长石化、绿泥石化(图4(b))。褐铁矿呈蜂窝状、粉末状,黄铁矿呈细粒浸染状、细脉型(图4(c)、(d)),毒砂含量较少,呈针状(图4(e));钠长石化主要分布于围岩与矿体接触部位及金矿富集部位。脉石矿物主要为石英,其次为绢云母、斜长石、绿泥石、方解石、磷灰石等。
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(a)野外矿化蚀变现象(b)花崖沟西ZK003钻孔揭露的矿化蚀变特征
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(c)ZK003钻孔中的黄铁矿多呈细粒浸染状、细脉型
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(d)围岩中的黄铁矿多为自形-半自形结构(e)细脉中黄铁矿与毒砂共生(1)加大查证力度。目前九条沟—八卦庙地段已发现八卦庙超大型金矿,双王、马蹄沟、九条沟、庞家河4处大型金矿以及多处中小型金矿。近年,在该区西部的天子坪金矿、东部的西庄铜金矿和安王山金矿都取得了较好找矿成果。2023年,在中部新发现花崖沟西、余家塘、麻地沟、大水沟4个金矿点,具有大型远景。因此,加大该区物化探异常查证力度、尤其是中部地区的异常查证力度,有望实现找矿突破。(2)开展深部验证。九条沟—八卦庙地段矿产勘查工作多集中于浅部,深部矿体勘查程度较低。区内钠长岩(钠长石化)发育,与金矿化关系密切,可见以钠长岩为中心,两侧分别为钠长石化板岩(片岩),渐变过渡到板岩(片岩),可能与岩浆活动有关。花崖沟金矿在1000m标高发现钠长岩化的厚大矿体,金品位最高达24.3×10-6,显示深部找矿潜力巨大。因此开展深部验证工作不仅对该区找矿意义重大,而且对整个西秦岭成矿带金矿勘查具有指导意义。(3)加强综合研究,创新找矿方法,提高成矿区带整体性研究水平。利用已完成的区调、矿调成果,重点研究成矿区带成矿地质条件和资源潜力,深化成矿区带成矿规律与找矿方向研究,突出钠长岩(钠长石化)与金成矿关系研究,着力解决制约找矿突破的关键性地质问题。探索“构造+脉岩+物化探”的综合找矿方法,发挥科技创新在找矿突破中的关键作用。