秦岭造山带柞水-山阳矿集区斑岩型铜矿成矿规律及找矿方向分析

刘 凯，任 涛，孟德明，李剑斌，王向阳，郭延辉，杨智慧

(1. 西北有色地质勘查局七一三总队，陕西商洛 726000； 2. 长安大学地球科学与资源学院，陕西西安 710054)

秦岭造山带柞水-山阳矿集区斑岩型铜矿成矿规律及找矿方向分析

刘 凯1,2，任 涛1，孟德明2，李剑斌1，王向阳1，郭延辉1，杨智慧1

(1. 西北有色地质勘查局七一三总队，陕西商洛 726000； 2. 长安大学地球科学与资源学院，陕西西安 710054)

柞水-山阳矿集区为秦岭造山带内一晚古生代构造-裂陷沉降带和热水沉积盆地，是秦岭造山带内重要的矿集区之一。盆地内燕山期中酸性小岩体较为发育，且围绕小岩体的铜矿化作用较强。以往的找矿工作中，由于找矿思路等方面的束缚，对区内小岩体的深入工作较少。近年来，对区内一些小岩体的野外地质特征、成矿特点等方面进行了勘查、评价工作，取得了突破性进展，在池沟地区和冷水沟地区均发现了厚大铜矿体，矿体多赋存于斑岩体与围岩的接触带附近，蚀变强烈，主要发育钾硅酸盐化、青磐岩化、绢英岩化，其中钾硅酸盐化与青磐岩化叠加部位铜矿化尤为强烈，具有典型的斑岩型矿化特征，认为区内铜矿化作用与燕山期小岩体关系密切。本文在分析区内现有斑岩型铜矿床成矿地质特征及找矿潜力的基础上，总结成矿规律，提出找矿方向，认为围绕燕山期斑岩体寻找斑岩型铜矿可作为本区寻找铜矿的一个突破口。

斑岩型铜矿 成矿规律 找矿方向 柞水-山阳矿集区

Liu Kai, Ren Tao,Meng De-ming,Li Jian-bin,Wang Xiang-yang, Guo Yan-hui,Yang Zhi-hui. Metallogenic regularities of porphyry copper deposits and prospecting direction in the Zhashui-Shanyang ore concentration area, Qin Ling orogenic belt[J].Geology and Exploartion,2014, 50(6):1096-1108.

柞水-山阳矿集区位于南秦岭礼县-柞水海西褶皱带东段，盆地内矿产资源丰富，如大西沟大型铁多金属矿床、银洞子大型银多金属矿床、桐木沟锌矿等矿床均产于此。但在以往的找矿工作中，普遍认为柞水-山阳矿集区内铜成矿作用不强，经过几十年地质工作，在区内发现大大小小的铜矿点多达上百个，然而成规模的矿床仅有穆家庄铜矿和小河口铜矿，前人对区内铜矿床做了大量的研究工作(张银龙，1992；朱华平等，1997；朱华平，2004；任涛等，2009；张西社，2012)。认为区内铜矿类型主要可分为：沉积改造型、热液型、矽卡岩型、斑岩型等，且多具层控特征，大部分铜矿主要受中泥盆统青石垭组地层控制，寻找铜矿工作多局限于青石垭组地层中，对区内与小岩体相关的斑岩型铜矿床研究程度较浅，导致找矿思路具有一定的局限性，束缚了区内铜矿找矿工作进展。最近几年，利用斑岩型铜矿找矿思路，在池沟、冷水沟等矿区围绕小岩体寻找斑岩型铜矿的工作取得了重要突破，初步工作在池沟和冷水沟地区均发现了厚大铜矿体，显示区内寻找斑岩型铜矿找矿潜力巨大。本文通过对柞水-山阳矿集区斑岩型铜矿地质特征及成矿规律做出总结的基础上，并提出区内下一步找矿方向，以期丰富区内找矿理论，指导找矿勘查工作。

1 地质特征

柞水-山阳矿集区位于秦岭造山带东部，处于红岩寺-黑山街复式向斜南翼，区内断裂构造十分发育，其北界为商-丹断裂，该断裂是一条长期演化的构造带，早古生代为板块缝合线，晚古生代具有陆内俯冲带性质，中-新生代以来为兼具走滑性质的韧性剪切带；南界为山阳-凤镇断裂，为一多期活动的古老断裂，既控制了盆地内的岩体分布，也控制了断裂两侧的Au、Ag、Fe、Cu、Ni、Co等成矿元素的分布。同时区内还发育一系列南北向构造，它们共同构成柞水-山阳矿集区经纬网式的基底构造格局。

该区基底主要由耀岭河群火山岩系、震旦-奥陶系碳酸盐岩建造、碎屑岩建造, 寒武-志留系形成的陆棚边缘盆地碳泥硅质岩建造组成,富含Au、Ag、Cu、Zn、Ni、V、Mo、Hg、As、Sb 等成矿元素，局部矿化(方维萱，2002)；区内地层以泥盆系沉积岩为主，其次为石炭系地层，泥盆系自上而下依次为：桐峪寺组(D3ty)、下东沟组(D3xd)、青石垭组(D2q)、池沟组(D2c)、牛耳川组(D2n)，岩性组合主要为泥岩、碎屑岩、碳酸盐岩。根据张本仁(1989)等对区内地层研究数据和世界同类岩性对比分析认为，该套地层的铜丰度值比世界同类地层高出许多。可见柞水-山阳矿集区的基底和盖层均为一套富铜建造，为区内形成铜矿提供了有利条件。

区内岩浆活动频繁，总体可分为三期，南部沿山阳-凤镇大断裂分布有新元古代基性-超基性杂岩体(864.4～680Ma)，由西向东依次为李家砭基性岩体、冷水沟杂岩体和板板山酸性花岗岩体，以断块形式断续分布于泥盆系地层中，与泥盆系地层呈角度不整合接触或断层接触关系；北部由西向东分布有印支期花岗岩基(227～199Ma)，依次为柞水花岗岩体、曹坪花岗岩体、沙河湾花岗岩体；中部分布有下官坊、元子街、小河口、袁家沟、池沟、双元沟、土地沟、冷水沟等燕山期小斑岩体(141.5～150.2)，这些小岩体具有“三五成群，东西成串”的特征(图1)，分布面积均较小，多呈岩枝、岩株状产出，大多数岩体蚀变强烈，前人对区内小岩体的研究成果显示，燕山期斑岩体铜元素平均含量明显高出世界同类岩石(张本仁，1989)，显示出区内燕山期岩体具有较好的成矿背景(表1)。

图1 柞水-山阳矿集区地质矿产简图Fig.1 Sketch showing geology and deposits in the Zhashui-Shangyan ore-concentrated area, Qin Ling Orogenic belt1-古近-新近系残坡积物；2-下石炭统二峪河组灰岩；3-下石炭统袁家沟组砂岩、灰岩；4-上泥盆统古道岭组灰岩；5-上泥盆统九里坪组灰岩；6-上泥盆统桐峪寺组砂岩；7-上泥盆统星红铺组千枚岩、灰岩；8-中泥盆统青石垭组灰岩；9-中泥盆统池沟组砂岩、粉砂岩；10-中泥盆统牛耳川组砂岩；11-斜长角闪岩；12-辉长岩；13-闪长玢岩；14-石英闪长岩；15-花岗岩；16-二长花岗岩；17-花岗斑岩；18-断层；19-铁矿床；20-锌矿床；21-铜矿床；22-金矿床；23-银矿床1-Paleogene and Neogene residual slope sediments;2-Lower Carboniferous Eryuhe Formation limestone;3-Lower carboniferous Yuanjiagou Formation sandstone and limestone; 4-Upper Devonian Gudaoling Formation limestone;5-Upper Devonian Jiuliping Formation limestone;6-Upper Devonian Tongyusi Formation sandstone;7-Upper Devonian Xinghongpu Formation phyllite and limestone;8-Middle Devonian Qingshiya Formation limestone;9-Middle Devonian Chigou Formation sandstone and siltstone;10-Middle Devonian Niuerchuan Formation sandstone;11-amphibolite;12-gabbro;13-dioritic porphyrite;14-quartz diorite;15-granite;16-monzonite granite;17-granite porphyry;18-fault;19-iron depositI;20-zinc deposit;21-copper deposit;22-gold deposit;23-silver deposit表1 柞水-山阳矿集区小岩体特征一览表Table 1 Schedule of characteristic of small rock in the Zhashui-Shangyan ore-concentrated area

岩体名称岩石类型侵位特征矿化强度岩体规模(km2)主要矿产锆石U-Pb年龄(Ma)铜元素平均含量袁家沟石英二长斑岩、闪长花岗斑岩过渡式较强烈0.06Cu、Mo144.5±1.0132小河口闪长花岗斑岩、二长花岗斑岩、闪长玢岩、石英闪长玢岩被动式强烈0.02Cu144.8～150.2101园子街石英闪长玢岩、花岗闪长斑岩被动式较强烈0.01～0.06Cu142.3±0.6396下官坊闪长花岗斑岩、石英闪长玢岩过渡式较强烈0.20Cu、Fe142.7±0.570冷水沟花岗闪长斑岩、花岗斑岩被动式强烈0.70Cu、Mo142.2±0.5213土地沟闪长花岗斑岩主动式较强烈0.028Cu、Au144.6±0.4138池沟石英闪长玢岩、二长花岗斑岩过渡式强烈0.01～0.075Cu、Mo141.5～144.3485世界花岗岩(维诺格拉多夫,1962)20世界闪长岩(维诺格拉多夫,1962)35

注：锆石U-Pb年龄引自吴发富，2013；铜元素平均含量引自张本仁，1989，单位：×10-6。

图2 池沟矿区地质简图Fig.2 Simplified geological map of the Chigou area in Shanyang County1-钙质砂质板岩与透辉石石英角岩；2-透辉石石英角岩；3-透辉石角岩夹黑云母角岩；4-黑云母角岩夹透辉石角岩；5-角岩化粉砂质板岩及黑云母角岩；6-矽卡岩；7-二长花岗岩岩体；8-石英闪长岩岩体；9-石英闪长玢岩岩体；10-实测和推测断裂；11-地层界线；12-见矿钻孔；13-未见矿钻孔；14-铜矿(化)体1-calc-sandy slate and diopside-quartz hornfels; 2-diopside-quartz hornfels; 3-diopside hornstone with biotite hornfels; 4-biotite hornfels with diopside hornstone; 5-hornfelsic silt-slate and biotite hornfels; 6-skarn; 7-monzonitic granite; 8-quartz diorite; 9-quartz diorite aplite; 10-the measured and speculate fault; 11-stratigraphic boundary; 12-mine drilling; 13-no mine drilling;14-copper body(copper mineralization body)

图3 池沟地区典型含矿岩石标本照片Fig.3 Photos showing typical ore-bearing rock samples from the Chigou area a-围岩中的网脉状矿化；b-岩体与围岩的接触界线，岩体一侧发育浸染状矿化，围岩一侧发育网脉状矿化；c-岩体中的脉状钾硅酸盐化；d-脉状和面状钾硅酸盐化，伴有细脉浸染状黄铜矿a-stockwork mineralization in surrounding rocks;b-contact line of magmatic rock with surrounding rock. Disseminated mineralization devops in the side of magmatic rocks and stockwork mineralization develops in the side of surrounding rocks; c-veined K-silicate alteration in rock bodies; d-veined and planar K-silicate alteration, with fine vein and disseminated chalcopyrite

图4 池沟地区典型含矿岩石显微照片Fig.4 Micrographs showing typical ore-bearing rocks in the Chigou area a-石英闪长玢岩；b-蚀变石英闪长玢岩；c-浸染状分布的黄铜矿、黄铁矿、磁黄铁矿；d-脉状分布的黄铁矿、黄铜矿；Bt-黑云母；Cp-黄铜矿；Chl-绿泥石；Hb-角闪石；Kf-钾长石；Po-磁黄铁矿；Pl-斜长石；Py-黄铁矿；Qz-石英a-quartz diorite porphyrite;b-altered quartz diorite porphyrite;c-the disseminated distribution chalcopyrite,pyrite and pyrrhotite;d-the vein distribution pyrite and chalcopyrite; Bt-biotite; Cp-chalcopyrite;Chl-chlorite;Hb-hornblende;Kf-K-feldspar; Po-pyrrhotite; Pl-plagioclase; Py-pyrite; Qz-quartz

2 成矿地质特征

2.1 池沟矿区

池沟矿区位于陕西省山阳县城西南约30 km处，属红岩寺-黑山街复式向斜构造南翼，总体为单斜构造，位于山阳-凤镇断裂北侧约3.5 km，区内构造较为发育，构造线方向近东西向，一般呈北西西向，以断裂构造为主。

矿区出露地层为中泥盆统池沟组(D2c)，与下部的牛耳川组(D2n)及上部的青石垭组(D2q)呈整合接触关系。总体为一套浅变质的细碎屑岩-粘土岩-碳酸盐岩组合，从下往上，碎屑成份减少，碳酸盐成份增加，韵律层较发育。在岩体侵入地段普遍发生角岩化，局部碳酸盐岩具矽卡岩化，遭受了后期的中-浅变质作用和与岩体有关的热接触变质作用。矿区岩体群侵位于中泥盆统池沟组(D2c)地层中，与其呈侵入或断层接触关系。岩体群的形成受山-凤断裂北侧NWW向次级断层与NE向次级断裂交汇部位控制，呈近东西、北东向串珠状，从南到北(即由I到Ⅶ)表现出由酸性向中酸性的演化的趋势(图2)。

本区岩浆岩主要可分为黑云母二长花岗岩、石英闪长玢岩、石英闪长岩，其中，Ⅳ号石英闪长岩为池沟地区的主要含矿岩体，黄铁矿、黄铜矿多呈浸染状、细脉浸染状分布，与钾硅酸盐化关系密切(图3)。

Ⅳ号石英闪长岩为区内主要含矿岩体，主要矿物成分为：钾长石约47%，斜长石约18%，黑云母约7%，石英约6%，其次为绿泥石、绿帘石、榍石、磷灰石、黄铁矿、黄铜矿等副矿物。该岩体钾硅酸盐化较强，钾长石含量较高，钾长石呈半自形-自形板柱状分布，表面多发生绢云母化、高岭土化而较脏，双晶少见；斜长石呈半自形柱状、粒状，表面较干净，可见聚片双晶及环带结构，沿边部被钾长石、钠长石交代；角闪石呈浅绿色半自形柱状片状分布于长石粒间，多发生绿泥石化、黑云母化、绿帘石化，片柱状晶形保持完好；黄铁矿、黄铜矿呈溶蚀状、不规则状分布于角闪石、绿泥石边部(图4a,b)。

本区斑岩体具有贫硅，富铝，钾含量较高等特征，里特曼指数σ介于1.3～3.3之间，为钙碱性岩石系列，铝指数A/CNK介于0.85～1.12之间，准铝质-过铝质花岗岩(任涛等，2014)。池沟矿区岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为140～148Ma，辉钼矿Re-Os同位素等时线年龄为148.1±2Ma(谢桂青等，2012；任涛等，2014)，成岩与成矿年龄基本一致，表明成矿作用和成岩作用具有明显的时空关系，即同时或稍滞后形成。

区内蚀变主要表现为钾硅酸盐化蚀变和青磐岩化蚀变，青磐岩化蚀变常叠加钾硅酸盐化蚀变，而石英绢云母化蚀变偶见，蚀变特征基本与典型斑岩型铜矿床的蚀变类型类似。

钾硅酸盐化主要发育于岩体内部或者靠近岩体的角砾岩，角岩中少量发育；岩体以明显钾化为特征，部分角砾岩中以角岩角砾边缘发生钾化。该类蚀变是池沟地区最重要的蚀变类型，以钾长石、黑云母等含钾矿物的发育为特征，同时伴有石英、碳酸盐等矿物的发育。整体上，钾长石化略早于黑云母化，蚀变黑云母多发育于脉体的两侧，脉体中间发育钾长石化，这种蚀变特征类似驱龙超大型斑岩铜钼矿床，其60%以上的铜与钾硅酸盐化蚀变有关，部分与黄铜矿密切共生。

钾化蚀变主要呈三种形式发育：弥漫状、细脉状和脉体晕(图3b、c、d)。其中脉体晕最为典型，岩体中最为发育，大多数与石英、黄铜矿或黄铁矿细脉共生；若规模较大，呈弥漫状分布。钾长石以细脉为主与黄铜矿宽脉共生，规模最大且成矿作用强度最强。黑云母化主要发育于岩体中，主要呈脉体晕，蚀变强度相对较弱。

池沟矿区铜矿化主要为斑岩型，其次为矽卡岩型，斑岩型铜矿主要分布于赋矿岩体内外接触带、小岩枝及角砾岩中，铜矿化呈浸染状、细脉浸染状产出；矽卡岩型铜矿主要分布于矿区北西部，呈近东西向脉状产出，规模较小，本文不重点介绍。

通过对池沟矿区深部钻探验证，在Ⅳ号岩体接触带附近以0.2×10-2为边界品位，在深部圈定了厚度80～100m的斑岩型铜矿体(图5)，该矿体主要分布于燕山期斑岩体和泥盆系地层接触带附近，产状受斑岩体和地层接触面控制，黄铜矿和辉钼矿在矿石中呈细脉浸染状、脉状、网脉状分布(图3a)，矿体蚀变强烈，主要为钾化、硅化、角岩化、绿帘石化等。表现出典型的斑岩型铜矿特征。

矿石结构以充填交代结构为主，次为固熔体分离结构。主要有交代熔蚀结构、交代残余结构、细脉充填交代结构、网脉状充填交代结构、交代包含结构、交代镶边结构、页片状固溶体分离结构、格状固溶体分离结构、交代自形晶结构、揉皱结构等。

本区矿石主要为浸染状构造和细脉浸染状构造，其次为角砾状构造和胶状构造。黄铁矿、黄铜矿、辉钼矿、孔雀石等呈稀疏的星点状分布于斑岩及外接触带围岩中；黄铁矿、黄铜矿、石英、绿泥石集合体呈细脉状浸染分布于长英质角岩中；黄铁矿、黄铜矿、石英集合体呈细脉浸染状分布于斑岩中；辉钼矿呈细脉浸染状分布于斑岩中。

通过矿相学研究，认为该区存在三个成矿阶段，第一期为石英钾化硫化物细脉和网脉形成阶段，矿物组合为：石英+黄铁矿+钾长石+绿泥石±黄铜矿；第二期为石英硫化物绿泥石脉形成阶段，矿物组合为：石英+黄铁矿+黄铜矿+绿泥石±绿帘石±辉钼矿；第三期为方解石硬石膏硫化物脉形成阶段，矿物组合为：石英+方解石+硬石膏+黄铁矿±黄铜矿。其中第二阶段为主成矿阶段，成矿主要与硅化和钾化叠加绿泥石化密切相关。

2.2 冷水沟矿区

冷水沟矿区位于陕西省柞水县城东南约40km处，位于陡岭-小茅岭基底链状隆起带西段，山阳-凤镇断裂南侧5km。矿区地层主要由冷水沟次级古隆起岩块斜长角闪岩(辉长岩)与泥盆系沉积盖层组成，构成基底与盖层的二元结构，其核部由元古界辉长岩变质岩系组成，四周由泥盆系一套中-细粒碎屑岩-泥质岩-碳酸盐岩地层所覆盖，两者之间为角度不整合或断层接触。构造作用强烈，具有多期活动性，冷水沟次级古隆起与沉积盖层组成椭圆形穹隆背斜形态，背斜长轴呈北东东向展布，在早期形成的穹窿背斜的基础上，发育了多期次、多方向、不同性质、不同规模的断裂构造，总体呈现为以NW向、NNE向断裂(带)为主，以近EW向、近SN向断裂(带)为辅的构造格局(图6)。

岩浆侵入活动频繁而强烈，各类岩体分布广泛，根据岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及相互穿切关系分析，成岩时代从新元古代→晚侏罗世，岩性从基性→中酸性→酸性，侵入深度从中深→浅成、超浅成均有出露。岩浆活动具有同空间、多期次、多岩相特点，通过野外地质特点及地球化学数据可将其分为两期(表2)，第一期为中深成相的闪长岩类，主要岩性有斜长角闪岩(辉长岩)、闪长岩、石英闪长岩、钠长岩、花岗岩；第二期为中深成相-浅成相的花岗岩类，主要为中-酸性复式斑岩体，岩石类型主要有花岗闪长斑岩体和花岗斑岩体，为燕山期区内构造-岩浆活动的产物。

花岗斑岩呈灰白色，斑状结构，块状构造，斑晶成分为钾长石和石英及少量暗色矿物，风化蚀变较强，岩石具褐铁矿化、泥化等。主要矿物成分：钾长石约60%，石英约25%，铁碳酸盐约10%，磷灰石约1%。钾长石，自形板状，表面泥化而较脏，局部绢云母化和碳酸盐化，边部被溶蚀，基质中呈微细粒隐晶质；石英呈溶蚀浑圆状分布，表面干净，基质中呈微细粒隐晶质分布；铁碳酸盐呈褐色不规则细脉状沿裂隙交代钾长石(图8a)。

表2 冷水沟矿区岩浆岩特征Table 2 The characteristic of magmatic rock in the Lengshuigou area

注：锆石U-Pb年龄及矿石辉钼矿Re-Os模式年龄引自谢桂青，2011①。

图5 池沟地区13线剖面图Fig.5 Profile of line 13 in the Chigou area1-黑云母角岩；2-透辉石角岩；3-透辉石角岩夹黑云母角岩； 4-石英闪长岩体； 5-铜矿体；6-断层；7-钻孔1-biotite hornfels;2-diopside hornstone;3-diopside hornstone with bio-tite hornfels;4-quartz diorite;5-copper body;6-fault;7-drillhole

花岗闪长斑岩为区内主要控矿岩体，灰白色，斑状结构，块状构造，主要矿物成分为：斜长石约55%，石英约23%，角闪石约10%，黑云母约3%，其次为磷灰石、榍石、绿泥石、黄铜矿、黄铁矿等矿物。斜长石呈自形板状分布，表面土化较脏，聚片双晶常见，局部可见呈环带状；石英，它形不规则粒状分布于长石之间；角闪石呈半自形柱状、六边形状，局部已完全绿泥石化、黑云母化、碳酸盐化、绿帘石化，颗粒中常有磷灰石、榍石分布。黄铜矿呈不规则团块状分布于基质中(图8b)。

斑岩体呈岩脉状、近等轴状、不规则状的小岩株产出，构成冷水沟岩体的主体，总面积约3.5 km2，侵入于中泥盆统龙洞沟组和斜长角闪岩中。区内斑岩体具有富硅、富钾等特征，属高钾钙碱性-钾玄岩系列，A/CNK小于1.1，为准铝质，属I或I→A型过渡型(孟德明等，2014)。区内花岗闪长斑岩和花岗斑岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分别为146±1 Ma和145±1 Ma，矿石辉钼矿Re-Os模式年龄范围为145.6±2.3～150±2.3 Ma(谢桂青，2011)，显示斑岩体与铜(钼)矿的生成关系十分密切，为成矿提供热液。

矿区蚀变强烈，斑岩型矿床特有的“火烧皮”现象较明显，蚀变分带清晰，沿斑岩体由内向外依次为硅化钾化带-黄铁绢英岩化带-青盤岩化带。①硅化钾化带主要发育于燕山期斑岩体与围岩接触带附近，受岩浆热液影响较大，蚀变主要为钾化和硅化，蚀变矿物主要为石英、钾长石、黑云母等。②黄铁绢英岩化带主要分布于斜长角闪岩内，蚀变矿物主要为：绢云母、斜长石、黄铁矿、石英等。③青盤岩化带分布范围较广，主要分布于斜长角闪岩于地层接触带附近，蚀变矿物主要主要为绿泥石、绿帘石、高岭石、石英、方解石等。

区内铜钼金矿化普遍，按其成因类型可分为斑岩型、矽卡岩型、热液型，构成斑岩体成矿系列。目前圈定2个斑岩型铜钼矿化带和2个矽卡岩型铜矿化带。 斑岩型主要分布于岩体内外接触带附近，有孔雀垭铜钼矿点、洞子沟铜钼矿点；矽卡岩型主要分布于岩体与泥盆系龙洞沟组灰岩、大理岩接触带附近，有双龙寨铜矿点、银洞垭铜矿点(图2)；热液型主要分布于岩体外围南沟地区，发现了多个低温热液型金(银)矿体，规模较小，本文不重点叙述。

图6 冷水沟地区地质简图Fig.6 Geological map of the Lengshuigou area1-上泥盆统云镇组千枚岩、粉砂岩；2-上泥盆统古道岭灰岩；3-中泥盆统龙洞沟组大理岩、千枚岩；4-斜长角闪岩；5-蚀变斜长角闪岩；6-花岗斑岩；7-花岗闪长斑岩；8-斜长花岗岩；9-钠长岩；10-石英闪长岩；11-火山角砾岩；12-矽卡岩；13-角岩；14-铜矿体及编号；15-铜矿化体及编号；16-断层； 17-角度不整合界线；18-钻孔1-Upper Devonian Yunzhen Formation phyllite and siltstone;2-Upper Devonian Gudaoling Formation limestone;3-Middle Devonian Longdonggou Formation marble and phyllite;4-amphiboite;5-altered amphiboite;6-granite porphyry;7-granodiorite porphyry; 8-granite;9-albitite;10-quartz diorite;11-volcanic breccia;12-skarn breccia zone;13-hornfels;14-copper ore body and its serial number;15-copper mineralization belt and its serial number;16-fault;17-angular unconformity;18-drilling

图7 冷水沟地区典型含矿岩石特征照片Fig.7 The typical ore-bearing rock photos of Lengshuigou area a-含矿花岗闪长斑岩；b-钾化围岩；c-围岩中发育的孔雀石；d-围岩中发育的蓝铜矿；e-块状矿体；f-银洞垭采矿场矿体与围岩的分界线a-ore-bearing granite diorite porphyry;b-K-silicate surrounding rock;c-the malachite in the surrounding rock;d-the azurite in surrounding rock;e-massive ore bodies;f-the boundary of ore body and wall rock in Yindongya stope

(1) 斑岩型矿化

洞子沟铜钼矿化带(IV号铜钼矿化蚀变带)：发育在斜长花岗岩与斜长角闪岩西接触带两侧，长约1200 m，宽200～430 m，Cu品位0.20～7.34×10-2，Mo最高品位0.046×10-2。矿化蚀变较强，主要为硅化、绿泥石化、绢云母化、黄铁矿化及褐铁矿化，属斑岩蚀变类型钾化+绢英岩化组合。矿化为黄铜矿化及辉钼矿化，裂隙面或黄铁矿粒间偶见星点状黄铜矿，表面分布薄膜状孔雀石，氧化后呈“火烧皮”现象。矿化分布规律与花岗闪长斑岩关系较为密切，在距花岗闪长斑岩体较近矿化较为富集，远离花岗闪长斑岩体，矿化呈逐渐减弱趋势。该带呈南北向展布，具南宽北窄特征。

孔雀垭铜矿化带：位于花岗斑岩体北东部外接触带的斜长花岗岩中，长620m，宽100～320m，呈北西向展布，南西倾，倾角70°±；主要蚀变有绢英岩化、绿泥石化、硅化、绿帘石化等，矿化主要有黄铁矿化、黄铜矿化、辉钼矿化等，呈细脉状、细脉浸染状或浸染状分布，具斑岩铜矿特征；铜(钼)矿化体赋存于斜长花岗岩中，矿化体呈脉状、透镜状、成群平行分布。该铜矿化带工作程度较低，圈定了5个铜矿体，单矿体体长20～250m，厚0.4～3.77m，Cu品位0.20～2.40×10-2，最高9.7×10-2，平均品位0.34～1.70×10-2；Mo品位0.01～0.097×10-2。

图9 冷水沟地区0线地质剖面图Fig.9 Profile of line 0 in the Lengshuigou area1-斜长角闪岩；2-蚀变斜长角闪岩；3-花岗岩；4-花岗闪长斑岩；5-角砾岩；6-铜矿化体；7-铜矿体；8-钼矿体1-amphiboite;2-altered amphiboite;3-granite;7-granodiorite porphyry;5-breccia;6-copper mineralization belt; 4-copper ore body;8-molybdenum ore body

(2) 矽卡岩型矿化

北矽卡岩铜矿化带：分布于岩体北部双龙寨与围岩接触带附近，断续长700m，宽3.5～28.4m，矿体品位0.33～1.32×10-2，平均品位0.93×10-2。矿体呈不规则脉状分布，分为东、西两段，呈“U”型带状分布，并有分枝复合现象，总体产状与矽卡岩和岩体接触带产状一致。主要矿物为石榴石、透辉石、绿帘石等；次之为绿泥石、透闪石、长石、石英、方解石等。矿化蚀变以孔雀石化、褐铁矿化为主，蓝铜矿化、绿帘石化、高岭土化次之。蚀变分布不均匀，其西北侧矿化蚀变较强。

南矽卡岩带：主要分布与本区南部银洞垭一带，呈椭圆状，长500m，最大宽200m，一般70～80m，矽卡岩矿物主要为钙铁榴石、透辉石、钠长石、阳起石、透闪石、绿帘石和绿泥石，金属硫化物主要为黄铁矿、辉钼矿、黄铜矿等，金属矿物富集与透闪石、阳起石化强弱成正比。

矿石类型有斑岩型铜钼矿石和矽卡岩型铜钼矿石两大类。两者金属矿物成分基本一致，前者主要为黄铜矿、黄铁矿、磁黄铁矿、辉钼矿和磁铁矿，其次为方铅矿、闪锌矿，氧化金属矿物有孔雀石、蓝铜矿等(图7c,d)，脉石矿物与赋矿围岩矿物成分基本相同，主要为石英、钠长石、黑云母、绿帘石、绿泥石等；矽卡岩型矿石金属矿物成分与前者基本相同，但磁铁矿、磁黄铁矿含量明显增高，脉石矿物主要为石英、透辉石、透闪石、阳起石、绿帘石、绿泥石等。

矿石矿物成分比较简单，主要金属矿物有黄铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿和辉钼矿，其次为闪锌矿、方铅矿、斑铜矿；表生矿物有孔雀石、蓝铜矿和褐铁矿。按主要金属硫化物可分为2种共生组合：①黄铁矿-黄铜矿-辉钼矿组合(图8d)，主要发育于花岗岩、花岗闪长斑岩中；②磁黄铁矿-黄铁矿-黄铜矿-辉钼矿组合，主要发育于蚀变斜长角闪岩、钠长岩、矽卡岩及角岩中。

矿石构造主要为脉状、细脉状、斑点状、浸染状和团块状(图7e)。矿石结构主要为中～细粒它形、半自形、交代残余、胶状和固溶体结构等。黄铜矿除矽卡岩中粒度较粗外，一般均细小，粒径在0.005～0.5mm间；磁黄铁矿、黄铁矿、辉钼矿颗粒稍粗，且呈集合体产出，黄铁矿粒径0.02～0.5mm，部分达3～5mm(图8c,d,e,f)。

本区金属硫化物生成顺序大体为：磁黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、辉钼矿-黄铁矿(微脉状、胶状)-方铅矿。根据含矿脉体的穿插关系和矿化特征可将本区成矿分为三期：早期矿化呈斑点状、浸染状分布，被稍晚的金属硫化物或脉石交代，呈它形及交代残余结构；中期矿化呈它形、半自形及交代残余结构、浸染状、脉状分布，多伴有硅化；晚期呈微细脉状、胶状结构。

3 成矿环境

区内燕山期斑岩体总体属于高钾钙碱性、准铝质I型花岗岩，岩体稀土元素分异显著，无明显Eu和Ce异常；富集K、Rb、Sr、Ba等大离子亲石元素，高场强元素Nb、Ta、Ti、P、Zr、Hf等亏损，高Sr低Y(Yb)，各岩体稀土元素组成相似，为碰撞后花岗岩，为同期同一岩浆源区所形成(陈雷等，2014a；吴发富等，2014)。池沟岩体87Sr/86Sr为0.7049～0.7051和低εNd(t)值(-6.7～-4.5)(谢桂青等，2012)；小河口岩体87Sr/86Sr为0.7045～0.7049(张本仁等，1989)。区内小岩体εHf(t)值主要变化于-3.7～+2.3之间(陈雷等，2014a)，这些特征暗示区内燕山期斑岩体具有壳-幔混源的特征，是华北板块与扬子板块碰撞后挤压-伸展转换过程中岩石圈减薄，软流圈物质上涌，上地幔熔融并混染了下地壳形成。通过对区内各成矿岩体的矿物学研究表明，区内斑岩体的结晶温度大致相同，在701～789℃之间，logfO2总体在-9～-12.5，热液蚀变温度在250～355℃之间(陈雷等，2014b)，说明区内燕山期斑岩属于中高/中温热液流体，具有较高氧逸度。

4 矿床成因

中元古代末至新元古代初期，华北板块和扬子板块相互靠近，形成区内岛弧环境的火山岩；新元古代-早古生形成泛华夏古陆(时间较短暂)，之后随Rodinia超大陆的裂解，该区处于伸展状态，形成大陆板内裂谷环境的火山岩。以上两个时期形成区内耀岭河群两种不同地质环境的火山岩，构成区内一套富含Cu、Mo、Au、Ag等成矿元素的基底；早古生代末期，区内开始进入板块聚敛体制，区内开始进入造山作用阶段；晚古生代至中新生代区内进入后造山作用阶段，秦岭开始进入全面隆升期，同时这一时期出现了广泛而强烈的花岗岩活动，印支期形成了区内柞水岩体、曹坪岩体、沙河湾岩体；晚侏罗世末-早白垩世初的中燕山期，秦岭多旋回造山过程最终完成，这一时期区内含矿小岩体活动强烈，形成了下官坊、园子街、小河口、袁家沟、池沟、土地沟、双元沟、冷水沟等含矿岩体，同时，本次含矿岩浆活动将区内基底成矿物质活化富集交换，进一步在有利部位形成小河口、池沟、冷水沟等斑岩型-矽卡岩型铜钼矿床。

5 找矿潜力及成矿规律

通过对池沟、冷水沟等矿区斑岩体的评价工作，从野外地质特征、成矿岩体地球化学特征、成矿时代等方面对区内斑岩型铜矿床分析，认为柞水-山阳矿集区内与燕山期斑岩有关的铜矿潜力巨大，区内斑岩型铜床矿既与典型斑岩型铜矿有相似之处，又表现出自身所具备的一些特点。

(1) 区内燕山期含矿岩体具有壳幔混源、高氧逸度等特征(陈雷等，2014b)。表明区内燕山期岩体的形成环境、岩浆源区及氧逸度与典型的大型、超大型斑岩、斑岩-矽卡岩型Cu、Mo、Au矿床的成矿岩体具有相似的特征。

(2) 蚀变强，范围大，蚀变分布范围是岩体面积的数十倍，多呈面型带状分布，且具有较好的空间分带性，蚀变范围控制矿化分布范围，在钾化和青磐岩化叠加部位矿化较强。

(3) 铜矿体多与岩体有关，且主要与燕山期岩体有关。池沟矿区铜矿体主要赋存于斑岩体及其与围岩接触带上，冷水沟矿区铜矿体赋存于斑岩体与围岩外接触带上，远离岩体，矿化减弱，矿体产状多受岩体与围岩接触面控制。任涛等(2009)认为区内铜矿不论哪种类型，都可能与深部岩体成矿作用有关，而区内燕山期岩浆岩的铜背景值普遍较高，因此认为区内铜矿多与燕山期岩浆岩有关。

(4) 成矿与成岩时代具有一致性。说明成矿与侵入岩存在时空和成因联系，认为柞山盆地存在一期重要的晚侏罗世-早白垩世花岗质岩石和相关的斑岩-矽卡岩铜多金属的岩浆-成矿事件(谢桂青等，2012)。

(5) “二元控矿”特征是秦岭造山带大多数金属矿床的共同特征(王东生等，2009)。柞山盆地铜矿床同样也具有这一特征，任涛等(2014)通过对双元沟-池沟地区斑岩体进行构造环境分析，发现区内小岩体形成于碰撞造山后环境，却具有某些典型火山弧构造环境的特征，是由于燕山期斑岩体在形成过程中有基底火山岩混染形成，显示区内含矿热液成分具有“多元性”特征。海西期由于秦岭造山活动，深部含矿热液上涌形成一套富含Fe、Ag、Au、Cu、Mo的沉积建造，燕山期构造岩浆活动，进一步促使含矿物质活化、富集形成斑岩型铜矿。

(6) 在该区斑岩型矿床表现出从斑岩型-矽卡岩型-热液型矿床过渡的特征。如池沟矿区北部发育矽卡岩型铜矿体，外围刘家台、白沙沟地区的热液型金矿体；冷水沟矿区东部发育大面积矽卡岩带，发育矽卡岩型铜矿脉，其外围南沟、小寺沟均已发现具有工业价值的热液型金银矿体。

6 找矿方向分析

总体来说，柞水-山阳矿集区内关于小岩体的工作程度较低，导致寻找铜矿找矿思路狭隘。目前，通过对池沟和冷水沟铜矿区斑岩体的评价工作，已经取得一定成果，显示出区内寻找斑岩型铜矿的巨大找矿潜力。

(1) 柞水-山阳矿集区基底主要由耀岭河群火山岩系、震旦-奥陶系碳酸盐岩建造、碎屑岩建造，寒武-志留系形成的陆棚边缘盆地碳泥硅质岩建造组成。由于小磨岭-陡岭链状隆起的形成，山阳-凤镇断裂两侧基底地层埋藏较浅，局部地区甚至出露地表，如冷水沟地区斜长角闪岩、池沟地区安山岩体，该套种类多样且富含成矿物质的岩性组合与后期斑岩体结合可形成多种地球化学障，从而形成“多位一体”式的斑岩型铜钼矿床。因此，综合分析区内成矿条件认为山阳-凤镇断裂两侧3～5km范围是寻找斑岩型铜矿床的最优距离，应首先对这一距离范围内的岩体进行重点工作，取得突破。

(2) 以往的地质工作认为柞水-山阳矿集区的金属矿产分布具有层控特征，铜矿床多分布于青石垭组，且普遍认为区内铜矿床类型主要为热水喷流沉积-改造型。但通过最近几年工作，在非青石垭组的地层及池沟、冷水沟这样的小岩体中发现具有一定规模的低品位厚大铜矿体。因此，围绕区内小岩体以斑岩型铜矿理论为指导，可以作为柞水-山阳矿集区寻找铜矿的一个突破口。

(3) 柞水-山阳矿集区内像池沟和冷水沟这样的小岩体还有很多，它们在时空分布上与池沟、冷水沟斑岩体具有相似之处，且成矿背景较好，可以通过对池沟、冷水沟岩体的工作，进一步对比、评价区内其他相似小岩体是否具有成矿潜力，拓展柞水-山阳矿集区内铜矿找矿思路。

致谢 本文在成文、修改过程中评审专家提出了宝贵意见，在此表示衷心的感谢！

[注释]

① 谢桂青，任涛，李瑞玲，李剑斌，王瑞廷，毛景文，代军治，申志超.2011.陕西省柞山盆地池沟-冷水沟铜钼矿区的成矿规律和找矿方向研究(内部报告)[R].

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Metallogenic Regularities of Porphyry Copper Deposits and Prospecting Direction in the Zhashui-Shanyang Ore Concentration Area, Qin Ling Orogenic Belt

LIU Kai1,2，REN Tao1，MENG De-ming2，LI Jian-bin1，WANG Xiang-yang1，GUO Yan-hui1，YANG Zhi-hui1

(1.No.713TeamofNorthwestMiningandGeologicalExplorationBureauforNonferrousMetals,Shangluo,Shaanxi726000;2.SchoolofResources,Chang'anUniversity,Xi'an,Shaanxi710054)

The Zhashui-Shanyang ore concentrating area in the Qin Ling orogenic belt is a hydrothermal sedimentary basin in a late-Paleozoic rifting subsidence zone. Within this basin, there are a mass of Yanshanian small-sized intermediate-acid rock bodies, which are surrounded by strong copper mineralization. Previous prospecting work conducted few studies on these small rock bodies due to the limitation of prospecting concepts and others. In recent years, exploration and evaluation work on geological features and metallogenic characteristics of some small rock bodies in this area have made great progress, and have discovered big copper ore bodies in the Chigou and Lengshuigou areas. These ore bodies mainly occur in the contact zone between porphyry and surrounding rocks with strong alteration that led to transform into potassium silicate, propylite and sericite. The copper mineralization is particularly intense in the superposition area of potassium silicate alteration and propylitization, which is a typical characteristic of the porphyry type mineralization. This work suggests that the copper mineralization in this area is closely related with the Yanshanian small rock bodies. Based on the analysis of the geological characteristics and prospecting potential, this paper summarizes the metallogenic regularities of the porphyry copper orebodies, puts forward the prospecting direction, and considers that the Yanshanian porphyries as a potential breakthrough in efforts of searching for porphyry copper deposits in this region.

porphyry copper deposit, metallogenic regularities, prospecting direction, Zhashui-Shanyang ore-concentrated area

2014-5-6；[修改日期]2014-10-16；[责任编辑]郝情情。

“十二五”国家科技支撑计划项目(2011BAB04B05-2)、西北有色地质勘查局重点地质科研项目联合资助。

刘凯(1986年-)，男，地质助理工程师，硕士研究生，地质工程专业，主要事金属矿产勘查与研究工作。Email: 136114370@qq.com。

P618.41

A

0495-5331(2014)06-1096-13