西秦岭寨上金矿综合地球物理研究

刘诚,李含,孙彪,叶高峰,郝子琼，薛东旭，邓安东中国地质调查局西安矿产资源调查中心，西安，710100；中国地质大学(北京)地球物理与信息技术学院，北京，100083

内容提要: 寨上金矿是中国西秦岭构造带内一个重要的超大规模卡林—类卡林型金矿床。以往对该金矿床的研究主要集中在矿床学、年代学和成矿特征等方面，缺乏地球物理工作的系统梳理。本文以贯穿研究区的可控源音频大地电磁测深及激电工作为主体研究寨上金矿的深部结构，结合地质资料建立了矿区典型地质—地球物理解释模型，探讨成矿机制，总结寨上金矿赋矿标志，推测可能的矿体赋存位置和深度范围。研究表明，寨上金矿总体位于扎麻树—卓洛背斜，以区内深大断裂为界，分为成矿条件、深部电性结构均有所差异的南、北矿带两部分，矿化主要赋存于构造薄弱地带，区域地球物理证据表明近地表未出现大规模的岩浆侵入，其成矿物质来源主要与区域性深大断裂相关。

寨上金矿位于甘肃省定西市岷县北东方向，处于秦岭褶皱带内的岷—礼成矿带西端。原武警黄金部队最初通过跟踪金元素的地球化学异常发现矿化线索，在近20年的研究过程中区内已探明金资源量130余吨(刘纲等，2008；Liu Jiajun et al., 2015; 王伟峰等，2015)，为一超大型类卡林型金矿床。研究区周边发现了阳山、八卦庙超大型，东北寨、鹿儿坝和李坝大型等一系列金矿(范玉须等，2018；李蓓等，2021)，其东侧还分布西秦岭燕山期一系列中酸性岩体以及密集的金及多金属矿床，区域成矿条件优越。其成矿既受西秦岭印支期造山运动的控制(陈衍景，2010; Liu Jiajun et al., 2015a, b)，也受研究区及周边岩体、岩脉及大规模褶皱等控矿构造控制(Yang Liqiang et al., 2016; 陈国忠等，2017)，研究区域沉积盖层较厚，同时多期构造活动叠加等因素也导致传统的基于岩石地球化学的成矿机制研究存在着较大争议。随着近地表矿产资源发现殆尽，寨上金矿的深部潜力和找矿方向一直存在争议，其焦点为成矿与岩浆作用的关系不明及成矿流体的来源不明(Mao Jingwen et al., 2002)。本次研究依据矿区岩石物性结构特征，试图通过多方法多尺度的地球物理探测提出寨上金矿地质—地球物理模型并对深部成矿机制研究及找矿远景作出约束。

1 地质矿产概况

1.1 区域地质背景

寨上矿区大地构造位置处于秦岭北成矿亚带内岷—礼成矿带西端(图1)，带内断裂构造发育，成矿带东部印支—早燕山期陆陆俯冲—碰撞型酸性花岗岩发育，并出现了一系列同岩浆热液活动相关的卡林—类卡林型金矿床及多处具备勘探潜质的金矿化点，西秦岭金矿分段集结成群、成带状分布，总体呈近北西西向分布。同时在西秦岭地区大多数金矿床与中酸性岩体相邻，但对于矿化同岩浆活动间的关联性存在分歧。部分学者认为西秦岭地区未发现具有相当规模的岩浆侵入体，矿床的形成与岩浆活动并无直接关联或只是形成于岩浆热液成矿系统的最远端(陈衍景等，2004)，目前主流观点认为岩浆作用为诸如寨上金矿等区域成矿流体提供了热源以及物质来源(Zeng Qingtao et al., 2014; Liu Jiajun et al., 2015b; 刘家军等，2019；张斌等，2020)。综上所述，区域成矿争议的焦点是矿床与岩浆作用的关系以及成矿流体的来源。

图1 西秦岭寨上矿区大地位置及矿区地质简图Fig. 1 Tectonic position and simplified regional geological map of the Zhaishang deposit, western Qinling Mountains Q—第四系; Ngn—新近系甘肃群; P1s2—下二叠统十里墩组上段; P1s1—下二叠统十里墩组下段; D3d2—上泥盆统大草滩组上段; D3d1—上泥盆统大草滩组下段; D2s—中泥盆统双狼组; D2hl—中泥盆统红岭山组; D2h—中泥盆统黄家沟组; D2a—中泥盆统安家岔组Q—Quaternary; Ngn—Neogene Gansu Group; P1s2—the Upper Member of the Lower Permian Shilidun Formation; P1s1—the Lower Member of the Lower Permian Shilidun Formation; D3d2—the Upper Member of the Upper Devonian Dacaotan Formation; D3d1—the Lower Member of the Lower Devonian Dacaotan Formation; D2s—the Middle Devonian Shuanglang Formation; D2hl—the Middle Devonian Honglingshan Formation; D2h—the Middle Devonian Huangjiagou Formation; D2a—the Middle Devonian Anjiacha Formation

1.2 矿床地质背景

寨上金矿区普遍发生褶皱变形作用，构成了区域性的褶皱构造: 卓洛—扎麻树背斜。卓洛—扎麻树背斜总体呈NWW向倾伏，属倒转背斜，褶皱北翼地层倾向50°～60°，南翼地层倾向60°～70°，局部近直立，整体呈南陡北缓、南薄北厚的不对称倒转背斜构造，目前研究认为造成不对称的原因是受到逆冲断层的推覆。

背斜核部为中泥盆统地层，岩性主要为灰岩、泥质或钙质板岩等。岩性分布不均匀，总体上西段出露相对较老的地层，东段出露相对较新的地层。背斜两翼则由上泥盆统大草滩群(D3d)和下二叠统十里墩组(P1s)组成，岩性主要为细砂岩、杂色砂岩、粉砂质板岩和砂质—碳质板岩等。大草滩组地层出露特征为东厚西薄，向西尖灭。下二叠统十里墩组(P1s)分布于上泥盆统大草滩群(D3d)两侧，二者呈断层接触(郑卫军等，2010；王伟峰等，2015)。

表2 西秦岭寨上金矿矿区磁性参数表Table 2 Magnetic parameters of the rocks and ores in the Zhaishang gold deposit, western Qinling Mountains

寨上金矿区内断裂构造总体展布方向为NWW向或NW向(图1)，与区域构造方位一致，局部(如卓洛村西南)出露SN向近直立断裂构造。区内各矿床间赋矿规律较为相似，其矿体主要产出于构造变质改造后的沉积岩系中，多见于破碎的钙质板岩或碳质板岩中。背斜构造是区内最重要的控矿因素，对金矿化位置控制作用明显，矿脉的产状基本同背斜地层相一致。

2 地球物理概况

2.1 研究区物性特征

根据区内岩矿石出露情况和部分岩芯测定结果，分别选取了寨上金矿南矿带灰岩、钙质板岩，北矿带砂岩、炭质板岩及矿化蚀变的岩矿石进行物性测量。从电性来看(表1)，不同岩矿石间电阻率差异较为明显，研究区整体极化率均未表现出显著高值，这同区内矿化呈浸染状、星点状产出，硫化物间相互不连通等特殊岩矿石矿化结构相关(李宏伟，2018)。区内灰岩、砂岩呈高电阻率—低极化率特征，其所代表的致密稳定的地层，有效约束了金矿赋存范围。矿化蚀变的各类岩石及已知金矿脉呈低阻特征，极化率相对较高，其余非矿化蚀变岩石基本不具备激电特性。从电性角度看，寨上金矿各类岩矿石地层间电阻率差异显著，而极化率分别度较弱。

表1 西秦岭寨上金矿矿区岩、矿石电性参数表(据刘诚等，2020b)

从磁性看区内地表以古生界泥盆系—二叠系为主的海陆相沉积岩系为主，均表现为弱磁—无磁性，除个别钙质板岩其磁化率均值较高以外，其他岩性及矿脉并未表现出显著的磁异常特征。与此同时表现为高磁特征的钙质板岩同区内金矿并无明显的成生关系，故磁异常不宜被确定为矿区具体的找矿标志，但西秦岭区域磁异常的分布对于解释寨上金矿的生成演化具有重要意义。

2.2 区域地球物理

寨上金矿位于西秦岭燕山期中酸性花岗岩岩群以西，近年来西秦岭完成的高精度航磁测量工作(张翔等，2017，2019)显示寨上金矿周边以-20～0 nT的平静负磁场为背景(图2)，主要反映了秦岭群变质基底、上覆古生界泥盆、二叠系及新生界岩层的弱磁性特征，和以古老变质岩及各类侵入岩的局部高磁性特征。研究区主要的高磁性层(体)均表现为明显的环状或半环状高磁异常特征，处理后的剩余磁异常仍有所显示，具有明确的深源特征，上述高磁异常为岩体与围岩接触带发育磁性蚀变以及岩体内不同分带界面的综合反映。而寨上金矿距最近的已知岩体教场坝岩体约26 km，但研究区周缘并未出现与之类似的磁异常，结合已开展的钻探验证显示矿区范围内近地表并未发现岩体和岩脉，也有学者认为卡林型金矿点附近鲜有岩浆岩出露，是由于地表覆盖着较厚的沉积盖层，但其下方可能存在着巨大的隐伏岩体(张旗等，2009),结合西秦岭中酸性岩体总体的弱磁性特征，可以解释深部岩体未在地表引起足够的磁异常的现象。与此同时稳定同位素研究也表明成矿物质来源也包含了深部岩浆或岩浆水(张复新等，2004；Yang Liqiang et al., 2016)，结合区域航磁剩余磁异常在寨上金矿NW向存在多组线性磁异常梯度带，线性梯度带一般多指示具有一定规模的断裂构造，结合区域地质资料(张逸鹏等，2021)，断裂集中分布在西南部岷县—宕昌—舟曲一带与磁异常高度吻合，故深部中酸性岩体和区域性的深大断裂仍是区域最值得关注的成矿要素。

图2 西秦岭航磁ΔT化极异常图 (a) 和剩余磁力异常图 (b)Fig. 2 Aeromagnetic pole anomaly map (a) and residual magnetic anomaly map (b) of western Qinling Mountains前人命名断裂：F1—漳县—武山—天水—宝鸡断裂；F2—岷县—宕昌—礼县—太白断裂；F3—宕昌—凤县断裂；F4—舟曲—成县深断裂；F5—草滩—礼县断裂；F6—闾井—锁龙断裂；F7—礼县—铁炉—秦安断裂；F8—大门—天水—新城断裂Predecessors named faults: F1—Zhangxian—Wushan—Tianshui—Baoji fault; F2—Minxian—Tanchang—Lixian—Taibai fault; F3—Tanchang—Fengxian fault; F4—Zhouqu—Chengxian deep fault; F5—Caotan—Lixian fault; fault; F7—Lixian—Tielu—Qin’an fault; F8—Damen—Tianshui—Xincheng fault

通过重力异常显示异常分区与大地构造背景大致相同(李绪善等，2016)，区域重力异常低值中心指向研究区东部花岗岩出露—半出露区，寨上金矿所处的区域主要表现为布格重力异常梯度带异常及剩余重力异常线性的重力负异常条带附近，寨上金矿出露范围最大的二叠系十里墩组地层的岩石密度高于临近的教场坝岩体(赵波波，2017)，推测研究区所处的地质背景仍以深大断裂带周缘为主，在此区域内重力处于不均衡状态，可能导致地壳均衡运动从而进一步带动区内构造薄弱地带的岩石破碎(祝意青等，2014；郝洪涛等，2014；林方丽等，2015)。深大断裂主要影响了成矿过程，上述深、大断裂为深源热液上升的通道，提供原生矿物运移空间，影响区内构造—岩浆改造型金矿、热水喷流沉积—改造型铅锌多金属成矿分布(王义天等，2018)。

2.3 前期地球物理工作综述

寨上矿区及外围先后开展了约44 km2的1: 10000激电中梯测量，约80 km的激电联合剖面测量(激电联剖)，激电方法在矿区勘探的早期效果不俗(郑振云等，2007，2008)，主要通过地表的已知矿化线索，追索圈定电阻率、极化率异常，指示蚀变破碎带(矿带)的展布延伸情况。早期形成的激电中梯找矿标志实际为寨上金矿区内的蚀变破碎带标志，主要解决前期矿脉平面展布问题，总结为低阻、中高极化率特征，经后期不断验证，破碎带仅高概率含矿，破碎带为成矿后叠加的构造，可能存在二次富集但其同原生的成矿、赋矿环境并无直接关系，顾所形成的找矿标志对于深部勘探和矿脉展布的指导意义有限。前期统一工作参数(AO=110 m)的激电联剖的工作思路如前，主要解决近地表破碎蚀变带走向和相互位置关系，均不涉及深度概念，所针对的目标体也已有所偏差，在部分矿体局部能够提供地表下方矿脉倾向，但难以解决赋矿规律总结及深部勘探等诸多问题。

2.4 地球物理方法适用性

传统的浅表金矿地球物理找矿方法常用高精度地面磁法、激发极化法等圈定矿化异常，结合水系沉积物地球化学异常，对异常平面展布进行揭露，结合上文对前人工作的梳理，激电中梯等工作手段已粗略提供了同金矿脉相关的蚀变带的平面展布，难以提供进一步找矿线索。激电联剖测量能够提供两条视电阻率/视极化率曲线，可利用其反交点特征判断陡立金属硫化物的位置和产状，从极化率参数约束矿体，但也只有相对深度的概念，难以提供地下结构模型。大比例尺地面磁法方面，经过系统物性参数测定发现区内岩矿石均表现为弱磁性—无磁性，矿脉和矿化蚀变带也均无明显磁性异常，开展的贯穿全区的试验剖面也无明显的对应规律，随着经济社会发展寨上金矿周边人文、电磁干扰日益增多，地面磁法存在很多无法进行测量的区域，特别在31号、32号、35号矿脉附近等重点区域难以采集到连续的高质量数据，进而大大影响弱异常的提取及已知矿脉地球物理响应研究，故寨上金矿不具备磁法勘探的物性基础。近年来开展了一系列电磁测深(EH4、CSAMT)电法勘探工作(牟银才等，2015)，其探测目标是地表矿脉及矿化蚀变带深部位置及产状变化，结合目前工作来看有效勘探深度可达1200 m，效果良好。虽然电磁测深方法可以探测地下地质结构，发现隐伏的构造，提供金矿脉的空间展布形态(刘诚等，2020a)，但缺少对成矿有利部位的约束，仅可做结构探测，非唯一性较强，需配合其他方法共同确立赋矿标志。

综上所述，结合区域开展的地球物理工作，以小比例尺重力和航磁资料约束区域的物性结构和构造格架，在矿区尺度利用多极距激电联剖结合可控源音频大地电磁测深约束赋矿位置。通过多尺度地球物理工作，结合前人地质、地球化学认识共同构建地质—地球物理成矿动力学模型(张伟等，2021)，在此基础上初步给出了寨上金矿的深部成矿机制，并提供工作区较为精确的可能成矿位置，进行了多个钻孔验证，结果表明矿区深部出现多处隐伏金矿脉和普遍矿化蚀变，具有很好的成矿前景。

3 矿区物探成果及解译

3.1 寨上物探工作

本次地球物理工作主要针对主矿段两侧部署了CSAMT和多极距的激电联剖工作，同时收集区域重磁资料并重新处理了区域航磁数据。补齐了前期寨上矿区主矿段延伸方向工作程度较低的覆盖区相关物探工作(图1，西侧28以西、东侧S143以东)，有效反映了矿区主矿段两侧电性结构的变化趋势，构建了矿区等深度电阻率切片，并结合矿区极化率总体偏低、矿脉多呈陡倾的特点，布置不同极距的激电联剖工作揭示极化率纵向变化，主要布置于CSAMT和槽探结果已知异常和预重点查证的部分。

CSAMT采用标量装置，点距20/40 m，收发距大于8.5 km，频率观测范围为1～8192 Hz，对采集数据进行噪声水平及误差检查、筛选远区数据、静校正等处理流程后，采用基于圆滑模型反演(Occam)算法的配套软件对不同参数进行反演并进行地形改正，反演拟合差均低于2.4，最终结合已知信息选择与地质情况吻合最好的二维反演模型进行推断解释，并统一反演参数重新处理前期已完成的CSAMT剖面的二维反演结果模型，提取所有剖面等深度的电阻率信息，完成矿区二维反演模型等深度切片。

3.2 寨上矿区地质—地球物理模型及解译

从CSAMT二维反演结果来看，与已知地质剖面观察到的现象吻合度高，而且近地表电阻率和前人完成的激电中梯工作相近(郑振云等，2007，2008)，进一步确认了方法有效性。16线剖面(图3)以剖面2600 m处区内F5断裂为界表现为电性结构差异明显的两部分，F5断裂不但是寨上金矿泥盆纪与石炭纪地层的分界线，更区分了寨上金矿南北矿带赋矿模式。剖面南侧高低阻异常间隔排列且以剖面1000 m处高阻异常为中心近对称出现，相互间陡倾接触，前期钻探ZK16-4及ZK16-2揭露，图中高阻对应灰岩及完整的钙质板岩，低阻异常区域一般对应破碎板岩带，电阻率梯度带为刚性—脆性地层接触部位，易提供丰富赋矿空间。北矿带地下电阻率结构显著变化，整体较南矿带偏低，北矿带钻孔显示板岩地层碳质含量提升，剖面北部呈现以低阻为主部分高阻异常呈低角度接触，呈现逆冲推覆的形态。

图3 西秦岭寨上金矿16线剖面激电联合剖面曲线图及CSAMT反演电阻率拟断面图Fig. 3 IP joint profile curve and CSAMT inversion resistivity section of the line 16 profile in the Zhaishang deposit, western Qinling Mountains

从前期钻探验证结果来看，见矿位置基本均位于CSAMT反演电阻率剖面高低阻异常梯度带同时出现激电联剖的“反交点”的位置，较好的对应了含矿的破碎蚀变带低阻和相对高极化的特征(刘诚等，2020b)。结合前期认识本次工作补充了不同极距的激电联剖测量，通过不同极距的激电联剖反映不同深度信息，通过极化率反交点的位置变化可以有效识别陡立矿脉的倾向，进一步约束在较为广阔的破碎蚀变带如何进一步确定金矿赋存位置的问题，通过16线剖面完成的AO=110 m和AO=210 m极距的联剖显示，31号金矿脉所处位置不同极距反交点表明深部北倾同钻探验证一致。

同时结合贯穿寨上金矿的电阻率剖面和已知见矿部位，研究区金矿赋存部位多集中于电性梯度带，即层间剪切带边界以及部分内部网格状构造面上。以图中F5为界的南北矿带有所差异，南侧赋矿围岩相对脆性，高低阻异常界限较为显著，矿体赋存位置不连续；北矿带围岩相对塑性电性边界模糊，CSAMT结果中表现为面积较大的低阻异常区域，其中可发育多支矿脉，已知矿脉也基本符合电性结构呈缓倾分布，呈大规模品位低的特征(王伟峰等，2015)。

结合钻探验证CSAMT反演电阻率剖面显示的电性梯度带均出现了破碎带但其含矿性不尽相同，其中过于宽大的或陡立破碎带多数只发生蚀变而未达到成矿，多数见矿部位位于近地表密集裂隙带和构造变缓部位。根据综合电磁法的结果分析，高低电阻异常间隔排列指示了热液由深部上侵构造薄弱地带，随热液自下而上运移，压力逐渐释放的同时同近地表的大气降水相融合，混合热液开始沿近地表的各处构造薄弱部位运移沉淀，在致密围岩外部形成不同的蚀变和矿化，同目前在高电阻率异常边缘见矿效果最佳相符合。深部含矿热液压力的释放和转缓的构造薄弱地带同时促进在此处进行物质交换进而富集成矿，北矿带地层较缓且以碳质板岩地层为主与砂岩间形成更大规模的破碎，含矿热液具备更丰富的赋存位置，因而呈现多层见矿总体品位较低的成矿模式。相似的物探异常特征结合南北矿带不同赋矿模式进而形成不同的找矿标志，故地球物理深部勘探应转为对赋矿结构面的物性变化探测进而摆脱单纯找“异常”的模式(王洪军和熊玉新，2020)，重视结构探测结合中浅部较为明确的赋矿规律进而圈定深部找矿靶区。

3.3 综合物探方法应用实践及解译

依据综合电法勘探对于寨上金矿电性结构和赋矿模式的认识，在寨上金矿南矿带东西延伸方向选取近年来完成工作的S143线和28线剖面进行钻探验证。从综合电法勘探图来看，电阻率分布特征与区内岩性分布基本一致，均表现为高低电阻异常间隔排列的形态。

寨上金矿东延方向S143剖面在标高2200 m深度以浅呈现高低阻异常横向间隔排列的形态(如图4)，在深部基本以中低阻异常为主，矿化中心一般处于高低电阻率异常梯度带高阻一侧。剖面表现为以600 m处低阻异常为中心，两侧对称出现大规模高阻异常。结合钻孔编录显示2600 m标高以上为含有密集裂隙的泥质板岩及碎裂岩，表现为显著低阻特征；2300～2600 m均为钙质板岩，并伴随大量破碎带，表现为电性梯度带特征；在2300 m下方进入灰岩地层，进入CSAMT剖面中高阻异常中。ZKS143-5揭露地层岩性同前文所述16线剖面的地质地球物理模型高度吻合，寨上矿区南矿带以钙质板岩及在剖面500 m及550 m处存在2处激电联剖反交点，代表极化率在此处发生陡变，钻孔在上述位置均见矿，也验证了CSAMT剖面电性梯度带同激电联剖的“反交点”的位置的物探找矿标志。本年度施工的ZKS43-1同样在剖面西侧电性梯度带见矿，并依据电性异常和钻孔编录修正了寨上金矿矿脉的形态，结合钻孔揭露进一步确定了电性接触带的赋矿标志。在目前勘探深度下方依旧发现多处相似异常，层间剪切带在深部有转缓的显示，近来年金矿深部勘探表明(郑向光等，2020；王洪军和熊玉新，2020)，深部金矿多赋存于构造带倾角相对平缓及陡缓转折部位，同时结合寨上金矿钻孔原生晕研究(张沛等，2021)也表明在深部存在较大的成矿潜力。

图4 西秦岭寨上金矿S143剖面可控源音频大地电磁(CSAMT)地质地球物理综合解译图:(a) 地质剖面；(b) 二维反演剖面；(c) 综合解译剖面Fig. 4 CSAMT Geological and geophysical comprehensive interpretation map of the profile S143 in the Zhaishang deposit, western Qinling Mountains: (a) geological section; (b) 2D inversion apparent resistivity profile; (c) comprehensive interpretation profile)

28剖面位于寨上金矿西延部分，剖面近地表存在30～50 m的新近系坡积物覆盖，故虽然其较南矿带核心部位距离不远但其勘察程度相对较低(图5)，结合在南矿带建立的地球物理找矿标志，其中高阻区域对应灰岩和较为完整的钙质板岩，已知蚀变破碎带对应位置表现为低阻带(<100 Ω·m)(宋扬等，2019)，而矿化中心一般处于高低阻异常梯度带位置，大规模的低阻异常多表现为破碎带而不富集成矿。本次施工的ZKS28-1、ZKS28-2和ZKS28-3表明电阻率高低主要同地层的破碎程度和蚀变程度相关，岩芯编录与CSAMT剖面套合结果同矿区岩石物性参数相一致，其中ZK28-1在斜深125 m处见含矿层间破碎带，ZK28-3在260 m见蚀变破碎带360m处见矿，ZK28-2在斜深304 m处见破碎带，目前所见蚀变破碎带的形态同前文所述的CSAMT电性梯度带吻合，而两处见矿位置均位于激电联剖反交点位置，而ZK28-2仅依据CSAMT剖面提供的电性梯度带布置钻孔，其对应位置仅见多处破碎带，未富集成矿。结合地质解译图，寨上金矿南带总体处于背斜核部，不同地层间在挤压应力下出现许多层间剪切带，提供了诸多赋矿有利部位。但热液向上运移过程中并非均匀富集成矿，故形成南矿带现今的赋矿形态，目前推测矿脉位置和电阻率异常形态有所差异，结合地球物理探测结果及实际见矿点位置，矿脉应呈弧状与高阻异常边缘重合。

4 讨论

本次工作通过区域重磁和矿区激电、电磁、磁法等综合物探方法结合钻探验证了浅覆盖区下方矿脉赋存位置与电阻率异常间的分布关系，确定了延伸部位的找矿标志。同时利用区域物探结果约束了前期对于成矿模式的讨论，结合西秦岭和寨上矿区两个尺度，区域重磁和大比例尺电磁测深等多方法对矿区的赋矿模式、成矿机制进行研究。

4.1 寨上金矿赋矿标志

寨上金矿自东向西覆盖逐渐增厚，研究区覆盖层往往导致地质和地球化学信息获取存在困难，从而限制了找矿的进程，但矿区浅覆盖区成矿条件总体与出露区域类似，结合已有成矿规律通过高精度地球物理探测，查明地下控矿构造的形态，其中CSAMT可获得地下可能赋矿的隐伏构造位置并结合激电联剖弱异常对上述赋矿有利区的蚀变程度予以判断，推测深部赋矿位置，上述结论得到部分工程验证，为研究区继续探索覆盖区矿产提供指导依据。

根据寨上金矿南矿带的CSAMT反演电阻率结果进行切片处理(图6)，高低电阻率异常沿NWW向呈条带状依次排列，近地表小规模的异常分布较多随着深度下降，异常趋于简化，整个南矿带深部被分为电性结构较为明显的几部分。从近地表的电阻率水平切片图(H=2600 m)上看，地表推测矿脉位置均处于图中电性变化界面的边缘，呈舒缓波状分段富集，结合测线纵剖面显示，金矿赋存于层间接触带及发生破碎的岩性界面，根据实际见矿情况来看，在2600 m及2500 m深度见矿情况最佳。结合等深度剖面推测，由于在较浅部有多处小规模构造薄弱部位，利于成矿热液同围岩交代沉淀(刘诚等，2020b)，也有在成矿后期进一步富集的可能。由2200 m及2000 m深度剖面可知随着深度下降，测区内小规模异常消失，电阻率整体差异缩小，推测随着深度下降小规模的层间破碎减弱，由于岩浆热液自下而上迁移，围岩不同程度受蚀变改造。通过前文所述的16、28、S143线剖面显示2200 m下方出现较为平缓的电性梯度带，其所代表的断裂带又中均有致密灰岩或板岩地层作为屏蔽障，微量元素的组合及硫化物样品分析均表明成矿物质具有深源特征(路彦明，2006；马星华等，2008；刘新会等，2011)，深部第二深度赋矿潜力较大。

由于前期物探工作布置均同勘探线重合，由前文CSAMT二维反演电阻率剖面主要反映与勘探线方向垂直的NWW向构造形态，其他方向构造反应不够显著，造成物探异常的多解性且对类似异常形态含矿性不一致。在研究区开展一定数量的CSAMT测量形成面积性成果的基础上，本次研究通过提取反演电阻率模型中多个标高的电阻率信息形成等深度剖面后，发现除了NWW向的主构造方向外，在矿区西侧还有NE向构造，以及近EW向和近SN向等不同方向、不同规模的断裂构造存在，发育近“米”字形剪切构造，为区内提供广阔的构造空间，加之普遍出现中低温热液活动痕迹，营造出矿化蚀变成矿物质就位的空间，十分有利于金成矿富集。CSAMT探测结果显示上述一系列断裂即延伸至深部，又与早期褶皱构造以及层间剪切构造在浅部交汇，当深部成矿热液和大气降水形成的混合热液汇集到类似张性裂隙中时，流体不混溶可导致了金矿化的形成和沉淀，故在深部类似不同类型不同方向构造交接区亦是较为重要的储矿构造。

4.2 成矿机制的地球物理证据

寨上金矿的成矿争议焦点是岩浆活动及成矿流体的来源。其东部虽然广泛出露花岗岩体(中川岩群)，但已发现的金矿床仅少量存在于岩体中，岩浆活动同金矿间关系存在争议(毛景文等，2012)，部分靠近中川岩群的大型金矿(李坝、马泉、金山)曾被归为与岩浆作用无关的造山型(Mao Jingwen et al., 2002)，也有将其归为与岩浆作用有直接成因关系的类卡林型(Liu Jiajun et al., 2015)。而本文研究目标寨上金矿其成矿机制一直难以厘定，金矿床位于岷—礼成矿带西段，矿区周缘无岩体和岩脉出露，仅在北矿带个别钻孔和平峒中发现碳酸盐化闪长玢岩脉，但矿石中存在辉钼矿、Au—Ag碲化物以及矿石同位素组成等特征又表明成矿与岩浆活动有密切联系(刘家军等，2019)。岩浆活动和成矿流体来源无外乎在于其深部存在隐伏花岗质侵入体或与周边深大断裂带相关。

综合本次研究地球物理和前期的地质、地球化学结果，将两个尺度分析矿区的成矿动力来源:

(1)从寨上矿区的综合物探结果分析，可以初步推断矿区的成矿动力模型，由CSAMT反演电阻率模型可知，寨上金矿总体为南矿带部分剥蚀的背斜核部形态和北矿带推覆构造形态，以F5断裂为代表的多条低阻异常贯穿剖面，对应的地表断裂延伸到一定的深度，形成了岩浆热液和物质运移通道，但目前观察到CSAMT剖面中的低阻异常断裂带与区域地球物理异常中显示的深大断裂或非同一条断裂，即提供能量的深部印支—燕山期岩浆系统并不一定位于矿区深部，但矿区内部深大断裂与区域断裂岩浆系统一定具有连通性。由此推测岩浆热液由深部沿构造薄弱部位运移而来，以区内大量断裂裂隙矿化蚀变进而赋矿。结合地表实测较低的极化率以及中低温、低压成矿环境、矿体浅成矿深度的诸多特征(刘家军等，2010;刘新会等，2011)，在目前探测深度1.5 km以浅范围内出现隐伏岩体难以解释极化率及电阻率异常的分布特征，通过矿区尺度工作证明上述成矿作用位于岩浆热液成矿系统的远端。在矿区研究尺度，扎麻树背斜及同其伴生的次级断裂、裂隙约束了深部岩浆热液上涌就位的空间，大气降水沿着地表断裂下渗过程中萃取了地层中的有用成矿物质，与地下某一深度的岩浆岩体产生的沿深大断裂向上运移的岩浆热液相遇，形成混合热液，经过复杂的分异、运移和沉淀过程，在较浅处富集成矿。构造活动导致背斜不同地层间发生滑动，形成构造裂隙，成矿流体在其间不均等就位而成矿。而深部同样出现与目前勘探深度内类似的倾角较缓的电性梯度带，同时地球化学原生晕也显示深部具备不俗的成矿潜力(张沛等，2021)。

(2)对于矿区岩浆活动及成矿流体的来源也可以从区域地质地球物理方面进一步讨论，西秦岭地区金矿床主要分布于秦岭造山带龙门山断裂和商丹断裂之间，其空间展布特征受到区域性断裂和弧形构造的控制(徐东等，2014)。由图2所示的西秦岭航磁异常可知寨上金矿周缘并无类似中川岩群(即中川、柏家庄、教场坝、闾井和碌础坝岩体)的环状磁异常特征，特别是在提取剩余磁力异常后(图2b)，除出现星点状局部磁异常外表现为NW向线性异常，同时由区域剩余重力异常可知东侧中川岩群异常轮廓十分清晰，而寨上矿区显示出较为明显的条带状异常特征，同已知的隐伏—半隐伏岩体的环状圈闭特征截然不同，岷县—宕昌断裂征对应上述条带性异常特延伸至五朵金花岩体附近。故结合区域地球物理认识，寨上金矿下方应并不存在大规模的隐伏岩体，而应与区内深断裂相连的西秦岭地壳尺度的大型分割性断裂密切相关，岷县—宕昌断裂沿线发育有晚三叠世(220 Ma左右)的浅成、超浅成侵入岩类，呈串珠状沿走向展布于断裂带东西一线，其通过应为矿区提供成矿流体来源，通过岷县—宕昌断裂运移至矿区内几条次一级低阻断裂带深部延伸部位。

综上所述，寨上金矿的成矿极致可总结为岷礼成矿带在印支—燕山期发生大规模洋陆俯冲向陆陆碰撞的转变(张国伟等，2004；Jiang Yaohui et al., 2010)，由板块运动产生的岩石圈尺度能量(Goldfarb et al., 2001)为驱动岷礼成矿带大规模的热液成矿活动提供了热源(Chen & Santosh, 2014; Liu Jiajun et al., 2015; Yang Liqiang et al., 2016; 刘家军等, 2019)。由区域性深大断裂岷县—宕昌断裂运移的成矿热液经与其相连的矿区内断裂带向上运移，在一定深度与沿地表断裂下渗过程中萃取了地层中的有用成矿物质的大气降水相遇，当上述混合流体沿较为宽大断裂陡倾段向上运移时，深部压力快速释放流体逸散难以富集成矿，在地球物理探测结果中各处陡倾的宽大低阻带基本不赋矿，而当混合流体运移至层间裂隙、断裂相对缓倾段时，混合流体在相对恒温恒压下经过复杂的分异、运移和沉淀过程(宋明春等，2020; 曹胜桃等, 2021)，并且在成矿的层间破碎带一侧均存在致密完整地层予以屏蔽，最终于此富集成矿，目前测探揭露的见矿位置均位于CSAMT剖面的高阻异常边缘和含泥质地层附近。本地区热液活动虽然不甚强烈，但是热液矿化作用普遍发生，因此造就了微细浸染状低品位的金矿化作用，同时印证从区域道矿区尺度的成矿机制来源。

5 结论

(1)寨上金矿位于西秦岭岷礼成矿带，区域上受西秦岭大规模印支—燕山期岩浆活动(中川岩群)和岷县—宕昌深大断裂双重影响，其中区域性深大断裂应是寨上金矿形成的主因，为区域富集成矿提供物质和能量来源通道。寨上金矿南矿带以扎麻树背斜核部为主要构造格架，北矿带则呈较缓角度的背斜翼部叠加逆冲推覆构造形态，南北矿带众多的局部层间破碎带、密集裂隙为控矿和含矿构造。

(2)单一物探方法或局限于矿区勘探线范围的物探工作难以对复杂的大型矿区提供合理、全面的地质解释，本文以西秦岭区域重磁异常和矿区大比例尺综合物探工作两个尺度对寨上金矿的成矿机制、赋矿模式进行研究。以区域地球物理异常约束矿区尺度的地球物理模型解译结果，构建寨上金矿地下电性结构，结合二维电磁法剖面完成的等深度剖面也为深部找矿方向提供新思路。

(3)针对寨上金矿区形成一套综合物探方法组合应用于深部找矿。区域高精度重磁测量可以圈定隐伏岩体范围，划分岩体外接触带和控岩断裂构造，约束区域成矿机制可能性；在矿区开展的激电、高精度磁法工作针对不同矿种圈定矿化蚀变带的平面展布；电磁测深提供地表矿化线索的深部延展情况、分布范围，形成矿区地质—地球物理模型。

(4)结合寨上金矿完成的CSAMT和不同极距的激电联合剖面法工作，联剖“反交点”异常对应CSAMT剖面中电性梯度带位置为寨上金矿赋矿有利位置，激电联剖反交点位置变化亦可反应矿脉倾向，结合上述地球物理赋矿标志在寨上金矿南矿带东西延伸方向的浅覆盖区域均得到验证，区域成矿前景良好，有助于寨上金矿进一步向浅覆盖区探索。

(The literature whose publishing year followed by a “&” is in Chinese with English abstract; The literature whose publishing year followed by a “#” is in Chinese without English abstract)

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