张欢欢1， 2， 陈 虹2， 白 和1， 李长寿1， 董红毅1， 刘晓龙1
1. 陕西地矿第六地质队， 陕西 西安 710611;
2. 中国地质科学院地质力学研究所， 北京 100081
摘 要
为解决制约找矿突破的关键问题，运用勘查区找矿预测理论， 通过开展构造—蚀变专项填图、典型矿床解剖等工作， 重点研究了小秦岭金矿田石英脉型金矿床的成矿地质体、成矿构造和成矿结构面、成矿作用的特征标志; 在综合分析研究的基础上初步构建了 “三位一体”找矿预测模型; 并结合岩石地球化学测量成果， 圈定了 13 处找矿靶区， 其中两处找矿靶区经工程验证见到工业矿体， 初步证明陕西小秦岭金矿田石英脉型金矿床 “三位一体”勘查区找矿预测地质模型预测效果良好， 在矿田新一轮“攻深找盲”工作中具有现实的指导意义。
关键词: 小秦岭; 石英脉型金矿; 三位一体; 找矿预测模型; 找矿意义
引言
小秦岭位于华北地台南缘秦岭造山带北部，是豫陕小秦岭贵金属成矿带的重要组成部分。自印支期秦岭造山带与华北地台全面碰撞以来，形成了一大批金矿床、矿化点。经不完全统计， 目前已发现含金石英脉 1200 余条， 其中陕西境内600 余条， 累计探明金工业储量 400 余吨， 先后建设了潼关西潼峪金矿、东桐峪金矿、华阴蒲峪金矿、洛南陈耳金矿等矿山企业，有力地促进了地方经济的发展。然而数十年的大规模强力开发， 矿区浅部资源已趋于枯竭， 许多矿山处于停产半停产状态。为了摆脱困难局面， 区内矿山和地勘单位都加强了矿田中深部找矿工作，期望通过开展中深部找矿获得重大突破， 延长矿山企业服务年限。
对于该区金矿成矿模型， 很多学者做了大量的研究工作。胡正国等最早提出了 “变形—变质”的热动力成矿模式，强调了地质构造环境和地球动力学条件对成矿作用的控制。黎世美等认为小秦岭金矿成矿模式主要表现为三个阶段，即金矿源层形成; 金活化、迁移、再分配，局部富集 ( 矿胚形成) ; 含金重熔岩浆热液在控矿断裂有利部位充填交代，或叠加在矿胚上形成矿床。韩西丁等总结提出了 “板内 A 型俯冲机制下变质核杂岩内岩浆热弯窿金成矿地质模型”。吴鹏等认为区内金矿成矿具有包括燕山期岩浆活动使矿床遭受改造和迭加在内的四个重要特点。近年来， 汪道东研究认为小秦岭矿集区金矿床的成矿物质来自太华群，并受晚期岩浆和构造的控制， 尤其是变质核杂岩构造系统及其剥离 ( 滑脱)构造控矿特征非常明显。但是对于区内的找矿预测模型，目前研究较少， 且区内找矿方法， 包括深部找矿， 仍然侧重在于 “就矿找矿”、物化探异常查证以及地质路线调查等传统的技术方法具有一定的盲目性，因此建立“三位一体”勘查区找矿预测理论， 具有重要的现实指导意义。通过研究区内金矿床的成矿地质体、成矿构造和成矿结构面以及成矿作用的特征标志等，建立小秦岭石英脉型金矿床 “三位一体”勘查区找矿预测模型及适合该地区的金矿找矿理论和预测评价方法，并进行示范应用，取得了一定的找矿突破。
区域地质构造背景
小秦岭金矿田位于华北克拉通南缘， 豫西断隆西端之太华台拱区，研究区属于小秦岭金矿田西段 ( 见图 1) 。矿区北部的太要断裂、中部的太华复背斜、南部的小河断裂 ( 又称巡马道断裂) 组成了该区基本的构造格局。
矿田出露的地层主要有北部太华隆起的太古宇太华群， 南部金堆凹陷的中元古界熊耳群、高山河组、龙家园组等。区内岩石普遍遭受不同程度的混合岩化，岩性主要为中—深变质的片麻岩系， 以黑云斜长片麻岩、黑云角闪斜长片麻岩、角闪斜长片麻岩和斜长角闪岩等为主， 其原岩为一套多旋回形成的海底喷发的中基性火山岩夹陆源碎屑沉积岩。小秦岭地区岩浆活动频繁，发育有晋宁期小河花岗岩， 燕山期华山、文峪、娘娘山花岗岩， 以燕山期为主， 岩性为黑云母花岗岩。据统计， 小秦岭地区的金矿床一般位于岩体 3 ～5 km的范围之内， 充分说明燕山期岩体对区内金矿的重要作用。
图 1 陕西小秦岭金矿田区域地质图
成矿地质体
早期研究认为小秦岭地区成矿地质体为华山及文峪两大岩体， 其依据主要是不同矿床的地球化学分布、成矿时代及包裹体等特征与华山、文峪岩体相一致。最新的稀土元素地球化学分布特征显示岩体和矿床近似一致，同时年代学研究也表明， 文峪岩体、娘娘山岩体的侵位时代略早于成矿时代大约 10 Ma ， 证明燕山期岩体侵 位为 小 秦 岭 金 矿 的 形 成 与 富 集 提 供 了 热源， 因此认为燕山期的华山、文峪岩体是区内的成矿地质体。
2. 1 地球化学研究
2. 1. 1 样品采集及分析测试
针对研究区成矿地质体的问题， 此次研究重点对文峪岩体、华山岩体、Q185 号矿脉以及 Q224号矿脉进行了细致的考察研究， 并采集了岩石地球化学 ( 稀土元素) 样品 ( 见表1) 。岩石地球化学样品均为未分化、未蚀变的新鲜岩石， 采自矿脉、岩体地表。样品送至核工业北京地质研究院分析测试研 究 中 心 测 试。首 先 对 新 鲜 的 样 品 在60 ℃ 下干燥处理， 用大型碎样机进行粗碎， 缩分一半，余下的样品作为副样保留。具体分析测试方法参考文献 ， 将等离子体质谱仪开机预热 30 min， 检查仪器稳定后开始测试 15 个稀土氧化物含量， 最后通过计算求得 15 个稀土元素含量。
2. 1. 2 稀土元素分布、分配特征
对文峪花岗岩、华山花岗岩、Q185、Q224 矿脉样品的稀土元素进行了测试分析 ( 见表 1) ， 其球粒陨石标准化配分曲线见图 2。文峪、华山花岗岩、Q185、Q224矿脉中 ΣＲEE 都普遍较高， 且差别较大， 其中文峪、华山花岗岩 ΣＲEE 最高值为259. 99 μg/g; Q185、Q224 矿脉中 ΣＲEE 最高值为458. 38 μg /g， LＲEE /HＲEE = 7. 91 ～ 62. 05， LaN /Yb = 12. 24 ～ 458. 38， 表明轻稀土元素富集， 轻重稀土分馏程度较高。
表 1 岩体和金矿脉稀土元素分析测试结果
文峪花岗岩、华山花岗岩的稀土元素配分曲线总体表现为右倾陡倾斜 ( 见图 2a、2b) ，宏观上主要表现为轻稀土相对富集， 重稀土相对亏损的特征， Eu 轻微负异常。而区内的 Q185、Q224 矿脉 ( 见图 2c、2d) 经采样测试分析其稀土配分曲线也同样表现为右倾陡倾斜特征， 进一步证明了区内两大岩体为区内金的成矿提供了热动力条件。
a—文峪岩体稀土元素球粒陨石标准化分布型式图; b—华山岩体稀土元素球粒陨石标准化分布型式图c—Q185 号矿脉稀土元素球粒陨石标准化分布型式图; d—Q224 号矿脉稀土元素球粒陨石标准化分布型式图
图 2 稀土元素球粒陨石标准化分布型式图
2. 2 年代学研究
对于小秦岭地区的中生代花岗岩体的形成时代已有一些年龄数据 ，不同学者有不同的研究结果， 具体如表 2 所示。
表 2 小秦岭地区中生代花岗岩体同位素年龄
2. 2. 1 样品采集及分析测试方法
为了进一步确认华山岩体的形成时代， 便于和之前学者工作进行对比研究，此次工作采集了新鲜的华山岩体锆石 SHＲIMP U-Pb 年龄样，通过碎样、分离， 挑选等工作流程， 最终挑选了 12 粒锆石单矿物， 在分离过程中严防铅的污染。每份样品重 1. 5 ～ 2. 0 g， 纯度 ＞98% 。样品制靶方法参考文献。制好样靶后， 先进行透射光、反射光以及阴极发光照相， 便于研究单颗粒锆石形态、结构特征及标定测年点。样品送往北京离子探针中心测试分析，当锆石年龄 ＜ 1000 Ma 时， 采用206Pb /238U 年龄; 当锆石年龄 ＞ 1000 Ma 时， 采用 206Pb /207Pb 年龄。对于 ＞ 1000 Ma 锆石年龄，采用谐和度＜ 10% 的年龄; 而 ＜1000 Ma 锆石年龄， 则使用谐和度 ＜ 20% 的年龄。
2. 2. 2 测试结果
经测试， 12 粒华 山 岩 体 锆 石 颗 粒 的 207Pb /235U 变化范围为140. 7 ～ 154. 1 Ma ( 见表 3) ，平均年龄值为 145. 3 Ma ( 见图 3、图 4) 。
表 3 华山岩体锆石测年结果表
图 3 华山岩体单颗粒锆石阴极发光照片 ( Ma)
图 4 华山岩体单颗粒锆石 SHＲIMP U-Pb 测年
通过对比文峪岩体、华山岩体以及重点矿脉的稀土配分曲线， 可知岩体和矿脉稀土元素球粒陨石标准化曲线大致趋势一致，总体都呈现出轻稀土富集， 重稀土亏损， Eu 未见明显亏损的特征。同时研 究 得 出 区 内 岩 体 锆 石 测年 的 平 均 年 龄 为145. 3 Ma， 为燕山期岩体， 这和小秦岭地区金矿的成矿时代 ( 见表 4) 一致， 再次说明燕山期的文峪、华山花岗岩是区内的成矿地质体。
表 4 小秦岭地区金矿床的部分同位素年龄
成矿构造和成矿结构面
小秦岭金矿田构造十分复杂， 其构造格架主要是由轴向近东西的复式褶皱和南北边界断裂组成，成矿构造系统为褶皱和断裂 ( 区内金罗斑—大月坪复式背斜与四组不同方向的控矿断裂) ， 四组不同方向的控矿断裂构成了区内重要的成矿结构面。代表性的矿脉有 Q185、Q315、Q507、Q250、Q224 等。
Q185 号含金构造带分布于善车峪相马沟—杀人沟一带， 呈北东―南西向展布。构造带主要由绿泥绢云石英片岩、碎裂岩和石英脉组成。构造带地表出露长度大于1200 m， 平均厚度为 1. 20 m。平均产状125°∠75°。构造带中石英脉的分布及规模严格受断裂构造带控制， 并赋存在构造带内， 该矿脉地表控制石英脉透镜体 5 个， 其长度为 40 ～ 140m， 厚度为 0. 68 ～ 0. 96 m， 石英脉上可见多金属矿化。
Q315 号构造带位于麻峪西岔一带， 呈南北向展布。构造带主要由石英脉、片理化辉绿岩组成。构造带 地 表 出 露 长 度大 于 1500 m，平均厚度为1. 20 m。平均产状 265°∠75°。金属矿化主要分布在石英脉中及其边部的构造片岩中，形态呈透镜状，可见黄铁矿化。矿体平均产状 260°∠75°， 平均品位 20. 29 × 10 － 6。
Q507 号脉是东闯地区规模最大的含金石英矿脉，呈近东西向展布。构造带主要由绿泥绢云石英片岩和石英脉组成， 地表出露长约 5000 m， 厚 1. 0 ～ 6.5 m，最厚达 6 ～ 8 m。一般产状为170 ～ 200°∠35 ～ 55°。矿脉严格受近东西向韧性剪切带或压扭性断裂构造控制。金主要赋存于含金石英脉内，矿石矿物以黄铁矿为主， 方铅矿、闪锌矿、黄铜矿次之。
Q250 号矿脉分布于太峪东沟刘家沟—正南沟一带， 呈北西、南东向展布。地表出露长度的 1100 m，厚度 0. 20 ～2.50 m， 平均厚度 1. 50 m， 平均产状 235°∠55°。构造带由构造片岩、构造蚀变岩及石英脉透镜体组成。该构造带内见两个石英脉透镜体，由北西向南东长分别 120 m 和 310 m。厚度 0. 75 ～ 2. 20 m，平均厚度 1. 20 m。石英脉产状与构造带一致， 并受其控制。矿化以条带状、星点状、团块状黄铁矿为主，局部见有方铅矿， 矿体平均品位 5. 89 ×10 －6。
Q224 号含脉构造带呈北北西向展布于太峪岗沟—西沟一带， 长 1000 m， 厚度 0. 2 ～2. 5 m， 最厚达 6. 8 m。构造带主要由构造片岩、片理化蚀变辉绿岩、石英脉、碎裂岩等组成，平均产状 235°∠80°。地表共见 7 个石英脉体， 石英脉严格受构造带控制，呈脉状、透镜状产于构造带内。单脉长一般 40 ～ 100 m，最大长度为 200 m， 厚度变化于 0. 1 ～ 0. 85 m， 具有浸染状多金属矿化， 矿体厚度 0. 30 ～ 1. 63 m， 平均厚度 0. 80 m。矿体品位4. 40 ～ 55. 66 × 10 － 6， 平均品位 11. 32 × 10 － 6。
2. 1 成矿前、成矿期、成矿后构造
区内含金石英脉主要形成于燕山期， 但控脉( 矿) 断裂具有多期活动的特点及其组合规律， 按构造活动与成矿的关系可以分为成矿期前、成矿期、成矿期后三个阶段。
小秦岭金矿田成矿前构造活动主要划分为韧性剪切带及脆性断裂，前者是容矿断裂的形成基础， 后者大多为辉绿 ( 玢) 岩脉充填。成矿前近东西向断裂表现为压和压扭性，加上北东、北西两组扭性和近南北向的张性断裂， 组成一个完整的配套系统， 反映了南北向挤压的构造应力场， 新生成的构造是在其基础上发展起来的。
成矿期构造主要表现为四组不同方向的断裂。断裂构造按其走向大致可分为近南北向，如 Q315、Q91102; 北 东 向， 如 Q161、Q185; 北 西 向， 如Q250;近东西向， 如 Q507、Q8 等。其中以东西、北东两组方向的控矿断裂控制的矿床规模较大，品位较富，一般形成中、大型矿床。矿体 ( 石英脉) 在走向和倾向上多呈舒缓波状，并常有分枝复合现象 ( 见图 5a) 。成矿期断裂具有多期次脉动活动的特点 ( 见图 5b) ， 这种脉动活动性特点对应于金矿的四个不同的成矿阶段，不同阶段都有可能反映一次成矿构造活动的叠加。
图 5 成矿期石英脉的分支复合及多期活动特征
成矿后的断裂是燕山期构造活动的继承性活动， 主要 表 现 为使 矿 脉 产 生 破 裂， 石 英 脉 破 碎( 见图 6a) 或形成较小位移量 ( 见图 6b、6c) ，局部还可见构造带底板发育的断层泥， 指示成矿后断裂为脆性断裂， 部分还发育有煌斑岩脉切错成矿期构造 ( 见图 6d) ， 但位移量较小对矿床勘查开发无大的影响。总之， 该区成矿后断裂规模相对较小、活动强度不大， 对矿体破坏作用较小。
Sc—片岩; q—石英a—Q507 号矿脉 1430 m 中段正断层对石英脉体的错断; b—Q315 矿脉 750 m 中段左行断层对石英脉体的错断;c—Q185 号矿脉 950 m 中段右行断层对石英脉体的错断; d—Q886 号矿脉 1860 m 中段石英脉被后期煌斑岩脉切割
图 6 不同方向矿脉的成矿后断裂
2. 2 结构面充填的物质成分
结构面充填的物质成分主要为构造片岩 ( 绢云石英片岩、绿泥石英片岩) 和石英脉或矿化石英脉等， 还有长英质脉或碳酸盐脉 ( 见图 7) 。充填物质成分在结构面不同部位或因结构面附近围岩岩性的不同而有差异，或以石英脉为主， 或以片岩为主， 或两者兼有。
Gn—片麻岩; q—石英;Sch—构造片岩a—Q185 号矿脉 955 m 中段多金属矿化石英脉夹绢云绿泥石英片岩; b—Q315 号矿脉 650 m 中段方铅矿化石英脉夹绢云绿泥石英片岩;c—Q507 号矿脉 943 m 中段石英脉夹绿泥石石英片岩;d—Q250 号矿脉 1400 m 中段石英脉
图 7 成矿结构面充填的物质成分
2. 3 结构面的力学性质
在成矿作用过程中， 含矿断裂在走向和倾向上的变化是紧密相连的。舒缓波状变化的含矿断裂带的引张部位是矿体赋存的有利部位。当构造带中垂向和水平力联合作用于引张部位时，就会出现规模较大的低压扩容构造空间， 就成为金矿化富集的有利地段， 常形成富而大的金矿体。相反， 若两个方向的磨擦面 ( 挤压面) 重合， 断裂两盘被挤压紧闭， 就不利于成矿， 很少有矿体出现。当断裂构造受水平或垂向上某单一作用控制时， 只有规模较小的矿体出现。
小秦岭地区的断裂构造结构面的力学性质多以压扭性为主， 不 同方 向 的 控 矿 断 裂 产 状 不 同( 见表 5) ， 规模大的结构面形成了大、中型矿床，如 Q8、Q161、Q507 等 ( 见图 8a) ， 少部分表现为张扭性， 形成了一些规模较小的矿体， 如 Q91102( 见图 8b) 。
表 5 矿脉地质特征一览表
a—Q161 号矿脉结构面压扭性特征 ( 左行逆冲) ; b—Q91102 号矿脉结构面张扭特征 ( 右行正断)
图 8 成矿结构面的力学性质
2. 4 成矿构造空间特征
不同方向结构面交汇部位， 易形成导矿及容矿空间， 为找矿有利部位;压扭性结构面倾向延伸大于延长 ( 走向) ， 形成的单个矿体规模大、相对稳定; 张扭性结构面走向延长大于延伸 ( 倾向) ，形成的单个矿体规模小、相对变化较大; 在压张同空间叠加部位 ( 见图 9) ， 对成矿最为有利。
q—石英; Py—黄铁矿;Gn—片麻岩; Cp—黄铜矿
走向上为压性、垂向上为张性环境形成的石英脉， 厚度大于 3 m
图 9 Q507 号矿脉 1510 m 中段厚大石英脉特征及其力学分析示意图
2. 5 结构面的运动方式
结构面的运动方向因产状的不同， 运动方向也有所变化。近东西向北倾的结构面以左行逆冲为主; 近东 西 向 南 倾 的 结 构 面 以 右 行 逆 冲 为 主( 见图 10a) ; 北东向北西缓倾结构面以左行逆冲为主; 北东向南东陡倾结构面以左行逆冲为主 ( 见图 10b) ; 近南北向结构面主要以右行走滑为主，兼具逆冲运动方向 ( 见图 10c) ; 北西向结构面以右行逆冲为主 ( 见图 10d) 。
q—石英; Sc—片岩a—右行逆冲 ( Q507 号矿脉 943 中段 2 号矿体) ; b—左行逆冲 ( Q185 号矿脉 955 中段 1号矿体) ;c—右行逆冲 ( Q315 号矿脉 700 中段) ; d—右行剪切 (Q250 号矿脉 1280 中段)
图 10 成矿结构面的运动方向
总之， 区内成矿结构面的运动方向大致可以分为左行逆冲和右行逆冲两大类。逆断层倾向上在倾角由陡变缓部位为一张性容矿空间，正断层倾向上在倾角由缓变陡部位为一张性空间， 与逆断层情形相反， 倾向上倾角变化部位是矿体赋存的有利部位。
依据 “三位一体”找矿预测理论与方法对矿体侧伏规律的解释， 矿体侧伏方向垂直于结构面运动方向。根据这一理论并结合现今工程控制的矿体的宏观形态对不同方向组矿脉的侧伏规律做了系统研究，其中东西向组矿脉向西侧伏、北东向向南东陡倾向组矿脉向北东侧伏、北东向组向北西缓倾向组矿脉向南西侧伏、南北向组矿脉略向北侧伏、北西向组矿脉向北西侧伏。
成矿作用的特征标志
3. 1 矿体宏观特征
小秦岭金矿田矿床地理位置位于潼关县桐峪—太峪一带， 矿区内矿脉的地质特征都大致相同。控矿断裂带中一般充填有一个或多个不相连的石英脉体， 含金石英脉的产出严格受控矿断裂带控制，其产状均与控矿断裂带一致， 排列形式有尖灭再现， 分枝复合和平行分布， 以前者为主。石英脉体， 单脉长一般为几米至上百米不等， 厚度几厘米至十几米。矿体的产出均严格受控矿断裂带及石英脉的控制，其产态变化亦与控矿断裂带及石英脉一致。形态多呈不规则的薄板状体。
3. 2 矿体矿物特征
3. 2. 1 矿石特征
( 1) 矿石矿物成分
矿石的物质成分多种多样， 较为复杂， 已知矿物有 40 多种。主要有黄铁矿和方铅矿， 少量黄铜矿、闪锌矿、自然金、磁铁矿、辉钼矿、辉锑矿、辉铋矿、银金矿、自然银等。脉石矿物有石英、方解石、绢云母、绿帘石和绿泥石等。
( 2) 矿石化学成分
根据光谱分析和化学分析结果， 矿石化学成分主要有 SiO2、Al2O3， 其次为 MnO、FeO、CaO、K2O等。微 量 元 素 主 要 有 Au、Cu、Pb、Zn、S、Mo 等， 伴生有益组份主要为 Ag、Pb、Zn、S 等，有害组份为 As、Sb。
( 3) 矿石结构构造
矿石的结构按形态类型可划分为它形—半自形粒状结构 ( 见图 11) 、自形晶粒结构、压碎结构、交代穿孔结构、交代残留结构、包含结构、共结边结构、交代溶蚀结构、交代文象结构、骸晶结构、反应边结构、交代假 象 结 构、胶 状 结构等。
矿石构造主要为脉状、条带状 ( 见图 11a) 、团块状 ( 见图 11b) 、网状 ( 见图 11c) 、浸染状构造 ( 见图 11d) 、斑点状、块状、碎裂状构造、角砾状构造， 表生期矿石的主要构造类型有皮壳状、蜂窝状等。
Py—黄铁矿; Cp—黄铜矿;Qu—石英脉
图 11 矿石结构类型及多金属矿化特征
3. 2. 2 金的赋存状态
小秦岭地区载金矿物种类较多， 主要为黄铁矿、黄铜矿和石英，其次为方铅矿和闪锌矿。金主要以自然金的形式出现， 分布黄铁矿裂隙中，其次为石英、闪锌矿中。赋存状态有三种: 裂隙金、粒间金、包体金，其中主 要 以 裂 隙 金 为 主( 见图 12) 。
( 1) 裂隙金 ( 自然金、银金矿)占 36. 98% ，呈单体状态产于裂隙中， 多数为自然金， 部分为银金 矿， 与 黄 铜 矿、方铅 矿 共 生 ( 见 图 12a、12b) 。
( 2) 包体金 ( 自然金、银金矿)占 30. 02% ，包于黄铁矿、石英中大部分为自然金; 包于黄铜矿中多数为银金矿; 包于方铅矿中者银金矿和金银矿兼而有之 ( 见图 12c) 。
( 3) 粒间金 ( 自然金、银金矿)占 33% ， 产于黄铁矿粒间、石英粒间、黄铁矿石英粒间、黄铜矿石英粒间者为自然金和银金矿; 产于黄铜矿、黄铁矿粒间及黄铜矿、黄铁矿、方铅矿、石英粒间大部分为银金矿， 少数为自然金 ( 见图 12d) 。
a—黄铁矿 ( Py) 裂隙中的自然金 ( Gl) 与方铅矿 ( Gn) 伴生;b—自然金 ( Au) 在黄铁矿 ( Py) 中;c—黄铁矿 ( Py) 中自然金 (Au) ; d—黄铁矿 ( Py) 粒间自然金 ( Gl)
图 12 金的赋存状态
3. 2. 3 成矿期次及矿化阶段
( 1) 热液成矿期
陕西小秦岭金矿田石英脉型金矿热液成矿期大致可分为四个矿化阶段 ( 见表 6) 。
①黄铁矿—石英阶段
属于早期成矿阶段， 该阶段主要发育第一世代石英和第一世代黄铁矿，其中黄铁矿含量较少， 呈自形晶; 石英脉呈乳白色。该阶段石英和黄铁矿在矿区内不易分辨， 大多被后期石英脉充填和改造。
②石英—黄铁矿 ( 金) 阶段
是石英的主要形成时期， 该阶段也是黄铁矿和自然金的主要形成时期，自然金一般结晶粒度较粗， 常分布于石英、黄铁矿粒间， 少部分含于黄铁矿和石英中。黄铁矿结晶粒度范围较大， 呈团块状、断续条带状集合体和星散状单体分布，一般黄铁矿单体自形程度较高。
③金—石英—多金属硫化物阶段
早期阶段是金和多金属硫化物的主要形成时期。金矿物有自然金和银金矿，主要呈裂隙金和细脉金产出， 多充填在黄铁矿的裂隙和粒间; 多金属硫化物主要有黄铁矿、方铅矿、黄铜矿。另外还有少量石英、菱铁矿、闪锌矿和磁黄铁矿，它们沿矿脉的裂隙充填，部分呈团块状， 有些黄铜矿、方铅矿、金矿物呈单矿物或多种矿物细脉沿更小的裂隙充填。该阶段一般重叠在金—石英—黄铁矿阶段之上， 因此一般多为富矿石， 矿石中的交代结构较发育。
晚期阶段是闪锌矿的主要形成期。此外形成的矿物还有石英、银金矿、黄铁矿、方铅矿、黄铜矿等。闪锌矿主要呈脉状产出，乳滴结构发育。银金矿主要赋存于黄铜矿和闪锌矿粒间， 产出不如前两个阶段多。
④石英—黄铁矿—碳酸盐阶段
几乎不含金， 金属矿物较少， 偶尔可见黄铁矿， 对成矿影响不大。
( 2) 表生成矿期
形成于区域浅部及地表， 在野外及镜下仅见少量褐铁矿和辉铜矿。
表 6 成矿期、矿化阶段及矿物生成顺序表
3. 2. 4 矿物标型特征
( 1) 黄铁矿标型
①黄铁矿的形态标型
通过对陕西小秦岭金矿田Q185、Q507 等矿脉石英脉中黄铁矿的晶形统计 ( 见表 7) ， 可以看出粗粒的黄铁矿比细粒的黄铁矿含金性差; 五角十二面体的黄铁矿比立方体黄铁矿含金性高; 在粒度相当的情况下， 晶形差的比晶形好的含金性高; 粉末状、烟灰状、破碎状黄铁矿的含金性最高; 脉状的黄铁矿， 其周围石英含量少时， 其含金性较高; 多金属硫化物矿石比单一黄铁矿化的矿石含金性好，单晶多不含矿。因此， 亮黄色的细粒它形黄铁矿化或细粒它形多金属矿化组合者， 一般含金性较好， 此特征可以作为深部预测的一个宏观标志。
表 7 小秦岭石英脉型金矿黄铁矿形态标型特征与金品位关系
②黄铁矿的物性标型
黄铁矿的导型能反映介质的硫逸度， 利用黄铁矿的热电动势可以确定金矿床的垂直分带和剥蚀程度，评价深部矿体乃至寻找盲矿体。陕西小秦岭石英脉型金矿中的黄铁矿导型主要以电子型 ( N 型) 为 主， 部 分 样 品 具 混 合 型 ( P-N型) ， 比 例 占 20. 73% ， 未 见 典 型 的 空 穴 型 ( P型) ， N 型的大量出现，且热电系数变化不大， 表示成矿环境变化小， 黄铁矿形成温度相对较高，成矿较深， 成矿时间较早。
③含金黄铁矿的微量元素标型特征
含金黄铁矿中有 33 种微量元素，其中 Au 是指示金矿最直接的标型元素。当黄铁矿中 Au、Ag、Cu、Pb、Zn 和 As 含量增加和变异系数增大时， 往往指示可能存在金矿化。利用黄铁矿中微量元素的比值及三角形投点可以作为判别矿床含金性及矿床类型的重要准则。
采取小秦岭金矿床样品48 件， 黄铁矿单矿物的挑选在河北省区域地质矿产调查研究所实验室完成， 分析测试在国家地质实验测试中心完成，最后通过计算获得试样中待测成分含量。
陕西小秦岭金田石英脉型金矿中含金黄铁矿中的微量元素主要为 Au、Co、Ni、Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb， 不同世代的黄铁矿的微量元素变化无明显规律，其中Ⅱ、Ⅲ期黄铁矿中的 Au、Ag 含量显著高于Ⅰ期黄铁矿， 黄铁矿中Cu、Pb、Zn 含量高者， 一般矿体品位较高 ( 见表 8) 。黄铁矿中大多数 Au/Ag≥1， 个别样品 Au /Ag ＜ 1， 反映了岩浆热液型金矿的特征 ( 见表 8) ， 同时根据AS-CoNi 三角形投点和 Co-Ni 平面直角坐标投点 (见图13) ， 显示小秦岭石英脉型金矿床为岩浆期后热液型金矿床， 后期有少部分变质热液参与成矿。
表 8 小秦岭金矿田含金黄铁矿微量元素分析测试结果
图 13 小秦岭石英脉型金矿床黄铁矿微量元素AS-Co-Ni 三角形投点
( 2) 石英脉热释光特征
小秦岭金矿床热释光曲线分为四种类型， 分别为单峰型、双峰型、三峰型、无峰型。从定性角度分析无峰型热释光曲线形态的石英脉含矿性较差; 而单峰或双峰热释光曲线形态的的石英脉一般为含金石英脉， 是工业矿化的标志， 三峰形态的石英脉含金性最好( 见图 14) 。具体表现为:
①单峰型: 宽缓型单峰曲线与金的关系密切，一般含矿。一般在高温阶段 ( 峰值温度) 405 ～410 ℃ ，相对光强度越强， 峰厚度越厚， 品位也随之增高; 而尖峰型曲线， 一般不含矿， 虽然发光强度较强， 但是峰较窄。宽缓型单峰型热释光曲线可能反映一个期次的成矿，为石英—黄铁矿阶段或者多金属硫化物阶段。
②双峰型: 宽缓型 + 尖峰 ( 双峰) 曲线与金的关系密切， 一般含矿。一般中低温峰对应相对光强度越强，峰厚度越厚， 品位较高; 狭窄型 +尖峰 ( 双峰) 含矿品位较低或者不含矿， 中低温峰对应相对光强度较弱， 峰厚度较窄。宽缓型 +尖峰 ( 双峰) 曲 线反 可 能 映 多 金 属 硫 化 物 成 矿阶段。
③三峰型: 三峰型热释光曲线总体含矿性较好， 反映的是多期次成矿活动叠加的产物。
④无峰型: 无峰型曲线石英脉基本不含 矿，代表成矿早期石英脉的特征。
综上所述， 从成矿早期到晚期， 石英热释光峰温度的 总 趋势 是 逐 渐 升 高 的， 而 热 释 光 强 ( 峰值) 趋向降低，峰型由平缓向尖锐过度， 热释光总强度成矿期最高。宽缓型单峰曲线相对光强度越强， 峰厚度越厚， 品位也越高; 宽缓型 + 尖峰 ( 双峰) 型曲线，中低温峰对应的相对光强度越强， 峰厚度越厚， 品位也就越高， 三峰型热释光曲线石英脉都含矿; 无峰型曲线石英脉基本不含矿。石英脉热释光曲线特征具有重要的找矿意义，利用石英脉热释光曲线特征可作为深部找矿预测评价的标志。
测试单位: 中国地质大学 ( 北京) 成因矿物实验室a—尖峰型 ( 单峰) ;b—宽峰型 ( 单峰) ; c—宽缓型 + 尖峰 ( 双峰) ; d—宽缓型 + 尖峰 ( 双峰) ; e—狭窄型 + 尖峰 ( 双峰) ;f—宽缓型 + 狭窄型 + 尖峰 ( 三峰) ; g—宽缓型 + 狭窄型 + 尖峰 ( 三峰) ; h—无峰型
图 14 小秦岭金矿床石英脉热释光曲线图
3. 3 成矿蚀变带研究
金矿围岩蚀变一般具明显的水平分带现象， 即构造带内蚀变较强，而构造带外蚀变逐渐减弱。
通过对小秦岭地区不同矿脉含矿蚀变带和不含矿蚀变带的对比研究， 对蚀变情况初步划分了内、中、外三个蚀变带 ( 见图 15) 。强蚀变带 ( 内带) ， 距脉壁 0 ～ 0. 5 m，主要为硅化、绢云母化、黄铁矿化; 中等蚀变带 ( 中带) ， 距脉壁 0. 5 ～1 m，主要为硅化、绢云母化; 弱蚀变带 ( 外带) ，距脉壁 1 ～ 2 m 或大于 5 m， 主要为绿泥石化和绢云母化。当构造带内有硅化、绢云母化、及黄铁矿化组合时， 其间常有金矿体的赋存。
1—内带: 硅化、绢云母化、黄铁矿化; 2—中带:主要为硅化、绢云母化;3—外带: 主要为绿泥石化和绢云母化4—矿体; 5—石英脉; 6—构造带顶底板; 7—蚀变带界线
图 15 Q8 号矿脉蚀变分带示意图
“三位一体” 勘查区找矿预测模型
综合陕西小秦岭金矿田石英脉型金矿床 “三位一体”找矿预测模型要素表 ( 见表 9) ， 认为燕山期花岗岩是区内的成矿地质体， 围绕成矿地质体 3 ～ 7 km 范围是脉体密集区 ( 见图16a) 。成矿结构面是区内四组不同方向的控矿断裂， 走向上在压张同空间叠加部位， 对成矿最为有利， 倾向上倾角变化部位是矿体赋存的有利部位。成矿作用的特征标志初步总结分为宏观标志和微观标志，宏观上主要有矿化标志—多金属矿化组合好者，含金性较好; 细粒它形粒状黄铁矿集何体， 含金性较好; 蚀变标志-黄铁矿化、硅化、绢云母化蚀变组合， 蚀变强者含金性较好。微观标志主要有群体包裹体标志—群体包裹体中 SO42 － 、Cl － 、CO2含量与金品位正相关; 黄铁矿标型—黄铁矿导型为 P 型或 N-P 混合型者，含金性较好; 石英脉热释光—石英脉热释光曲线为多峰型或双峰型，其含金性相对较好。通过成矿地质体、成矿构造和成矿结构面、成矿作用的特征标志研究， 初步构建了本区石英脉型金矿床 “三位一体”勘查区找矿预测模型 ( 见图 16b、16c) 。
表 9 小秦岭石英脉型金矿床 “三位一体”找矿预测模型要素表
a—成矿地质体外围 3 ～ 7km 范围内矿脉密集分布特征; b—成矿结构面 ( 断裂) 早阶段变形特征;c—成矿结构面 ( 断裂) 主阶段变形特征
图 16 小秦岭金矿田石英脉型金矿床“三位一体”找矿预测模型
找矿预测
在小秦岭金矿田深部找矿工作中， 按照 “三位一体”找矿预测模型及岩石地球化学测量工作成果， 在整装勘查区共圈定 A、B、C 三级找预测区共 28 处。其中 C 级预测区 10 处、预测金资源量246 吨， B 级预测区 5 处、预测出金资源量 28 吨，A 级综合预测区 13 处 ( 见表 10) ， 预测金资源量15128kg。针对 13 处 A 级综合找矿预测区 ( 见表 5) ， 提出了勘查部署建议及工程验证方案， 其中 Q291、Q185 找矿靶区， 经工程验证， 见到工业矿体。Q291 号矿脉， 经钻孔揭露矿体厚度 1. 20 m，品位 3. 2 × 10 － 6; Q185 号矿脉， 经坑探工程揭露矿体长 度 280 m， 平 均 厚 度 0. 85 m， 平 均 品 位13. 2 × 10 － 6 ( 见图17) 。
表 10 小秦岭金矿田深部找矿靶区一览表
a—Q185 号矿脉矿石特征; b—Q291 号矿脉矿石特征
图 17 工程验证揭露的矿石矿化特征
结论及成果意义
在成矿规律总结和分析研究的基础上， 运用勘查区找矿预测理论，通过对小秦岭金矿田石英脉型金矿床的成矿地质体、成矿构造和成矿结构面、成矿作用的特征标志研究， 初步构建了石英脉型金矿床 “三位一体”勘查区找矿预测模型;结合岩石地球化学测量成果， 圈定了 13 处找矿靶区， 其中两处找矿靶区经工程验证揭露到工业矿体， 研究结果及实践证明陕西小秦岭金矿田石英脉型金矿床 “三位一体”勘查区找矿预测地质模型预测效果良好， 在矿田新一轮“攻深找盲”工作中具有现实的指导意义。这一勘查成果不仅增强区内深部勘查的信心和决心，也对推动矿业经济持续、健康、有序发展起促进作用。
原文详见：张欢欢,陈虹,白和,等.陕西小秦岭金矿床“三位一体”勘查区找矿预测地质模型及找矿意义[J].地质力学学报,2018,24(03):350-370.