The "trinity" geological model for ore prospecting and prediction of the Dashui gold mine in Maqu County, Gansu Province
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摘要:
通过对大水金矿地质作用、成矿构造、矿化蚀变和各种成矿信息的研究，总结了成矿地质体、成矿构造和成矿结构面、成矿作用特征标志，进而构建了"三位一体"成矿模式，为下一步找矿预测提供地质模型。确定大水金矿成矿地质体为晚三叠世的格尔括合花岗闪长斑岩及派生脉岩；成矿构造为北西向区域性断裂与晚期北东向、近南北向断裂系统控矿，成矿结构面主要为断裂构造、不同岩性的接触面、古岩溶构造等；成矿作用特征标志主要为硅化、赤铁矿化、褐铁矿化、碳酸盐化，成矿流体属于H2O-NaCl-CO2体系，流体气相主要成分为CO2和H2O，方解石、灰岩碳氧同位素及黄铁矿硫同位素表明成矿物质主要来源于岩浆。矿床形成于中浅成深度，金的成矿作用发生在相对还原的环境中。
Abstract:Based on the "trinity" prospecting theory proposed by Ye Tianzhu et al., this paper summarizes the metallogenic geological bodies, metallogenic structures, metallogenic structural planes and characteristics of mineralization through the study of geological processes, metallogenic structures, mineralization alterations and various kinds of metallogenic information of the Dashui gold mine.Then the "trinity" metallogenic model was constructed, which provides a geological model for the next prospecting and prediction.The metallogenic geological body of the Dashui gold deposit is Late Triassic Geer inclusive rock mass and derived veins.The metallogenic structure is controlled by NW-trending regional faults, late NE-trending and nearly NS-trending faults.The main metallogenic structural planes are mainly fault structures, contact faces of different lithologies, and paleokarst structure.The characteristics of mineralization are mainly silicification, hematitization, limonitization and calcitization.The metallogenic fluids belonged to the system of H2O-NaCl-CO2, and the main components of fluid gas were CO2 and H2O.Calcite, limestone carbon and oxygen isotopes and pyrite sulfur isotopes indicate that ore-forming materials were mainly derived from magma.The deposit was formed in the middle-shallow depth, and the gold mineralization occurred in a relatively reduced environment.
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Keywords:
- West Qinling /
- Dashui /
- trinity /
- metallogenic model
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区域地质调查和填图是地质工作的基础，也是衡量一个国家基础地质调查和研究程度及水平的重要指标，具有重要的战略意义。中国地质调查局高度重视基础地质调查与填图方式、方法的改革，树立“地质填图的过程就是科学研究的过程”的理念，确定“需求决定工作部署”、“问题决定调查方式”的工作思路，提升解决制约重大资源环境的基础地质问题和地球系统科学问题的能力。在中国地质调查局总工室和基础部的协调、领导下，由中国地质科学院地质研究所、地质力学所联合地调局六大区域地质调查中心开展了国际分幅和非国际分幅的中大比例尺专题试点填图，取得了重要进展。这是中国第一次较系统地构建填图方法体系。2019年11月6—7日，中国地质调查局召开了第三次全国区域地质调查工作会议。同时，成立了全国区域地质调查专家委员会，并组织了全国区调填图方法研讨会，来自全国地质行业近100人参加了培训和研讨，有30人在会议上交流发言，展现了区调改革在技术方法上的创新及取得的一批新进展、新发现，收效良好。
本专辑是本次会议成果的一次体现。本专辑共收录15篇论文，内容涉及短周期密集台阵方法在专题填图中的运用、遥感技术的使用等，以及地层、岩浆岩（侵入岩和火山岩）、变质岩、蛇绿混杂岩、构造、古生物、矿床等基础学科填图成果；还有论文，包括岩溶地区填图方法和地貌演变、造山带构造变形、侵入岩、蛇绿混杂岩、年轻变质事件及热泉的填图成果介绍，将在下一辑发表。这些论文集中展示了填图的成果。
（1）地球物理方法在填图中的运用。新填图方法和理念的运用是现代填图的重要内容，卢占武等介绍了利用短周期密集台阵进行近地表结构调查的应用实例，提出了该技术在专题地质填图中的应用前景，丰富和完善了专题填图的技术方法体系。李娜等介绍了高光谱遥感技术在中国西部基岩区填图中的应用，高光谱遥感数据对不同岩性段和岩相带、细小构造等区分能力突出，提高了地质调查填图的效率和质量。
（2）蛇绿混杂岩填图。蛇绿混杂岩的填图历经数十年的探索，也是造山带研究的基础数据来源，王国强等系统介绍了近十余年来北山造山带关键地段1：5万区域地质调查和综合研究成果，突出了造山带蛇绿混杂岩带填图方法在北山地区的实践和应用。付长垒等在大比例尺填图的基础上，在拉脊山识别出连续的洋岛海山火山-沉积组合序列，为造山带古洋盆构造演化研究提供了新思路。
（3）侵入岩区填图。侵入岩是造山带的重要组成部分，对它们的刻画和研究一直是造山带研究的基础性工作。苑新晨等对滇西澜沧江地区南段复式岩基进行研究，确定其是古特提斯封闭及保山-思茅地块碰撞的响应。卢鹏等在前期开展同位素填图的基础上，在东准噶尔乌伦古河地区识别出一套晚古生代富碱细晶花岗质岩墙，这期岩墙在整个中亚造山带中普遍发育，具有重要的构造环境指示意义。车亚文等在1：5万填图的基础上，对大兴安岭南段林西地区辉长闪长岩开展系统工作，确定其与蒙古-鄂霍茨克洋闭合引起的碰撞后伸展背景有关。王帅等报道了1：5万填图发现的迪彦庙SSZ型蛇绿岩北部晚石炭世马尼塔埃达克岩，确定其为洋内俯冲岩石组合的重要组成部分，表明古亚洲洋东段在晚石炭世处于洋内俯冲消减过程中。
（4）沉积岩区填图。沉积岩区填图是建立地层系统与格架、恢复区域和生命演化的重要手段。向忠金等通过对中越边界富宁—那坡地区的1：5万填图，查明早—中三叠世火山岩及其相关沉积序列，确定了扬子南缘地区印支期岛弧火山-沉积环境。石秋圆等报道了新建立的中—上三叠统卡尼阶岩石地层单位——嘎热扎地组，该工作填补了措勤中—上三叠统卡尼阶岩石地层单位的空白。安显银等报道了在西藏察雅地区侏罗纪红层中发现的恐龙化石，丰富了侏罗系恐龙的地理分布，有助于了解亚洲地区蜥脚类和兽脚类恐龙的早期演化和分异。
（5）变质岩区填图。变质岩填图是填图的难点，也是获得突破和新发现的主要基础。李猛等对东昆仑西段金水口岩群白沙河岩组的碎屑锆石进行研究，指出东昆仑早古生代可能存在一条近千千米的高压变质岩带。张连祥等通过莱阳地区1：5万变质基底填图，限定了胶北荆山群禄格庄组的原岩为古元古代，推测粉子山群小宋组与祝家夼组沉积时可能靠近被动大陆边缘的一侧，而禄格庄组更靠近岩浆岛弧的一侧，二者可能属于同时异相沉积的产物。
（6）复杂构造区填图。构造地质是中国填图中最薄弱的环节，复杂现象和关系的识别及构造过程的建立得益于详细地地质填图。张北航等在1：5万填图的基础上，厘定出狼山地区自晚侏罗世以来发育6期陆内变形，并认为先存构造和欧亚板块边缘自晚侏罗世以来不同方向的增生是控制狼山地区陆内变形的主要因素。柯昌辉等通过对白云鄂博矿田内褶皱及断层构造特征的剖析，确定了中元古代—晚古生代4期构造活动，对矿区深部及外围找矿工作具有重要的指导意义。
本专辑的文章是填图试点的部分成果及方法探索，希望能够为今后进一步开展中大比例尺（1：5万和1：2.5万）区域地质填图和专题填图起到推广和借鉴作用，成功的经验和失败的教训都是未来继续工作不可多得的财富。希望专辑中介绍的新方法、新理念能够逐步为广大一线工作认可，并运用到新时期地质调查工作中。
张 进 王 涛
中国地质科学院地质研究所
2020年12月20日
致谢: 野外调研过程中得到项目组成员甘肃省地质矿产勘查开发局第三地质矿产勘查院李康宁、火登三、徐永利、石雨心、李海通、樊良才等大力支持；中国地质调查局发展研究中心庞振山、程志中、薛建玲、贾儒雅等老师，甘肃省地质矿产勘查开发局第三地质矿产勘查院曾俊杰、柳生祥、陈耀宇、梁志录等高级工程师在项目实施过程中进行指导；甘肃省地质矿产勘查开发局第三地质矿产勘查院严镜在写作中给予了帮助和建议；各位专家在审稿过程中提出了宝贵的意见，在此一并感谢。 -
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图 1 大水一带地质矿产简图(年龄数据据参数文献[13-14]②, 具体见表 1)
1-第四系; 2-白垩系; 3-侏罗系; 4-三叠系; 5-二叠系; 6-石炭系; 7-泥盆系; 8-石英闪长岩; 9-闪长玢岩; 10-二长花岗岩; 11-花岗闪长斑岩; 12-辉石闪长岩; 13-闪长岩脉/闪长玢岩脉; 14-花岗闪长岩脉/花岗闪长斑岩脉; 15-方解石脉/电气石脉; 16-断层; 17-角度不整合界线/岩相界线; 18-大型金矿床; 19-中型金矿床; 20-小型金矿床; 21-研究区(图 2)位置
Figure 1. Geological and mineral resources map of Dashui area
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图 3 格尔括合岩体花岗闪长斑岩宏观特征(a)和显微照片(b)
Pl—斜长石;Q—石英
Figure 3. Macroscopic(a)and microscopic(b)characteristics photographs of granodiorite porphyry in Geerguohe rock mass
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图 5 大水金矿石显微照片
a、b—矿石光片显微特征；c、d—矿石薄片显微特征；Lm—褐铁矿；Au—自然金；Qp—石英岩显微特征；Cal—方解石
Figure 5. Microphotographs of Dashui gold ore
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图 6 主要蚀变特征
a—赤(褐)铁矿化；b—硅化、赤铁矿化；c—黄钾铁矾化、赤铁矿化；d—黄钾铁矾化、赤铁矿化、方解石化
Figure 6. Main alteration characteristics
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图 7 大水金矿“三位一体”成矿模式图(据参考文献②修改)
1-侏罗系龙家沟组; 2-三叠系光盖山组; 3-三叠系郭家山组; 4-三叠系马热松多组; 5-二叠系迭山组; 6-花岗闪长斑岩; 7-硅化赤铁矿化带; 8-溶洞; 9-隐爆角砾岩; 10-金矿体; 11-断层; 12-岩浆热液/大气降水
Figure 7. "Trinity" metallogenic model of the Dashui gold deposit
表 2 大水金矿主要矿体特征
Table 2 Brief table of main orebody characteristics of the Dashui gold deposit
矿体
编号矿体规模/m 矿体产状/° 矿体平均品
位/10-6品位变化
系数/%厚度变化
系数/%矿体形态 长度 延深 平均厚度 Au2 319 506 8.3 152~233∠34~89 9.17 121.65 100.97 不规则脉状 Au7 280 303 11.83 147~259∠39~90 8.87 135.96 83.71 不规则脉状 Au111 322 270 9.37 183~259∠55~86 11.88 117.58 93.89 不规则脉状 Au20~1 280 130 11.42 222~290∠38~78 14.56 134.50 94.96 不规则脉状 Au20-2 160 370 11.03 196~272∠30~82 6.86 116.20 83.07 不规则脉状 
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表 3 大水金矿床成矿要素
Table 3 Metallogenic elements of the Dashui gold deposit
成矿要素 描述内容 资源储量 101 t 平均品位/10-6 7.75 成矿要素分类 矿床类型 中低岩浆期后热液型 成矿地质背景 大地构造位置 南秦岭陆缘裂谷带(Ⅲ级) 重要 区域成矿带 西倾山-白龙江金、砷、汞、铁、铀、铜、银、铅锌成矿亚带(Ⅳ-24)之大水金成矿区(Ⅴ) 重要 岩浆岩带 西倾山-南秦岭陆缘裂谷带侵入岩带 重要 构造环境 北西西向深大断裂 重要 成矿时代 印支期-燕山期 重要 矿床特征 成矿地质体 印支期(中-晚三叠世)花岗闪长(斑)岩 必要 成矿构造及成矿结构面 印支期(中-晚三叠世)花岗闪长(斑)岩附近的北西向区域性断裂与次生北东向、近南北向断裂及与之相关的裂隙、古岩溶 必要 成矿作用
特征标志矿体特征 矿体走向为近东西向、北西向及近南北向, 倾角较陡。矿体形态复杂, 呈不规则枝杈状、似层状、透镜状、囊状、筒状和脉状 重要 矿物组合 黄铁矿、黄铜矿、含铁砷黝铜矿、自然金、辰砂、雄黄、雌黄、辉锑矿、白铁矿、毒砂、白铅矿闪锌矿、石英、方解石 重要 成矿元素组合 矿田及其外围Au、Ag、Hg、As、Sb为高背景, 沿背斜和岩浆岩带元素集中分布 重要 矿石结构构造 自形-半自形-他形结构、草莓状结构、隐晶质结构、碎裂结构、交代残留结构、胶状结构、浸染状构造、角砾状构造 重要 蚀变类型 主要为硅化、赤铁矿化、褐铁矿化、方解石化 必要 成矿物理
化学特征成矿压力及深度 大水金矿成矿压力范围为40.50~101.30 MPa, 深度为1.42~3.56 km 重要 成矿温度 120~220℃ 重要 成矿物质来源 成矿物质具多源性的, 赋矿地层和岩浆岩共同为大水金矿床提供了成矿物质来源, 但以岩浆为主, 地层为辅 重要 成矿流体来源 早期金的成矿流体为岩浆水, 晚期为改造的大气降水 重要 成矿模式 印支晚期, 陆内造山作用使得深部地壳熔融, 有地幔物质加入, 形成深源岩浆, 沿造山作用形成的北西向区域大断裂(玛略大断裂)上涌形成中酸性侵入体, 同时为成矿热液运移提供能量。岩浆期后含矿热液沿通道运移(北西向区域大断裂及次生北东向、近南北向性断裂), 同时有大气降水混入, 热液萃取围岩中的金使其进一步富集。当物理化学条件发生变化时, 成矿物质在上述断裂中直接就位成矿, 或在断裂构造、侵入接触面、古岩溶等空间就位成矿 重要
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