Regional geochemistry, metallogenetic model and ore prospects of the western Xiaoqinling Au-Mo polymetallic ore-concentrated area, China
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摘要:
小秦岭金钼多金属矿集区地质构造复杂，构造岩浆活动强烈，金、钼、银等化探异常连片成带分布，综合异常众多，成矿条件良好。小秦岭矿集区西部岩石地球化学分析表明，区内小岩体酸度较高、中等富碱，主要为高钾钙碱性系列，存在一定程度的壳幔物质混合。大花岗岩基主要沿EW向与NE向2组构造交汇部位上侵，小斑岩体主要受次级构造的控制，常在花岗岩基外带一定范围内或小岩体内及其周围成矿，地层、构造和岩浆活动三者是关键性的控矿因素。结合金、钼矿床地质特征、成矿规律、成矿机制分析等，提出了该区金矿床的构造岩浆活化成矿模式，总结了钼矿床成矿模式；依据区域矿化富集规律和找矿实践，建立了系统的区域找矿模型，并在此基础上，指出下一步找矿靶区和找矿方向。
Abstract:The Xiaoqinling Au-Mo polymetallic ore-concentrated area with complex structure and active magmatism is characterized by continuous zones of Au-Mo-Ag geochemical anomalies and ideal metallogenic conditions.The small plutons in the area belongs to the high potassium calc-alkaline series, with relatively high acidity and moderately rich alkali, and there is a certain degree of crust-mantle mixing material involved in them.The large granite plutons are mainly emplaced on the intersection of EW-trending and NE-trending structures.While, subject to the strata-structure-magmatism united control, the small mineralized porphyries controlled by secondary structures are distributed around the large granite plutons or within small intrusives.The metallogenic model of tectono-magmatic activation is drawn from combination of geology, metallogenic regularity and mechanism etc.of Au-Mo deposits.Based on the regional mineralization regularity and prospecting practice, the systematic regional prospecting model is established, and ore prospects are outlined.
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致谢: 对审稿专家提出的宝贵意见表示衷心感谢。感谢参与研究工作的团队成员。
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图 2 小秦岭矿集区西部钼矿床(点)分布图
1—第四系坡积物；2—燕山期岩体；3—矿床(点)位置及编号(①—麦糠窑矿床；②—西沟矿床；③—文公岭矿点；④—碌碡沟矿点；⑤—水草坪矿点；⑥—太子坪矿点；⑦—大石沟矿床；⑧—宋家沟矿床；⑨—石家湾矿床；⑩—桃园矿床；⑪—双庙矿床；⑫—金堆城矿床；⑬—二道河矿床；⑭—张家院矿点；⑮—东坪东沟脑矿点；⑯—八里坡矿床；⑰—短沟岔矿点；⑱—角落岔矿床；⑲—洛源周家沟矿床；⑳—西马路沟矿床；㉑—木子沟脑矿床；㉒—李家洼矿床；㉓—黑山周家沟矿点；㉔—木龙沟矿点；㉕—桃家坪矿床；㉖—火链沟矿床；㉗—寺沟矿床；㉘—南长沟矿点；㉙ —南台沟矿点)；4—深大断裂带；5—推测断裂带；6—一般断层；7—地质界线；Ⅰ11—太华隆起；Ⅰ12—金堆城凹陷；Ⅰ12-1—金堆城凹陷北部区；Ⅰ12-2—金堆城凹陷南部区；Ⅱ11—纸房－永丰褶皱束；Ⅱ12—太白－商县褶皱束
Figure 2. Distribution of molybdunium deposits in the western Xiaoqinling ore-concentrated area
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图 3 小秦岭矿集区西部化探综合异常示意图
Q—第四系；
Figure 3. Schematic map of geochemical anomalies in the western Xiaoqinling ore-concentrated area
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图 4 小秦岭矿集区西部小岩体SiO2-K2O(a)与A/CNK-ANK图解(b)
Figure 4. SiO2-K2O(a) and A/CNK-ANK(b) diagrams of small intrusives in the western Xiaoqinling ore-concentrated area
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图 5 小秦岭矿集区西部小岩体球粒陨石标准化稀土元素配分图(a)和原始地幔标准化微量元素蛛网图(b)
(标准化数据据参考文献[50])
Figure 5. Chondrite-normalized REE patterns(a)and primitive mantle- normalized trace element patterns(b)of small intrusives in the western Xiaoqinling ore-concentrated area
表 1 小秦岭矿集区西部小岩体元素地球化学特征
Table 1 Elements geochemical characteristics of small intrusives in the western Xiaoqinling ore-concentrated area
岩体 金堆城岩体 八里坡岩体 石家湾岩体 岩性 花岗斑岩[66] 钾长花岗斑岩[65] 细粒钾长花岗斑岩[65] 含脉钾长花岗斑岩[65] 粗粒钾长花岗岩[65] 花岗斑岩[66] 似斑状二长花岗岩[67] 钾长花岗岩[68] SiO2 72.89 74.06 73.71 73.1 73.16 74 73.2 74.41 78.14 74.22 72.87 69.98 70.72 69.92 73.76 73.11 73.64 71.62 70.80 71.11 69.87 71.02 71.95 73.04 70.52 TiO2 0.14 0.14 0.14 0.08 0.16 0.2 0.15 0.04 0.04 0.11 0.13 0.22 0.21 0.21 0.11 0.1 0.11 0.14 0.16 0.16 0.21 0.15 0.12 0.19 0.22 Al2O3 13.12 12.5 12.94 12.26 12.79 13 12.6 13.04 11.18 12.71 14.01 15.02 14.93 15.46 13.74 14.24 14.15 14.81 15.53 15.22 15.74 15.13 14.54 13.95 14.71 TFeO - - - - - - - - - - - - - - 2.1 1.99 1.62 1.97 2.3 2.33 2.65 2.36 1.86 - - Fe2O3 1.89 1.2 0.98 1.31 1 1 1.21 0.8 0.53 1.34 1.65 2.18 2.05 1.93 - - - - - - - - - 0.85 1.15 FeO - - - - - 0.8 0.79 - - - - - - - - - - - - - - - - 0.57 1.02 MnO 0.02 0.01 0.04 0.02 0.01 0.1 0.09 0.04 0.02 0.04 0.06 0.1 0.09 0.07 0.1 0.11 0.07 0.09 0.13 0.12 0.16 0.14 0.1 0.02 0.03 MgO 0.13 0.07 0.3 0.06 0.28 0.3 0.37 0.13 0.1 0.21 0.24 0.38 0.33 0.28 0.33 0.25 0.23 0.3 0.34 0.36 0.46 0.34 0.25 0.34 0.54 CaO 0.73 0.66 0.9 0.56 0.7 1 1.08 0.51 0.52 0.98 1.21 2.38 2.43 2.15 1.7 1.76 1.73 2.11 2.37 2.18 2.74 2.2 1.77 0.71 1.81 Na2O 1.49 1.36 1.53 0.54 1.18 2.2 1.63 0.78 1.19 1.23 3.75 4.16 4.26 4.41 3.36 3.43 3.44 3.67 3.97 3.7 3.72 3.97 3.58 3.15 3.42 K2O 6.97 7.93 7.18 9.87 8.46 6 6.61 8.77 7.7 7.58 5.09 3.94 3.76 4.15 4.31 4.41 4.43 4.1 3.98 4.24 3.85 4 4.51 5.36 5 P2O5 0.03 0.03 0.04 0.04 0.06 0 0.04 0.02 0.01 0.04 0.05 0.09 0.07 0.04 0.05 0.05 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.08 0.05 0.07 0.11 烧失量 1.85 1.29 1.71 1.28 1.2 1.5 2.08 1.11 0.68 - - 0.8 0.61 0.69 0.82 0.48 0.83 0.66 0.61 0.88 0.86 0.85 0.86 0.88 0.93 总计 99.26 99.25 99.47 99.12 99 100.1 99.85 99.65 100.11 98.46 99.06 99.25 99.46 99.31 99.76 100.06 99.85 101.27 102.97 102.93 104.04 102.98 101.72 99.13 99.46 K2O+ Na2O 8.46 9.29 8.71 10.41 9.64 8.2 8.24 9.55 8.89 8.81 8.84 8.1 8.02 8.56 7.67 7.84 7.87 7.77 7.95 7.94 7.57 7.97 8.09 8.51 8.42 Na2O /K2O 0.21 0.17 0.21 0.05 0.14 0.37 0.25 0.09 0.15 0.16 0.74 1.06 1.13 1.06 0.78 0.78 0.78 0.90 1.00 0.87 0.97 0.99 0.79 0.59 0.68 A/CNK 1.16 1.04 1.09 0.97 1.03 1.09 1.07 1.11 1 1.06 1.01 0.97 0.96 0.99 1.03 1.05 1.04 1.03 1.03 1.04 1.03 1.02 1.04 1.14 1.03 A/NK 1.31 1.16 1.26 1.06 1.15 1.29 1.28 1.21 1.09 1.24 1.2 1.35 1.35 1.32 1.35 1.37 1.35 1.41 1.43 1.43 1.53 1.39 1.35 1.27 1.33 La 21.50 12.00 18.20 10.30 16.40 27.00 25.90 9.08 12.21 29.69 27.46 31.10 30.00 35.20 8.25 10.82 8.20 16.04 20.25 17.57 26.47 18.41 12.49 38.30 39.30 Ce 36.20 19.30 27.10 14.90 27.70 53.00 55.60 19.20 25.78 55.08 52.54 58.00 56.28 62.60 14.90 16.46 13.73 27.76 35.52 31.56 50.86 32.56 21.76 56.00 61.80 Pr 4.47 2.66 3.59 2.15 3.38 5.30 5.30 2.39 2.95 5.69 5.30 6.32 6.15 7.05 1.93 2.33 1.87 3.43 4.31 3.87 5.62 3.94 2.75 6.71 7.20 Nd 16.40 10.00 13.20 8.52 13.10 19.00 18.40 10.90 10.86 20.18 18.89 21.52 21.02 23.46 8.73 10.07 8.26 14.94 18.46 16.92 24.33 16.93 11.97 22.20 24.30 Sm 3.34 2.10 2.39 1.57 2.39 4.00 3.98 3.98 2.44 4.14 3.71 3.39 3.32 3.52 1.57 1.72 1.56 2.49 2.98 2.89 4.03 2.87 2.11 3.50 3.87 Eu 0.47 0.33 0.54 0.39 0.58 2.50 2.38 0.47 0.46 0.66 0.66 1.00 1.05 1.08 0.42 0.44 0.41 0.68 0.80 0.77 0.99 0.78 0.58 0.66 0.78 Gd 3.18 1.81 2.45 1.52 2.06 5.10 5.05 3.74 2.37 2.99 3.10 2.65 2.67 2.69 1.89 1.91 1.73 2.75 3.30 3.14 4.46 3.18 2.36 2.55 2.60 Tb 0.50 0.30 0.38 0.25 0.33 0.50 0.71 0.64 0.40 0.48 0.52 0.33 0.34 0.32 0.19 0.19 0.19 0.26 0.30 0.29 0.44 0.29 0.22 0.45 0.45 Dy 2.90 1.71 2.36 1.46 1.71 4.50 4.52 3.54 2.49 2.43 2.74 1.74 1.77 1.64 1.21 1.21 1.22 1.59 1.78 1.75 2.79 1.77 1.36 2.08 2.30 Ho 0.58 0.36 0.46 0.28 0.34 0.80 0.78 0.74 0.52 0.48 0.60 0.33 0.33 0.30 0.21 0.21 0.22 0.27 0.30 0.29 0.48 0.30 0.24 0.38 0.41 Er 1.86 1.15 1.46 0.85 1.04 1.90 1.89 2.31 1.64 1.59 1.75 0.96 0.98 0.80 0.80 0.79 0.79 0.94 1.04 1.03 1.71 1.07 0.85 1.10 1.25 Tm 0.28 0.18 0.23 0.12 0.17 0.40 0.41 0.34 0.26 0.22 0.25 0.14 0.14 0.12 0.11 0.11 0.11 0.12 0.13 0.13 0.22 0.14 0.11 0.17 0.20 Yb 1.96 1.20 1.75 0.85 1.06 1.60 1.66 2.57 2.08 1.53 1.89 1.06 1.02 0.74 1.01 1.00 0.98 1.03 1.19 1.12 1.86 1.24 1.01 1.12 1.31 Lu 0.30 0.19 0.28 0.13 0.19 0.20 0.25 0.38 0.33 0.22 0.28 0.17 0.16 0.11 0.15 0.15 0.15 0.15 0.17 0.16 0.26 0.18 0.15 0.16 0.20 Y 17.90 10.70 12.80 7.74 9.36 13.00 13.80 - - - - 11.30 11.14 8.85 6.67 6.63 6.75 7.63 8.70 8.50 13.72 8.71 6.99 9.89 11.00 ΣREE 93.94 53.29 74.39 43.29 70.45 125.80 126.83 60.28 64.79 125.38 119.69 128.71 125.23 139.63 41.37 47.41 39.42 72.45 90.53 81.49 124.52 83.66 57.96 135.38 145.97 LREE /HREE 7.13 6.72 6.94 6.93 9.21 7.39 7.31 3.23 5.42 11.61 9.75 16.44 15.90 19.78 6.43 7.51 6.31 9.19 10.03 9.30 9.19 9.24 8.20 15.90 15.74 LaN/YbN 7.87 7.17 7.46 8.69 11.10 12.10 11.19 2.53 4.21 13.92 10.42 21.05 21.10 34.12 5.86 7.76 6.00 11.17 12.21 11.25 10.21 10.65 8.87 24.53 21.52 δEu 0.43 0.51 0.68 0.76 0.78 1.69 1.62 0.37 0.58 0.55 0.58 0.98 1.04 1.03 0.75 0.75 0.77 0.80 0.78 0.78 0.71 0.79 0.79 0.65 0.71 δCe 0.86 0.80 0.77 0.74 0.86 1.02 1.10 0.99 1.02 0.97 1.00 0.96 0.96 0.92 0.88 0.77 0.83 0.87 0.89 0.90 0.97 0.89 0.87 0.79 0.84 Li - - - - - 10 11.1 - - - - - - - 6.75 10.39 13.16 13.92 16.91 13.16 23.94 18.04 8.83 - - Be - - - - - 3.9 3.62 - - - - - - - 3.02 3.05 3.4 4.12 3.38 3.57 3.8 4.52 4.04 - - Sc - - - - - - - - - - - - - - 0.73 0.99 0.86 0.89 0.94 1.04 1.35 1.11 0.80 2.05 3.41 V - - - - - 9.8 13.2 - - - - - - - 10.71 9.62 6.69 12.46 12.41 13.51 14.99 13.13 10.7 19.9 27.5 Cr - - - - - 22 14 - - - - - - - 2.24 7.02 3.64 2.58 2.77 6.52 7.04 6.26 3.59 2.55 0.58 Co - - - - - 2.4 2.63 91.8 116 58.9 71.3 2.16 3.11 1.91 1.68 1.98 2.02 2.1 1.91 1.13 1.25 2.24 Ni - - - - - 8.4 6.82 - - - - - - - 0.72 1.58 0.37 0.36 0.12 0.24 0.12 0.1 0.09 - - Cu 23.9 17.4 16.8 21.9 25.6 21 19.2 26.5 14 25 12.9 21.85 13.62 11.91 21.54 11.08 13.61 4.12 4.44 5.65 8.04 6.31 4.80 4.72 4.61 Zn - - - - - 29 24.7 86.8 11 188 31.2 - - - 40.23 39.24 29.2 45.91 54.26 44.27 63.77 56.19 44.54 29.9 28.7 Mo 127 283 74.1 868 565 - - - - - - 111.28 110.42 210.43 - - - - - - - - - - - Ga - - - - - 20 19.9 22.3 17 20 21.7 - - - 66.52 80.22 62.64 120.8 125.1 129.7 133.3 120.6 105 - - Rb 308 358 333 466 385 278 304 - - - - 174.98 167.52 124.1 99.34 124.3 125.5 129.4 114.8 118.6 115.9 127.5 170.3 149 144 Sr 96.9 55.7 79.3 110 212 190 159 71.8 108.17 161.55 284.33 679.8 724.8 741.8 278.6 291.1 256.8 520.3 602.2 564.8 637.6 561.2 414.5 294 638 Zr 112 100 109 56.1 123 113 110 36.4 59.92 104.07 122.82 168.52 160.48 164.98 96.14 116.2 111.9 147.9 177.9 201.8 252.5 188.9 150.5 151 196 Nb 63.6 60 46.4 30 47.3 50 48.3 70.4 53.97 49.61 44.53 19.86 19.33 17.77 20.72 19.78 21.71 19.95 22.04 18.39 25.14 22.46 21.39 31.1 31.6 Cs - - - - - 2.4 2.46 2.46 15 2.94 2.46 - - - 1.58 1.45 2.36 4.04 2.56 3.42 4.14 3.44 2.25 2.66 2.12 Ba 686 411 603 926 1418 858 824 338 499.9 1309 1240 1422.6 1432.4 2166 991.5 1184 935.6 1798 1876 1957 2007 1749 1500 1540 2131 Hf 3.94 402 4.42 2.33 4.05 3.6 3.63 2.62 3.92 3.849 4.563 3.88 3.63 3.94 3.48 3.81 3.9 4.06 4.41 4.91 6.01 4.81 4.71 5.01 6.26 Ta 3.51 3.67 3.59 1.62 2.93 3.4 3.05 7.18 4.732 3.024 3.604 0.83 0.81 0.68 0.98 0.99 1.24 0.91 0.98 0.89 1.13 1.05 1.09 1.1 1.05 Pb - - - - - 41 40.6 78.4 39 49.7 41.6 - - - 108.5 50.81 39.78 40 43.9 46.65 44.95 46.09 54.05 29.7 32.8 Th 22 15.1 17.7 9.45 12.4 23 21.7 19.3 17.545 21.161 21.925 6.55 5.66 6.09 3.59 4.06 5.16 4.37 5.33 4.69 6.31 5.06 4.14 13.7 15.5 U 13.5 10.9 15.2 9.43 5.72 14 15.3 25.1 25.57 18.93 14.45 7.1 3.85 4.72 6.16 5.52 17.13 3.3 3.36 3.27 4.82 5.55 7.77 6.51 6.45 注：参考文献[67]为与本文联合工作数据。主量元素含量单位为%，微量和稀土元素含量单位为10-6 
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表 2 小秦岭矿集区西部钼金多金属矿床综合找矿模型
Table 2 Comprehensive exploration model for Mo-Au deposits in western Xiaoqinling ore-concentrated area
斑岩型钼矿 构造蚀变岩型金矿 地质模型 构造位置 近NNE向和NWW向断裂的交会部位 NE向次级断裂与EW向构造交会部位 成矿时代 燕山期(140~135 Ma) 印支期—燕山期(220~130 Ma) 容矿岩石 花岗斑岩、花岗闪长斑岩、石英二长斑岩、安山(玢)岩 黑云斜长片麻岩 赋矿位置 斑岩体内、外接触带或围岩中 含金构造破碎蚀变带及混合岩化发育区 容矿构造 侵入斑岩体和接触带 NE向构造破碎带 矿物特征 矿石矿物主要为黄铁矿、辉钼矿、白钨矿、磁铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿和闪锌矿，脉石矿物主要为石英、钾长石、斜长石、钙铁榴石、富铁透闪石、白云石、角闪石、金云母、萤石等 矿石矿物以黄铁矿为主，脉石矿物主要有钾长石、石英、斜长石、绿泥石、绢云母等 矿石结构与构造 片状、放射状、自形-半自形粒状、镶嵌状等结构；浸染状、网脉状、细脉浸染状、块状、条带状构造 他形-半自形/自形晶粒状结构、压碎结构；浸染状、角砾状构造 蚀变及矿化类型 钾化、硅化、碳酸盐-沸石化、金云母-阳起石化、透闪石化、青磐岩化等，具一定的分带性；钾化带多发育于斑岩体、角岩中，伴随有辉钼矿化及黄铁矿化；硅化带分布范围广，在岩体顶部和边缘最强烈，常形成硅化外壳，与钼矿化关系密切 钾化、硅化、黄铁矿化、褐铁矿化、绢云母化为主，绿泥石化、碳酸盐化次之。金矿与前者关系密切 物探模型 重、磁异常 重力低或呈相对重力低；弱磁异常，岩体内异常低缓，接触带附近磁异常较强、梯度陡。NE向、NW向交汇排列的航磁异常反映岩体的空间展布形态 重力高与重力低过渡的梯度带或梯度带两侧的等值线转弯处；正负磁异常梯度带旁侧的低正磁异常，航磁化极后的南北梯度带附近 激电异常 低电阻率、高充电率(10%~18%)异常 低电阻率、高充电率异常 化探模型 1:5万分散流异常 Au、Ag、Mo、Pb、Bi、Zn多元素组合异常辉钼矿、白钨矿等自然重砂异常 面积>1 km2的Au、Ag、Pb、Hg(Cu)多元素组合异常 1:1万次生晕异常 以Mo、Pb为主，或伴有Au、Ag组合异常 以Au、Ag、Pb、Hg为主，或伴有Cu、Mo的组合异常，Au>5×10-9 原生晕异常 Mo≥100×10-6~200×10-6，指示钼矿化体；Mo≥300×10-6，指示钼矿体 Au < 10×10-9，指示金矿化异常体，Au>10×10-9，指示金矿化体
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