劉誠,李含,孫彪,葉高峰,郝子瓊，薛東旭，鄧安東中國地質調查局西安礦產資源調查中心，西安，710100；中國地質大學(北京)地球物理與信息技術學院，北京，100083

內容提要: 寨上金礦是中國西秦嶺構造帶內一個重要的超大規(guī)模卡林—類卡林型金礦床。以往對該金礦床的研究主要集中在礦床學、年代學和成礦特征等方面，缺乏地球物理工作的系統(tǒng)梳理。本文以貫穿研究區(qū)的可控源音頻大地電磁測深及激電工作為主體研究寨上金礦的深部結構，結合地質資料建立了礦區(qū)典型地質—地球物理解釋模型，探討成礦機制，總結寨上金礦賦礦標志，推測可能的礦體賦存位置和深度范圍。研究表明，寨上金礦總體位于扎麻樹—卓洛背斜，以區(qū)內深大斷裂為界，分為成礦條件、深部電性結構均有所差異的南、北礦帶兩部分，礦化主要賦存于構造薄弱地帶，區(qū)域地球物理證據表明近地表未出現大規(guī)模的巖漿侵入，其成礦物質來源主要與區(qū)域性深大斷裂相關。

寨上金礦位于甘肅省定西市岷縣北東方向，處于秦嶺褶皺帶內的岷—禮成礦帶西端。原武警黃金部隊最初通過跟蹤金元素的地球化學異常發(fā)現礦化線索，在近20年的研究過程中區(qū)內已探明金資源量130余噸(劉綱等，2008；Liu Jiajun et al., 2015; 王偉峰等，2015)，為一超大型類卡林型金礦床。研究區(qū)周邊發(fā)現了陽山、八卦廟超大型，東北寨、鹿兒壩和李壩大型等一系列金礦(范玉須等，2018；李蓓等，2021)，其東側還分布西秦嶺燕山期一系列中酸性巖體以及密集的金及多金屬礦床，區(qū)域成礦條件優(yōu)越。其成礦既受西秦嶺印支期造山運動的控制(陳衍景，2010; Liu Jiajun et al., 2015a, b)，也受研究區(qū)及周邊巖體、巖脈及大規(guī)模褶皺等控礦構造控制(Yang Liqiang et al., 2016; 陳國忠等，2017)，研究區(qū)域沉積蓋層較厚，同時多期構造活動疊加等因素也導致傳統(tǒng)的基于巖石地球化學的成礦機制研究存在著較大爭議。隨著近地表礦產資源發(fā)現殆盡，寨上金礦的深部潛力和找礦方向一直存在爭議，其焦點為成礦與巖漿作用的關系不明及成礦流體的來源不明(Mao Jingwen et al., 2002)。本次研究依據礦區(qū)巖石物性結構特征，試圖通過多方法多尺度的地球物理探測提出寨上金礦地質—地球物理模型并對深部成礦機制研究及找礦遠景作出約束。

1 地質礦產概況

1.1 區(qū)域地質背景

寨上礦區(qū)大地構造位置處于秦嶺北成礦亞帶內岷—禮成礦帶西端(圖1)，帶內斷裂構造發(fā)育，成礦帶東部印支—早燕山期陸陸俯沖—碰撞型酸性花崗巖發(fā)育，并出現了一系列同巖漿熱液活動相關的卡林—類卡林型金礦床及多處具備勘探潛質的金礦化點，西秦嶺金礦分段集結成群、成帶狀分布，總體呈近北西西向分布。同時在西秦嶺地區(qū)大多數金礦床與中酸性巖體相鄰，但對于礦化同巖漿活動間的關聯(lián)性存在分歧。部分學者認為西秦嶺地區(qū)未發(fā)現具有相當規(guī)模的巖漿侵入體，礦床的形成與巖漿活動并無直接關聯(lián)或只是形成于巖漿熱液成礦系統(tǒng)的最遠端(陳衍景等，2004)，目前主流觀點認為巖漿作用為諸如寨上金礦等區(qū)域成礦流體提供了熱源以及物質來源(Zeng Qingtao et al., 2014; Liu Jiajun et al., 2015b; 劉家軍等，2019；張斌等，2020)。綜上所述，區(qū)域成礦爭議的焦點是礦床與巖漿作用的關系以及成礦流體的來源。

圖1 西秦嶺寨上礦區(qū)大地位置及礦區(qū)地質簡圖Fig. 1 Tectonic position and simplified regional geological map of the Zhaishang deposit, western Qinling Mountains Q—第四系; Ngn—新近系甘肅群; P1s2—下二疊統(tǒng)十里墩組上段; P1s1—下二疊統(tǒng)十里墩組下段; D3d2—上泥盆統(tǒng)大草灘組上段; D3d1—上泥盆統(tǒng)大草灘組下段; D2s—中泥盆統(tǒng)雙狼組; D2hl—中泥盆統(tǒng)紅嶺山組; D2h—中泥盆統(tǒng)黃家溝組; D2a—中泥盆統(tǒng)安家岔組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 礦床地質背景

寨上金礦區(qū)普遍發(fā)生褶皺變形作用，構成了區(qū)域性的褶皺構造: 卓洛—扎麻樹背斜。卓洛—扎麻樹背斜總體呈NWW向傾伏，屬倒轉背斜，褶皺北翼地層傾向50°～60°，南翼地層傾向60°～70°，局部近直立，整體呈南陡北緩、南薄北厚的不對稱倒轉背斜構造，目前研究認為造成不對稱的原因是受到逆沖斷層的推覆。

背斜核部為中泥盆統(tǒng)地層，巖性主要為灰?guī)r、泥質或鈣質板巖等。巖性分布不均勻，總體上西段出露相對較老的地層，東段出露相對較新的地層。背斜兩翼則由上泥盆統(tǒng)大草灘群(D3d)和下二疊統(tǒng)十里墩組(P1s)組成，巖性主要為細砂巖、雜色砂巖、粉砂質板巖和砂質—碳質板巖等。大草灘組地層出露特征為東厚西薄，向西尖滅。下二疊統(tǒng)十里墩組(P1s)分布于上泥盆統(tǒng)大草灘群(D3d)兩側，二者呈斷層接觸(鄭衛(wèi)軍等，2010；王偉峰等，2015)。

表2 西秦嶺寨上金礦礦區(qū)磁性參數表Table 2 Magnetic parameters of the rocks and ores in the Zhaishang gold deposit, western Qinling Mountains

寨上金礦區(qū)內斷裂構造總體展布方向為NWW向或NW向(圖1)，與區(qū)域構造方位一致，局部(如卓洛村西南)出露SN向近直立斷裂構造。區(qū)內各礦床間賦礦規(guī)律較為相似，其礦體主要產出于構造變質改造后的沉積巖系中，多見于破碎的鈣質板巖或碳質板巖中。背斜構造是區(qū)內最重要的控礦因素，對金礦化位置控制作用明顯，礦脈的產狀基本同背斜地層相一致。

2 地球物理概況

2.1 研究區(qū)物性特征

根據區(qū)內巖礦石出露情況和部分巖芯測定結果，分別選取了寨上金礦南礦帶灰?guī)r、鈣質板巖，北礦帶砂巖、炭質板巖及礦化蝕變的巖礦石進行物性測量。從電性來看(表1)，不同巖礦石間電阻率差異較為明顯，研究區(qū)整體極化率均未表現出顯著高值，這同區(qū)內礦化呈浸染狀、星點狀產出，硫化物間相互不連通等特殊巖礦石礦化結構相關(李宏偉，2018)。區(qū)內灰?guī)r、砂巖呈高電阻率—低極化率特征，其所代表的致密穩(wěn)定的地層，有效約束了金礦賦存范圍。礦化蝕變的各類巖石及已知金礦脈呈低阻特征，極化率相對較高，其余非礦化蝕變巖石基本不具備激電特性。從電性角度看，寨上金礦各類巖礦石地層間電阻率差異顯著，而極化率分別度較弱。

表1 西秦嶺寨上金礦礦區(qū)巖、礦石電性參數表(據劉誠等，2020b)

從磁性看區(qū)內地表以古生界泥盆系—二疊系為主的海陸相沉積巖系為主，均表現為弱磁—無磁性，除個別鈣質板巖其磁化率均值較高以外，其他巖性及礦脈并未表現出顯著的磁異常特征。與此同時表現為高磁特征的鈣質板巖同區(qū)內金礦并無明顯的成生關系，故磁異常不宜被確定為礦區(qū)具體的找礦標志，但西秦嶺區(qū)域磁異常的分布對于解釋寨上金礦的生成演化具有重要意義。

2.2 區(qū)域地球物理

寨上金礦位于西秦嶺燕山期中酸性花崗巖巖群以西，近年來西秦嶺完成的高精度航磁測量工作(張翔等，2017，2019)顯示寨上金礦周邊以-20～0 nT的平靜負磁場為背景(圖2)，主要反映了秦嶺群變質基底、上覆古生界泥盆、二疊系及新生界巖層的弱磁性特征，和以古老變質巖及各類侵入巖的局部高磁性特征。研究區(qū)主要的高磁性層(體)均表現為明顯的環(huán)狀或半環(huán)狀高磁異常特征，處理后的剩余磁異常仍有所顯示，具有明確的深源特征，上述高磁異常為巖體與圍巖接觸帶發(fā)育磁性蝕變以及巖體內不同分帶界面的綜合反映。而寨上金礦距最近的已知巖體教場壩巖體約26 km，但研究區(qū)周緣并未出現與之類似的磁異常，結合已開展的鉆探驗證顯示礦區(qū)范圍內近地表并未發(fā)現巖體和巖脈，也有學者認為卡林型金礦點附近鮮有巖漿巖出露，是由于地表覆蓋著較厚的沉積蓋層，但其下方可能存在著巨大的隱伏巖體(張旗等，2009),結合西秦嶺中酸性巖體總體的弱磁性特征，可以解釋深部巖體未在地表引起足夠的磁異常的現象。與此同時穩(wěn)定同位素研究也表明成礦物質來源也包含了深部巖漿或巖漿水(張復新等，2004；Yang Liqiang et al., 2016)，結合區(qū)域航磁剩余磁異常在寨上金礦NW向存在多組線性磁異常梯度帶，線性梯度帶一般多指示具有一定規(guī)模的斷裂構造，結合區(qū)域地質資料(張逸鵬等，2021)，斷裂集中分布在西南部岷縣—宕昌—舟曲一帶與磁異常高度吻合，故深部中酸性巖體和區(qū)域性的深大斷裂仍是區(qū)域最值得關注的成礦要素。

圖2 西秦嶺航磁ΔT化極異常圖 (a) 和剩余磁力異常圖 (b)Fig. 2 Aeromagnetic pole anomaly map (a) and residual magnetic anomaly map (b) of western Qinling Mountains前人命名斷裂：F1—漳縣—武山—天水—寶雞斷裂；F2—岷縣—宕昌—禮縣—太白斷裂；F3—宕昌—鳳縣斷裂；F4—舟曲—成縣深斷裂；F5—草灘—禮縣斷裂；F6—閭井—鎖龍斷裂；F7—禮縣—鐵爐—秦安斷裂；F8—大門—天水—新城斷裂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

通過重力異常顯示異常分區(qū)與大地構造背景大致相同(李緒善等，2016)，區(qū)域重力異常低值中心指向研究區(qū)東部花崗巖出露—半出露區(qū)，寨上金礦所處的區(qū)域主要表現為布格重力異常梯度帶異常及剩余重力異常線性的重力負異常條帶附近，寨上金礦出露范圍最大的二疊系十里墩組地層的巖石密度高于臨近的教場壩巖體(趙波波，2017)，推測研究區(qū)所處的地質背景仍以深大斷裂帶周緣為主，在此區(qū)域內重力處于不均衡狀態(tài)，可能導致地殼均衡運動從而進一步帶動區(qū)內構造薄弱地帶的巖石破碎(祝意青等，2014；郝洪濤等，2014；林方麗等，2015)。深大斷裂主要影響了成礦過程，上述深、大斷裂為深源熱液上升的通道，提供原生礦物運移空間，影響區(qū)內構造—巖漿改造型金礦、熱水噴流沉積—改造型鉛鋅多金屬成礦分布(王義天等，2018)。

2.3 前期地球物理工作綜述

寨上礦區(qū)及外圍先后開展了約44 km2的1: 10000激電中梯測量，約80 km的激電聯(lián)合剖面測量(激電聯(lián)剖)，激電方法在礦區(qū)勘探的早期效果不俗(鄭振云等，2007，2008)，主要通過地表的已知礦化線索，追索圈定電阻率、極化率異常，指示蝕變破碎帶(礦帶)的展布延伸情況。早期形成的激電中梯找礦標志實際為寨上金礦區(qū)內的蝕變破碎帶標志，主要解決前期礦脈平面展布問題，總結為低阻、中高極化率特征，經后期不斷驗證，破碎帶僅高概率含礦，破碎帶為成礦后疊加的構造，可能存在二次富集但其同原生的成礦、賦礦環(huán)境并無直接關系，顧所形成的找礦標志對于深部勘探和礦脈展布的指導意義有限。前期統(tǒng)一工作參數(AO=110 m)的激電聯(lián)剖的工作思路如前，主要解決近地表破碎蝕變帶走向和相互位置關系，均不涉及深度概念，所針對的目標體也已有所偏差，在部分礦體局部能夠提供地表下方礦脈傾向，但難以解決賦礦規(guī)律總結及深部勘探等諸多問題。

2.4 地球物理方法適用性

傳統(tǒng)的淺表金礦地球物理找礦方法常用高精度地面磁法、激發(fā)極化法等圈定礦化異常，結合水系沉積物地球化學異常，對異常平面展布進行揭露，結合上文對前人工作的梳理，激電中梯等工作手段已粗略提供了同金礦脈相關的蝕變帶的平面展布，難以提供進一步找礦線索。激電聯(lián)剖測量能夠提供兩條視電阻率/視極化率曲線，可利用其反交點特征判斷陡立金屬硫化物的位置和產狀，從極化率參數約束礦體，但也只有相對深度的概念，難以提供地下結構模型。大比例尺地面磁法方面，經過系統(tǒng)物性參數測定發(fā)現區(qū)內巖礦石均表現為弱磁性—無磁性，礦脈和礦化蝕變帶也均無明顯磁性異常，開展的貫穿全區(qū)的試驗剖面也無明顯的對應規(guī)律，隨著經濟社會發(fā)展寨上金礦周邊人文、電磁干擾日益增多，地面磁法存在很多無法進行測量的區(qū)域，特別在31號、32號、35號礦脈附近等重點區(qū)域難以采集到連續(xù)的高質量數據，進而大大影響弱異常的提取及已知礦脈地球物理響應研究，故寨上金礦不具備磁法勘探的物性基礎。近年來開展了一系列電磁測深(EH4、CSAMT)電法勘探工作(牟銀才等，2015)，其探測目標是地表礦脈及礦化蝕變帶深部位置及產狀變化，結合目前工作來看有效勘探深度可達1200 m，效果良好。雖然電磁測深方法可以探測地下地質結構，發(fā)現隱伏的構造，提供金礦脈的空間展布形態(tài)(劉誠等，2020a)，但缺少對成礦有利部位的約束，僅可做結構探測，非唯一性較強，需配合其他方法共同確立賦礦標志。

綜上所述，結合區(qū)域開展的地球物理工作，以小比例尺重力和航磁資料約束區(qū)域的物性結構和構造格架，在礦區(qū)尺度利用多極距激電聯(lián)剖結合可控源音頻大地電磁測深約束賦礦位置。通過多尺度地球物理工作，結合前人地質、地球化學認識共同構建地質—地球物理成礦動力學模型(張偉等，2021)，在此基礎上初步給出了寨上金礦的深部成礦機制，并提供工作區(qū)較為精確的可能成礦位置，進行了多個鉆孔驗證，結果表明礦區(qū)深部出現多處隱伏金礦脈和普遍礦化蝕變，具有很好的成礦前景。

3 礦區(qū)物探成果及解譯

3.1 寨上物探工作

本次地球物理工作主要針對主礦段兩側部署了CSAMT和多極距的激電聯(lián)剖工作，同時收集區(qū)域重磁資料并重新處理了區(qū)域航磁數據。補齊了前期寨上礦區(qū)主礦段延伸方向工作程度較低的覆蓋區(qū)相關物探工作(圖1，西側28以西、東側S143以東)，有效反映了礦區(qū)主礦段兩側電性結構的變化趨勢，構建了礦區(qū)等深度電阻率切片，并結合礦區(qū)極化率總體偏低、礦脈多呈陡傾的特點，布置不同極距的激電聯(lián)剖工作揭示極化率縱向變化，主要布置于CSAMT和槽探結果已知異常和預重點查證的部分。

CSAMT采用標量裝置，點距20/40 m，收發(fā)距大于8.5 km，頻率觀測范圍為1～8192 Hz，對采集數據進行噪聲水平及誤差檢查、篩選遠區(qū)數據、靜校正等處理流程后，采用基于圓滑模型反演(Occam)算法的配套軟件對不同參數進行反演并進行地形改正，反演擬合差均低于2.4，最終結合已知信息選擇與地質情況吻合最好的二維反演模型進行推斷解釋，并統(tǒng)一反演參數重新處理前期已完成的CSAMT剖面的二維反演結果模型，提取所有剖面等深度的電阻率信息，完成礦區(qū)二維反演模型等深度切片。

3.2 寨上礦區(qū)地質—地球物理模型及解譯

從CSAMT二維反演結果來看，與已知地質剖面觀察到的現象吻合度高，而且近地表電阻率和前人完成的激電中梯工作相近(鄭振云等，2007，2008)，進一步確認了方法有效性。16線剖面(圖3)以剖面2600 m處區(qū)內F5斷裂為界表現為電性結構差異明顯的兩部分，F5斷裂不但是寨上金礦泥盆紀與石炭紀地層的分界線，更區(qū)分了寨上金礦南北礦帶賦礦模式。剖面南側高低阻異常間隔排列且以剖面1000 m處高阻異常為中心近對稱出現，相互間陡傾接觸，前期鉆探ZK16-4及ZK16-2揭露，圖中高阻對應灰?guī)r及完整的鈣質板巖，低阻異常區(qū)域一般對應破碎板巖帶，電阻率梯度帶為剛性—脆性地層接觸部位，易提供豐富賦礦空間。北礦帶地下電阻率結構顯著變化，整體較南礦帶偏低，北礦帶鉆孔顯示板巖地層碳質含量提升，剖面北部呈現以低阻為主部分高阻異常呈低角度接觸，呈現逆沖推覆的形態(tài)。

圖3 西秦嶺寨上金礦16線剖面激電聯(lián)合剖面曲線圖及CSAMT反演電阻率擬斷面圖Fig. 3 IP joint profile curve and CSAMT inversion resistivity section of the line 16 profile in the Zhaishang deposit, western Qinling Mountains

從前期鉆探驗證結果來看，見礦位置基本均位于CSAMT反演電阻率剖面高低阻異常梯度帶同時出現激電聯(lián)剖的“反交點”的位置，較好的對應了含礦的破碎蝕變帶低阻和相對高極化的特征(劉誠等，2020b)。結合前期認識本次工作補充了不同極距的激電聯(lián)剖測量，通過不同極距的激電聯(lián)剖反映不同深度信息，通過極化率反交點的位置變化可以有效識別陡立礦脈的傾向，進一步約束在較為廣闊的破碎蝕變帶如何進一步確定金礦賦存位置的問題，通過16線剖面完成的AO=110 m和AO=210 m極距的聯(lián)剖顯示，31號金礦脈所處位置不同極距反交點表明深部北傾同鉆探驗證一致。

同時結合貫穿寨上金礦的電阻率剖面和已知見礦部位，研究區(qū)金礦賦存部位多集中于電性梯度帶，即層間剪切帶邊界以及部分內部網格狀構造面上。以圖中F5為界的南北礦帶有所差異，南側賦礦圍巖相對脆性，高低阻異常界限較為顯著，礦體賦存位置不連續(xù)；北礦帶圍巖相對塑性電性邊界模糊，CSAMT結果中表現為面積較大的低阻異常區(qū)域，其中可發(fā)育多支礦脈，已知礦脈也基本符合電性結構呈緩傾分布，呈大規(guī)模品位低的特征(王偉峰等，2015)。

結合鉆探驗證CSAMT反演電阻率剖面顯示的電性梯度帶均出現了破碎帶但其含礦性不盡相同，其中過于寬大的或陡立破碎帶多數只發(fā)生蝕變而未達到成礦，多數見礦部位位于近地表密集裂隙帶和構造變緩部位。根據綜合電磁法的結果分析，高低電阻異常間隔排列指示了熱液由深部上侵構造薄弱地帶，隨熱液自下而上運移，壓力逐漸釋放的同時同近地表的大氣降水相融合，混合熱液開始沿近地表的各處構造薄弱部位運移沉淀，在致密圍巖外部形成不同的蝕變和礦化，同目前在高電阻率異常邊緣見礦效果最佳相符合。深部含礦熱液壓力的釋放和轉緩的構造薄弱地帶同時促進在此處進行物質交換進而富集成礦，北礦帶地層較緩且以碳質板巖地層為主與砂巖間形成更大規(guī)模的破碎，含礦熱液具備更豐富的賦存位置，因而呈現多層見礦總體品位較低的成礦模式。相似的物探異常特征結合南北礦帶不同賦礦模式進而形成不同的找礦標志，故地球物理深部勘探應轉為對賦礦結構面的物性變化探測進而擺脫單純找“異?！钡哪Ｊ?王洪軍和熊玉新，2020)，重視結構探測結合中淺部較為明確的賦礦規(guī)律進而圈定深部找礦靶區(qū)。

3.3 綜合物探方法應用實踐及解譯

依據綜合電法勘探對于寨上金礦電性結構和賦礦模式的認識，在寨上金礦南礦帶東西延伸方向選取近年來完成工作的S143線和28線剖面進行鉆探驗證。從綜合電法勘探圖來看，電阻率分布特征與區(qū)內巖性分布基本一致，均表現為高低電阻異常間隔排列的形態(tài)。

寨上金礦東延方向S143剖面在標高2200 m深度以淺呈現高低阻異常橫向間隔排列的形態(tài)(如圖4)，在深部基本以中低阻異常為主，礦化中心一般處于高低電阻率異常梯度帶高阻一側。剖面表現為以600 m處低阻異常為中心，兩側對稱出現大規(guī)模高阻異常。結合鉆孔編錄顯示2600 m標高以上為含有密集裂隙的泥質板巖及碎裂巖，表現為顯著低阻特征；2300～2600 m均為鈣質板巖，并伴隨大量破碎帶，表現為電性梯度帶特征；在2300 m下方進入灰?guī)r地層，進入CSAMT剖面中高阻異常中。ZKS143-5揭露地層巖性同前文所述16線剖面的地質地球物理模型高度吻合，寨上礦區(qū)南礦帶以鈣質板巖及在剖面500 m及550 m處存在2處激電聯(lián)剖反交點，代表極化率在此處發(fā)生陡變，鉆孔在上述位置均見礦，也驗證了CSAMT剖面電性梯度帶同激電聯(lián)剖的“反交點”的位置的物探找礦標志。本年度施工的ZKS43-1同樣在剖面西側電性梯度帶見礦，并依據電性異常和鉆孔編錄修正了寨上金礦礦脈的形態(tài)，結合鉆孔揭露進一步確定了電性接觸帶的賦礦標志。在目前勘探深度下方依舊發(fā)現多處相似異常，層間剪切帶在深部有轉緩的顯示，近來年金礦深部勘探表明(鄭向光等，2020；王洪軍和熊玉新，2020)，深部金礦多賦存于構造帶傾角相對平緩及陡緩轉折部位，同時結合寨上金礦鉆孔原生暈研究(張沛等，2021)也表明在深部存在較大的成礦潛力。

圖4 西秦嶺寨上金礦S143剖面可控源音頻大地電磁(CSAMT)地質地球物理綜合解譯圖:(a) 地質剖面；(b) 二維反演剖面；(c) 綜合解譯剖面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剖面位于寨上金礦西延部分，剖面近地表存在30～50 m的新近系坡積物覆蓋，故雖然其較南礦帶核心部位距離不遠但其勘察程度相對較低(圖5)，結合在南礦帶建立的地球物理找礦標志，其中高阻區(qū)域對應灰?guī)r和較為完整的鈣質板巖，已知蝕變破碎帶對應位置表現為低阻帶(<100 Ω·m)(宋揚等，2019)，而礦化中心一般處于高低阻異常梯度帶位置，大規(guī)模的低阻異常多表現為破碎帶而不富集成礦。本次施工的ZKS28-1、ZKS28-2和ZKS28-3表明電阻率高低主要同地層的破碎程度和蝕變程度相關，巖芯編錄與CSAMT剖面套合結果同礦區(qū)巖石物性參數相一致，其中ZK28-1在斜深125 m處見含礦層間破碎帶，ZK28-3在260 m見蝕變破碎帶360m處見礦，ZK28-2在斜深304 m處見破碎帶，目前所見蝕變破碎帶的形態(tài)同前文所述的CSAMT電性梯度帶吻合，而兩處見礦位置均位于激電聯(lián)剖反交點位置，而ZK28-2僅依據CSAMT剖面提供的電性梯度帶布置鉆孔，其對應位置僅見多處破碎帶，未富集成礦。結合地質解譯圖，寨上金礦南帶總體處于背斜核部，不同地層間在擠壓應力下出現許多層間剪切帶，提供了諸多賦礦有利部位。但熱液向上運移過程中并非均勻富集成礦，故形成南礦帶現今的賦礦形態(tài)，目前推測礦脈位置和電阻率異常形態(tài)有所差異，結合地球物理探測結果及實際見礦點位置，礦脈應呈弧狀與高阻異常邊緣重合。

4 討論

本次工作通過區(qū)域重磁和礦區(qū)激電、電磁、磁法等綜合物探方法結合鉆探驗證了淺覆蓋區(qū)下方礦脈賦存位置與電阻率異常間的分布關系，確定了延伸部位的找礦標志。同時利用區(qū)域物探結果約束了前期對于成礦模式的討論，結合西秦嶺和寨上礦區(qū)兩個尺度，區(qū)域重磁和大比例尺電磁測深等多方法對礦區(qū)的賦礦模式、成礦機制進行研究。

4.1 寨上金礦賦礦標志

寨上金礦自東向西覆蓋逐漸增厚，研究區(qū)覆蓋層往往導致地質和地球化學信息獲取存在困難，從而限制了找礦的進程，但礦區(qū)淺覆蓋區(qū)成礦條件總體與出露區(qū)域類似，結合已有成礦規(guī)律通過高精度地球物理探測，查明地下控礦構造的形態(tài)，其中CSAMT可獲得地下可能賦礦的隱伏構造位置并結合激電聯(lián)剖弱異常對上述賦礦有利區(qū)的蝕變程度予以判斷，推測深部賦礦位置，上述結論得到部分工程驗證，為研究區(qū)繼續(xù)探索覆蓋區(qū)礦產提供指導依據。

根據寨上金礦南礦帶的CSAMT反演電阻率結果進行切片處理(圖6)，高低電阻率異常沿NWW向呈條帶狀依次排列，近地表小規(guī)模的異常分布較多隨著深度下降，異常趨于簡化，整個南礦帶深部被分為電性結構較為明顯的幾部分。從近地表的電阻率水平切片圖(H=2600 m)上看，地表推測礦脈位置均處于圖中電性變化界面的邊緣，呈舒緩波狀分段富集，結合測線縱剖面顯示，金礦賦存于層間接觸帶及發(fā)生破碎的巖性界面，根據實際見礦情況來看，在2600 m及2500 m深度見礦情況最佳。結合等深度剖面推測，由于在較淺部有多處小規(guī)模構造薄弱部位，利于成礦熱液同圍巖交代沉淀(劉誠等，2020b)，也有在成礦后期進一步富集的可能。由2200 m及2000 m深度剖面可知隨著深度下降，測區(qū)內小規(guī)模異常消失，電阻率整體差異縮小，推測隨著深度下降小規(guī)模的層間破碎減弱，由于巖漿熱液自下而上遷移，圍巖不同程度受蝕變改造。通過前文所述的16、28、S143線剖面顯示2200 m下方出現較為平緩的電性梯度帶，其所代表的斷裂帶又中均有致密灰?guī)r或板巖地層作為屏蔽障，微量元素的組合及硫化物樣品分析均表明成礦物質具有深源特征(路彥明，2006；馬星華等，2008；劉新會等，2011)，深部第二深度賦礦潛力較大。

由于前期物探工作布置均同勘探線重合，由前文CSAMT二維反演電阻率剖面主要反映與勘探線方向垂直的NWW向構造形態(tài)，其他方向構造反應不夠顯著，造成物探異常的多解性且對類似異常形態(tài)含礦性不一致。在研究區(qū)開展一定數量的CSAMT測量形成面積性成果的基礎上，本次研究通過提取反演電阻率模型中多個標高的電阻率信息形成等深度剖面后，發(fā)現除了NWW向的主構造方向外，在礦區(qū)西側還有NE向構造，以及近EW向和近SN向等不同方向、不同規(guī)模的斷裂構造存在，發(fā)育近“米”字形剪切構造，為區(qū)內提供廣闊的構造空間，加之普遍出現中低溫熱液活動痕跡，營造出礦化蝕變成礦物質就位的空間，十分有利于金成礦富集。CSAMT探測結果顯示上述一系列斷裂即延伸至深部，又與早期褶皺構造以及層間剪切構造在淺部交匯，當深部成礦熱液和大氣降水形成的混合熱液匯集到類似張性裂隙中時，流體不混溶可導致了金礦化的形成和沉淀，故在深部類似不同類型不同方向構造交接區(qū)亦是較為重要的儲礦構造。

4.2 成礦機制的地球物理證據

寨上金礦的成礦爭議焦點是巖漿活動及成礦流體的來源。其東部雖然廣泛出露花崗巖體(中川巖群)，但已發(fā)現的金礦床僅少量存在于巖體中，巖漿活動同金礦間關系存在爭議(毛景文等，2012)，部分靠近中川巖群的大型金礦(李壩、馬泉、金山)曾被歸為與巖漿作用無關的造山型(Mao Jingwen et al., 2002)，也有將其歸為與巖漿作用有直接成因關系的類卡林型(Liu Jiajun et al., 2015)。而本文研究目標寨上金礦其成礦機制一直難以厘定，金礦床位于岷—禮成礦帶西段，礦區(qū)周緣無巖體和巖脈出露，僅在北礦帶個別鉆孔和平峒中發(fā)現碳酸鹽化閃長玢巖脈，但礦石中存在輝鉬礦、Au—Ag碲化物以及礦石同位素組成等特征又表明成礦與巖漿活動有密切聯(lián)系(劉家軍等，2019)。巖漿活動和成礦流體來源無外乎在于其深部存在隱伏花崗質侵入體或與周邊深大斷裂帶相關。

綜合本次研究地球物理和前期的地質、地球化學結果，將兩個尺度分析礦區(qū)的成礦動力來源:

(1)從寨上礦區(qū)的綜合物探結果分析，可以初步推斷礦區(qū)的成礦動力模型，由CSAMT反演電阻率模型可知，寨上金礦總體為南礦帶部分剝蝕的背斜核部形態(tài)和北礦帶推覆構造形態(tài)，以F5斷裂為代表的多條低阻異常貫穿剖面，對應的地表斷裂延伸到一定的深度，形成了巖漿熱液和物質運移通道，但目前觀察到CSAMT剖面中的低阻異常斷裂帶與區(qū)域地球物理異常中顯示的深大斷裂或非同一條斷裂，即提供能量的深部印支—燕山期巖漿系統(tǒng)并不一定位于礦區(qū)深部，但礦區(qū)內部深大斷裂與區(qū)域斷裂巖漿系統(tǒng)一定具有連通性。由此推測巖漿熱液由深部沿構造薄弱部位運移而來，以區(qū)內大量斷裂裂隙礦化蝕變進而賦礦。結合地表實測較低的極化率以及中低溫、低壓成礦環(huán)境、礦體淺成礦深度的諸多特征(劉家軍等，2010;劉新會等，2011)，在目前探測深度1.5 km以淺范圍內出現隱伏巖體難以解釋極化率及電阻率異常的分布特征，通過礦區(qū)尺度工作證明上述成礦作用位于巖漿熱液成礦系統(tǒng)的遠端。在礦區(qū)研究尺度，扎麻樹背斜及同其伴生的次級斷裂、裂隙約束了深部巖漿熱液上涌就位的空間，大氣降水沿著地表斷裂下滲過程中萃取了地層中的有用成礦物質，與地下某一深度的巖漿巖體產生的沿深大斷裂向上運移的巖漿熱液相遇，形成混合熱液，經過復雜的分異、運移和沉淀過程，在較淺處富集成礦。構造活動導致背斜不同地層間發(fā)生滑動，形成構造裂隙，成礦流體在其間不均等就位而成礦。而深部同樣出現與目前勘探深度內類似的傾角較緩的電性梯度帶，同時地球化學原生暈也顯示深部具備不俗的成礦潛力(張沛等，2021)。

(2)對于礦區(qū)巖漿活動及成礦流體的來源也可以從區(qū)域地質地球物理方面進一步討論，西秦嶺地區(qū)金礦床主要分布于秦嶺造山帶龍門山斷裂和商丹斷裂之間，其空間展布特征受到區(qū)域性斷裂和弧形構造的控制(徐東等，2014)。由圖2所示的西秦嶺航磁異?？芍辖鸬V周緣并無類似中川巖群(即中川、柏家莊、教場壩、閭井和碌礎壩巖體)的環(huán)狀磁異常特征，特別是在提取剩余磁力異常后(圖2b)，除出現星點狀局部磁異常外表現為NW向線性異常，同時由區(qū)域剩余重力異?？芍獤|側中川巖群異常輪廓十分清晰，而寨上礦區(qū)顯示出較為明顯的條帶狀異常特征，同已知的隱伏—半隱伏巖體的環(huán)狀圈閉特征截然不同，岷縣—宕昌斷裂征對應上述條帶性異常特延伸至五朵金花巖體附近。故結合區(qū)域地球物理認識，寨上金礦下方應并不存在大規(guī)模的隱伏巖體，而應與區(qū)內深斷裂相連的西秦嶺地殼尺度的大型分割性斷裂密切相關，岷縣—宕昌斷裂沿線發(fā)育有晚三疊世(220 Ma左右)的淺成、超淺成侵入巖類，呈串珠狀沿走向展布于斷裂帶東西一線，其通過應為礦區(qū)提供成礦流體來源，通過岷縣—宕昌斷裂運移至礦區(qū)內幾條次一級低阻斷裂帶深部延伸部位。

綜上所述，寨上金礦的成礦極致可總結為岷禮成礦帶在印支—燕山期發(fā)生大規(guī)模洋陸俯沖向陸陸碰撞的轉變(張國偉等，2004；Jiang Yaohui et al., 2010)，由板塊運動產生的巖石圈尺度能量(Goldfarb et al., 2001)為驅動岷禮成礦帶大規(guī)模的熱液成礦活動提供了熱源(Chen & Santosh, 2014; Liu Jiajun et al., 2015; Yang Liqiang et al., 2016; 劉家軍等, 2019)。由區(qū)域性深大斷裂岷縣—宕昌斷裂運移的成礦熱液經與其相連的礦區(qū)內斷裂帶向上運移，在一定深度與沿地表斷裂下滲過程中萃取了地層中的有用成礦物質的大氣降水相遇，當上述混合流體沿較為寬大斷裂陡傾段向上運移時，深部壓力快速釋放流體逸散難以富集成礦，在地球物理探測結果中各處陡傾的寬大低阻帶基本不賦礦，而當混合流體運移至層間裂隙、斷裂相對緩傾段時，混合流體在相對恒溫恒壓下經過復雜的分異、運移和沉淀過程(宋明春等，2020; 曹勝桃等, 2021)，并且在成礦的層間破碎帶一側均存在致密完整地層予以屏蔽，最終于此富集成礦，目前測探揭露的見礦位置均位于CSAMT剖面的高阻異常邊緣和含泥質地層附近。本地區(qū)熱液活動雖然不甚強烈，但是熱液礦化作用普遍發(fā)生，因此造就了微細浸染狀低品位的金礦化作用，同時印證從區(qū)域道礦區(qū)尺度的成礦機制來源。

5 結論

(1)寨上金礦位于西秦嶺岷禮成礦帶，區(qū)域上受西秦嶺大規(guī)模印支—燕山期巖漿活動(中川巖群)和岷縣—宕昌深大斷裂雙重影響，其中區(qū)域性深大斷裂應是寨上金礦形成的主因，為區(qū)域富集成礦提供物質和能量來源通道。寨上金礦南礦帶以扎麻樹背斜核部為主要構造格架，北礦帶則呈較緩角度的背斜翼部疊加逆沖推覆構造形態(tài)，南北礦帶眾多的局部層間破碎帶、密集裂隙為控礦和含礦構造。

(2)單一物探方法或局限于礦區(qū)勘探線范圍的物探工作難以對復雜的大型礦區(qū)提供合理、全面的地質解釋，本文以西秦嶺區(qū)域重磁異常和礦區(qū)大比例尺綜合物探工作兩個尺度對寨上金礦的成礦機制、賦礦模式進行研究。以區(qū)域地球物理異常約束礦區(qū)尺度的地球物理模型解譯結果，構建寨上金礦地下電性結構，結合二維電磁法剖面完成的等深度剖面也為深部找礦方向提供新思路。

(3)針對寨上金礦區(qū)形成一套綜合物探方法組合應用于深部找礦。區(qū)域高精度重磁測量可以圈定隱伏巖體范圍，劃分巖體外接觸帶和控巖斷裂構造，約束區(qū)域成礦機制可能性；在礦區(qū)開展的激電、高精度磁法工作針對不同礦種圈定礦化蝕變帶的平面展布；電磁測深提供地表礦化線索的深部延展情況、分布范圍，形成礦區(qū)地質—地球物理模型。

(4)結合寨上金礦完成的CSAMT和不同極距的激電聯(lián)合剖面法工作，聯(lián)剖“反交點”異常對應CSAMT剖面中電性梯度帶位置為寨上金礦賦礦有利位置，激電聯(lián)剖反交點位置變化亦可反應礦脈傾向，結合上述地球物理賦礦標志在寨上金礦南礦帶東西延伸方向的淺覆蓋區(qū)域均得到驗證，區(qū)域成礦前景良好，有助于寨上金礦進一步向淺覆蓋區(qū)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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