摘要
龙头沟金矿床是柞水—山阳矿集区一热液型金矿床,矿体呈脉状赋存于近东西向断裂构造带中,围岩蚀变强烈,与成矿关系最密切的是硅化、白云石化、重晶石化、黄铁矿化,矿石具中粗粒自形—半自形—他形粒状、交代残余、包含、碎斑和交代环边等结构,块状、角砾状、脉状和稀疏浸染状等构造。矿石矿物主要为黄铁矿、黄铜矿和黝铜矿,脉石矿物有石英、铁碳酸盐、重晶石等,贵金属矿物为自然金。为了精确厘定金矿成矿时代,本文选取龙头沟金矿床主成矿期的白云石、重晶石、石英、黄铁矿等矿物进行了Sm-Nd同位素定年工作,获得等时线年龄为(141.70±0.92) Ma,与柞水—山阳矿集区140 Ma左右的构造-岩浆活动时代相当。结合以往研究成果,进一步说明柞水—山阳矿集区存在晚侏罗世—早白垩世金矿成矿事件,认为龙头沟金矿床成矿作用是在秦岭造山带晚侏罗世—早白垩世伸展构造背景下构造-岩浆-热液活动演化的产物,可为矿集区下一步开展矿产勘查及研究提供重要依据。
Abstract
The Longtougou gold deposit is a hydrothermal deposit located in the Zhashui-Shanyang ore concentration area. The ore bodies occur as veins within a nearly east-west trending fault zone, where wall rocks are intensely weathered. Mineralization is most closely associated with silicification, dolomitization, baritization, and pyritization. The ore minerals are medium- to coarse-grained and exhibit textures such as subhedral granular, metasomatic relict, and atoll-like. Ore structures include massive, brecciated, veined, and sparsely disseminated types. The primary ore types are pyrite-quartz-dolomite and pyrite-quartz-barite. The main metallic minerals are pyrite and chalcopyrite, with minor bismuthinite. Gangue minerals are predominantly quartz, ferroan dolomite, and barite. Native gold is the only precious metal mineral. In this study, Sm-Nd isotopic dating of dolomite, barite, quartz, and pyrite from the main mineralization stage yielded an isochron age of (141.70±0.92) Ma. This age is consistent with that of regional tectonic-magmatic activity (ca. 140 Ma). Combined with previous studies, our results further confirm a Late Jurassic-Early Cretaceous gold mineralization event in the Zhashui-Shanyang district. We propose that the Longtougou deposit formed from tectonic-magmatic hydrothermal fluids evolving under an extensional tectonic setting in the Qinling Orogenic Belt during this period. This study provides important constraints for future mineral exploration and research in the mining area.
0 引言
柞水—山阳矿集区是秦岭造山带内重要的矿产资源基地之一,矿产资源丰富,先后勘查发现了大西沟铁矿、银硐子银多金属矿床、夏家店金矿床、龙头沟金矿床、王家坪金矿床等。近年来,众多学者对矿集区内不同类型矿床的成矿作用开展了大量的研究工作(王瑞廷等,2010,2012,2015,2021,2023;吴发富,2013;任涛等,2014a;刘凯等,2019,2020;丁坤等,2021,2022),越来越多的证据显示区内存在晚侏罗世—早白垩世大规模成矿事件。
龙头沟金矿床位于柞水—山阳矿集区东部,矿床中心点坐标:东经 109°59'8″,北纬 33°27'6″,为柞水—山阳矿集区内一热液型金矿床,该矿床自2006 年被勘查发现以来,已经陆续提交金金属量12 t,规模达到中型,矿体产出于近东西向断裂带中,矿体严格受断裂构造控制。龙头沟金矿作为区内典型金矿床,一直是众多地勘单位及地质学家研究的重要对象,以往的研究工作主要集中于矿床地球化学、流体包裹体测温、稳定同位素分析等方面(胡西顺等,2010;王淑丽等,2014;宁磊,2015;丁坤等, 2022),矿床成矿时代一直未开展深入研究,阻碍了区域成矿规律的总结,制约了区内找矿思路及下一步找矿方向。本文在对龙头沟金矿床开展详细野外调查的基础上,选择主成矿期的白云石、重晶石、石英、黄铁矿等矿物进行了 Sm-Nd 同位素定年工作,厘定龙头沟金矿床成矿时代,分析该矿床成矿背景及矿床成因,以期为矿集区开展金矿勘查及研究提供新的思路。
1 区域地质概况
柞水—山阳矿集区内泥盆系出露较为广泛(图1),区域性构造凤镇—山阳大断裂和镇安—板岩镇大断裂将矿集区泥盆系地层分为南带、中带和北带。南带泥盆系以碳酸盐岩为主,中带泥盆系以碳酸盐岩和碎屑岩为主,北带泥盆系以碎屑岩建造为主。其次区内发育石炭系碎屑岩建造,东南部发育少量志留系、奥陶系、寒武系、震旦系及耀岭河群基底地层。
1—古近系—新近系;2—石炭系;3—泥盆系;4—志留系;5—青白口系—奥陶系;6—晚侏罗世—早白垩世岩浆岩;7—三叠纪岩浆岩;8—新元古代岩浆岩;9—断层;10—钒矿床;11—铁矿床;12—银矿床;13—锌矿床;14—铜矿床;15—金矿床;16—锑矿床;17—矿床规模:大型、中型、小型及矿点;18—地名
矿集区构造作用较强烈,以山阳—凤镇大断裂为界划分为 2 个二级大地构造单元,北部为礼县— 柞水华力西褶皱带,主要为东芦山—桐峪寺复向斜南翼,南部为南秦岭印支褶皱带,主要有北沟寺— 中村复式向斜、烟家沟—耀岭河倒转背斜、大天竺山—白龙洞复式向斜。断裂构造发育,以近东西向为主,其次为近南北向。近东西向山阳—凤镇断裂带和镇安—板岩镇断裂带纵贯整个矿集区,具有多期活动特征,控制了区内的沉积岩、火山岩、侵入岩的形成和分布,也控制着区内Au、Ag、Fe、Cu、Pb、Zn 等矿产的分布(图1),是重要的控岩控矿构造。
矿集区侵入岩活动强烈,具多期性的特征,按成岩时间总体可分为新元古代、古生代、中生代3期 (卢欣祥等,1999;胡健民等,2004;牛宝贵等,2006; 弓虎军等,2009;王涛等,2009;杨恺等,2009;张成立等,2009;秦江锋,2010;刘仁燕等,2011;王晓霞等,2011;Ping et al.,2013;吴发富等,2014)。其中以中生代岩浆岩最为发育,在矿集区北部形成了晚三叠世中酸性岩体,自西向东依次为柞水岩体、曹坪岩体、沙河湾岩体,矿化作用较弱;小河口—元子街—下官坊构造-岩浆岩带和色河铺—池沟—冷水沟一带形成了晚侏罗世—早白垩世岩浆岩带,围绕这些小岩体矿化蚀变作用强烈,形成了一系列斑岩型-矽卡岩-热液脉型铜、铁、金、银多金属矿床、矿点。
2 矿区地质
2.1 地层
龙头沟金矿床主要发育中泥盆统(图2),主要为石家沟组(D2s)、大枫沟组(D2d)。石家沟组(D2s) 岩性为厚层白云质砂岩、砂质白云岩,少量泥质生物灰岩,厚度 52~212 m;大枫沟组(D2d)为主要赋矿地层,岩性可分上下 2段,大枫沟组下段(D2d1)分为上下 2亚段,下亚段(D2d1-1)岩性主要为厚层块状杂砾岩与中薄层状长石石英砂岩、绢云粉砂质板岩互层夹生物灰岩、白云质砂岩、白云岩,厚度 80~100 m;上亚段(D2d1-2)岩性为中—厚层状中粒长石石英砂岩夹绢云粉砂质板岩、薄层千枚状绢云板岩,夹少量含砾砂岩,厚度约 300 m;大枫沟组上段(D2d2) 岩性以厚层石英砂岩为主,分上、下 2 亚段,下亚段 (D2d2-1)岩性为中厚层状中粗粒石英砂岩,夹少量生物灰岩,厚度约120 m;上亚段(D2d2-2)岩性为绢云粉砂质板岩、薄层状粉砂质板岩、千枚状泥质粉砂岩、绢云板岩夹厚层状中粒石英砂岩,厚度约432 m。
图2龙头沟金矿床地质简图
1—大枫沟组上段上亚段;2—大枫沟组上段下亚段;3—大枫沟组下段上亚段;4—大枫沟组下段下亚段;5—石家沟组上段;6—断层及编号; 7—金矿体及编号;8—金矿化体及编号;9—含金石英脉;10—钻孔及编号
2.2 构造
龙头沟金矿床位于纸房沟—瓦房店—中村背斜北翼,背斜核部位于矿区南部,矿区总体为一单斜构造,局部发育少量小褶曲。区内断裂构造发育,根据展布方向可分为东西向、北西向、北东向 3 组,以北西西向断裂为主,控制着龙头沟金矿床矿体的展布(图2)。其中龙头沟断裂带F11为纸房沟— 瓦房店—中村背斜核部产出的一区域性控矿断裂。 F1、F2、F3、F4、F5等东西向南倾次级断裂为成矿断裂。北东向断裂带,如 F7为成矿后断裂,切割并错移矿体。
龙头沟断裂带(F11):该断层为区域性控矿断裂,呈东西向分布于矿区南部纸房沟—瓦房店—中村背斜轴部,构造带宽 9~55 m,北倾,倾角 49°~86°。带内岩性为角砾岩、断层泥、糜棱岩、构造透镜体等。该断裂总体表现为逆断层性质,根据断裂带内构造特征分析该断裂发生两期构造活动,早期挤压作用形成一系列片理化带、糜棱岩带,后期以张性为主,形成张性角砾岩、岩粉、石英脉、方解石脉,岩石角砾大小不一,呈棱角状,无磨圆,矿化分布不均,局部形成工业矿体。
F1、F2、F3、F4、F5等断层:长度 650~3000 m,宽 2~7 m,总体走向呈北西西向,倾向南西,倾角 50°~70°,断层破碎带内主要为碎裂岩和硅化蚀变胶结物,蚀变矿化强烈,主要有硅化、重晶石化、白云石化、黄铁矿化、镜铁矿化、黄铜矿化等,Ⅰ-1、Ⅱ-1、 Ⅲ-1、Ⅳ-1、Ⅴ-1、Ⅴ-2、Ⅵ-1 等金矿体均赋存于这些断层。
F7断层:长度数千米,宽 5~15 m,北东走向,北西倾向,倾角80°~85°,断层破碎带内物质主要由构造角砾岩、岩石粉末、断层泥等组成,带内滑动面较多,后期石英脉、铁碳酸盐脉发育,该断裂为一右行走滑断裂,水平错距约350 m,可能为成矿后断裂。
2.3 岩浆岩
矿区内地表无岩浆岩出露,但发育石英脉、石英碳酸盐脉和钾长石石英脉,通过 1∶1 万比例尺遥感工作在矿区解译出与岩体相关的环形构造,显示矿区深部存在岩浆岩活动。2025 年施工的钻探工作于矿区深部发现煌斑岩脉活动,显示其深部构造热液发育。
图3龙头沟金矿床99勘探线剖面图
1—大枫沟组下段上亚段;2—第四系坡积物;3—绢云粉砂质板岩; 4—砂砾岩;5—产状;6—钻孔及编号;7—平硐;8—矿体品位(g/t)及厚度(m);9—金矿体及编号;10—金矿化体
2.4 矿体
龙头沟金矿床共控制到 7 条金矿体,分别为Ⅰ-1、Ⅱ-1、Ⅲ-1、Ⅳ-1、Ⅴ-1、Ⅴ-2、Ⅵ-1,矿体近东西向—北西西向展布,受断裂构造控制,与地层产状相反,平行展布,其中Ⅰ-1 和Ⅳ-1 号金矿体为区内主要金矿体,规模相对较大。
Ⅰ-1 金矿体:赋存于 F1断层中,该矿体工程控制长约 1300 m,控制斜深 250 m,有分支复合现象,矿体总体倾向南(图3),沿走向和倾向上均呈舒缓波状变化,产状 180°~218°∠45°~75°;矿体厚 0.20~3.60 m,平均厚 1.10 m,厚度较稳定,厚度变化系数为 74.10%;单工程 Au 品位 1.03×10-6~8.50×10-6,矿体平均品位3.60×10-6,品位变化系数为46.60%。
Ⅳ-1 金矿体:赋存于 F4断层中,该矿体工程控制长约 1000 m,控制斜深 350 m,脉状产出,有分支复合现象,矿体总体倾向南(图3),产状 180°~218° ∠35°~86°,产状较稳定;矿体厚0.35~4.80 m,平均厚 1.27 m,厚度较稳定,厚度变化系数为 79.15%;单工程 Au品位 1.03×10-6~42.0×10-6,矿体平均品位 5.64× 10-6,品位变化系数为128.56%。
2.5 矿石特征
龙头沟金矿床矿石工业类型为蚀变岩型金矿石。矿石结构主要呈中粗粒自形—半自形粒状结构、交代残余结构、他形粒状结构、碎斑结构、包含结构、假象结构、环带结构、交代环边结构等。矿石构造主要为块状构造、脉状构造(图4)、角砾状构造、星散状构造、稀疏浸染状构造、流失孔构造。
矿石金属矿物主要为黄铁矿,其次有黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、黝铜矿、自然金等;脉石矿物主要为石英、白云石、铁白云石,其次有方解石、重晶石等(图5)。
龙头沟金矿床常见的矿石矿物组合主要有:黄铁矿-自然金-方解石-石英、黄铁矿-自然金-方解石-重晶石-石英、黝铜矿-黄铜矿-斑铜矿-方解石-重晶石-石英、黄铁矿-黝铜矿-黄铜矿-自然金-方解石-重晶石-石英、黄铁矿-黝铜矿-黄铜矿-方铅矿-自然金-方解石-重晶石-石英等。
载金矿物较多,主要有黄铁矿、褐铁矿、黝铜矿、黄铜矿、重晶石、方解石、石英等,其中金赋存于黄铁矿、褐铁矿中最多,占 83.29%,其次是石英,占 10.43%,方解石和黝铜矿,分别占 4.29% 和 1.57%,黄铜矿和重晶石相对较少,仅占0.14%和0.29%。
金的形态类型较多(图5),以立方体状、角粒状、八面体状等为主,约占44.90%,其次为浑圆状— 次圆状、镰刀状、棒状、麦粒状、蠕虫状、乳滴状、蝌蚪状、椭圆形、线状等,占 10.40~11.60%;少量叶片状、板片状、长条形等,占2%~3%。其中浑圆—椭圆状主要呈包裹金赋存于载体矿物中,其他形态多赋存于矿物粒间及矿物或岩石裂隙中。金的分布不均匀,以单粒金为主,有少量呈集合体状分布。
图4龙头沟金矿床典型金矿石照片
a—Ⅳ-1金矿体成矿早期形成的石英脉和成矿期形成的石英+白云石+重晶石+黄铁矿脉体;b—Ⅰ-1金矿体主成矿期形成的碎斑状矿石,白色矿物为白云石、石英,烟灰色为黄铁矿化石英脉;c—Ⅳ-1金矿体主成矿期矿脉,黄铁矿分布于石英+白云石脉体内;d—Ⅳ-1金矿体主成矿期矿脉,团块状黄铁矿分布于石英+白云石+重晶石脉体周围
图5龙头沟金矿床典型金矿石显微特征照片
a—白云石+硫化物型金矿石,矿石中的黄铁矿(Py)分布于铁白云石(Ank)中(正交偏光);b—黄铁矿+石英+方解石脉型金矿石,矿石矿物重要由方解石(Cal)、石英(Qtz)组成,黄铁矿(Py)呈五角十二面体沿岩石裂隙分布(正交偏光);c—黄(褐)铁矿化硅质白云质石英砂岩型金矿石,黄铁矿/褐铁矿(Py/Lm)呈浸染状分布于蚀变白云石(Dol)和石英(Qtz1)砂岩中(正交偏光);d—黄铁矿/褐铁矿+重晶石+石英型金矿石,黄(褐)铁矿(Py/Lm)浸染状分布于重晶石(Brt)、石英(Qtz)之间(正交偏光)
图6龙头沟金矿床金赋存状态特征照片
a—自然金(Gl)和黄铜矿(Ccp)分布于黄铁矿(Py)裂隙中(单偏光);b—自然金(Gl)呈角粒状分布于褐铁矿(Lm)裂隙中(单偏光);c—自然金(Gl) 呈线状与黝铜矿(Td)连生,分布于黄铁矿(Py)裂隙中(单偏光);d—自然金(Gl)呈角粒状、浑圆状包裹于褐铁矿中及褐铁矿裂隙中(单偏光);e— 自然金(Gl)呈不规则状分布于石英(Qtz)与重晶石(Brt)粒间(单偏光);f—自然金(Gl)呈长角粒状—树枝状包裹于石英(Qtz)中(单偏光)
物相分析结果显示龙头沟金矿床金的赋存状态有 3 种,分别为裂隙金、粒间金和包裹金,其中以裂隙金为主(图6a~d),其次是粒间金(图6e),包裹金较少(图6f)。裂隙金约占 52.59%,粒间金约占 35.50%,包裹金约占 11.91%。裂隙金:金主要呈角粒状—长角粒状、线状等赋存于褐铁矿、黄铁矿的裂隙中;粒间金:金主要呈角粒状、四边形、三角形、刀叉状等形态赋存于褐铁矿、黄铁矿、黝铜矿、黄铜矿、石英、方解石、重晶石等矿物粒间;包裹金:金主要呈角粒状、浑圆状、麦粒状等形态赋存于褐铁矿、黄铁矿中。
2.6 围岩蚀变
龙头沟金矿床围岩蚀变强烈,主要发育硅化、白云石化、重晶石化、方解石化、绿泥石化、绢云母化、黄铁矿化,与成矿关系最密切的是硅化、白云石化、重晶石化、黄铁矿化。
(1)硅化:石英呈烟灰色—乳白色脉状、透镜状分布于南倾切层断裂构造中,其中金属硫化物含量较高,与矿化关系比较密切。
(2)白云石化:大量分布于矿脉中,与石英、重晶石共同组成脉体,往往伴生黄铁矿、黄铜矿等硫化物,与成矿关系密切。
(3)重晶石化:重晶石矿物与石英、白云石形成脉状集合体分布于构造带中,黄铁矿等硫化物蚀变强烈,局部可见重晶石脉携带大量硫化物,与矿化关系密切。
(4)黄铁矿化:呈浸染状、团块状、细脉状、星散状和星点状分布于矿化蚀变带及脉石矿物中,黄铁矿含量与金矿化正相关,黄铁矿化越强,金矿石品位越高。
2.7 成矿期次与成矿阶段划分
根据龙头沟金矿床矿石手标本的观察及镜下各矿物的形态、组合特征及相互关系,将热液成矿期次划分为石英-少硫化物阶段、石英-白云石-重晶石-多硫化物阶段、石英-方解石阶段。
石英-少硫化物阶段:该阶段硅化蚀变强烈,主要形成石英脉脉体,发育少量硫化物,石英呈灰白色,含少量黄铁矿,多呈五角十二面体、少量呈立方体,自形程度较好,后期破碎强烈,具强烈的压碎结构,矿化较弱。
石英-白云石-重晶石-多硫化物阶段:该阶段硅化、白云石化、重晶石化强烈,形成石英、白云石、重晶石等脉石矿物,同期,形成了大量金属矿物,主要有黄铁矿,其次还发育闪锌矿、方铅矿等。黄铁矿呈自形—半自形粒状结构,粒度≤0.5 mm,方铅矿、闪锌矿多呈自形—半自形粒状结构,粒度≤0.5 mm。金多赋存于黄铁矿(褐铁矿)粒间或褐铁矿与黄铁矿裂隙中,是本区的主要成矿阶段,金矿石品位较高。
石英-方解石阶段:该阶段硅化、碳酸盐化强烈,形成石英和方解石,脉状产出,切割穿插早期形成的含矿脉体,为热液成矿的最后阶段,该阶段不含矿。
3 样品采集及测试方法
3.1 样品选择
本研究选择龙头沟金矿床Ⅰ-1、Ⅳ-1金矿体主成矿阶段的石英、白云石、重晶石、黄铁矿等单矿物开展 Sm-Nd 同位素定年(表1),将样品粉碎至 40~80 目,在双目镜下挑选石英、白云石、重晶石、黄铁矿单矿物提纯至 99% 以上,用蒸馏水清洗,低温蒸干,然后将纯净的定年单矿物分别在玛瑙研钵内研磨至200目左右。
表1龙头沟金矿床Sm-Nd同位素测年样品信息一览
3.2 样品测试结果
本文龙头沟金矿 Sm-Nd 同位素样品测试为获得有一定差异的Sm/Nd而特选提取了稀醋酸溶物和不溶物,所分离样品中的Sm、Nd元素富集物的同位素比值 σ 测定均在英国制造的 VG354 热电离质谱计上完成。对美国 La Jolla Nd 同位素标准样中143Nd/144Nd 的测定值为 0.511860±8(2σ,n=8);标准化值采用146Nd/144Nd=0.7219。详细的Sm-Nd化学制备、质谱测定方法及标准样品测定结果参考相关文献(王银喜等,1988,2007)。
表2龙头沟金矿床黄铁矿、白云石等矿物Sm-Nd同位素比值和含量测定结果
龙头沟金矿床主成矿期定年矿物的 Sm-Nd 同位素分析结果见表2,Sm-Nd 等时线年龄计算采用 ISOPLOT 计算程序完成(Ludwig,1988),样品147Sm/144Nd 比值误差为 1%,143Sm/144Nd 误差采用 0.05%。计算获得的 Sm-Nd 等时线年龄为(141.70± 0.92) Ma(图7),MSWD=1.6,143Sm/144Nd 初始比值= 0.5119765±0.0000026。
开展 Sm-Nd 同位素定年工作所有样品必须是同期、同源的,因此,本文选择龙头沟金矿床Ⅰ-1、 Ⅳ-1金矿体主成矿阶段的石英、白云石、重晶石、黄铁矿开展定年工作。由表2和图8可知,1/Nd 与143Nd/ 144Nd 之间不存在线性关系,显示图7所表现的直线具有等时线意义。
图7龙头沟金矿床Sm-Nd等时线年龄图
图8龙头沟金矿床1/Nd与143Nd/144Nd关系图
4 讨论
4.1 成矿时代及其意义
柞水—山阳矿集区中生代岩浆活动具体分为2 期,第一期为三叠纪侵入的柞水、曹坪、沙河湾岩体,常以大岩体、岩基的形式产出,但矿化较弱,在这些印支期岩体及其周围均未发现有大规模的成矿作用。第二期为晚侏罗世—早白垩世形成的中酸性小岩体群,主要分布于冷水沟、双元沟、土地沟、池沟、小河口、元子街、下官坊等地,岩体矿化蚀变作用强烈,以往工作主要以寻找燕山期斑岩型-矽卡岩型铜、钼、铁多金属矿床为主(谢桂青等, 2012;任涛等,2014b;刘凯等,2020)。
前人对龙头沟金矿床开展了大量的研究工作,通过 H-O、S、Si同位素研究显示龙头沟金矿床成矿流体与岩浆岩活动关系密切(丁坤等,2021),该矿床为中温岩浆热液型金矿床(胡西顺等,2010),但是关于龙头沟金矿床成矿时代以及和哪个时代的岩浆活动有关一直缺乏精确数据支撑。胡西顺等 (2015)认为龙头沟金矿床与印支期秦岭陆内造山期南秦岭构造带有幔源岩浆活动有关,宁磊(2015) 推断该矿床的形成与古秦岭洋向华北板块之下持续消减密切相关,其中(287.8±2.6) Ma 形成了山阳—凤镇大断裂及矿区的主要褶皱,进而在此应力条件下,(200.9±1.9) Ma 在褶皱的基础上形成切割其轴部的逆冲断层及其反冲断层,并在幔源岩浆的活动下形成了龙头沟金矿床。近年来,先后有多位学者对矿集区及其周边的金矿床开展过成矿年龄厘定工作,显示区内金矿床的成矿时代为晚侏罗世—早白垩世,陈雷等(2023)获得矿集区西部冷水沟金矿中蚀变钾长石和绢云母Ar-Ar同位素年龄约为 144 Ma,刘凯等(2019)获得夏家店金矿床萤石、方解石单矿物 Sm-Nd 等时线年龄为(139.6±0.98) Ma,刘云华等(2016)获得的矿集区南部东沟金矿床矿石中蚀变矿物绢云母 Ar-Ar 同位素年龄为 142 Ma,这些数据均与本文获得的龙头沟金矿床成矿年龄(141.70±0.92) Ma接近。
结合矿集区近期新发现的庙梁金矿床、寨子沟金矿床以及南沟、刘家台、白沙沟等金矿点,成矿作用均与晚侏罗世—早白垩世侵入岩活动关系密切,越来越多的研究显示矿集区内的金、铜、钼等矿产同为晚侏罗世—早白垩世岩浆岩活动作用下形成的不同类型多金属矿床,共同组成侵入岩成矿系统,只是由于空间分布差异造成了不同类型的多金属矿床。因此,结合近期龙头沟金矿深部钻孔控制到的隐伏煌斑岩脉,认为随着找矿程度的不断加深,下一步找矿工作应当注意不同空间成矿类型及成矿元素的变化。
4.2 成矿地球动力学背景
秦岭地区金属矿床的形成与秦岭造山带构造演化存在密切关系,矿集区不同时代、不同类型的矿床是秦岭造山带不同阶段构造-岩浆活动的产物 (闫臻等,2014)。中生代以来,秦岭地区爆发了强烈的 Au、Mo、Cu 等大规模成矿事件(华仁民和毛景文,1999),总体可分为 2 个阶段特征,三叠纪以来,受华北板块和扬子板块南北向碰撞挤压,柞水—山阳矿集区发生大规模褶皱变形、逆冲叠覆、走滑等,龙头沟地区纸房沟—瓦房店—中村背斜及区域性断裂带F11均是在这一构造背景下形成,后期由于造山碰撞作用的松弛和重力调整,转入后造山早期的伸展塌陷(张国伟等,2001),区内构造体制由挤压环境变为伸展环境,进而引发了下地壳和上地幔的部分熔融,形成了晚三叠纪柞水岩体、曹坪岩体、沙河湾岩体,并在局部形成矿化作用,如龙头沟金矿西部 3 km 处的香沟金钨矿区近期获得与白钨矿共生方解石的 Sm-Nd 等时线年龄为(195±65) Ma(薛玉山等,2021),显示这一时期的热液成矿作用;晚侏罗世—早白垩世,随着古太平洋板块向东亚大陆边缘俯冲远程效应,区内岩石圈减薄(郑建平等, 1999)和主应力场方向大调整等(Mao et al.,2008;毛景文等,2009;Mao et al.,2011),增厚的下地壳和下伏岩石圈地幔发生了拆沉作用,软流圈物质上涌,与下地壳发生大面积的壳幔作用,这一时期,柞水—山阳矿集区发生了富含 Cu、Mo、Au、Ag 等元素的中酸性侵入岩活动事件(张本仁等,1989),同时形成了夏家店金矿、庙梁金矿、池沟铜-钼矿、小河口铜-金矿等大中型金、铜多金属矿床,龙头沟金矿床则是在这一背景下形成。
5 结论
(1)龙头沟金矿床属热液型金矿床,利用主成矿期白云石、重晶石、石英、黄铁矿等矿物Sm-Nd同位素定年,获得成矿年龄为(141.70±0.92) Ma,显示成矿时代为早白垩世。
(2)龙头沟金矿床形成于中晚中生代秦岭造山带构造体制转换的背景,成矿作用与柞水—山阳矿集区晚侏罗世—早白垩世大规模构造-岩浆活动相关。
(3)柞水—山阳矿集区龙头沟、夏家店等热液型金矿床与斑岩-矽卡岩型铜、钼、金多金属矿床为同一构造岩浆成矿事件形成,共同构成侵入岩成矿系统,矿集区以后的矿产勘查过程中应当注意不同空间矿种及成矿类型的变化。