The Au-Cu polymetallic mineralization system related to intermediate to felsic intrusive rocks and the prospecting prediction in Xiahe-Hezuo area of Gansu, West Qinling orogenic belt
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摘要:
甘肃夏河—合作地区岩浆岩与矿产分布具有分带性：夏河-合作断裂以北侵入岩规模较大，以岩基、岩株为主，发育Cu、Au、W、Mo、Pb、Zn等以中高温元素为主的矿化，受岩体边缘接触带及断裂双重控制；夏河-合作断裂以南侵入岩规模较小，多以小岩株、脉岩出现，发育Au、Hg、Sb等中低温矿化，受断裂破碎带控制。地球化学组成显示，该区侵入岩具有镁闪长岩、TTG岩套的双重特点，为"热壳"+"热幔"的壳幔结构，成矿条件极为有利。硫、氢、氧稳定同位素特征指示，成矿物质主要来自地幔岩浆析出的热液，后期有大气降水的参与。夏河—合作地区为与中酸性侵入岩有关的金铜等多金属矿成矿系统，在夏河-合作断裂以南，剥蚀较浅，可寻找远成低温热液型金、锑矿等，在其深部还应注意寻找斑岩型或矽卡岩型铜金矿床。而在剥蚀程度较高的北带，应以斑岩型和矽卡岩型矿床为主。
Abstract:The distribution of magmatic rocks and mineral deposits in Xiahe-Hezuo area has a zoning characteristics:The intrusive rocks in northern Xiahe-Hezuo fault have larger scales and are mainly batholiths and stocks.The mineralization in intrusive rocks is dominated by medium and high temperature elements, such as Cu, Au, W, Mo, Pb and Zn, and is controlled jointly by the contact zone at the edge of rock mass and the fracture.The intrusive rocks to the south of Xiahe-Hezuo fault are smaller and are mainly small stocks and dikes.The mineralization in intrusive rocks is dominated by medium and low temperature elements and is controlled by the fracture.Geochemical characteristics in this area show that the intrusive rocks have the dual characteristics of magnesium diorite and TTG rock suite, and structurally belong to crust-mantle structure that is "thermal shell" + "thermal mantle"; therefore, the metallogenic condition in this area is extremely favorable. S, H, O and other stable isotope characteristics show that the ore-forming material was mainly derived from the hydrothermal fluid in the mantle magma and, in the later period, there occurred the participation of atmospheric precipitation.The Au-Cu polymetallic ore-forming system in Xiahe-Hezuo area was associated with medium-acid intrusive rocks.Therefore, exploration should be focused on searching for remote low temperature hydrothermal gold and antimony deposits in the shallow part and searching for porphyry and skarn deposits in the depth to the south of Xiahe-Hezuo fault, due to the shallow denudation degree.However, the prospecting should be based on porphyry and skarn deposits to the north of Xiahe-Hezuo fault characterized by a high denudation.
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表 1 夏河—合作地区主要侵入岩主量元素及相关参数
Table 1. The content of major elements and main parameters of intrusions in Xiahe-Hezuo area
% 地点 样号 岩性 SiO2 TiO2 Al2O3 Fe2O3 FeO MnO MgO CaO Na2O K2O P2O5 总计 Na2O+K2O FeO*/MgO 数据来源 德合日岩体 PM048-1-1 花岗闪长岩 62.71 0.66 15.75 0.69 4.33 0.09 3.38 4.95 2.5 2.28 0.12 97.46 4.78 1.46 ④ PM048-3-1 花岗闪长岩 67.74 0.53 15.72 0.2 3 0.04 1.01 3.24 2.8 3.9 0.19 98.37 6.70 3.15 PM048-6-1 花岗闪长岩 66.32 0.6 16.42 0.49 3.2 0.06 1.2 3.6 2.7 3.44 0.19 98.22 6.14 3.03 PM048-10-1 花岗闪长岩 73.42 0.18 14.49 0.09 1.05 0.02 0.29 1.35 3.3 4.5 0.1 98.79 7.80 3.90 PM048-12-1 似斑状花岗闪长岩 68.37 0.6 15.34 0.39 3.12 0.04 0.96 3.09 2.52 4.12 0.19 98.74 6.64 3.62 德乌鲁岩体 DW-1 石英闪长岩 58.6 0.74 14.86 0.44 6.29 0.11 5.31 5.94 2.98 1.8 0.15 97.22 4.78 1.26 ⑤ DW-2 石英闪长岩 63.16 0.61 14.48 0.55 4.55 0.08 3.81 4.32 3.86 2.84 0.14 98.40 6.70 1.32 DW-3 石英二长闪长岩 64.6 0.57 14.72 0.56 4.39 0.08 3.54 4.25 2.69 3.24 0.12 98.76 5.93 1.38 DW-4 石英二长闪长岩 65.15 0.52 14.23 0.63 3.89 0.08 3.3 3.96 3.86 2.88 0.12 98.62 6.74 1.35 DW-5 花岗闪长岩 65.96 0.5 14.51 0.59 3.87 0.07 3.24 3.99 2.78 3.25 0.1 98.86 6.03 1.36 美武岩体 MW-1 石英闪长岩 64.87 0.55 14.85 0.86 3.51 0.07 2.74 3.7 3.86 3.31 0.14 98.46 7.17 1.56 ⑤ MW-2 二长花岗岩 67.02 0.52 14 1.1 3.35 0.08 2.26 3.06 2.95 3.79 0.17 98.30 6.74 1.92 MW-3 花岗闪长岩 64.37 0.6 14.99 0.26 2.05 0.06 2.9 6.81 4.66 1.36 0.16 98.22 6.02 0.79 MW-4 花岗闪长岩 66.46 1.05 18.9 2.46 4.37 0.22 4.56 5.65 2.89 2.64 0.12 109.32 5.53 1.44 MW-5 石英闪长岩 65.26 0.37 15.84 0.4 3.38 0.09 2.74 4.04 3.56 3.36 0.13 99.17 6.92 1.36 MW-6 石英闪长岩 65.14 0.33 15.91 0.73 3.04 0.09 2.73 4 3.67 3.22 0.13 98.99 6.89 1.35 MW-7 石英闪长岩 65.12 0.32 15.84 0.58 3.15 0.08 2.8 3.74 3.66 3.31 0.13 98.73 6.97 1.31 MW-8 石英闪长岩 63.58 0.36 16.03 0.11 3.97 0.09 3.35 4.51 3.58 3.13 0.12 98.83 6.71 1.21 玛久勒岩体 MJ-1 黑云母花岗闪长岩 65.31 0.62 16.76 0.07 3.18 0.05 1.75 4.01 2.84 3.73 0.14 98.46 6.57 1.85 ⑤ MJ-2 蚀变花岗斑岩 74.58 0.05 14.7 0.2 0.56 0.03 0.09 1.02 3.61 4.33 0.03 99.20 7.94 8.22 MJ-3 二长花岗岩 65.68 0.56 16.48 0.16 2.98 0.05 1.68 3.59 2.93 3.65 0.13 97.89 6.58 1.86 将其那梁岩体 JQ-1 石英闪长玢岩 62.99 0.6 16.14 4.06 0.08 0.75 4.58 0.49 3.46 0.109 93.26 3.95 4.87 ⑥ JQ-2 石英闪长玢岩 59.94 0.57 15.72 5.07 0.1 4.2 4.28 2.38 2.24 0.099 94.60 4.62 1.09 JQ-3 花岗斑岩 76.08 0.16 12.01 2.27 0.07 0.67 1.73 0.24 3.08 0.029 96.34 3.32 3.05 JQ-4 石英闪长玢岩 60.4 0.62 16.08 4.99 0.09 4 4.53 2.41 2.24 0.108 95.47 4.65 1.12 JQ-5 花岗斑岩 71.29 0.61 13.2 4.9 0.15 1.34 1.95 3.51 1.28 0.137 98.37 4.79 3.29 JQ-6 闪长玢岩 60.17 0.54 15.75 4.14 0.12 1.73 4.29 2.26 3.03 0.106 92.14 5.29 2.15 JQ-7 黑云石英闪长玢岩 63.02 0.57 16.69 4.75 0.1 2.33 4.45 2.63 2.89 0.105 97.54 5.52 1.83 JQ-8 闪长玢岩 64.29 0.54 16.74 4.3 0.09 1.96 3.68 3.18 2.87 0.104 97.75 6.05 1.97 早子沟脉岩 2011Ⅱ1QH-6 闪长玢岩型矿石 63.26 0.513 16.19 2.80 0.83 0.046 1.78 3.29 0.112 3.57 0.11 92.50 3.68 1.88 [16] 2011Ⅱ1QH-7 闪长玢岩型矿石 57.82 0.552 14.55 2.72 1.63 0.058 3.14 5.74 0.125 4.02 0.099 90.45 4.15 1.30 2011Ⅱ1QH-8 闪长玢岩 57.65 0.553 15.17 3.36 1.31 0.064 3.67 5.21 0.318 2.83 0.095 90.23 3.15 1.18 2011Ⅱ1QH-9 闪长玢岩 64.41 0.465 14.84 2.12 0.97 0.038 1.85 3.71 0.195 2.57 0.111 91.28 2.77 1.56 2011Ⅱ1QH-10 闪长玢岩型矿石 65.55 0.454 14.62 1.84 1.22 0.036 1.62 3.34 0.936 3.47 0.103 93.19 4.41 1.78 11ⅥYQ-6 石英闪长玢岩 62.68 0.57 15.81 1 2.65 0.05 1.72 3.52 0.096 3.72 0.11 91.93 3.82 2.06 11ⅥYQ-9 石英闪长玢岩 63.29 0.46 13.96 1.05 1.82 0.05 2.1 3.88 0.11 3.78 0.08 90.58 3.89 1.32 11ⅥYQ-10 石英闪长玢岩 60.7 0.5 14.7 0.96 2.18 0.05 1.9 4.57 0.093 3.76 0.08 89.49 3.85 1.60 11ⅥYQ-7 闪长岩 60.09 0.58 16.43 1.63 0.91 0.05 1.98 4.66 0.13 3.59 0.1 90.15 3.72 1.20 11ⅥYQ-8 闪长岩 63.24 0.6 16.65 0.67 3.01 0.05 1.7 2.43 0.13 4.39 0.1 92.97 4.52 2.13 脉岩(格里那
断裂以南)2017XⅥYQ-1 闪长玢岩 55.14 0.806 17.22 6.01 5.19 0.082 4.84 3.78 4.56 1.56 0.266 99.45 6.12 2.19 本文 2017XⅥYQ-2 闪长玢岩 68.42 0.475 15.28 3.44 0.45 0.042 0.772 1.66 4.38 2.72 0.129 97.77 7.10 4.59 2017XⅥYQ-3 闪长玢岩 67.8 0.462 15.08 3.3 1.73 0.036 1.02 1.62 4.1 3.76 0.12 99.03 7.86 4.61 2017XⅥYQ-4 石英闪长玢岩 65.17 0.52 12.38 3.05 0.71 0.107 0.107 5.50 1.37 2.18 0.151 91.24 3.55 32.28 S98-2 闪长玢岩 50.08 0.53 9.39 4.93 1.62 0.15 2.18 12.87 1.36 2.04 0.1 85.25 3.40 2.78 Ⅲ-10-1 闪长玢岩 53.56 0.75 14.55 2.23 3.89 0.09 6.99 4.75 4.26 1.65 0.52 93.24 5.91 0.84 
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表 2 夏河—合作地区典型矿床硫稳定同位素δ34S值
Table 2. The sulfur stable isotope δ34S values of typical deposits in Xiahe-Hezuo area
测试对象 黄铁矿/‰ 毒砂/‰ 辉锑矿/‰ 数据来源 老豆金矿 -5.9~2.9 平均-2.48 -5.9~3.2 平均-4.87 2.9~5.0 平均4.81 [15] 以地南铜金矿 2.2~4.9 平均3.86 -3.8~7.1 平均2.33 2.8~4.6 平均3.7 早子沟金矿 -9.3~-5 平均-7.4 -10.1~-5.72 平均-8.89 -12.3~-7 平均-10.1 [24-25] 早子沟金矿含金黄铁矿 -1.5~-2.9 平均-2.2 本文 加甘滩金矿 -12.5~-7.5 平均-10 -13.4 平均-13.4 注：测试单位为核工业北京地质研究院分析测试研究中心；测试仪器为Delta v plus气体同位素质谱计；精度优于0.2‰
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表 3 夏河—合作地区典型矿床H-O稳定同位素组成
Table 3. The sulfur stable isotope H-O values of typical deposits in Xiahe-Hezuo area
测试对象 δ18OH2O/‰ δD/‰ 数据来源 老豆金矿 绢云母 3.5~7.3 平均4.8 -88.4~-65.1 平均-75.8 [26] 电气石 -1.45~0.85 平均-0.33 -70.1~-55.3 平均-66.2 以地南铜金矿 石英 15.5~15.4 平均15.4 -87.6~-85.8 平均-86.7 本文 早子沟金矿 石英 6.1~12.1 平均9.16 -103.4~-67.4 平均-94.5 [27-29] 加甘滩金矿 石英 9~11.4 平均9.8 -99.9~-93.7 平均-96.7 本文 注：测试单位为中国地质大学(武汉)地质过程与矿产资源国家重点实验室；测试仪器为Delta V Advantage；精度：H为2‰、O为0.2‰
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① 甘肃省地矿局第三地质矿产勘查院.甘肃省夏河县加甘滩金矿资源储量核实暨扩大区详查报告.2015.
② 湖南省有色地质勘查局二四五队.甘肃省合作市以地南铜金矿补充详查报告(2012-2014).2015.
③ 甘肃省地矿局第三地质矿产勘查院.甘肃省合作市早子沟金矿接替资源勘查报告.2016.
④ 中国地质大学(武汉)地质调查研究院.1: 25万《临夏幅》报告.2006.
⑤ 甘肃省地矿局第三地质矿产勘查院.甘肃省合作—美武一带1: 5万矿产远景调查报告.2013.
⑥ 陈正乐, 韩凤彬, 王功文, 等.甘肃省合作市早子沟金矿找矿预测研究.中国地质科学院地质力学研究所, 2015.
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图(9)
表(3)
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