自20世纪60年代美国内华达州发现卡林型金矿带以来，我国在寻找卡林型矿床方面取得了较突出的进展。至21世纪初，我国在扬子板块周缘黔西南—桂北、湘西和川西勘查探明了一大批汞锑矿共生的微细浸染型金矿床[1]。其中，丁（家山）—马（家沟）金汞锑矿带位于扬子板块北缘南秦岭印支褶皱带镇安—旬阳早古生代沉积盆地北部，是我国重要的矿产地之一，长期以来备受关注。该区自古为汞锑矿开采区，经历过多次地质调查，但其远景并未确定。自1949年以来，全国多家地勘单位曾在该区开展找矿勘探工作，发现并评价了西坡岭、丁家山和银台山等一批中小型汞锑矿床（点）。20世纪80年代以来，武警黄金第五支队长期在秦岭地区开展地质找矿工作，运用地物化综合找矿技术，经过近30年的系统勘查，在该矿带丁—马汞锑矿西部发现了金龙山、腰俭和丘岭等大（中）型金矿床。截至目前，整个丁—马金汞锑矿带累计提交金资源储量100 t以上，规模达超大型，是我国秦岭地区屈指可数的超大型金及多金属矿床[1]。研究人员相继对丁—马金汞锑矿带的地质背景、矿床成因、成矿物质来源、物化探特征、成矿模型和成岩成矿年龄等进行了细致研究[2,3,4,5,6]，并取得了一系列成果，有效地指导了该带地质找矿工作。然而，近年来该区找矿研究工作相对滞后，导致矿区深部和边部找矿未能及时跟进，目前该矿带勘查工作进入低谷。为查明并解决制约地质找矿的关键问题，拓展丁—马金汞锑矿带的规模，从勘查找矿的角度，结合区内最新地质勘探成果，重新总结该矿带的成矿规律并对其找矿前景进行分析，以期对该矿带内进一步勘查找矿提供有益参考。
1 成矿地质背景
图1
图2
区域内古生代地层出露较齐全，从寒武系至二叠系均有产出，中生界仅有三叠系。金矿（化）体主要赋存于中泥盆统杨岭沟组、上泥盆统南羊山组和下石炭统袁家沟组中，汞锑矿（化）体主要赋存于下石炭统袁家沟组中。这3套地层呈整合接触关系，其中杨岭沟组岩性以开阔碳酸盐台地相沉积的中厚层生物碎屑灰岩为主，南羊山组主要出露灰岩—粉砂岩—页岩岩相段，袁家沟组主要出露薄—中厚层灰岩和粉砂质灰岩。
区域构造活动强烈，一系列由北向南的叠瓦式断裂组成弧顶朝南的弧形构造系统，构成了本区构造的基本格架。丁—马金汞锑矿带位于金鸡岭复向斜北翼松树岭—枣树滩背斜南侧，丁家山—古楼山小型弧形构造变形带内，弧顶位于腰俭一带，西翼位于古楼山矿段，东翼位于西坡岭—丁家山一带。金汞锑矿化体主要赋存在NE、NW向断裂带和近EW向层间剪切破碎带内。
2 矿体地质特征
1964~1980年，西北冶金地质勘探公司714队曾在丁—马矿带进行了汞锑矿的找矿勘探工作，评价了西坡岭—丁家山—马家沟汞锑矿田，提交表内汞金属量429.61 t，锑金属量6 586.33 t[8]。自1989年以来，武警黄金部队在本区开展金矿地质勘查工作，累计施工钻探3万多米，坑探7 km，先后发现金龙山、丘岭和腰俭等大中型金矿床，地质找矿获得重大突破，估算（333+334）金资源量达55 t，平均金品位为3.15×10-6。2008年以来，陕西久盛矿业投资管理有限公司对金龙山矿段101、103矿脉和丘岭东沟矿段304、318矿脉开展了金矿详查工作，探获了一定的金工业矿体资源储量。截至目前，全区累计探获金资源储量已超过100 t。目前，丁—马金汞锑矿带已发现75条金矿（化）体、100余条汞锑矿（化）体，矿化体主要赋存在NE、NW向断裂带中，其次赋存在近EW向层间剪切破碎带中，矿带中东部（丁家山—马家沟）分布有汞锑矿，西部（古楼山—金龙山）主要分布有金锑矿。根据矿化特征和矿化相对集中的特点，将该成矿带自东向西划分为7个矿段，分别是石家山、丁家山、西坡岭、金龙山、腰俭、丘岭和古楼山（图3）。
图3
2.1 金龙山金矿段
矿（化）体受金龙山短轴背斜控制，枢纽近EW，赋矿地层分别为上泥盆统南羊山组和下石炭统袁家沟组。密集分布且具横切片理的破劈理、不均匀分布的膝折带叠加在早期剪切片理化带上构成了NW、NE和SN向破碎带，其中主要的含矿带是NE向破碎带。本区共发现13条蚀变矿（化）体，圈定金矿体4条，锑矿（化）体3条，金矿体一般沿走向长200～420 m，矿体厚度为0.41～40.48 m，平均厚度为7.33 m；金品位变化范围在1.0×10-6～65.8×10-6之间，平均品位为6.17×10-6。锑矿（化）体长50～80 m，厚1～2 m，锑品位为0.91%～11.44%，平均品位为2.65%。金锑矿（化）体属异体共生关系，剖面上锑矿（化）体一般位于金矿（化）体之上。矿山生产情况表明，这些矿体主要呈透镜状，NE向矿体显示出受张性构造裂隙控制的特点，而EW向矿化脉体受顺层裂隙控制，EW向矿化脉体的连续性和矿化程度均不如NE向矿体。蚀变以硅化和碳酸盐化为主，金属矿化以黄铁矿、黄铜矿、辉锑矿和褐铁矿为主。
2.2 腰俭金矿段
矿（化）体受近EW向展布的腰俭短轴背斜控制，核部为上泥盆统南羊山组，两翼为下石炭统袁家沟组，控矿构造以近EW向轴部断裂带为主，同时发育NE和近SN向蚀变破碎带。发现蚀变矿化体17条，圈定矿体8条，矿体长210～680 m，平均厚度为3.38 m，平均金品位为2.59×10-6。蚀变以硅化和碳酸盐化为主，矿化以褐铁矿、黄铁矿化和毒砂矿化为主。
2.3 丘岭金矿段
矿化体受宽缓丘岭短轴背斜轴面劈理带及断裂带的控制，轴面劈理多发育在次一级褶曲中，且与早期劈理呈较大交角相交。相对宽缓的寄生褶皱递进演化的膝折带较发育，其密集带演变为构造破碎带，并在丘岭背斜中呈发散状，成为本区重要的控矿构造。矿化体规模、形态和产状受构造破碎带控制。由于本区断裂较复杂，在NE向断裂与EW、NW、SN向断裂交会部位，矿体分支复合、膨胀收缩现象明显。矿段内共发现矿脉17条，圈定矿体14条，矿体长130.0～948.3 m（其中天坑321矿体严格受背斜轴部断裂带控制，长约4 000 m），厚度为0.39～24.62 m，平均金品位为3.45×10-6。蚀变以碳酸盐化和硅化为主，近地表矿化以褐铁矿为主，深部以毒砂矿和黄铁矿化为主。
2.4 古楼山金矿段
矿（化）体出露于枣树滩背斜南翼，受NW和NE向断裂破碎带控制，赋矿地层为中泥盆统杨岭沟组和上泥盆统南羊山组。目前已发现蚀变破碎带14条，圈定矿体3条，走向以NW和NE向为主，长度为373～799 m，厚度为0.51～3.13 m，矿段平均金品位为2.27×10-6。蚀变主要为硅化和方解石化，矿化主要为褐铁矿化。
2.5 西坡岭汞锑矿段
矿段内绝大多数矿体受NE向断层控制，已圈定矿体19条。按构造类型，将矿体划分为2类：一类是产于NE向断裂破碎带及其次级断层中的脉状矿体，长度为30～200 m，厚度为0.50～1.78 m，矿石类型为含汞锑似碧玉岩和硅化灰岩；另一类是产于主断层切割背斜处受主断层中一组支裂隙控制的细脉带状矿体。矿（化）体长度为30～50 m，厚度为2.5～15.0 m。这2类矿石品位Hg为0.056%～0.774%，Sb为0.51%～4.10%，矿石多为含汞锑的灰岩，少数为含汞锑似碧玉岩和硅化灰岩。
2.6 丁家山汞锑矿段
矿体受NE向断层控制，已发现3条矿体，矿体长度为40～106 m，厚度为0.54～6.55 m。矿石汞品位为0.130%～1.055%，平均品位为0.282%，锑品位为0.91%～11.44%，平均品位为2.65%，矿石多为含汞锑似碧玉岩和硅化灰岩。
2.7 石家山汞锑矿段
该矿段仅发现1条汞矿体，受NE向断层控制，矿体规模小，长度为50 m，厚度为1.2 m，矿石汞品位为0.415%，矿石主要为含汞锑似碧玉岩。
3 成矿地球化学特征
3.1 微量元素空间分带
图4
3.2 微量元素共生组合
矿石样品聚类分析研究表明，当元素之间相关系数为0.38时，元素组合可划分为Sb-Hg-As、Pb-Zn-Cu和Au-Ag这3组（图5）。Hg-Sb相关系数可达0.96，相关性非常好，说明Hg、Sb元素的地球化学性质较为相似，化学性质活泼，迁移能力较强；Pb-Zn-Cu相关系数大于0.6，表明在成矿作用过程中这3个元素具有良好的相关关系，Pb、Zn和Cu均属于中高温热液元素，化学性质活泼程度相对较低，迁移能力较弱，在金成矿过程中常常形成前缘晕或尾晕。Au-Ag相关系数大于0.6，表明Au-Ag元素相关性较好，在成矿作用中相互伴生，其地球化学性质较相似，化学性质活泼性和迁移能力介于Sb-Hg-As与Pb-Zn-Cu之间。前人研究认为Au、Hg元素地球化学特征具有共同点且成矿具相似性，金、汞矿体可叠加形成于同一矿床中，南秦岭地区由深大断裂控制的金、汞锑矿体是同一成矿事件形成的[10,11]。本次研究认为Au、Hg和Sb等元素的地球化学性质存在一定的差异，使得成矿作用过程中成矿热液发生分异，形成元素的轴向分带，矿体在空间上的赋存位置有深有浅，表现为金、汞锑矿体在水平方向或垂直方向上呈有规律的带状分布。
图5
3.3 流体包裹体地球化学
在前期勘查中选择与金矿化、汞锑矿化密切相关的共生蚀变石英、方解石单矿物进行包裹体液相、气相成分测定研究，金矿化阶段与锑矿化阶段具有较明显的差异，在含矿热液的早—中期金矿化作用阶段，K+含量远大于Na+含量，阴离子中SO42-、HCO3-总含量远大于F-、Cl-总含量，金矿化阶段热液流体成分具有K+-Na+-（SO42--HCO3-）型特征。在含矿热液晚期锑矿化阶段，随着成矿作用向较氧化的近地表浅部脆性断裂带迁移，流体包裹体成分富含SO42-，Na+和Cl-离子含量明显增加，且Na+>K+，表现出在相对氧化条件下，含矿流体成分属于Na+-K+-（SO42--Cl--F-）型。同时，流体包裹体中主成矿元素测定结果显示，金矿化阶段流体中金含量高于锑矿化阶段，而锑含量则恰好相反（表1）。本区汞锑矿的形成时间晚于金矿，在中—浅成还原环境下，富K+细碎屑岩发育地区，金矿化的形成时间早于汞锑矿，随后含矿热液演变为富含汞锑的较氧化的含矿流体，其中SiO2在浅成弱还原—弱氧化条件钙质岩层的脆性断裂中形成硅化灰岩（似碧玉岩），构造环境中压力进一步降低，随后方解石沉淀，同时形成汞锑矿化。
表1 丁—马矿带矿物包裹体液相化学成分[1]
Table 1
| 成矿阶段 | 矿物名称 | Na+ | K+ | F- | Cl- | SO42- | HCO3- | Au | Sb |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 金矿化阶段 | 石英 | 1.23 | 18.44 | 2.23 | 3.38 | 12.99 | 10.37 | 0.0016 | 0.006 |
| 汞锑矿化阶段 | 方解石 | 2.54 | 0.38 | 0.89 | 4.48 | 53.60 | - | 0.0008 | 1.380 |
4 成矿规律
4.1 时空分布
无论是美国内华达州的卡林型金矿带，还是我国沿扬子板块周缘黔西南—桂北、湘西、川西和南秦岭等地发现的大批汞锑矿共生的微细浸染型金矿床[12,13,14]，均与大地成矿构造环境密切相关，分布在2个构造单元的过渡部位或大地构造单元的边缘活动带。这些地带构造活动强烈，产生了深大断裂，易形成线性分布的巨型成矿带[15]。丁—马矿带位于南秦岭印支褶皱带镇旬古生代沉积盆地北部，刘云华等[16]获得本区成矿期绢云母成矿年龄为晚中生代早期。同时，前人研究表明南秦岭碰撞作用最终结束于晚白垩世，碰撞造山事件与成矿时间同步[17]。丁—马矿带金汞锑矿床是在盆山转变的构造体制下及后期构造变质岩浆作用的影响下，在挤压向伸展构造机制转变过程中减压增温形成的。其中汞锑矿的形成略晚于金矿，在成矿时代（阶段）上存在先后、继承关系，具有金矿化—汞锑矿化—碳酸盐化的演化规律。丁—马矿带上矿化体在空间分布上具有明显的水平分带特征，东部的丁家山、杨家岭矿段为单一的汞锑矿床，中部的金龙山、腰俭和丘岭矿段为金（汞锑）共（伴）生矿床，西部的古楼山矿段为单一的金矿床。
4.2 构造岩性控矿
区域上印支期SN向挤压应力形成近EW向紧闭背斜褶皱，叠加燕山期NE向宽缓背斜褶皱形成穹隆构造，从而构成本区主体构造格局[18]。背斜轴部及两翼受强烈的挤压作用发育密集的裂隙、节理及近EW向挤压破碎带（剪切带），是成矿的有利部位[19]，直接控制着区内内生金属矿产的空间分布，NE向断裂为本区主要控矿构造，其他NW、SN向断裂含矿性较差，丁家山、金龙山和丘岭矿段主含矿构造均为NE向断裂破碎带。矿化主要受与断裂连通的有利岩性（可渗透性层位）的控制，而非某时代地层控矿。矿区赋矿围岩主要为（泥质）钙质粉砂岩和粉砂质页岩，粉砂质灰岩、泥质灰岩及其互层，粉砂多为石英，偶见长石，主量元素为Si、Ca、Al、C和K等。砂质成分的粒级及可渗透性是热液扩散并可能吸附成矿组分的重要特征，含较高钙质可能有利于扩大渗透性，含一定泥质则具有吸附金等矿物的作用。钙质、砂质和泥质共同组成的岩石是矿化的有利岩性，如钙质粉砂岩、粉砂质页岩、含砂灰岩、钙质页岩和泥质灰岩等。赋矿岩性对矿化具有一定的控制作用，在灰岩分布地区，矿脉与围岩界限清楚，多为断裂控矿，形成脉状矿体，如321矿脉等；在粉砂岩分布地区，在顺层或断裂、节理附近形成弥散状的蚀变、浸染状矿化，使矿体与围岩无明显界限，形成微细浸染型矿（化）体，如304矿脉等。
4.3 矿石共生组合与蚀变
本区金汞锑矿石共生（伴生）矿物主要由硫化物（砷黄铁矿、黄铁矿、毒砂、辉锑矿和辰砂）、氧化物（石英）和碳酸盐组成，在成矿元素组合上具有Au-Sb、Hg-Sb、Hg不同组合；矿物组合主要有毒砂—含砷黄铁矿—黄铁矿—辉锑矿、黄铁矿—辉锑矿—辰砂、辰砂—辉锑矿等；成矿温度上具有由高—低的演化趋势。根据上述特点，金汞锑矿化是同一空间（构造地质背景）下物理化学条件发生变化的演化结果，显示了成矿继承性和阶段性的演化特点，是一个成矿组合演化系列。即金矿体与汞锑矿体在空间展布上呈密切共（伴）生的地球化学规律。与矿化较密切的围岩蚀变主要为硅化和碳酸盐化，硅化贯穿成矿作用的始终，但矿化蚀变的表现形式和强度不同，本区蚀变最强，分布较普遍的蚀变为似碧玉岩化，发育在成矿作用中—晚期阶段，往往成为金矿化作用与汞锑化作用的分界，是重要的矿化蚀变现象和找矿标志。当黄铁矿化、毒砂及弱硅化同时出现时，标志着金矿化富集或存在金矿体，充填于张性断裂带中的碧玉岩脉，再次发生破碎角砾岩化，将会出现辉锑矿和辰砂矿化，同时伴随有强硅化和方解石化。
5 丁—马金汞锑矿带找矿前景
5.1 区域找矿潜力巨大
近EW向展布的南秦岭金汞锑巨型成矿带夹持于华北与扬子两大板块之间，东起陕豫交界，西至青海共和，沿区域深大断裂延绵数千公里，集中成群出现多个多金属及贵金属成矿盆地，如镇旬、板沙、凤太、西成、岷礼和同德—泽库等，构成扬子地块北缘重要的多金属成矿域。目前巨型成矿带中的同德、西成和凤太等多金属成矿盆地汞锑矿床中发现了共（伴）生金矿体[20]，金汞锑共生作为一种找矿标志和线索，引起了地质工作者的极大关注。沿深大断裂旁侧的次级断裂带同时出现As-Hg-Sb硫化物和黄铁矿矿物组合地段是寻找同类型矿床的有利地段。镇旬晚古生代沉积盆地位于南秦岭印支褶皱带东部，是秦岭地区重要的多金属—贵金属成矿区，丁—马矿带位于镇旬盆地北部，镇板深大断裂南侧，成矿条件有利，赋存有较丰富的矿产资源，目前正在开发利用的矿床有金龙山、丘岭大型金矿床，丁家山、西坡岭中小型汞锑矿床。区内还有众多如腰俭、古楼山、郭家山和杨家岭等中小型金汞锑矿床（点）还未系统勘查和开发利用，随着地质工作的不断加强和深入，本区找矿必将取得新突破。
5.2 矿区找矿前景广阔
目前矿区普查工作尚未结束，金矿区找矿前景广阔，下一步应开展的重点工作有：（1）在已发现矿体的深部，加大工程控制力度。金龙山矿区不同矿段内矿体的最低控矿标高不一致，在西侧的古楼山矿段控矿标高为1 357 m，丘岭矿段控矿标高为986 m，腰俭矿段控矿标高为806 m，金龙山矿段控矿标高为200 m。金龙山矿段内金矿体控制深度达600 m，而西侧的古楼山矿段控制平均深度仅为77 m。通过分析控矿标高，认为古楼山矿段、丘岭矿段和腰俭矿段已知矿体深部尚有很大的找矿前景。经进一步勘探证实，金龙山矿区304-3号和103号主矿体深部延伸较大，矿体向深部品位和厚度均没有明显减弱的趋势，反映出矿化向深部仍有延深。（2）加大矿区地表异常检查力度。由于以往地质勘查经费投入不足，区内地质工作程度较低，还有大量的化探异常没有彻底检查，如HT92-19、HT92-13、HT92-8、HT93-7和HT93-10等土壤异常有待进一步查证，以期发现新矿化体。
5.3 汞锑矿区找金潜力较大
丁—马矿带金汞锑矿床是同一构造地质背景下不同物理化学演化的结果，二者既有联系，又有差异。生产实践已证实，金汞锑矿床在水平方向和重直方向上的分布具有明显的规律性，在剖面上汞锑矿处于上部，金矿处于下部，有时汞锑矿与金矿相互重叠，金汞锑元素组合对找矿具有重要的指示意义，互为找矿指示元素，金汞锑共伴生可作为一种找矿标志和线索。目前仅在丁—马矿带西部发现金龙山、丘岭等大型金矿床，丁—马矿带东部找金效果不理想。但该区已发现了上百条汞锑矿化体，均受一定的褶皱断裂控矿，构造形态多样。近年来原武警黄金第五支队一直在丁—马矿带东部汞锑矿区开展金矿勘查工作，已发现数条金汞锑共伴生矿化体，少量样品已达金的工业品位。在该地区对已知汞、锑矿化体边部及深部进行系统勘查控制，金矿找矿有望取得新突破。
6 结论
丁（家山）—马（家沟）金汞锑矿带大地构造环境位于华北地台与扬子地台两大构造单元之间的过渡部位，镇—板深大断裂南侧，南秦岭金汞锑巨型成矿带东部，成矿条件有利。Au-Hg-Sb矿化属于同一成矿系列，空间上具水平和垂向分带特征，但赋存于矿带不同层位，且存在密切共生关系。金汞锑矿床是在盆山转变的构造体制下及后期构造变质岩浆作用的影响下，在挤压向伸展构造机制转变过程中减压增温形成的，其中汞锑的形成略迟于金矿，成矿时代（阶段）存在先后继承关系。金汞锑矿体受构造岩性控制，背斜轴部及两翼受强烈的挤压作用发育密集的裂隙、节理及近EW向挤压破碎带（剪切带），是成矿的有利部位，直接控制着区内内生金属矿产的空间分布，NE向断裂为本区主要控矿构造。丁—马矿带成矿条件较好，在古楼山、郭家山和杨家岭等未开展系统勘查的地区，以及汞锑老矿区纵深、侧翼和已知矿体深部，找矿潜力较大。
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