河南省嵩縣栗子溝金礦礦床成因及成礦模式新探

閻仁杰

河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局第三地質(zhì)大隊(duì)，河南 鄭州 450016

1 礦床地質(zhì)特征

礦床位于河南省嵩縣舊縣鎮(zhèn)龍?zhí)洞謇踝訙辖鼫峡谔巸砂吨玲钥h大章鄉(xiāng)萬村孫溝之間的礦化區(qū)內(nèi)。

礦床產(chǎn)出的大地構(gòu)造位置為華北陸塊南緣—燕山期熊耳山變質(zhì)核雜巖穹窿狀地體的南坡。礦區(qū)屬熊耳山西段金鉛成礦段。礦區(qū)地層為熊耳群許山組、雞蛋坪組、馬家河組，巖性以中基性火山巖為主，次為流紋巖、凝灰?guī)r等。礦區(qū)構(gòu)造分為二期五次，第一期為與燕山早期五丈山巖體侵入上拱有關(guān)的傾向南西的拆離正斷層和傾向北東的逆斷層，分2個(gè)構(gòu)造幕，第二期為與燕山晚期花山花崗巖體侵入上供有關(guān)的北東東向、北東向、北西向斷裂，分3個(gè)構(gòu)造幕、最后一幕形成的北東東向右形平移斷層為成礦后斷裂。橫穿礦區(qū)的北東東向石鼻梁斷裂和較大的北北西向司家莊斷裂為導(dǎo)礦構(gòu)造，其它為容礦構(gòu)造。礦區(qū)未見侵入巖體，礦區(qū)東北角距五丈山巖體約1km。礦區(qū)共產(chǎn)出含礦構(gòu)造帶27條，以北西向拆離斷裂控礦為主，次為北東向斷裂控礦，礦區(qū)共圈定金礦體21條，銀鉛礦體4條，銀鉛鋅礦體1條，銅礦體1條。礦體的產(chǎn)出嚴(yán)格受斷裂構(gòu)造控制，長18m～526m不等，厚0.28 m～4.28m，平均厚1.27m。礦體呈薄脈型或薄板狀，產(chǎn)狀與含礦斷裂一致。礦體的圍巖蝕變以鉀長石化、硅化、黃鐵礦化為主。另具青盤巖化、碳酸鹽化等。礦石類型主要為含金鉀長石化石英化蝕變巖。少量含金石英脈及含金硅化碳酸鹽化蝕變巖，礦石有半自形—它形粒狀結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)、填隙結(jié)構(gòu)等，礦石有浸染狀、細(xì)脈浸染狀、角礫狀、條帶狀、條紋狀、蜂窩狀構(gòu)造等。

2 礦床成因

2.1 成礦物質(zhì)來源

2.1.1 氫、氧同位素特征及成礦熱液的水來源

在含礦構(gòu)造破碎帶采集了35個(gè)礦化石英樣品，δO18為-6.68‰～-8.24‰，δD為-76.1‰ ～-90.7‰ 經(jīng)δDSMOW—δO18SMOW關(guān)系分析，樣品投影于雨水線附近而遠(yuǎn)離巖漿水，說明本區(qū)成礦物質(zhì)可能來源于地層。（樣品由中南礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測中心分析）。

2.1.2 礦物包裹體氣液相成分特征及成礦熱液的水來源

石英包裹體氣相成分中，H2O含量高，富含CO2和CH4，無O2表明成礦環(huán)境為還原環(huán)境。

成礦流體的Na+/K+=1.2-1.5，平均1.35，具地層流體（或天然水）的特點(diǎn)。（樣品分析由中南大學(xué)地學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院包裹體分析室萬芳、劉偉承擔(dān)）。

2.1.3 斷裂帶蝕變巖元素含量及來源

根據(jù)光譜全分析結(jié)果，礦石中的微量元素特征為Co、Cr、Ni、Ta的含量接近中基性火山巖的豐度值，W、Be元素并不富集，而是接近基性巖的豐度，Bi、Ta匱乏，說明礦石中并沒有與花崗巖類有關(guān)的特征元素的富集，推論是礦區(qū)成礦元素來自熊耳群地層。

2.2 金的沉淀與遷移

本礦床金的遷移、沉淀與金的地球化學(xué)性質(zhì)和斷裂蝕變帶的構(gòu)造演化特征密切相關(guān)，區(qū)內(nèi)成礦流體中金主要以[AuCl4]-和Au[HS]-的形式存在，并隨流體遷移，在有利的構(gòu)造和物理化學(xué)條件下沉淀成礦。

2.3 成礦溫度

采用均一法測溫，對礦石中的石英進(jìn)行了包裹體測溫。測試結(jié)果本礦床的成礦溫度范圍在130℃～215℃，平均187℃，屬于低溫范圍。

2.4 成礦壓力和成礦深度

根據(jù)包裹體氣液相成分測試結(jié)果，鹽度為5.45%，據(jù)此，按經(jīng)驗(yàn)公式求得含礦熱液初始溫度為427℃，初始壓力為370×105Pa，初始深度為1.23km，成礦壓力為197×105Pa，成礦深度為0.54k。

2.5 礦床成因

據(jù)上所述：成礦平均溫度為187℃，成礦深度為0.54km，按正常的地?zé)崽荻仍谠撋疃鹊販丶s30°左右，不滿足成礦溫度。如果在原始地表以下10km以上有花崗巖體侵入（終晶溫度710℃），形成深部熱異常且有斷裂構(gòu)造通道時(shí)，能夠滿足本礦區(qū)的成礦溫度條件。燕山期強(qiáng)烈斷裂活動(dòng)和深部中酸性巖漿侵入，巖漿侵入增溫和斷裂擴(kuò)容減壓作用使巖層中的水飽和度降低，形成水相擠入斷層和裂隙內(nèi)，同時(shí)，水在被擠壓匯聚、擠壓上升、對流和向上噴氣過程中，不斷萃取火山巖地層中的成礦物質(zhì)且形成絡(luò)合物搬運(yùn)礦質(zhì)，自所在容水容礦液空間（斷層或裂隙）進(jìn)行減壓、擴(kuò)容、去氣、降溫或與下降的天水混合改變含礦液體成分，改變PH值、EH值時(shí)，即發(fā)生絡(luò)合物分解，礦質(zhì)沉淀，形成礦體或礦化巖石及熱液蝕變巖。

根據(jù)本礦床形成溫度，據(jù)地?zé)崽荻群褪Ｓ鄿囟韧茰y，礦區(qū)地面之下隱伏花崗巖體埋深6km～7km。

綜上所述，栗子溝金礦屬與燕山期隱伏巖體侵入形成的熱異常有關(guān)的、與火山巖地層水有關(guān)的、以火山巖為礦源層的以多期次斷裂為通道（導(dǎo)礦和容礦）的中低溫構(gòu)造帶蝕變巖型金礦床。

3 成礦模式

根據(jù)礦區(qū)的斷裂構(gòu)造特征和隱伏巖體侵位位置關(guān)系，將礦區(qū)礦體的形成劃分為下列3種推想模式。

3.1 “人參狀”巖漿構(gòu)造熱液運(yùn)移沉淀成礦模式（如圖1）

該模式中，由于巖體侵位深，與花崗巖有關(guān)的礦質(zhì)在接觸帶附近富集向上則貧化消失。熱水萃取火山巖地層的礦質(zhì)自小裂隙向大裂隙及斷層中匯聚。

此模式為小構(gòu)造為導(dǎo)礦構(gòu)造，大構(gòu)造為容礦構(gòu)造。(就像人參發(fā)達(dá)的根系吮吸下部營養(yǎng)長成大的人參一樣）

圖1 “人參狀”熱液成礦模式圖

3.2 “非字形”巖漿構(gòu)造熱液運(yùn)移沉淀成礦模式（如圖2剖面圖，圖3平面圖）

該模式為在大的斷裂中礦液分散，形不成礦體，在次級斷裂中成礦，大斷裂帶在深部無論是剛性的還是塑性的，均有利于巖漿侵入。

圖2 “非字形”熱液成礦模式剖面圖

圖3 “非字形”熱液成礦 模式平面圖

3.3 “枝丫狀”巖漿構(gòu)造熱液運(yùn)移沉淀成礦模式（如圖4）

該模式為近花崗巖體處與巖體有關(guān)的含礦氣液經(jīng)大的構(gòu)造導(dǎo)入小的構(gòu)造成礦（傳統(tǒng)模式）。

圖4 “枝丫狀”熱液成礦模式圖

4 礦床成因和模式的找礦意義

1）礦床成因分析和模式的建立對熊耳山區(qū)繼續(xù)尋找金礦具有參考意義；

2）礦區(qū)東北角屬環(huán)五丈山巖體金礦成礦有利地段，應(yīng)加強(qiáng)找礦；

3）沿石鼻梁斷裂開展大比例尺填圖及結(jié)合物化探找礦；

4）進(jìn)行蝕變帶填圖，特別是對安山巖類鉀硅化杏仁帶，碳酸鹽細(xì)脈穿插帶，以此作蝕變帶外帶信息，向內(nèi)帶找礦；

5）重視重力異常低值區(qū)，磁異常高值區(qū)的填圖找礦；

6）重視張性斷裂的找礦工作。

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