河南省嵩縣范疙瘩金礦床成因及找礦標(biāo)志

郭玉溪，張參輝，楊 偉

（河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第二地質(zhì)隊(duì)，鄭州450001）

嵩縣范疙瘩金礦床位于河南省西部熊耳山地區(qū)，該區(qū)為本省重要的黃金產(chǎn)地，金礦區(qū)和金礦點(diǎn)星羅棋布。礦區(qū)的大地構(gòu)造位置處于華北地臺(tái)南緣華熊臺(tái)隆之熊耳山斷隆區(qū)，馬超營斷裂帶北側(cè)，金礦體產(chǎn)于熊耳群雞蛋坪組中，是受北西向構(gòu)造帶控制的構(gòu)造蝕變巖型金礦床。

1 區(qū)域地質(zhì)背景概況

區(qū)域地層自老而新為太古界太華群（Arth）混合巖、片麻巖；元古界長城系熊耳群 （Chxn）中—酸性火山巖、火山碎屑巖；第三系砂礫巖、砂巖、黏土巖和第四系殘、坡積、沖積礫巖、黃土。太華群和熊耳群地層控制了區(qū)域的巖金分布，第三系和第四系地層提供了區(qū)域砂金賦存空間。

區(qū)域內(nèi)由于受不同時(shí)期、不同方向、不同應(yīng)力的作用，形成了復(fù)雜的斷裂構(gòu)造格局。其特征為區(qū)域斷裂控制成礦區(qū)（帶）的分布，局部斷裂控制金礦床（點(diǎn)）的產(chǎn)出，且成礦對斷裂的方向性并無明顯選擇，但存在斷裂則是成礦的必要條件。

區(qū)內(nèi)巖漿巖以熊耳期火山巖和燕山期花崗巖為主，次為華力西期正長巖、正長斑巖等脈巖。燕山期花崗巖五丈山巖體對區(qū)域金的成礦起著明顯的控制作用。沿著五丈山巖體接觸帶以外，1～5km范圍內(nèi)，形成了柿樹底—金雞山大環(huán)形異常帶，異常帶內(nèi)，礦床（點(diǎn)）星羅棋布。

區(qū)域內(nèi)主要礦產(chǎn)為金，本區(qū)是我省主要的產(chǎn)金區(qū)之一，先后發(fā)現(xiàn)大型金礦2處，中小型金礦床（點(diǎn)）13處，分屬于構(gòu)造蝕變巖型、石英脈型、火山角礫巖型及砂金4種類型。

2 礦區(qū)地質(zhì)

2.1 地層

礦區(qū)出露地層主要為中元古界長城系熊耳群雞蛋坪組下段上中部和中段的中下部，次為第四系殘坡積物，沿溝谷及山間盆地發(fā)育。本區(qū)雞蛋坪組的巖性為一套噴出的中基—中酸性火山巖組成。雞蛋坪組下段第2層（Chj1－2）：即下段的中部，巖性為安山巖，杏仁狀安山巖及安山玢巖互層，局部夾英安巖透鏡體。雞蛋坪組下段第3層（Chj1－3）：即下段的上部，出露于礦區(qū)北部，巖性為巨厚層的流紋斑巖，與Chj1－2之間為整合接觸。上述兩層與五丈山巖體呈侵入接觸。雞蛋坪組中段第1層（Chj2－1）：即中段下部，出露于礦區(qū)中部，巖性為安山巖、杏仁狀安山巖和安山玢巖互層，各種巖性之間呈相變關(guān)系，與Chj1－3之間為整合接觸。雞蛋坪組中段第2層（Chj2－2）：即中段的中部，出露于礦區(qū)南部巖性為英安巖夾安山玢巖、安山巖及杏仁狀安山巖透鏡體，與Chj2－1之間為整合接觸。

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)斷裂發(fā)育，大小共有11條。根據(jù)斷裂走向，結(jié)構(gòu)面力學(xué)性質(zhì)及控礦特征，礦區(qū)內(nèi)斷裂可分為北西向，北東向，近東西向和近南北向4組。北西向斷裂橫貫礦區(qū)，是主要的控礦斷裂，北東向斷裂錯(cuò)斷了北西向斷裂。

北西向斷裂是區(qū)內(nèi)的主要控礦斷裂，由M14（區(qū)內(nèi)謂之含金構(gòu)造蝕變帶）及次級礦脈 M13、M16和M18組成，M14西起寬坪溝，東到牛頭溝，總長度大于3km，礦區(qū)內(nèi)控制長度1 615m，傾向北東，傾角40°～65°，一般45°～55°。受北東向Fl和F2錯(cuò)斷，分為3段，即：中段M14－I、東段M14－Ⅱ，西段M14－Ⅲ。其中M14－I與M14－Ⅲ之間的水平斷距約200m，M14－I與M14－Ⅱ之間的水平斷距約70m。其余各組斷裂，不甚發(fā)育，蝕變礦化甚微。

2.3 巖漿巖

區(qū)內(nèi)巖漿巖主要有3種，即熊耳期火山巖，華力西期正長巖、正長斑巖，燕山期黑云母二長花崗巖。它們以噴出巖，脈巖、侵入巖的形式存在。

（1）噴出巖

為礦區(qū)大面積出露的熊耳群雞蛋坪組火山巖，巖性包括安山巖、安山玢巖、杏仁狀安山巖、英安巖、流紋巖等。

（2）侵入巖

巖體產(chǎn)于熊耳山斷隆南部，展布方向與區(qū)內(nèi)發(fā)育的北西向斷裂一致，與熊耳群火山巖地層呈侵入接觸關(guān)系，接觸面呈港灣狀，傾角一般在60°～80°之間。巖體巖性單一，均為斑狀二長花崗巖。巖石的結(jié)構(gòu)及斑晶含量由巖體中心向外有一定變化，中心斑晶較少，向外逐漸增多。

（3）脈巖

巖性為正長巖、正長斑巖，礦區(qū)內(nèi)主要呈巖脈產(chǎn)出。脈長24～142m，脈寬1～16m不等。巖石呈肉紅色、紅色，斑狀結(jié)構(gòu)。基質(zhì)為自形—半自形粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，成分主要為正長石77%～93%；絹云母5%～15%，石英2%～3%。

2.4 圍巖蝕變

表現(xiàn)為熱液在運(yùn)移過程中對兩側(cè)圍巖發(fā)生的廣泛而強(qiáng)烈的交代、重結(jié)晶作用形成的一套蝕變巖組合。以硅化、絹云母化、鉀長石化、鐵白云石化、黃鐵礦化等蝕變?yōu)橹鳎谠颇富?、碳酸巖次之。

鐵白云石與黃鐵礦化與金礦化關(guān)系最為密切，是礦區(qū)內(nèi)主要的蝕變類型之一。

鐵白云石呈淺肉紅色、棕黃色、無色，他形晶、不規(guī)則粒狀，脈狀、細(xì)脈狀及團(tuán)塊狀集合體交代充填于條帶狀礦石及多金屬硫化物礦石中。

黃鐵礦化一般都伴隨著同期的硅化作用產(chǎn)出，表現(xiàn)出多期次的礦化蝕變特點(diǎn)。成礦早期，呈淡黃—黃色，自形—半自形的立方體晶形，粒徑1～2mm，巨大者可達(dá)5cm×8cm，以星散狀分布于石英脈中。成礦期，以細(xì)脈狀與浸染狀的形式，分布于圍巖蝕變帶中。黃鐵礦一般淡黃色，細(xì)粒他形粒狀，隨著礦液的演化分異，進(jìn)入主成礦期后，黃鐵礦以淺黃色中—粗粒，浸染狀、團(tuán)塊狀與細(xì)脈狀等充填交代于蝕變帶中。成礦期后則與鐵白云石、方解石細(xì)脈相共生，中—細(xì)粒狀、自形—半自形的立方體晶形的形式，產(chǎn)于早期礦脈的內(nèi)部裂隙或其邊部的裂隙中。

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

范疙瘩金礦床礦體賦存于主礦脈M14中，分布范圍嚴(yán)格受含金構(gòu)造蝕變帶控制。由于構(gòu)造的影響，M14分為 M14－I、M14－Ⅱ2段，依據(jù)地質(zhì)規(guī)律，工業(yè)指標(biāo)，M14－I中圈定一個(gè)礦體，編號為I，M14－Ⅱ中圈定2個(gè)礦體，編號分別為Ⅱ、Ⅲ?，F(xiàn)將上述3個(gè)礦體的特征詳述如下：

I號礦體：位于M14－I中，空間上與礦脈展布特征一致，礦體長度780m，控制最低標(biāo)高391m，出露最高標(biāo)高729m，沿傾向控制最大斜深383m。礦體沿走向和傾向呈舒緩波狀變化，總體走向299°，傾向29°，傾角40°～60°，地表西部較緩，平均40°左右，東部較陡，平均60°左右，呈東陡西緩的趨勢。礦體形態(tài)簡單，呈脈狀、似脈狀。礦體厚度變化不穩(wěn)定，最小0.21m，最大5.83m，平均1.34m，變化系數(shù)為98%。礦體品位最低1.08×10－6，最高64.86×10－6（特高品位102.87×10－6），品位變化系數(shù)155%。由地表向深部，礦體品位逐漸降低，局部存在礦體沿傾向向深部有增高的趨勢。

Ⅱ號礦體：位于礦脈M14－Ⅱ的西段，為一小礦體，僅地表控制，礦體長97m，地表出露最高標(biāo)高658m，最低589m。礦體厚度穩(wěn)定，最小0.25m，最大0.35m，平均0.3m，厚度變化系數(shù)24%，礦體品位分布較均勻，最低5.73×10－6，最高26.57×10－6，平均17.89×10－6。品位變化系數(shù)為91%，礦體形態(tài)為似脈狀，透鏡狀，礦體傾角較陡65°。沿走向無明顯變化。

Ⅲ號礦體：礦體位于M14－Ⅱ的東段、規(guī)模中等。礦體長度255m，礦體出露最高標(biāo)高為668m，控制最低標(biāo)高570m，最大斜深57m。礦體厚度變化較穩(wěn)定，最小0.21m，最大1.14m，平均0.6m，厚度變化系數(shù)48%，礦體品位變化很不均勻。最低1.83×10－6。最高22.13×10－6（特高131.59×10－6），平均6.47×10－6，變化系數(shù)為213%。結(jié)果表明礦體的品位和厚度有著較明顯的負(fù)相關(guān)特性。礦體的形態(tài)呈簡單的脈狀、豆莢狀，礦化連續(xù)，不含夾石，也沒無礦天窗。礦體沿走向和傾向呈舒緩波狀變化，總體走向296°，傾向26°，傾角52°～66°，沿走向和傾向礦體傾角沒有較明顯的變化。

3.2 礦體圍巖

礦體圍巖是安山巖、杏仁狀安山巖、英安巖等經(jīng)動(dòng)力變質(zhì)和熱液蝕變后，改變了其原巖面貌，變成了黑云母化安山巖、黑云母化英安巖、黑云母化硅化安山巖、黑云母化蝕變巖，黑云母化硅化蝕變巖、黃鐵礦化黑云母化蝕變巖、黃鐵礦化硅化蝕變巖、黑云母化角礫巖、黃鐵礦化黑云母化角礫巖、鉀化黑云母化蝕變巖等。

3.3 礦石質(zhì)量

3.3.1 礦石類型

礦體內(nèi)礦石類型以蝕變型、條帶狀為主，角礫狀次之，高品位多產(chǎn)在蝕變型礦石與條帶狀礦石的疊加位置。按氧化程度可分為氧化礦石（氧化深度0～15m不等）和原生礦石兩大類。

3.3.2 礦石組構(gòu)

礦石結(jié)構(gòu)：自形—半自形晶粒狀結(jié)構(gòu)、半自形—他形晶粒狀結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)、交代熔蝕結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)、鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)。

礦石構(gòu)造：浸染狀構(gòu)造、細(xì)脈—浸染狀構(gòu)造、團(tuán)塊狀—塊狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造、蜂窩狀構(gòu)造。

3.3.3 金的賦存狀態(tài)

金元素賦存于可見金及次顯微金中，以可見金為主，次顯微金微量。可見金礦物種類主要為自然金、銀金礦微量。

次顯微金主要分布在蝕變巖型礦石中，其次分布在條帶狀礦石中，角礫狀礦石中所占比例很小。

金與載體礦物的關(guān)系，根據(jù)礦區(qū)對金的賦存狀態(tài)研究統(tǒng)計(jì)，無論是可見金還是次顯微金都與黃鐵礦有關(guān)。黃鐵礦不但與可見金密切連生，而且是次顯微金的主要富集礦物。其含金量占礦區(qū)總量的78.5%，其余富集在其他硫化物及脈石礦物中。

4 礦床成因及找礦標(biāo)志

4.1 成礦控制因素及礦床成因類型

隨著熊耳山地區(qū)金礦大規(guī)?？辈楹涂蒲泄ぷ鞯纳钊腴_展，積累了豐富的地質(zhì)資料和測試成果，現(xiàn)就范疙瘩礦區(qū)地質(zhì)條件并結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料，將與成礦作用有關(guān)的幾個(gè)問題做一探討。

4.1.1 成礦時(shí)代

（1）區(qū)域內(nèi)金礦床、礦點(diǎn)和礦化點(diǎn)及化探異常圍繞燕山期花山花崗巖基分布，其分布與花崗斑巖、隱伏巖體有關(guān)。這些跡象表明金礦化與燕山期花崗（斑）巖有密切的成因聯(lián)系。

（2）礦區(qū)正長巖脈較為發(fā)育，它們與金礦的相互關(guān)系對礦床生成時(shí)代提供了直接資料。礦區(qū)金礦床在M14西段直接疊加于正長巖脈之上，說明礦床形成的最早時(shí)期為華力西期之后。同時(shí)，在五丈山巖體外帶，可見到多金屬石英脈之細(xì)脈分布。

綜上所述，礦床的成礦時(shí)代應(yīng)為燕山晚期。

4.1.2 成礦物質(zhì)來源

（1）太古界綠巖帶是全球性金的一個(gè)重要成礦單元，既是金的礦源層，又是金礦床賦存部位。

（2）熊耳群火山巖通過近年各科研單位的研究成果，比較一致地認(rèn)為是金的第二礦源層。熊耳群火山噴發(fā)巖漿，無疑會(huì)從太華群中攜帶大量的成礦元素，沿著古火山構(gòu)造帶，形成初始富集帶。

（3）燕山期強(qiáng)烈的構(gòu)造巖漿活動(dòng)，使地層中以及巖漿中攜帶的成礦物質(zhì)最終富集成金礦床。

4.1.3 成礦溫度和成礦物理化學(xué)條件

（1）成礦溫度

與范疙瘩金礦類型相似的金礦床，在整個(gè)熊耳山地區(qū)分布較多，以上宮為主的有關(guān)熊耳山地區(qū)構(gòu)造蝕變巖型金礦的科研報(bào)告，對該類型礦床的成礦物理化學(xué)條件也做了大量的測試和研究工作，為本區(qū)內(nèi)同類型金礦床的研究提供了較充分的證據(jù)。首先前河葚溝即為一構(gòu)造蝕變巖型金礦床，它的賦礦層位和距巖體的距離與范疙瘩金礦十分相似，該礦點(diǎn)所測試的浸染狀黃鐵礦金礦石的成礦溫度為248～380℃。再就多金屬硫化物的成礦溫度，分析上宮金礦為180～266℃，康山—星星陰地區(qū)為249～265℃。另據(jù)熊耳山地區(qū)共生礦物對硫同位素值和分餾方程計(jì)算的硫同位素平衡溫度顯示，方鉛礦、黃鐵礦階段為247～380℃。

見于上述礦床（點(diǎn)）與范疙瘩金礦同是圍繞花山花崗巖體分布，具有共同的成礦物質(zhì)來源和相似或近于相似的礦物共生組合、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、圍巖蝕變特征。因此，我們認(rèn)為范疙瘩礦區(qū)的成礦溫度應(yīng)為180～380℃左右，屬中低溫型。

（2）成礦壓力及深度

成礦壓力采用地質(zhì)剖面法結(jié)合礦物壓力計(jì)法估算。礦體賦存于熊耳群雞蛋坪組中下部，據(jù)區(qū)測資料，礦區(qū)附近雞蛋坪組以上熊耳群總厚度在4 500m左右，如果按其上缺失蓋層，則成礦時(shí)上覆地層厚度也在4 500m左右。若按1km相當(dāng)于250bar計(jì)，成礦時(shí)的壓力應(yīng)接近1 125bar，成礦深度4.5km左右。

（3）礦液性質(zhì)

根據(jù)本區(qū)同類型金礦科研提供的資料，本區(qū)金的成礦溶液主要為巖漿水。在成礦晚期成礦溶液δ12H2O降低，表明有少量大氣降水加入，根據(jù)區(qū)內(nèi)礦物包裹體研究普遍有富含 Na＋、CO、CO2、Cl－、H2O的特性，表明本區(qū)內(nèi)成礦流體為富含鹵素和堿質(zhì)的水溶液，主要屬 Na＋、Cl－、CO、CO2、H2O 體系。根據(jù)礦物包體所測得的成礦溶液pH值多為6.5～7.5，表明成礦溶液的酸堿度為近中性—弱堿性。

4.1.4 成礦機(jī)制

（1）熊耳群火山噴發(fā)熔漿，從太華群中攜帶了大量的成礦物質(zhì)，沿著古火山構(gòu)造形成初始富集帶。

（2）華力西期堿性巖漿活動(dòng)，使本區(qū)的斷裂構(gòu)造初步形成，礦區(qū)內(nèi)，這期巖漿活動(dòng)主要表現(xiàn)為以巖脈的形式充填在斷裂構(gòu)造帶內(nèi)。

（3）燕山期巖漿上侵對上覆地層的推擠，形成了環(huán)狀斷裂帶和放射狀斷裂帶，在礦區(qū)內(nèi)北西向構(gòu)造主要表現(xiàn)為對前期控脈構(gòu)造的疊加追蹤改造。從而為巖漿的侵位及巖漿熱液活動(dòng)與礦體的形成提供了通道和儲(chǔ)礦空間。

花崗巖漿的活動(dòng)和侵入是一巨大的熱源體，它改變了本區(qū)地殼的地?zé)崽荻?，形成了一個(gè)地?zé)崽荻犬惓^(qū)，在其熱力驅(qū)動(dòng)下，地層中易釋放的金發(fā)生活化、轉(zhuǎn)移。由巖體向外，因地?zé)崽荻冉档?，便在花崗巖外圍的斷裂擴(kuò)容帶中的有利部位富集成礦。

因此，本礦床應(yīng)屬重熔巖漿熱液形成的構(gòu)造蝕變巖型金礦床。

4.2 找礦標(biāo)志

4.2.1 地層標(biāo)志

金礦賦存于熊耳群雞蛋坪組中，巖性以安山巖類與英安巖類為主，對成礦最有利。

4.2.2 構(gòu)造標(biāo)志

金礦賦存于構(gòu)造蝕變破碎帶內(nèi)，斷裂構(gòu)造是控礦容礦的場所。特別是多期活動(dòng)的構(gòu)造，如礦區(qū)內(nèi)的北西向構(gòu)造對成礦就十分有利，其次是構(gòu)造破碎帶中呈舒緩波狀的局部引張地段，常常是成礦最有利的部位，也是找礦的構(gòu)造標(biāo)志。

4.2.3 蝕變礦化標(biāo)志

含礦斷裂構(gòu)造帶常具有明顯的蝕變和礦化現(xiàn)象。一般強(qiáng)烈的硅化、黑云母化、鉀長石化、黃鐵礦化、鉛鋅礦化與鐵白云石化都是找礦的直接標(biāo)志。

4.2.4 巖漿巖標(biāo)志

與金礦有一定成因。聯(lián)系的燕山期花崗巖類侵入巖在空間分布上有一定規(guī)律。范疙瘩金礦即產(chǎn)出于五丈山花崗巖體的邊部，因此，圍繞著燕山期花崗巖體是找礦的有利靶區(qū)。其次華力西期堿性巖脈在區(qū)內(nèi)成群分布，這些堿性巖脈成群分布的地區(qū)也是找金的靶區(qū)。

4.2.5 異常標(biāo)志

各種地球物理、地球化學(xué)的異常也是有效的間接找礦標(biāo)志。如范疙瘩金礦所在地均有明顯的金重砂異常與金的化探異常，金礦化范圍一般不超出異常范圍。

4.2.6 其他標(biāo)志

容礦斷裂地表常見褐鐵礦化，同時(shí)古采洞及現(xiàn)代民采洞都是可靠的直接或間接找礦標(biāo)志。

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