萑香洼金礦床地球化學特征

謝勁松

(河南省地礦局第一地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院)

萑香洼金礦床地球化學特征

謝勁松

(河南省地礦局第一地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院)

河南省嵩縣萑香洼金礦床所在的華北陸塊南緣熊耳山金礦區(qū)，是我國的第2大金礦產(chǎn)地。目前該礦床的資源處于嚴重的危機狀態(tài)，找礦工作面臨較大難度。在對萑香洼金礦床地質(zhì)特征分析的基礎(chǔ)上，分別從流體包裹體特征、成礦流體來源、成礦物質(zhì)來源等方面討論了該礦床地球化學特征，為區(qū)內(nèi)找礦工作提供參考。

地質(zhì)特征 地球化學特征 流體包裹體 成礦流體 成礦物質(zhì)

萑香洼金礦床位于華北陸塊南緣華熊地塊熊耳山隆起的北部，地殼背景具有獨特的“二元結(jié)構(gòu)”，基底巖系主要屬于太古界太華群，蓋層則主要屬于中元古界熊耳群[1]。太華群是一套中深變質(zhì)巖體，以片麻巖為主；熊耳群火山巖是一套裂谷火山巖系。礦區(qū)內(nèi)巖漿活動頻繁，以燕山期酸性侵入巖為主，形成了花山—五丈山花崗巖基底，這與金礦的成礦具有十分密切的關(guān)系。礦區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造按走向可以分為近EW，NW，NE向3組，其中近EW向是斷裂構(gòu)造發(fā)育的主要方向，也是礦區(qū)內(nèi)最主要的控礦和儲礦構(gòu)造，其他2組斷裂構(gòu)造的成熟度較低，礦物質(zhì)含量也處于較低水平。通過分析該礦床地質(zhì)特征及礦床地球化學特征，進一步指明找礦方向。

1 礦床地質(zhì)特征

1.1 地 層

礦區(qū)內(nèi)以中元古界熊耳群許山組為主要出露地層，其次為雞蛋坪組，總體呈近EW向發(fā)育[2]。許山組主要為灰綠色安山巖、杏仁狀安山巖和斑狀安山巖，主要可以分為2段：下段出露于礦區(qū)北部，巖性以斑狀安山巖為主，同時伴隨部分杏仁狀安山巖；上段在礦區(qū)內(nèi)大面積出露，巖性以安山巖與杏仁狀安山巖互層并伴有少量的斑狀安山巖，該段也是礦區(qū)內(nèi)主要的含金構(gòu)造蝕變區(qū)域。雞蛋坪組主要出露于礦區(qū)南部，分布了大量的灰紫色和紫紅色的流紋斑巖，并夾有杏仁狀安山巖，與下伏許山組呈噴發(fā)不整合接觸。

1.2 構(gòu) 造

斷裂構(gòu)造是萑香洼金礦區(qū)的主要構(gòu)造，目前礦區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)斷裂構(gòu)造30余條，主要分為近EW，NW和NE向3組。其中，近EW向斷裂是礦區(qū)內(nèi)的主要控礦構(gòu)造。

(1)近EW向斷裂構(gòu)造。近EW向斷裂構(gòu)造是礦區(qū)內(nèi)分布范圍最廣、數(shù)量最多的一組構(gòu)造。斷裂的規(guī)模普遍較小，長300～1 800 m，寬0.5～2.0 m，走向170°～210°，傾角為25°～45°，與熊耳群底層產(chǎn)狀保持一致，屬熊耳群層間破碎帶。近EW向斷裂構(gòu)造普遍發(fā)生金礦化，但礦體規(guī)模普遍不大，礦化連續(xù)性較差，難以作為工業(yè)礦體開發(fā)。

(2)NE向斷裂構(gòu)造。NE向斷裂構(gòu)造由1條主干斷裂構(gòu)成，出露總長度約4 km，寬20～50 m，局部存在分支復(fù)合現(xiàn)象。斷裂構(gòu)造內(nèi)部普遍發(fā)育綠泥石化、硅化、碳酸鹽化、黃鐵礦化，在柿樹底細部構(gòu)造帶下盤存在礦化石英脈充填，是礦區(qū)內(nèi)最主要的導(dǎo)礦構(gòu)造。

(3)NW向斷裂構(gòu)造。礦區(qū)內(nèi)NW向斷裂構(gòu)造主要為含金蝕變構(gòu)造帶，也是礦區(qū)內(nèi)規(guī)模最大的含金蝕變構(gòu)造帶，產(chǎn)出于NE向斷裂的上盤，其南東端與NE向斷裂交匯。斷裂出露長約3 km，寬10～30 m，最大寬度達到50 m，總體呈NW走向，局部NWW向，傾角為25°～45°。構(gòu)造帶內(nèi)的礦化現(xiàn)象非常強烈，頂?shù)装甯浇Ｓ袛嗬m(xù)分布的礦化石英脈，具有尖滅再現(xiàn)特征；由于強烈的熱液蝕變作用，構(gòu)造帶內(nèi)的構(gòu)造巖普遍出現(xiàn)黃鐵礦化、鉀長石化、硅化現(xiàn)象，局部疊加綠泥石化、絹云母化、碳酸鹽化和黃銅礦化。NW向斷裂構(gòu)造也是礦區(qū)內(nèi)主要的工業(yè)礦體賦存構(gòu)造。

1.3 巖漿巖

礦區(qū)內(nèi)的巖漿巖屬于五丈山巖體，主要出露于礦區(qū)北東側(cè)，巖性為斑狀黑云鉀長-二長花崗巖，通過離子探針技術(shù)測得鋯石U-Pb的年齡為(156.8±1.2)Ma[3]。

另外，礦區(qū)內(nèi)還產(chǎn)出花崗偉晶巖脈和鉀長細晶巖脈。其中花崗偉晶巖脈主要成分為鉀長石、石英，其中產(chǎn)出浸染狀輝鉬礦或者呈輝鉬礦-石英脈產(chǎn)出的輝鉬礦，顆粒粒徑較大，巖脈被含金斷裂帶錯動破壞，局部被細小的含金黃鐵礦-石英脈穿插切割，形成時間比金礦化更早；鉀長細晶巖脈在NW向斷裂帶內(nèi)多處產(chǎn)出，總體呈暗紅色，以隱晶結(jié)構(gòu)為主，主要由鉀長石組成，局部遭受后期構(gòu)造的破壞，發(fā)生退變質(zhì)作用，形成絹云母。切割早期礦化蝕變巖或者石英脈，又被晚階段多金屬硫化物脈以及后期破礦構(gòu)造中的碳酸鹽脈所切割，自身未金礦化，形成時間處于黃鐵礦-石英脈與多金屬硫化物之間。

2 礦床地球化學特征

2.1 流體包裹體特征

(1)NaCl-H2O型。在黃鐵礦-石英階段的石英和螢石中發(fā)育，含量為30%～40%，同時也是石英-碳酸鹽階段的主要包裹體類型。該類型包裹體以富液相包裹體為主，還伴有極少量的富氣相包裹體[4]。

(2)CO2-H2O型。該類型流體包裹體主要存于黃鐵礦適應(yīng)階段，其比例達到了該階段包裹體總量的55%～56%，具體可以分為富CO2的三相包裹體和含CO2的兩相包裹體。其中，富CO2的三相包裹體中的CO2體積較高，通常占到包裹體總體積的20%～40%；而含CO2的兩相包裹體中的氣相體積比通常為10%～30%[4]。

(3)含子礦物的流體包裹體。該類型包裹體主要存于黃鐵礦-石英階段的螢石中，具體體積約為該階段包裹體總數(shù)量的15%～20%。子礦物通常為1個，偶爾也會出現(xiàn)2～4個，普遍呈現(xiàn)為淡綠色的透明立方體，另少部分則呈現(xiàn)為不規(guī)則狀[4]。

2.2 成礦流體來源

成礦流體中的氫、氧同位素組成不僅受到水介質(zhì)中氫、氧同位素組成以及不同類型水介質(zhì)混合作用的影響，同時還受到水介質(zhì)演化過程中與巖石的氫氧同位素交換作用的影響。通過對礦區(qū)內(nèi)主成礦階段不同產(chǎn)出狀態(tài)下的石英脈的多個石英樣品進行氫、氧同位素測試，可以發(fā)現(xiàn)礦區(qū)金礦氫同位素明顯小于同時期的花山巖體，與圍巖熊耳群接近，這可能是由于成礦流體與含有羥基的圍巖水反應(yīng)過程中由于氫同位素自身的敏感性而導(dǎo)致了成礦流體中氫同位素發(fā)生了較為顯著的分餾。成礦后期的熱液活動對灶節(jié)段的礦化具有明顯的疊加改造作用，在主成礦階段石英中發(fā)育次生包裹體，這也使得無法使用成礦流體的氫同位素對成礦階段流體的特征進行表示。從氧同位素測試結(jié)果來看，萑香洼金礦主成礦階段流體與巖漿熱液十分接近，符合幔源流體的特征，這也說明了該礦區(qū)的成礦流體屬深部流體。

2.3 成礦物質(zhì)來源

在萑香洼金礦中，硫是最主要的成礦元素之一，通過對硫的同位素進行測試可以為研究礦床的成因提供重要的理論依據(jù)。通過從主成礦階段蝕變巖和石英脈中選取樣品對硫的同位素進行測試。從測試結(jié)果來看，該礦區(qū)主成礦階段流體δ34S∑S值為 -3.4‰～0.6‰，與地幔流(-3‰～2‰)相近。區(qū)域上同期的公峪金礦δ34S∑S值為-1.7%～2.2%，體現(xiàn)出了明顯的深源硫特點；上宮金礦 δ34S∑S值為-19.2‰～3.3‰，變化范圍較寬，但是通過利用外推法求得其重晶石與共生礦物成礦溶液δ34S∑S值為-4.5‰～2‰，體現(xiàn)出了深源地幔硫的特點；祁雨溝金礦δ34S∑S值為-3.4‰～0.3‰，也表現(xiàn)出明顯的深源硫特征。綜合上述分析可知，萑香洼金礦主成礦階段流體中的硫元素為深源硫。

3 結(jié) 論

(1)礦區(qū)內(nèi)NE向斷裂構(gòu)造是礦區(qū)內(nèi)主要的導(dǎo)礦構(gòu)造，目前已探明的金礦床主要賦存于該構(gòu)造中。

(2)通過對不同產(chǎn)出狀態(tài)下的石英脈中多個石英樣品的氫、氧同位素進行測試，確定該礦區(qū)內(nèi)的成礦流體屬深部流體。

(3)通過對蝕變巖和石英脈中的巖體樣品的硫同位素進行測試，其結(jié)果與公峪金礦、上宮金礦和祁雨溝金礦的δ34S∑S值接近，從而確定萑香洼金礦主成礦階段流體中的硫元素為深源硫。

[1] 王長明，鄧 軍，張壽庭，等.河南萑香洼金礦原生暈地球化學特征和深部找礦預(yù)測[J].地質(zhì)與勘探，2007(1)：58-63.

[2] 段存基.河南嵩縣萑香洼金礦床成礦流體地球化學和礦床成因研究[D].北京：中國地質(zhì)大學，2007.

[3] 龐振山，徐文超，周奇明，等.河南省嵩縣萑香洼金礦礦床地球化學特征[J].礦產(chǎn)與地質(zhì)，2008(6)：481-486.

[4] 高亞龍.東秦嶺萑香洼金礦礦床地質(zhì)及穩(wěn)定同位素特征[J].礦物學報，2009(S)：10-12.

2014-12-18)

謝勁松(1978—)，男，工程師，471000 河南省洛陽市開元大道地礦大廈5樓515室。