河南靈湖金礦礦床地質(zhì)特征及其成因探討

李俊杰，徐新光，張為民

（1.鄭州工業(yè)貿(mào)易學(xué)校，河南鄭州450000；2.河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院，河南洛陽(yáng)471000）

河南靈湖金礦礦床地質(zhì)特征及其成因探討

李俊杰*1，徐新光2，張為民2

（1.鄭州工業(yè)貿(mào)易學(xué)校，河南鄭州450000；2.河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院，河南洛陽(yáng)471000）

靈湖金礦位于我國(guó)重要的金礦成礦區(qū)小秦嶺金礦田北部，礦床類型為石英脈型。根據(jù)正實(shí)施的省部級(jí)老礦區(qū)深部整裝勘查項(xiàng)目所取得的資料，進(jìn)一步總結(jié)該礦床的地質(zhì)特征，并對(duì)礦床成因進(jìn)行必要的探討，以期對(duì)該區(qū)的深部找礦工作有所啟迪。

靈湖金礦；石英脈型；地質(zhì)特征；礦床成因

靈湖金礦為小秦嶺金礦田（河南段）的一個(gè)中型礦床，礦床類型為石英脈型，賦礦圍巖為太古宙太華巖群古老變質(zhì)巖系。小秦嶺金礦田礦床淺部與深部宏觀特征差異較大，淺部以寬大含金石英脈為特征，深部漸變?yōu)闃?gòu)造蝕變巖型金礦，而含金石英脈則以細(xì)、網(wǎng)脈展現(xiàn)。該礦田最早發(fā)現(xiàn)于20世紀(jì)60年代，至20世紀(jì)80年代在該區(qū)相繼發(fā)現(xiàn)大中型金礦床十余個(gè)，提交金資源儲(chǔ)量300余噸。靈湖金礦原探明金金屬儲(chǔ)量13.5t，通過深部整裝勘查，取得了重大找礦突破，新增金資源儲(chǔ)量10余噸，使瀕危閉坑的老礦山重現(xiàn)了生機(jī)與活力。

1 區(qū)域地質(zhì)特征

區(qū)域上主要出露新太古代綠巖系(變質(zhì)表殼巖系)和花崗質(zhì)片麻巖系(變質(zhì)侵入巖系)2類巖石單元。地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，主要表現(xiàn)為斷裂構(gòu)造和褶皺構(gòu)造。

斷裂構(gòu)造主要有分布于小秦嶺斷隆南北兩側(cè)的小河斷裂和太要斷裂，并控制了整個(gè)小秦嶺金礦帶的展布及地質(zhì)構(gòu)造的發(fā)展演化[1]。以上斷裂構(gòu)造近東西向展布，經(jīng)歷了早期韌性、中期韌脆性和晚期脆性變形的發(fā)展演化。另外在小秦嶺斷隆內(nèi)部發(fā)育一系列韌—脆性斷裂，根據(jù)其走向可劃分為近東西向、近南北向、北東—北北東向及北西向四組斷裂。其中，近東西向斷裂最為發(fā)育，規(guī)模大并呈帶狀分布。

褶皺總體呈近東西向展布的復(fù)背形構(gòu)造，自北向南由五里村背形、廟溝向形、上楊寨背形等一系列褶皺構(gòu)造組成。

區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)較頻繁，自太古宙、元古宙、早古生代、晚古生代及早中生代皆有所表現(xiàn)，并具多旋回、多期次特點(diǎn)，形成了各具特點(diǎn)的基性、中基性、中酸性、酸性、堿性巖漿巖體或巖脈。特別是中生代燕山期發(fā)育的花崗巖（文峪巖體、娘娘山巖體）或花崗斑巖脈的侵入活動(dòng)，與金成礦關(guān)系密切。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

礦區(qū)位于小秦嶺金礦田北部，五里村—安家瑤背形北翼的山前地帶，基巖出露甚少。出露地層主要為第四系和包于新太古代變TTG巖系（楊寨峪灰色片麻巖）中的變基性表殼巖。

2.1.1 第四系

新生界第四系在區(qū)內(nèi)廣泛分布，主要為巨厚的黃土層及殘坡積物。

2.1.2 新太古界太華巖群變基性表殼巖

出露于工作區(qū)南部，分布范圍有限。其巖性主要為角閃斜長(zhǎng)片麻巖、黑云角閃斜長(zhǎng)片麻巖、斜長(zhǎng)角閃巖等。區(qū)內(nèi)地層總厚約500m[1]。

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)位于五里村—安家窯背形北翼，基本由一單斜構(gòu)造組成，地層產(chǎn)狀總體北傾，傾角中等。

區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造較發(fā)育，不同時(shí)期、不同產(chǎn)狀、不同規(guī)模的斷裂構(gòu)造均有產(chǎn)出。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造可分為4組，即：近東西向、北西向、北東向、近南北向。以近東西向最為發(fā)育，亦為區(qū)內(nèi)主要含礦斷裂組。

近東西向斷裂，主要有F1、F5、F6等，如圖1所示。其中F1斷裂為小秦嶺金礦田北部邊界斷裂，F(xiàn)5斷裂為礦區(qū)主要含礦構(gòu)造，其特征如下：

圖1 靈湖金礦區(qū)礦體分布水平投影圖

F5斷裂構(gòu)造：全長(zhǎng)12km以上，橫穿礦區(qū)，區(qū)內(nèi)出露長(zhǎng)度約3.8km。斷裂帶北傾，傾角15°～45°，走向及傾向均具明顯波狀起伏、分枝復(fù)合特點(diǎn)。構(gòu)造帶寬度40～150m，斷裂的西段（23勘探線以西），走向呈近東西向，傾角較陡，一般35°～45°，局部可達(dá)50°以上，巖石以糜棱巖、碎裂巖、碎裂巖化巖石為主，夾少量的石英脈透鏡體，含礦性較差，只有少數(shù)規(guī)模較小的低品位礦體；中段（19～12勘探線）斷裂的走向逐漸由近東西向轉(zhuǎn)變?yōu)楸蔽魑飨?、北西向，傾角已逐漸變緩；5勘探線～12勘探線，斷裂的傾角一般小于30°最緩處小于10°。該段金礦化較強(qiáng)，巖性為糜棱巖、碎裂巖、碎裂糜棱巖，夾數(shù)量較多的石英脈透鏡體。石英脈長(zhǎng)度一般幾十到幾百米，厚度一般幾十厘米到幾米。區(qū)內(nèi)金礦分布與石英脈關(guān)系密切，石英脈分布地段往往構(gòu)成工業(yè)礦體；12勘探線～14勘探線，斷裂帶追蹤北北西向斷裂，走向變?yōu)楸北蔽飨?，傾角也變得較陡，局部產(chǎn)狀大于50°。該段金礦化差，基本不含石英脈或很少含石英脈。14勘探線以東，F(xiàn)5與F6兩含金斷裂構(gòu)造蝕變帶交匯復(fù)合，走向變?yōu)榻鼥|西向，又形成一個(gè)金礦富集段，該富集段一直延伸到橋上寨金礦區(qū)[1]。斷裂帶早期主要表現(xiàn)為韌性，形成糜棱巖帶，晚期經(jīng)歷了扭性改造過程。

2.3 巖漿巖

礦區(qū)內(nèi)各類脈巖較發(fā)育。主要有輝綠巖及輝綠玢巖脈、輝長(zhǎng)輝綠巖脈、二長(zhǎng)花崗偉晶巖脈、花崗斑巖及黑云母花崗斑巖脈、鉀長(zhǎng)花崗巖及鉀長(zhǎng)花崗偉晶巖、長(zhǎng)英巖脈、花崗細(xì)晶巖等。

2.4 變質(zhì)作用

區(qū)內(nèi)變質(zhì)作用主要表現(xiàn)為區(qū)域變質(zhì)作用、動(dòng)力變質(zhì)作用以及圍巖蝕變作用。

區(qū)域變質(zhì)作用發(fā)生于太古宙末期，造成太華巖群巖石普遍變質(zhì)，形成區(qū)內(nèi)廣泛分布的中深變質(zhì)巖系。其巖石類型主要有：角閃斜長(zhǎng)片麻巖、斜長(zhǎng)角閃片麻巖、斜長(zhǎng)角閃巖等。

動(dòng)力變質(zhì)作用主要發(fā)生于區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造帶內(nèi)及兩側(cè)，表現(xiàn)為巖石的變形、破碎及重結(jié)晶。主要包括擠壓片理化、碎裂巖化、糜棱巖化等。所形成的變質(zhì)巖主要有糜棱巖、碎裂巖、構(gòu)造角礫巖、構(gòu)造泥礫巖等。

圍巖蝕變與成礦期巖漿熱液活動(dòng)密切相關(guān)，可分為區(qū)域性圍巖蝕變和成礦期圍巖蝕變。成礦期圍巖蝕變往往與斷裂構(gòu)造活動(dòng)有關(guān)，分布在斷裂帶內(nèi)或兩側(cè)圍巖中，與金礦化關(guān)系密切。主要蝕變類型有：硅化、絹英巖化、絹云母化、碳酸巖化、黑云母化、綠泥石化、鉀長(zhǎng)石化、黃鐵礦化，局部見有方鉛礦化、閃鋅礦化、黃銅礦化等。

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

礦區(qū)內(nèi)共圈出礦體15個(gè)，如圖1所示。其中有10個(gè)金礦體分布于F5含金斷裂構(gòu)造蝕變帶中，有3個(gè)金礦體分布于F1含金斷裂構(gòu)造蝕變帶中，而F10、F20含金斷裂構(gòu)造蝕變帶各圈出一個(gè)金礦體。各礦體分布位置（見圖1），其中F5-I為礦區(qū)主礦體。

F5-I礦體：位于7～20勘探線之間，礦體長(zhǎng)度1588m，走向最大長(zhǎng)度1060m。傾斜延深1495m。礦體厚度0.50～15.58m，平均2.66m，厚度變化系數(shù)105%，屬厚度較穩(wěn)定型。金品位（1.27～37.44）×10-6，平均品位3.67×10-6，品位變化系數(shù)129%，屬有用組分分布較均勻型。礦體賦存于F5含金斷裂構(gòu)造蝕變帶中，嚴(yán)格受斷裂帶控制。分布于斷裂帶的底部，具波狀彎曲特點(diǎn)。礦體呈脈狀，形態(tài)復(fù)雜，有膨大狹縮、分枝復(fù)合、尖滅再現(xiàn)等特點(diǎn)。礦體在走向上產(chǎn)狀變化較大，一般變化區(qū)間為80°～162°。8勘探線以西，上部基本上為北東向，向下逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榻鼥|西向；8勘探線以東，走向以北東向?yàn)橹鳎植康囟纬式鼥|西向。礦體傾向?yàn)?50°～72°，傾角17°～45°，平均25°。礦體厚度、品位變化的總趨勢(shì)是厚度大地段，品位則高，富礦樣品一般分布于礦體厚大部位。走向上大部分富礦、厚礦均分布于礦體轉(zhuǎn)彎處的近東西向和南東東向部位；傾向上，富礦、厚礦均分布于產(chǎn)狀由陡變緩處。一般情況下，厚礦、富礦產(chǎn)狀都比較緩。礦體上部以石英脈型為主，向下逐漸過渡為構(gòu)造蝕變巖型。

3.2 礦石特征

3.2.1 礦物組成

原生礦石中金屬礦物主要為黃鐵礦，氧化礦石中金屬礦物則主要為褐鐵礦，金礦物為自然金，次要礦物及微量礦物為黃銅礦、方鉛礦、輝鉍礦、輝碲鉍礦等。

金礦物主要為自然金和銀金礦，前者常含量多于后者。自然金和銀金礦因成色不同中淺金黃色至金黃色，礦床中明金較少，主要為肉眼不可見的暗金（微細(xì)粒金）。自然金粒度0.1～0.01mm，約占60.7%；大于0.1mm者約占35.8%;粒度小于0.01～0.005mm約占3.5%[2]。

3.2.2 礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造

礦石結(jié)構(gòu)：含金硫化物多具自形—半自形晶粒狀結(jié)構(gòu)、他形晶粒狀結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)等。整個(gè)礦石具壓碎結(jié)構(gòu)、糜棱結(jié)構(gòu)等。金礦物分布形態(tài)有裂隙金和包體金兩大類,但以裂隙金為主。形狀常為片狀、樹枝狀、網(wǎng)脈狀和絲狀，少數(shù)為不規(guī)則狀、乳滴狀。金礦物主要沿黃鐵礦的邊緣、粒間或裂隙充填，少量賦存于石英、方鉛礦、黃銅礦等礦物內(nèi)及裂隙中。

礦石構(gòu)造：主要有條帶狀、浸染狀、細(xì)脈—網(wǎng)脈狀、角礫狀、土狀—蜂窩狀、定向構(gòu)造及變膠狀構(gòu)造。

3.3 礦體圍巖

礦體圍巖主要為片麻狀花崗巖，次為黑云斜長(zhǎng)片麻巖、花崗巖、輝綠巖等。金及硫化物礦化直接賦存于圍巖因受外力破裂產(chǎn)生的各種構(gòu)造巖和石英脈體內(nèi)及其旁側(cè)。其中花崗巖、輝綠巖及片麻巖含礦性較差。

3.4 成礦期及成礦階段

靈湖金礦原生金礦床一般可分為熱液期和表生期。

其熱液期又可分為4個(gè)成礦階段，第Ⅰ階段為黃鐵礦-石英階段，第Ⅱ階段為石英—黃鐵礦階段，第Ⅲ階段為石英—多金屬硫化物階段，第Ⅳ階段為石英—碳酸鹽階段（見表1）。

表1 成礦階段劃分及礦物共生組合表

4 成礦物理化學(xué)條件

4.1 成礦溫度、壓力

4.1.1 成礦溫度

石英包裹體測(cè)溫是地學(xué)者了解礦床成礦溫度的主要手段。前人通過采集具較強(qiáng)代表性金礦石標(biāo)本，制備成符合要求的測(cè)溫樣品，對(duì)小秦嶺地區(qū)的金礦樣品中石英包裹體進(jìn)行了爆裂法和均一法2種方法測(cè)溫。爆裂法溫度變化范圍為170℃～315°C，平均296°C。均一法溫度變化范圍為126℃～336°C，平均值209°C[2]。其中靈湖金礦（均一法）溫度為136℃～253°C,平均168°C。小秦嶺（含靈湖）金礦的最佳成礦溫度為155℃～300°C之間，屬中溫為主的熱液礦床[3]。

4.1.2 成礦壓力

小秦嶺金礦Ⅰ-Ⅳ礦化階段的平均成礦溫度約為303℃～155°C,通過計(jì)算其成礦壓力為：163～108MPa（相當(dāng)于1608.6～1065.9個(gè)大氣壓）[2]。

4.2 成礦溶液成份及酸堿度

4.2.1 成礦溶液成份

用測(cè)定礦物中包體成分的方法，初步查明了本礦區(qū)不同礦化階段礦物形成的礦液成分，及各揮發(fā)分的逸度，結(jié)合有關(guān)資料分析，成礦溶液具有以下特征[2]：

（1）成礦溶液以水為主，占包體總成份的60%以上，說明成礦介質(zhì)為熱水溶液。

（2）礦物成份中的二氧化碳含量第一、第二礦化階段為1.73%～4.56%。但據(jù)相鄰礦區(qū)資料，第三階段明顯增高。另?yè)?jù)有關(guān)資料，3個(gè)階段二氧化碳與水含量的均值為0.172,比霍姆斯塔克變質(zhì)熱液金礦床低4倍,表明成礦溶液并非變質(zhì)熱液。

(3)據(jù)有關(guān)資料顯示,小秦嶺地區(qū)各礦床在礦化過程中,礦液成分相近,組分和含量均無明顯差異,說明形成各礦床的成礦溶液是同源的。

（4）礦液中主要正負(fù)離子的含量特點(diǎn)為：Cl-＞F-，Na+＞K+，Ca2+＞Mg2+；∑m-＞∑m+，且第Ⅰ礦化階段負(fù)離子差值大，到第二、第三礦化階段差值變小。說明礦液屬NaCl-H2O體系。

4.2.2 成礦溶液酸堿度

對(duì)小秦嶺金礦田的靈湖、楊寨峪、文峪3個(gè)金礦所采集的22個(gè)試驗(yàn)樣品測(cè)試結(jié)果顯示，第Ⅰ礦化階段pH均值為6.03，第Ⅱ礦化階段均值為5.70,第Ⅲ礦化階段為6.03。3個(gè)礦化階段均值為5.92，偏酸性。

4.3 同位素組成特征

4.3.1 鉛同位素

通過對(duì)小秦嶺地區(qū)金礦及地層太華群變質(zhì)巖、文峪花崗巖、輝長(zhǎng)巖中采集鉛同位素年齡樣研究發(fā)現(xiàn)，金礦床的鉛同位素組成均值與太華群變質(zhì)巖和文峪花崗巖的鉛同位素組成基本一致：金礦床206Pb/204Pb為17.054～17.999,均值 17.138;207Pb/204Pb為 15.333～15.582,均值為15.394;208Pb/204Pb為37.342～38.475,均值為37.706。其中靈湖金礦床206Pb/204Pb為17.611，207Pb/204Pb為15.338，208Pb/204Pb為38.475。說明金礦在成因上與太華群地層和文峪花崗巖有密切的聯(lián)系。

4.3.2 硫同位素

靈湖金礦δ34S‰變化范圍-9.3‰～5.9‰，平均為-1.5‰。表明部分礦石硫產(chǎn)生了一定的分餾，主要金礦床硫同位素以較富集34S為特征。太華群δ34S‰變化范圍-5.4‰～10.5‰，平均值3.0‰?；◢弾r(燕山期)δ34S‰變化范圍-2.1‰～3.4‰，平均值3.1‰。小秦嶺燕山期花崗巖與太華群變質(zhì)巖δ34S組成基本一致，且與金礦石接近，說明三者有成因聯(lián)系[4]。根據(jù)平衡礦物對(duì)及物理化學(xué)計(jì)算獲得小秦嶺金礦成礦流體的原始總硫值δ34S∑S為-0.6‰～6.7‰,具有以深源硫?yàn)橹鞯牧蛲凰亟M成特征。

5 礦床成因探討

靈湖金礦為小秦嶺金礦田北礦帶剝蝕深度較大的礦床之一。小秦嶺金礦田成礦溫度變化范圍為110℃～428℃，平均值235℃～275°C，以中溫為主；成礦壓力為163～108MPa；各礦化階段的成礦溶液偏酸性，酸堿度均值約為5.92。靈湖金礦同小秦嶺其它金礦一樣，其成礦流體和成礦物質(zhì)主要來自燕山期花崗巖由古老富金綠巖系重熔產(chǎn)生的花崗巖漿期后熱液，經(jīng)充填交代而形成本區(qū)中溫（為主）熱液石英脈型金礦床。

[1]張為民，孫衛(wèi)志，等.河南省靈寶市靈湖金礦接替資源勘查（普查）報(bào)告[R].地調(diào)一隊(duì)，2010.

[2]羅銘玖，王亨治，等.河南金礦概論[R].河南省地質(zhì)礦產(chǎn)廳，1991.

[3]羅銘玖，黎世美，等.河南省主要礦產(chǎn)的成礦作用及礦床成礦系列[M].北京：地質(zhì)出版社，2000.

[4]王杏村，牛樹銀，等.小秦嶺中礦帶金礦田成礦構(gòu)造分析[J].黃金科學(xué)技術(shù)，2012.

P618.51

A

1004-5716(2015)08-0149-04

2014-04-30

2014-08-21

李俊杰（1963-），男（漢族），河南鄭州人，高級(jí)工程師、高級(jí)講師，現(xiàn)從事地質(zhì)教學(xué)和地質(zhì)科研工作。