豫西嵩縣下蒿坪金礦地質(zhì)特征及礦床成因探討

方 榮，楊 森，英亞歌，徐 剛，門道改

(1.河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局第三地質(zhì)大隊，河南 鄭州 450016；2. 河南省有色金屬礦產(chǎn)探測工程技術(shù)研究中心，河南 鄭州 450016；3.河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局第五地質(zhì)大隊，河南 鄭州 450016)

0 引言

豫西嵩縣是河南省乃至全國重要的金礦資源基地，其黃金產(chǎn)量長期位列全國十強縣、河南省第二位。經(jīng)地質(zhì)隊、高校及研究院所多年在此開展地質(zhì)勘查和科研工作，獲得較多的地質(zhì)成果。諸多學者對區(qū)域成礦背景、構(gòu)造及巖漿巖與成礦的關(guān)系等方面進行了較為深入的研究[1-8]。該地區(qū)屬于全國16個重要成礦區(qū)帶之一，成礦地質(zhì)條件良好，金礦床類型較多，既有破碎帶蝕變巖型，又有石英脈型和隱爆角礫巖型金礦床。近年來又新發(fā)現(xiàn)了一批金、鉬、螢石等礦床，顯示出巨大的找礦潛力。

下蒿坪金礦位于嵩縣南部，與廟嶺、前河、店房等大中型金礦床毗鄰，由于發(fā)現(xiàn)較晚、規(guī)模較小，研究程度相對較低。田恪強等[9]最早介紹了下蒿坪礦床的地質(zhì)特征，認為該礦床受圍巖地層、斷裂構(gòu)造以及巖漿活動等條件的控制。龐緒成等[10]對該礦床黃鐵礦樣品進行了Rb-Sr同位素定年，提出下蒿坪礦床形成于燕山晚期。本文在野外實踐的基礎上，總結(jié)了下蒿坪金礦床的成礦地質(zhì)特征，對礦床成因進行了初步分析，并提出了該礦床的成礦模式。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

下蒿坪金礦床位于華北克拉通南緣的崤山—熊耳山—外方山多金屬成礦帶上，馬超營深大斷裂帶從礦區(qū)南部經(jīng)過(圖1)。外方山地區(qū)在古元古代之前為獨立的地體，古元古代末期同小秦嶺、崤山及熊耳山三個地體拼合形成華熊聯(lián)合地體，成為華北克拉通的一部分[11]。早中生代以后，華熊地體因位于克拉通的邊緣而參與了秦嶺造山帶的構(gòu)造演化，成為秦嶺造山帶后陸逆沖斷褶帶的重要地質(zhì)構(gòu)造單元[12]。區(qū)域內(nèi)出露地層從下至上可分為三個構(gòu)造層：新太古界太華群變質(zhì)巖、中元古界熊耳群火山巖及官道口群濱—淺海相沉積巖、中新生代碎屑沉積巖[13]。其中克拉通的結(jié)晶基底為太華群變質(zhì)巖，蓋層為熊耳群火山巖和官道口群碎屑巖，中新生代沉積巖分布于斷陷盆地內(nèi)(圖1)。

圖1 嵩縣西南部區(qū)域地質(zhì)圖

該區(qū)經(jīng)歷了長期、復雜、強烈的構(gòu)造變動。區(qū)域褶皺構(gòu)造不很發(fā)育，主要以斷裂構(gòu)造為主，不同期次、不同方向的斷裂構(gòu)造廣泛發(fā)育。外方山地區(qū)南部的馬超營斷裂長度近200 km，寬數(shù)十至數(shù)百米，延深30～40 km[14]，是切入地殼硅鋁層的區(qū)域深大斷裂。馬超營斷裂由多條近平行的斷裂組成，走向為NWW280°～295°，地表產(chǎn)狀多為北傾，傾角50°～80°。區(qū)域地球物理探測資料顯示，該斷裂深部傾角變緩，具有向北犁式俯沖的特點[1，11]。斷裂帶中發(fā)育糜棱巖、碎裂巖、角礫巖、構(gòu)造透鏡體、斷層泥等，具張性—壓性—張性—壓扭性多期活動特點[2]。多期次的斷裂活動伴有多期次的熱液蝕變，致使有色及貴金屬礦化普遍。該斷裂帶及兩側(cè)的次級斷裂中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)一大批大中型礦床。

區(qū)域內(nèi)巖漿活動十分強烈。區(qū)域南部大面積出露中生代巖漿巖，產(chǎn)出形式以巖基為主，少部分為巖脈。主要巖體為合峪斑狀黑云二長花崗巖體(圖1)，其與區(qū)內(nèi)金、鉬、銀、鎢、鉛、鋅、螢石等礦床的形成關(guān)系密切。該巖體侵入于欒川群、熊耳群和伏牛山花崗巖中，與圍巖接觸面產(chǎn)狀較陡，傾角為55°～85°。巖體圍巖近接觸帶常有程度不一的蝕變，主要有鉀長石化、絹云母化、綠泥石化等，局部角巖化。SHRIMP 和 LA-ICP-MS 鋯石 U-Pb 測試結(jié)果表明合峪復式巖體形成時間為148.2～127.2 Ma[13-15]。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

礦區(qū)出露地層為中元古界長城系熊耳群雞蛋坪組，巖性以流紋斑巖、英安質(zhì)流紋巖等酸性火山巖為主，局部見安山巖及大理巖夾層(圖2)。流紋斑巖和英安質(zhì)流紋巖間呈漸變過渡關(guān)系，無明顯界線。流紋斑巖一般呈灰色、淺肉紅色，斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造?；|(zhì)為顯微嵌晶結(jié)構(gòu)、顯微文象結(jié)構(gòu)。斑晶含量為5%～37%，主要成分為鉀長石，其次為石英及斜長石，有時含少量的蝕變黑云母等?；|(zhì)由微晶質(zhì)的石英、鉀長石、絹云母等組成。英安質(zhì)流紋巖在礦區(qū)零星出露，巖石大多呈青灰色，斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。斑晶含量5%～20%，主要成分為更長石和鉀長石等?；|(zhì)具顯微文象結(jié)構(gòu)及微粒狀結(jié)構(gòu)，主要礦物成分為鉀長石、石英，另有少量黑云母、絹云母等鱗片狀礦物集合體。安山巖僅出露于礦區(qū)東部邊緣，大理巖主要分布在礦區(qū)西部邊緣[20]。

圖2 下嵩坪礦區(qū)地質(zhì)簡圖

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造十分普遍，褶皺不很發(fā)育。主要控礦斷裂構(gòu)造為NWW向產(chǎn)出的燒瓦窯斷裂，而容礦構(gòu)造有三組，即產(chǎn)出于礦區(qū)西北部的店房附近的破火山口構(gòu)造、礦區(qū)東北部的近SN向次級斷裂和中南部的NWW向次級斷裂。燒瓦窯斷裂整體向北傾，局部南傾，為一壓扭性、陡傾角產(chǎn)出的規(guī)模較大的斷裂構(gòu)造帶，屬區(qū)域性馬超營斷裂構(gòu)造帶一部分。

破火山口構(gòu)造位于下蒿坪礦區(qū)西北部的店房金礦周邊約1 km范圍內(nèi)，為一系列環(huán)狀、放射狀構(gòu)造，包括K1、K11、K12、K2、K3共5條含金礦(化)飾變破碎帶及其附近的一些次級構(gòu)造。這些礦(化)飾變破碎帶和構(gòu)造雖然規(guī)模大小不等、走向產(chǎn)狀不一，但礦化蝕變情況相似，地表主要表現(xiàn)為褐鐵礦化，深部為硅化、黃鐵礦化、方鉛礦化等。NWW向次級斷裂構(gòu)造包括K4、K5、K7、K13、K20等多條含金、銀、鉛、鋅礦化蝕變帶。這組礦化蝕變構(gòu)造帶呈近平行、近等距有規(guī)律地分布，并呈現(xiàn)出沿走向延伸比較長、沿傾向切割深的特點。近SN向礦化蝕變帶主要位于礦區(qū)的東北部，包括K6號含金礦(化)體等，一般規(guī)模較小[20]。

2.3 巖漿巖

下蒿坪礦區(qū)巖漿巖主要為燕山晚期合峪花崗巖巖體，其次是零星出露的熊耳期石英斑巖、晉寧期閃長巖脈、海西期正長巖脈、燕山晚期的花崗斑巖脈等。多期次的巖漿熱液活動與區(qū)內(nèi)多金屬礦床的形成關(guān)系密切，其為成礦提供了充分的熱量和成礦元素。而燕山晚期合峪花崗巖及其角礫巖與礦區(qū)內(nèi)金礦成礦直接相關(guān)。

燕山晚期合峪巖體在區(qū)內(nèi)產(chǎn)出規(guī)模較大，產(chǎn)出形式主要為巖基，在礦區(qū)內(nèi)出露約3 km2，位于礦區(qū)西南角。該巖體呈巖舌狀產(chǎn)出，是一個先后三次疊加侵入的復式巖體，巖性為斑狀黑云母二長花崗巖，呈灰白色—肉紅色，斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。

隱爆角礫巖(B)平面上呈橢圓形，長軸北西向，最大長度700 m；短軸NE向，最大寬度360 m，面積0.16 km2。該角礫巖體在立體空間上呈向南傾斜的漏斗狀。角礫巖體南西側(cè)接觸面及北東側(cè)接觸面大部分南傾，傾角50°～80°，南西側(cè)深部鉆孔揭示巖體傾角近直立；西北端向東傾，東南部被覆蓋。角礫成分比較復雜，有安山巖、粉砂質(zhì)泥巖、石英巖、流紋巖等。主要角礫粒徑在1～5 mm之間，呈次棱角狀至滾圓狀。角礫巖體與圍巖的接觸關(guān)系，大部分地段呈漸變過渡關(guān)系，局部地段呈侵入接觸關(guān)系。

根據(jù)財務顧問提供的信息，摩根士丹利當時已經(jīng)計提了約95億美元的壞賬，中投希望能注銷掉105億美元，這樣公司未來包袱會更小。摩根士丹利表示，無論怎樣的會計處理，最后都是要經(jīng)過外部審計師的審計，注銷105億美元壞賬，外部審計難以通過。經(jīng)過非常艱難的談判，最后達成一致，中投買入摩根士丹利“有期限的強制可轉(zhuǎn)換債”。對于轉(zhuǎn)換為普通股的時間點，雙方爭論過很長時間。摩根士丹利向“強制可轉(zhuǎn)換債”支付利息，要將利息做現(xiàn)金流貼現(xiàn)折算為現(xiàn)在的估值，還有強制轉(zhuǎn)換的周期雙方也有爭議，是加一周、還是減一周，都會影響入股價格。雙方斗智斗勇，最后達成一致要在2年8個月零3周內(nèi)轉(zhuǎn)成普通股。

爆破角礫巖(Br)東西長650 m，南北寬400 m，出露面積0.23 km2，平面上呈西窄東寬的梨形，空間上呈向SEE方向傾斜的漏斗狀。爆破角礫巖體與圍巖呈侵入接觸關(guān)系，界線較為清晰。爆破角礫巖一般呈灰色或灰綠色，角礫狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。角礫成分主要有流紋巖、英安巖，次為安山巖、大理巖。膠結(jié)物以巖屑、晶屑為主，其次為方解石、絹云母、褐鐵礦、高嶺土等。角礫含量變化較大，一般20%～60%。角礫粒徑一般1～25 cm，局部可達2 m。角礫形態(tài)不規(guī)則。蝕變作用主要有硅化、碳酸鹽化、綠泥石化、絹云母化等[20]。

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 金礦體特征

礦區(qū)已發(fā)現(xiàn)含礦構(gòu)造蝕變破帶20多條，其中有探礦工程控制的礦脈15條。K1、K2、K11、K9、K3、K12 礦脈分布于店房西北約350 m處，多數(shù)沿隱爆角礫巖呈環(huán)帶狀分布；K8分布于燒瓦窯南約100 m處，K10分布于和尚庵北約100 m處，并沿斷裂構(gòu)造呈帶狀分布；K13、K20分布于銀鹿坪南約300 m處。

根據(jù)勘查情況，礦脈分東西兩區(qū)，受明顯不同構(gòu)造系統(tǒng)控制。東區(qū)礦脈明顯受燒瓦窯斷裂的次級構(gòu)造控制，結(jié)合區(qū)域礦產(chǎn)分布特點，可以明確燒瓦窯斷裂(南傾，傾角70°～80°)為導礦構(gòu)造，次級斷裂(北傾，傾角80°～90°)為儲礦構(gòu)造(圖3)。西區(qū)礦脈受產(chǎn)于燒瓦窯斷裂中的店房隱爆角礫巖體所產(chǎn)生的一系列環(huán)狀、放射狀構(gòu)造控制，隱爆角礫巖巖體中心位于店房金礦，下蒿坪礦區(qū)位于隱爆巖體邊部。

圖3 礦區(qū)1307號勘探線剖面圖

東西兩區(qū)的礦化情況也具有不同特點。東區(qū)K21-1為石英脈型鉛銀礦、K5為構(gòu)造蝕變巖型金礦，其余礦脈為構(gòu)造蝕變巖型鉛鋅銀礦，總體傾向328°～350°(個別反傾，傾向145°～175°，如K18、K13-2礦脈)，傾角72°～90°。西區(qū)以金礦為主，由地表向深部具有金品位從高到低、鉛鋅銀品位從低到高的特點。

下蒿坪礦區(qū)礦脈(礦化體)出露長度50～1000 m，控制斜深大于200 m。礦體呈脈狀、豆夾狀、透鏡狀等，具有分支復合、膨大收縮等特點。礦體連續(xù)性較差，品位變化較大。圍巖蝕變以硅化、褐鐵礦化為主。主要礦體基本情況見表1。

表1 下蒿坪礦區(qū)主要礦體特征

3.2 礦石及礦物特征

4 礦床成因探討

龐緒成等[10]對下蒿坪礦床內(nèi)的4件黃鐵礦樣品進行了Rb-Sr同位素測年，獲得的等時線年齡值為(129.2±45) Ma。這一年齡與周珂等[18]在礦區(qū)外圍測得的Re-Os等時線年齡(131.2±1.4)Ma相近，說明下蒿坪礦床的成礦時代為晚中生代。毛景文等[17]對華北克拉通南緣中生代花崗巖開展了較多的SHRIMP鋯石U-Pb定年，結(jié)果為(158±3) Ma～(108±2) Ma，代表晚中生代華北克拉通南緣發(fā)生了巨量巖漿活動。下蒿坪金礦成礦年齡與礦區(qū)南部的合峪復式巖體侵位時間148.2～127.2 Ma[15-17]相吻合，依據(jù)礦體產(chǎn)出與角礫巖體密切相關(guān)的地質(zhì)現(xiàn)象，認為下蒿坪礦床是受晚中生代巖漿活動所控制的熱液礦床。通過區(qū)域成礦地質(zhì)背景分析和礦床地質(zhì)特征的總結(jié)研究，提出了該礦床的成礦模式(圖4)，并將下蒿坪金礦的成礦過程歸納如下：

圖4 下蒿坪礦床成礦模式示意圖

晚中生代華北克拉通南緣爆發(fā)了大規(guī)模的巖漿活動，位于外方山南部地區(qū)的合峪復式巖體，經(jīng)歷了近20 Ma的長期侵位。合峪巖體侵位末期，在其周邊外圍形成了一系列的淺成—超淺成小侵入體，礦區(qū)內(nèi)的爆破(隱爆)角礫巖和中酸性巖脈就在這個時期形成。巖漿活動后期形成的富含各種揮發(fā)份和礦物質(zhì)的熱液，在合適的環(huán)境和位置逐漸沉淀富集而形成礦床。高溫含礦元素首先在巖體內(nèi)部及周邊的某些部位富集，在礦區(qū)周邊及區(qū)域上形成眾多的含鉬小斑巖體及鉬礦床。沿燒瓦窯斷裂上侵的超淺成巖漿熱液，在近地表由于遇到了較大的開放空間，溫壓條件急劇變化，發(fā)生強烈爆炸形成爆破(隱爆)角礫巖及金礦床，如在下蒿坪及附近店房形成了爆破角礫巖型金礦床；另一部分含礦熱液，繼續(xù)向低壓區(qū)流動，由于溫、壓等物理化學條件的變化，成礦物質(zhì)沉淀形成脈狀及構(gòu)造蝕變巖型金銀鉛鋅礦床。

5 結(jié)論

本文總結(jié)了豫西嵩縣下蒿坪金礦的地質(zhì)特征，并分析了礦床成因，獲得主要認識如下：

1)下蒿坪金礦床賦存在中元古界熊耳群雞蛋坪組中酸性噴出巖中，礦床形成時間與礦區(qū)南部的合峪巖體侵位時間相吻合，成礦作用與華北地塊南緣晚中生代巨量巖漿活動密切相關(guān)。

2)礦區(qū)斷裂構(gòu)造發(fā)育，NWW向斷裂及角礫巖體周圍的環(huán)狀放射狀斷裂是主要的金礦控礦因素，金礦化與隱爆角礫巖和爆破角礫巖密切相關(guān)，燒瓦窯斷裂的NEE向次級構(gòu)造控制石英脈型鉛銀礦、構(gòu)造蝕變巖型金礦、鉛鋅銀礦的產(chǎn)出。

3)礦區(qū)西北部角礫巖體周圍環(huán)狀構(gòu)造及放射狀構(gòu)造是進一步尋找金礦的區(qū)域，遠離角礫巖體的NEE向次級斷裂是進一步尋找銀鉛鋅礦床的主要方向。