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礦產局第三地質大隊，河南 鄭州 450016

1 礦床地質特征

礦床位于河南省嵩縣舊縣鎮龍潭村栗子溝近溝口處兩岸至嵩縣大章鄉萬村孫溝之間的礦化區內。

礦床產出的大地構造位置為華北陸塊南緣—燕山期熊耳山變質核雜巖穹窿狀地體的南坡。礦區屬熊耳山西段金鉛成礦段。礦區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、凝灰巖等。礦區構造分為二期五次，第一期為與燕山早期五丈山巖體侵入上拱有關的傾向南西的拆離正斷層和傾向北東的逆斷層，分2個構造幕，第二期為與燕山晚期花山花崗巖體侵入上供有關的北東東向、北東向、北西向斷裂，分3個構造幕、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礦構造，其它為容礦構造。礦區未見侵入巖體，礦區東北角距五丈山巖體約1km。礦區共產出含礦構造帶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。礦體的產出嚴格受斷裂構造控制，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—它形粒狀結構、交代結構、碎裂結構、填隙結構等，礦石有浸染狀、細脈浸染狀、角礫狀、條帶狀、條紋狀、蜂窩狀構造等。

2 礦床成因

2.1 成礦物質來源

2.1.1 氫、氧同位素特征及成礦熱液的水來源

在含礦構造破碎帶采集了35個礦化石英樣品，δO18為-6.68‰～-8.24‰，δD為-76.1‰ ～-90.7‰ 經δDSMOW—δO18SMOW關系分析，樣品投影于雨水線附近而遠離巖漿水，說明本區成礦物質可能來源于地層。（樣品由中南礦產資源監督檢測中心分析）。

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表明成礦環境為還原環境。

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。（樣品分析由中南大學地學與環境工程學院包裹體分析室萬芳、劉偉承擔）。

2.1.3 斷裂帶蝕變巖元素含量及來源

根據光譜全分析結果，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的特征元素的富集，推論是礦區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性質和斷裂蝕變帶的構造演化特征密切相關，區內成礦流體中金主要以[AuCl4]-和Au[HS]-的形式存在，并隨流體遷移，在有利的構造和物理化學條件下沉淀成礦。

2.3 成礦溫度

采用均一法測溫，對礦石中的石英進行了包裹體測溫。測試結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

根據包裹體氣液相成分測試結果，鹽度為5.45%，據此，按經驗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

據上所述：成礦平均溫度為187℃，成礦深度為0.54km，按正常的地熱梯度在該深度地溫約30°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造通道時，能夠滿足本礦區的成礦溫度條件。燕山期強烈斷裂活動和深部中酸性巖漿侵入，巖漿侵入增溫和斷裂擴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，同時，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且形成絡合物搬運礦質，自所在容水容礦液空間（斷層或裂隙）進行減壓、擴容、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，即發生絡合物分解，礦質沉淀，形成礦體或礦化巖石及熱液蝕變巖。

根據本礦床形成溫度，據地熱梯度和剩余溫度推測，礦區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的、與火山巖地層水有關的、以火山巖為礦源層的以多期次斷裂為通道（導礦和容礦）的中低溫構造帶蝕變巖型金礦床。

3 成礦模式

根據礦區的斷裂構造特征和隱伏巖體侵位位置關系，將礦區礦體的形成劃分為下列3種推想模式。

3.1 “人參狀”巖漿構造熱液運移沉淀成礦模式（如圖1）

該模式中，由于巖體侵位深，與花崗巖有關的礦質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自小裂隙向大裂隙及斷層中匯聚。

此模式為小構造為導礦構造，大構造為容礦構造。(就像人參發達的根系吮吸下部營養長成大的人參一樣）

圖1 “人參狀”熱液成礦模式圖

3.2 “非字形”巖漿構造熱液運移沉淀成礦模式（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”巖漿構造熱液運移沉淀成礦模式（如圖4）

該模式為近花崗巖體處與巖體有關的含礦氣液經大的構造導入小的構造成礦（傳統模式）。

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繼續尋找金礦具有參考意義；

2）礦區東北角屬環五丈山巖體金礦成礦有利地段，應加強找礦；

3）沿石鼻梁斷裂開展大比例尺填圖及結合物化探找礦；

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

5）重視重力異常低值區，磁異常高值區的填圖找礦；

6）重視張性斷裂的找礦工作。

[1]王志光，崔毫，徐孟羅.華北地塊南緣地質構造演化與成礦[M].北京：冶金工業出版社，1997.

[2]戴雪靈，胡祥昭，秦臻.河南嵩縣栗子溝金礦流體包裹體及同位素地球化學研究[J].西部探礦工程，2009(7).

[3]邵潔漣.金礦找礦礦物學[M].中國地質大學出版社，1988.

[4]馮鐘燕.礦床學原理[M].地質出版社，1983.