河南熊耳山地區(qū)金礦床的成礦模型淺析

摘要：本文論述了熊耳山地區(qū)金礦床成礦地質(zhì)背景，礦源是多來源的，太華群是主要礦源，礦源是多來源。在成礦早期和晚期，不同地區(qū)可能有不同程度的變質(zhì)水或大氣水加入。區(qū)內(nèi)不同類型的金礦床是在統(tǒng)一的大地構(gòu)造環(huán)境和成礦背景中形成的，有統(tǒng)一的礦質(zhì)和介質(zhì)來源。具相同或相似的成因。

關(guān)鍵詞：成礦模型 花崗巖 熊耳山 熱液礦化

河南熊耳山地區(qū)是河南主要的金礦產(chǎn)地之一，區(qū)內(nèi)先后發(fā)現(xiàn)了祁雨溝金礦、康山金礦、上宮金礦、紅莊金礦、干樹凹金礦等，它們共同組成了豫西金礦成礦區(qū)帶。

1. 區(qū)域地質(zhì)背景

區(qū)域內(nèi)有著名的馬超營大斷裂、上宮—花園斷裂以及焦園斷裂，大地構(gòu)造位置位于中朝準(zhǔn)地臺（華北地臺）南緣與秦嶺褶皺系之銜接部位。在長期地史演化過程中，巖石遭受多期變質(zhì)作用，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜。區(qū)內(nèi)主要巖性為太古界太華群一套深度變質(zhì)的以黑云斜長片麻巖為主的片麻巖系；中元古界熊耳群為一套淺變質(zhì)安山巖、安山玢巖和杏仁狀安山巖。區(qū)域內(nèi)所發(fā)現(xiàn)的金礦點(diǎn)，集中分布在構(gòu)造破碎帶中，并與太華群變質(zhì)巖關(guān)系密切。

2. 成礦地質(zhì)條件及成礦分析

2.1 地層控礦分析

區(qū)域出露主要以太古界太華群為基底巖系和中元古界為主要蓋層構(gòu)成，太古界綠巖帶為地殼最古老的巖石建造之一，既是金的礦源層，又是金礦床賦存部位。根據(jù)硫同位素的分析，以上宮金礦為例（數(shù)據(jù)來源河南金礦概論），其主要硫化物δ34S值在各礦化期中從早到晚具較低正值（平均3.31‰）→較大負(fù)值（-11.71‰）→較低正值（平均4.49‰）的特點(diǎn)。上宮礦床早期和晚期成礦階段的δ34S值變化小，其平均值分別為3.31‰和4.49‰，兩者相近且均屬低正值，它與熊耳山地區(qū)太華群變質(zhì)中基性火山巖和熊耳群安山巖的硫同位素組成（δ34S分別是4.3‰和4.2‰）相似，也與該區(qū)其他礦床的硫同位素組成相似，都具有深源硫的特征，說明他們都有同一的硫源。

上宮礦床主礦化階段硫化物的δ34S雖出現(xiàn)較大負(fù)值，這是由于發(fā)生了明顯的物理化學(xué)分餾效應(yīng)所致。根據(jù)測定和計(jì)算，上宮礦床成礦溶液的PH值近于7，fO2值從早到晚由10-34Pa增高到10-30Pa，這可從主成礦階段普遍到重晶石，成礦末期出現(xiàn)赤鐵礦得到證實(shí)。重晶石富含重同位素34S，因此重晶石的生成，使得成礦溶液中相對富集輕同位素32S，即其δ34S為負(fù)值。

金礦床的主要成礦期在燕山期，主要提供金的是燕山期重熔花崗巖漿，重熔地層主要為太華群，熊耳群不是金的主要礦源層，但不排斥在巖漿期后熱液作用過程中從熊耳群中萃取部分金、銀、鈷、鎳等物質(zhì)。

2.2 巖漿控礦分析

區(qū)內(nèi)與成礦關(guān)系密切的主要為S型花崗巖體，成巖方式以重熔型為主，混合交代型次之。成礦時(shí)代主要為加里東期和燕山期。以本區(qū)成礦帶的花山巖體為例，花山巖體成巖年齡為123.01—182.8Ma，與其有關(guān)的上宮礦床的近礦圍巖早期蝕變巖石年齡為242Ma，成礦時(shí)代與花崗巖的成巖時(shí)代相近。在花山巖體外圍的還有虎溝、干樹凹等金礦床。

礦化網(wǎng)絡(luò)表現(xiàn)了在一定的地質(zhì)背景、環(huán)境中由成礦系統(tǒng)形成的各礦床類型和有關(guān)異常的時(shí)空結(jié)構(gòu)。該區(qū)金的區(qū)域地球化學(xué)異常具有明顯圍繞巖體分布的特點(diǎn)。與巖體有關(guān)的金礦床的產(chǎn)出一般具有一定的方位性和不對稱性。即金礦床圍繞巖體在一定距離內(nèi)生成，只在巖體四周的二面或三面發(fā)育，不是在巖體四周全發(fā)育礦床，河南省在金礦生成時(shí)的構(gòu)造活動其構(gòu)造應(yīng)力主要來自南南西或南西方向，巖體的產(chǎn)出都明顯受到一組或兩組區(qū)域斷裂的控制，這樣形成的金礦床必然多緊靠近東西向區(qū)域斷裂的南側(cè)，上宮、康山等礦床主要產(chǎn)出在花山巖體南部北東向構(gòu)造帶或北東向構(gòu)造帶與東西向構(gòu)造帶復(fù)合的位置。

與金有關(guān)的花崗巖體，花崗巖體規(guī)模在30—120Km2之間，根據(jù)統(tǒng)計(jì)，過大的花崗巖基附近未發(fā)現(xiàn)大型礦床，而過小的花崗巖基因無法提供足夠的礦質(zhì)熱液數(shù)量也無法形成大型礦床。花崗巖體形狀多受斷裂構(gòu)造控制，多呈巖基、巖株?duì)町a(chǎn)出。

3. 構(gòu)造控礦作用

熊耳山地區(qū)地層為一套變質(zhì)核雜巖，沿熊耳山的北坡呈長垣狀產(chǎn)出。變質(zhì)核由太華群和侵入其中的中一酸性巖體組成；蓋層主要為熊耳群火山巖；滑脫拆離斷層為沿基底與蓋層之間的不整合面發(fā)育的韌性剪切帶，成為變質(zhì)核表層的退變質(zhì)殼。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，尤其是北東、北北東向構(gòu)造蝕變破碎帶為重要的含礦、控礦構(gòu)造。

3.1 斷裂構(gòu)造

本區(qū)地殼經(jīng)過長期復(fù)雜的變質(zhì)與變形改造，形成了不同時(shí)代、不同性質(zhì)和不同方向的斷裂，按走向可分為四組。

（1）東西向斷裂：是區(qū)內(nèi)最古老的長期活動的斷裂，它們平行于兩大構(gòu)造單位的分界線，為洛南—欒川、盧氏一馬超營斷裂帶北側(cè)的次一級構(gòu)造，控制了區(qū)內(nèi)太古代晚期超基性基性巖體的分布。中生代再次活動，如馬超營斷裂帶相繼發(fā)現(xiàn)一批礦床（點(diǎn)），并控制了深部隱伏巖體。

（2）南北向斷裂：主要發(fā)育于變質(zhì)核的東西兩端，形成于太華群褶皺晚期，多被輝長巖和超鐵鎂質(zhì)巖脈充填。中生代再次活動，形成次一級北東—北北東向含礦斷裂構(gòu)造。

（3）北東向斷裂：是區(qū)內(nèi)最發(fā)育的一組斷裂，與構(gòu)造蝕變巖型、石英脈型礦床的形成和分布有密切關(guān)系。其活動期次可分為四個(gè)階段：早期活動在太古代晚期，表現(xiàn)為帶狀分布的小型（變）輝長巖體；第二期活動在中元古代熊耳群火山巖形成期后，表現(xiàn)為呈帶狀分布的中酸性次火山巖（脈）；第三期活動在印支期，與兩大板塊的碰撞焊接事件有關(guān)，表現(xiàn)為呈北東向分布的閃長巖、閃長玢巖巖枝、巖脈等；第四期活動發(fā)生在燕山期，與同期發(fā)生的陸內(nèi)A型俯沖作用及區(qū)域伸展構(gòu)造運(yùn)動、巖漿活動有關(guān)，結(jié)果形成一系列沿北東向展布的花崗質(zhì)小巖體、巖脈，并形成了這一方向的脈狀礦床。

（4）北北東向斷裂：是中生代才發(fā)育形成的斷裂，雖不太發(fā)育，但局部地區(qū)也常成為主要的含礦構(gòu)造（如鐵爐坪大型銀礦床）。

3.2 控礦作用

金礦斷裂帶控制著金礦床的產(chǎn)出，本區(qū)金礦床的分布全與區(qū)域斷裂構(gòu)造有關(guān)，馬超營斷裂和上宮—康山斷裂周邊發(fā)現(xiàn)了幾個(gè)大型金礦床。這些導(dǎo)礦構(gòu)造，與金礦的生成有著密切關(guān)系。

含金構(gòu)造破碎帶控制著礦體，含金構(gòu)造破碎帶指單個(gè)斷層破碎帶，一般沿走向延伸幾十米至幾千米，直接控制礦體的賦存部位，結(jié)合本區(qū)的上宮、干樹凹等金礦床，擠壓破碎帶控礦一般的特點(diǎn)為：

（1）礦體賦存相對引張部位，擠壓破碎帶在走向和傾向上都呈舒緩波狀，在其整體上受到垂直其走向壓應(yīng)力的情況下，部分地段造成相對引張，成為礦體賦存的場所，在擠壓構(gòu)造破碎帶中在平面和傾斜方向都相對引張的復(fù)合部位是最有利的儲礦部位。

（2）斷裂分支復(fù)合部位容易成富礦，各個(gè)礦區(qū)都具有這個(gè)特點(diǎn)，上宮金礦床蝕變構(gòu)造帶多處部位有分支復(fù)合現(xiàn)象。

（3）礦體呈有規(guī)律側(cè)伏，受成礦時(shí)構(gòu)造產(chǎn)狀與主壓應(yīng)力方向的制約，礦體往往呈有規(guī)律的側(cè)伏。如產(chǎn)狀向南或南南西傾的礦床，礦體均向南南西方向側(cè)伏，產(chǎn)狀北北東方向傾的礦床，礦體均向北北東方向側(cè)伏。

4. 區(qū)域成礦模式

熊耳山地區(qū)金礦床經(jīng)歷了早期中高溫、中期中溫、晚期低溫的三期熱液礦化，總結(jié)為成礦物質(zhì)多來源，成礦活動多期，成礦過程為構(gòu)造突變成礦的成礦模式。礦床的金礦化主要發(fā)生在中期的中溫成礦，此次成礦主要與燕山期巖漿活動關(guān)系密切。早期的成礦熱液為單源的變質(zhì)水或巖漿水，中期的成礦熱液為雙源變質(zhì)水—天水、巖漿水—天水或由變質(zhì)水—巖漿水—天水所組成的三源混合熱液，后期的成礦熱液作用的水主要來自天水。

成礦作用早期，伴隨嵩陽期的區(qū)域變質(zhì)作用，超鎂鐵質(zhì)巖石中金發(fā)生活化轉(zhuǎn)移，但此時(shí)金在中高溫條件下較均勻地分布在巖石中，同時(shí)，在中壓中高溫條件下，巖石塑性較強(qiáng)，

形成儲礦空間的可能性較小，形成大型的金礦床可能性較小，但此時(shí)的區(qū)域變質(zhì)作用促使太華群中金活化，有些金從礦物顆粒內(nèi)部轉(zhuǎn)移到邊部，有些金可轉(zhuǎn)入間隙熱液，為后期金進(jìn)一步活化遷移和形成金礦床打下了基礎(chǔ)。早期礦化以黃鐵礦化為主要特征。

中期的燕山中晚期花崗巖漿活動是歷次巖漿活動時(shí)代最晚、規(guī)模最大的一次。這次巖漿活動本身使被重熔的地層中的金在巖漿期后熱液相對集中，以及強(qiáng)大的熱源所造成的地?zé)崽荻仁箮r石內(nèi)間隙溶液中的金也向巖漿熱液中轉(zhuǎn)移，而且在這次強(qiáng)烈?guī)r漿活動的同時(shí)，還發(fā)生了強(qiáng)烈的斷裂構(gòu)造活動，由構(gòu)造糜棱巖帶剪切活動產(chǎn)生的汲取輝綠巖脈和部分地層中的金的含金水溶液與之匯合，在構(gòu)造活動形成的負(fù)壓空間內(nèi)成礦。成礦作用發(fā)生在地質(zhì)作用界面，由各種成礦控制要素和成礦參數(shù)的突變而成礦。成礦期后，地殼持續(xù)抬升，礦體出露地表，在以天水為主的流體作用下，遭受剝蝕淋濾和搬運(yùn)作用的改造，結(jié)果造成低洼處形成砂礦或形成次生礦體氧化富集帶。

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