河南洛寧縣吉家洼金礦床礦化特征及物源分析

李思偉， 張興康， 樊玉朋， 孫志偉

(河北省地質調查院，河北 石家莊 050081)

1 區域地質背景

熊耳山金礦多金屬富集區位于華北陸塊南緣，區內主要出露新太古界太華群片麻巖結晶基底、中元古代熊耳群火山巖及少量的中元古界官道口群碳酸鹽巖等組成的蓋層，構成具典型層序地層雙層結構。礦集區斷裂構造發育明顯。斷裂構造主要有4組：以近東西向、北東向為主，其次為近南北向和北西向。主要區域性斷裂有洛寧山前斷裂帶和馬超營斷裂帶。區內巖漿活動頻繁，以中生代燕山期斑狀花崗巖漿活動最強烈，包括花山花崗巖體、東山底金山廟花崗巖體等大的巖基和花崗斑巖、正長斑巖等脈巖。區內金、銀、鉛、鋅等礦床分布在燕山期花山復式巖基附近，受構造影響，多分布于太華群片麻巖與熊耳群火山巖之間的拆離斷層附近和近東西斷裂帶與北東向斷裂帶的交匯處。

2 礦床地質特征

礦區主要地層為新太古界太華群地層，巖性有黑云斜長片麻巖、斜長角閃片麻巖、斜長角閃巖及淺粒巖等；中元古代熊耳群地層在礦區的南部少量出露，巖性為杏仁狀安山巖、斑狀安山巖等。礦區構造發育明顯，常成群、成帶密集分布，大致分為近南北向和北東向兩組展布。礦區金礦體主要產于構造蝕變帶沿走向或傾向的轉折部位，其規模、形態、產狀及礦化富集情況均嚴格受含礦斷裂蝕變帶制約。礦體多呈透鏡狀、脈狀或不規則狀，共發現含金構造蝕變帶15條，其中以F1、F2、F3規模最大(表1)。傾向呈“Y”型產出，傾角65°～85°。局部近直立，部分礦段有反傾現象，并匯入深部形成一條礦體，礦體的規模明顯增大，厚度增大，但品位降低，存在一些夾石。

表1 吉家洼金礦床各礦體特征一覽表

礦石類型有構造蝕變巖型和石英脈型。礦床圍巖蝕變類型復雜多樣，主要蝕變有硅化、鉀長石化、絹云母化、黃鐵絹英巖化等。圍巖蝕變表現出一定的分帶特征，由礦體中心向圍巖方向依次為硅化、鉀長石化(絹云母化)→黃鐵絹英巖化→鉀長石化→綠泥石化→螢石化→碳酸鹽化，各類蝕變從早到晚生成順序依次為綠泥石化→鉀長石化→硅化→黃鐵絹英巖化→螢石化→碳酸鹽化。與金礦關系最為密切的蝕變為硅化、鉀長石化、黃鐵絹英巖化。

3 礦化富集特征

礦區各礦體均受近南北向斷裂控制，其空間分布相依，礦化特征及構造力學性質大致相同。

3.1 礦脈走向上礦化富集特征

吉家洼金礦床F1、F2、F3含金構造蝕變帶均呈近南北向密集分布。該組斷裂分布在南北長800 m、東西寬不足200 m的狹長地帶，自東向西依次平行展布。斷裂傾向80°～110°，平均傾向95°，傾角70°～85°。其控礦條件與區域上控礦規律完全一致，空間上相依，成因上密切相關。該礦床礦體均受近南北向斷裂擠壓控制，礦體產出特征及構造力學性質相同，因此各礦體礦化富集特征也類同。現以F1含礦構造蝕變帶及礦化富集特征為例進行闡述。

F1礦脈走向為近南北向(約5°)。各中段平面形態呈折線狀，沿走向及傾向均呈舒緩波狀，斷裂面較平直。經野外觀察和對力學特征的綜合分析，認為該折線平面形態變化在時空上至少經歷三期或三期以上的構造疊加改造而成。該斷裂經歷了多次構造疊加，具多期次構造活動特點，即經歷先壓—后張—再壓扭的斷裂活動過程。

3.2 礦脈傾向上礦化富集特征

通過統計不同中段礦體的傾角發現，PX163中段平均傾角為75.7°，為相對陡傾形態，PX165中段平均傾角為73.4°，為相對緩傾形態。另從礦脈傾向延伸上也反映出控礦斷裂帶從上至下總體呈陡緩相間分布，呈多“S”形波狀曲折形態或表現為舒緩波狀變化，即由陡變緩再陡再變緩，具循環變化產狀形態，而金礦化富集明顯地受構造產狀形態控制。富礦體常出現在傾向構造面由陡變緩的部位，傾角陡緩與金礦化富集有明顯負相關關系。由于成礦期斷裂活動主要表現為張性，因此控礦斷裂傾角由陡變緩部位多為構造局部滑脫地段，造成礦脈增厚，礦化強富集，易形成富礦段；相反，成礦后期礦體上盤相對上升，導致傾向上礦體產狀由緩變陡，相對擠壓，礦體厚度薄，礦化富集較弱，金品位較低。

4 物質來源分析

測試了6件黃鐵礦硫同位素和2件黃鐵礦鉛同位素，結果顯示，δ34S值變化于-14.4‰～-9.0‰。在收集前人已有硫鉛同位素資料的基礎上，認為吉家洼金礦床礦石中黃鐵礦δ34S值為高負值，與熊耳山地區的地質體有著明顯差別，所以成礦過程中物理條件的變化是其δ34S值為高負值的原因。鉛同位素結果顯示，金礦床具有殼幔混源的特征，認為新太古界太華群巖石重熔形成的早白堊世花崗巖為吉家洼金礦鉛同位素的主要來源。綜上所述，本文認為吉家洼金礦床在成因上與花山花崗巖有密切關系。

吉家洼金礦在第Ⅰ、Ⅱ階段發育CO2包裹體，顯示成礦初始流體屬于CO2-H2O-NaCl體系，而在第Ⅲ、Ⅳ階段CO2三相包裹體含量極少，基本上都為氣液兩相包裹體，顯示此時流體屬于H2O-NaCl體系。吉家洼金礦成礦過程中由早階段到晚階段成礦溫度具有較明顯降低，顯示溫度對與礦質沉淀有較明顯的影響。吉家洼金礦的成礦流體的鹽度在第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ階段變化較小，但在最后一個階段明顯降低，顯示成礦后期有大量大氣降水加入，使流體鹽度明顯降低。

吉家洼金礦氫氧同位素測試結果顯示，深部巖漿熱液是成礦流體的來源。隨著成礦熱液的演化，有不同比例的大氣降水及變質水的混入，且從成礦早階段到成礦晚階段，大氣降水的混合比例增加。碳氧同位素顯示吉家洼金礦δ13CPDB應屬地幔射氣和巖漿來源，并受到了低溫蝕變的影響。研究表明金礦的成礦流體來源于太華群重熔形成的巖漿熱液，隨著成礦熱液的演化，有不同比例的大氣降水加入。

綜上所述，吉家洼金礦的成礦物質為殼幔混源，新太古界太華群基底及其重熔形成的花崗巖體可能為其主要物源。

5 結論

(1)吉家洼金礦床礦化蝕變帶沿走向的平面形態呈折線狀，礦化具水平分帶；沿傾向多呈波狀曲折形態陡緩交替變化，金礦化富集段明顯受構造產狀形態控制，工業礦體或富礦段常出現在傾向構造面由陡變緩的部位。吉家洼金礦主要礦石類型為構造蝕變巖型和石英脈型。

(2)硫、鉛、氫、氧同位素測定結果顯示，吉家洼金礦床成礦流體來源于深部巖漿熱液，成礦物質為殼幔混源，其礦床成因上與花山花崗巖有密切關系。