河南洛寧縣吉家洼金礦找礦模型與礦床成因

韓新志，顏正信，張蘇坤，張 浩，李海富，夏冀良

(1.河南省地質礦產勘查開發局第一地質礦產調查院，河南洛陽471000；2.河南省金銀多金屬成礦系列與深部預測重點實驗室，河南洛陽471000）

吉家洼金礦床位于河南省洛寧縣境內，成礦區帶劃分屬我國重要的產金礦集區—熊耳山多金屬成礦區[1]。礦區已對有規模F1、F2、F3等3條近南北向含金構造蝕變帶進行系統評價，礦床規模達中型[2]，本文在總結已有地質成果資料的基礎上，對礦床金礦化富集特征、成礦物質來源、成礦流體特征及礦床成因進行了研究，并總結了其找礦模型。

1 成礦地質背景

吉家洼金礦位于瓦廟河次級傾伏向形構造的東翼，即位于熊耳山變質核雜巖之中西部。瓦廟河傾伏向形構造是疊加在區域性東西向褶皺構造上的橫跨面褶，東鄰廟溝崖—五龍溝同斜倒轉背形構造，其北東東向為花山花崗巖巖基（圖1）。區內構造主要為熊耳山變質核雜巖和一系列不同序次、級別的北東—北北東向及近南北向斷裂構造，并控制了區內的巖漿活動，也為地下含金礦液的運移和富集提供了通道，控制了本區金礦床的形成。

區域出露地層主要為太華群變質片麻巖和熊耳群火山噴發巖。前者呈近東西向展布，構成花山—龍脖背斜核部，東端被花山花崗巖侵蝕，南部被熊耳群不整合覆蓋，北側分別與熊耳群、第三系呈斷層接觸（圖1），其原巖為一套大陸裂谷環境的中基性—中酸性火山巖系，具有較高的金背景值，被認為是熊耳山地區金礦田礦源層[7]，巖性以黑云斜長片麻巖、斜長角閃片麻巖為主；后者不整合于太華群之上，分布于干樹凹拆離斷層以南，為一套中基性—中酸性火山巖系，局部見火山碎屑巖和沉積巖夾層，巖性以杏仁狀安山巖、斑狀安山巖及英安質流紋巖為主。

區內巖漿活動頻繁，尤以燕山期斑狀花崗巖漿活動最強烈，有五丈山、花山、金山廟等花崗巖體；脈巖有花崗斑巖、正長斑巖等。燕山期巖漿活動與本區金的活化、遷移、富集及成礦作用關系密切，圍繞巖體周邊呈環狀分布的金礦床和金異常也充分說明這一點。

綜上，本區具備“三位一體”的有利成礦條件[6]，已發現吉家洼、虎溝、干樹凹、上宮、七里坪等多個大中型金礦床。

2 礦床地質特征

礦區主要地層為太華群石板溝巖組斜長角閃片麻巖、斜長角閃巖等；礦區南部出露少量熊耳群杏仁狀安山巖、斑狀安山巖(圖2)。區內侵入巖不發育，有少量東西向輝綠巖脈。礦區發育近南北向和北東向兩組斷裂構造，常成群、成帶密集分布，其中近南北向F1、F2、F3斷裂帶賦存工業礦體，組成吉家洼礦區主礦帶，傾向90°～110°，傾 角70°～85°，長220～530m，寬0.25～3.10m，沿走向和傾向均呈舒緩波狀、豆莢狀，帶內充填蝕變構造角礫巖、蝕變碎裂巖、石英脈及少量的斷層泥；北東向斷裂構造帶有F9、F10、F13，其中F13斷裂帶賦存工業礦體，為吉家洼礦區次要礦帶，傾向295°～330°，傾角60°～80°，長度350m，寬0.30～2.89m，斷裂面較平直，帶內充填蝕變碎裂巖和少量斷層泥。

礦區金礦體規模、形態、產狀及礦化富集均受含礦斷裂蝕變帶制約。礦體形態以陡傾透鏡狀、脈狀為主，礦石自然類型以蝕變構造角礫巖、蝕變碎裂巖、蝕變巖為主，石英脈次之。礦體金品位變化系數143%～159%，厚度變化系數為61%～68%，屬較均勻—穩定型礦體（表1）。金屬礦物主要為黃鐵礦，次為方鉛礦、黃銅礦、閃鋅礦，圍巖蝕變主要有硅化、絹云母化、黃鐵礦化、黃鐵絹英巖化、螢石化等。蝕變寬度及強度一般與斷裂帶的寬度成正比。

表1 吉家洼金礦床各礦體特征一覽表

3 礦化富集特征

礦區各礦體嚴格受近南北向陡傾斷裂控制，在延深方向上變化很大，且以F1-Ⅰ礦體規模最大。因此總結F1含礦構造蝕變帶及礦化富集特征對總結礦床找礦模型與礦床成因尤為重要。

3.1 沿走向控礦及礦化富集特征

F1構造蝕變帶在各中段平面形態總體表現為折線狀，研究認為其折線變化在時空上至少經歷三期以上構造疊加改造而成。在F1構造蝕變帶中圈定的F1-Ⅰ金礦體在走向上具舒緩波折線狀延伸特點，反映出金礦體或礦化富集段主要產在由緊閉向擴容（引張）走向轉折變化部位，即在第11～15線間轉折變化段形成了連續厚大工業礦體或礦化富集段；在15～19線間相對平直形成弱礦化段和無礦段，在19～23線間相對曲折形成了較厚和連續礦化富集段。由此揭示，斷裂帶走向變化段是含金熱液滯留及蝕變礦化最為有利成礦地段，其走向產狀變化控制著金礦化強弱和礦體的規模，并由北向南劃分出金礦化強富集段—金礦化弱富集段—金礦化次強富集段[5-6]，突顯F1-Ⅰ礦體具有近南北向水平分帶和向南東側伏成礦特點。

3.2 沿傾向上控礦及礦化富集特征

據實測統計分析，F1構造蝕變帶由地表向下呈多“S”形舒緩波狀（圖3），即在YD3、YD7、YD9、PX163中段產狀相對陡傾，傾角為77°～87.7°；在YD5、YD11、PX165中段產狀相對緩傾，傾角為64°～71.4°，反映出F1構造蝕變帶在傾向延伸上陡緩相間，從上至下總體呈一大的波狀曲折形態。礦山探采資料顯示，傾角陡緩與金礦化富集呈明顯負相關[6]，金礦體賦存在構造傾向由陡變緩或由緩變陡的部位，即產生在局部引張空間的有利地段。

4 礦床成因及找礦模型分析

4.1 硫、鉛同位素特征

吉家洼金礦床測試4件硫同位素和2件鉛同位素分析結果見表2。硫同位素分析結果表明吉家洼金礦床從早到晚δ34S值具有較小負值的變化特征，平均值為-12.03‰，與相鄰上宮金礦一致。因此成礦熱液硫具深源硫為主，混有殼源硫的特征。鉛同位素分析結果表明吉家洼金礦床鉛同位素組成變化范圍較小：206Pb/204Pb為17.424～17.96，平均為17.692；207Pb/204Pb為15.485～15.55，平均為15.518；208Pb/204Pb為38.142～38.868，平均為38.505。鉛同位素投影點均落在造山帶鉛演化線兩側（圖4），應為殼幔混合型鉛，反映了深源鉛的特點[7-8]，與胡新露等（2013）對上宮金礦鉛同位素組成變化范圍相類似，反映吉家洼金礦與上宮金礦在礦源方面的一致性；并與范宏瑞等（1994）對太華群、熊耳群和花山花崗巖的鉛同位素組成特征基本一致，說明吉家洼金礦床在成因上與太華群地層和花山花崗巖有密切的內在關系。

表2 吉家洼金礦床硫、鉛同位素組成特征

4.2 成礦流體特征

張興康等[1]對吉家洼金礦流體包裹體進行了詳細的研究，認為吉家洼金礦在第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。吉家洼金礦包裹體測溫數據反映出金成礦過程中由早到晚成礦溫度具有較明顯降低，顯示溫度對礦質沉淀有較明顯的影響。吉家洼金礦成礦流體的鹽度在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ成礦階段降低變化程度不等，但在Ⅳ階段鹽度降低幅度較大，反映成礦后期有大量大氣降水加入。

另外，吉家洼金礦氫氧同位素研究顯示，成礦流體來源于深部巖漿熱液，隨著成礦熱液的演化，反映出有不同比例的大氣降水混入，且從成礦早階段到成礦晚階段，大氣降水的混合比例增加[1]。

4.3 找礦模型

本文從地質、構造、礦體特征和成礦地球化學特征等方面著手，總結出吉家洼金礦床找礦標志及綜合找礦（預測）模型（圖5）。

圖5 吉家洼金礦床綜合找礦（預測）模型

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，在轉折變化處常形成連續厚大工業礦體或礦化富集段[10]，并具近南北向水平分帶和向南東側伏成礦特點；沿傾向呈多“S”形波狀曲折形態陡緩交替變化，工業礦體或富礦段常出現在傾向構造面由陡變緩或由緩變陡的部位。

（2）吉家洼金礦主要礦石類型為構造蝕變巖型和石英脈型，金屬礦物主要為黃鐵礦，主要礦化蝕變為硅化、絹云母化、鉀長石化、黃鐵絹英巖化等。其中，硅化、黃鐵絹英巖化蝕變與金礦化關系最為密切。

（3）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[8-9]，其礦床成因與花山花崗巖有密切關系。

（4）依據地質、構造、礦體特征和成礦地球化學特征等方面成果，建立了吉家洼金礦床綜合找礦（預測）模型。