河南省嵩县栗子沟金矿矿床成因及成矿模式新探

阎仁杰

河南省有色金属地质矿产局第三地质大队，河南 郑州 450016

1 矿床地质特征

矿床位于河南省嵩县旧县镇龙潭村栗子沟近沟口处两岸至嵩县大章乡万村孙沟之间的矿化区内。

矿床产出的大地构造位置为华北陆块南缘—燕山期熊耳山变质核杂岩穹窿状地体的南坡。矿区属熊耳山西段金铅成矿段。矿区地层为熊耳群许山组、鸡蛋坪组、马家河组，岩性以中基性火山岩为主，次为流纹岩、凝灰岩等。矿区构造分为二期五次，第一期为与燕山早期五丈山岩体侵入上拱有关的倾向南西的拆离正断层和倾向北东的逆断层，分2个构造幕，第二期为与燕山晚期花山花岗岩体侵入上供有关的北东东向、北东向、北西向断裂，分3个构造幕、最后一幕形成的北东东向右形平移断层为成矿后断裂。横穿矿区的北东东向石鼻梁断裂和较大的北北西向司家庄断裂为导矿构造，其它为容矿构造。矿区未见侵入岩体，矿区东北角距五丈山岩体约1km。矿区共产出含矿构造带27条，以北西向拆离断裂控矿为主，次为北东向断裂控矿，矿区共圈定金矿体21条，银铅矿体4条，银铅锌矿体1条，铜矿体1条。矿体的产出严格受断裂构造控制，长18m～526m不等，厚0.28 m～4.28m，平均厚1.27m。矿体呈薄脉型或薄板状，产状与含矿断裂一致。矿体的围岩蚀变以钾长石化、硅化、黄铁矿化为主。另具青盘岩化、碳酸盐化等。矿石类型主要为含金钾长石化石英化蚀变岩。少量含金石英脉及含金硅化碳酸盐化蚀变岩，矿石有半自形—它形粒状结构、交代结构、碎裂结构、填隙结构等，矿石有浸染状、细脉浸染状、角砾状、条带状、条纹状、蜂窝状构造等。

2 矿床成因

2.1 成矿物质来源

2.1.1 氢、氧同位素特征及成矿热液的水来源

在含矿构造破碎带采集了35个矿化石英样品，δO18为-6.68‰～-8.24‰，δD为-76.1‰ ～-90.7‰ 经δDSMOW—δO18SMOW关系分析，样品投影于雨水线附近而远离岩浆水，说明本区成矿物质可能来源于地层。（样品由中南矿产资源监督检测中心分析）。

2.1.2 矿物包裹体气液相成分特征及成矿热液的水来源

石英包裹体气相成分中，H2O含量高，富含CO2和CH4，无O2表明成矿环境为还原环境。

成矿流体的Na+/K+=1.2-1.5，平均1.35，具地层流体（或天然水）的特点。（样品分析由中南大学地学与环境工程学院包裹体分析室万芳、刘伟承担）。

2.1.3 断裂带蚀变岩元素含量及来源

根据光谱全分析结果，矿石中的微量元素特征为Co、Cr、Ni、Ta的含量接近中基性火山岩的丰度值，W、Be元素并不富集，而是接近基性岩的丰度，Bi、Ta匮乏，说明矿石中并没有与花岗岩类有关的特征元素的富集，推论是矿区成矿元素来自熊耳群地层。

2.2 金的沉淀与迁移

本矿床金的迁移、沉淀与金的地球化学性质和断裂蚀变带的构造演化特征密切相关，区内成矿流体中金主要以[AuCl4]-和Au[HS]-的形式存在，并随流体迁移，在有利的构造和物理化学条件下沉淀成矿。

2.3 成矿温度

采用均一法测温，对矿石中的石英进行了包裹体测温。测试结果本矿床的成矿温度范围在130℃～215℃，平均187℃，属于低温范围。

2.4 成矿压力和成矿深度

根据包裹体气液相成分测试结果，盐度为5.45%，据此，按经验公式求得含矿热液初始温度为427℃，初始压力为370×105Pa，初始深度为1.23km，成矿压力为197×105Pa，成矿深度为0.54k。

2.5 矿床成因

据上所述：成矿平均温度为187℃，成矿深度为0.54km，按正常的地热梯度在该深度地温约30°左右，不满足成矿温度。如果在原始地表以下10km以上有花岗岩体侵入（终晶温度710℃），形成深部热异常且有断裂构造通道时，能够满足本矿区的成矿温度条件。燕山期强烈断裂活动和深部中酸性岩浆侵入，岩浆侵入增温和断裂扩容减压作用使岩层中的水饱和度降低，形成水相挤入断层和裂隙内，同时，水在被挤压汇聚、挤压上升、对流和向上喷气过程中，不断萃取火山岩地层中的成矿物质且形成络合物搬运矿质，自所在容水容矿液空间（断层或裂隙）进行减压、扩容、去气、降温或与下降的天水混合改变含矿液体成分，改变PH值、EH值时，即发生络合物分解，矿质沉淀，形成矿体或矿化岩石及热液蚀变岩。

根据本矿床形成温度，据地热梯度和剩余温度推测，矿区地面之下隐伏花岗岩体埋深6km～7km。

综上所述，栗子沟金矿属与燕山期隐伏岩体侵入形成的热异常有关的、与火山岩地层水有关的、以火山岩为矿源层的以多期次断裂为通道（导矿和容矿）的中低温构造带蚀变岩型金矿床。

3 成矿模式

根据矿区的断裂构造特征和隐伏岩体侵位位置关系，将矿区矿体的形成划分为下列3种推想模式。

3.1 “人参状”岩浆构造热液运移沉淀成矿模式（如图1）

该模式中，由于岩体侵位深，与花岗岩有关的矿质在接触带附近富集向上则贫化消失。热水萃取火山岩地层的矿质自小裂隙向大裂隙及断层中汇聚。

此模式为小构造为导矿构造，大构造为容矿构造。(就像人参发达的根系吮吸下部营养长成大的人参一样）

图1 “人参状”热液成矿模式图

3.2 “非字形”岩浆构造热液运移沉淀成矿模式（如图2剖面图，图3平面图）

该模式为在大的断裂中矿液分散，形不成矿体，在次级断裂中成矿，大断裂带在深部无论是刚性的还是塑性的，均有利于岩浆侵入。

图2 “非字形”热液成矿模式剖面图

图3 “非字形”热液成矿 模式平面图

3.3 “枝丫状”岩浆构造热液运移沉淀成矿模式（如图4）

该模式为近花岗岩体处与岩体有关的含矿气液经大的构造导入小的构造成矿（传统模式）。

图4 “枝丫状”热液成矿模式图

4 矿床成因和模式的找矿意义

1）矿床成因分析和模式的建立对熊耳山区继续寻找金矿具有参考意义；

2）矿区东北角属环五丈山岩体金矿成矿有利地段，应加强找矿；

3）沿石鼻梁断裂开展大比例尺填图及结合物化探找矿；

4）进行蚀变带填图，特别是对安山岩类钾硅化杏仁带，碳酸盐细脉穿插带，以此作蚀变带外带信息，向内带找矿；

5）重视重力异常低值区，磁异常高值区的填图找矿；

6）重视张性断裂的找矿工作。

[1]王志光，崔毫，徐孟罗.华北地块南缘地质构造演化与成矿[M].北京：冶金工业出版社，1997.

[2]戴雪灵，胡祥昭，秦臻.河南嵩县栗子沟金矿流体包裹体及同位素地球化学研究[J].西部探矿工程，2009(7).

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