河南省嵩县范疙瘩金矿床成因及找矿标志

郭玉溪，张参辉，杨 伟

（河南省地质矿产勘查开发局第二地质队，郑州450001）

嵩县范疙瘩金矿床位于河南省西部熊耳山地区，该区为本省重要的黄金产地，金矿区和金矿点星罗棋布。矿区的大地构造位置处于华北地台南缘华熊台隆之熊耳山断隆区，马超营断裂带北侧，金矿体产于熊耳群鸡蛋坪组中，是受北西向构造带控制的构造蚀变岩型金矿床。

1 区域地质背景概况

区域地层自老而新为太古界太华群（Arth）混合岩、片麻岩；元古界长城系熊耳群 （Chxn）中—酸性火山岩、火山碎屑岩；第三系砂砾岩、砂岩、黏土岩和第四系残、坡积、冲积砾岩、黄土。太华群和熊耳群地层控制了区域的岩金分布，第三系和第四系地层提供了区域砂金赋存空间。

区域内由于受不同时期、不同方向、不同应力的作用，形成了复杂的断裂构造格局。其特征为区域断裂控制成矿区（带）的分布，局部断裂控制金矿床（点）的产出，且成矿对断裂的方向性并无明显选择，但存在断裂则是成矿的必要条件。

区内岩浆岩以熊耳期火山岩和燕山期花岗岩为主，次为华力西期正长岩、正长斑岩等脉岩。燕山期花岗岩五丈山岩体对区域金的成矿起着明显的控制作用。沿着五丈山岩体接触带以外，1～5km范围内，形成了柿树底—金鸡山大环形异常带，异常带内，矿床（点）星罗棋布。

区域内主要矿产为金，本区是我省主要的产金区之一，先后发现大型金矿2处，中小型金矿床（点）13处，分属于构造蚀变岩型、石英脉型、火山角砾岩型及砂金4种类型。

2 矿区地质

2.1 地层

矿区出露地层主要为中元古界长城系熊耳群鸡蛋坪组下段上中部和中段的中下部，次为第四系残坡积物，沿沟谷及山间盆地发育。本区鸡蛋坪组的岩性为一套喷出的中基—中酸性火山岩组成。鸡蛋坪组下段第2层（Chj1－2）：即下段的中部，岩性为安山岩，杏仁状安山岩及安山玢岩互层，局部夹英安岩透镜体。鸡蛋坪组下段第3层（Chj1－3）：即下段的上部，出露于矿区北部，岩性为巨厚层的流纹斑岩，与Chj1－2之间为整合接触。上述两层与五丈山岩体呈侵入接触。鸡蛋坪组中段第1层（Chj2－1）：即中段下部，出露于矿区中部，岩性为安山岩、杏仁状安山岩和安山玢岩互层，各种岩性之间呈相变关系，与Chj1－3之间为整合接触。鸡蛋坪组中段第2层（Chj2－2）：即中段的中部，出露于矿区南部岩性为英安岩夹安山玢岩、安山岩及杏仁状安山岩透镜体，与Chj2－1之间为整合接触。

2.2 构造

矿区断裂发育，大小共有11条。根据断裂走向，结构面力学性质及控矿特征，矿区内断裂可分为北西向，北东向，近东西向和近南北向4组。北西向断裂横贯矿区，是主要的控矿断裂，北东向断裂错断了北西向断裂。

北西向断裂是区内的主要控矿断裂，由M14（区内谓之含金构造蚀变带）及次级矿脉 M13、M16和M18组成，M14西起宽坪沟，东到牛头沟，总长度大于3km，矿区内控制长度1 615m，倾向北东，倾角40°～65°，一般45°～55°。受北东向Fl和F2错断，分为3段，即：中段M14－I、东段M14－Ⅱ，西段M14－Ⅲ。其中M14－I与M14－Ⅲ之间的水平断距约200m，M14－I与M14－Ⅱ之间的水平断距约70m。其余各组断裂，不甚发育，蚀变矿化甚微。

2.3 岩浆岩

区内岩浆岩主要有3种，即熊耳期火山岩，华力西期正长岩、正长斑岩，燕山期黑云母二长花岗岩。它们以喷出岩，脉岩、侵入岩的形式存在。

（1）喷出岩

为矿区大面积出露的熊耳群鸡蛋坪组火山岩，岩性包括安山岩、安山玢岩、杏仁状安山岩、英安岩、流纹岩等。

（2）侵入岩

岩体产于熊耳山断隆南部，展布方向与区内发育的北西向断裂一致，与熊耳群火山岩地层呈侵入接触关系，接触面呈港湾状，倾角一般在60°～80°之间。岩体岩性单一，均为斑状二长花岗岩。岩石的结构及斑晶含量由岩体中心向外有一定变化，中心斑晶较少，向外逐渐增多。

（3）脉岩

岩性为正长岩、正长斑岩，矿区内主要呈岩脉产出。脉长24～142m，脉宽1～16m不等。岩石呈肉红色、红色，斑状结构。基质为自形—半自形粒状结构，块状构造，成分主要为正长石77%～93%；绢云母5%～15%，石英2%～3%。

2.4 围岩蚀变

表现为热液在运移过程中对两侧围岩发生的广泛而强烈的交代、重结晶作用形成的一套蚀变岩组合。以硅化、绢云母化、钾长石化、铁白云石化、黄铁矿化等蚀变为主，黑云母化、碳酸岩次之。

铁白云石与黄铁矿化与金矿化关系最为密切，是矿区内主要的蚀变类型之一。

铁白云石呈浅肉红色、棕黄色、无色，他形晶、不规则粒状，脉状、细脉状及团块状集合体交代充填于条带状矿石及多金属硫化物矿石中。

黄铁矿化一般都伴随着同期的硅化作用产出，表现出多期次的矿化蚀变特点。成矿早期，呈淡黄—黄色，自形—半自形的立方体晶形，粒径1～2mm，巨大者可达5cm×8cm，以星散状分布于石英脉中。成矿期，以细脉状与浸染状的形式，分布于围岩蚀变带中。黄铁矿一般淡黄色，细粒他形粒状，随着矿液的演化分异，进入主成矿期后，黄铁矿以浅黄色中—粗粒，浸染状、团块状与细脉状等充填交代于蚀变带中。成矿期后则与铁白云石、方解石细脉相共生，中—细粒状、自形—半自形的立方体晶形的形式，产于早期矿脉的内部裂隙或其边部的裂隙中。

3 矿床地质特征

3.1 矿体特征

范疙瘩金矿床矿体赋存于主矿脉M14中，分布范围严格受含金构造蚀变带控制。由于构造的影响，M14分为 M14－I、M14－Ⅱ2段，依据地质规律，工业指标，M14－I中圈定一个矿体，编号为I，M14－Ⅱ中圈定2个矿体，编号分别为Ⅱ、Ⅲ。现将上述3个矿体的特征详述如下：

I号矿体：位于M14－I中，空间上与矿脉展布特征一致，矿体长度780m，控制最低标高391m，出露最高标高729m，沿倾向控制最大斜深383m。矿体沿走向和倾向呈舒缓波状变化，总体走向299°，倾向29°，倾角40°～60°，地表西部较缓，平均40°左右，东部较陡，平均60°左右，呈东陡西缓的趋势。矿体形态简单，呈脉状、似脉状。矿体厚度变化不稳定，最小0.21m，最大5.83m，平均1.34m，变化系数为98%。矿体品位最低1.08×10－6，最高64.86×10－6（特高品位102.87×10－6），品位变化系数155%。由地表向深部，矿体品位逐渐降低，局部存在矿体沿倾向向深部有增高的趋势。

Ⅱ号矿体：位于矿脉M14－Ⅱ的西段，为一小矿体，仅地表控制，矿体长97m，地表出露最高标高658m，最低589m。矿体厚度稳定，最小0.25m，最大0.35m，平均0.3m，厚度变化系数24%，矿体品位分布较均匀，最低5.73×10－6，最高26.57×10－6，平均17.89×10－6。品位变化系数为91%，矿体形态为似脉状，透镜状，矿体倾角较陡65°。沿走向无明显变化。

Ⅲ号矿体：矿体位于M14－Ⅱ的东段、规模中等。矿体长度255m，矿体出露最高标高为668m，控制最低标高570m，最大斜深57m。矿体厚度变化较稳定，最小0.21m，最大1.14m，平均0.6m，厚度变化系数48%，矿体品位变化很不均匀。最低1.83×10－6。最高22.13×10－6（特高131.59×10－6），平均6.47×10－6，变化系数为213%。结果表明矿体的品位和厚度有着较明显的负相关特性。矿体的形态呈简单的脉状、豆荚状，矿化连续，不含夹石，也没无矿天窗。矿体沿走向和倾向呈舒缓波状变化，总体走向296°，倾向26°，倾角52°～66°，沿走向和倾向矿体倾角没有较明显的变化。

3.2 矿体围岩

矿体围岩是安山岩、杏仁状安山岩、英安岩等经动力变质和热液蚀变后，改变了其原岩面貌，变成了黑云母化安山岩、黑云母化英安岩、黑云母化硅化安山岩、黑云母化蚀变岩，黑云母化硅化蚀变岩、黄铁矿化黑云母化蚀变岩、黄铁矿化硅化蚀变岩、黑云母化角砾岩、黄铁矿化黑云母化角砾岩、钾化黑云母化蚀变岩等。

3.3 矿石质量

3.3.1 矿石类型

矿体内矿石类型以蚀变型、条带状为主，角砾状次之，高品位多产在蚀变型矿石与条带状矿石的叠加位置。按氧化程度可分为氧化矿石（氧化深度0～15m不等）和原生矿石两大类。

3.3.2 矿石组构

矿石结构：自形—半自形晶粒状结构、半自形—他形晶粒状结构、交代残余结构、交代熔蚀结构、碎裂结构、包含结构、鳞片粒状变晶结构。

矿石构造：浸染状构造、细脉—浸染状构造、团块状—块状构造、角砾状构造、条带状构造、蜂窝状构造。

3.3.3 金的赋存状态

金元素赋存于可见金及次显微金中，以可见金为主，次显微金微量。可见金矿物种类主要为自然金、银金矿微量。

次显微金主要分布在蚀变岩型矿石中，其次分布在条带状矿石中，角砾状矿石中所占比例很小。

金与载体矿物的关系，根据矿区对金的赋存状态研究统计，无论是可见金还是次显微金都与黄铁矿有关。黄铁矿不但与可见金密切连生，而且是次显微金的主要富集矿物。其含金量占矿区总量的78.5%，其余富集在其他硫化物及脉石矿物中。

4 矿床成因及找矿标志

4.1 成矿控制因素及矿床成因类型

随着熊耳山地区金矿大规模勘查和科研工作的深入开展，积累了丰富的地质资料和测试成果，现就范疙瘩矿区地质条件并结合区域地质资料，将与成矿作用有关的几个问题做一探讨。

4.1.1 成矿时代

（1）区域内金矿床、矿点和矿化点及化探异常围绕燕山期花山花岗岩基分布，其分布与花岗斑岩、隐伏岩体有关。这些迹象表明金矿化与燕山期花岗（斑）岩有密切的成因联系。

（2）矿区正长岩脉较为发育，它们与金矿的相互关系对矿床生成时代提供了直接资料。矿区金矿床在M14西段直接叠加于正长岩脉之上，说明矿床形成的最早时期为华力西期之后。同时，在五丈山岩体外带，可见到多金属石英脉之细脉分布。

综上所述，矿床的成矿时代应为燕山晚期。

4.1.2 成矿物质来源

（1）太古界绿岩带是全球性金的一个重要成矿单元，既是金的矿源层，又是金矿床赋存部位。

（2）熊耳群火山岩通过近年各科研单位的研究成果，比较一致地认为是金的第二矿源层。熊耳群火山喷发岩浆，无疑会从太华群中携带大量的成矿元素，沿着古火山构造带，形成初始富集带。

（3）燕山期强烈的构造岩浆活动，使地层中以及岩浆中携带的成矿物质最终富集成金矿床。

4.1.3 成矿温度和成矿物理化学条件

（1）成矿温度

与范疙瘩金矿类型相似的金矿床，在整个熊耳山地区分布较多，以上宫为主的有关熊耳山地区构造蚀变岩型金矿的科研报告，对该类型矿床的成矿物理化学条件也做了大量的测试和研究工作，为本区内同类型金矿床的研究提供了较充分的证据。首先前河葚沟即为一构造蚀变岩型金矿床，它的赋矿层位和距岩体的距离与范疙瘩金矿十分相似，该矿点所测试的浸染状黄铁矿金矿石的成矿温度为248～380℃。再就多金属硫化物的成矿温度，分析上宫金矿为180～266℃，康山—星星阴地区为249～265℃。另据熊耳山地区共生矿物对硫同位素值和分馏方程计算的硫同位素平衡温度显示，方铅矿、黄铁矿阶段为247～380℃。

见于上述矿床（点）与范疙瘩金矿同是围绕花山花岗岩体分布，具有共同的成矿物质来源和相似或近于相似的矿物共生组合、结构构造、围岩蚀变特征。因此，我们认为范疙瘩矿区的成矿温度应为180～380℃左右，属中低温型。

（2）成矿压力及深度

成矿压力采用地质剖面法结合矿物压力计法估算。矿体赋存于熊耳群鸡蛋坪组中下部，据区测资料，矿区附近鸡蛋坪组以上熊耳群总厚度在4 500m左右，如果按其上缺失盖层，则成矿时上覆地层厚度也在4 500m左右。若按1km相当于250bar计，成矿时的压力应接近1 125bar，成矿深度4.5km左右。

（3）矿液性质

根据本区同类型金矿科研提供的资料，本区金的成矿溶液主要为岩浆水。在成矿晚期成矿溶液δ12H2O降低，表明有少量大气降水加入，根据区内矿物包裹体研究普遍有富含 Na＋、CO、CO2、Cl－、H2O的特性，表明本区内成矿流体为富含卤素和碱质的水溶液，主要属 Na＋、Cl－、CO、CO2、H2O 体系。根据矿物包体所测得的成矿溶液pH值多为6.5～7.5，表明成矿溶液的酸碱度为近中性—弱碱性。

4.1.4 成矿机制

（1）熊耳群火山喷发熔浆，从太华群中携带了大量的成矿物质，沿着古火山构造形成初始富集带。

（2）华力西期碱性岩浆活动，使本区的断裂构造初步形成，矿区内，这期岩浆活动主要表现为以岩脉的形式充填在断裂构造带内。

（3）燕山期岩浆上侵对上覆地层的推挤，形成了环状断裂带和放射状断裂带，在矿区内北西向构造主要表现为对前期控脉构造的叠加追踪改造。从而为岩浆的侵位及岩浆热液活动与矿体的形成提供了通道和储矿空间。

花岗岩浆的活动和侵入是一巨大的热源体，它改变了本区地壳的地热梯度，形成了一个地热梯度异常区，在其热力驱动下，地层中易释放的金发生活化、转移。由岩体向外，因地热梯度降低，便在花岗岩外围的断裂扩容带中的有利部位富集成矿。

因此，本矿床应属重熔岩浆热液形成的构造蚀变岩型金矿床。

4.2 找矿标志

4.2.1 地层标志

金矿赋存于熊耳群鸡蛋坪组中，岩性以安山岩类与英安岩类为主，对成矿最有利。

4.2.2 构造标志

金矿赋存于构造蚀变破碎带内，断裂构造是控矿容矿的场所。特别是多期活动的构造，如矿区内的北西向构造对成矿就十分有利，其次是构造破碎带中呈舒缓波状的局部引张地段，常常是成矿最有利的部位，也是找矿的构造标志。

4.2.3 蚀变矿化标志

含矿断裂构造带常具有明显的蚀变和矿化现象。一般强烈的硅化、黑云母化、钾长石化、黄铁矿化、铅锌矿化与铁白云石化都是找矿的直接标志。

4.2.4 岩浆岩标志

与金矿有一定成因。联系的燕山期花岗岩类侵入岩在空间分布上有一定规律。范疙瘩金矿即产出于五丈山花岗岩体的边部，因此，围绕着燕山期花岗岩体是找矿的有利靶区。其次华力西期碱性岩脉在区内成群分布，这些碱性岩脉成群分布的地区也是找金的靶区。

4.2.5 异常标志

各种地球物理、地球化学的异常也是有效的间接找矿标志。如范疙瘩金矿所在地均有明显的金重砂异常与金的化探异常，金矿化范围一般不超出异常范围。

4.2.6 其他标志

容矿断裂地表常见褐铁矿化，同时古采洞及现代民采洞都是可靠的直接或间接找矿标志。

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