豫西陆院沟金矿床构造蚀变岩相特征及其矿床成因和找矿勘查意义
2021-01-08林寿洪
林寿洪
摘要:陆院沟金矿床位于小秦岭—熊耳山金成矿带东段熊耳山金银多金属矿集区。以构造蚀变岩相为研究对象,通过对构造变形和矿物组合的宏、微观调查研究,结合区域以往研究成果,认为陆院沟金矿床形成于压扭性向张扭性—张性转换构造环境,成矿流体具有富碱、高氧逸度岩浆流体性质,矿床成因类型应归属于造山型,已知矿脉深部、2#矿脉西侧及东西向北倾断裂是进一步找矿的主要方向。
关键词:构造蚀变岩相;矿床成因;找矿方向;陆院沟金矿床;造山型金矿床
中图分类号:TD11 P612 P618.3文献标志码:A开放科学(资源服务)标识码(OSID):
文章编号:1001-1277(2021)12-0004-09doi:10.11792/hj20211202
引 言
构造蚀变岩相是指构造-流体相互作用过程中形成的一套反映岩石变形、蚀变程度及其物理化学条件的岩石矿物组合体。因此,构造蚀变岩相研究能够揭示丰富的构造变形和热液成矿物理化学信息,为矿床成因和找矿勘查评价提供重要的参考依据[1-2]。近年来,构造蚀变岩相被广泛应用于不同类型热液矿床的成矿研究与成矿预测,且取得了较好的找矿效果。例如,胶东金矿床构造蚀变岩相研究与深部成矿预测[3-8],南秦岭汉阴金矿田构造蚀变岩相填图与深部和外围成矿预测[9],河南栾川三道庄钼(钨)矿床构造蚀变岩相研究与深部成矿预测[10-11],云南个旧锡多金属矿田岩浆侵入系统构造蚀变岩相研究与成矿预测[12]等。小秦岭—熊耳山金成矿带是中国第二大金矿集区,但有关金矿床成矿构造背景、成矿流体性质及矿床成因类型等诸多基础成矿问题长期存在争议。本文以陆院沟金矿床为研究对象,以构造蚀变岩相为切入点,通过构造变形和矿物组合特征,揭示成矿控制中的2个关键因素:断裂力学性质和成矿流体来源。在此基础上,对几个有争议的成矿问题展开探讨,继而提出矿区找矿勘查方向。
1 矿区地质概况
陆院沟金矿床位于华北板块南缘小秦岭—熊耳山金成矿带东段熊耳山金银多金属矿集区,挟持于三宝断裂和马超营断裂带之间(见图1-A),距上宫大型金矿床约7.5 km(见图1-B)。矿区出露地层简单,包括太古宇太华群(Arsh)结晶片岩和中元古界熊耳群(Pt2x)火山岩(见图2)。太华群主要岩性有角闪斜长片麻岩、黑云斜长片麻岩和角闪岩等。熊耳群主要岩性有安山岩、玄武安山岩、英安岩和凝灰岩,与太华群呈角度不整合接触。矿区燕山期岩浆活动强烈,北部距花山岩体不足2 km,花山岩体为一复式岩体,由万村、蒿坪、金山庙等3部分岩体组成,主岩体蒿坪岩体侵位年龄为127.6~129.3 Ma,金山庙岩体侵位年龄为125~134 Ma[13-14]。此外,矿区发育多条北东向—北北东向正长花岗斑岩脉,对矿脉有小规模左行错断,脉体同位素定年为(121.1±1.5)Ma[15]。矿区构造以断裂为主,按方向分为2组:一组走向近东西向,另一组走向北东向—北北东向。根据倾向,走向近东西向断裂进一步分为南倾断裂和北倾断裂。其中,前者倾角变化于20°~40°,主要沿熊耳群层间界面发育,为矿区主要赋矿断裂;后者倾角变化于30°~90°,主要分布于太华群地层内部。规模较大的北东向—北北东向断裂主要为F1、F2、F3、F5和F6断裂,早期显示张扭性,晚期显示压扭性,对断裂两侧的矿脉在水平及垂向上均有显著位移。矿区熊耳群地层整体变质轻微,火山岩原岩结构保留完整,但断裂动力变质作用明显,普遍发育碎裂岩化—初糜棱岩化绿片岩。目前,矿区自北向南已发现金银多金属矿脉9条。其中,4条具有工業意义,编号分别为1#、1-2#、2#和3#,均产于近东西向南倾断裂内,矿脉延长1.5~2.6 km,宽0.2~2.0 m,3#矿脉局部矿体厚达30 m,金品位变化于3~20 g/t,总体上富下贫,目前矿山1#矿脉最深控制矿体已达0 m标高(地表出露最高标高1 550 m),矿体向下仍有延伸[16-19]。
2 构造蚀变岩相特征
根据矿物组合、穿插关系,可以将矿区构造蚀变岩相划分为7种类型。
1)褪色化构造蚀变岩相。该构造蚀变岩相是水-岩反应过程中,灰绿色安山岩褪色为黄绿色安山岩的结果,是矿区断裂蚀变带的显著识别标志(见图3-b)。垂向上,该构造蚀变岩相构造变形有明显差异。其中,深部安山岩中的石英杏仁体受构造挤压定向排列,出现“σ型”旋转碎斑,指示其形成过程中存在韧脆性环境下的逆冲剪切运动(见图3-a);浅部构造变形不明显,仅表现为斜长石斑晶的弱绢云母化及角闪石矿物的绿泥石化,伴随铁钛氧化物析出,火山熔岩结构保留完整(见图3-c)。
a—深部钻孔岩心的“σ型”旋转碎斑,揭示韧脆性环境下的逆冲剪切运动,钻进方向为从右至左 b—浅部褪色化构造蚀变岩相
c—标本b浅部褪色化构造蚀变岩相的微观特征,火山熔岩结构保留完整 d—早期乳白色石英-黄铁矿构造蚀变岩相
e—早期乳白色石英-黄铁矿脉的弧形牵引,指示逆冲断裂运动
f—早期乳白色石英-黄铁矿脉的“S型”雁列脉状递进变形,指示逆冲剪切断裂运动
g—早期乳白色石英显微构造变形 h—面状钾化构造蚀变岩相,被晚期赤铁矿-铁白云石脉充填
i—钾化构造蚀变岩相,穿插早期乳白色石英
j—浸染状及细脉状赤铁矿-铁白云石构造蚀变岩相
k—扫描电镜能谱(EDS)分析图,显示钾化过程中伴随重晶石化和铁白云石化 l—黄铁绢英岩化改造浸染状赤铁矿-铁白云石
m—标本l的微观结构特征,显示早期自形石英(Qz1)、铁白云石(Ank)被晚期不规则状绢云母(Ser)、石英(Qz2)交代
n—黄铁矿交代赤铁矿,黄铁矿细粒自形,指示黄铁矿形成晚于赤铁矿 o—烟灰色石英-多金属硫化物穿插乳白色石英
p—标本o的微观结构,晚期石英-多金属硫化物充填于早期自形石英黄铁矿粒间 q—晚期萤石-方解石-赤铁矿脉体
r—标本q的微观结构,放射状赤铁矿与方解石、萤石共生 Fe-Ti-O—蚀变析出的铁钛氧化物 Hb—角闪石 Pl—斜长石
Py—黄铁矿 Qz—石英 Ser—绢云母 Kf—钾长石 Hm—赤铁矿 Ank—铁白云石 Qz-Sul—石英-多金属硫化物
Bar—重晶石 Sph—闪锌矿 Gn—方铅矿 Fl—萤石 Cal—方解石
2)乳白色石英-黄铁矿构造蚀变岩相。该构造蚀变岩相以乳白色石英广泛发育为标志,矿物组合简单,主要为石英,少量钾长石及黄铁矿。其中,黄铁矿粒度多在3~5 mm,多呈立方体形态(见图3-d)。该构造蚀变岩相产状多样,呈楔状、雁列脉状、近水平张裂脉状或角砾胶结状等多种产出状态,根据脉体弧形牵引(见图3-e)及“S型”雁列脉状递进变形特征(见图3-f),判断该阶段断裂构造具有逆冲剪切断裂运动。镜下可见穿切石英脉的裂隙被黄铁矿-绢云母充填,石英脉长轴与裂隙之间呈锐角(见图3-g),揭示其形成期间或之后遭受压扭性剪切构造变形。
3)钾化构造蚀变岩相。该构造蚀变岩相以钾长石广泛发育为标志,有2种产出状态:一种为面状钾化,是该构造蚀变岩相的主要产出形式,钾长石呈星散状均匀分布在早期褪色化蚀变岩内部,导致岩石呈肉红色(见图3-h);另一种为团块状、脉状钾化,钾长石呈桔红色,充填胶结早期蚀变围岩或乳白色石英(见图3-i)。面状钾化为该构造蚀变岩相的主要形式,推断其形成于压扭性构造环境。
4)赤铁矿-铁白云石构造蚀变岩相。以其特征的褐红色为识别标志,主要矿物组合为赤铁矿和铁白云石,少量重晶石和石英。有2种产出形式:一种呈脉状、网脉状穿插钾化蚀变岩和早期乳白色石英(见图3-i、j、k);另一种赤铁矿-铁白云石呈褐红色叠加在早期蚀变岩之上(见图3-m),镜下赤铁矿呈针状、长条状、放射状(见图3-n、o),铁白云石呈棱形均匀分布于早期蚀变岩内部(见图3-j、l)。此外,根据其浸染状产出及受控脉体裂隙结构面较平滑特征,推断其形成于压扭性构造环境。
5)黄铁绢英岩化构造蚀变岩相。该构造蚀变岩相主要矿物组合为绢云母-石英-细粒黄铁矿,呈面状叠加于褪色化或赤铁矿-铁白云石化构造蚀变岩相之上(见图3-l、m、n),绢云母、石英、黄铁矿在岩石内呈弥散状分布,少量石英粒度较大、自形程度好,多数石英粒度较小、形态不规则、呈集合体产出,可能为2世代产物(见图3-m)。另见浸染状细粒黄铁矿交代针状、放射状赤铁矿,黄铁矿(见图3-n)截面多呈五角形,推测为五角十二面体,为该类黄铁矿形成晚于赤铁矿的直接证据。根据交代蚀变矿物弥散状分布特点,推断该构造蚀变岩相可能形成于压扭性构造环境。此外,黄铁绢英岩内部常见石英黄铁矿细脉分布,因其主要矿物组合与黄铁绢英岩一致,且很可能是引起围岩黄铁绢英岩化的主要原因,因此将其归入同一个形成阶段,可称为细脉浸染状黄铁绢英岩化构造蚀变岩相。
6)石英-多金属硫化物构造蚀变岩相。以其特征的烟灰色、含多金属硫化物与其他构造蚀变岩相区分,呈脉状穿插乳白色石英(见图3-o)或黄铁绢英岩构造蚀变岩相,主要矿物组合为石英-黄铁矿-闪锌矿-方铅矿(见图3-p),以及少量碲化物,矿物粒度小,自形程度差,呈他形充填于早期自形石英、黄铁矿粒间。综合矿物粒度、结晶形态及多种矿物集中出现等特征,推断其形成于压扭性向张扭性—张性转换构造环境,成矿构造空间压力快速降低,导致热液物质快速沉淀。
7)萤石-方解石-赤铁矿构造蚀变岩相。该构造蚀变岩相呈脉状、网脉状、晶洞状叠加于早期构造蚀变岩相上,构造结构面不规则,延伸不稳定(见图3-q),主要矿物组合为萤石、方解石和赤铁矿,少量石英、方铅矿、闪锌矿和黄铁矿。镜下萤石为等轴粒状,赤铁矿为长条状、针状、放射状,方解石呈菱形粒状或不规则状充填于其他矿物粒间,无变形(见图3-r),综合构造结构面特征及镜下矿物结构特征,判断其为张性构造环境产物。
3 成矿指示意义
3.1 成矿构造环境指示
關于小秦岭—熊耳山金成矿带金矿床成因类型目前主要有2种观点:一种为造山型[19-25];另一种为克拉通破坏型[26-31]。这2种类型金矿床关键差异是成矿构造背景和成矿流体来源的不同。其中,造山型金矿床形成于造山挤压—造山后伸展背景,形成时间一般跨越了50~70 Ma,成矿流体主要为变质脱挥发分,以中低温、富CO2、低盐度为特征;克拉通破坏型金矿床形成于板块伸展岩石圈破坏构造背景,成矿呈短时间集中爆发特点,时间跨度一般只有几百万年,甚至1~2 Ma,成矿流体主要为幔源富碱性岩浆流体,除富CO2外,一般还伴有CH4、He、Ar等幔源气体[29]。笔者注意到,自从克拉通破坏型金矿床提出之后,最近越来越多的研究者倾向于将小秦岭—熊耳山金成矿带金矿床归入克拉通破坏型金矿床[26-28,32-36]。研究认识依据主要来自同位素定年、成矿流体和成矿物质来源稳定同位素示踪,认为区域内金矿床成矿年龄与华北克拉通破坏的峰期时间一致,成矿流体和成矿物质来源主要为幔源流体/物质。但是,笔者认为,陆院沟金矿床不能简单视为克拉通破坏型金矿床。原因在于:从以上构造蚀变岩相特征来看,陆院沟金矿床形成显然经历了早、晚2期不同性质的构造作用。其中,早期为压扭性构造作用,导致乳白色石英-黄铁矿构造蚀变岩相发生明显的宏、微观变形;晚期为张性构造作用形成的萤石-方解石-赤铁矿脉多呈网脉状、角砾状、晶洞状产出分布,延伸不稳定,矿物结晶和自形程度好;而处于早、晚2期显著不同构造变形作用之间的钾化、赤铁矿-铁白云石化、黄铁绢英岩化和石英-多金属硫化物等4类构造蚀变岩相,具有自压扭性向张扭性—张性转换的构造变形特征,表现为矿物变形程度虽然不明显,但矿物粒度小,形态不规则,结晶程度差,具有压扭性环境渗透弥散交代成矿(钾化、赤铁矿-铁白云石化、黄铁绢英岩化)至压扭性向张扭性—张性转换快速沉淀成矿(石英-多金属硫化物)的双重特征。此外,值得注意的是,陆院沟金矿床控矿构造变形特征及其演化过程与毗邻的上宫金矿床基本一致。例如,陈衍景等[19,23]认为,上宫金矿床成矿过程经历了3个阶段:早阶段形成黄铁矿-铁白云石-石英脉,脉体和矿物变形、破碎,形成于挤压或压剪环境;中阶段细粒多金属硫化物网脉贯入共轭节理或裂隙,没有遭受变形,形成于张剪环境;晚阶段具梳状构造的石英-碳酸盐细脉形成于伸展引张环境。综上,笔者认为陆院沟金矿床构造蚀变岩相变形特征揭示矿床形成经历了从压扭性向张扭性—张性的转变过程,与造山型金矿床成矿构造背景更接近,尤其是主要成矿产物(黄铁绢英岩和石英-多金属硫化物)形成于由压扭性向张扭性—张性转换阶段,这与造山型金矿床一般形成构造环境理论认识[37-38]一致。
3.2 成矿流体指示
以往研究普遍认为,区域内成矿流体性质以中温、富CO2、低盐度、还原性变质流体为特征,这也是将区域内金矿床归入造山型金矿床的主要理论依据之一[19-24]。但是,持克拉通破坏型金矿床观点的研究者认为,包括本区在内的华北克拉通早白垩世金矿床成矿流体普遍具有从早期岩浆流体为主向晚期大气降水为主的变化趋势[26-28,32,39]。因此,区域内金矿床不是造山型金矿床中以变质脱挥发分为主的变质热液,而是幔源的岩浆热液,除富CO2外,还富碱质。根据以上构造蚀变岩相研究,陆院沟金矿床早期成矿流体应为富碱的岩浆热液,而且氧逸度较高,这样才有可能形成该矿床早期构造蚀变岩相中广泛发育的钾化和随后的赤铁矿-铁白云石化,并含少量重晶石。因此,陆院沟金矿床早期成矿流体性质不是还原性流体,而是富碱性的高氧逸度流体。不仅陆院沟金矿床如此,区域内成矿流体早期具有高氧逸度特征还可以从以往研究成果中得到进一步佐证。例如:与陆院沟金矿床相邻的萑香洼金矿床,在早期钾化带的钾长石矿物流体包裹体中发现了赤铁矿子矿物,升温至550 ℃仍未均一,由此认为该矿床成矿流体来源于高温、高氧逸度、富碱性流体[40-41];熊耳山金银多金属矿集区金矿床硫同位素普遍存在重硫亏损,即δ34S为负值(见图4)。对其出现的原因有2种认识:一种认为是含生物还原硫地层的贡献,指示成矿硫来自于地层的变质脱挥发分[23];另一种认为是高氧逸度成矿流体所致,原因在于高氧逸度热液中含有更多的SO2-4,硫同位素分馏过程中,34S在SO2-4中比在HS-中更易富集,导致在高氧逸度流体中沉淀的硫化物普遍亏损重硫同位素[42]。筆者认为,这2种认识中,后者的可能性更大。因为近年来随着区域内金矿床研究的不断深入,在多个金矿床矿石中发现氧化物的存在。例如,上宫金矿床、萑香洼金矿床、东湾金矿床、槐树坪金矿床、公峪金矿床、瑶沟金矿床、前河金矿床、金家湾金矿床、北岭金矿床的矿石中均发现含有不同含量的赤铁矿、磁铁矿、重晶石和白钨矿等氧化物[22-23,31-33,39-43]。但是,这些氧化物要么由于是次要矿物,要么由于被认为属于成矿晚期或后生风化产物,未被成矿分析重视。例如,以往研究一般将蚀变岩型矿石中的赤铁矿、磁铁矿和重晶石等特征标识氧化物作为晚期成矿阶段的产物,认为晚期成矿热液随着大气降水加入而氧逸度升高,导致硫化物沉淀被氧化物取代[19,22-23,39]。但是,从陆院沟金矿床构造蚀变岩相研究来看,赤铁矿化可以分为早、晚2期。其中,早期赤铁矿化与钾化同时或稍后出现,揭示早期成矿流体的富钾、高氧逸度性质。因此,萑香洼金矿床钾化带钾长石流体包裹体中会有赤铁矿子矿物出现[40-41];晚期赤铁矿化与萤石-方解石化同时出现,可能是大气降水加入导致氧逸度升高,硫化物沉淀结束,氧化物出现的结果。综上,基于构造蚀变岩相研究,笔者判断包括陆院沟金矿床在内的区域内所有金矿床成矿流体是一种中高温、富CO2、低盐度、富碱性、高氧逸度的岩浆热液,而非以往认为的变质还原热液。
3.3 矿床成因指示
由上可见,陆院沟金矿床成矿流体很可能为岩浆热液,而非变质热液,且具有富碱、高氧逸度特征。因此,从成矿流体角度分析,陆院沟金矿床与克拉通破坏型金矿床成矿流体更接近。那么,陆院沟金矿床是否就应归入克拉通破坏型金矿床呢?笔者认为不可以,理由如下:
1)由以上构造蚀变岩相研究可见,陆院沟金矿床形成早期明显为压扭性构造环境,晚期明显为张扭性—张性构造环境,主成矿期为压扭性向张扭性—张性过渡构造环境,与造山型金矿床构造成矿过程理论认识一致;相反,与克拉通破坏型金矿床形成构造环境差异显著,将其归入后者显然不妥。
2)尽管克拉通破坏型金矿床成矿流体具有幔源富碱岩浆流体的特征,但幔源富碱岩浆流体不是克拉通破坏型金矿床的专属特征。相反,造山型金矿床由于其成矿跨度较大,不仅可以形成于挤压造山构造背景,而且也可以形成于造山后伸展构造背景。其中,前者伴随挤压造山、地壳增厚形成同碰撞“S型”花岗岩,与其有关的矿产除钨、锡、锂、铍、铌、钽等稀有、稀土矿产外,也可形成与侵入岩有关的金矿床(Intrusionrelated gold deposits)[44];后者伴随造山后伸展、软流圈上涌、岩石圈减薄,通常会出现幔源碱性岩浆侵位,形成斑岩型铜钼金矿床或造山型金矿床[25]。区域内三叠纪存在碱性岩浆活动及金钼成矿的证据,包括:①前人在熊耳山地区已经获得一批三叠纪金钼成矿年龄,例如,上宫金矿床围岩蚀变获得Rb-Sr等时线年龄为242 Ma[45],店房金矿床与载金黄铁矿密切共生的热液石榴子石Sm-Nd等时线年龄为(206±38)Ma或(202±18)Ma[43],北岭金矿床含矿石英Ar-Ar坪年龄为216 Ma[46],瑶沟金矿床辉钼矿Re-Os等时线年龄为(255.8±2.8)Ma[47],槐树坪金矿床辉钼矿Re-Os等时线年龄为202 Ma[31];②熊耳山黄龙铺碳酸岩脉型钼矿床辉钼矿Re-Os等时线年龄为(255.8±2.8)Ma[48];③熊耳山磨沟霓石正长岩和正长岩侵位时间为(226.5±2.7)Ma[31],与印支期造山后伸展构造背景相当;④最新研究结果表明,印支期碰撞造山,扬子板块向北俯冲至华北板块之下,致使华北板块上地幔岩石圈富集挥发分,挥发分富集是导致幔源岩浆富碱、金和钼的根本原因[49]。由此可见,无论是上地幔源区,还是与金钼成矿有关的岩浆岩一致表明三叠纪存在显著的幔源碱性岩浆活动,可为金成矿提供幔源碱性流体。因此,幔源碱性流体完全可以出现在三叠纪造山背景,不一定与克拉通破坏背景相关。
3)前人在与陆院沟金矿床毗邻的上宫金矿床先后开展过多次同位素定年工作。例如,近矿围岩蚀变的Rb-Sr等时线年龄为242 Ma[45]、石英Ar-Ar年龄为223 Ma[50],尤其是唐克非[43]采集了2件近矿黄铁绢英岩样品开展绢云母Ar-Ar定年,在国内外2个实验室分别获得(227.7±1.4)Ma和(236.5±2.5)Ma的坪年龄。由此可见,区域内三叠纪造山期间既可以形成独立钼矿床、金钼共生矿床,也可以形成独立的金矿床。上宫金矿床、瑶沟金矿床、北岭金矿床和槐树坪金矿床可能后期叠加改造程度有限,仍然保留着三叠纪成矿事件的年龄记录。相反,那些受到后期成矿叠加强烈改造的矿床,三叠纪成矿的年龄记录已被后期改造事件完全重置,不再保留,只有后期改造年龄。尽管如此,三叠纪造山期间发生过金、钼成矿作用的事实不能被否定。因此,陆院沟金矿床和上宫金矿床一样,都是伴随三叠纪造山作用形成的金矿床,均属于造山型金矿床。
综上可见,本文的构造蚀变岩相研究,结合为数不多的三叠纪成岩成矿年代学记录及成岩构造背景认识,为恢复金成矿构造背景、成矿流体来源和矿床成因类型提供了一条可行的途径,尤其是构造蚀变岩相研究,在解决叠加改造成矿问题时具有不可替代的作用。
4 找矿勘查意义
指导找矿是本文矿床成因探讨的主要目的。在以上矿床成因认识的基础上,笔者认为陆院沟金矿床为造山型金矿床的成因属性对矿区找矿勘查有以下几点指导意义:
1)以造山型金矿床构造控矿理论为指导,树立深部找矿信心。造山型金矿床的首要控矿因素是断裂,而且由韧性构造向脆性构造转换部位是该类型矿床最有利的成矿部位[38]。从构造蚀变岩相变形特征分析,目前矿床开发部位构造变形主要显示脆性构造域变形特征,围岩蚀变以中低温热液蚀变类型为主,总体与造山型金矿床的浅成带特征相当。钻孔揭露深部控矿构造见韧脆性构造变形出现,有“σ型”旋转碎斑发育,指示深部可能进入韧脆性构造变形转换部位,有利于成矿。尤其是矿区1#矿脉最深钻孔已控制至0 m标高,而矿体仍未尖灭且品位也未显著降低。此外,毗邻的上宫金矿床干树矿区矿体沿倾向延深已近2 000 m[51],这些信息均表明区域内金矿床延深好,深部找矿潜力很大。
2)总结矿区构造控矿规律,指导矿区深部找矿工程部署。造山型金矿床构造控矿有一些普遍性规律,如矿体尖灭再现、侧现、分支复合、侧伏、主裂面缓倾部位更有利成矿等[51]。陆院沟金矿床2#矿脉自1 210 m标高后向深部逐渐向东侧北东向F1断裂靠拢(见图5),向深部是否还有可能向西放开?从构造蚀变岩相分析来看,该矿床主要成矿阶段产物——黄铁绢英岩和石英-多金属硫化物,形成于压扭性构造向张扭性构造转换环境,控矿构造早期为压扭性,单个透镜状矿体长轴连线向西侧伏,指示其存在左行逆冲构造运动,并受到矿区近南北向—南南西向水平挤压应力场恢复结果的支持(见图6)。因此,2#矿脉深部有可能服从矿区总体向西侧伏的规律,西侧深部值得进一步加强找矿投入。此外,当前见矿效果不佳可能与断裂产状变陡有关,矿区上部见矿部位断裂倾角一般变化于30°~40°,而该部位目前揭露的断裂倾角一般>40°,这与该类型金矿床缓倾部位有利成矿的一般规律相悖。因此,深部断裂产状变缓部位成矿有可能好转。
3)加强东西向北倾断裂和北东向断裂找矿研究,突破矿区当前找矿限制。陆院沟金矿床有东西向和北东向2种断裂。其中,东西向断裂分为南倾和北倾2类,已发現矿体均分布在南倾断裂内部,目前开采的4条矿脉1#、1-2#、2#、3#均是如此。但是,是不是矿区其他产状的断裂就没有成矿可能呢?笔者认为值得商榷。原因在于,区域内与陆院沟金矿床毗邻的萑香洼金矿床也是东西向断裂控矿,但该矿床除北倾的F985断裂为主要控矿断裂外,南倾的F3、F14断裂也发现了矿体,而且矿化特征与陆院沟金矿床十分相似。由此可见,东西向断裂倾向对成矿没有特别控制,东西向断裂的南倾和北倾是同一构造应力场下形成的共轭断裂,经历了相同的构造演化过程,能否成矿及成矿规模只与断裂规模及其是否存在有利成矿构造空间有关,而与构造倾向无关。因此,矿区东西向北倾断裂值得找矿重视。尤其是矿区北侧太古界太华群内部广泛发育东西向北倾断裂,内部普遍有石英、方解石和萤石充填,成矿期热液活动明显,值得尽快展开找矿。此外,从区域构造控矿角度分析,熊耳山金银多金属矿集区导矿构造为马超营断裂,区域性北东向断裂为配矿构造,矿区内不同方向的断裂都有可能成为容矿构造。但是,矿区内不同方向断裂控矿表现出互补性,即一个矿区一般以某一方向断裂控矿为主,其他方向为辅。例如:上宫金矿区以北东向断裂为主,东西向为辅;七里坪金矿区以东西向断裂为主,北东向断裂为辅;青岗坪金矿区以东西向断裂为主,北东向断裂为辅;萑香洼金矿区以东西向—北西向断裂为主,北东向断裂为辅;槐树坪金矿区以北西向断裂为主,北东向—北北东向断裂为辅等。由此可见,陆院沟金矿床在重视东西向断裂找矿的同时,也应兼顾北东向断裂找矿。
5 结 论
构造蚀变岩相研究为揭示成矿过程中构造变形和热液物理化学性质提供了一条可行的途径。构造蚀变岩相研究揭示陆院沟金矿床形成于压扭性向张扭性—张性转换构造背景,成矿流体具有富碱、高氧逸度岩浆流体特征,结合区域已有成岩成矿年代学研究成果,认为陆院沟金矿床与上宫金矿床一样,都应属于造山型金矿床。以造山型金矿床成矿理论为指导,指出陆院沟金矿区已知矿脉深部、2#矿脉的西部、东西向北倾断裂均值得进一步找矿。
[参 考 文 献]
[1] 吕古贤.构造动力成岩成矿和构造物理化学研究[J].地质力学学报,2019,25(5):962-980.
[2] 吕古贤,张宝林,胡宝群,等.矿田构造变形岩相分类与应用效果[J].地质通报,2020,39(11):1 669-1 680.
[3] 任剑成,吕古贤,袁月蕾,等.大尹格庄金矿田构造蚀变岩相特征研究[J].地质论评,2016,62(增刊1):329-330.
[4] 申玉科,吕古贤,周国发,等.山东平度大庄子金矿构造岩相解析与空白区找矿突破[J].地学前缘,2015,22(4):152-161.
[5] 武际春,吕古贤,任宏.山东省招远市玲珑地区九曲金矿区采空区深部预测——构造蚀变岩相地质测量与深部找矿[J].地质通报,2011,30(4):579-587.
[6] 刘殿浩,吕古贤,张丕建,等.胶东三山岛断裂构造蚀变岩三维控矿规律研究与海域超大型金矿的发现[J].地学前缘,2015,22(4):162-172.
[7] 张宝林,吕古贤,余建国,等.胶东玲珑金矿田不同矿段构造变形岩相带特征与深部找矿预测[J].地质通报,2020,39(11):1 681-1 691.
[8] 武际春,吕古贤,霍庆龙,等.胶东玲珑金矿田构造蚀变岩测量与成矿预测[J].地学前缘,2015,22(4):88-96.
[9] 杨兴科,韩珂,何虎军,等.南秦岭汉阴金矿田长沟金矿陆内造山期构造-蚀变岩相填图与找矿模型[J].地质通报,2020,39(11):1 715-1 725.
[10] 王宗永,吕古贤,许谱林,等.栾川南泥湖钼钨矿田蚀变分带研究和构造岩相填图[J].地学前缘,2015,22(4):37-45.
[11] 罗毅甜,吕古贤.河南栾川三道庄钼(钨)矿床构造蚀变岩相分带特征[J].地质通报,2020,39(11):1 773-1 782.
[12] 张宝林,吕古贤,苏捷,等.云南个旧锡多金属矿田构造岩相成矿规律与西区找矿研究[J].地学前缘,2015,22(4):78-87.
[13] 聂政融,王晓霞,柯昌辉,等.华北地块南缘花山、五丈山岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄、地球化学特征及成因[J].地质通报,2015,34(8):1 502-1 516.
[14] 孟芳,叶会寿,高亚龙.豫西熊耳山地区花岗岩地质特征及SHRIMP锆石U-Pb年龄[J].矿床地质,2012,31(增刊1):591-592.
[15] 陈兴超.豫西陆院沟破碎蚀变岩型金矿床地质特征及年代学、同位素地球化学研究[D].西安:长安大学,2017.
[16] 雷万杉,张严飞,刘亚剑,等.豫西陆院沟蚀变岩型金矿床黄铁矿标型研究[J].地学前缘,2017,24(2):176-185.
[17] 刘亚剑,雷万杉,张海东,等.豫西陆院沟金矿床正长斑岩脉蚀变围岩的元素迁移规律[J].矿物岩石地球化学通报,2015,34(6):1 247-1 253.
[18] 雷万杉,张磊,刘亚剑,等.豫西陆院沟金矿构造控矿现象及其成因分析[J].矿床地质,2014,33(增刊1):519-520.
[19] 陈衍景,李晶,PIRAJNO F,等.东秦岭上宫金矿流体成矿作用:矿床地质和包裹体研究[J].矿物岩石,2004,24(3):1-12.
[20] MAO J W,GOLDFARB R J,ZHANG Z W,et al.Gold deposits in the Xiaoqinling-Xiongershan region,Qinling Mountains,central China[J].Mineralium Deposita,2002,37(3):306-325.
[21] ZHOU T H,GOLDFARB R J,PHILLIPS G N.Tectonics and distribution of gold deposits in China—an overview[J].Mineralium Deposita,2002,37(3):249-282.
[22] 李晶,陳衍景,李强之,等.东秦岭上宫金矿流体成矿作用:矿物学研究[J].矿物岩石,2004,24(3):28-35.
[23] 陈衍景,林治家,李晶,等.东秦岭上宫金矿流体成矿作用:稳定同位素地球化学研究[J].矿物岩石,2004,24(3):13-21.
[24] 蒋少涌,戴宝章,姜耀辉,等.胶东和小秦岭:两类不同构造环境中的造山型金矿省[J].岩石学报,2009,25(11):2 727-2 738.
[25] 陈衍景.造山型矿床、成矿模式及找矿潜力[J].中国地质,2006,33(6):1 181-1 196.
[26] ZHAO X F,LI Z K,ZHAO S R,et al.Early Creataceous regionalscale magmatic-hydrothermal metallogenic system at the southern margin of the north China craton[J].Earth Science(Journal of China University of Geosciences),2019,44(1):52-68.
[27] YANG J H,XU L,SUN J F,et al.Geodynamics of decratonization and related magmatism and mineralization in the north China craton[J].Science China(Earth Sciences),2021,64(9):1 409-1 427.
[28] WANG Y C,WEI B,TAN W,et al.The distribution,characteristics and fluid sources of lode gold deposits:an overview[J].Science China(Earth Sciences),2021,64(9):1 463-1 480.
[29] 朱日祥,范宏瑞,李建威,等.克拉通破坏型金矿床[J].中国科学(地球科学),2015,45(8):1 153-1 168,1-4.
[30] 侯增谦,郑远川,耿元生.克拉通边缘岩石圈金属再富集与金-钼-稀土元素成矿作用[J].矿床地质,2015,34(4):641-674.
[31] 贺昕宇.熊耳山—外方山矿集区金—钼成矿系统[D].北京:中国地质大学(北京),2017.
[32] 赵玉.熊耳山矿集区早白垩世Au-Mo多金属矿床成矿系列与找矿方向[D].北京:中国地质大学(北京),2020.
[33] 李蓓.熊耳山矿集区红庄-元岭矿区金矿床类型及成矿过程研究[D].北京:中国地质大学(北京),2020.
[34] 燕長海,李肖龙,韩江伟,等.熊耳山矿集区金多金属矿成矿的几点新认识[J].金属矿山,2021(5):1-12.
[35] 王鹏.熊耳山祁雨沟矿田燕山期岩浆活动与金成矿作用[D].北京:中国地质大学(北京),2020.
[36] 王俊德,王春帅,王博文,等.豫西熊耳山白土金矿床地质特征及成因[J].矿产与地质,2020,34(2):189-194.
[37] GOLDFARB R J,GROVES D I.Orogenic gold:common or evolving fluid and metal sources through time[J].Lithos,2015,233:2-26.
[38] GROVES D I,GOLDFARB R J,GEBREMARIAM M,et al.Orogenic gold deposits:a proposed classification in the context of their crustal distribution and relationship to other gold deposit types[J].Ore Geology Reviews,1998,13(1):7-27.
[39] 胡新露,何谋春,姚书振.东秦岭上宫金矿成矿流体与成矿物质来源新认识[J].地质学报,2013,87(1):91-100.
[40] 高浮萍.熊耳山地区萑香洼金矿床特征和成因[D].北京:中国地质大学(北京),2019.
[41] 张晓伟.豫西萑香洼金矿地质与成矿流体地球化学[D].北京:中国地质大学(北京),2015.
[42] 范宏瑞,谢奕汉,赵瑞,等.豫西熊耳山地区岩石和金矿床稳定同位素地球化学研究[J].地质找矿论丛,1994,9(1):54-64.
[43] 唐克非.华北克拉通南缘熊耳山地区金矿床时空演化、矿床成因及成矿构造背景[D].武汉:中国地质大学(武汉),2014.
[44] LANG J R,BAKER T.Intrusionrelated gold systems:the present level of understanding[J].Mineralium Deposita,2001,36(6):477-489.
[45] 黎世美,瞿伦全,苏振帮,等.小秦岭金矿地质和成矿预测[M].北京:地质出版社,1996:250.
[46] 任富根,丁士应,李双宝,等.熊耳裂陷印支期成矿作用及其意义[J].矿床地质,1998,17(增刊1):55-58.
[47] 周栋,赵太平,赵鹏彬,等.豫西瑶沟金矿床辉钼矿Re-Os年龄及其地质意义[J].地质科技情报,2018,37(5):162-167.
[48] 黄典豪,吴澄宇,杜安道,等.东秦岭地区钼矿床的铼-锇同位素年龄及其意义[J].矿床地质,1994,13(3):221-230.
[49] WANG Z C,CHENG H,ZONG K Q,et al.Metasomatized lithospheric mantle for Mesozoic giant gold deposits in the North China Craton[J].Geology,2019,48(2):169-173.
[50] 陈衍景,唐国军,PIRAJNO F,等.东秦岭上宫金矿流体成矿作用:放射成因同位素地球化学研究[J].矿物岩石,2004,24(3):22-27.
[51] 梁新辉.熊耳山矿集区干树金矿床深部大型盲矿体的发现及意义[J].黄金,2019,40(1):13-17.
Tectonic altered lithofacies characteristics,genesis and prospecting significance
of Luyuangou Gold Deposit in Western Henan Province
Lin Shouhong
(Zijin Mining Group Co.,Ltd.)
Abstract:Luyuangou Gold Deposit is located in the Xiongershan gold-silver polymetallic high ore concentration area in the eastern part of the Xiaoqinling-Xiongershan gold metallogenic belt.In the study,which takes the tectonic altered lithofacies as the research object,investigates structural deformation and mineral assemblage in macro and micro scope and proceeds based on previous research results in this area,the main understandings are as follows:Luyuangou Gold Deposit was formed in a tectonic transformation from compression to extension-tension;the oreforming fluids are characterized by rich alkali and high oxygen fugacity and derived from magma.The genesis is classified as orogenic gold deposits.The deep part,west side of the 2# dyke and the EWtrending northward dip fault structures are the main targets for further prospecting.
Keywords:tectonic altered lithofacies;deposit genesis;prospecting direction;Luyuangou Gold Deposit;orogenic gold deposit