河南洛宁县吉家洼金矿找矿模型与矿床成因

韩新志，颜正信，张苏坤，张 浩，李海富，夏冀良

(1.河南省地质矿产勘查开发局第一地质矿产调查院，河南洛阳471000；2.河南省金银多金属成矿系列与深部预测重点实验室，河南洛阳471000）

吉家洼金矿床位于河南省洛宁县境内，成矿区带划分属我国重要的产金矿集区—熊耳山多金属成矿区[1]。矿区已对有规模F1、F2、F3等3条近南北向含金构造蚀变带进行系统评价，矿床规模达中型[2]，本文在总结已有地质成果资料的基础上，对矿床金矿化富集特征、成矿物质来源、成矿流体特征及矿床成因进行了研究，并总结了其找矿模型。

1 成矿地质背景

吉家洼金矿位于瓦庙河次级倾伏向形构造的东翼，即位于熊耳山变质核杂岩之中西部。瓦庙河倾伏向形构造是叠加在区域性东西向褶皱构造上的横跨面褶，东邻庙沟崖—五龙沟同斜倒转背形构造，其北东东向为花山花岗岩岩基（图1）。区内构造主要为熊耳山变质核杂岩和一系列不同序次、级别的北东—北北东向及近南北向断裂构造，并控制了区内的岩浆活动，也为地下含金矿液的运移和富集提供了通道，控制了本区金矿床的形成。

区域出露地层主要为太华群变质片麻岩和熊耳群火山喷发岩。前者呈近东西向展布，构成花山—龙脖背斜核部，东端被花山花岗岩侵蚀，南部被熊耳群不整合覆盖，北侧分别与熊耳群、第三系呈断层接触（图1），其原岩为一套大陆裂谷环境的中基性—中酸性火山岩系，具有较高的金背景值，被认为是熊耳山地区金矿田矿源层[7]，岩性以黑云斜长片麻岩、斜长角闪片麻岩为主；后者不整合于太华群之上，分布于干树凹拆离断层以南，为一套中基性—中酸性火山岩系，局部见火山碎屑岩和沉积岩夹层，岩性以杏仁状安山岩、斑状安山岩及英安质流纹岩为主。

区内岩浆活动频繁，尤以燕山期斑状花岗岩浆活动最强烈，有五丈山、花山、金山庙等花岗岩体；脉岩有花岗斑岩、正长斑岩等。燕山期岩浆活动与本区金的活化、迁移、富集及成矿作用关系密切，围绕岩体周边呈环状分布的金矿床和金异常也充分说明这一点。

综上，本区具备“三位一体”的有利成矿条件[6]，已发现吉家洼、虎沟、干树凹、上宫、七里坪等多个大中型金矿床。

2 矿床地质特征

矿区主要地层为太华群石板沟岩组斜长角闪片麻岩、斜长角闪岩等；矿区南部出露少量熊耳群杏仁状安山岩、斑状安山岩(图2)。区内侵入岩不发育，有少量东西向辉绿岩脉。矿区发育近南北向和北东向两组断裂构造，常成群、成带密集分布，其中近南北向F1、F2、F3断裂带赋存工业矿体，组成吉家洼矿区主矿带，倾向90°～110°，倾 角70°～85°，长220～530m，宽0.25～3.10m，沿走向和倾向均呈舒缓波状、豆荚状，带内充填蚀变构造角砾岩、蚀变碎裂岩、石英脉及少量的断层泥；北东向断裂构造带有F9、F10、F13，其中F13断裂带赋存工业矿体，为吉家洼矿区次要矿带，倾向295°～330°，倾角60°～80°，长度350m，宽0.30～2.89m，断裂面较平直，带内充填蚀变碎裂岩和少量断层泥。

矿区金矿体规模、形态、产状及矿化富集均受含矿断裂蚀变带制约。矿体形态以陡倾透镜状、脉状为主，矿石自然类型以蚀变构造角砾岩、蚀变碎裂岩、蚀变岩为主，石英脉次之。矿体金品位变化系数143%～159%，厚度变化系数为61%～68%，属较均匀—稳定型矿体（表1）。金属矿物主要为黄铁矿，次为方铅矿、黄铜矿、闪锌矿，围岩蚀变主要有硅化、绢云母化、黄铁矿化、黄铁绢英岩化、萤石化等。蚀变宽度及强度一般与断裂带的宽度成正比。

表1 吉家洼金矿床各矿体特征一览表

3 矿化富集特征

矿区各矿体严格受近南北向陡倾断裂控制，在延深方向上变化很大，且以F1-Ⅰ矿体规模最大。因此总结F1含矿构造蚀变带及矿化富集特征对总结矿床找矿模型与矿床成因尤为重要。

3.1 沿走向控矿及矿化富集特征

F1构造蚀变带在各中段平面形态总体表现为折线状，研究认为其折线变化在时空上至少经历三期以上构造叠加改造而成。在F1构造蚀变带中圈定的F1-Ⅰ金矿体在走向上具舒缓波折线状延伸特点，反映出金矿体或矿化富集段主要产在由紧闭向扩容（引张）走向转折变化部位，即在第11～15线间转折变化段形成了连续厚大工业矿体或矿化富集段；在15～19线间相对平直形成弱矿化段和无矿段，在19～23线间相对曲折形成了较厚和连续矿化富集段。由此揭示，断裂带走向变化段是含金热液滞留及蚀变矿化最为有利成矿地段，其走向产状变化控制着金矿化强弱和矿体的规模，并由北向南划分出金矿化强富集段—金矿化弱富集段—金矿化次强富集段[5-6]，突显F1-Ⅰ矿体具有近南北向水平分带和向南东侧伏成矿特点。

3.2 沿倾向上控矿及矿化富集特征

据实测统计分析，F1构造蚀变带由地表向下呈多“S”形舒缓波状（图3），即在YD3、YD7、YD9、PX163中段产状相对陡倾，倾角为77°～87.7°；在YD5、YD11、PX165中段产状相对缓倾，倾角为64°～71.4°，反映出F1构造蚀变带在倾向延伸上陡缓相间，从上至下总体呈一大的波状曲折形态。矿山探采资料显示，倾角陡缓与金矿化富集呈明显负相关[6]，金矿体赋存在构造倾向由陡变缓或由缓变陡的部位，即产生在局部引张空间的有利地段。

4 矿床成因及找矿模型分析

4.1 硫、铅同位素特征

吉家洼金矿床测试4件硫同位素和2件铅同位素分析结果见表2。硫同位素分析结果表明吉家洼金矿床从早到晚δ34S值具有较小负值的变化特征，平均值为-12.03‰，与相邻上宫金矿一致。因此成矿热液硫具深源硫为主，混有壳源硫的特征。铅同位素分析结果表明吉家洼金矿床铅同位素组成变化范围较小：206Pb/204Pb为17.424～17.96，平均为17.692；207Pb/204Pb为15.485～15.55，平均为15.518；208Pb/204Pb为38.142～38.868，平均为38.505。铅同位素投影点均落在造山带铅演化线两侧（图4），应为壳幔混合型铅，反映了深源铅的特点[7-8]，与胡新露等（2013）对上宫金矿铅同位素组成变化范围相类似，反映吉家洼金矿与上宫金矿在矿源方面的一致性；并与范宏瑞等（1994）对太华群、熊耳群和花山花岗岩的铅同位素组成特征基本一致，说明吉家洼金矿床在成因上与太华群地层和花山花岗岩有密切的内在关系。

表2 吉家洼金矿床硫、铅同位素组成特征

4.2 成矿流体特征

张兴康等[1]对吉家洼金矿流体包裹体进行了详细的研究，认为吉家洼金矿在第Ⅰ、Ⅱ阶段发育CO2包裹体，显示成矿初始流体属于CO2-H2O-NaCl体系，而在第Ⅲ、Ⅳ阶段CO2三相包裹体含量极少，基本上为气液两相包裹体，显示此时流体属于H2O-NaCl体系。吉家洼金矿包裹体测温数据反映出金成矿过程中由早到晚成矿温度具有较明显降低，显示温度对矿质沉淀有较明显的影响。吉家洼金矿成矿流体的盐度在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ成矿阶段降低变化程度不等，但在Ⅳ阶段盐度降低幅度较大，反映成矿后期有大量大气降水加入。

另外，吉家洼金矿氢氧同位素研究显示，成矿流体来源于深部岩浆热液，随着成矿热液的演化，反映出有不同比例的大气降水混入，且从成矿早阶段到成矿晚阶段，大气降水的混合比例增加[1]。

4.3 找矿模型

本文从地质、构造、矿体特征和成矿地球化学特征等方面着手，总结出吉家洼金矿床找矿标志及综合找矿（预测）模型（图5）。

图5 吉家洼金矿床综合找矿（预测）模型

5 结论

（1）吉家洼金矿床矿化蚀变带沿走向的平面形态呈折线状，在转折变化处常形成连续厚大工业矿体或矿化富集段[10]，并具近南北向水平分带和向南东侧伏成矿特点；沿倾向呈多“S”形波状曲折形态陡缓交替变化，工业矿体或富矿段常出现在倾向构造面由陡变缓或由缓变陡的部位。

（2）吉家洼金矿主要矿石类型为构造蚀变岩型和石英脉型，金属矿物主要为黄铁矿，主要矿化蚀变为硅化、绢云母化、钾长石化、黄铁绢英岩化等。其中，硅化、黄铁绢英岩化蚀变与金矿化关系最为密切。

（3）硫、铅、氢、氧同位素测定结果显示，吉家洼金矿床成矿流体来源于深部岩浆热液，成矿物质为壳幔混源[8-9]，其矿床成因与花山花岗岩有密切关系。

（4）依据地质、构造、矿体特征和成矿地球化学特征等方面成果，建立了吉家洼金矿床综合找矿（预测）模型。