河南省陕县张家河金矿地质特征及找矿标志

2022-05-19薛志强徐建昌王社全孙保花田海涛

矿产勘查 2022年1期

薛志强徐建昌王社全孙保花田海涛

(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)

0 引言

张家河金矿位于河南省陕县张汴乡，是一处小型金矿床，属于豫西金矿化集中区之一的崤山地区。前人做过一定的地质工作，认为该矿床规模小，对该金矿的成因和控矿构造的研究程度也较低(陈铁华等，1997；朱嘉伟等，1999)。本次工作，在综合前人研究资料基础上，系统介绍了张家河金矿地质、矿(化)体、矿石类型及矿体变化规律等特征，总结了矿床成矿条件及成因，认为矿床成矿地质条件较好，矿床类型为构造蚀变岩型，同时矿床还明显受变质核杂岩构造控制，以期对下一步找矿工作具有一定的指导作用。

1 区域地质概况

张家河金矿位于华北陆块南缘，华熊台隆中段崤山断隆区。区域上，崤山断隆呈北东-南西向展布(图1)。北西受朱阳断裂所限，北东被三门峡-鲁山断裂截切，东南侧发育卢氏-洛宁断陷，显示四周断陷、核部断隆的构造格局。断隆区具典型地台双层结构(结晶基底和盖层)，显示清晰层型结构特征(朱嘉伟等，2001；尹维青和李建旭，2007；孙卫志等，2013；王振闽等，2019)。

图1 崤山地区区域地质简图(据常云真等，2014①)

区域内地层主要出露太古代花岗-绿岩带和中元古界熊耳群火山岩(常云真等，2018)。

区域内断裂构造纵横交错，十分发育。按其展布方向可分为六组:北东向、北北东、北北西、北西向、东西向和南北向断裂。其中工作区内发育且与本次工作关系密切的为东西向、南北向、北西向断裂。

区域内岩浆活动频繁，具多旋回，多期次特点。新太古代变质花岗岩类，集中分布于崤山断隆区结晶基底内，为一套变质花岗岩系，以众多侵入体组合的岩基、岩株等形式产出，主要有变质TTG 岩系、变质二长花岗岩系和基性岩脉(龙凤沟岩墙)。中元古代侵入岩不发育，主要有辉长岩、辉绿岩、闪长(玢)岩及花岗斑岩，呈脉状或岩株状侵入于结晶基底变质岩系和熊耳群古火山岩中(李健，2014；王振闽等，2019)。中生代侵入岩主要有多个三叠纪(印支期)正长斑岩脉和侏罗纪—白垩纪(燕山期)中酸性小岩体(陈铁华等，1997；李磊等，2013；王利功等，2018)。其中燕山期花岗斑岩与该区贵金属、多金属矿产的成生密切相关，具有重要的意义(朱嘉伟等，1999；张磊和杨俊鹏，2015)。

2 矿区地质特征

2.1 地层

张家河金矿区内地层主要有熊耳群火山岩、阜平期变质岩和第四系。熊耳群为一套中基-中酸性火山熔岩，以安山岩、安山玢岩为主；阜平期以斜长角闪岩、野乔河片麻状花岗闪长岩、涧里河片麻状奥长花岗岩为主；第四系以离石黄土为主(图2)。其中，熊耳群火山熔岩以角度不整合直接覆于阜平期变质岩系之上(高帅等，2015；刘红涛等，2018)。

图2 陕县张家河金矿地质简图(自测)

2.2 构造

矿区内含矿构造为近南北向断裂，该断裂南起灵宝寺河乡坡根，向北经竹园沟-韩家河-柏王庙，至张家河水库一带，北段被张家河水库掩盖，全长17 km，其中矿区内长2～3 km。该断裂总体走向340～20 °，倾向西，局部倾向南西、北西，倾角40～75 °。西盘南段出露熊耳群马家河组安山岩，北段出露熊耳群许山组安山岩。东盘出露新太古界太华岩群变质岩系(图3)。断裂沿走向呈舒缓波状，因第四系覆盖，断面不多见，断裂带宽10～150 m。可见两期活动迹象，早期具正断层性质，发育断层角砾岩、碎粉岩、断层泥等，分带性不明显；晚期具逆断层性质，发育挤压片理及透镜体，为改造早期构造岩的产物(宋立强等，2015；张磊和杨俊鹏，2015；徐文超等，2016)。

图3 陕县张家河金矿控矿断裂图(局部)

2.3 岩浆岩

矿区岩浆岩不发育，外围岩浆活动主要为燕山期中酸性岩株，矿区东部有龙卧沟花岗岩体、东南部有后河岩体。

2.4 围岩蚀变

近矿围岩蚀变为硅化、绢云母化，其次为碳酸盐化、绿泥石化等。在这些蚀变中，硅化最重要，是与金矿化最密切的围岩蚀变(刘祥龙，2011；王利功等，2018)。金属矿化主要为黄铁矿化、方铅矿化，其次为黄铜矿化。

3 矿床地质

3.1 矿体特征

矿区赋矿地层为熊耳群火山岩、阜平期变质岩，其中，中元古界熊耳群许山组安山岩属于陆相中性火山岩喷发旋回，呈喷发不整合覆于基底变质岩之上。区内圈出F84-Ⅰ、F84-Ⅱ两个矿体(图2、图4)。

图4 陕县张家河金矿X-X’线地质剖面图

F84-Ⅰ号矿体:位于F84 矿脉北段顶板，赋矿地层为熊耳群火山岩。呈薄脉状，产状265°∠35°，长450 m，厚0.3～0.8 m，平均0.48 m，Au 品位1.01 ×10-6～4.48 ×10-6，平均2.46 ×10-6。矿体出露标高850～715 m。矿化为黄铁矿化、黄铜矿化、方铅矿化、闪锌矿化。蚀变主要为硅化、钾长石化，局部夹薄层石英脉。

F84-Ⅱ号矿体:位于F84 矿脉北段底板，赋矿地层为熊耳群火山岩和阜平期变质岩。呈薄脉状，产状260°～285°∠30°～35°，长230 m，出露标高800～735 m 垂深65 m，厚0.30～0.45 m，平均0.38 m，Au 品位7.76 ×10-6～14.87 ×10-6，平均10.64 ×10-6。矿化为黄铁矿化、方铅矿化。蚀变主要为硅化，局部夹薄层石英脉。

另该断裂矿化伴生多金属矿，其中伴生银品位30 ×10-6～70 ×10-6，可以考虑综合回收利用。

3.2 矿石特征

3.2.1 矿石结构、构造

矿石结构主要有自形-半自形粒状结构、他形结构、压碎结构、揉皱结构、交错结构、溶(浸)蚀结构(图5a、b)；矿石构造有块状构造、细脉状构造、浸染状构造(刘祥龙，2011；王利功等，2018)。

3.2.2 矿石类型

矿石类型为含金多金属蚀变岩型，矿物组成以石英、云母为主，其次为斜长石，少量微量钾长石、黄铁矿等。金属矿物呈星散浸染状或稀疏浸染状构造(图5c、d)。

图5 矿体特征及显微镜照片

3.3 地球化学异常特征

区内异常规模大，形态规整，浓度梯度变化明显，浓集中心清晰，大多数元素异常套合重叠(图6)，元素组合十分复杂(达10 种之多)，富集元素:W、Sb、Bi、As、Ag，其中W、Sb、Bi 强富集，As 和Ag 为富集和较强富集。正常元素:Co、Ni、Pb、Cu、Zn、Au。一般来说异常规模和矿床规模呈正相关，矿床规模越大，形成的地球化学异常范围就越大，而且一个有意义的工业矿床是经历了多次多阶段成矿作用的叠加，其矿物组合和元素组合都比较复杂，从高温到低温都有，反映了一个完整的成矿系列。

图6 张家河异常剖析图(据常云真等，2014①)

4 成矿条件分析

崤山地区位于华北地块南缘华熊台缘坳陷Ⅲ级大地构造单元，燕山期强烈的构造-岩浆活动，大规模地幔物质的上涌，壳幔物质的相互作用，构成了区内丰富的成矿物质系统；太华群与熊耳群穹状接触面发育的拆离断裂等断裂构造，为含矿热液的上升、运移、沉淀提供了有利通道和空间系统；变质核杂岩体、花岗(斑)岩体及热流体作用，定位了区内矿床-矿体空间位置(高帅等，2015；宋立强等，2015；王振闽等，2019；徐书奎等，2019)。

4.1 地层对成矿的作用

张家河金矿受一定地层层位控制，主要赋矿地层为太华群和熊耳群。研究认为崤山地区的花岗—绿岩带地体经历了长期发展演化，其中混入了大量下地壳和(或)上地幔物质，原始金丰度值高，具备金矿源层的物质基础(徐文超等，2016)。

4.2 构造对成矿的作用

张家河金矿矿体赋存于太华变质杂岩群野乔河片麻状花岗闪长岩、斜长角闪岩和熊耳群许山组安山岩的接触带上。变质岩基底与熊耳群盖层之间的拆离断层、断裂及变质核杂岩体构造奠定了区内金矿化构造基础。矿体的产出、规模、形态严格受断裂构造控制。断裂下部与基底和部分熔融花岗岩体相连，是岩浆热液循环的通道，是连接成矿源区与赋矿部位的导矿构造(张灯堂等，2014；常云真等，2017；王振闽等，2019)。

4.3 岩浆岩对成矿的作用

崤山地区金矿床在空间上主要围绕后河、龙卧沟、白石崖等岩体分布(图1)。金矿距岩体一般在1～3 km，最远不超过8 km。但崤山地区的岩体出露规模均较小，多在0.2～1.0 km2，个别岩体在1.5 km2左右。但不能说岩体出露规模就是岩体规模，已有航磁、重力异常和遥感影像资料显示，在崤山变质杂岩系之下仍有大规模花岗岩体存在，隐伏岩体的延展方向大体与崤山山脉一致(陈铁华等，1997；张林等，2003；王振闽等，2019)。据此可以推断崤山当前出露的燕山期岩体仅仅是深部大规模岩体的小面积露头。

张家河金矿位于后河岩体、龙卧沟岩体的西部，距离在1.5～2.5 km，与区域上金矿距岩体一般距离相吻合。锆石测年资料显示龙卧沟岩体形成时代为(128 ±1)Ma，后河岩体年龄为(128 ±1)Ma(卢仁等，2013)，均为早白垩世，由此表明张家河金矿的成矿作用时代与龙卧沟、后河等岩体时代接近。张家河金矿的成矿与周围的燕山期花岗岩体具有密切的时空关系，表明其形成与燕山期的中酸性岩体热动力作用密切相关。

4.4 综合分析

张家河金矿的矿源层为太华变质杂岩群野乔河片麻状花岗闪长岩、斜长角闪岩和熊耳群许山组安山岩。当发生构造运动，岩浆上侵并分离出熔融岩浆和富含挥发分的含金热液，在热液迁移途中，萃取围岩中的金，使金进一步富集形成富含金的流体，在近地表适当的容矿空间充填成矿。当(局部地段伴随)破碎带构造发育时，含矿热液上升、充填、交代其中，在拆离断层和南北向的脆性断裂内形成网脉状的蚀变型金矿(徐文超等，2016)。张家河金矿划归复合成因更接近事实，即:张家河金矿是侵入岩浆成矿地质作用与大型变形成矿地质作用的联合产物。

5 找矿标志

(1)变质核杂岩—拆离断层构造标志:矿床集中在基底太华群与盖层接触带，发育的中元古界熊耳群中性火山岩、安山岩、中酸性火山岩，表现出中性—中酸性、喷溢—浅成的特征(崔敏利等，2010)，具备形成构造蚀变岩型金矿床的条件。

(2)围岩蚀变标志:围岩蚀变对成矿的指示作用明显，围岩蚀变主要有硅化、黄铁绢英岩化、碳酸盐化、绢云母化、绿泥石化，矿化为黄铁矿化、黄铜矿化、方铅矿化、闪锌矿化各种硫化物矿化等，浅部可见褐铁矿化、孔雀石。

(3)岩浆岩标志:崤山地区的金多金属矿大多围绕早白垩世燕山期花岗(斑)岩分布，但研究区内花岗(斑)岩规模较小，多成小岩株状。综合物探等资料研究表明，这些小岩株是深部花岗岩基的地表露头(陈铁华等，1997；张林等，2003)。因此，在本区地质工作中注意发现花岗岩(株)，特别是早白垩世燕山期花岗(斑)岩株。

(4)地球化学标志:金矿点绝大部分分布在金元素地球化学异常带中，矿区及周围以金为主的地球化学异常规模比较大，强度高，元素组合复杂，主要成矿元素及伴生元素具有明显的浓度分带，浓集中心清晰，形态具有明显的地质规律，异常与地质条件吻合程度高(李磊等，2013)。地球化学元素异常图圈定的异常区指示可能赋存有矿体。