河南靈湖金礦礦床地質特征及其成因探討

李俊杰，徐新光，張為民

（1.鄭州工業貿易學校，河南鄭州450000；2.河南省地質礦產勘查開發局第一地質礦產調查院，河南洛陽471000）

河南靈湖金礦礦床地質特征及其成因探討

李俊杰*1，徐新光2，張為民2

（1.鄭州工業貿易學校，河南鄭州450000；2.河南省地質礦產勘查開發局第一地質礦產調查院，河南洛陽471000）

靈湖金礦位于我國重要的金礦成礦區小秦嶺金礦田北部，礦床類型為石英脈型。根據正實施的省部級老礦區深部整裝勘查項目所取得的資料，進一步總結該礦床的地質特征，并對礦床成因進行必要的探討，以期對該區的深部找礦工作有所啟迪。

靈湖金礦；石英脈型；地質特征；礦床成因

靈湖金礦為小秦嶺金礦田（河南段）的一個中型礦床，礦床類型為石英脈型，賦礦圍巖為太古宙太華巖群古老變質巖系。小秦嶺金礦田礦床淺部與深部宏觀特征差異較大，淺部以寬大含金石英脈為特征，深部漸變為構造蝕變巖型金礦，而含金石英脈則以細、網脈展現。該礦田最早發現于20世紀60年代，至20世紀80年代在該區相繼發現大中型金礦床十余個，提交金資源儲量300余噸。靈湖金礦原探明金金屬儲量13.5t，通過深部整裝勘查，取得了重大找礦突破，新增金資源儲量10余噸，使瀕危閉坑的老礦山重現了生機與活力。

1 區域地質特征

區域上主要出露新太古代綠巖系(變質表殼巖系)和花崗質片麻巖系(變質侵入巖系)2類巖石單元。地質構造復雜，主要表現為斷裂構造和褶皺構造。

斷裂構造主要有分布于小秦嶺斷隆南北兩側的小河斷裂和太要斷裂，并控制了整個小秦嶺金礦帶的展布及地質構造的發展演化[1]。以上斷裂構造近東西向展布，經歷了早期韌性、中期韌脆性和晚期脆性變形的發展演化。另外在小秦嶺斷隆內部發育一系列韌—脆性斷裂，根據其走向可劃分為近東西向、近南北向、北東—北北東向及北西向四組斷裂。其中，近東西向斷裂最為發育，規模大并呈帶狀分布。

褶皺總體呈近東西向展布的復背形構造，自北向南由五里村背形、廟溝向形、上楊寨背形等一系列褶皺構造組成。

區內巖漿活動較頻繁，自太古宙、元古宙、早古生代、晚古生代及早中生代皆有所表現，并具多旋回、多期次特點，形成了各具特點的基性、中基性、中酸性、酸性、堿性巖漿巖體或巖脈。特別是中生代燕山期發育的花崗巖（文峪巖體、娘娘山巖體）或花崗斑巖脈的侵入活動，與金成礦關系密切。

2 礦區地質特征

2.1 地層

礦區位于小秦嶺金礦田北部，五里村—安家瑤背形北翼的山前地帶，基巖出露甚少。出露地層主要為第四系和包于新太古代變TTG巖系（楊寨峪灰色片麻巖）中的變基性表殼巖。

2.1.1 第四系

新生界第四系在區內廣泛分布，主要為巨厚的黃土層及殘坡積物。

2.1.2 新太古界太華巖群變基性表殼巖

出露于工作區南部，分布范圍有限。其巖性主要為角閃斜長片麻巖、黑云角閃斜長片麻巖、斜長角閃巖等。區內地層總厚約500m[1]。

2.2 構造

礦區位于五里村—安家窯背形北翼，基本由一單斜構造組成，地層產狀總體北傾，傾角中等。

區內斷裂構造較發育，不同時期、不同產狀、不同規模的斷裂構造均有產出。區內斷裂構造可分為4組，即：近東西向、北西向、北東向、近南北向。以近東西向最為發育，亦為區內主要含礦斷裂組。

近東西向斷裂，主要有F1、F5、F6等，如圖1所示。其中F1斷裂為小秦嶺金礦田北部邊界斷裂，F5斷裂為礦區主要含礦構造，其特征如下：

圖1 靈湖金礦區礦體分布水平投影圖

F5斷裂構造：全長12km以上，橫穿礦區，區內出露長度約3.8km。斷裂帶北傾，傾角15°～45°，走向及傾向均具明顯波狀起伏、分枝復合特點。構造帶寬度40～150m，斷裂的西段（23勘探線以西），走向呈近東西向，傾角較陡，一般35°～45°，局部可達50°以上，巖石以糜棱巖、碎裂巖、碎裂巖化巖石為主，夾少量的石英脈透鏡體，含礦性較差，只有少數規模較小的低品位礦體；中段（19～12勘探線）斷裂的走向逐漸由近東西向轉變為北西西向、北西向，傾角已逐漸變緩；5勘探線～12勘探線，斷裂的傾角一般小于30°最緩處小于10°。該段金礦化較強，巖性為糜棱巖、碎裂巖、碎裂糜棱巖，夾數量較多的石英脈透鏡體。石英脈長度一般幾十到幾百米，厚度一般幾十厘米到幾米。區內金礦分布與石英脈關系密切，石英脈分布地段往往構成工業礦體；12勘探線～14勘探線，斷裂帶追蹤北北西向斷裂，走向變為北北西向，傾角也變得較陡，局部產狀大于50°。該段金礦化差，基本不含石英脈或很少含石英脈。14勘探線以東，F5與F6兩含金斷裂構造蝕變帶交匯復合，走向變為近東西向，又形成一個金礦富集段，該富集段一直延伸到橋上寨金礦區[1]。斷裂帶早期主要表現為韌性，形成糜棱巖帶，晚期經歷了扭性改造過程。

2.3 巖漿巖

礦區內各類脈巖較發育。主要有輝綠巖及輝綠玢巖脈、輝長輝綠巖脈、二長花崗偉晶巖脈、花崗斑巖及黑云母花崗斑巖脈、鉀長花崗巖及鉀長花崗偉晶巖、長英巖脈、花崗細晶巖等。

2.4 變質作用

區內變質作用主要表現為區域變質作用、動力變質作用以及圍巖蝕變作用。

區域變質作用發生于太古宙末期，造成太華巖群巖石普遍變質，形成區內廣泛分布的中深變質巖系。其巖石類型主要有：角閃斜長片麻巖、斜長角閃片麻巖、斜長角閃巖等。

動力變質作用主要發生于區內斷裂構造帶內及兩側，表現為巖石的變形、破碎及重結晶。主要包括擠壓片理化、碎裂巖化、糜棱巖化等。所形成的變質巖主要有糜棱巖、碎裂巖、構造角礫巖、構造泥礫巖等。

圍巖蝕變與成礦期巖漿熱液活動密切相關，可分為區域性圍巖蝕變和成礦期圍巖蝕變。成礦期圍巖蝕變往往與斷裂構造活動有關，分布在斷裂帶內或兩側圍巖中，與金礦化關系密切。主要蝕變類型有：硅化、絹英巖化、絹云母化、碳酸巖化、黑云母化、綠泥石化、鉀長石化、黃鐵礦化，局部見有方鉛礦化、閃鋅礦化、黃銅礦化等。

3 礦床地質特征

3.1 礦體特征

礦區內共圈出礦體15個，如圖1所示。其中有10個金礦體分布于F5含金斷裂構造蝕變帶中，有3個金礦體分布于F1含金斷裂構造蝕變帶中，而F10、F20含金斷裂構造蝕變帶各圈出一個金礦體。各礦體分布位置（見圖1），其中F5-I為礦區主礦體。

F5-I礦體：位于7～20勘探線之間，礦體長度1588m，走向最大長度1060m。傾斜延深1495m。礦體厚度0.50～15.58m，平均2.66m，厚度變化系數105%，屬厚度較穩定型。金品位（1.27～37.44）×10-6，平均品位3.67×10-6，品位變化系數129%，屬有用組分分布較均勻型。礦體賦存于F5含金斷裂構造蝕變帶中，嚴格受斷裂帶控制。分布于斷裂帶的底部，具波狀彎曲特點。礦體呈脈狀，形態復雜，有膨大狹縮、分枝復合、尖滅再現等特點。礦體在走向上產狀變化較大，一般變化區間為80°～162°。8勘探線以西，上部基本上為北東向，向下逐漸轉變為近東西向；8勘探線以東，走向以北東向為主，局部地段呈近東西向。礦體傾向為350°～72°，傾角17°～45°，平均25°。礦體厚度、品位變化的總趨勢是厚度大地段，品位則高，富礦樣品一般分布于礦體厚大部位。走向上大部分富礦、厚礦均分布于礦體轉彎處的近東西向和南東東向部位；傾向上，富礦、厚礦均分布于產狀由陡變緩處。一般情況下，厚礦、富礦產狀都比較緩。礦體上部以石英脈型為主，向下逐漸過渡為構造蝕變巖型。

3.2 礦石特征

3.2.1 礦物組成

原生礦石中金屬礦物主要為黃鐵礦，氧化礦石中金屬礦物則主要為褐鐵礦，金礦物為自然金，次要礦物及微量礦物為黃銅礦、方鉛礦、輝鉍礦、輝碲鉍礦等。

金礦物主要為自然金和銀金礦，前者常含量多于后者。自然金和銀金礦因成色不同中淺金黃色至金黃色，礦床中明金較少，主要為肉眼不可見的暗金（微細粒金）。自然金粒度0.1～0.01mm，約占60.7%；大于0.1mm者約占35.8%;粒度小于0.01～0.005mm約占3.5%[2]。

3.2.2 礦石結構、構造

礦石結構：含金硫化物多具自形—半自形晶粒狀結構、他形晶粒狀結構、交代結構、交代殘余結構等。整個礦石具壓碎結構、糜棱結構等。金礦物分布形態有裂隙金和包體金兩大類,但以裂隙金為主。形狀常為片狀、樹枝狀、網脈狀和絲狀，少數為不規則狀、乳滴狀。金礦物主要沿黃鐵礦的邊緣、粒間或裂隙充填，少量賦存于石英、方鉛礦、黃銅礦等礦物內及裂隙中。

礦石構造：主要有條帶狀、浸染狀、細脈—網脈狀、角礫狀、土狀—蜂窩狀、定向構造及變膠狀構造。

3.3 礦體圍巖

礦體圍巖主要為片麻狀花崗巖，次為黑云斜長片麻巖、花崗巖、輝綠巖等。金及硫化物礦化直接賦存于圍巖因受外力破裂產生的各種構造巖和石英脈體內及其旁側。其中花崗巖、輝綠巖及片麻巖含礦性較差。

3.4 成礦期及成礦階段

靈湖金礦原生金礦床一般可分為熱液期和表生期。

其熱液期又可分為4個成礦階段，第Ⅰ階段為黃鐵礦-石英階段，第Ⅱ階段為石英—黃鐵礦階段，第Ⅲ階段為石英—多金屬硫化物階段，第Ⅳ階段為石英—碳酸鹽階段（見表1）。

表1 成礦階段劃分及礦物共生組合表

4 成礦物理化學條件

4.1 成礦溫度、壓力

4.1.1 成礦溫度

石英包裹體測溫是地學者了解礦床成礦溫度的主要手段。前人通過采集具較強代表性金礦石標本，制備成符合要求的測溫樣品，對小秦嶺地區的金礦樣品中石英包裹體進行了爆裂法和均一法2種方法測溫。爆裂法溫度變化范圍為170℃～315°C，平均296°C。均一法溫度變化范圍為126℃～336°C，平均值209°C[2]。其中靈湖金礦（均一法）溫度為136℃～253°C,平均168°C。小秦嶺（含靈湖）金礦的最佳成礦溫度為155℃～300°C之間，屬中溫為主的熱液礦床[3]。

4.1.2 成礦壓力

小秦嶺金礦Ⅰ-Ⅳ礦化階段的平均成礦溫度約為303℃～155°C,通過計算其成礦壓力為：163～108MPa（相當于1608.6～1065.9個大氣壓）[2]。

4.2 成礦溶液成份及酸堿度

4.2.1 成礦溶液成份

用測定礦物中包體成分的方法，初步查明了本礦區不同礦化階段礦物形成的礦液成分，及各揮發分的逸度，結合有關資料分析，成礦溶液具有以下特征[2]：

（1）成礦溶液以水為主，占包體總成份的60%以上，說明成礦介質為熱水溶液。

（2）礦物成份中的二氧化碳含量第一、第二礦化階段為1.73%～4.56%。但據相鄰礦區資料，第三階段明顯增高。另據有關資料，3個階段二氧化碳與水含量的均值為0.172,比霍姆斯塔克變質熱液金礦床低4倍,表明成礦溶液并非變質熱液。

(3)據有關資料顯示,小秦嶺地區各礦床在礦化過程中,礦液成分相近,組分和含量均無明顯差異,說明形成各礦床的成礦溶液是同源的。

（4）礦液中主要正負離子的含量特點為：Cl-＞F-，Na+＞K+，Ca2+＞Mg2+；∑m-＞∑m+，且第Ⅰ礦化階段負離子差值大，到第二、第三礦化階段差值變小。說明礦液屬NaCl-H2O體系。

4.2.2 成礦溶液酸堿度

對小秦嶺金礦田的靈湖、楊寨峪、文峪3個金礦所采集的22個試驗樣品測試結果顯示，第Ⅰ礦化階段pH均值為6.03，第Ⅱ礦化階段均值為5.70,第Ⅲ礦化階段為6.03。3個礦化階段均值為5.92，偏酸性。

4.3 同位素組成特征

4.3.1 鉛同位素

通過對小秦嶺地區金礦及地層太華群變質巖、文峪花崗巖、輝長巖中采集鉛同位素年齡樣研究發現，金礦床的鉛同位素組成均值與太華群變質巖和文峪花崗巖的鉛同位素組成基本一致：金礦床206Pb/204Pb為17.054～17.999,均值 17.138;207Pb/204Pb為 15.333～15.582,均值為15.394;208Pb/204Pb為37.342～38.475,均值為37.706。其中靈湖金礦床206Pb/204Pb為17.611，207Pb/204Pb為15.338，208Pb/204Pb為38.475。說明金礦在成因上與太華群地層和文峪花崗巖有密切的聯系。

4.3.2 硫同位素

靈湖金礦δ34S‰變化范圍-9.3‰～5.9‰，平均為-1.5‰。表明部分礦石硫產生了一定的分餾，主要金礦床硫同位素以較富集34S為特征。太華群δ34S‰變化范圍-5.4‰～10.5‰，平均值3.0‰。花崗巖(燕山期)δ34S‰變化范圍-2.1‰～3.4‰，平均值3.1‰。小秦嶺燕山期花崗巖與太華群變質巖δ34S組成基本一致，且與金礦石接近，說明三者有成因聯系[4]。根據平衡礦物對及物理化學計算獲得小秦嶺金礦成礦流體的原始總硫值δ34S∑S為-0.6‰～6.7‰,具有以深源硫為主的硫同位素組成特征。

5 礦床成因探討

靈湖金礦為小秦嶺金礦田北礦帶剝蝕深度較大的礦床之一。小秦嶺金礦田成礦溫度變化范圍為110℃～428℃，平均值235℃～275°C，以中溫為主；成礦壓力為163～108MPa；各礦化階段的成礦溶液偏酸性，酸堿度均值約為5.92。靈湖金礦同小秦嶺其它金礦一樣，其成礦流體和成礦物質主要來自燕山期花崗巖由古老富金綠巖系重熔產生的花崗巖漿期后熱液，經充填交代而形成本區中溫（為主）熱液石英脈型金礦床。

[1]張為民，孫衛志，等.河南省靈寶市靈湖金礦接替資源勘查（普查）報告[R].地調一隊，2010.

[2]羅銘玖，王亨治，等.河南金礦概論[R].河南省地質礦產廳，1991.

[3]羅銘玖，黎世美，等.河南省主要礦產的成礦作用及礦床成礦系列[M].北京：地質出版社，2000.

[4]王杏村，牛樹銀，等.小秦嶺中礦帶金礦田成礦構造分析[J].黃金科學技術，2012.

P618.51

A

1004-5716(2015)08-0149-04

2014-04-30

2014-08-21

李俊杰（1963-），男（漢族），河南鄭州人，高級工程師、高級講師，現從事地質教學和地質科研工作。