謝勁松

(河南省地礦局第一地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院)

萑香洼金礦床地球化學(xué)特征

謝勁松

(河南省地礦局第一地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院)

河南省嵩縣萑香洼金礦床所在的華北陸塊南緣熊耳山金礦區(qū)，是我國(guó)的第2大金礦產(chǎn)地。目前該礦床的資源處于嚴(yán)重的危機(jī)狀態(tài)，找礦工作面臨較大難度。在對(duì)萑香洼金礦床地質(zhì)特征分析的基礎(chǔ)上，分別從流體包裹體特征、成礦流體來(lái)源、成礦物質(zhì)來(lái)源等方面討論了該礦床地球化學(xué)特征，為區(qū)內(nèi)找礦工作提供參考。

地質(zhì)特征 地球化學(xué)特征 流體包裹體 成礦流體 成礦物質(zhì)

萑香洼金礦床位于華北陸塊南緣華熊地塊熊耳山隆起的北部，地殼背景具有獨(dú)特的“二元結(jié)構(gòu)”，基底巖系主要屬于太古界太華群，蓋層則主要屬于中元古界熊耳群[1]。太華群是一套中深變質(zhì)巖體，以片麻巖為主；熊耳群火山巖是一套裂谷火山巖系。礦區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)頻繁，以燕山期酸性侵入巖為主，形成了花山—五丈山花崗巖基底，這與金礦的成礦具有十分密切的關(guān)系。礦區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造按走向可以分為近EW，NW，NE向3組，其中近EW向是斷裂構(gòu)造發(fā)育的主要方向，也是礦區(qū)內(nèi)最主要的控礦和儲(chǔ)礦構(gòu)造，其他2組斷裂構(gòu)造的成熟度較低，礦物質(zhì)含量也處于較低水平。通過分析該礦床地質(zhì)特征及礦床地球化學(xué)特征，進(jìn)一步指明找礦方向。

1 礦床地質(zhì)特征

1.1 地 層

礦區(qū)內(nèi)以中元古界熊耳群許山組為主要出露地層，其次為雞蛋坪組，總體呈近EW向發(fā)育[2]。許山組主要為灰綠色安山巖、杏仁狀安山巖和斑狀安山巖，主要可以分為2段：下段出露于礦區(qū)北部，巖性以斑狀安山巖為主，同時(shí)伴隨部分杏仁狀安山巖；上段在礦區(qū)內(nèi)大面積出露，巖性以安山巖與杏仁狀安山巖互層并伴有少量的斑狀安山巖，該段也是礦區(qū)內(nèi)主要的含金構(gòu)造蝕變區(qū)域。雞蛋坪組主要出露于礦區(qū)南部，分布了大量的灰紫色和紫紅色的流紋斑巖，并夾有杏仁狀安山巖，與下伏許山組呈噴發(fā)不整合接觸。

1.2 構(gòu) 造

斷裂構(gòu)造是萑香洼金礦區(qū)的主要構(gòu)造，目前礦區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)斷裂構(gòu)造30余條，主要分為近EW，NW和NE向3組。其中，近EW向斷裂是礦區(qū)內(nèi)的主要控礦構(gòu)造。

(1)近EW向斷裂構(gòu)造。近EW向斷裂構(gòu)造是礦區(qū)內(nèi)分布范圍最廣、數(shù)量最多的一組構(gòu)造。斷裂的規(guī)模普遍較小，長(zhǎng)300～1 800 m，寬0.5～2.0 m，走向170°～210°，傾角為25°～45°，與熊耳群底層產(chǎn)狀保持一致，屬熊耳群層間破碎帶。近EW向斷裂構(gòu)造普遍發(fā)生金礦化，但礦體規(guī)模普遍不大，礦化連續(xù)性較差，難以作為工業(yè)礦體開發(fā)。

(2)NE向斷裂構(gòu)造。NE向斷裂構(gòu)造由1條主干斷裂構(gòu)成，出露總長(zhǎng)度約4 km，寬20～50 m，局部存在分支復(fù)合現(xiàn)象。斷裂構(gòu)造內(nèi)部普遍發(fā)育綠泥石化、硅化、碳酸鹽化、黃鐵礦化，在柿樹底細(xì)部構(gòu)造帶下盤存在礦化石英脈充填，是礦區(qū)內(nèi)最主要的導(dǎo)礦構(gòu)造。

(3)NW向斷裂構(gòu)造。礦區(qū)內(nèi)NW向斷裂構(gòu)造主要為含金蝕變構(gòu)造帶，也是礦區(qū)內(nèi)規(guī)模最大的含金蝕變構(gòu)造帶，產(chǎn)出于NE向斷裂的上盤，其南東端與NE向斷裂交匯。斷裂出露長(zhǎng)約3 km，寬10～30 m，最大寬度達(dá)到50 m，總體呈NW走向，局部NWW向，傾角為25°～45°。構(gòu)造帶內(nèi)的礦化現(xiàn)象非常強(qiáng)烈，頂?shù)装甯浇Ｓ袛嗬m(xù)分布的礦化石英脈，具有尖滅再現(xiàn)特征；由于強(qiáng)烈的熱液蝕變作用，構(gòu)造帶內(nèi)的構(gòu)造巖普遍出現(xiàn)黃鐵礦化、鉀長(zhǎng)石化、硅化現(xiàn)象，局部疊加綠泥石化、絹云母化、碳酸鹽化和黃銅礦化。NW向斷裂構(gòu)造也是礦區(qū)內(nèi)主要的工業(yè)礦體賦存構(gòu)造。

1.3 巖漿巖

礦區(qū)內(nèi)的巖漿巖屬于五丈山巖體，主要出露于礦區(qū)北東側(cè)，巖性為斑狀黑云鉀長(zhǎng)-二長(zhǎng)花崗巖，通過離子探針技術(shù)測(cè)得鋯石U-Pb的年齡為(156.8±1.2)Ma[3]。

另外，礦區(qū)內(nèi)還產(chǎn)出花崗偉晶巖脈和鉀長(zhǎng)細(xì)晶巖脈。其中花崗偉晶巖脈主要成分為鉀長(zhǎng)石、石英，其中產(chǎn)出浸染狀輝鉬礦或者呈輝鉬礦-石英脈產(chǎn)出的輝鉬礦，顆粒粒徑較大，巖脈被含金斷裂帶錯(cuò)動(dòng)破壞，局部被細(xì)小的含金黃鐵礦-石英脈穿插切割，形成時(shí)間比金礦化更早；鉀長(zhǎng)細(xì)晶巖脈在NW向斷裂帶內(nèi)多處產(chǎn)出，總體呈暗紅色，以隱晶結(jié)構(gòu)為主，主要由鉀長(zhǎng)石組成，局部遭受后期構(gòu)造的破壞，發(fā)生退變質(zhì)作用，形成絹云母。切割早期礦化蝕變巖或者石英脈，又被晚階段多金屬硫化物脈以及后期破礦構(gòu)造中的碳酸鹽脈所切割，自身未金礦化，形成時(shí)間處于黃鐵礦-石英脈與多金屬硫化物之間。

2 礦床地球化學(xué)特征

2.1 流體包裹體特征

(1)NaCl-H2O型。在黃鐵礦-石英階段的石英和螢石中發(fā)育，含量為30%～40%，同時(shí)也是石英-碳酸鹽階段的主要包裹體類型。該類型包裹體以富液相包裹體為主，還伴有極少量的富氣相包裹體[4]。

(2)CO2-H2O型。該類型流體包裹體主要存于黃鐵礦適應(yīng)階段，其比例達(dá)到了該階段包裹體總量的55%～56%，具體可以分為富CO2的三相包裹體和含CO2的兩相包裹體。其中，富CO2的三相包裹體中的CO2體積較高，通常占到包裹體總體積的20%～40%；而含CO2的兩相包裹體中的氣相體積比通常為10%～30%[4]。

(3)含子礦物的流體包裹體。該類型包裹體主要存于黃鐵礦-石英階段的螢石中，具體體積約為該階段包裹體總數(shù)量的15%～20%。子礦物通常為1個(gè)，偶爾也會(huì)出現(xiàn)2～4個(gè)，普遍呈現(xiàn)為淡綠色的透明立方體，另少部分則呈現(xiàn)為不規(guī)則狀[4]。

2.2 成礦流體來(lái)源

成礦流體中的氫、氧同位素組成不僅受到水介質(zhì)中氫、氧同位素組成以及不同類型水介質(zhì)混合作用的影響，同時(shí)還受到水介質(zhì)演化過程中與巖石的氫氧同位素交換作用的影響。通過對(duì)礦區(qū)內(nèi)主成礦階段不同產(chǎn)出狀態(tài)下的石英脈的多個(gè)石英樣品進(jìn)行氫、氧同位素測(cè)試，可以發(fā)現(xiàn)礦區(qū)金礦氫同位素明顯小于同時(shí)期的花山巖體，與圍巖熊耳群接近，這可能是由于成礦流體與含有羥基的圍巖水反應(yīng)過程中由于氫同位素自身的敏感性而導(dǎo)致了成礦流體中氫同位素發(fā)生了較為顯著的分餾。成礦后期的熱液活動(dòng)對(duì)灶節(jié)段的礦化具有明顯的疊加改造作用，在主成礦階段石英中發(fā)育次生包裹體，這也使得無(wú)法使用成礦流體的氫同位素對(duì)成礦階段流體的特征進(jìn)行表示。從氧同位素測(cè)試結(jié)果來(lái)看，萑香洼金礦主成礦階段流體與巖漿熱液十分接近，符合幔源流體的特征，這也說明了該礦區(qū)的成礦流體屬深部流體。

2.3 成礦物質(zhì)來(lái)源

在萑香洼金礦中，硫是最主要的成礦元素之一，通過對(duì)硫的同位素進(jìn)行測(cè)試可以為研究礦床的成因提供重要的理論依據(jù)。通過從主成礦階段蝕變巖和石英脈中選取樣品對(duì)硫的同位素進(jìn)行測(cè)試。從測(cè)試結(jié)果來(lái)看，該礦區(qū)主成礦階段流體δ34S∑S值為 -3.4‰～0.6‰，與地幔流(-3‰～2‰)相近。區(qū)域上同期的公峪金礦δ34S∑S值為-1.7%～2.2%，體現(xiàn)出了明顯的深源硫特點(diǎn)；上宮金礦 δ34S∑S值為-19.2‰～3.3‰，變化范圍較寬，但是通過利用外推法求得其重晶石與共生礦物成礦溶液δ34S∑S值為-4.5‰～2‰，體現(xiàn)出了深源地幔硫的特點(diǎn)；祁雨溝金礦δ34S∑S值為-3.4‰～0.3‰，也表現(xiàn)出明顯的深源硫特征。綜合上述分析可知，萑香洼金礦主成礦階段流體中的硫元素為深源硫。

3 結(jié) 論

(1)礦區(qū)內(nèi)NE向斷裂構(gòu)造是礦區(qū)內(nèi)主要的導(dǎo)礦構(gòu)造，目前已探明的金礦床主要賦存于該構(gòu)造中。

(2)通過對(duì)不同產(chǎn)出狀態(tài)下的石英脈中多個(gè)石英樣品的氫、氧同位素進(jìn)行測(cè)試，確定該礦區(qū)內(nèi)的成礦流體屬深部流體。

(3)通過對(duì)蝕變巖和石英脈中的巖體樣品的硫同位素進(jìn)行測(cè)試，其結(jié)果與公峪金礦、上宮金礦和祁雨溝金礦的δ34S∑S值接近，從而確定萑香洼金礦主成礦階段流體中的硫元素為深源硫。

[1] 王長(zhǎng)明，鄧 軍，張壽庭，等.河南萑香洼金礦原生暈地球化學(xué)特征和深部找礦預(yù)測(cè)[J].地質(zhì)與勘探，2007(1)：58-63.

[2] 段存基.河南嵩縣萑香洼金礦床成礦流體地球化學(xué)和礦床成因研究[D].北京：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)，2007.

[3] 龐振山，徐文超，周奇明，等.河南省嵩縣萑香洼金礦礦床地球化學(xué)特征[J].礦產(chǎn)與地質(zhì)，2008(6)：481-486.

[4] 高亞龍.東秦嶺萑香洼金礦礦床地質(zhì)及穩(wěn)定同位素特征[J].礦物學(xué)報(bào)，2009(S)：10-12.

2014-12-18)

謝勁松(1978—)，男，工程師，471000 河南省洛陽(yáng)市開元大道地礦大廈5樓515室。