河南洛宁县吉家洼金矿床矿化特征及物源分析

李思伟， 张兴康， 樊玉朋， 孙志伟

(河北省地质调查院，河北 石家庄 050081)

1 区域地质背景

熊耳山金矿多金属富集区位于华北陆块南缘，区内主要出露新太古界太华群片麻岩结晶基底、中元古代熊耳群火山岩及少量的中元古界官道口群碳酸盐岩等组成的盖层，构成具典型层序地层双层结构。矿集区断裂构造发育明显。断裂构造主要有4组：以近东西向、北东向为主，其次为近南北向和北西向。主要区域性断裂有洛宁山前断裂带和马超营断裂带。区内岩浆活动频繁，以中生代燕山期斑状花岗岩浆活动最强烈，包括花山花岗岩体、东山底金山庙花岗岩体等大的岩基和花岗斑岩、正长斑岩等脉岩。区内金、银、铅、锌等矿床分布在燕山期花山复式岩基附近，受构造影响，多分布于太华群片麻岩与熊耳群火山岩之间的拆离断层附近和近东西断裂带与北东向断裂带的交汇处。

2 矿床地质特征

矿区主要地层为新太古界太华群地层，岩性有黑云斜长片麻岩、斜长角闪片麻岩、斜长角闪岩及浅粒岩等；中元古代熊耳群地层在矿区的南部少量出露，岩性为杏仁状安山岩、斑状安山岩等。矿区构造发育明显，常成群、成带密集分布，大致分为近南北向和北东向两组展布。矿区金矿体主要产于构造蚀变带沿走向或倾向的转折部位，其规模、形态、产状及矿化富集情况均严格受含矿断裂蚀变带制约。矿体多呈透镜状、脉状或不规则状，共发现含金构造蚀变带15条，其中以F1、F2、F3规模最大(表1)。倾向呈“Y”型产出，倾角65°～85°。局部近直立，部分矿段有反倾现象，并汇入深部形成一条矿体，矿体的规模明显增大，厚度增大，但品位降低，存在一些夹石。

表1 吉家洼金矿床各矿体特征一览表

矿石类型有构造蚀变岩型和石英脉型。矿床围岩蚀变类型复杂多样，主要蚀变有硅化、钾长石化、绢云母化、黄铁绢英岩化等。围岩蚀变表现出一定的分带特征，由矿体中心向围岩方向依次为硅化、钾长石化(绢云母化)→黄铁绢英岩化→钾长石化→绿泥石化→萤石化→碳酸盐化，各类蚀变从早到晚生成顺序依次为绿泥石化→钾长石化→硅化→黄铁绢英岩化→萤石化→碳酸盐化。与金矿关系最为密切的蚀变为硅化、钾长石化、黄铁绢英岩化。

3 矿化富集特征

矿区各矿体均受近南北向断裂控制，其空间分布相依，矿化特征及构造力学性质大致相同。

3.1 矿脉走向上矿化富集特征

吉家洼金矿床F1、F2、F3含金构造蚀变带均呈近南北向密集分布。该组断裂分布在南北长800 m、东西宽不足200 m的狭长地带，自东向西依次平行展布。断裂倾向80°～110°，平均倾向95°，倾角70°～85°。其控矿条件与区域上控矿规律完全一致，空间上相依，成因上密切相关。该矿床矿体均受近南北向断裂挤压控制，矿体产出特征及构造力学性质相同，因此各矿体矿化富集特征也类同。现以F1含矿构造蚀变带及矿化富集特征为例进行阐述。

F1矿脉走向为近南北向(约5°)。各中段平面形态呈折线状，沿走向及倾向均呈舒缓波状，断裂面较平直。经野外观察和对力学特征的综合分析，认为该折线平面形态变化在时空上至少经历三期或三期以上的构造叠加改造而成。该断裂经历了多次构造叠加，具多期次构造活动特点，即经历先压—后张—再压扭的断裂活动过程。

3.2 矿脉倾向上矿化富集特征

通过统计不同中段矿体的倾角发现，PX163中段平均倾角为75.7°，为相对陡倾形态，PX165中段平均倾角为73.4°，为相对缓倾形态。另从矿脉倾向延伸上也反映出控矿断裂带从上至下总体呈陡缓相间分布，呈多“S”形波状曲折形态或表现为舒缓波状变化，即由陡变缓再陡再变缓，具循环变化产状形态，而金矿化富集明显地受构造产状形态控制。富矿体常出现在倾向构造面由陡变缓的部位，倾角陡缓与金矿化富集有明显负相关关系。由于成矿期断裂活动主要表现为张性，因此控矿断裂倾角由陡变缓部位多为构造局部滑脱地段，造成矿脉增厚，矿化强富集，易形成富矿段；相反，成矿后期矿体上盘相对上升，导致倾向上矿体产状由缓变陡，相对挤压，矿体厚度薄，矿化富集较弱，金品位较低。

4 物质来源分析

测试了6件黄铁矿硫同位素和2件黄铁矿铅同位素，结果显示，δ34S值变化于-14.4‰～-9.0‰。在收集前人已有硫铅同位素资料的基础上，认为吉家洼金矿床矿石中黄铁矿δ34S值为高负值，与熊耳山地区的地质体有着明显差别，所以成矿过程中物理条件的变化是其δ34S值为高负值的原因。铅同位素结果显示，金矿床具有壳幔混源的特征，认为新太古界太华群岩石重熔形成的早白垩世花岗岩为吉家洼金矿铅同位素的主要来源。综上所述，本文认为吉家洼金矿床在成因上与花山花岗岩有密切关系。

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，基本上都为气液两相包裹体，显示此时流体属于H2O-NaCl体系。吉家洼金矿成矿过程中由早阶段到晚阶段成矿温度具有较明显降低，显示温度对与矿质沉淀有较明显的影响。吉家洼金矿的成矿流体的盐度在第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段变化较小，但在最后一个阶段明显降低，显示成矿后期有大量大气降水加入，使流体盐度明显降低。

吉家洼金矿氢氧同位素测试结果显示，深部岩浆热液是成矿流体的来源。随着成矿热液的演化，有不同比例的大气降水及变质水的混入，且从成矿早阶段到成矿晚阶段，大气降水的混合比例增加。碳氧同位素显示吉家洼金矿δ13CPDB应属地幔射气和岩浆来源，并受到了低温蚀变的影响。研究表明金矿的成矿流体来源于太华群重熔形成的岩浆热液，随着成矿热液的演化，有不同比例的大气降水加入。

综上所述，吉家洼金矿的成矿物质为壳幔混源，新太古界太华群基底及其重熔形成的花岗岩体可能为其主要物源。

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，矿化具水平分带；沿倾向多呈波状曲折形态陡缓交替变化，金矿化富集段明显受构造产状形态控制，工业矿体或富矿段常出现在倾向构造面由陡变缓的部位。吉家洼金矿主要矿石类型为构造蚀变岩型和石英脉型。

(2)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，其矿床成因上与花山花岗岩有密切关系。