河南省西峡县叶家庄金矿地质特征及其找矿方向

廖诗进，黄俊亚，何 镇，宁 勇，廖帅北

(1.河南省地质调查院，郑州 450001；2.河南省金属矿产成矿地质过程与资源利用重点实验室，郑州 450001；3.河南省地质科学研究所，郑州 450001；4.河南地矿职业学院，郑州 451450)

秦岭造山带经历了漫长而复杂的地质历史演化，是有色金属矿产的重要产地，其中金矿是代表性矿产之一。叶家庄金矿床位于河南省西峡县，行政区划隶属寨根乡。

几年来随着地质找矿工作的不断深入，地表矿越来越少，找矿工作的重点逐渐转移到寻找隐伏矿上来。在秦岭群石槽沟岩组内，特别是峡河群(从原秦岭群解体出一套片岩系)中，金矿找矿突破难度较大，迄今在寻找大(中)型岩金矿床方面尚未有重大突破。叶家庄金矿的发现无疑为该类型的找矿指明了下一步的方向。

笔者通过近几年的野外工作研究认为叶家庄金矿属于受韧性剪切带影响的微细粒低温热液型，希望通过对叶家庄金矿的初步认识，在秦岭群石槽沟岩组片(麻)岩地区为寻找大而富的金矿床起到一些参考作用。

1 地质背景

叶家庄金矿地处东秦岭造山带腹地，南阳盆地西侧，横跨北、中、南秦岭地层区，区域上位于朱阳关—夏馆断裂至寨根—过箭岈韧性剪切带之间，该区经历了长期的地质构造发展演化和多期次、多层次的变质变形改造，地质构造十分复杂，是河南省重要的锑、金、银多金属成矿远景区带，属全国16个重要成矿区带之一的豫西南铅锌银多金属成矿带的一部分。

工作区位于商县—丹凤—镇平—龟山—梅山断裂带，由多条不同时期形成的韧性及脆性断裂构造带共同组成，主界面位于峡河岩群或秦岭岩群与龟山岩组之间，波及宽度1～10 km，总体走向约290°，该断裂带形成于中元古代末—新元古代早期。寨根—马山口断裂属于镇平—龟山—梅山断裂带的次级韧性剪切带。沿寨根—马山口韧性剪切带，自北西而南东分布有金家庄锑金矿、安吉坪金矿、天桥金矿、仓房庄金矿、叶家庄金矿、余家台子金矿，构成长度约10 km金成矿带(图1)。沿南东方向一直可与桐柏县的老湾金矿构成一条以西官庄—龟山—梅山断裂带延伸走向的金矿矿集带。沿南东断续出露寨子沟金矿(33.5 km)、三岔口金矿(38.2 km)、柴庄金矿(39.5 km)、老和尚帽金矿(112.6 km)、老湾金矿(17 km分布4个金矿床)，共计大小13个金矿床(点)。

1—第四系；2—华北陆块盖层；3—中秦岭盖层；4—南秦岭盖层；5—下古生界；6—中—新古生界；7—古元古界；8—太古界；9.花岗岩；10—超镁铁岩；11—测区位置；12—主要断层及编号图1 东秦岭及邻区地质构造略图Fig.1 Simple tectonic map of East Qinling Mountain and adjacent areas

区内岩浆岩主要有晋宁期细粒二长花岗岩(德河岩体)、加里东期含榴二长花岗岩(漂池岩体)。德河岩体Rb-Sr时线年龄为943±18 Ma[1]，形成时代为新元古代，岩体多呈小岩体或岩枝与区域构造线作一致性展布，侵位于中—新元古界峡河岩群和古元古界秦岭岩群，岩体均强烈变形，片麻理、糜棱面理发育，岩体与围岩接触界线协调一致，局部显示渐变过渡特征。德河岩体被北部的早古生代漂池岩体(U-Pb 558 Ma、Rb-Sr 452 Ma)[1-3]侵入。安吉坪岩体为漂池岩体东南部的一个分枝，岩体侵入秦岭群片麻岩类。

2 化探异常特征

与全国水系沉积物平均含量相比，测区Au、Ag、W、Sn、As、Sb、Hg、Mo、La等元素含量与全国水系沉积物平均含量相比呈低背景分布，Au、Sb、Hg、Ni等元素呈极强分异分布。

秦岭群石槽沟岩组含矿破碎带地段有宽度约250余米的金地球化学异常范围(见图2：叶家庄2线岩石地球化学剖面)。秦岭群地层水系沉积物Au元素呈正常背景极强分异分布，Ag、As、Hg、Cr呈强分异分布。

1—黑云斜长片岩；2—二云石英片岩；3—斜长角闪片岩；4—黑云母花岗岩；5—化学样及编号；6—簿片样及编号；7—产状图2 叶家庄2线岩石地球化学综合剖面图Fig.2 Integrated lithogeochemistry profile of Yejiazhuang second line

该剖面中以13号采样点为中心，共有5个高含量点组成(10、11、12、13、14)，异常宽度约250 m。地球化学元素Au最高含量3 610×10-9，最低含量1.10×10-9，平均含量14.68×10-9，出露岩性为糜棱岩化中细粒二长花岗岩，南端邻黑云斜长片岩和黑云石英片岩。该金异常与砷、钨、铜等元素套合极好，其中钨含量达35.61×10-6，砷含量达76.23×10-6，与金呈正相关性。

3 物探异常特征

叶家庄矿区△T平面等值线特征表现出：北部磁场变化平缓，梯度较小，场值在0 nT左右变化；南部磁场变化较大，△T值20～130 nT，异常宽度200～300 m，产生了北西向的串珠状正磁异常，高背景形成了北西向的带状异常。异常的延伸方向与地层界限的延伸方向一致。

从测区的磁场特征及磁参数统计特征判断：二长花岗岩体本身磁性不强，磁异常位置往往位于岩体和围岩的接触部位。

工作区岩石磁性总体特征为：区内岩石磁性有一定的差异，但磁化率相对较低，而且差别不大，平均值均小于100×10-5SI。工作区内主要岩性的剩余磁化强度不高，其中糜棱岩化斜长角闪片麻岩的剩余磁化强度略高，平均值131.9×10-3A/m，花岗伟晶岩脉及白云石英片岩的剩余磁化强度略低，平均值(38.6～45.1)×10-3A/m。

从极化率数据上看(表1)：各种岩性的极化率值普遍不高，差别不高，黑云二长片麻岩的极化率相对略高，最高达到2.62%，角闪片麻岩的极化率最低，平均值为0.82%。矿点检查区内主要地层和岩体的电阻率有明显的差异，电阻率最高的黑云斜长片麻岩，电阻率平均值为6 710(Ω·m)，斜长角闪片麻岩及二云斜长片麻岩电阻率值较低，其电阻率平均值为338～350(Ω·m)，石英片岩和花岗岩的电阻率值居中，二云片麻岩的电阻率值变化范围较大，变化范围n×102～n×103(Ω·m)，这可能与片麻岩的各向异性有关。

根据剖面岩性及电阻激化及磁异常特征(图3)，可以看出：金矿体赋存在低阻高激化且磁异常突变部位的构造碎裂岩内。100～140点下部为寨根岩组大理岩、二云石英片岩及石槽沟岩组二云斜长片麻岩、含花岗伟晶岩脉的韧性剪切构造部位，140～244点中高阻中等极化为二长花岗岩的反映，值得注意的是184～198点电阻率值极高，幅值最高达到15 439(Ω·m)且极化率也最低，推测下部存在高阻石英岩脉，地表表现为寨根岩组的白云石英片岩或浅粒岩。244～274点的低阻高极化率符合二云斜长片麻岩特征。240～260磁异常突变部位为二长花岗岩与片麻岩接触带。

表1 叶家庄工作区主要岩性的电性特征

1—寨根岩组片岩；2—石槽沟岩组片麻岩；3—加里东期花岗岩；4—伟晶岩脉；5—含金蚀变带；6—物探异常曲线图3 叶家庄激电中梯W1线磁、电剖面图Fig.3 Magnetic and electronic profile of induced electric medium gradient W1 line

4 矿床地质特征

矿床位于峡河群的寨根岩组和秦岭群的石槽沟岩组接触的寨根韧性剪切带内。韧性变形通常出现在地壳的较深层次，由于浅部和深部压力梯度的存在，含矿流体不断地南侧面和下部向剪切带的上部运移，但在主干断裂中温度较高，通常不利于成矿物质的沉淀，往往作为导矿构造而存在[4]。区内金矿明显受寨根韧性断裂带控制，呈北西西向展布。

叶家庄金矿是基于秦岭群石槽沟岩组中1∶5万水系地球化学异常及物探激电测深异常部位的钻探验证而发现的一条半隐伏矿体。

4.1 金矿体的发现

为控制M1(铍铷)稀有金属矿体深部延伸情况，兼顾验证秦岭群石槽沟岩组激电极化率异常及土壤地球化学异常部位，在测区布设了3条钻探验证异常剖面。几条钻孔剖面控制了已知M1稀有金属矿体，另外各钻孔中又见一定层厚的金矿体或矿化蚀变带(图4为叶家庄01线激电测深异常验证剖面图)，同时位于金矿体下部50～100 m有4.00～16.31 m的含金矿化蚀变带(构造蚀变带)。

1—石槽沟岩组片麻岩；2—加里东期二长花岗岩；3—花岗伟晶岩脉；4—构造蚀变带；5—金矿体；6—钻孔及编号；7—视激化率视激化率等值线图4 叶家庄01线电测深异常验证剖面图Fig.4 Electrical sounding anomaly profile of Yejiazhuang 01 line

01线激电测深剖面显示，含金矿蚀变地段为低阻高激化异常部位，岩性为绢云母化硅化黄铁矿化构造蚀变岩。矿石类型为微细粒金，以硅化黄铁矿化蚀变白云石英片岩为赋矿岩性。其中ZK1钻孔采集岩石化探样地球化学元素Au含量达1 150×10-9，经对该段岩层连续劈芯化学取样分析，在112.94～114.94 m发现品位为6.25×10-6的金矿体。位于金矿体下部100 m，有层厚17.84 m的弱金矿化碎裂花岗伟晶岩脉穿插，推测为顺韧性剪切破碎带侵入的花岗伟晶岩脉破坏了(含)金矿化体，并同时形成含铷铍花岗伟晶岩型稀有金属矿体。

4.2 赋存地层特征

矿床赋存地层为秦岭群的石槽沟岩组的蚀变白云石英片岩。

峡河岩群与秦岭杂岩呈韧性剪切带相接触(寨根韧性剪切带)，依据变质年龄[(973±34) Ma，Rb-Sr[10]]及寨根岩体锆石年龄(812 Ma，U-Pb)，峡河岩群归于新元古代[5-7]。秦岭岩群由片麻岩、变粒岩、大理岩和斜长角闪岩组成，由其碎屑锆石U-Pb年龄主要分布于 1.2～1.9 Ga[5，8]推断，秦岭岩群形成古元古代。

秦岭群石槽沟岩组呈NWW向延伸，以黑云斜长片麻岩、黑云变粒岩和白云石英片岩为主，普遍含石榴石，局部夹矽线石。秦岭群的褶皱变形至少经历了3期，第一、二期为紧闭平卧褶皱，第三期为开阔正弦曲线形褶皱，伴以高角度正、逆断层。在寨根—上湾一带有4条韧性剪切带，自北而南依次分布在寨根、播家巷、姜家庄和三道河等处，宽数百米至1 km左右，均呈NWW—SEE向展布，由糜棱岩和变晶糜棱岩构成，表明秦岭造山带经历了复杂的变质变形，可划分3个阶段即区域动热变质变形阶段、韧性再造阶段和脆性改造阶段[7]。

4.3 金矿(化)特征

金矿(化)带呈北西西—南东东向分布，矿化受断裂破碎带控制(图5)，矿化蚀变带宽度2.00～6.00 m，地表断续出露长度1 200 m，以细脉状硅化及褐铁矿化、绢云母化等热液蚀变带形式出露地表。

1—石槽沟岩组片麻岩；2—寨根组片岩；3—二长花岗岩；4—二长花岗岩；5—伟晶岩；6—斜长角闪；7—钻孔；8—槽探；9—含金矿化破碎带；10—断层图5 叶家庄地质图Fig.5 Geological map of Yejiazhuang

金矿(化)赋存于寨根岩组及石槽沟岩组韧性剪切部位的硅化绢云母化黄铁矿化蚀变片岩中，蚀变以硅化、褐铁矿化、细粒黄铁矿化、绢云母化为主。

4.4 矿石特征

矿石类型为微细粒蚀变岩型。

含矿岩石为蚀变白云石英片岩，呈灰白色，鳞片粒状变晶结构，片状构造。主要矿物为蚀变了的白云母(18%)、钾长石(41%)、石英(28%)及蚀变黑云母(6%)，次要矿物为黄铁矿(1%)，副矿物为石榴子石、锆石、榍石和磷灰石，次生矿物为绢云母、白云母及硅化细脉、方解石细脉。另有零星的黑色电气石。

斜长石全部被绢云母交代呈他形粒状假象，大致粒径0.05～0.8 mm，定向排列。钾长石呈他形粒状，粒径0.05～1.0 mm，格子双晶发育。黑云母全部被白云母交代呈鳞片状假象，同时析出铁质，大致粒径0.05～0.8 mm，定向排列。石英呈他形粒状，粒径0.1～1.4 mm，矿石中黄铁矿呈浸染状、细脉状和团块状细粒自形晶分布。以细脉状黄铁矿为主，脉宽约1 mm，粒径0.5～1.0 mm，呈暗灰色，与片麻理呈大致平行排列。

绝大多数热液矿床中，石英是最重要的脉石矿物，在热液金矿床中石英更是重要的贯通矿物，有的本身就是载金矿物，它与金矿化有密切的成因联系[9]。王志辉对3件石英做的电子探针分析，含金量w(Au)/10-6分别为0.41、1.07、4.15，平均1.823，显示出石英与金矿的紧密联系性[10]。黄铁矿是金矿中普遍而重要的载金矿物[11-14]。

据钻孔内样品基本分析及二次分析结果(表2)，可以大体确定石英为重要的含金载体，黄铁矿为次要的含金载体。

表2 叶家庄ZK1钻孔部分样品分析结果对比表

表2中，二次分析样品为ZK1岩心劈芯的副样，采取副样1/4劈芯，样长10～15 cm，主要为黄铁矿化密集部位，目的为了解矿石中含金载体情况。由表2可以看出，细粒自形晶黄铁矿含金量不高，推测矿石主要含金载体为半自形—他形细粒石英矿物。

5 矿床成因讨论

矿体具典型的中低温成矿元素组合特征，矿床成因属中—低温热液型。

从泥盆纪晚期(228～215 Ma)开始，南、北秦岭发生初始点接触碰撞，碰撞作用导致北秦岭弧后盆地闭合[15]，为成矿元素的初步富集提供了必要热源、通道和物质来源，是金矿初始矿源层演化的有利条件。伴随接触碰撞和伸展裂解，区域岩浆活动和构造变形变质强烈，岩浆将有利成矿元素金与岩浆作用有关的热流体在上升的过程中淋滤，在有利的物化条件下形成金矿床的预富集，表现为秦岭岩群石槽沟岩组地层中的金地球化学元素强异极分布。

印支期强烈的陆陆碰撞，导致陆壳大规模缩短增厚及印支期后出现广泛的后造山伸展塌陷[16]，由碰撞挤压逐渐转向伸展，含金热液和岩浆等向浅部有利构造部位运移，并不断萃取周围岩层中的成矿元素——金。同时，俯冲碰撞引起的地壳加厚产生的地热增温将为剪切带成矿提供热动力，区域性断裂构造(在中生代均表现为倾向北的大型逆冲推覆构造，或称陆内俯冲) 为成矿提供热动力源和含矿溶液的运移通道和储集空间。由于寨根韧性剪切带的作用，在峡河群及秦岭群地层剪切部位形成容矿构造裂隙，后期加里东花岗岩体的侵入带来热液活动能量，赋矿岩石受蚀变产生次生黄铁矿和析出铁质，金元素在硅质热液中受亲硫亲铁属性影响，随着密集的硅化细脉进入蚀变了的白云石英片岩中。最终，由于物理化学条件的改变，含金流体沉淀富集形成金矿床。

6 结论

1)主要找矿标志以细密硅化、黄铁矿化的蚀变岩为主。地球化学特征上表现为Au、Ag、Cu、Pb、Zn、Hg、Sb、As等元素的强分异、强叠加区，物探上为低阻高极化体磁异常突变部位。

2)矿床成因属中—低温热液型金矿。矿化受断裂构造控制，具典型的中低温成矿元素组合及中低温热液蚀变特征。

3)找矿方向是构造带内的蚀变岩，尤其是蚀变白云石英片岩。地表表现为褐铁矿化蚀变(含石榴石)白云石英片岩韧性带。