河南省嵩县前河金矿北部一带矿床特征、成因及找矿标志

尹 乐，王云鹏，张良杰，胡河民，戴帅军

(1.河南省有色金属地质矿产局第四地质大队，河南 郑州 450016；2.河南省有色金属矿产探测工程技术研究中心，河南 郑州 450016)

0 引言

20世纪80年代，前人在河南省嵩县旧县镇勘查发现了前河金矿，其与区内其他金矿床一样，属于熊耳山-外方山金成矿区的构造蚀变岩型矿床[1]。随后诸多学者对前河金矿的地质特征、矿床成因和找矿前景等开展了长期的研究。经过二十多年的开发，前河金矿的矿体已近枯竭，后备资源量严重不足。近年来，地勘单位通过对前河金矿周边开展地质勘查工作，发现了前河金矿北部一带金矿区，这对该地区经济的发展产生积极的促进作用。通过研究矿床地质特征，总结矿床成因及找矿标志，认为矿床深部仍然具有较大找矿潜力，在该地区开展深部找矿具有积极的意义。

1 区域成矿地质背景

前河金矿北部一带地处豫西熊耳山地区，该区地处华北克拉通南缘，秦岭造山带的北缘，以东为外方山地区，以西为崤山和小秦岭地区，具有典型的克拉通边缘特征[2]。大地构造属华北板块与华南古板块接合带、华北地台南缘断隆区，为东秦岭造山带组成部分[3-4]。

区域地质构造复杂，以断裂构造为主，广泛发育，褶皱形态不明显。不同方向的断裂相互交切，叠置于褶皱构造之上，形态复杂。南侧的马超营大断裂是区内主要导矿构造，其北侧的次级构造是主要的控矿构造[6](图1)。区内岩浆活动频繁强烈，中基性岩—酸性岩均有出露，活动方式表现为火山喷发和岩浆侵入。根据岩浆活动规律、岩浆组合特征分为元古代熊耳期构造岩浆旋回、晚古生代华力西期构造岩浆旋回、中生代燕山期构造岩浆旋回。其中燕山期的花岗岩侵入体与本区的金矿关系密切，以合峪花岗岩体为代表，区域发现的金矿床集中分布于该岩体北部边缘，体现了岩浆岩对金矿的控制特征[7]。

图1 熊耳山地区区域地质图(据文献[5]修改)

区内优势矿产以金矿为主，目前已发现上宫金矿、元岭金矿、中营金矿、前河金矿、庙岭金矿、店房金矿等大中型金矿床，其他金矿点星罗棋布[8]。金矿床以构造蚀变岩型为主(上宫金矿、前河金矿、公裕金矿、康山金矿等)，次为火山角砾岩型型(店房金矿、祁雨沟金矿)及石英脉型[9]，其空间分布严格受不同方向的断裂构造带控制，成矿时代多属燕山期。区域内还分布有雷门沟斑岩型钼矿、铁炉坪银铅锌多金属矿等矿床。

2 矿床地质特征

前河金矿北部一带金矿床位于大庄—中胡背斜北翼，马超营大断裂带与NE向的旧县-桥头断裂锐角交汇部的东侧。出露地层主要为中元古界长城系熊耳群，呈单斜产出，向北西缓倾。不同方向的断裂构造发育，岩浆活动表现为岩浆喷发及岩浆侵入。近EW向断裂以及化探和自然金重砂异常显示了金、银等有用的元素的富集，周围分布着庙岭金矿和店房金矿等矿山(图2)。

图2 嵩县前河金矿北部一带金矿区地质图

2.1 地层

矿区出露地层主要为长城系熊耳群鸡蛋坪组，次为古近系渐新统及第四系全新统、中上更新统。

鸡蛋坪组上段(Pt2Xj3)，分布面积约占矿区总面积的80%，主要岩性为流纹岩，局部夹安山岩、英安岩及少量流纹质火山角砾岩和凝灰岩；鸡蛋坪组中段(Pt2Xj2)，在矿区内零星分布，主要岩性为青灰色安山岩、杏仁状安山岩，偶夹流纹岩薄层。

古近系渐新统出露岩性为石台街组上段巨厚层状杂色砾岩夹褐红色岩土岩透镜体。第四系全新统为河床冲积之砂砾石层，中上更新统下部为砂砾石层，上部为土黄色含砾黄土层。

2.2 构造

区内熊耳群呈单斜产出，总体走向NEE，倾向北偏西，倾角20°～30°，平均约25°。区内不同方向的断裂构造发育，成带出现。目前共发现规模不等的断裂带23条，按方向可分为近EW向、近SN向、NE向和NW向四组。在马超营断裂的次级构造中，近EW向断裂为是本区主要控矿构造，发育程度高，规模较大，其他方向的断裂虽具蚀变、矿化，但还未发现具一定规模的工业矿体。区内共发现10条近EW向断裂，其中F4、F12、F14、F16为主要控矿断裂构造。现对F4进行叙述。

F4断裂西起柏疙瘩，经前河、葚沟、楝树沟至白鹿沟一带，总长约6.5 km，在矿区南部前河一带穿过矿区，出露长度约800 m。断裂总体走向近EW，局部稍有偏转。断面北倾，倾角一般为55°～70°，平均65°。F4断裂在走向和倾向上均显示舒缓波状起伏的特征，破碎带分枝复合、膨大收缩现象明显，宽度为5～52 m。葚沟段最宽可达52 m，一般约为20 m。

F4断裂带顶底断面明显，与围岩界线清晰，断裂结构面形态复杂，表现为早期张裂追踪形成的折线状和后期压扭圆滑改造的待征[10]。断面上发育水平擦痕和向西倾斜的斜冲擦痕，后者掩盖前者。在断裂的多期次活动中，由于受到不同性质、不同方向构造应力的叠加改造，破碎带中发育着糜棱岩、碎裂岩、断层角砾岩、断层泥等韧脆性—脆性变形岩石，同时伴有强烈的钾化、硅化、绿帘石化、绢云母化等蚀变[6]。断裂带内局部见构造角砾岩，并发育有挤压片理、流劈理、破劈理、构造透镜体以及扁豆体，充填有透镜状石英脉，多与断面平行分布，部分以5°～15°与主断面成斜交。以上特征表明，该断裂主要表现为压兼扭性，并经历过多期次构造变动和不同力学性质的叠加转化。

2.3 岩浆岩

区内岩浆活动频繁而强烈，南部的中生代燕山晚期似斑状黑云母花岗岩，在时空上与该区以金为主的多金属密切相关，区内还分布有华力西期的正长斑岩(ξπ)、中元古代晚期闪长岩(δ)，后二者均呈脉状产出。

2.4 围岩蚀变

区内蚀变作用表现为首先是熊耳期火山岩岩浆期后的自身热液蚀变，使得岩石发生硅化、绿泥石化、绿帘石化等，主要形成大面积分布的蚀变岩石。其次早期断裂活动伴随燕山期岩浆侵入而形成的在矿带围岩中以线状分布为主的蚀变岩石，在构造岩中表现尤为明显。该期蚀变类型主要为硅化、黄铁绢英岩化、绢云母化、黄铁矿化、绿泥石化、绿帘石化、黑云母化、钾化、碳酸盐化及以金为主的多金属矿化等。其中硅化、黄铁绢英岩化、黄铁矿化、多金属矿化与金成矿关系密切，尤其是细粒黄铁绢英岩化蚀变岩金的品位较高。碳酸盐化为成矿热液期后的蚀变，多沿裂隙发育。

沿矿带呈线状分布的围岩蚀变，范围小，特征蚀变基本不出矿带，如黄铁绢英岩化和多金属矿化，均发育在带内，较强的矿化则沿矿带分布，近矿带处也有发育，且整个矿带围岩蚀变分带性不明显。但绿泥化，黑云母化等深色蚀变靠近顶底板，多金属矿化、硅化、黄铁绢英岩化等偏于带中间。由于所处位置及岩石类型，裂隙发育程度等的不同，蚀变岩类型及含金性等特征也存在一定的差异。

3 矿体特征

前河金矿北部一带金矿床已发现不同规模、不同矿化程度的含矿构造蚀变带20余条。其中V4、V11、V12、V13、V14、V20、V21等矿化带规模较大。全区共圈出金矿体23个，呈不规则脉状或透镜状，产于矿化带中。矿体产状与矿化带产状基本一致，局部有膨大、收缩现象，矿化沿走向分段富集。各矿体除规模有差异外，其他地质特征近似，矿体特征见表1。

表1 前河金矿北部一带金矿区矿体特征Table 1 Characteristics of orebodies in the northern area of Qianhe gold mine

主要矿体之一的V20-1矿体：位于任岭矿段北端，在618～628勘探线之间，产于V20号矿带中下部，由5条地表槽探、1排坑道及6个钻孔控制，赋存高程319.69～580.02 m，埋深0～260.42 m。矿体形态剖面上呈脉状，垂向上呈近倒梯形，南北长405.83 m，斜深330.48 m。矿体走向总体近SN，中段向东偏转(158°)，倾向西，倾角51°～70°，北部及上部稍陡，南部及下部逐渐变缓(图3)。矿体厚1.00～18.89 m，平均厚2.94 m，厚度变化系数为158%，属不稳定型。矿石品位w(Au)为0.65×10-6～4.76×10-6，平均品位w(Au)=2.13×10-6，品位变化系数为63%，属均匀型。

图3 前河金矿北部一带金矿区619勘探线剖面图Fig.3 Sectional map of exploration line No. 619 inthe northern area of Qianhe gold mine

4 矿石特征

4.1 矿石类型

根据矿石特征，本区矿石可划分为碎裂岩型矿石、角砾岩型金矿石、蚀变岩型金矿石。各矿体均以碎裂岩型为主，次为角砾岩型矿石，蚀变岩型矿石少量。

按照氧化程度，本区矿石以原生矿石为主，浅部至深部均为原生矿，近地表有少量混合矿，未见氧化矿。从样品分布情况看，混合矿主要分布于地表探槽中，坑道及钻孔中全部为原生矿。

各矿体矿石中金属矿物含量普遍少，与金关系密切的金属硫化物含量一般在3%～5%，属少硫化物型矿石。自然金、银金矿为选矿主要回收对象，伴生组分主要为银。因此，本区的矿石工业类型属少硫化物含银-金矿石。

4.2 矿石成分

矿石中的脉石矿物主要为石英、钾长石、绢云母、黑云母，次为方解石、萤石、绿泥石等。其中以石英最为常见，钾长石、绢云母局部富集。金属矿物主要为黄铁矿，次为方铅矿、闪锌矿，少量黄铜矿，微量辉钼矿、辉锑矿、毒砂等。氧化矿物主要为褐铁矿，次为赤铁矿、孔雀石、铜蓝、黝铜矿等。其中黄铁矿最为常见，方铅矿局部富集，闪锌矿、黄铜矿局部可见。

4.3 矿石结构构造

矿石结构主要有半自形粒状结构、填隙结构、交代结构、共生边结构、糜棱结构、压碎结构、包含结构。矿石构造主要有浸染状、细脉浸染状、脉状、网脉状构造及碎裂构造、角砾状构造、蜂窝状构造。

4.4 金的矿物特征

4.4.1 金矿物种类

根据金矿物粒度及赋存状态分为可见金和次显微金两种。根据电子探针显示结果，按金、银含量的不同分为自然金和银金矿，以银金矿为主。其中自然金w(Au)为83.19%～95.64%，w(Ag)为4.36%～16.45%；银金矿w(Au)为54.44%～79.36%，w(Ag)为20.38%～46.13%。

4.4.2 可见金矿物特征

自然金呈金黄色，银金矿呈银白色、赤紫色、带褐色的金黄色。形态以角砾状、枝叉状、尖角粒状为主。人工重砂中发现可见金粒度最大为0.175 mm，平均粒径0.05 mm。

统计资料表明，矿区内金矿粒度较细，金矿物以微细粒为主，细粒金占47.11%，微粒金占40.31%，中粗粒金仅约占11%。

4.4.3 金矿物嵌布特征

通过对人工重砂及光片中金矿物分类统计表明，区内各矿体矿石金矿物以包体金为主，占54.24%，次为粒间金，占33.75%，少量裂隙金和间隙金。包体金呈多种形状，包裹于黄铁矿、方铅矿、闪锌矿和石英、绿泥石等主要金属矿物和脉石矿物中，尤以脉石矿物包裹金为多，特别是石英；粒间金：呈他形显微粒状、晶粒状分布于脉石矿物中、脉石矿物及金属矿物、金属矿物(2种以上)之间。金属矿物主要为黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿；裂隙金：呈微脉状沿黄铁矿和石英裂隙分布；晶隙金：以不可见的次显微粒状分布于脉石矿物和黄铁矿、闪锌矿、磁铁矿等矿物晶隙中。

4.5 矿体围岩及夹石

本区矿体围岩为熊耳群鸡蛋坪组中上段安山岩、流纹岩等。矿体顶底板一般含矿性较弱，金品位多小于0.2×10-6，自矿体向上、下盘围岩矿体随着蚀变变弱，金含量逐渐降低。已发现的矿体中夹石数量少，厚度一般较小，金品位一般为0.1×10-6～0.49×10-6，与矿体没有明显界限，总的来说对矿体影响不大。

5 矿床成因与找矿标志

5.1 矿床成因

前河金矿北部一带金矿区紧邻前河金矿，对两个矿区的矿床地质特征进行比较，发现两者基本一致。表现在以下几个方面：① 出露地层均为熊耳群，前河金矿出露鸡蛋坪组和马家河组，前河金矿北部一带金矿区出露鸡蛋坪组。② 矿区构造均以断裂为主并且广泛发育，主要矿体均赋存于近EW向断裂中，如F4和F14断裂带，同时穿过两个矿区，分别控制着各自的矿体，且这些矿体特征也极为相似。③ 两个矿区都位于合峪岩体的北部边缘，合峪岩体侵入两个矿区的熊耳群火山岩中并影响着金矿的形成。④ 矿体围岩均为熊耳群火山岩，蚀变特征也近似，均以硅化、黄铁绢英岩化为主。

综上，两个矿区的矿床特征基本一致。因此，前人对前河金矿成因的研究，可作为本区的重要参考。

5.1.1 成矿物质来源及成矿时期

对于熊耳山地区构造蚀变岩型金矿的成矿物质来源，目前国内研究人员有不同的看法。有人认为成矿物质来源于太华群，有人认为来源于燕山期岩浆岩，还有观点认为成矿物质主要由深源岩浆提供，并有浅部物质参与[9-14]。后两者的共同点是都认为成矿物质主要来源于燕山期岩浆岩。

认为成矿物质来源于太华群的观点：构成太华群原岩的基性火成岩，其原始金的丰度比较高，在太华群发生区域变质的过程中，岩石中的金活化并向下迁移，最后富集于中下地壳。在早白垩世岩石圈的减薄及伸展期间，地幔上涌使富金的下地壳局部熔融形成酸性岩浆，然后沿构造薄弱带上升和侵入，金以含金热液方式沿断裂沉淀充填或交代围岩沉淀，从而形成金矿[10]。故而认为该区域构造蚀变型金矿的金物质来源为太华群。

认为成矿物质来源为燕山期岩浆岩的学者，对合峪岩体的部分样品进行了锆石SHRIMP U-Pb测试，结果显示206Pb/238U平均权重年龄(MSWD=1.25)为(127.2±1.4)Ma，表明该岩体的结晶年龄或侵位时间约为127 Ma[12]。而前人的研究也表明熊耳山地区金矿的成矿时间集中于128～114 Ma之间[9]，两者在时间上吻合，说明了本区金矿床与燕山期花岗岩体的密切相关性。

前河金矿北部一带金矿床虽然产出于熊耳群内，但是熊耳群金品位普遍低于金3.5×10-6的地壳克拉克值，这么低的金品位值使熊耳期几乎不可能为主成矿期[13]。在对矿区的熊耳群鸡蛋坪组进行岩性观察时，发现部分杏仁状安山岩的矿化多发育于次生充填的蚀变杏仁体内，而基体内或未蚀变杏体裁体内无明显矿化，金品位测试结果也显示蚀变较强烈的岩层品位比较高，因此成矿作用应该为后期构造活动与热液活动。

前人在熊耳山构造蚀变岩金矿包裹体的研究中发现，主成矿期δ18O水值为3.19‰～5.79‰，平均4.49‰，与一般再平衡岩浆水的δ18O‰低限一致[14]，说明主成矿期的溶液主要来自岩浆作用。此外，有学者在研究前河金矿中硫的同位素组成时，发现该矿床成矿溶液中总硫接近陨石硫同位素组成，显示了深源特征，这同样说明了成矿物质来源于深源岩浆活动[11]。

综上，前河金矿北部一带金矿区的成矿物质来源为燕山期的花岗岩，热驱动动力来源于岩浆活动的巨大热能，主要成矿作用为后期构造活动与热液活动。

5.1.2 流体包裹体特征

矿区流体包裹体非常发育，根据不同相态和成分可划分为单相包裹体、富液两相包裹体和含CO2三相包裹体三种类型，以富液两相包裹体为主。流体包裹体均一温度范围为132℃～320℃，主体介于150℃～245℃之间，属低温流体。成矿流体盐度为0.75%～17.8%，主体介于0.96%～6.1%之间，属低盐度流体[15]。由此可知矿床的成矿流体属低温、低盐度流体。

5.1.3 矿床类型

如前所述，矿床成矿物质来源于深源岩浆活动，成矿流体为低温、低盐岩浆热液，成矿作用为后期构造活动与热液活动。具体来说矿区广泛发育的断裂构造，为深部岩浆的上升提供了有利环境。这种构造—岩浆活动环境对岩浆的分异演化十分有利，促使岩浆后期—岩浆期后分馏出富含成矿物质的热流体[12]。当岩浆上侵结晶，并在地壳浅部适宜的构造部位和围岩地段就位，岩浆期后富含成矿物质的热流体在热力驱动下，在岩体内外接触带上扩散、转移和循环，并从围岩中萃取成矿物质，形成广泛的蚀变和矿化，最终在断裂带的有利部位富集成矿。因此，本矿床属低温热液蚀变岩型矿。

5.2 控矿因素

1)构造控矿。马超营深大断裂控制着区域内金矿带的分布，是区域金矿导矿构造。本区金矿总体集中分布在近EW向及NW向断裂带内，马超营断裂及其北部的二级断裂构造控制着区内金矿体的分布、产状和规模，矿体的规模与所赋存的断裂构造蚀变带的规模成正比关系。断裂构造的分支复合交汇部位矿体往往品位升高、厚度增大。

2)熊耳群地层控矿。区域化探资料表明，熊耳群鸡蛋坪组金的丰度值w(Au)平均为9.38×10-9，明显高于地壳克拉克值(3.5×10-6)[16]。虽然目前尚无证据表明，鸡蛋坪组是本矿区的矿源层。甚至有研究人员认为熊耳山地区不存在传统意义上的矿源层[13]。但是近30年来，区域内发现的前河金矿、康山金矿、庙岭金矿、任岭金矿等大中型金矿，均赋存于熊耳群火山岩中[7]。前人的研究也表明了熊耳群火山岩是熊耳山地区金矿的重要赋矿地层。因此，本矿区的熊耳群鸡蛋坪组虽然不一定是矿源层，但是该地层可能有利于金矿成矿。

3)岩浆岩控矿。如前所述，燕山期的花岗岩体是金矿的主要物质来源。矿区内主要矿体均分布于合峪花岗岩体的北部边缘，体现了合峪岩体对金矿的控制特征。岩浆活动及其期后热液为成矿提供了热液及热动力条件。因此，金矿应该是伴随着燕山期形成合峪岩体的岩浆大规模侵入而形成的。

5.3 找矿标志

1)构造标志：在熊耳群广布的地域内，金矿床(体)均受构造蚀变岩带控制，且均与燕山期岩浆活动有关。区域性断裂构造控制区域矿产或矿带的展布，而其次级构造或分支断裂则控制矿(点)床的形成，尤其是断裂构造的交汇部位对成矿最为有利。容矿断裂在成矿期经历了“挤压—拉张”的脉动式活动，具有“韧—脆性”特征，属韧性剪切带成矿模式，金矿化主要发生在挤压后的脆性叠加阶段[10]。在实际工作中也发现，金矿体往往产生于存在大量碎裂岩的断裂构造带中。

2)岩浆岩标志：岩浆活动是内生金矿床成矿的重要条件之一，在区域上大部分金矿床(点)均围绕燕山期花岗岩体分布。因此，燕山期花岗岩的存在是找寻内生金矿床的重要标志。

3)围岩蚀变标志：与金矿密切相关的蚀变，主要有硅化、黄铁绢英岩化、黄铁矿化、多金属矿化等。其中硅化、黄铁绢英岩化和与金矿化的关系最为密切。

4)化探及重砂异常标志：以金为主的分散流化探异常可有效地圈定找金靶区。土壤测量化探异常可指示有一定规模的矿脉位置，尤其是二级异常可确切地指示矿体或矿化体的位置。化探Au异常及有关伴生元素异常(Ag、Pb、Mo等)是找金的直接和间接标志。自然重砂异常(自然金)是地表浅部含金地质体的直接反映，也是十分重要的直接找矿标志。

5)群众采矿及古采遗迹标志：群众采矿点及古人采矿、选矿遗迹是最直接的找矿标志。

6 结论

1)前河金矿北部一带金矿区位于华北克拉通南缘熊耳山地区的大庄—中胡背斜北翼，马超营大断裂带与旧县-桥头断裂交汇部的东侧。赋矿层位为长城系熊耳群鸡蛋坪组，主要控矿构造为近EW向断裂，与合峪岩体共同控制着金矿的产出，矿体呈不规则脉状或透镜状，局部有膨大、收缩现象，断裂构造的分支复合交汇部位矿体往往品位升高、厚度增大。围岩蚀变中硅化、黄铁绢英岩化、黄铁矿化、多金属矿化与金成矿关系密切，尤其是细粒黄铁绢英岩化蚀变岩中金的品位较高。

2)成矿物质来源于深源岩浆活动，热动力来源于岩浆岩。成矿流体属低温、低盐度岩浆热液，因此本矿床属低温热液蚀变岩型金矿。燕山期的花岗岩是金矿的主要物质来源，熊耳群有利于金矿的形成。

3)矿区在勘查过程中，因各种原因，对矿体的控制主要为中浅部，大部分矿体深部未封闭，且未施工深部远景孔。根据矿体的形态、产状及品位变化等特征，按照热液矿床成矿流体的产生深度，认为矿体向深部延伸的可能性较大。开展深部找矿工作，对矿床进行远景控制，具有较好的找矿前景。