豫西嵩县下蒿坪金矿地质特征及矿床成因探讨

方 荣，杨 森，英亚歌，徐 刚，门道改

(1.河南省有色金属地质矿产局第三地质大队，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；3.河南省有色金属地质矿产局第五地质大队，河南 郑州 450016)

0 引言

豫西嵩县是河南省乃至全国重要的金矿资源基地，其黄金产量长期位列全国十强县、河南省第二位。经地质队、高校及研究院所多年在此开展地质勘查和科研工作，获得较多的地质成果。诸多学者对区域成矿背景、构造及岩浆岩与成矿的关系等方面进行了较为深入的研究[1-8]。该地区属于全国16个重要成矿区带之一，成矿地质条件良好，金矿床类型较多，既有破碎带蚀变岩型，又有石英脉型和隐爆角砾岩型金矿床。近年来又新发现了一批金、钼、萤石等矿床，显示出巨大的找矿潜力。

下蒿坪金矿位于嵩县南部，与庙岭、前河、店房等大中型金矿床毗邻，由于发现较晚、规模较小，研究程度相对较低。田恪强等[9]最早介绍了下蒿坪矿床的地质特征，认为该矿床受围岩地层、断裂构造以及岩浆活动等条件的控制。庞绪成等[10]对该矿床黄铁矿样品进行了Rb-Sr同位素定年，提出下蒿坪矿床形成于燕山晚期。本文在野外实践的基础上，总结了下蒿坪金矿床的成矿地质特征，对矿床成因进行了初步分析，并提出了该矿床的成矿模式。

1 区域地质背景

下蒿坪金矿床位于华北克拉通南缘的崤山—熊耳山—外方山多金属成矿带上，马超营深大断裂带从矿区南部经过(图1)。外方山地区在古元古代之前为独立的地体，古元古代末期同小秦岭、崤山及熊耳山三个地体拼合形成华熊联合地体，成为华北克拉通的一部分[11]。早中生代以后，华熊地体因位于克拉通的边缘而参与了秦岭造山带的构造演化，成为秦岭造山带后陆逆冲断褶带的重要地质构造单元[12]。区域内出露地层从下至上可分为三个构造层：新太古界太华群变质岩、中元古界熊耳群火山岩及官道口群滨—浅海相沉积岩、中新生代碎屑沉积岩[13]。其中克拉通的结晶基底为太华群变质岩，盖层为熊耳群火山岩和官道口群碎屑岩，中新生代沉积岩分布于断陷盆地内(图1)。

图1 嵩县西南部区域地质图

该区经历了长期、复杂、强烈的构造变动。区域褶皱构造不很发育，主要以断裂构造为主，不同期次、不同方向的断裂构造广泛发育。外方山地区南部的马超营断裂长度近200 km，宽数十至数百米，延深30～40 km[14]，是切入地壳硅铝层的区域深大断裂。马超营断裂由多条近平行的断裂组成，走向为NWW280°～295°，地表产状多为北倾，倾角50°～80°。区域地球物理探测资料显示，该断裂深部倾角变缓，具有向北犁式俯冲的特点[1，11]。断裂带中发育糜棱岩、碎裂岩、角砾岩、构造透镜体、断层泥等，具张性—压性—张性—压扭性多期活动特点[2]。多期次的断裂活动伴有多期次的热液蚀变，致使有色及贵金属矿化普遍。该断裂带及两侧的次级断裂中已经发现一大批大中型矿床。

区域内岩浆活动十分强烈。区域南部大面积出露中生代岩浆岩，产出形式以岩基为主，少部分为岩脉。主要岩体为合峪斑状黑云二长花岗岩体(图1)，其与区内金、钼、银、钨、铅、锌、萤石等矿床的形成关系密切。该岩体侵入于栾川群、熊耳群和伏牛山花岗岩中，与围岩接触面产状较陡，倾角为55°～85°。岩体围岩近接触带常有程度不一的蚀变，主要有钾长石化、绢云母化、绿泥石化等，局部角岩化。SHRIMP 和 LA-ICP-MS 锆石 U-Pb 测试结果表明合峪复式岩体形成时间为148.2～127.2 Ma[13-15]。

2 矿区地质特征

2.1 地层

矿区出露地层为中元古界长城系熊耳群鸡蛋坪组，岩性以流纹斑岩、英安质流纹岩等酸性火山岩为主，局部见安山岩及大理岩夹层(图2)。流纹斑岩和英安质流纹岩间呈渐变过渡关系，无明显界线。流纹斑岩一般呈灰色、浅肉红色，斑状结构，块状构造。基质为显微嵌晶结构、显微文象结构。斑晶含量为5%～37%，主要成分为钾长石，其次为石英及斜长石，有时含少量的蚀变黑云母等。基质由微晶质的石英、钾长石、绢云母等组成。英安质流纹岩在矿区零星出露，岩石大多呈青灰色，斑状结构，块状构造。斑晶含量5%～20%，主要成分为更长石和钾长石等。基质具显微文象结构及微粒状结构，主要矿物成分为钾长石、石英，另有少量黑云母、绢云母等鳞片状矿物集合体。安山岩仅出露于矿区东部边缘，大理岩主要分布在矿区西部边缘[20]。

图2 下嵩坪矿区地质简图

2.2 构造

矿区内断裂构造十分普遍，褶皱不很发育。主要控矿断裂构造为NWW向产出的烧瓦窑断裂，而容矿构造有三组，即产出于矿区西北部的店房附近的破火山口构造、矿区东北部的近SN向次级断裂和中南部的NWW向次级断裂。烧瓦窑断裂整体向北倾，局部南倾，为一压扭性、陡倾角产出的规模较大的断裂构造带，属区域性马超营断裂构造带一部分。

破火山口构造位于下蒿坪矿区西北部的店房金矿周边约1 km范围内，为一系列环状、放射状构造，包括K1、K11、K12、K2、K3共5条含金矿(化)饰变破碎带及其附近的一些次级构造。这些矿(化)饰变破碎带和构造虽然规模大小不等、走向产状不一，但矿化蚀变情况相似，地表主要表现为褐铁矿化，深部为硅化、黄铁矿化、方铅矿化等。NWW向次级断裂构造包括K4、K5、K7、K13、K20等多条含金、银、铅、锌矿化蚀变带。这组矿化蚀变构造带呈近平行、近等距有规律地分布，并呈现出沿走向延伸比较长、沿倾向切割深的特点。近SN向矿化蚀变带主要位于矿区的东北部，包括K6号含金矿(化)体等，一般规模较小[20]。

2.3 岩浆岩

下蒿坪矿区岩浆岩主要为燕山晚期合峪花岗岩岩体，其次是零星出露的熊耳期石英斑岩、晋宁期闪长岩脉、海西期正长岩脉、燕山晚期的花岗斑岩脉等。多期次的岩浆热液活动与区内多金属矿床的形成关系密切，其为成矿提供了充分的热量和成矿元素。而燕山晚期合峪花岗岩及其角砾岩与矿区内金矿成矿直接相关。

燕山晚期合峪岩体在区内产出规模较大，产出形式主要为岩基，在矿区内出露约3 km2，位于矿区西南角。该岩体呈岩舌状产出，是一个先后三次叠加侵入的复式岩体，岩性为斑状黑云母二长花岗岩，呈灰白色—肉红色，斑状结构，块状构造。

隐爆角砾岩(B)平面上呈椭圆形，长轴北西向，最大长度700 m；短轴NE向，最大宽度360 m，面积0.16 km2。该角砾岩体在立体空间上呈向南倾斜的漏斗状。角砾岩体南西侧接触面及北东侧接触面大部分南倾，倾角50°～80°，南西侧深部钻孔揭示岩体倾角近直立；西北端向东倾，东南部被覆盖。角砾成分比较复杂，有安山岩、粉砂质泥岩、石英岩、流纹岩等。主要角砾粒径在1～5 mm之间，呈次棱角状至滚圆状。角砾岩体与围岩的接触关系，大部分地段呈渐变过渡关系，局部地段呈侵入接触关系。

根据财务顾问提供的信息，摩根士丹利当时已经计提了约95亿美元的坏账，中投希望能注销掉105亿美元，这样公司未来包袱会更小。摩根士丹利表示，无论怎样的会计处理，最后都是要经过外部审计师的审计，注销105亿美元坏账，外部审计难以通过。经过非常艰难的谈判，最后达成一致，中投买入摩根士丹利“有期限的强制可转换债”。对于转换为普通股的时间点，双方争论过很长时间。摩根士丹利向“强制可转换债”支付利息，要将利息做现金流贴现折算为现在的估值，还有强制转换的周期双方也有争议，是加一周、还是减一周，都会影响入股价格。双方斗智斗勇，最后达成一致要在2年8个月零3周内转成普通股。

爆破角砾岩(Br)东西长650 m，南北宽400 m，出露面积0.23 km2，平面上呈西窄东宽的梨形，空间上呈向SEE方向倾斜的漏斗状。爆破角砾岩体与围岩呈侵入接触关系，界线较为清晰。爆破角砾岩一般呈灰色或灰绿色，角砾状结构，块状构造。角砾成分主要有流纹岩、英安岩，次为安山岩、大理岩。胶结物以岩屑、晶屑为主，其次为方解石、绢云母、褐铁矿、高岭土等。角砾含量变化较大，一般20%～60%。角砾粒径一般1～25 cm，局部可达2 m。角砾形态不规则。蚀变作用主要有硅化、碳酸盐化、绿泥石化、绢云母化等[20]。

3 矿床地质特征

3.1 金矿体特征

矿区已发现含矿构造蚀变破带20多条，其中有探矿工程控制的矿脉15条。K1、K2、K11、K9、K3、K12 矿脉分布于店房西北约350 m处，多数沿隐爆角砾岩呈环带状分布；K8分布于烧瓦窑南约100 m处，K10分布于和尚庵北约100 m处，并沿断裂构造呈带状分布；K13、K20分布于银鹿坪南约300 m处。

根据勘查情况，矿脉分东西两区，受明显不同构造系统控制。东区矿脉明显受烧瓦窑断裂的次级构造控制，结合区域矿产分布特点，可以明确烧瓦窑断裂(南倾，倾角70°～80°)为导矿构造，次级断裂(北倾，倾角80°～90°)为储矿构造(图3)。西区矿脉受产于烧瓦窑断裂中的店房隐爆角砾岩体所产生的一系列环状、放射状构造控制，隐爆角砾岩岩体中心位于店房金矿，下蒿坪矿区位于隐爆岩体边部。

图3 矿区1307号勘探线剖面图

东西两区的矿化情况也具有不同特点。东区K21-1为石英脉型铅银矿、K5为构造蚀变岩型金矿，其余矿脉为构造蚀变岩型铅锌银矿，总体倾向328°～350°(个别反倾，倾向145°～175°，如K18、K13-2矿脉)，倾角72°～90°。西区以金矿为主，由地表向深部具有金品位从高到低、铅锌银品位从低到高的特点。

下蒿坪矿区矿脉(矿化体)出露长度50～1000 m，控制斜深大于200 m。矿体呈脉状、豆夹状、透镜状等，具有分支复合、膨大收缩等特点。矿体连续性较差，品位变化较大。围岩蚀变以硅化、褐铁矿化为主。主要矿体基本情况见表1。

表1 下蒿坪矿区主要矿体特征

3.2 矿石及矿物特征

4 矿床成因探讨

庞绪成等[10]对下蒿坪矿床内的4件黄铁矿样品进行了Rb-Sr同位素测年，获得的等时线年龄值为(129.2±45) Ma。这一年龄与周珂等[18]在矿区外围测得的Re-Os等时线年龄(131.2±1.4)Ma相近，说明下蒿坪矿床的成矿时代为晚中生代。毛景文等[17]对华北克拉通南缘中生代花岗岩开展了较多的SHRIMP锆石U-Pb定年，结果为(158±3) Ma～(108±2) Ma，代表晚中生代华北克拉通南缘发生了巨量岩浆活动。下蒿坪金矿成矿年龄与矿区南部的合峪复式岩体侵位时间148.2～127.2 Ma[15-17]相吻合，依据矿体产出与角砾岩体密切相关的地质现象，认为下蒿坪矿床是受晚中生代岩浆活动所控制的热液矿床。通过区域成矿地质背景分析和矿床地质特征的总结研究，提出了该矿床的成矿模式(图4)，并将下蒿坪金矿的成矿过程归纳如下：

图4 下蒿坪矿床成矿模式示意图

晚中生代华北克拉通南缘爆发了大规模的岩浆活动，位于外方山南部地区的合峪复式岩体，经历了近20 Ma的长期侵位。合峪岩体侵位末期，在其周边外围形成了一系列的浅成—超浅成小侵入体，矿区内的爆破(隐爆)角砾岩和中酸性岩脉就在这个时期形成。岩浆活动后期形成的富含各种挥发份和矿物质的热液，在合适的环境和位置逐渐沉淀富集而形成矿床。高温含矿元素首先在岩体内部及周边的某些部位富集，在矿区周边及区域上形成众多的含钼小斑岩体及钼矿床。沿烧瓦窑断裂上侵的超浅成岩浆热液，在近地表由于遇到了较大的开放空间，温压条件急剧变化，发生强烈爆炸形成爆破(隐爆)角砾岩及金矿床，如在下蒿坪及附近店房形成了爆破角砾岩型金矿床；另一部分含矿热液，继续向低压区流动，由于温、压等物理化学条件的变化，成矿物质沉淀形成脉状及构造蚀变岩型金银铅锌矿床。

5 结论

本文总结了豫西嵩县下蒿坪金矿的地质特征，并分析了矿床成因，获得主要认识如下：

1)下蒿坪金矿床赋存在中元古界熊耳群鸡蛋坪组中酸性喷出岩中，矿床形成时间与矿区南部的合峪岩体侵位时间相吻合，成矿作用与华北地块南缘晚中生代巨量岩浆活动密切相关。

2)矿区断裂构造发育，NWW向断裂及角砾岩体周围的环状放射状断裂是主要的金矿控矿因素，金矿化与隐爆角砾岩和爆破角砾岩密切相关，烧瓦窑断裂的NEE向次级构造控制石英脉型铅银矿、构造蚀变岩型金矿、铅锌银矿的产出。

3)矿区西北部角砾岩体周围环状构造及放射状构造是进一步寻找金矿的区域，远离角砾岩体的NEE向次级断裂是进一步寻找银铅锌矿床的主要方向。