豫西崤山地区寺家沟金矿地质特征及成因探讨

李军旗

(河南省有色金属地质矿产局第一地质大队，河南 郑州 415016)

0 引 言

崤山地区形成了以金银为主的多金属矿成矿区[1]，主要矿产为金，共(伴)生有银、铅。近几年该区通过地质勘查连续取得了找矿新突破，比如申家窑—葫芦峪深部金矿普查探获金10余吨、银300余吨，寺家沟—胡沟金矿详查探获金8余吨、银近300吨，东岔—宽平银矿勘探探获银250余吨，在崤山东段的老李湾、中河银铅矿规模达大型，另外还有前牛岭、龙卧沟、安沟、栗子坪、赵家庄、卜鱼沟等多处金矿点，目前已发现的含金石英脉和含金蚀变破碎带近百条。本地区找矿不断取得新的进展，成为河南省金、银矿探明资源量增长最快和最重要的金银矿潜力区。

1 区域地质背景

本区位于崤山地区北段，隶属于华北陆块南缘华熊台缘拗陷的崤山—鲁山拱褶断束内(图1，2017)，区内地层为太古界太华群深变质岩系及混合岩系和中元古界熊耳群中基性-中酸性火山岩系[2]。区内岩浆活动频繁，以燕山期酸性岩浆活动最为强烈，与区内金多金属矿的形成关系紧密。区内断裂活动强烈，岩浆和矿液沿断裂活动，为金属矿的形成提供必要的条件。主要矿产有金、钼、铁、石墨、银、铅锌等多个金属矿床。已探明矿产地有崤山金矿、申家窑金矿和葫芦峪金矿等(图2)。近年来，区内投入的勘查工作较多，取得了很好的找矿成果。

图1 崤山地区区域地质简图(据文献[4])

图2 河南省崤山地区主要金矿床分布图

2 研究区地质特征

2.1 地 层

寺家沟矿区地处变质核杂岩核部，出露太古宇太华群中—高级变质岩系，见图3。矿区大面积被太华群覆盖，分布的岩石包括斜长角闪岩、黑云斜长片麻岩、黑云斜长片麻岩、斜长角闪片麻岩、斜长角闪片岩、角闪变质辉长岩、混合花岗岩、二长花岗岩等，低洼处及沟谷中主要为第四系分布[3]。

图3 陕县寺家沟矿区金银多金属矿矿床简图

2.2 构 造

研究区内构造以构造破碎带为主，共发现构造破碎带20余条，构造破碎带受区域不整合面的拆离断层控制[4]，为产出于主拆离断层下盘太华群地层中的分层拆离剪切带。按构造破碎带走向分为NE向、NW向和近EW向3组。

NE向构造破碎带数十条，为本区主要的控矿构造，呈缓倾斜状产出，力学性质为先压后扭型。构造蚀变岩发育其中，大部分被含金银铅锌多金属构造蚀变岩充填。该组构造破碎带具有多次后期活动特征，给矿液的充填交代创造了良好条件[5]。该组构造具膨大缩小、分枝复合现象。在走向和倾向上均呈舒缓波状。

NW向构造破碎带主要分布于矿区西部，性质为张性，破碎带具金矿化，局部金矿达工业品位。近EW向构造破碎带，长度约500 m，总体产状340°∠30°，构造蚀变岩、糜棱岩、碎裂岩等在构造带中普遍发育，部分被含矿构造破碎带所填充、局部见有绿泥石构造片岩。

2.3 岩浆岩

寺家沟矿区内侵入岩较发育，大面积出露新太古代变质侵入岩，局部出露有中元古代辉绿岩、辉绿玢岩岩脉等。

3 矿床地质特征

3.1 矿化蚀变破碎带特征

研究区矿床类型为薄脉型构造破碎带蚀变岩型矿床，主要受区内构造控制。研究区内分布有20余条含矿构造破碎带。具工业价值的含金矿蚀变带有8条，含银铅锌矿破碎带有12条[6]。主要矿脉描述如下：

K1含金构造破碎带，宽0.4～7.40 m，控制总长1 214 m，斜深1 115 m，产状115°～120°∠20°～50°，性质为压扭性，呈舒缓波状，构造破碎带具挤压片理化。矿化以金、铅、锌为主，伴生银。金属矿物有方铅矿、闪锌矿、黄铁矿等。围岩蚀变有：硅化、黄铁矿化、绢云母化、碳酸盐化，局部见高岭土化。

K5含银构造破碎带，宽度0.10～2.73 m，控制总长度1 113 m，斜深957 m，产状115°∠10°～35°，性质为压扭性，呈舒缓波状，局部网脉状裂隙发育，构造破碎带由原地破碎的角砾岩构成。矿化以银为主，共伴生铅、锌。与铅锌同体共生。金属矿物有方铅矿、银黝铜矿、闪锌矿、黄铁矿等。围岩蚀变有：硅化、黄铁矿化、碳酸盐化、绿泥石化，局部见高岭土化。

K4含金、银构造破碎带，宽0.30～3.24 m，控制总长度1 083 m，斜深1 138 m，产状115°∠10°～35°，性质同K5一致，矿化以金银为主，共伴生铅锌。金属矿物有方铅矿、闪锌矿、黄铁矿、少量的黄铜矿等。围岩蚀变主要有硅化、绢云母化、黄铁矿化、碳酸盐化，局部见高岭土化。

总体上来看，含矿构造带矿化不均匀，在多期次构造交叉、叠加部位容易形成厚大矿体和富矿体。本区地表露头采样品位不高，品位向深部存在增高趋势，并且在局部富集。岩石破碎程度存在自破碎带中间部位、断裂面向两边减弱趋势。根据断裂面结构及岩石矿物定向排列现象分析，研究区力学性质为先压后张性质。

3.1 矿体特征

陕县寺家沟—胡沟金银多金属矿床矿体的厚度在0.08～1.93 m之间，90%以上单工程矿体厚度在0.8 m以下，平均厚度为0.53 m，属于薄脉型构造破碎带蚀变岩型矿床，矿体产在蚀变构造破碎带内，严格受构造破碎带构造所控制。区内共圈出45个矿体，现将主要矿体特征分述如下：

K1-Ⅰ金矿体：是区内规模最大的金矿体，呈北北东—南西西向展布，矿体走向长990 m，倾向延深568 m，赋存标高+1 106～+824 m。埋深0～340 m。矿体形态为脉状，薄脉状主要产于构造破碎带中，严格受构造破碎带控制，矿体金品位呈地表及浅部富、中间地段降低、向深部有升高趋势，向两边变贫的特点，厚度变化较大，膨大缩小特点尤为明显，矿体总体产状120°∠30°，地表倾角一般30°～40°，中深部为13°～28°,再向深部又有变陡的趋势。

K5-Ⅰ银铅锌矿体：是区内规模最大的银铅锌多金属矿体，呈北北东—南西西向展布，矿体有6个民硐和33个见矿钻孔控制，矿体走向长815 m，倾向延深480 m，赋存标高+1 125～+824 m。埋深0～239 m。矿体形态为脉状，矿体总体产状120°∠21°。薄脉状，主要产于构造破碎带中，严格受构造破碎带控制，矿体银品位呈上贫下富、北贫南富的特点，沿走向和倾向上呈舒缓波状变化，厚度0.09～1.55 m，平均真厚度0.56 m，厚度变化系数60%。

K4-Ⅰ金矿体，是区内主要的金铅锌矿体之一，位于矿区的中东部，与K15号脉平行产出，呈北北东—南西西向展布，矿体有5个民硐和9个见矿钻孔控制，矿体走向长272 m，倾向延深335 m，赋存标高+1 154～+950 m。埋深0～220 m。矿体形态为脉状、薄脉状，矿体总体产状120°∠28°，主要产于构造蚀变带中，严格受构造蚀变带控制，矿体银品位呈北贫南富的特点，沿走向和倾向上呈舒缓波状变化，厚度0.14～0.79 m，平均真厚度0.35 m，厚度变化系数54%。

寺家沟矿区矿体属于典型的薄脉型矿床，矿体严格受构造蚀变破碎带控制。其矿体主要赋存在构造破碎带带上、下盘附近。银铅锌矿体具薄而富、厚而贫的特点，金矿体具厚而富、薄而贫的特点。

矿体形状以脉状、细脉状、透镜状为主。矿体沿走向和倾向均变化较大，局部有分枝复合、膨大缩小现象，其形态产状与破碎带密切相关。

3.2 矿石质量特征

3.2.1 矿石结构

(1)按矿物的结晶程度有自形晶粒状结构、半自形粒状结构、他形粒状结构。

自形晶粒状结构：部分黄铁矿、毒砂呈自形粒状，不均匀分布在矿石中。半自形粒状结构：部分黄铁矿、毒砂呈半自形粒状，不均匀分布在矿石中(见图4)。他形粒状结构：部分自然金、黄铜矿、黄铁矿、闪锌矿、方铅矿等金属矿物呈它形粒状不均匀分布在矿石中(见图5)。胶结物为硅质、钙质和泥质等。

图4 自形-半自形粒状结构(光片)

图5 他形粒状结构(光片Au-自然金)

(2)按矿物的粒度大小有粗中粒、细粒和微粒结构。粗粒者有石英、方解石和黄铁矿、方铅矿、闪锌矿等。大部分矿物以细粒结构为主，粒度<2 mm，细粒者有黄铁矿、方铅矿、闪锌矿等。微粒矿物一般呈胶状。

(3)矿石结构还有破碎结构、包含结构(见图6)、交代残余结构(见图7)、聚粒状结构、固溶体分解结构等。

图6 石英包裹金(光片)

图7 黄铁矿被方铅矿、闪锌矿、黄铜矿交代

3.2.2 矿石构造

矿石构造以脉状-网脉状为主，其次为角砾状、块状、浸染状、条带状、团块状等构造。

3.3.3 矿石的矿物成分

根据光片、薄片、砂光片、砂薄片、X衍射、电磁选、重砂淘洗、能谱等分析，确定组成矿石的矿物成分20余种。金属矿物主要有方铅矿(5%)、黄铁矿(4%)、闪锌矿(3%)、黄铜矿(0.5%)、毒砂(0.5%)，有少量自然金、自然银、辉银矿、银黝铜矿、硫铜银矿、砷黝铜矿等。非金属矿物主要有石英(28%)、角闪石(26%)、斜长石(10%)、云母(9%)、绿泥石(6%)，其次含少部分钾长石(4%)、白云石(2%)、方解石(0.5%)等。其中有用矿物是自然金、自然银、辉银矿、银黝铜矿、硫铜银矿、方铅矿、闪锌矿[7]。

3.3.4 矿石类型

按照矿石矿物组合、结构构造分为蚀变岩型金矿石、致密块状铅锌银矿石、绢云硅化蚀变岩型铅锌银矿石、细脉条带状矿石、细脉网脉状矿石、角砾状矿石及浸染状矿石。

按照脉石矿物成分可分为：石英-碳酸盐型矿石、蚀变岩型矿石、石英硫化物型金矿石、蚀变混合花岗岩型矿石。

工业类型主要有以下4类：构造蚀变岩-多金属硫化物型金矿共伴生银铅锌矿石、构造蚀变岩型-多金属硫化物型银矿共伴生铅锌金矿石、构造蚀变岩型-块状硫化铅锌矿共伴生银金矿石、石英脉型-金矿石。

3.3.5 矿体围岩

研究区围岩主要为太华岩群中的斜长角闪片麻岩、斜长角闪岩、混合花岗岩、碎裂岩、蚀变构造角砾岩、千枚糜棱岩等。围岩存在不同程度的蚀变现象，蚀变除硅化和黄铁矿化外，较多出现的还有绢云母化、绿泥石化、碳酸盐化、高岭土化等。

4 成矿物质来源及成因

4.1 成矿物质来源

表1 流体包裹体成分测试结果 μg/g

结合研究区实际情况，本区矿床严格受构造控制，同时又因多期次的热液活动而造成多阶段成矿，成矿物质主要来源为偏碱性的岩浆热液，同时也有部分来自变质围岩。

4.2 矿床成因

通过综合研究分析，本区金矿床的成因受岩浆活动与后期构造的叠加改造影响，其主要成矿过程主要分为4个阶段：即区域变质阶段、混合岩化阶段、重熔花岗岩侵入阶段、中低温热液交代充填阶段。

4.2.1 区域变质阶段

在太古界太华群地层中，由于区域变质作用，导致金银铅锌等成矿元素发生活化，在成矿有利部位迁移并初步富集。

4.2.2 混合岩化阶段

中元古界熊耳群中基性-中酸性火山岩系在火山活动和区域构造的作用下促使破碎带活化，伴随岩浆活动和构造的叠加改造，新的成矿元素加入，与区域变质阶段初步富集的成矿元素一同再次迁移集中。

4.2.3 重熔花岗岩侵入阶段

本区燕山期岩浆活动剧烈，岩浆活动自身携带新的成矿物质加入并促使已有构造裂隙再次扩容，并为成矿物质活化转移提供了充足的热源。

4.2.4 中低温热液交代充填

岩浆活动所形成含矿热液沿着构造破碎带贯入和运移，在成矿有利部位发生矿物的结晶沉淀和富集，形成一定规模的金属矿床。

综上所述，研究区矿床的成矿时代应属于燕山期，该区金矿成矿温度以243～270 ℃为主[9]，属中低温热液成因。

5 找矿标志

(1)太华群地层和熊耳群中基性-中酸性火山岩不整合面局部地段赋存有矿体，是该区找寻原生金矿的最有利部位[10]，为直接找矿标志。

(2)区内构造破碎带，在发育以黄铁绢英岩化、硅化、碳酸盐化、绿泥石化为主[11]，伴有铁、锰矿化、碳酸盐化的地段，以及燕山期火山运动与区域构造作用叠加地段，尤其是在构造的中部膨大部位，成矿元素在此处活化转移并沉淀和富集，是找矿的有效标志。

(3)区域1∶2.5万土壤次生晕的Au-Ag-Pb-Zn-Cu-As-Sb组合异常区与物探异常等为找矿间接标志，次生晕异常浓度分带较好，内带异常区是矿化富集的有利部位。

(4)区内古采硐较多，为找矿的直接标志。

6 结 论

(1)太华群地层和熊耳群中基性-中酸性火山岩是重要的控矿因素，为金银铅锌矿床的形成提供了成矿物质条件，寺家沟矿区矿体属于典型的薄脉型矿床。

(2)寺家沟矿床严格受构造破碎带控制。构造破碎地带为燕山期岩浆运动形成的成矿热液提供了运移通道和场所，一般在构造破碎带的下盘及附近发育有工业矿体。

(3)研究区是以岩浆热液成矿为主的构造蚀变岩型矿床。