河南省嵩县庙岭—九仗沟金矿带F8含矿构造成因探讨

刘玉刚，丁培超，徐金武，郭勤强，陈晓利，郎 磊

(1.河南省地质矿产勘查开发局第一地质矿产调查院； 2.河南省金银多金属成矿系列与深部预测重点实验室)

引 言

庙岭—九仗沟金矿带位于河南省嵩县境内，为豫西重要的金矿集中区[1]，沿该金矿带产出庙岭金矿床、小南沟金矿床、赵岭金矿床、九仗沟金矿床、东湾金矿床等。大规模的成矿作用吸引了众多科研工作者对该区开展了大量调查研究工作，如矿床的地质特征[2-3]、成矿物质来源、成矿物理化学环境[4-6]、成矿时代[5-8]、地球化学异常特征[9]、找矿方向[10-11]、采矿及选矿[12-14]等，为后续工作的开展奠定了坚实的基础。

以往关于庙岭—九仗沟金矿带的F8含矿构造研究多集中在构造特征及成矿特征等方面，针对其成因方面的研究并不多见，仅在部分调查成果中提及其为马超营断裂的次级构造。本次研究在以往研究成果的基础上，对庙岭—九仗沟金矿带的地质特征、构造空间分布、大地构造环境、重力解译成果进行了重新梳理，结合F8含矿构造形成时期的构造岩浆事件及构造环境对其成因进行了探讨，并对其规模及含矿性进行了推断，为进一步深部找矿预测提供了新的信息。

1 区域成矿地质背景

研究区位于华北陆块南缘Fe-Cu-Au-Mo-Pb-Zn-铝土矿-硫铁矿-萤石-煤成矿带[1,10]上的熊耳山—外方山地区。区域地层为由结晶基底和盖层组成的双层结构。结晶基底主体为太华群(ArTh)，岩性主要为黑云斜长片麻岩、角闪斜长片麻岩等；盖层由长城系熊耳群火山岩系及少量官道口群碎屑岩及碳酸盐岩组成；在潭头—大章盆地及嵩县盆地2个断陷盆地内大面积分布古近系(E)、新近系(N)及第四系(Q)[15](见图1)。区域断裂发育，按走向总体分为北西西向、北东向及近南北向。其中，北西西向断裂以马超营断裂为代表，其为区域上规模最大的断裂，总体走向270°～300°，断裂面总体北倾，局部南倾，倾角60°～75°；北东向断裂发育，延伸总体稳定，多斜切北西西向断裂；近南北向断裂相对较少，典型代表为F8含矿构造，其走向延伸约8.5 km，倾向西，倾角30°～65°。区域岩浆岩主要为新太古代中基性火山岩和花岗岩，以及晚侏罗世—早白垩世花岗岩，后者较为典型，形成了大规模的花岗岩岩基及零星的花岗(斑)岩岩株，主要包括花山岩体(130.7 Ma±1.4 Ma)[16-17]、五丈山岩体(156.8 Ma±1.2 Ma)[16-17]、合峪岩体(134.5 Ma±1.5 Ma)[16,18]3个大型岩基，以及雷门沟岩体(136.2 Ma±1.5 Ma)[19]、祁雨沟岩体(134.1 Ma±2.3 Ma)[20]等多个花岗斑岩小岩体。区域上矿产分布密集，矿种以金、钼为主，具有代表性的矿床有店房金矿床、九仗沟金矿床、庙岭金矿床、祁雨沟金矿床、雷门沟钼矿床等，矿床成矿年龄集中在117～135 Ma，矿床成因类型主要为中低温岩浆热液型、斑岩型及爆破角砾岩型等[10]。

1—第四系 2—新近系 3—古近系 4—龙家园组 5—高山河组 6—马家河组 7—鸡蛋坪组 8—许山组 9—太华群 10—早白垩世石英二长岩 11—早白垩世二长花岗岩 12—早白垩世黑云正长花岗岩 13—晚侏罗世二长花岗岩 14—晚三叠世正长岩 15—新太古代石英闪长岩 16—新太古代二长花岗岩 17—地质界线 18—不整合界线 19—断裂 20—逆断裂及产状 21—正断裂及产状 22—片麻理产状 23—地层产状 24—金矿床及名称 25—钼矿床及名称图1 熊耳山—外方山地区地质简图

2 研究区地质特征

研究区位于马超营断裂北侧，潭头断陷盆地东南侧。研究区内大面积出露长城系鸡蛋坪组(Chj)火山岩，岩性主体为流纹岩、英安岩、流纹质凝灰熔岩等，局部夹少量薄层凝灰岩及火山角砾岩。地层表现为稳定的单斜构造，倾向总体向东，倾角 20°～40°(见图2)。岩浆岩主要为新太古代中酸性火山岩，在研究区形成了大面积分布的鸡蛋坪组火山岩地层；侵入岩不甚发育，仅为零星分布、呈脉状产出的闪长岩、花岗斑岩及正长岩等。断裂极为发育，按走向可分为近南北向和近东西向。近南北向断裂包括F8含矿构造及F9、F17、F22、F33、F34等断裂，倾向西，倾角30°～76°；近东西向断裂主要分布在研究区南部，以北倾为主，倾角50°～80°，宽度多小于10 m，含矿性相对较差，仅在与近南北向构造交会部位可见少量金矿化。研究区内金成矿较为显著，目前已控制9个金矿段，其呈近南北向沿F8含矿构造分布，已发现矿床的规模多数达大型以上。

3 F8含矿构造成因特征分析

3.1 形成时期

研究区构造较为发育，不同方向的构造相互交织，导致构造的研究难度较大。关于F8含矿构造的形成时间，在研究区南部庙岭一带的地表及坑道中，可见近南北向构造切割近东西向构造。此外，在研究区西南部的白家洼一带，地表露头显示F22断裂切穿北东向花岗岩脉(157 Ma)[5]，反映以F8含矿构造、F22断裂为代表的近南北向构造的形成时期应晚于157 Ma。

3.2 大地构造环境

区域上大地构造演化大致经历了3个阶段：①新太古代—古元古代前寒武纪结晶基底形成演化阶段；②新元古代—中三叠世板块构造演化阶段；③中—新生代陆内造山阶段[21-22]。F8含矿构造形成时，区域总体处于中—新生代陆内造山阶段。中侏罗世，受古太平洋俯冲机制影响，秦岭造山带的区域大地构造环境表现为伸展隆升；晚侏罗世，区域大地构造环境转变为挤压后的松弛阶段；早白垩世，华北地区东部进入大规模伸展裂陷阶段[22]。因此，自晚侏罗世起，区域大地构造环境已转换为拉张松弛阶段。

3.3 近南北向构造组合特征

在研究区南部庙岭一带，近南北向构造主要由F8含矿构造、F22断裂及二者之间的F9、F19、F18、F17等次级断裂组成，其构造力学性质总体表现为压扭性，实质为一组构造组合，各构造在地表延伸大于0.4 km，倾向西，由东向西构造倾角(30°→45°→65°)逐渐变陡。深部钻孔及坑道控制表明，F17、F18、F19、F94条断裂自东向西、由浅至深逐渐交会至F8含矿构造，推断F22断裂在更深处同样会与F8含矿构造交会。由于上述各构造性质相同、产状规律性渐变，显示其为同期压扭性构造运动的产物，F8含矿构造可能为整个构造带的东侧边界，F9、F19、F18、F17等断裂为F8含矿构造上盘的次级断裂，F22断裂可能为整个构造的西侧边界。近南北向构造表现出压性特征，表明其形成时应处在近东西向挤压环境，控制该构造形成的力来源方向应为近东西向。

3.4 F8含矿构造与马超营断裂的空间关系

以往部分观点认为，F8含矿构造为马超营断裂的次级断裂，但并未发现有地表露头或钻孔验证等方面的直接证据，或物探解译等方面的间接证据。

区域上马超营断裂走向270°～300°，倾向北，倾角60°～75°；F8含矿构造地表延伸约8.5 km，在研究区南部庙岭一带F8含矿构造产状大致为260°～280°∠30°～45°，向北部至九仗沟一带产状渐变为20°～30°∠50°～65°。为探索F8含矿构造与马超营断裂在空间分布及组合方面的关系，将二者自地表露头按其产状向深部进行延伸(见图3)，用以模拟二者的交会关系。马超营断裂倾角以60°计算，F8含矿构造倾角以45° 计算，当马超营断裂水平向北平移2.00 km,F8含矿构造水平向西平移3.40 km时，二者首次交会，交会处埋深为3.40 km；马超营断裂向北平移3.00 km，延伸至F8含矿构造露头南端，该位置马超营断裂的埋深为5.20 km，F8含矿构造需向西平移5.20 km方能实现构造交会；马超营断裂向北平移7.20 km，延伸至F8含矿构造中段，该位置马超营断裂的埋深为12.45 km，F8含矿构造需向西平移12.45 km方能实现构造交会；马超营断裂向北平移11.50 km，延伸至F8含矿构造北端，该位置马超营断裂的埋深为19.92 km，F8含矿构造需向西平移19.92 km方能实现构造交会。

1—花岗岩基及名称 2—马超营断裂 3—马超营断裂下延投影 4—F8含矿构造 5—F8含矿构造下延投影 6—马超营断裂与F8含矿构造理想交会线投影 7—马超营断裂下延等深线及距离(km) 8—F8含矿构造下延等深线及距离(km) 9—金矿床图3 F8含矿构造与马超营断裂构造交会推断图

由于F8含矿构造并非区域性断裂，其向深部延伸规模总体有限，导致F8含矿构造总体应位于马超营断裂上部，二者在空间上难以实现大规模的构造交会。

3.5 F8含矿构造与燕山期岩浆岩带的空间关系

区域上燕山期花岗岩分布广泛，该期岩浆活动期大致为130～157 Ma。区域重力测量成果显示，燕山期花岗岩平均密度为2.58×103kg/m3，小于熊耳群地层(2.76×103kg/m3)与太华群结晶基底(2.67×103kg/m3)，总体呈现低密度特征，与区域重力测量成果一致[23]。在布格重力异常图(见图4)上，燕山期花岗岩体呈现出低重力特征，在花山岩体、五丈山岩体、合峪岩体分布区尤为明显，沿五丈山岩体与合峪岩体之间存在1条明显的连续低重力异常带，结合物性特征推断其应为隐伏花岗岩体的反映，表明自合峪岩体经五丈山岩体至花山岩体应存在1条连续的燕山期岩浆岩带。

1—花岗岩基及名称 2—推断岩浆岩范围 3—金矿床 4—钼矿床图4 熊耳山—外方山地区布格重力异常图 (图面范围与图1一致)

F8含矿构造总体位于燕山期岩浆岩带的东侧，二者走向基本一致，且F8含矿构造形成时间亦与该期岩浆活动相近。

4 讨 论

4.1 构造成因

F8含矿构造为近南北向压扭性构造[10]，其形成年龄晚于157 Ma，以往认为其为马超营断裂的次级断裂，但自晚侏罗世起区域大地构造环境逐渐转换为拉张松弛环境，该时期马超营断裂应表现为近南北向的拉张特征，与F8含矿构造为近东西向挤压的应力环境不符。再者，通过构造空间模拟，F8含矿构造沿倾向延伸至少4.90 km，方可实现与马超营断裂的构造交会，由于F8含矿构造并非区域性构造，难以实现二者的大规模交会，从而导致F8含矿构造在空间上应位于马超营断裂的上部。另外，区域上燕山期岩浆岩的活动同样限制了F8含矿构造的深部延伸规模，在一定程度上也阻碍了F8含矿构造与马超营断裂的连接，导致F8含矿构造与马超营断裂可能并不存在空间上的交会关系。

F8含矿构造形成年龄晚于157 Ma，应与晚侏罗世以后的构造岩浆演化事件相关联，而该时期区域上最为显著的特征即为大规模燕山期花岗质岩浆活动[22]。深部岩浆房内花岗质岩浆膨胀并向近地表上侵。伴随上侵，岩浆沿岩浆岩带向两侧围岩挤压。区域岩浆岩带走向总体呈近南北向，伴随岩浆上侵形成的侧向挤压应力应为近东西向，与控制F8含矿构造形成的应力方向和构造环境均一致。岩浆岩带轴部应沿合峪岩体经大章镇至五丈山岩体，在南部合峪岩体—大章段中轴走向呈北北东向，在大章—五丈山岩体段中轴走向呈北北西向，而南段中轴空间延伸走向基本与F8含矿构造走向一致，从侧面反映二者存在密切的成生联系。

综上，认为F8含矿构造并非马超营断裂的次级构造，而应隶属于伴随燕山期花岗质岩浆侵入而形成的近南北向压扭性断裂构造体系。

4.2 找矿意义

关于F8含矿构造的规模，以往开展过部分研究工作，认为其向深部仍延伸稳定，但并未对其规模进行量化。本次研究肯定了近南北向构造与燕山期花岗岩带的关系，结合压扭性构造延伸较稳定的普遍共识，认为F8含矿构造向深部可延伸至燕山期花岗岩带附近。由花岗岩体地表露头规模及重力等值线梯度带特征，推断F8含矿构造向西延伸可平移至3.00 km处，对应的沿倾向延伸长度为4.00 km。

在深部探矿方面，目前F8含矿构造北段的东湾金矿区控制矿体标高已至-240 m；南部的小南沟金矿区、庙岭金矿区近年的深部探矿工作中在-100～200 m标高亦发现连续金矿化，表明其深部仍存在大规模成矿的可能，对沿庙岭—九仗沟金矿带进一步开展深部找矿预测工作起到积极的作用。

5 结 论

1)庙岭—九仗沟金矿带F8含矿构造为形成年龄晚于157 Ma的压扭性构造，其在空间上可能并非马超营断裂的次级构造，应为伴随燕山期花岗质岩浆侵入而形成。

2)区域重力测量成果显示，沿五丈山岩体与合峪岩体之间存在1条明显的连续低重力异常带，推断自合峪岩体经五丈山岩体至花山岩体应存在1条连续的燕山期岩浆岩带。

3)结合地质调查及重力解译成果，F8含矿构造地表延伸约8.5 km，沿倾向延伸可达4.00 km。深部探矿工作表明，沿F8含矿构造倾向向深部仍有连续的金矿化，具备开展进一步深部找矿预测的前提。