河南洛宁沙沟-龙门银矿区新发现金矿体地质特征及意义

崔春萌，葛保京，陈克成，范国栋

(1.希尔威矿业有限公司，北京 100000；2.河南发恩德矿业有限公司，河南 洛阳 471700)

沙沟—龙门银矿床位于华北克拉通南缘熊耳山地区，其矿脉呈现多、薄、富的特征，多年来已成为豫西重要的银产地，近年通过构造解译新认识，结合钻探工程，发现一系列金矿化线索。目前已探获具有工业价值金矿脉5条，金矿的发现为现有矿山提供生命的延续，为洛宁银聚集区中找金提供新思路。

1 区域地质背景

沙沟—龙门一带矿床位于河南省西部熊耳山西段北坡，大地构造位置处于华北陆块南缘，属华熊台隆Ⅱ级构造单元。成矿区带属熊耳山金、银、铜、铅、锌多金属成矿带之北亚带。区内古老变质岩系发育，变质程度较深[1]。构造、岩浆活动频繁，NE—NNE向断裂构造发育，为本区的主要控矿构造。金、银、铅锌多金属矿床(点)较多[2-4]，多金属元素地球化学异常清晰，具备良好的成矿地质条件和找矿前景(图1)。

图1 熊耳山地区主要银金矿床分布图

2 矿区地质特征

2.1 地层

矿区内地层可分为上、中、下三个构造层：新太古界中深变质岩基底岩系(太华群片麻岩)；中元古界盖层熊耳群浅变质火山岩系及官道口群滨-浅海相沉积建造(熊耳群安山岩、玄武岩)[5-6]；在中新生代伸展断陷盆地内，发育有红层碎屑沉积岩。其中太华群为金、银、铅锌、钼矿床的主要围岩(图2)。

2.2 构造

矿区内断裂构造十分发育，褶皱不发育。断裂成群成带出现，总体上可分为四类，即NE—NNE向断裂组、近SN向断裂、NW向断裂、近EW向断裂。

NE—NNE向断裂组：为本区最为发育、规模最大的断裂，也是矿区内主要的含矿构造破碎带，密集平行分布，产状300°～330°∠60°～80°，断裂规模大小不一，长度200 m至3000余米，宽一般为0.5～10 m。有分枝复合、膨大缩小、局部直立或有反倾斜现象。该组断裂具有多次后期复活特征，给矿液的循环和储存创造了良好条件，是本区银铅金多金属矿产的主要控矿构造。

近SN向断裂：该方向的断裂较为发育，一般倾向东，倾角50°～75°。断裂带内发育糜棱岩，具多次活动特征，平面上呈舒缓波状。该组断裂被近EW向、NNE向断裂组所切穿。

NW向断裂：该方向的断裂发育相对较弱，一般倾向东，倾角60°～80°。断裂延伸相对较短，多被NE向切断。

近EW向断裂：该方向的断裂表现为成矿期后破坏性断层，一般倾向北，倾角35°～65°，多数表现为左行，切穿SN向构造，断距不大，多为10～50 m，基本不含矿。

2.3 岩浆岩

矿区内岩浆岩分布不多，出露的岩浆岩主要以辉绿-辉长岩脉为主，矿区北侧出露燕山期花岗斑岩岩珠及零星分布的角闪岩脉(图2)。

辉绿-辉长岩脉呈灰绿至灰黑色，辉绿-辉长结构，块状构造。至少可分为两期，成矿前与成矿后辉绿-辉长岩脉，前者表现为矿体沿断裂分布在辉绿-辉长岩脉中或辉绿-辉长岩脉与片麻岩接触薄弱带中，后者表现为切断矿体。变辉绿-辉长岩多表现出磁性，可见磁铁矿、磁黄铁矿。

花岗斑岩呈岩株状产出，岩株外部边缘不同程度的见有辉钼矿化、黄铁矿化、方铅矿化及碳酸盐化等蚀变现象，前人研究该岩珠早于成矿期且其南部出露的引爆角砾岩与该岩珠关系密切[7]。

3 矿床地质特征

3.1 矿区银铅锌矿地质特征

3.1.1 银铅锌矿的矿体特征

沙沟矿区银铅锌矿脉呈薄脉状产出，矿区内出露的地层主要为新太古界太华群变质岩(图2)，严格受断裂控制，含矿构造主体分为三组(图3)分别为NNE、SN、NW向，倾角较陡，普遍为60°～85°(图4)，其中NNE向产状稳定，集群产出，代表矿脉为S7、S8、S14、S19、LM17等，矿体宽度一般在0.4～1.5 m之间，顶底板界线清晰，平均厚度约0.8 m。SN向构造存在韧性-脆性变形，具有多期次性，厚度大，推测为沙沟地区的导矿构造，代表为沙沟S16W构造带，平均厚度约5 m，厚度最大可达15 m。NW向矿脉是近年来发现的工业矿体，其规模相对较小，断续分布，分布在NE向构造中间。龙门矿区整体银铅锌矿脉与沙沟矿区相似度极高，差别在于SN向构造较弱。

图2 沙沟—龙门矿区地质简图

图3 沙沟矿区400中段平面图

图4 沙沟矿区2线剖面图

3.1.2 银铅锌矿石特征

沙沟—龙门矿床表现为典型的热液脉型矿床，以充填成矿作用为主(图5a)，在破碎带两侧围岩中不同程度地发育交代成矿作用，主要的矿化类型有方铅矿化、闪锌矿化，其次为黄铜矿化、黄铁矿化。常见金属矿物有闪锌矿、方铅矿、菱铁矿、黄铁矿、黄铜矿及黝铜矿(图6d)，次要金属矿物为各类银矿物、磁铁矿等。非金属矿物主要有石英、铬云母、绢云母及各类碳酸盐(铁白云石化等)(图5b)，其次为绿泥石、黑云母、斜长石、角闪石等。

银矿物通常呈集合体弥散状分布于方铅矿和黄铜矿等硫化物的颗粒表面或粒间。在某些矿脉边部的小空洞中，可见自然银呈细小毛发状附着于多金属硫化物集合体的表面。独立银矿物主要有含银黝铜矿(图6d)、硫锑铜银矿、辉铜银矿等。

矿石类型多样，主体可分为三种：①中细粒条带状铅锌银矿石(图5a)：分布在矿化构造带中，以中细粒方铅矿为主，条带宽多在10～30 cm之间，间隔硅化、铁白云石化、绿泥-绿帘石蚀变岩条带；②粗粒团块状铅锌银矿石(图5b)：块状构造，粗粒结构，方铅矿晶型完整，三组相互垂直解理清晰，围岩以硅化、碳酸盐化为主；③细脉浸染状多金属铅锌银矿石(图6d)：主要矿物为方铅矿、闪锌矿、银黝铜矿、黄铜矿、黄铁矿，表现为细脉浸染状，局部可见方铅矿细脉与黄铁、黄铜矿化细脉穿插分布。

图6 细脉浸染状多金属铅锌银矿石镜下特征

3.1.3 围岩蚀变特征

与矿化有关的围岩蚀变较发育，主要有硅化、绢云母化、绿泥石化和碳酸盐化(包括铁白云石化、白云石化及方解石化)。蚀变的分带性较明显，从矿脉中心向外，依次为硅化、铁白云石化、绿帘石化、绿泥石化(图5)，有时伴有铬云母化。

图5 沙沟铅锌银矿脉矿石及围岩特征

3.2 矿区金矿地质特征

沙沟—龙门矿区金矿化特征见表1。

表1 沙沟—龙门矿区金矿化特征

3.2.1 沙沟矿区

沙沟矿区金矿主要为石英脉型金矿。石英多呈白色，其中发育条带状黄铁矿化集合体，严格受断裂构造控矿，现阶段主要控制S16W与S18E矿脉。

S16W矿脉：走向南北，倾向东，倾角变化大(40°～70°)，其上盘破碎，断层泥与构造角砾发育，多见银铅矿化。下盘稳固，金矿化多发育在矿体下盘，含矿段特征表现为石英与黄铁矿集中出现(图7a)，黄铁矿呈集合体条带状产出。多见方铅矿、闪锌矿交代黄铁矿(图7b)，说明铅锌矿晚于黄铁矿，表现为多期次构造特征。围岩为太华群片麻岩。

图7 沙沟含金石英脉矿化特征

S18E矿脉：走向北东，倾向NW，倾角稳定，产状较陡(约80°)，其上下盘界线清晰稳固，价值元素仅为Au，矿段含金较均匀，特征表现为石英脉中黄铁矿集中出现，集合体呈条带状产出，围岩为辉绿岩脉。

3.2.2 龙门矿区

龙门矿区金矿化分为两类，分别为石英脉型和蚀变岩型，产状均表现较缓，其中石英脉型变化快，普遍伴有黄铜矿化，以LM22、LM26为代表；蚀变岩型金矿脉发育钾化、黄铁娟英岩化，呈波状展布，以LM50为代表。

LM22矿脉：走向北东，倾向NW，倾角较缓(约20°)，呈波状展布，分枝复合现象多见，其上下盘界线清晰，价值元素为Au、Cu，特征表现为石英呈烟灰色，黄铁矿、黄铜矿呈细脉浸染状，围岩为太华群片麻岩，矿体切穿片麻岩层理。

LM26矿脉：走向北东，倾向NW，倾角较缓(约25°)，常被NE向铅锌矿脉切断，其上下盘界线清晰，价值元素为Au、Cu，特征表现为石英呈烟灰色，黄铁矿、黄铜矿呈细脉浸染状、团块状。构造带内晶洞发育，最大晶洞直径可达2 m，其中可见石英、萤石、黄铁矿呈自形晶沿晶洞壁生长，围岩为太华群片麻岩。

LM50矿脉：走向北东，倾向NW，倾角缓(约10°)，呈波状展布，其上下盘界线渐变，价值元素为Au、Ag，其中银可能与周围银铅矿脉叠加有关，特征表现为构造蚀变岩型，钾化发育，多发育在矿体下盘(图8a)，宽约1 m。近矿蚀变以细小网脉状石英(图8b)、碳酸盐化、黄铁绢英岩化为主。围岩方面，辉绿岩与太华群片麻岩中均有揭露，不受岩性制约。初步判断金矿化受构造控制，与辉绿岩接触区域，围岩受热变质，岩性变脆，产生小裂隙，石英微细脉(含矿)充填成矿(图9a、9b、9c)；与片麻岩接触区域，伴有大量碳酸盐化，其中同样发育小裂隙，被石英微细脉(含矿)充填成矿(图8b)。

图8 龙门矿区蚀变岩型金矿矿化特征

图9 变余辉绿岩镜下特征

4 矿区金矿与银铅矿关系初步认识

1)沙沟含金石英脉发育于剪切带中，银铅锌矿化发育于张性破碎带中

沙沟金矿脉表现为石英脉型，对比S16W与S18E矿化蚀变特征，具有极高相似度，均为石英脉中发育条带状黄铁矿集合体(图7、表1)。依据矿脉产状，结合现场调研构造特征，判断两条脉为同一期次不同走向矿脉：①S16W矿脉，在310-切割巷中观察，可见含金石英脉构造透镜体，判断S16W矿脉呈左行(图10)；②S18E矿脉，在400沿脉中观察，可见围岩辉绿岩中发育次级张节理，判断S18E矿脉呈右行(图11)；③初步判断S16W与S18E为同一期次构造，分别对应高角度与低角度剪切性断裂(图12)。

图10 S16W脉中构造透镜体(向北向上看)

图11 S18E脉中次级张裂隙(向北东向上看)

S16W含金石英脉中石英与黄铁矿集合体多呈条带状产出，近矿蚀变矿物表现出定向片理(铬云母等矿物定向)，显示剪切带性质，剪切带与区域上变质成因围岩(太华群片麻岩)的片麻理存在约25°夹角(图13a)，整个矿带产于太华群片麻岩中，表征金矿成矿晚于区域变质(图13b)。局部可见含金石英呈碎裂状分布在铅锌银矿化带中(图13c)，说明金矿成矿早于铅锌银矿。

S16W上盘铅锌矿带中，多见方铅矿呈脉状—块状充填，铁白云石等呈角砾状被铅锌矿胶结充填，显示为张性断裂性质(图13a、13b)。与前人研究得出的地壳伸展型脉状银-铅-锌矿床相对应，该类型矿床通常产于化学性质相对“惰性”的围岩，如太华群变质岩[8]。

2)沙沟含金石英脉与富银铅锌矿脉分别形成于两次独立的成矿事件

岩心中可清楚看到含金石英脉被后期铅锌银矿化改造，含金石英呈碎裂状分布在银铅矿化带中(图13c)。结合镜下观察(样品位置S16W-310-天井副中段，Au的品位为5.6×10-6)方铅矿、闪锌矿交代黄铁矿呈交代残余结构(图7b)，说明含金矿形成早于铅锌银矿脉。

通过岩心及井下观察不同岩性构造角砾特征，沙沟金矿段的成矿作用进一步可划分为两个成矿阶段(表2)：①石英-黄铁矿化-铬云母化阶段(Ⅰ)(含金)：该阶段特点为黄铁矿大量出现，黄铁矿集合体呈条带状分布，蚀变带内片理化(铬云母等矿物定向)发育(与区域变质的片麻岩片理产状不同，图13a)，表现为剪-压性断裂为主，石英条带与黄铁矿集合体条带交替分布(图14a)；②石英-铁白云石(少量)阶段(Ⅱ)：该阶段以石英和少量铁白云石在一起为特征，巷道中清楚可见含金石英脉中存在少量铁白云石角砾，石英靠近蚀变带中间部位，蚀变带对称性减弱(图14b)，此阶段断裂性质表现为剪-张性为主。因此，沙沟金矿的成矿作用形成于挤压背景下的剪切带中(见图12中的应变分析)，成矿阶段对应于断裂的剪-压向剪-张的演化过程。

图12 SN向(S16W)与NE向(S18E)含金矿脉属同一期次构造

图13 岩心照片

图14 沙沟金成矿阶段——银铅锌成矿阶段演化特征

表2 沙沟金矿-银铅锌矿成矿阶段及矿物生成顺序

沙沟银铅锌矿的成矿作用也划分为两个阶段(表2)：①石英-铁白云石(大量)阶段(Ⅲ)：该阶段以大量铁白云石出现为特征，呈角砾状被后期方铅矿胶结(图13a)；②石英-铅锌银-黄铁矿矿化阶段(Ⅳ)：该阶段为铅锌银主成矿阶段，部分矿脉由中心向外，方铅矿粒度存在粗—细的变化，胶结先前铁白云石、铬云母等角砾，表现为拉张环境。其中石英主要分为三种，一种为最早不含矿白色石英，呈不规则碎裂状；一种为含金石英脉，表现为条带状挤压变形；另一种为同期生成的粒度均匀的石英，与方铅矿、闪锌矿同生。此阶段断裂性质表现为张性。

成矿后石英-方解石阶段(Ⅴ)：该阶段表现为大量方解石出现，其中可见方铅矿构造角砾，其出现表明温度进一步降低，属成矿后阶段。

3)龙门构造蚀变岩型金矿脉发现意义

龙门构造蚀变岩型金矿是矿区近期新发现成矿类型，其特征以倾角小的缓构造为特征，伴随大量钾化、黄铁绢英岩化、网脉状石英细脉、细粒黄铁矿化为特征，表征上显示蚀变岩偏黑色样品品位高，本质代表其含金矿物应为细粒黄铁矿等硫化物(图15、表3，X21020431样品等)。其现有揭露平均厚度为1.5 m，局部钻孔揭露厚度可达7 m，巷道揭露高程集中在800 m中段，钻孔控制ID级别以上矿石资源量已超10万吨，平均品位可达5×10-6，经济价值可观。参照对比同构造单元的槐树坪金矿(大型金矿)，地质特征相似度高，构造产状特征吻合，矿化蚀变类型一致(表4)，为下一步继续寻找该类型平行脉增加信心，有望接替部分铅锌银生产压力，延长矿山寿命。

图15 LM50构造蚀变岩型金矿脉

表3 龙门构造蚀变岩型金矿元素含量

表4 龙门与槐树坪构造蚀变岩型金矿地质特征对比

5 结论

1)通过对沙沟、龙门矿床金矿脉地质调查，初步得出在现有银铅锌矿区找金前景很可观，沙沟S16W新发现金矿段与S18E金矿脉在岩性、构造、矿化蚀变等方面具有一致性。

2)通过对控矿构造的应变分析、矿石结构分析，认为沙沟金矿发育于挤压背景下的剪切带中，银铅锌矿化多为后期拉张充填。进而认为沙沟富金黄铁矿脉与富银铅锌矿脉分别形成于两次独立的成矿事件，金矿形成时间早于铅锌银矿，可划分为两个成矿阶段：石英-黄铁矿化-铬云母化阶段(含金)和石英-铁白云石(少量)阶段；成矿阶段对应于控矿剪切带由剪-压向剪-张的演化过程。银铅锌矿化分为石英-铁白云石(大量)阶段与石英-铅锌银-黄铁矿矿化阶段，断裂性质表现为张性。

3)龙门矿区新发现构造蚀变岩型缓倾斜金矿带规模大、品位好，经济价值较高，初步判断金矿化与细粒黄铁矿含量正相关，矿脉受构造控制，在辉绿岩与片麻岩中均有出露。对比同构造单元的槐树坪金矿(大型金矿)，地质特征相似度高，构造产状特征吻合，矿化蚀变类型一致。可将典型的缓构造、钾化、黄铁绢英岩化、网脉状细小石英脉作为寻找该类型金矿的找矿标志。

致谢：希尔威公司冯锐博士给予探矿思路与找矿指导，河南发恩德公司多位专家给予大力支持，王晓青、张浩然、于新鹏等同行提供现场帮助，毛景文老师率领其学生提出地质新理念，张达老师及其学生提供构造地质的讲解认识等，在此一并致以衷心感谢。