Question

构造蚀变岩型金矿

Answer 1

构造蚀变岩型金矿主要分布于熊耳山地区，小秦岭地区较少。目前该区已发现有13个大中型金矿和两个大型金银矿床以及许多小型矿床和矿点。著名的上宫金矿、前河金矿、北岭金矿等是构造蚀变岩型金矿的典型代表。小秦岭蚀变岩型金矿主要分布于边缘韧-脆性剪切带内，如陕西洛南县的葫芦沟、煤田沟、莲子沟及灵宝县的周家山、武家山等金矿，但这些蚀变岩型金矿与小秦岭的石英脉型金矿从矿床规模和品位相比都大为逊色。

熊耳山地区金及银金矿床（点）的分布及特征如图3-2、表3-4。

图3-2 熊耳山地区金矿分布图

（1）成矿地质特征

赋矿岩石：熊耳山地区蚀变岩型金矿矿床赋矿岩石主要为太华群片麻岩和熊耳群火山岩，已发现的16个蚀变岩型金矿中，赋矿围岩为熊耳群火山岩的有9个，为太华群片麻岩的有7个，两个银矿全产在太华群中，但所有大型金矿全产于熊耳群的构造蚀变带中，其储量占区内同类矿床的约80%。围岩太华群和熊耳群岩石的金丰度均很低，前者为（0.75～3.5）×10^-9，后者为（0.4～1.4）×10^-9（黎世美等，1993），不能构成金矿形成的矿源岩。黎世美等（1996）利用地层中超镁铁岩的w（Au）/w（Pd）=10计算出太华群的原始金含量高达（18.5×147.2）×10^-9，显然过高，而张邻素等在同一地区用同一方法计算出的原始金含量在熊耳群火山岩中不足0.1×10^-9，太华群加里东期基性岩脉中金含量仅为（0.12～0.14）×10^-9，他们的样品采于同一地区，且用同一实验室测定，二者相差很大，显然是不合理的。金、钯的地球化学行为表现为金是亲Fe、亲S元素，对Fe更有亲合力，而钯更具亲S性，这样就可能导致金、钯在原始岩浆分异过程中产生歧化，在热液阶段，钯远非能始终保持其原始含量不变。因此，金、钯之间的原始相关性不可能总是稳定不变的，所以利用w（Au）/w（Pd）比值来推测岩石的原始金含量要十分慎重。事实上国外也很少使用此方法。

表3-4 熊耳山地区主要金及银金矿床（点）表

但是黎世美等（1996）在小秦岭测定的14个新鲜的辉长辉绿岩和蚀变辉绿岩的金平均含量为5.84×10^-9，新鲜的辉长辉绿岩有时含金高达58×10^-9～68×10^-9。这些中基性岩脉和地幔有关，其含金量高，指示该区地幔金含量高，提供了该区金矿床中金来自地幔的一个证据。

控矿构造：熊耳山地区构造蚀变岩型金矿，构造是其最重要的控矿因素。控矿构造有NE向、NNE向、NW向、近EW向几组，最主要的是EW与NE两组。熊耳山南部的马超营断裂是区内规模最大的一条近EW向深断裂，长达300 km，走向270°～300°，倾向北，倾角50°～80°。断裂带两侧重磁场明显不同，断裂带上有明显的重力梯度对应，深源地震大地电磁测深剖面有深断裂显示（郭奇斌，1992）。熊耳山北部太华群与熊耳群接触带和NE向构造的交切处，是成矿有利部位。区内NE向断裂，大致以12～18 km等间距排列，规模不等，最长的北部蒿坪沟-秀才岭断裂长达90余km，是成矿区的北部控盆断裂，断裂北部为第三系断陷盆地，南侧（下盘）为太华群中深变质岩和中元古界熊耳群火山岩。这种以EW向构造为基础，NE向构造为主导的构造格局，控制了本区金矿的产出和分布。当NE与EW两组构造交切时，或NE向构造与太华群与熊耳群接触面交切时，往往就是大矿的生成部位。因为EW向断裂为超壳断裂，具切割深和长期活动的特点，是成矿流体的运输和传导构造，而NE向的构造可能诱发先期存在的EW向构造活动，尤其当二者交切时，更能引发成矿流体向上运移，而且只有二者交切部位才更易成矿和成大矿，如上宫、康山、祁雨沟与红庄等明显位于两组构造的结点上（图3-2）。但具体矿床中控制矿体的构造主要是NE向的，著名的上宫金矿就是产在NE向的剪切带中（图3-3、3-4）。

岩浆活动：主要为酸性岩，最大的为花山花岗岩、五丈山花岗岩及众多的花岗斑岩和爆破角砾岩。本区是河南乃至全国最大的爆发角砾岩的聚集区，爆发角砾岩体（面）多达30多处。这些花岗岩体多缺乏准确的U-Pb及Ar-Ar年龄，多数为K-Ar或个别为Rb-Sr年龄。前人据K-Ar同位素年龄数据将其定为燕山期）。从已知的花岗岩时代及金矿成矿时代看，除斑岩-爆破角砾型金矿外，其他金矿和燕山期花岗岩无关。

（2）成矿阶段划分

根据金成矿脉体活动顺序及穿插关系，区内金成矿热液活动可划分为以下三个阶段。

黄铁矿-石英阶段（Ⅰ）：该成矿阶段属于金成矿的开始阶段，或金成矿的早期阶段，在不同矿床中表现强弱有一定差别，如在上宫、北岭大型蚀变岩型金矿表现较强，而前河大型蚀变岩型金矿表现则较弱。成矿热液沿构造带充填形成少量浸染状黄铁矿-石英透镜体及硅化岩石，与该期伴生的热液蚀变有早期绢云母化、铁白云石化等。当硅化较弱时，钾长石化、黑云母化表现明显，如前河金矿。该阶段形成的黄铁矿结晶程度一般较好，多为自形-半自形粒状，含金量较低。

图3-3 上宫金矿地质平面示意图

图3-4 上宫金矿区断裂构造分布图

石英-多金属硫化物阶段（Ⅱ）：石英-多金属硫化物阶段是构造蚀变岩型金矿主要成矿阶段，主要金矿体在该阶段形成。根据矿石中矿物组合特征又可以分成两个阶段：①石英-黄铁矿阶段（Ⅱ-1）：特征矿物为石英、绢云母，含金矿物主要为黄铁矿，伴生有自然金及银金矿，该阶段黄铁矿特征是自形程度差，颗粒细，多为五角十二面体和八面体晶形。该阶段虽有硅化，但较I阶段大大减弱。②多金属硫化物阶段或碲化物-方铅矿黄铁矿阶段（Ⅱ-2）：早期热液活动脉体破碎形成角砾和碎块，在含矿热液作用下形成黄铁矿、方铅矿、绢云母、碲化物，及金矿物组成的角砾岩和碎裂金矿石。

由于Ⅱ-1与Ⅱ-2阶段多数矿床看不到明显的热液脉体穿插关系，只是不同矿床的表现强度不同，故不将二者划分为两个明显独立的成矿阶段，只作为Ⅱ成矿阶段的两个亚阶段。

在一些金矿床中还出现萤石化阶段，形成时间相当Ⅱ-2阶段或略晚，由于强度小，不普遍，不再单独划分成矿阶段。

碳酸盐化阶段（Ⅲ）：表现为方解石和白云石、铁白云石细脉沿岩石和矿石裂隙穿插和交代。与碳酸盐化同时或稍后，还有硅化和绿泥石化。

（3）矿石的主要化学成分

表3-5列出熊耳山主要大型蚀变岩型金矿矿石的主要化学成分。

从表3-5中可以看出，金矿石都明显富钾、贫钠、贫钙，钾是带入组分，钠、钙是带出组分。金矿石的烧失量（Loss）都很大，其范围在2.76%～9.52%之间，平均为6.66%，表明矿石富挥发分和含水量高。但两个矿床又有明显不同：前河蚀变岩型金矿SiO₂含量矿石比围岩高，这与矿石的K₂O含量很高有关，8个矿石样品w（K₂O）平均值为9.86%，是赋矿岩石的3.68倍。这同金矿化与钾化密切相一致。北岭金矿矿石与赋矿围岩比较Al₂O₃、MgO减少，SiO₂增加，其含量一般比围岩高出20%～60%，说明SiO₂是硅化带入的，Al₂O₃与MgO却明显带出了。

矿石中w（Fe₂O₃）/w（FeO）比值：北岭金矿除个别样品外，皆大于3.45，平均为5.76，表明矿石是在相对氧化环境中形成，或者矿石形成后受氧化作用明显。前河金矿石除两个富矿体外，w（Fe₂O₃）/w（FeO）比值一般小于2，表明矿石是在相对还原条件下生成的，而且后期氧化作用较弱。

热液蚀变：与金矿化关系最为密切的是钾长石化、硅化（石英化）、绢云母化，特别是主成矿阶段石英、绢云母与黄铁矿共生，形成黄铁绢英岩化。硅化是成矿过程中最普遍、也是与金成矿最为密切的蚀变类型，关于成矿过程中硅质的来源，根据碱交代理论（杜乐天，1989），硅质由幔汁与地幔岩和地壳反应所派生，即SiO₂来源于碱交代。碱交代是一个脱硅过程。实验证明，SiO₂只有在碱性溶液中才能大量溶解，如在人造水晶实验中，釜底加热至400℃，釜顶380℃造成热液对流和SiO₂浓度差。10 L溶液在两个月后可形成400 g大的石英晶体，实验所用溶液为1%～5%的Na₂CO₃溶液。Na₂CO₃溶液正是深部地壳中碱交代热液的重要成分。

表3-5 熊耳山地区主要蚀变岩型金矿矿石及矿区围岩化学成分（w_B/10^-2）

碱交代作用的实质是一种脱硅的过程，所以碱高代表岩层是缺硅的（杜乐天，1992）。当含金的硅质热液进入碱交代岩之后，硅质容易分散，因而多形不成石英脉。熊耳山地区一些蚀变岩型金矿，如前河金矿成矿早期阶段钾化很强，因而成矿期硅化显得较弱。

绢云母化是成矿期比较普遍的一种蚀变，与矿化关系密切，特别是主成矿期绢云母化，绢云母呈微鳞片状集合体与石英或微粒石英集合体共同交代斜长石。伴随绢云母化的还有硅化、黄铁矿化，它们共同形成与成矿关系极为密切的黄铁绢英岩化。长石、黑云母的绢云母化，必须有H⁺离子的加入，实质是一种酸交代。钾长石的酸交代，最终变为高岭石，其K⁺离子全部分离出来。钾长石化、绢云石化、高岭石化过程中可分离出部分硅质来，所以金、银矿化与硅化、高岭石化呈明显正相关关系，如北岭881号含金蚀变带。