Question

河南省灵宝市大湖金矿床

Answer 1

大湖金矿位于我国著名金矿基地小秦岭地区，为半隐伏石英脉型金矿床。经详查评价，探明为伴生银、铜、钼、铅、硫多金属大型金矿床。

1 地质背景

矿区位于中朝准地台南缘小秦岭断隆，属秦岭EW向复杂构造北亚带。成矿带属华熊贵金属成矿带小秦岭金矿田，由北、中、南3个矿带组成，矿区位于北矿带东段。

1.1 地层

区域地层为新太古代太华群混合岩系。由下向上划分为焕池峪组、闾家峪组和观音堂组。南部有中元古代官道口群高山河组变质碎屑岩，呈角度不整合超覆其上。

矿区出露闾家峪组中上部，主要岩石类型为混合片麻岩、黑云斜长片麻岩、条带状混合岩夹斜长角闪片麻岩。向北由老到新依次分布，为近EW走向单斜地层，产状向N倾斜，倾角20°～40°，东部略陡。原岩为粘土质泥砂岩及中基性火山岩，系由海相火山沉积岩变质而成。

1.2 岩浆岩

区域岩浆岩发育。按生成时代顺序划分为：太古宙嵩阳期贵家峪角闪黑云二长岩、正南沟黑云母花岗岩（γ₁），古元古代中条期混合花岗伟晶岩，新元古代晋宁期张家崖闪长岩及小河花岗岩（

），早古生代加里东期辉长辉绿岩及晚古生代华力西期正长斑岩脉，中生代燕山期娘娘山、文峪花岗岩（

）及辉绿岩脉，新生代喜马拉雅期云煌岩脉。其中，以燕山期岩浆岩最发育，岩体规模大，均呈岩基形式产出。

矿区位于娘娘山和文峪岩体之间，脉岩发育。按产状划分为EW，NW，NE向3组。

据穿切关系及同位素年龄资料，脉岩生成顺序：混合花岗伟晶岩→早期近EW向辉绿（玢）岩→中期NW向辉绿（玢）岩、花岗斑岩及NE向辉绿（玢）岩→晚期近EW向辉绿（玢）岩→长英岩脉→石英脉→含金石英脉→云煌岩脉。

1.3 构造

区域褶皱为老鸦岔不对称复式背斜，北翼宽缓，南翼陡峻。背斜轴线呈近EW向展布，中部呈弧形向S凸出。北翼向N由西阴向斜及五里村背斜组成。矿床位于五里村背斜北翼，紧邻山前太要基底断裂（F₁）。

矿区断裂及韧性剪切带甚多，按产状可划分为近EW，NW—NW—NNW，NE向及近SN向4组。其中，以近EW向最发育。该组中的含脉（含金石英脉）断裂、韧性剪切带为金的控矿构造。向南排列为F₁，F₈，F₇，F₃₅，F₅，F₆。总体平行展布，偶有交会复合及斜接。F₅与F₆交会于2线，F₁与F₅在12线以东呈平行关系，F₁与F₈斜接于7线以西，F₃₅在1线交会复合于F₅，交会复合部位多有矿体存在（图1）。

控矿断裂规模巨大，一般长0.8～30km，宽数米至数十米，厚度14～80.5m。倾向N至NNW，倾角27°～50°，一般为30°～35°，以中缓倾斜为主。

F₅，F₁，F₃₅为矿区主要控矿构造。F₅含矿性最佳，控制矿区主要储量。三者均属厚度巨大的复脉型含金构造蚀变岩带。从构造岩的岩石组合、控矿特征以及构造活动期次演化等方面分析，具有韧性剪切带性质。

图1 大湖金矿区构造纲要图

（据冯建之，2011）

γπ—花岗斑岩；βμ—辉绿玢岩；β—辉绿岩；T—碎裂岩化；L—糜棱岩化；S—含金石英脉；HγP—混合花岗岩；Sh—蚀变；Tβ—碎裂岩化辉绿岩（其他类推）。1—岩脉产状；2—构造产状；3—张扭性结构面产状

2 矿床地质特征

2.1 矿体分布及赋存

矿体赋存于F₅，F₁，F₃₅等韧性剪切带中（单脉型构造除外），受其中缓于轴面的一组张性破裂面（断裂）控制，呈斜切韧性剪切带形式产出。矿体与剪切带产状一致，仅矿体倾角略缓。即倾向上，矿体由浅入深从剪切带底部逐渐斜切过渡至顶部，而两端并不超越剪切带边界。矿体呈平行排列，集中分布（图2）。全区共圈定20个工业矿体

及②号为主矿体。

号矿体储量最大，占全区总量的68%，是矿区主要开采对象。走向长1060m，平均斜宽950m，具大型规模。矿体厚度最大17.24m，最小0.38m，平均厚度2.82m，厚度变化系数为105，为不稳定类型。矿体品位最高18.39×10^-6，最低1.01×10^-6，平均品位6.70×10^-6，品位变化系数为7700，属均匀变化类型。勘探类型划为Ⅱ-Ⅲ类。

2.2 矿石特征

矿石的矿物成分简单，无有害杂质，属易选类型。金矿物为单一自然金。金属矿物以黄铁矿为主，黄铜矿、方铅矿少量，闪锌矿、磁黄铁矿、斑铜矿、铜蓝、辉钼矿、辉铋矿、毒砂及磁铁矿等微量。次生矿物以赤铁矿、褐铁矿为主，孔雀石、蓝铜矿、辉铜矿、白铅矿及铅矾等微量。金属矿物占矿物总量的8.46%，非金属矿物占91.54%。非金属矿物以石英为主，微斜长石、斜长石和方解石次之，绢云母、黑云母、绿泥石、榍石及磷灰石少量。

矿石主要为自形—半自形晶、他形晶粒状结构，压碎、包含、浸染状、交代穿孔和包容交代结构。浸染状为本区矿石主要构造，其次为细脉—浸染状、角砾状构造及表生作用下形成的蜂窝状构造。

图2 大湖金矿区第2 勘探线剖面图

（据杨志民，1995）

1—黄土；2—构造带及编号；3—矿体及编号；4—钻孔及编号；5—坑道及编号

矿石中金矿物种类单一，主要为自然金。根据自然金的粒度及赋存状态，分为可见金和显微金2种。自然金成色甚高，含金达96.49%～99.23%，含银0.45%～2.01%。自然金为金黄色，他形晶不规则粒状（麦粒状、尖角粒状、浑圆状）、不规则脉状、网脉状及片状。粒度0.2～0.005mm。粗粒金（0.295～0.074mm）占14.76%，中粒金（0.037～0.01mm）占24.42%，微粒金（＜0.01mm）占29.96%。以中—微粒金为主，粗粒金少量。金的嵌布形式为包裹金、裂隙金和粒间金3种。以包裹金为主，占61.01%，主要包于黄铁矿中，少量在石英中。裂隙金含量占27.43%，呈细脉嵌布于黄铁矿裂隙中。粒间金占11.55%，分布于黄铁矿、黄铜矿与石英接触面或石英颗粒之间。

矿石化学成分除硅酸盐基本成分外，主成矿元素为金，伴生元素30 余种，其中，银、铜、钼、铅、硫5种达工业指标，可以综合回收。

金矿石的矿物共生组合按成矿阶段划分为5种（表1）。

表1 矿物共生组合

注：矿物结构构造一般指分布最广泛的黄铁矿。据杨志民，1995。

2.3 成矿期次划分

成矿期次划分为热液期和表生期。热液期进一步分为成矿早期、成矿期和成矿期后。

2.3.1 成矿早期

黄铁矿—石英阶段（Ⅰ），由早期无矿石英脉沿断裂贯入，规模大，矿化弱，含金性差。石英及黄铁矿粒度粗大，石英气液包裹体多。

2.3.2 成矿期

包括石英—黄铁矿阶段（Ⅱ）和多金属硫化物阶段（Ⅲ）。Ⅱ阶段为硅质溶液沿早期石英脉及构造裂隙充填，以渗透交代为主，形成复合石英脉，生成较多半自形—他形细粒黄铁矿及自然金，是主要成矿阶段。Ⅲ阶段多金属硫化物含矿热液仍以裂隙充填交代为主叠加于Ⅰ、Ⅱ期石英脉复合体或构造岩中，除黄铁矿、自然金外，以出现多金属硫化物为特征，但范围局限，仅见于构造角砾岩胶结物和矿化围岩中。

2.3.3 成矿期后

碳酸盐阶段（Ⅳ），未形成独立的石英-碳酸盐脉体，仅以胶结物形式充填于前3个阶段形成的构造角砾岩之间，无金属矿物形成，含金性微弱。

2.3.4 表生期

见于浅部氧化带中，由于氧化淋滤作用，使铝硅酸盐矿物次生变化为粘土质矿物，黄铁矿、方铅矿和黄铜矿等分别次生变化为褐铁矿、白铅矿、铅矾、蓝铜矿和孔雀石等，对金矿化有次生富集作用。

2.4 矿石类型

2.4.1 自然类型

按矿物共生组合划分为含金黄铁矿石英脉型、含金构造蚀变岩型及含金多金属硫化物角砾岩型。按氧化程度划分：氧化率＞3.5%为氧化矿石，氧化率2.7%～3.5%为混合矿石，氧化率＜2.7%为原生矿石。矿区仅发育原生矿与氧化矿2类。原生矿石包括含金石英脉型、含金构造蚀变岩型和含金多金属硫化物角砾岩型3类。氧化矿石由上述3类矿石氧化而成。

2.4.2 工业类型

按选矿工艺流程划分为2 类，中等硫化物金矿石，指原生矿石，矿石中金属矿物平均含量占8.46%，非金属矿物占91.54%，采用浮选流程处理矿石。伴生的银、铜、钼、铅、硫可综合回收。该类型矿石分布于640m标高以下，是主要工业类型。

氧化矿石分布于640m标高以上氧化带中，是次要工业类型。金属矿物除自然金外，主要是褐铁矿、赤铁矿，非金属矿物主要为石英。采用全泥氰化法或全泥氰化—炭浆法工艺提金，占矿区总矿量18.40%。

矿石的矿物组合、结构构造等在垂向上呈有规律的变化。

1）矿体浅部为单脉充填型矿化，深部为网脉状、浸染状交代型矿化。矿石类型由浅部的块状矿石向深部网脉状、浸染状矿石过渡。

2）矿石的矿物组成，浅部的石英脉型矿石以石英为主，金属硫化物含量为5%～15%，其中以黄铁矿为主，方铅矿、黄铜矿少量；而深部的蚀变岩型矿石以石英、斜长石和钾长石为主，绢云母、角闪石次之，金属硫化物含量低于5%。

3）矿体从浅部到深部，石英脉型矿石化学成分从富Si贫K，其他组分含量较低，到富K贫Si，其他组分含量高，发生规律性变化（表2）。

表2 不同类型矿石的化学成分 w（B）/%

4）从浅部到深部，从石英脉型到蚀变岩型矿石，金品位由高到低，矿石由富变贫，呈现规律性的变化（表3）。

表3 主要矿体不同矿化类型矿石平均品位

围岩蚀变主要有钾长石化、钠长石化、硅化、绢云母化、黄铁矿化、碳酸盐化和绿泥石化等。其中，黄铁矿化、绢云母化和硅化与金的关系密切。

3 地球化学特征

3.1 成矿时代

1）辉绿岩脉年龄值为148～182 Ma，为燕山早期，被石英脉切穿，说明成矿时代最早不能超过早燕山期；

2）含金石英脉被年龄值为76 Ma的云煌岩脉切穿；

3）燕山期花岗岩时代为108～110 Ma，其中见有石英脉穿插。因此，将成矿时代定为晚燕山期。

3.2 成矿物质来源

本区太华群为太古宙绿岩系，原岩为镁铁质-硅铝质组成的双峰态火山岩夹沉积岩建造。各类岩石的平均金丰度为0.71×10^-9，低于克拉克值。含金石英脉分布于各类片麻岩混合岩中，容矿围岩岩性不一，各类岩石金丰度不同，一是与原岩性质有关，斜长角闪岩、斜长片麻岩类为一套基性火山岩，本身携带了金等成矿物质；二是随着变质作用及混合岩化作用的进行，地层中一部分金等成矿物质活化迁移出来参与成矿。

各期岩浆岩金的丰度值为0.71×10^-9，0.76×10^-9。燕山期花岗岩的金含量从中心相（1.02×10^-9）—过渡相（0.62×10^-9）—边缘相（0.73×10^-9）降低。燕山期岩浆岩与金成矿关系密切。

硫同位素δ³⁴S值稍具离散性，略向负偏离，与矿床氧化带发育、矿石遭受不同程度氧化、引起硫同位素发生均一化分馏效应有关。结合整个矿田硫同位素组成特征分析，硫源仍来自上地幔或地壳深部。

铅同位素组成特征。²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb为17.090～17.257，变化百分数为0.97%；²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb为15.364～15.570，变化百分数为1.34%；²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb为37.379～38.014，变化百分数为1.70%。矿床的铅同位素模式年龄为708～719 Ma。铅同位素相对稳定，属于正常铅或单阶段演化铅。铅同位素比值变化百分数在0.97%～1.70%之间，与长江中下游地区燕山期岩浆成因的多金属矿床十分相似（1.600）。

3.3 成矿温度

均一法测温变化范围为110～360℃，爆裂法测温范围为131～330℃。Ⅰ阶段（黄铁矿—石英脉）：成矿温度为280～320℃；Ⅱ阶段（石英脉-黄铁矿）：为主要成矿阶段，成矿温度为190～270℃，Ⅲ阶段（多金属硫化物）：成矿温度为110～180℃（杨志民，1995）。

主要矿物石英与黄铁矿的形成温差大。石英形成的温度范围为110～360℃；黄铁矿形成的温度范围为131～330℃。对金矿形成最为有利的温度为190～270℃，属中低温矿床。

包裹体样测压值分为3组：4×10⁷～5×10⁷Pa，5×10⁷～8×10⁷Pa，15×10⁷～20×10⁷Pa。矿床形成的压力为1.52×10⁸Pa（1500大气压），成矿深度应在3.5km以上。

3.4 流体成分

流体成分以H₂O为主，占包裹体成分总量的60%～80%（杨志民，1995），说明成矿介质为热液流体，其次为CO₂，CH₄，

，Cl^-，F^-，

，K^＋，Na^＋，Mg^2＋和Fe^2＋。流体pH值为4.77～5.17，属弱酸性。

参考文献

杜子图.1998.豫西小秦岭金矿带找矿预测研究.北京：地质出版社，237～249

李晓波，刘继顺.2004a.小秦岭大湖金矿床的矿化分带规律及其指示意义.地质找矿论丛，18（4）：243～248

李晓波，刘继顺.2004b.小秦岭东段金矿化的垂向分带规律探讨——以大湖金矿床为例.黄金，25（1）：8～10

杨志民.1995.灵宝大湖金矿地质特征及成矿规律初析.河南地质，13（2）：102～108

（李杰美、王美娟编写）