河南洛寧沙溝-龍門銀礦區(qū)新發(fā)現(xiàn)金礦體地質(zhì)特征及意義

崔春萌，葛保京，陳克成，范國棟

(1.希爾威礦業(yè)有限公司，北京 100000；2.河南發(fā)恩德礦業(yè)有限公司，河南 洛陽 471700)

沙溝—龍門銀礦床位于華北克拉通南緣熊耳山地區(qū)，其礦脈呈現(xiàn)多、薄、富的特征，多年來已成為豫西重要的銀產(chǎn)地，近年通過構(gòu)造解譯新認(rèn)識，結(jié)合鉆探工程，發(fā)現(xiàn)一系列金礦化線索。目前已探獲具有工業(yè)價(jià)值金礦脈5條，金礦的發(fā)現(xiàn)為現(xiàn)有礦山提供生命的延續(xù)，為洛寧銀聚集區(qū)中找金提供新思路。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

沙溝—龍門一帶礦床位于河南省西部熊耳山西段北坡，大地構(gòu)造位置處于華北陸塊南緣，屬華熊臺(tái)隆Ⅱ級構(gòu)造單元。成礦區(qū)帶屬熊耳山金、銀、銅、鉛、鋅多金屬成礦帶之北亞帶。區(qū)內(nèi)古老變質(zhì)巖系發(fā)育，變質(zhì)程度較深[1]。構(gòu)造、巖漿活動(dòng)頻繁，NE—NNE向斷裂構(gòu)造發(fā)育，為本區(qū)的主要控礦構(gòu)造。金、銀、鉛鋅多金屬礦床(點(diǎn))較多[2-4]，多金屬元素地球化學(xué)異常清晰，具備良好的成礦地質(zhì)條件和找礦前景(圖1)。

圖1 熊耳山地區(qū)主要銀金礦床分布圖

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

礦區(qū)內(nèi)地層可分為上、中、下三個(gè)構(gòu)造層：新太古界中深變質(zhì)巖基底巖系(太華群片麻巖)；中元古界蓋層熊耳群淺變質(zhì)火山巖系及官道口群濱-淺海相沉積建造(熊耳群安山巖、玄武巖)[5-6]；在中新生代伸展斷陷盆地內(nèi)，發(fā)育有紅層碎屑沉積巖。其中太華群為金、銀、鉛鋅、鉬礦床的主要圍巖(圖2)。

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造十分發(fā)育，褶皺不發(fā)育。斷裂成群成帶出現(xiàn)，總體上可分為四類，即NE—NNE向斷裂組、近SN向斷裂、NW向斷裂、近EW向斷裂。

NE—NNE向斷裂組：為本區(qū)最為發(fā)育、規(guī)模最大的斷裂，也是礦區(qū)內(nèi)主要的含礦構(gòu)造破碎帶，密集平行分布，產(chǎn)狀300°～330°∠60°～80°，斷裂規(guī)模大小不一，長度200 m至3000余米，寬一般為0.5～10 m。有分枝復(fù)合、膨大縮小、局部直立或有反傾斜現(xiàn)象。該組斷裂具有多次后期復(fù)活特征，給礦液的循環(huán)和儲(chǔ)存創(chuàng)造了良好條件，是本區(qū)銀鉛金多金屬礦產(chǎn)的主要控礦構(gòu)造。

近SN向斷裂：該方向的斷裂較為發(fā)育，一般傾向東，傾角50°～75°。斷裂帶內(nèi)發(fā)育糜棱巖，具多次活動(dòng)特征，平面上呈舒緩波狀。該組斷裂被近EW向、NNE向斷裂組所切穿。

NW向斷裂：該方向的斷裂發(fā)育相對較弱，一般傾向東，傾角60°～80°。斷裂延伸相對較短，多被NE向切斷。

近EW向斷裂：該方向的斷裂表現(xiàn)為成礦期后破壞性斷層，一般傾向北，傾角35°～65°，多數(shù)表現(xiàn)為左行，切穿SN向構(gòu)造，斷距不大，多為10～50 m，基本不含礦。

2.3 巖漿巖

礦區(qū)內(nèi)巖漿巖分布不多，出露的巖漿巖主要以輝綠-輝長巖脈為主，礦區(qū)北側(cè)出露燕山期花崗斑巖巖珠及零星分布的角閃巖脈(圖2)。

輝綠-輝長巖脈呈灰綠至灰黑色，輝綠-輝長結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。至少可分為兩期，成礦前與成礦后輝綠-輝長巖脈，前者表現(xiàn)為礦體沿?cái)嗔逊植荚谳x綠-輝長巖脈中或輝綠-輝長巖脈與片麻巖接觸薄弱帶中，后者表現(xiàn)為切斷礦體。變輝綠-輝長巖多表現(xiàn)出磁性，可見磁鐵礦、磁黃鐵礦。

花崗斑巖呈巖株?duì)町a(chǎn)出，巖株外部邊緣不同程度的見有輝鉬礦化、黃鐵礦化、方鉛礦化及碳酸鹽化等蝕變現(xiàn)象，前人研究該巖珠早于成礦期且其南部出露的引爆角礫巖與該巖珠關(guān)系密切[7]。

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦區(qū)銀鉛鋅礦地質(zhì)特征

3.1.1 銀鉛鋅礦的礦體特征

沙溝礦區(qū)銀鉛鋅礦脈呈薄脈狀產(chǎn)出，礦區(qū)內(nèi)出露的地層主要為新太古界太華群變質(zhì)巖(圖2)，嚴(yán)格受斷裂控制，含礦構(gòu)造主體分為三組(圖3)分別為NNE、SN、NW向，傾角較陡，普遍為60°～85°(圖4)，其中NNE向產(chǎn)狀穩(wěn)定，集群產(chǎn)出，代表礦脈為S7、S8、S14、S19、LM17等，礦體寬度一般在0.4～1.5 m之間，頂?shù)装褰缇€清晰，平均厚度約0.8 m。SN向構(gòu)造存在韌性-脆性變形，具有多期次性，厚度大，推測為沙溝地區(qū)的導(dǎo)礦構(gòu)造，代表為沙溝S16W構(gòu)造帶，平均厚度約5 m，厚度最大可達(dá)15 m。NW向礦脈是近年來發(fā)現(xiàn)的工業(yè)礦體，其規(guī)模相對較小，斷續(xù)分布，分布在NE向構(gòu)造中間。龍門礦區(qū)整體銀鉛鋅礦脈與沙溝礦區(qū)相似度極高，差別在于SN向構(gòu)造較弱。

圖2 沙溝—龍門礦區(qū)地質(zhì)簡圖

圖3 沙溝礦區(qū)400中段平面圖

圖4 沙溝礦區(qū)2線剖面圖

3.1.2 銀鉛鋅礦石特征

沙溝—龍門礦床表現(xiàn)為典型的熱液脈型礦床，以充填成礦作用為主(圖5a)，在破碎帶兩側(cè)圍巖中不同程度地發(fā)育交代成礦作用，主要的礦化類型有方鉛礦化、閃鋅礦化，其次為黃銅礦化、黃鐵礦化。常見金屬礦物有閃鋅礦、方鉛礦、菱鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦及黝銅礦(圖6d)，次要金屬礦物為各類銀礦物、磁鐵礦等。非金屬礦物主要有石英、鉻云母、絹云母及各類碳酸鹽(鐵白云石化等)(圖5b)，其次為綠泥石、黑云母、斜長石、角閃石等。

銀礦物通常呈集合體彌散狀分布于方鉛礦和黃銅礦等硫化物的顆粒表面或粒間。在某些礦脈邊部的小空洞中，可見自然銀呈細(xì)小毛發(fā)狀附著于多金屬硫化物集合體的表面。獨(dú)立銀礦物主要有含銀黝銅礦(圖6d)、硫銻銅銀礦、輝銅銀礦等。

礦石類型多樣，主體可分為三種：①中細(xì)粒條帶狀鉛鋅銀礦石(圖5a)：分布在礦化構(gòu)造帶中，以中細(xì)粒方鉛礦為主，條帶寬多在10～30 cm之間，間隔硅化、鐵白云石化、綠泥-綠簾石蝕變巖條帶；②粗粒團(tuán)塊狀鉛鋅銀礦石(圖5b)：塊狀構(gòu)造，粗粒結(jié)構(gòu)，方鉛礦晶型完整，三組相互垂直解理清晰，圍巖以硅化、碳酸鹽化為主；③細(xì)脈浸染狀多金屬鉛鋅銀礦石(圖6d)：主要礦物為方鉛礦、閃鋅礦、銀黝銅礦、黃銅礦、黃鐵礦，表現(xiàn)為細(xì)脈浸染狀，局部可見方鉛礦細(xì)脈與黃鐵、黃銅礦化細(xì)脈穿插分布。

圖6 細(xì)脈浸染狀多金屬鉛鋅銀礦石鏡下特征

3.1.3 圍巖蝕變特征

與礦化有關(guān)的圍巖蝕變較發(fā)育，主要有硅化、絹云母化、綠泥石化和碳酸鹽化(包括鐵白云石化、白云石化及方解石化)。蝕變的分帶性較明顯，從礦脈中心向外，依次為硅化、鐵白云石化、綠簾石化、綠泥石化(圖5)，有時(shí)伴有鉻云母化。

圖5 沙溝鉛鋅銀礦脈礦石及圍巖特征

3.2 礦區(qū)金礦地質(zhì)特征

沙溝—龍門礦區(qū)金礦化特征見表1。

表1 沙溝—龍門礦區(qū)金礦化特征

3.2.1 沙溝礦區(qū)

沙溝礦區(qū)金礦主要為石英脈型金礦。石英多呈白色，其中發(fā)育條帶狀黃鐵礦化集合體，嚴(yán)格受斷裂構(gòu)造控礦，現(xiàn)階段主要控制S16W與S18E礦脈。

S16W礦脈：走向南北，傾向東，傾角變化大(40°～70°)，其上盤破碎，斷層泥與構(gòu)造角礫發(fā)育，多見銀鉛礦化。下盤穩(wěn)固，金礦化多發(fā)育在礦體下盤，含礦段特征表現(xiàn)為石英與黃鐵礦集中出現(xiàn)(圖7a)，黃鐵礦呈集合體條帶狀產(chǎn)出。多見方鉛礦、閃鋅礦交代黃鐵礦(圖7b)，說明鉛鋅礦晚于黃鐵礦，表現(xiàn)為多期次構(gòu)造特征。圍巖為太華群片麻巖。

圖7 沙溝含金石英脈礦化特征

S18E礦脈：走向北東，傾向NW，傾角穩(wěn)定，產(chǎn)狀較陡(約80°)，其上下盤界線清晰穩(wěn)固，價(jià)值元素僅為Au，礦段含金較均勻，特征表現(xiàn)為石英脈中黃鐵礦集中出現(xiàn)，集合體呈條帶狀產(chǎn)出，圍巖為輝綠巖脈。

3.2.2 龍門礦區(qū)

龍門礦區(qū)金礦化分為兩類，分別為石英脈型和蝕變巖型，產(chǎn)狀均表現(xiàn)較緩，其中石英脈型變化快，普遍伴有黃銅礦化，以LM22、LM26為代表；蝕變巖型金礦脈發(fā)育鉀化、黃鐵娟英巖化，呈波狀展布，以LM50為代表。

LM22礦脈：走向北東，傾向NW，傾角較緩(約20°)，呈波狀展布，分枝復(fù)合現(xiàn)象多見，其上下盤界線清晰，價(jià)值元素為Au、Cu，特征表現(xiàn)為石英呈煙灰色，黃鐵礦、黃銅礦呈細(xì)脈浸染狀，圍巖為太華群片麻巖，礦體切穿片麻巖層理。

LM26礦脈：走向北東，傾向NW，傾角較緩(約25°)，常被NE向鉛鋅礦脈切斷，其上下盤界線清晰，價(jià)值元素為Au、Cu，特征表現(xiàn)為石英呈煙灰色，黃鐵礦、黃銅礦呈細(xì)脈浸染狀、團(tuán)塊狀。構(gòu)造帶內(nèi)晶洞發(fā)育，最大晶洞直徑可達(dá)2 m，其中可見石英、螢石、黃鐵礦呈自形晶沿晶洞壁生長，圍巖為太華群片麻巖。

LM50礦脈：走向北東，傾向NW，傾角緩(約10°)，呈波狀展布，其上下盤界線漸變，價(jià)值元素為Au、Ag，其中銀可能與周圍銀鉛礦脈疊加有關(guān)，特征表現(xiàn)為構(gòu)造蝕變巖型，鉀化發(fā)育，多發(fā)育在礦體下盤(圖8a)，寬約1 m。近礦蝕變以細(xì)小網(wǎng)脈狀石英(圖8b)、碳酸鹽化、黃鐵絹英巖化為主。圍巖方面，輝綠巖與太華群片麻巖中均有揭露，不受巖性制約。初步判斷金礦化受構(gòu)造控制，與輝綠巖接觸區(qū)域，圍巖受熱變質(zhì)，巖性變脆，產(chǎn)生小裂隙，石英微細(xì)脈(含礦)充填成礦(圖9a、9b、9c)；與片麻巖接觸區(qū)域，伴有大量碳酸鹽化，其中同樣發(fā)育小裂隙，被石英微細(xì)脈(含礦)充填成礦(圖8b)。

圖8 龍門礦區(qū)蝕變巖型金礦礦化特征

圖9 變余輝綠巖鏡下特征

4 礦區(qū)金礦與銀鉛礦關(guān)系初步認(rèn)識

1)沙溝含金石英脈發(fā)育于剪切帶中，銀鉛鋅礦化發(fā)育于張性破碎帶中

沙溝金礦脈表現(xiàn)為石英脈型，對比S16W與S18E礦化蝕變特征，具有極高相似度，均為石英脈中發(fā)育條帶狀黃鐵礦集合體(圖7、表1)。依據(jù)礦脈產(chǎn)狀，結(jié)合現(xiàn)場調(diào)研構(gòu)造特征，判斷兩條脈為同一期次不同走向礦脈：①S16W礦脈，在310-切割巷中觀察，可見含金石英脈構(gòu)造透鏡體，判斷S16W礦脈呈左行(圖10)；②S18E礦脈，在400沿脈中觀察，可見圍巖輝綠巖中發(fā)育次級張節(jié)理，判斷S18E礦脈呈右行(圖11)；③初步判斷S16W與S18E為同一期次構(gòu)造，分別對應(yīng)高角度與低角度剪切性斷裂(圖12)。

圖10 S16W脈中構(gòu)造透鏡體(向北向上看)

圖11 S18E脈中次級張裂隙(向北東向上看)

S16W含金石英脈中石英與黃鐵礦集合體多呈條帶狀產(chǎn)出，近礦蝕變礦物表現(xiàn)出定向片理(鉻云母等礦物定向)，顯示剪切帶性質(zhì)，剪切帶與區(qū)域上變質(zhì)成因圍巖(太華群片麻巖)的片麻理存在約25°夾角(圖13a)，整個(gè)礦帶產(chǎn)于太華群片麻巖中，表征金礦成礦晚于區(qū)域變質(zhì)(圖13b)。局部可見含金石英呈碎裂狀分布在鉛鋅銀礦化帶中(圖13c)，說明金礦成礦早于鉛鋅銀礦。

S16W上盤鉛鋅礦帶中，多見方鉛礦呈脈狀—塊狀充填，鐵白云石等呈角礫狀被鉛鋅礦膠結(jié)充填，顯示為張性斷裂性質(zhì)(圖13a、13b)。與前人研究得出的地殼伸展型脈狀銀-鉛-鋅礦床相對應(yīng)，該類型礦床通常產(chǎn)于化學(xué)性質(zhì)相對“惰性”的圍巖，如太華群變質(zhì)巖[8]。

2)沙溝含金石英脈與富銀鉛鋅礦脈分別形成于兩次獨(dú)立的成礦事件

巖心中可清楚看到含金石英脈被后期鉛鋅銀礦化改造，含金石英呈碎裂狀分布在銀鉛礦化帶中(圖13c)。結(jié)合鏡下觀察(樣品位置S16W-310-天井副中段，Au的品位為5.6×10-6)方鉛礦、閃鋅礦交代黃鐵礦呈交代殘余結(jié)構(gòu)(圖7b)，說明含金礦形成早于鉛鋅銀礦脈。

通過巖心及井下觀察不同巖性構(gòu)造角礫特征，沙溝金礦段的成礦作用進(jìn)一步可劃分為兩個(gè)成礦階段(表2)：①石英-黃鐵礦化-鉻云母化階段(Ⅰ)(含金)：該階段特點(diǎn)為黃鐵礦大量出現(xiàn)，黃鐵礦集合體呈條帶狀分布，蝕變帶內(nèi)片理化(鉻云母等礦物定向)發(fā)育(與區(qū)域變質(zhì)的片麻巖片理產(chǎn)狀不同，圖13a)，表現(xiàn)為剪-壓性斷裂為主，石英條帶與黃鐵礦集合體條帶交替分布(圖14a)；②石英-鐵白云石(少量)階段(Ⅱ)：該階段以石英和少量鐵白云石在一起為特征，巷道中清楚可見含金石英脈中存在少量鐵白云石角礫，石英靠近蝕變帶中間部位，蝕變帶對稱性減弱(圖14b)，此階段斷裂性質(zhì)表現(xiàn)為剪-張性為主。因此，沙溝金礦的成礦作用形成于擠壓背景下的剪切帶中(見圖12中的應(yīng)變分析)，成礦階段對應(yīng)于斷裂的剪-壓向剪-張的演化過程。

圖12 SN向(S16W)與NE向(S18E)含金礦脈屬同一期次構(gòu)造

圖13 巖心照片

圖14 沙溝金成礦階段——銀鉛鋅成礦階段演化特征

表2 沙溝金礦-銀鉛鋅礦成礦階段及礦物生成順序

沙溝銀鉛鋅礦的成礦作用也劃分為兩個(gè)階段(表2)：①石英-鐵白云石(大量)階段(Ⅲ)：該階段以大量鐵白云石出現(xiàn)為特征，呈角礫狀被后期方鉛礦膠結(jié)(圖13a)；②石英-鉛鋅銀-黃鐵礦礦化階段(Ⅳ)：該階段為鉛鋅銀主成礦階段，部分礦脈由中心向外，方鉛礦粒度存在粗—細(xì)的變化，膠結(jié)先前鐵白云石、鉻云母等角礫，表現(xiàn)為拉張環(huán)境。其中石英主要分為三種，一種為最早不含礦白色石英，呈不規(guī)則碎裂狀；一種為含金石英脈，表現(xiàn)為條帶狀擠壓變形；另一種為同期生成的粒度均勻的石英，與方鉛礦、閃鋅礦同生。此階段斷裂性質(zhì)表現(xiàn)為張性。

成礦后石英-方解石階段(Ⅴ)：該階段表現(xiàn)為大量方解石出現(xiàn)，其中可見方鉛礦構(gòu)造角礫，其出現(xiàn)表明溫度進(jìn)一步降低，屬成礦后階段。

3)龍門構(gòu)造蝕變巖型金礦脈發(fā)現(xiàn)意義

龍門構(gòu)造蝕變巖型金礦是礦區(qū)近期新發(fā)現(xiàn)成礦類型，其特征以傾角小的緩構(gòu)造為特征，伴隨大量鉀化、黃鐵絹英巖化、網(wǎng)脈狀石英細(xì)脈、細(xì)粒黃鐵礦化為特征，表征上顯示蝕變巖偏黑色樣品品位高，本質(zhì)代表其含金礦物應(yīng)為細(xì)粒黃鐵礦等硫化物(圖15、表3，X21020431樣品等)。其現(xiàn)有揭露平均厚度為1.5 m，局部鉆孔揭露厚度可達(dá)7 m，巷道揭露高程集中在800 m中段，鉆孔控制ID級別以上礦石資源量已超10萬噸，平均品位可達(dá)5×10-6，經(jīng)濟(jì)價(jià)值可觀。參照對比同構(gòu)造單元的槐樹坪金礦(大型金礦)，地質(zhì)特征相似度高，構(gòu)造產(chǎn)狀特征吻合，礦化蝕變類型一致(表4)，為下一步繼續(xù)尋找該類型平行脈增加信心，有望接替部分鉛鋅銀生產(chǎn)壓力，延長礦山壽命。

圖15 LM50構(gòu)造蝕變巖型金礦脈

表3 龍門構(gòu)造蝕變巖型金礦元素含量

表4 龍門與槐樹坪構(gòu)造蝕變巖型金礦地質(zhì)特征對比

5 結(jié)論

1)通過對沙溝、龍門礦床金礦脈地質(zhì)調(diào)查，初步得出在現(xiàn)有銀鉛鋅礦區(qū)找金前景很可觀，沙溝S16W新發(fā)現(xiàn)金礦段與S18E金礦脈在巖性、構(gòu)造、礦化蝕變等方面具有一致性。

2)通過對控礦構(gòu)造的應(yīng)變分析、礦石結(jié)構(gòu)分析，認(rèn)為沙溝金礦發(fā)育于擠壓背景下的剪切帶中，銀鉛鋅礦化多為后期拉張充填。進(jìn)而認(rèn)為沙溝富金黃鐵礦脈與富銀鉛鋅礦脈分別形成于兩次獨(dú)立的成礦事件，金礦形成時(shí)間早于鉛鋅銀礦，可劃分為兩個(gè)成礦階段：石英-黃鐵礦化-鉻云母化階段(含金)和石英-鐵白云石(少量)階段；成礦階段對應(yīng)于控礦剪切帶由剪-壓向剪-張的演化過程。銀鉛鋅礦化分為石英-鐵白云石(大量)階段與石英-鉛鋅銀-黃鐵礦礦化階段，斷裂性質(zhì)表現(xiàn)為張性。

3)龍門礦區(qū)新發(fā)現(xiàn)構(gòu)造蝕變巖型緩傾斜金礦帶規(guī)模大、品位好，經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高，初步判斷金礦化與細(xì)粒黃鐵礦含量正相關(guān)，礦脈受構(gòu)造控制，在輝綠巖與片麻巖中均有出露。對比同構(gòu)造單元的槐樹坪金礦(大型金礦)，地質(zhì)特征相似度高，構(gòu)造產(chǎn)狀特征吻合，礦化蝕變類型一致?？蓪⒌湫偷木彉?gòu)造、鉀化、黃鐵絹英巖化、網(wǎng)脈狀細(xì)小石英脈作為尋找該類型金礦的找礦標(biāo)志。

致謝：希爾威公司馮銳博士給予探礦思路與找礦指導(dǎo)，河南發(fā)恩德公司多位專家給予大力支持，王曉青、張浩然、于新鵬等同行提供現(xiàn)場幫助，毛景文老師率領(lǐng)其學(xué)生提出地質(zhì)新理念，張達(dá)老師及其學(xué)生提供構(gòu)造地質(zhì)的講解認(rèn)識等，在此一并致以衷心感謝。