第 7 卷 第 4 期 2016 年 7 月 矿产勘查 MINERAL EXPLORATION Vol.7 No.4 July,2016 豫西熊耳山吉家洼金矿床同位素特征与成矿模式 张苏坤 1,2, 史保堂 1,2, 汪江河 1,2, 邓红玲 1,2, 田海涛 1,2, 颜正信 1,2, 冯绍平 1,2 1,2, 张豪 (1 河南省地质矿产勘查开发局第一地质矿产调查院, 洛阳 471023; 2 河南省金银多金属成矿系列与深部预测重点实验室, 洛阳 471023) 摘 要 吉家洼金矿位于华北地台南缘, 是一个受构造控制的岩浆热液型金矿床 吉家洼金矿床的 S Pb 同位素特征暗示其成矿物质主要来源于深部地幔, 并混入了部分太华群 熊耳群的物质成分 ; 主成矿阶段的 H-O 同位素说明其成矿溶液具有以岩浆水为主并混入大气降水 变质水的特点 ;C-O 同位素图解显示吉家洼金矿 δ 13 C PDB 应属地幔射气和岩浆来源, 并受到低温蚀变的影响 在对成矿背景 矿床地质特征及成矿流体 成矿物质来源分析的基础上, 结合成矿年代学资料, 初步建立了吉家洼金矿床的成矿模式, 以期对区内金矿勘查工作提供理论依据 关键词 熊耳山 吉家洼 金矿床 同位素特征 成矿模式 图分类号 :P618 51 文献标识码 :A 文章编号 : 1674-7801(2016)04-0552-09 0 前言 通过两轮全国老矿山深部和外围找矿勘查以及 河南省国土资源厅地质勘查基金项目的实施, 熊耳 山多金属成矿带仅金矿田 ( 虎沟 干树 凹 七里坪 ) 新增金金属量 60 t, 累计查明 140 t, 已 达超大型, 通过深部定位定量预测金资源量达 300 余吨 1 吉家洼金矿床处于熊耳山成矿区带, 行政区划隶属洛宁县底张乡, 地理坐标为东经 111 27 46 ~ 111 29 46 北纬 34 10 08 ~ 34 12 34 现已查明金矿石量达 77 6 10 4 t 以上, 金资源量 5379 kg 以上, 矿床 Au 平均品位 6 5 10-6, 属型 矿床 [1], 并且矿体向下仍呈现延伸特征 [2] 前 [1-4] 人曾对吉家洼金矿床的地质特征 围岩蚀变特 征 金的赋存特征 找矿潜力以及成矿流体特征进行 了详实的研究, 但尚未有人对其成矿模式进行过研 究 本文在总结研究吉家洼金矿床地质特征与同位 素特征的基础上, 对其成矿机制与成矿模式进行研究, 希望为下一步勘查工作的部署提供理论依据 1 区域地质特征 熊耳山多金属成矿带 ( 图 1) 位于河南西部洛宁以南 栾川以北 嵩县以西区域, 东西长约 80 km, 南北宽约 15 ~ 40 km, 面积约 2000 km 2 [5-7], 大地构造上位于华北地台南缘, 熊耳山隆起区, 受山前大断裂和马超营断裂所控制, 是河南省重要的金银多金属成矿区带之一 [5,8] 熊耳地体主要出露太华群高级变质基底 ( > 2200 Ma) 元古界熊耳群陆相火山岩系(1850 ~ 1450 Ma) 和燕山期花岗岩类 太华群为一套具不同程度混合岩化的古老变质岩系, 主要岩性为混合质角闪斜长片麻岩 角闪斜长片麻岩 斜长角闪岩 黑云角闪片麻岩 熊耳群不整合在太华群之上, 岩性为一套基性 酸性火山熔岩, 呈双峰式, 局部见 552 [ 收稿日期 ]2015-11-14 [ 基金项目 ] 河南省 两权价款 地质科研项目 ( 编号 :[2011]622-7) 资助 [ 第一作者简介 ] 张苏坤, 男,1988 年生, 硕士, 助理工程师, 从事金属矿产勘查及矿床学研究工作 [ 通讯作者简介 ] 邓红玲, 女,1969 年生, 学士, 高级工程师, 从事矿产勘查与评价工作 1 汪江河, 付法凯, 燕建设, 等. 熊耳山北麓深部金矿成矿规律与找矿方向研究. 河南省地矿局第一地质矿产调查院,2014.
第 7 卷第 4 期张苏坤等 : 豫西熊耳山吉家洼金矿床同位素特征与成矿模式 图 1 熊耳山区域地质及矿床分布图 ( 据文献 [5-7]) 1 新生代沉积物 ;2 栾川群和管道口群 (1 3 ~ 0 8 Ga);3 汝阳盆地沉积物 (1 3 ~ 0 24 Ga);4 熊耳群 ( 1 85 ~ 1 45 Ga); 5 太华超群 ( >2 2 Ga);6 燕山期花岗岩类 ;7 燕山期斑岩类 ;8 元古宙闪长岩 ;9 马超营断裂带构造岩 ;10 不整合界线 ; 11 矿床及编号 :1 蒿坪沟 (Ag-Pb);2 铁炉坪 (Ag-Pb);3 小池沟 (Au);4 康山 (Au-Ag-Pb);5 ( Au);6 吉家洼 (Au);7 虎沟 (Au) 8 红庄 (Au);9 青岗坪 (Au);10 潭头 / 北岭 (Au); 瑶沟 ( Au); 前河 ( Au); 雷门沟 (Mo-Au); 祁雨沟 ( Au);12 断裂 / 断层 :SBF 三宝断裂 ;STF 三门 铁炉坪断裂 ;KQF 康山 七里坪断裂 ;HQF 红庄 青岗坪断裂 ;TMF 陶村 马园断裂 ;SDF 商丹断裂 ;MF 马超营断裂 ;LF 栾川断裂 ; 花岗岩体 :HP 蒿坪岩体 ;WZS 五丈山岩体 ;JSM 金山庙岩体 火山碎屑岩和沉积岩夹层 马超营断裂带内及其南部出露有元古代的官道口群和新元古代的栾川群, 主要岩性为浅变质的碳酸盐岩 碳质页岩 硅质岩等 [9-11] 区内燕山期岩浆活动频繁, 以大规模的酸性岩浆侵入为特点, 形成了一系列花岗岩岩基 岩株 大量的小斑岩体及同源岩浆作用生成的爆发角砾岩 代表性的有蒿坪 五丈山 金山庙等花岗岩基, 它们合称花山杂岩 [12-13] 区内褶皱 断裂构造较发育, 二者控制了区内金 银等矿产形成及分布 太华群变质基底经复杂的褶皱变形和多期区域变质作用后, 构成龙脖 花山背斜核部 ; 熊耳群盖层构成两翼 区域发育 NE 向和近 EW 向断裂构造, 其七里坪 星星阴断裂 ( 金洞沟断裂 ) 呈 NE 向产出, 几乎切穿区内所有主要地层, 该断裂早期以压为主兼扭性特征, 晚期为压扭性, 断裂内矿化蚀变发育, 主要有硅化 碳酸盐化 褐铁矿化 绢英岩化等蚀变, 金属矿化有金 银 铅 铜等, 目前已发现 七里坪 康山等金矿床 山 前大断裂为一条近 EW 向展布的断裂, 是洛宁凹陷与熊耳山隆断区之分界, 为该区时代最新的断裂, 具张扭性特征, 断裂带内局部可见弱黄铁矿化 金矿化 ; 马店 瓦庙河断裂西起庙岭台, 东至严沟一带, 走向近东西, 断裂带内发育糜棱岩化 挤压片理及透镜体, 局部可见硅化 弱褐铁矿化 2 矿床地质特征 新太古界太华群出露于矿区大部, 主要岩性有黑云斜长片麻岩 斜长角闪片麻岩 斜长角闪岩及浅粒岩等 ; 元古界熊耳群主要出露于矿区南部, 岩性为杏仁状安山岩 斑状安山岩 玻基安山岩等 ( 图 2) 矿区东距花山岩体约 10 km, 侵入岩在矿区范围内并不发育, 仅有少量辉绿岩脉 矿区主要发育近南北向 北东向 2 组断裂构造, 控制着区内金矿体的产出 近南北向断裂带主要由 F1 F2 F3 F4 F6 F7 F8 等多条断层组成, 近平行展布于东 西部的狭长地带, 断裂倾向 80 ~ 110, 倾角 65 ~ 85, 局部呈 553
矿 图２ 产 勘 查 ２０１６ 年 吉家洼金矿地质简图 据文献 １４ 修编 １ 第四系沉积物 ２ 元古界熊耳群火山岩 ３ 新太古界太华群片麻岩 ４ 辉绿岩脉 ５ 片麻理产状 ６ 含矿断裂 带 矿脉 及编号 ７ 断层 ８ 勘查线及编号 ９ 钻孔位置及编号 直立 长度 １２５ ３０００ ｍ 宽度 ０ ２ ２ ０ ｍ 具分支复 合的特点 北东向断裂带主要有 Ｆ９ Ｆ１０ Ｆ１２ Ｆ１３ 等多条 走向 ２５ ６０ 倾角 ５５ ８０ 断裂面平直 光滑 带内主要充填蚀变碎裂岩 糜棱岩及少量的断 层泥 金矿体主要受控于近南北向 北东向断裂构造 品位有明显增高的趋势 ２ 吉家洼金矿化类型有构造蚀变岩型和脉 型 构造蚀变岩型金矿石主要以黄铁矿 绢英岩 化蚀变岩 黄铁矿化蚀变碎裂岩为主 矿石构造以浸 染状构造 碎裂构造 角砾状构造 块状构造等为主 矿石结构以自形 半自形粒状结构 他形粒状结构 其Ⅰ Ⅱ Ⅲ号矿体呈半隐伏状 在走向上 倾向上 均具分支复合特征 分别受控于 Ｆ１ Ｆ２ Ｆ３ 断裂带 为主 为该区主要的金矿化类型 脉型金矿石 状 透镜状或不规则状 倾角 ６５ ８５ 局部近 直 立 部分矿段出现反倾现象 经工程验证 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 形 半自形粒状结构 他形粒状结构 矿石金属矿 为矿区内主要工业矿体 图 ２ 矿体形态呈薄脉 号矿体在深部已复合为一个矿体 矿体规模增大 ５５４ 在矿区少量分布 以多金属硫化物脉为主 矿石 构造有脉状构造 梳状构造等 矿石结构主要为自 物主要为黄铁矿 方铅矿 闪锌矿 黄铜矿 黝铜矿 自然金 碲金矿等 非金属矿物主要为 绢云母
第７卷 第４期 张苏坤等 豫西熊耳山吉家洼金矿床同位素特征与成矿模式 钾长石 次为方解石 铁白云石 绿泥石 萤石 高岭 因 石等 ３ 稳定同位素地球化学特征 ３ １ 硫同位素 采集主成矿阶段的 黄铁矿型与 多 金属硫化物型金矿石 并从分离出金属硫化物 ５ 件 进行了硫同位素分析 表 ２ ５ 件样品 δ ３４ Ｓ 值 变化范 围 为 １７ ６ １０ ０１ 平 均 １４ ８０ 其 黄 铁 矿 δ３４ Ｓ 为 １３ ４１ １０ ０１ 平 均 １１ ７１ ｎ ２ 闪锌矿为 １７ ６ １６ ５ 平均 １６ ９ ｎ ３ 符合平衡条件下热液硫化物富集 δ３４ Ｓ 的递减顺序 黄铁矿 磁黄铁矿 闪锌矿 方铅 图３ 矿 表１ 样品号 δ ３４ Ｓ 同位素直方图 吉家洼金矿床硫同位素组成 采样位置 矿物 产出 Ｈｊｊ １ ６００ｍ ＣＭ１５ 闪锌矿 Ｈｊｊ ４ ５５０ｍ ＣＭ６ 闪锌矿 方铅闪锌矿化金矿石 Ｈｊｊ ３ Ｊａ ＤＦ１ Ｓ Ｊａ ＤＦ２ Ｓ 吉家洼金矿与围岩地层及矿区岩浆岩 闪锌矿化金矿石 ５５０ｍ ＣＭ６ 闪锌矿 方铅闪锌矿化金矿石 ＰＤ１１１ 黄铁矿 ＰＤ１３７ 黄铁矿 微细浸染状黄铁 矿型金矿石 微细浸染状黄铁 矿型金矿石 太华群 熊耳群 花山岩体数据自文献 １８ 康山金矿数据自文献 ９ 金矿数据自文献 １７ δ Ｓ ＣＤＴ ３４ １６ ５ １６ ５ １７ ６ １３ ４１ １０ ０１ 自然界存在 ３ 种不同的 δ ３４ Ｓ 储库 ａ 幔源硫 其 δ ３４ Ｓ 值约为 ０ ±３ １５ ｂ 海水硫 其 δ ３４ Ｓ 值为 ２０ 但这个数值在不同的地质历史时期是变化的 ３ ２ 铅同位素 对吉家洼金矿床 ３ 件硫化物样品做铅同位素分析 表 ２ 并收集熊耳地体主要地质体及金矿 康山 金矿铅 同 位 素 数 据 其 吉 家 洼 金 矿２ ０６ Ｐｂ ２０４ Ｐｂ 为 １７ ２６６ １７ ２７３ 平 均 １７ ２６９ ２０７ Ｐｂ ２０４ Ｐｂ 为 １５ ４７６ １５ ４７８ 平均 １５ ４７７ ２０８ Ｐｂ ２０４ Ｐｂ 为 ３７ ０９６ ３８ １５０ 平均 ３８ ０５８ Ｚａｒｔｍａｎ 等 ２２ 在研究世界上各类矿床大量铅同 位素数据的基础上 提出把铅同位素与地质环境和 ｃ 沉积物具有 δ ３４ Ｓ 大的负值的强烈还原硫 １６ 时间联系起来的构造模式 根据同位素比值投影点 熊耳群 花山岩体硫同位素数据 图 ３ 后发现 判断成矿物质的来源 将各矿床及地质体硫化物铅 在对比吉家洼金矿 金矿 康山金矿及太华群 金矿早阶段金属硫化物 康山金矿床金属硫化物与 太华群 熊耳群 花山岩体硫同位素数据显示出幔源 硫特征 而吉家洼金矿床硫化物与金矿床晚阶 段金属硫化物却显示大的负值 其原因有两种解释 的分布特征及与不同地质单元平均演化曲线的关系 同位素投点于铅同位素演化图上 图 ４ 可以发现 吉家洼金矿 金矿与太华群 熊耳群 花山岩体 以及康山金矿床铅同位素变化范围均较大 明显含 有放射性铅 值得注意的是 吉家洼金矿 金矿 一是硫源的变化导致硫同位素组成发生改变 １７ 二 与太华群 熊耳群 花山岩体的铅同位素数据多投 生分馏 １８ ２０ 由于熊耳地体的主要地质体 δ ３４ Ｓ 值 同位素数据投点在上地壳到地幔线演化线之间均 是成矿过程物理化学条件的变化引起硫同位素发 点在地幔与 造 山 带 演 化 线 附 近 而 康 山 金 矿 床 铅 均为正值 １８ ２１ 而没有发现 δ ３４ Ｓ 为负值的含硫地质 有分布 综 上 我 们 认 为 吉 家 洼 金 矿 的 成 矿 物 质 及后期燕山期岩浆活动是其 δ ３４ Ｓ 值为高负值的原 群的物质成 分 而 康 山 金 矿 的 物 质 来 源 似 乎 更 为 体 所以笔者认为其成矿过程物理条件的变化 以 可能主要来源于深部地幔 并混入了太华群 熊耳 复杂 ５５５
矿 产 勘 ２０１６ 年 查 值为 ３ ４３ ５ ４７ 平均值 ４ １３ 较标准岩浆 水值 略 低 δｄ Ｖ ＳＭＯＷ 值 ８５ ９ ６０ ６ 平 均 ６９ ７ 与岩浆水接近 将上述 δ １８ Ｏ 和 δｄ Ｖ ＳＭＯＷ 值 投入 δｄ δ １８ Ｏ 坐标图上 图 ５ 发现吉家洼金矿与 金矿投影点落点呈现出从大气降水 原生岩浆 水过渡的迹象 并与熊耳群投点接近 而康山金矿投 影点多数落于变质水与岩浆水范围内 这暗示吉家洼 金矿成矿溶液具有以岩浆水为主并混入大气降水 变 质水的特点 表３ 样品号 图４ Ｈｊｊ １ 吉家洼金矿区铅同位素演化图 据文献 ２２ Ｈｊｊ ３ 太华群 熊耳群 花山岩体数据自文献 １８ 金矿数据自 Ｈｊｊ ４ 文献 ２０ ２３ 康山金矿数据引自文献 ９ １８ ２４ 表２ 样品编号 矿物 Ｈｊｊ １ 闪锌矿 Ｈｊｊ ３ Ｈｊｊ ４ ３ ３ ＪＪＷ Ａ４ 吉家洼金矿床铅同位素组成 闪锌矿 闪锌矿 ２０６ Ｐｂ ２０４ Ｐｂ １７ ２６７ １７ ２７３ １７ ２６６ ２０７ Ｐｂ ２０４ Ｐｂ １５ ４７６ １５ ４７８ １５ ４７７ ２０８ Ｐｂ ２０４ Ｐｂ ３７ ９０６ ３８ １５０ ３８ １１８ ＪＪＷ Ａ１５ ＪＪＷ Ｂ５ ３ ｃｍ４ １ １ ｃｍ３ ２ ＪＪＷ Ｂ３ ＪＪＷ Ｂ６ ＪＪＷ Ｂ１０ 氢 氧 碳同位素特征 选择吉家洼金矿区 ３ 件矿石样品进行氢 氧 碳 同位 素 测 试 表 ３ 表 ４ 其 δ １８ Ｏ 为 １３ ６ １５ ３ 平均值 １４ ５ 分布范围很窄 根据 水氧同位素分馏方程 ２６ 计算的成矿流体的 δ １８ Ｏ Ｈ２Ｏ ＪＪＷ Ｂ８ ５ ｃｍ３ ７ ３ ｃｍ６ １ ＪＪＷ Ａ２２ ＪＪＷ Ａ８ 熊耳山地区典型金矿床氢 氧同位素组成 矿物或 产出 岩石 阶段 早 早 早 早 晚 晚 晚 晚 晚 δ １８ Ｏ Ｈ ２Ｏ δｄ Ｈ ２Ｏ ３ ４９ ８５ ９０ ５ ４７ ６２ ７０ ３ ４３ ７ ３０ ４ １０ ５ ３０ ３ １０ １ ４０ １ ４０ ３ ７０ ３ ６０ １ ００ １ ９０ １ ６０ ４ １０ ４ ５０ 资料来源 本文 ６０ ６０ ６５ ００ 文献 １ ６７ ００ ６９ ００ ７８ ００ ５９ ００ ７３ ００ ７８ ００ ６４ ００ ６０ ００ ６１ ００ ６９ ００ ５８ ００ ５０ ００ 该区的 δ １３ Ｃ ＰＤＢ 为 ９ ６ ３ ３ 极差 ６ ３ 平均为 ５ ８ 将吉家洼金矿 金矿 康山金矿碳氧同位素数据进行碳氧同位素投图后 笔者认为吉家洼金矿 δ １３ Ｃ ＰＤＢ 应属地幔射气和岩浆 来源 ５ ２ 和 ９ ３ 并受到了低温蚀 变的影响 而康山金矿 δ １３ Ｃ ＰＤＢ 明显受到海相碳酸盐 溶解作用的影响 图 ６ ４ 图５ 吉家洼金矿成矿流体 δ １８ Ｏ Ｈ Ｏ δｄ 图解 ２ 太华群数据自文献 １８ 康山金矿数据自文献 ９ 金矿数 据自文献 １７ ２０ ２５ 吉家洼矿床数据见表 ３ 其余数据表略 ５５６ ４ １ 成矿机制与成矿模式探讨 成矿年代学研究 熊耳山地区已积累了一大批成矿年代学数据
第 7 卷第 4 期张苏坤等 : 豫西熊耳山吉家洼金矿床同位素特征与成矿模式 图 6 吉家洼金矿床 δ 13 C PDB -δ 18 O SMOW 图解 ( 据文献 [27]) 表 4 熊耳山地区典型金矿床碳 氧同位素组成 矿床样品号矿物或岩石产出 δ 18 O SMOW / δ 13 C PDB / 资料来源 吉家洼 Hjj-1 闪锌矿化含金脉晚期 14 6-9 6 本文 吉家洼 Hjj-3 方铅闪锌矿化含金脉期 13 6-4 5 吉家洼 Hjj-4 方铅闪锌矿化含金脉期 15 3-3 3 康山 K8-1 黄铁矿矿石早期 15 62-0 51 文献 [9] 康山 K4 多金属硫化物矿石期 16 18-0 7 康山 K14 碳酸盐 - 细脉晚期 14 33 2 05 Hsg-50 10.7-2.8 文献 [25] Hsg-59 15.2-2.9 Hsg-63 11.8-3.4 Sg-PD1-C-DF1 粗粒铁 ( 含铁 ) 白云石脉 晚 10.19-2.2 Sg-PD1-YM1-CM4-C-2 / 1 方铅矿铁白云石脉 晚 10.60-1.58 Sg-PD3-CM6-DF1-0 铁白云石脉 晚 13.13-1.85 B5 / ZK3903 晚期方解石脉 晚 5.83-2.18 如瑶沟金矿含矿脉的 Rb-Sr 同位素测年结果 为 (595 ± 74) Ma [28], 包裹体 K - Ar 年龄为 115 46 ~ 115 23 Ma [29] ; 祁雨沟金矿钾长石 40 Ar / 39 Ar 年龄数据表明祁雨沟金矿的主要成矿阶段集 在 125 ~ 115 Ma [30], 单颗粒黄铁矿 Rb-Sr 同位素年 龄为 (126± 11) Ma [31] [32], 而姚军明等获得祁雨沟 金矿 7 号角砾岩筒辉钼矿的 Re-Os 同位素等时 线年龄为 (135 6 ± 5 6) Ma, 认为祁雨沟成矿时代 与区内大量燕山期的岩浆岩侵位时代相同 Tang [33] 等通过对前河金矿内与金矿化密切相关的蚀变 绢云母和辉钼矿进行 40 Ar / 39 Ar 和 Re-Os 同位素定 年得出的年龄分别为 123 8 ~ 127Ma 和 134 ~ 135 Ma 除金矿床以外, 该区还获得了一批钼矿床和银 铅锌矿床的成矿年龄, 主要集于 131 ~ 148 Ma [34-38] 上述成矿年龄似乎一致地将熊耳山地区 生代成矿事件的时限限定在晚侏罗世 早白垩 [7,39] 世,Chen 等依据前人所开展的 Rb-Sr 等时线定 年工作认为金矿床的形成分为 3 个阶段, 早阶 段为早三叠世 (242 Ma±10 Ma), 阶段为侏罗世 (165 Ma±7 Ma), 晚阶段为早白垩世 (113 Ma±6 Ma) 557
矿 ４ ２ 产 勘 ２０１６ 年 查 ７ 意义重大 成矿机制 结合区内其他金矿床已有年代学资料 以及吉 家洼金矿硫 铅同位素显著的幔源特征 显示其与 生代花岗岩具有密切的关系 这与熊耳山矿集区其 他金多金属矿床相似 我们认为吉家洼金矿至少经 历了印支期以及燕山晚期 主成矿期 两期成矿 属 构造控制的重熔岩浆热液型金矿床 元古代地壳伸展活动以及熊耳群双峰式火山 岩的大规模爆发带来了大量深源流体 使太华群变 质基底发生大规模混合岩化 深部发生大规模重融 图７ 加里东 印支期的挤压碰撞运动制约着小秦岭 熊 太华群与熊耳群间的拆离断裂带是一条重要的 作用 为成矿元素初步富集提供了热动力条件 ６ 吉家洼金矿成矿模式图 据文献 ４１ 略修改 的时期 远离缝合带的小秦岭 熊耳山地区正处于 金属成矿带 ４０ 为成矿热液的运移 富集 卸载成矿 拉张时期 岩石圈发生拆沉作用 并产生大量的深源 层 变质核杂岩密切伴生 被通达地表的断裂系统 岩浆岩 区内众多大型矿床的同位素年龄为印支期 强烈切割 上剥离盘为一开放系统 构成一个氧化环 是完全由这种深层次的地质构造演化背景所决定 境下的水溶液循环系统 超碎裂岩和部分糜棱岩组 耳山地区成矿作用 沿商丹主缝合带发生碰撞挤压 的 因此印支期成为研究区金矿的重要成矿期 １９ 提供了有利的通道和场所 大型金矿带与剥离断 成的致密遮挡层为顶盖的下剥离盘为一高温封闭体 生代晚期 小秦岭 熊耳山地区已成为统一的克 系 构成一个还原环境的水溶液循环系统 伸展张 拉通陆块 并成为国东部大陆的一部分 陆内作用 裂作用和深部壳幔物质上隆为岩浆和热液上升提供 的增强 挤压逐渐转换为伸展体制 地壳的强烈减薄 了良好条件 从而在上 下剥离盘的接触部位 即两 引发了大规模的岩浆活动 导致太华岩群及其下地 个水溶液循环系统的汇合处 形成一个含矿溶液沉 壳物质重熔 形成壳幔混源重熔岩浆 岩浆作为含矿 淀聚积的有利场所 若剥离面破碎强烈 即可形成一 热液的重要载体和通道 侵位过程对地层初始富 个软弱带 从而提供容矿空间 集的金进行活化 迁移 在有利构造部位以叠加改造 已有构造蚀变岩为主 充填为辅的方式形成了吉家 洼 等大型重熔改造岩浆热液型金矿床 也造 就了燕山期的成矿作用叠加在印支期之上的复杂画 面 １９ ４ ３ 矿区南部东西长 ２００ ｋｍ 的马超营深大断裂的 已被证明是生代陆内俯冲作用的缝合带 １７ 俯冲 方向由南向北 马超营断裂以南板块向北俯冲时必 然因温压的增高而使其两侧的太华群 熊耳群 官道 口群 栾川群发生变质 这种变质作用可为吉家洼等 金矿的形成提供含金变质热液和深部热液运移的通 成矿模型建立 道 随着俯冲运动的进行 赋矿断层由压扭性变为 吉家洼金矿流体包裹体显微测温及拉曼成分分 张扭性 使变质分泌的含矿热液向上迁移并聚集在 析显示 由成矿早阶段到晚阶段 成矿流体由低 温 低盐度的 ＣＯ ２ Ｈ ２ Ｏ ＮａＣｌ 体系岩浆热液 向 仰冲盘的有利部位 形成了吉家洼金矿早期矿化 低温 低 盐 度 的 Ｈ ２ Ｏ ＮａＣｌ 体 系 大 气 降 水 热 液 演 化 １ Ｓ Ｐｂ Ｈ Ｏ Ｃ 等稳定同位素显示出成矿流体 持续俯冲使得马超营深部断裂由挤压变为伸展环 境 导致深部岩石圈发生拆沉 熔融形成重熔岩浆流 体系统 重熔岩浆流体上侵过程 沿该深大断裂 以变质水 岩浆水为主 并含有大气降水的混合水 运移至低温低压的浅部 并在其次级断裂的有利部 成矿物质来源则以幔源岩浆为主 混有太华群 熊耳 位富集 卸载成矿 如吉家洼 金矿等 马超营 群地层物源的特征 临近矿床的测年结果显示区内 断裂带与剥离断裂带 太华群 熊耳群不整合面 深 印支期 燕山期为主要成矿期 １７ ２３ 因此生代基 底或相似岩系的变质模型对建立矿床成矿模型 图 ５５８ 部连通 已富集的含金变质热液及重熔岩浆流体系 统沿此剥离断层也发生了运移 并在有利部位富集
第 7 卷第 4 期张苏坤等 : 豫西熊耳山吉家洼金矿床同位素特征与成矿模式 卸载成矿, 如康山 金矿等 5 结语 吉家洼金矿至少经历了印支期以及燕山晚期 ( 主成矿期 ) 两期成矿, 属构造控制的重熔岩浆热液型金矿床 碳 氢 氧同位素数据显示其成矿流体主要来自深部岩浆, 并混入了地层的变质流体及大气降水, 热液运移过程明显受到低温蚀变的影响 ; 硫 铅同位素数据显示其成矿物质主要来源于幔源物质, 并明显受到围岩地层的影响 致谢本文所用吉家洼金矿分析数据均来源于河南省 两权价款 地质科研项目 熊耳山北麓深部金矿成矿规律与找矿方向研究, 是该科研项目成果的一部分, 借此向项目组成员表示感谢 审稿专家在审稿过程提出了诸多宝贵意见, 在此表示衷心的感谢 参考文献 [1] 张兴康, 叶会寿, 李正远, 等. 豫西吉家洼金矿成矿作用过程 : 来自成矿流体的约束 [J]. 现代地质,2014,28(4):686-700. [2] 颜正信. 河南省吉家洼金矿床构造控矿规律及深部成矿潜力预测 [J]. 地质调查研究,2012,35:247-252. [3] 吴长航, 浮海梅, 李江山, 等. 河南吉家洼金矿矿石特征及金的赋存状态 [J]. 地质与资源,2008,17(4):259-263. [4] 刘耀文, 李广岸, 邓红玲. 吉家洼金矿床矿化富集规律及找矿方向 [J]. 河南地球通报,2010:214-217. [5] 郭保健, 李永峰, 王志光, 等. 熊耳山 Au-Ag-Pb-Mo 矿集区成矿模式与找矿方向 [J]. 地质与勘探,2005,41(5):43-47. [6] 陈德杰. 豫西熊耳山地区金银成矿带区域成矿模式研究 [ J]. 河南地质,1996,14(3):167-173. [7] 陈衍景, 李晶,Franco P, 等. 东秦岭金矿流体成矿作用 : 矿床地质和包裹体研究 [J]. 矿物岩石,2004,24(2):1-11. [8] 贡二辰. 熊耳山金银多金属成矿带西带地质特征与成矿浅析 [J]. 矿产与地质,2007,21 (6):649-652. [9] 王海华, 陈衍景, 高秀丽. 河南康山金矿同位素地球化学及其对成岩成矿及流体作用模式的印证 [J]. 矿床地质,2001,20(2): 190-198. [10] 郭东升, 陈衍景, 祁进平. 河南祁雨沟金矿同位素地球化学和矿床成因分析 [J]. 地质论评,2007,53(2):217-227. [11] 高建京, 毛景文, 陈懋弘, 等. 豫西铁炉坪银铅矿床矿脉构造解析及近矿蚀变岩绢云母 40 Ar- 39 Ar 年龄测定 [ J]. 地质学报, 2011,85(7):1172-1187. [12] Chen Yanjing,Franco P,Sui Yinghui.Isotope geochemistry of the Tieluping silver deposit, Henan, China: Acase study of orogenic silver deposits and related tectonic setting[ J].Mineralium Deposi ta,2004,39:560-575. [13] Chen Yanjing,Franco P, Qi Jinping, Li Jing, Wang Haihua. Qre geology,fluid geochemistry and genesis of the Shanggong gold de posit,easternqinling Orogen,China[ J].Resource Geology,2006, 56:99-116. [14] 河南省地调一队. 河南省吉家洼金矿床普查报告 [R].1997. [15] Chaussidon M,Lorand J P,Sulphur isotope composition of orogen ic spinel Iherzolite massifs from Ariege( N. E. Pyrenees France): An ion microprobe study [ J ]. Geochim. Gosmochim. 1990, 54 (10),2835-2846. [16] RolJinson H R. Using geochemical data: evalution, presentation, interpretation [ M ]. Long man Scientific and Technical Press, 1993,306-308. [17] 陈衍景, 林治家,Franco P, 李 晶, 王海华. 东秦岭金矿 流体成矿作用 : 稳定同位素地球化学研究 [ J]. 矿物岩石, 2004,24(3):13-20. [18] 范宏瑞, 谢亦汉, 赵 瑞, 等. 豫西熊耳山地区岩石和金矿床稳 定同位素地球化学研究 [ J]. 地质找矿论丛,1994,1( 1):39-49. [19] 卢欣祥, 尉向东, 董 有, 等. 小秦岭 - 熊耳山地区金矿特征与 地幔流体 [M]. 北京 : 地质出版社,2004:1-119. [20] 胡新露, 何谋春, 姚书振. 东秦岭金矿成矿流体与成矿物 质来源新认识 [J]. 地质学报,2013,87(1):91-100. [21] 许令兵, 王文达, 秦 臻, 等. 祁雨沟角砾岩型金矿成矿物质来 源探讨 [J]. 矿产勘查,2010,9(1):54-64. [22] Zartman R E,Haines SM. The plumbotectionic model for Pb iso topic systematics among major terrestrial reservoirs:a case foe bi directional transport [ J ]. Geochimica et Cosmochimica Acta, 1988,52:1327-1339. [23] 黎世美. 熊耳山地区构造蚀变岩型金矿成矿模式及矿床成因 探讨 [J]. 豫西地质,1990,14(1):1-10. [24] 罗铭玖, 王亨志, 念国安. 河南金矿概论 [ M]. 北京 : 地震出版 社,1992. [25] 汪江河, 付法凯, 燕建设, 等. 熊耳山北麓深部金矿成矿规律 与找矿方向研究 [R]. 洛阳 : 河南省地矿局第一地质矿产调查 院,2014. [26] Clayton R N, Mayeda T K, O Neil J R. Oxygen isotope ex change between quartz and water[ J].Journal of Geophysical Re search,1972,77:3057-3067. [27] 王长明, 徐贻赣, 吴淦国, 等. 江西冷水坑 Ag-Pb-Zn 矿田碳 氧 硫 铅同位素特征及成矿物质来源 [J]. 地学前缘,2011,18 (1):179-193. [28] 强立志, 赵太平, 原振雷. 熊耳群金铅锌矿成矿时代新认识 [J]. 河南地质,1993(1):8. [29] 张邻素. 熊耳山南东麓金成矿特征及找矿方向 [ R]. 核工业北 京地质研究院,1991:52-115. [30] 王义天, 卢欣祥. 嵩县祁雨沟金矿成矿时代的 40 Ar- 39 Ar 年代 学证据 [J]. 地质论评,2001,47(5):551-555. [31] Han Y G,Zhang S H,Pirajno F,et al.u-pb and Re-Os isotopic systematics and zircon Ce 4+ / Ce 3+ ratios in the Shiyaogou Mo de posit in eastern Qinling,central China:Insights into the oxidation 559
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