熊耳山地区红庄金矿床地质特征及成因.pdf

2 0 1 4年 4月 Ap r i l，2 0 1 4 矿床地质 MI NERAL DE POS I TS 第 3 3卷第 2期 3 3( 2) ：3 5 03 6 0 文章编 号：0 2 5 8 7 1 0 6( 2 0 1 4 )0 2 0 3 5 0 1 1 熊耳 山地 区红庄金矿床地质特征及成 因 侯 红星1 ， 2 ， 张德会1 一 ( 1中国地质大学地球科学与资源学院 ， 北京1 0 0 0 8 3 ；2中国人民武装警察部 队黄金第 二总 队， 河北 廊坊0 6 5 0 0 0 ) 摘要红庄金矿是黄金部 队在熊耳 山地区开展金矿勘查发现 的一个 大型金矿床 。矿床 产于近 E W 向马超营 断裂带与 N E向红庄一 青岗坪断裂交汇部位， 中元古代熊耳群 中酸性火山岩地层中。稳定同位素资料显示红庄金矿 成矿 元素和成矿热液 具多源性 ， 主要为幔源 或下地壳源 ， 部分来 自于熊耳群火 山岩。红庄金矿金矿化分 2 个 阶段： 第 一 阶段为石英一 黄铁 矿 阶 段 ， 矿 化 形成 深 度 约 1 72 7 1 k m， 流 体 主 要来 源 于 岩 浆 水， 均 一 温度 为 3 0 2 ， 盐 度 w( Na C l ) 为4 6 5 7 ； 第二阶段为石英一 多金属硫化物阶段， 矿化形成深度约 0 9 1 1 6 k m， 有部分大气降水 混合， 均一温度为 1 1 2 -1 5 0 ， 盐度 叫( N a C ) 为 1 7 -2 0 。矿床受控于近 E W 向马超营断裂 ， 形成于华北东部 南北主应力场向东西主应力场构造体制大转折晚期， 岩石圈大规模减薄作用开始之初， 成矿时代为燕山中晚期， 属 与燕山期花 岗岩浆活 动有 关的中一 低温热液构造蚀变岩型金矿床 。对红庄金矿床的地质特 征、 控矿 因素 、 矿 床成因 的 综 合研 究及 地质勘查 工作成果表 明， 近 E W 向断裂 不仅控制 了区域构 造格局 ， 同时也 可作 为储 矿构造 ； 本 区区域构 造一 岩浆一 流体活动强烈， 成矿物质来源丰富， 成矿空间范围广， 成矿地质条件优越， 深部及外围仍有 巨大的找矿潜力。 红庄金矿 的发现对指 导本 区外 围金及多金属勘查工作具有一定地质意义 。 关键词地质学； 金矿床； 地质特征； 矿床成因； 红庄； 熊耳山 中图分类号 ：P 6 1 8 5 1 文献标 志码 ： A Ge o lo g ica l cha r a ct e r is t ics a n d g e ne s is o f Ho ng z hu a ng g o ld d e p o s it in Xio ng e r s h a n a r e a HOU Ho n g Xin g 、 a n d Z HANG De Hu i ( 1 S ch o o l o f G e o s ci e n ce s a n d Re s o u r ce s ，C h i n a Un i v e r s it y o f G e o s ci e n ce s ， B e i j i n g 1 0 0 0 8 3 ， C h in a 2 No 2 G o l d G e o lo g i ca l G e n e r a l P a r t y o f C A P F ， L a n g a n g 0 6 5 0 0 0 ， He b e i， C h in a ) Ab s t r a ct L o ca t e d i n t h e mid d l e p a r t o f EW t r e n d i n g M a ch a o y in g f a u lt z o n e ，t h e Ho n g z h u a n g Au d e p o s it h a s r e s o u r ce s o f a b o u t 2 5 t o n Au ，ma k i n g it o n e o f t h e l a r g e s t o r o g e n ic me sot h e r ma l e p it h e r ma l Au d e po s it s h o s t e d in v o lca n ic r o ck s o f t h e 1 8 Ga M e sop r o t e r o zoi c Xi o n g e r Gr o u p in t h e Xi o n g e r s h a n t e r r a n e S t a b le isot o p e d a t a s h o w t h a t t h e me t a l lo g e n ic e l e me n t s a n d o r e f o r min g f lu id s o f t h e Ho n g z h u a n g Au d e po s it we r e d e r iv e d f r o m a v a r ie t y o f sou r ce s ，ma in ly f r o m t h e ma n t l e o r lo we r cr u s t a n d p a r t ly f r o m t h e v o lca n i c r o ck s o f Xi o n g e r Gr o u p Th e f i r s t s t a g e( q u a r t z p y r it e )mi n e r a li z a t i o n wit h t h e d e p t h o f a b o u t 1 7 2 7 1 k m wa s ma in ly d e r iv e d f r o m ma g ma t i c f lu id( 3 0 2 ，w( Na C 1 ) 4 6 -5 7 ) ，wh e r e a s t h e s e co n d s t a g e wi t h t h e d e p t h o f a bou t 0 9 * 本文得到国家财政部黄金专项业务费红庄项 目资助 第一作者简介侯红星 ，男，1 9 7 5年生，在读博士研究生 ，地质工程师 ，主要从事区域地质 调查及矿产地质勘查工作。E ma i l ：w j Nh h x 1 6 3 co rn *通讯作 者张德会 ， 男 ，1 9 5 5年生 ， 教授 ， 博士生导师，长期从事金属成矿 学、 成矿作用地球化学 、 成矿作用动力学、 流体包裹体地球 化学、 成矿规律 与成矿预测 以及矿产勘查学的教学和研 究工 作。E ma i l： z h d e h u i cu g b e d u C r l 收稿 日期2 0 1 3 0 3 1 3 ；改回 日期2 0 1 4 0 1 1 7 。许德焕编辑 。 第 3 3卷第 2期 侯 红星等 ：熊耳 山地 区红庄金矿床地质特 征及矿床 成因 3 5 1 1 1 6 k m ( q u a r t z p o ly me t a l lic s u l f i d e )wa s p a r t ly mix e d wi t h s o me me t e o r ic wa t e r( 1 1 21 5 0 ，砌( Na C 1 。 。 ) 1 7 2 0 1B a s e d o n d a t a o b t a in e d f r o m r e ce n t r e s e a r ch a n d e x p l cl r a t i o n in s u ch a s p e ct s a s g eol o g i ca l ch a r a ct e r is t i cs ，o r e co n t r o lli n g f a ct o r s a n d t h e g e n e s is o f t h e d e p o s it ，t h e a u t h o r s h o l d t h a t t h e Ho n g z h u a n g Au d e p o s it is a t y p ica l o r o g e n ic t y p e h y d r o t h e r ma l g o ld d e po s i t s t r u ct u r a lly co n t r o lle d b y E W t r e n d i n g M a ch a o y i n g f a u lt ，t h u s b e l o n g in g t o o r o g e n i c me s o t h e r ma l e p it h e r ma l t e ct o n ic a lt e r e d r o ck d e po s it f o r me d in me d i u m la t e Ya n s h a n i a n e po ch a n d g e o d y n a mi ca l ly co r r e s po n d in g t o t h e t r a n s f o r ma t i o n p e r i o d o f t h e t e ct o n i c s y s t e m f r o m NS d ir e ct i o n t o n e a r ly EW d ir e ct i o n in E a s t Ch in a Ne a r ly EW t r e n d in g f a u lt s n o t o n ly co n t r o ll e d t h e t e ct o n ic p a t t e r n b u t a l s o s e r v e d a s t h e s t o r a g e s t r u ct u r e o f la r g e o r e d e po s i t s B e ca u s e o f t h e s t r o n g ma g ma f lu i d t e ct o n ic a c t iv it ie s ，t h e Ho n g z h u a n g Au d e p o s it h a d a b u n d a n t Sou r ce s a t v a r io u s o r e f o r min g s t a g e s ，v a r i e d me t a ll o g e n ic t y p e s a n d wi d e o r e f o r min g s p a ce As a r e s u l t ，t h e r e i s h u g e po t e n t ia l f o r p r o s p e ct i n g in t h e d e p t h a n d t h e o u t s k i r t s o f t h e Ho n g z h u a n g Au d e p o s it Th e d is co v e r y o f t h e Ho n g z h u a n g Au d e po s it in t h is a r e a h a s ce r t a in g u id in g s i g n if ica n ce f o r g o ld a n d po ly me t a llic p r o s p e ct i n g Ke y wo r d s ：g e o l o g y ，Au d e p o s i t ，g eo l o g ica l ch a r a ct e r is t i cs ，g e n e t i c me ch a n is m ，Ho n g z h u a n g ，Xi o n g e r s h a n a r e a 豫西熊耳 山地区东西 长约 8 0 k m， 南北宽 1 5 4 0 k m， 面积约 2 0 0 0 k m2 ， 北以洛宁断裂为界， 南以马 超营断裂为界( 郭保健等， 2 0 0 5 ) ， 是中国重要 的金矿 矿集区( 陈衍景等， 1 9 9 2 ； 黎世美等， 1 9 9 3 ； 卢欣祥等， 1 9 9 9 ； 丁士应 等， 1 9 9 9 ； 朱嘉伟等 ， 2 0 0 8 ) 。该地区 内 的金矿床( 点) 与燕 山期花 山、 合峪复式花 岗岩体在 空间上关 系密切， 主要产于花 岗岩体 内部或接触带 ( 王卫星等， 2 0 0 7 ) ， 同时受近 E W 向马超营断裂带及 其 N E向次级断裂 的控制( 黎世美， 1 9 9 0 ； 范宏瑞等， 1 9 9 4 a ； 刘红樱等 ， 1 9 9 6 ； 王长明等， 2 0 0 5 ) 。上世纪 8 0 年代 末以来 ， 黄金 部队一直在熊耳 山地 区马超营断 裂带的中段从事金矿勘查， 发现了元岭、 南坪等小型 金矿床 ( 刘红樱等， 1 9 9 6 ； 2 0 0 0 ； 席书锋等， 2 0 0 4 ) ， 红 庄金矿床是近年在该地 区发现 的大型金矿床。红庄 金矿床产于中元古界熊耳群中一 酸性火 山岩地层 中， 受构造控制明显， 属于典型的构造蚀变岩型金矿床。 笔者在参 与 该矿床 勘 查工 作过 程 中发 现， 金矿 床 ( 化 ) 不仅 受控 于 N E 向 断裂 ， 而 且 ， 与近 E W 向 断裂 也关系密切， 其 内也存在 明显的矿化蚀变 ； 近 E W 断 裂不仅控制着 区域构造格局， 同时也是 良好 的储矿 构造 。通过对近 E W 向断裂的勘查 ， 红庄金矿床 目 前 已达到大型规模。本文主要对近年来红庄金矿床 深部勘查取得 的新成果 ， 包括矿床地质特征、 矿床成 因和 成矿作用等进行 了总结， 旨在为进一步研究 区 域成矿规律、 指导该区的金矿勘查 、 扩大矿区远景等 提供新的借鉴。 1 区域地质背景 红庄金矿床 位于华北 古板块 南缘 的熊耳地 体 ( 图 1 ) 。该地区具有与华 北克拉通基本相同的基底 和盖层 ， 基底为太古界太华群 ， 主要分布在熊耳山等 山岭的核部， 是一 套 以片麻 岩 为主 的 中一 深变质 岩 系 ， 形成年龄为 2 9 0 0 2 2 0 0 Ma ( C h e n e t a 1 ， 2 0 0 8 ) ； 盖层为中元古界熊耳群钙碱性一 碱性火 山岩 系 以及 中一 新元古界官道 口群、 栾川群碳酸盐岩 。熊耳群厚 达 7 6 0 0 m， 由玄武岩、 玄武安 山岩、 安山岩、 英安岩和 流纹岩等组成， 以安 山岩类为主， 形成年龄为 1 8 5 0 - 1 4 0 0 Ma ( 陈衍景等 ， 2 0 0 4 ) ， 岩石变质程度低( 局部达 绿片岩相 ) 或未变质， 是构造蚀变岩型金矿化的主要 赋矿地层， 形成于中元古代早期的陆缘火 山弧， 是宽 坪洋沿黑沟 栾川断裂向北俯冲的产物 。 该地区内， 区域 构造 主要是近 E W 向马超营断 裂带和 NE E向洛 宁山前 隐伏断裂， 长期活动 ， 在这 两条断裂之间， 形成 了次一级的康 山一 七里坪、 红庄一 青 岗坪等 NE向压扭性断裂。 该地区燕山期花岗岩浆活动强烈， 形成了花 山、 合峪等岩体 ( 1 2 7 21 3 1 8 Ma ； 李永峰 ， 2 0 0 5 ； 唐克 非等， 2 0 0 9 ) 。花 山岩体位 于马超 营断裂 带 以北、 熊 耳 山的核部 ， 是 由多期岩浆活动形成的复式岩体( 范 宏瑞等， 1 9 9 4 b ) ， 时间上从早到晚、 空间上 自南向北依 次为： 五丈山岩体 ( 1 5 0 l6 0 Ma ， 王卫星等， 2 0 0 7 ) 、 花山 3 5 2 矿 床 地 质 2 0 1 4笠 图 1 豫 西熊耳山地区地质构造简图( 据 C h e n e t a 1 ， 2 0 0 8 ) s B F _ - 三宝断裂；L S 卜洛宁 山前断裂；S ， r 卜一 三 门一 铁炉坪断裂；KQF _ _ 康 山一 七里坪断裂；HQ 红庄一 青岗坪断裂： T F M一陶村 马元断裂 H卜蒿坪岩体 ； wz s _ _ 五丈山岩体；J s M一金 山庙岩体 矿床： 蒿坪沟银铅矿； 铁炉坪银铅矿；C 一小池沟金矿；I ) 一康山金银铅矿；E 一虎沟金矿 ；F _ - 上宫金矿：G一青 岗坪金矿： H一谭头金矿；I 一瑶沟金矿；T 一 前河 金矿；K 一 雷门沟钼金矿 ；L _ 祁雨沟金矿 Fi g 1 S ch e ma t ic g e o l o g i ca l a n d t e ct o n i c ma p o f t h e Xi o n g e r s h a n a r e a ，we s t e r n He n a n( a f t e r Ch e n e t a 1 ，2 0 0 8 ) S B b S h a n b a o f a u t u L S F -L u o n i n g p i e d mo n t f a u t ；S TF -S h a n me n - T i d u p i n g f a u l t ：KQPKa n g s h a n - Oi i p i n g f a u l t ：HQ FHo n g z h u a n g - Qin g g a n g p in g f a u lt ： F F M- T a o cu n Ma y u a n f a u lt ；H P Ha o p i n g r o ck b o d y ；WZ S - W u z h a n g s h a n r o ck b () d y ； J S M J in s h a n mia o r o ck tx , d y ； De tx s it s ：A- Ha o p in g g o u Ag P b d e p o s it ；B- Tie lu p in g Ag Pb d e p o s it ：C- Xi a o ch i g o u Au d e p o s it ；D- -Ka n g s h a n AI 卜 Ag P b d e pos it ；E- Hu g o u A u d e p o s i t ；F - S h a n g g e n g A u d e p o s it ；( 一 Oixg a n g p in g Au d e p o s it ；H一 F a n t o u Au d e p o s it ：I - Ya o g o u Au d e p o s it ； j - Qi a n h e A u d e p o s it ； K L e i me n g o u Mo - Au d e p o s it ；I _ Qiy u g o u A u d e p o s it 岩体 ( 1 3 01 3 2 Ma ， C h e n e t a 1 ， 2 0 0 8 ) 、 嵩坪岩 体 ( 1 2 3 1 Ma ， 范宏瑞等 ， 1 9 8 8 ) 和金山庙岩体( 1 0 5 Ma ， 范宏瑞等， 1 9 8 8 ) ( 图 1 ) 。 区域内金矿床( 点) 按产 出形式可分为构造蚀变 岩型( 占8 0 以上) 、 爆破角砾岩型和石英脉型， 主要 分布在燕 山期花岗岩基 的外围、 与太华群和熊耳群 接触带附近及熊耳群火 山岩中， 受近 E W 向的洛 宁 山前隐伏 断裂、 马超营断裂带 以及其 间的 NE向断 裂带的联合控 制， 定位于近 E W 向断裂与 NE向断 裂的交汇部位( 丁士应等 ， 1 9 9 9 ) ， 空间上大致呈等问 距排列( 王长明等， 2 0 0 5 ) 。 2 矿区地质特征 2 1 地层 红庄矿区内出露的地层主要为中元古界长城系 熊耳群中一 酸性火 山岩， 局部出露新元 古界蓟县系栾 川群龙家园组 白云石大理岩 以及上 白垩统一第三系 红色 砂砾 岩( 图 2 ) 。 熊耳群火 山岩从下往上分别为： 坡前街 组安山 岩、 杏仁状安 山岩、 玄武安 山岩、 粗面岩； 眼窑寨组紫 红色 、 浅棕色流纹岩和球粒状流纹岩、 流纹斑岩； 焦 园组紫红色、 浅棕色流纹岩和球粒状流纹岩 、 流纹斑 岩和英 安岩； 张合 庙组灰紫色 安 山岩、 杏仁状 安 山 岩 、 玄武安 山岩、 安山玢岩及大斑 安山岩 。其中， 坡 前街组安 山岩类在矿 区内大面积 出露， 是主要的赋 矿 地 层 。 2 2 构造 马超营断裂带是重要的控岩、 控矿构造( 刘红樱 等， 1 9 9 8 ； 张元厚等， 2 0 0 6 ) ， 总体走 向 2 7 0 3 0 0 。 ， 倾 向北， 倾 角 4 58 5 。 ， 具左行 走滑 特征 ( 张元 厚等； 2 0 0 6 ) ， 呈舒缓波状延伸， 切割矿 区内太华群及熊耳 群 的所 有地层， 先后 经历 了韧性 变形和脆性变 形。 脆 性变形主要发育于其北侧 ， 形成 了次一级NE向断 第 3 3卷第 2期 侯红星等：熊耳 山地 区红庄金矿床地质特 征及 矿床 成因 3 5 3 图 2 红庄矿区地质简 图 l一第i系一 白 系砂砾岩；2 一 栾川群 高山河组 ；3 一 熊耳群焦园组；4 一熊耳群眼窑察组；5 一熊耳群坡前街组 ； 6 一 地层 界线 ； 7 一 角度不整 合界线 ；8 一 构造蚀变带( 金矿化 带) 及编 号；9 一矿脉产状；1 O 一勘探线 F i g2 Ge o l o g i ca l s k e t ch ma p o f t h e Ho n g z h u a n g o r e d i s t r i ct 1 一 I a la e o g e n e Cr e t a ce o u sn d s t o n e a n d co n g lo me r a t e ；2 - Ga o s h a n h e Fo r ma t i o n o f Lu a n ch u a n Gr o u p：3 一 J ia o y u a n F or ma t io n o f Xio n g e r Gr o u p 4 - Y a n y )z h a i F o r ma t i o n o f Xi o n g e r Gr o u p ；5 - P o q i a n j i e F o r ma t i o n o f Xi o n g e r Gr o u p ： 6 -S t r a t i g r a p h i c b o u n d a r y ；7 一A n g u 1 a r u n co n f o r mi t y 8 - St r u ct u r e a lt e r a t i o n z o n e( g o ld min e r a liz a t io n z o n e )a n d it s s e r ia l n u mb e r ；9 - At t it u d e o f o r e v e in；1 0 - Ex p l o r a t io n lin e 裂， 经J 力了印支期压剪、 燕山期张剪和喜马拉雅期压 剪fl - I I ( 陈衍景等， 2 0 0 4 ) 。该断裂带在矿 区 内 自北 向南 由 3条断裂构成 ： 康 山一 南坪断裂、 铁岭一 红庄断 裂 、 马 超 营一 红 庄 断 裂 ， 分 别 表 现 为 9 8 2 0 2号 、 9 8 2 0 3 号和 9 6 2 3 4号构造蚀变带， 控 制着矿 区 内几乎所有 矿脉( 体 ) 的分布。金矿脉( 体) 全部产于 E W 向构造 蚀变带内， 或者 2条构造蚀变带之 间的 NE向次级 构造 中。 9 8 2 0 2号构造蚀变 带位于矿 区北部， 近 E W 向 展布 ， 走 向2 6 0 -2 8 0 。 ， 倾 向 3 5 0 1 0 。 ， 倾角 6 0 -8 0 。 ， 宽逾 4 0 m， 断面清晰， 呈舒缓波状， 带 内岩石 具褐铁 矿化、 硅 化， 局 部挤 压 片 理 发 育， 断 层 具 压 扭 性。 9 8 2 0 3号构造蚀变带位于矿区中部 ， 切割了上 白垩统 一 古新统红层， 控制着红层 的分布 。该带在矿区 内 长约 7 0 0 m， 朝 N W 向及 S E向延伸出矿区。该带沿 S E向最终与 9 6 2 3 4号构造蚀变带相交， 属成矿后断 裂 。9 6 2 3 4号构造蚀变带规模大、 延伸远， 具长期活 动 的特点， 在其南侧形成 了一系列与之平行或斜交 的次级断裂 ， 是该矿区的主要控矿构造。 马超营断裂带横贯全区， 长 1 2 0 0 m， 其东部延入 红庄矿 区 ， 西部 延入 元岭矿 区 ， 是 该地 区 的主要 控 矿 构造。该断裂带厚 3 O 1 0 0 m， 带 内发育有断层角砾 岩 、 糜棱岩及碎裂岩； 岩石主要 的蚀变矿化类型有赤 铁矿化 、 褐 铁矿化、 碳酸盐化 、 绢 云母化 及硅化 等。 带内断面清晰， 沿走 向和倾 向均呈舒缓波状 ， 沿断层 面多发育 0 1 2 m厚的紫红色、 砖红色断层泥 。 从力学性质分析 ， 马超营断裂带具有压性一 张性一 压扭性多期活动 的特 点。早期： 强烈的挤压作用形 成 了较宽的片理化带和挤压破碎带， 在挤压破碎带 中发育有断层角砾岩及构造透镜体； 此期间有石英 脉沿小断层和 片理面充填， 石英脉多呈乳 白色 团块 状 ， 脉中偶见黄铁矿化 ， 黄铁矿颗粒粗大， 自形程度 3 5 4 矿 床 地 质 2 4年 高。中期( 燕 【 I l期) ： 先在张性应力下形成 了较宽的 破碎带和人量的张性 角砾岩 ( 在 白云岩 中形成层间 破碎 ) ； 角砾岩有赤铁矿化和硅化蚀变 ； 在 9 6 2 3 4号 构造蚀变带 的下盘形成了 以褐铁矿化、 碳酸盐化和 弱硅化为： 卜的蚀变岩， 并伴随有 Au矿化： 随着应力 场的改变， 在张应力作用之后又出现 了挤压 ， 形成 了 以 NN E N E向、 NN W Nw 向为主 的压性和扭 性节 理裂隙( 靠近 9 6 2 3 4号构造蚀变带的下盘最发育 ) ， 岩石蚀变增强， 并伴随有 Au和多金属矿化， 而且 Au 含最较富。晚期：9 6 2 3 4号构造蚀 变带及旁侧小断 层均有活动， 形成了清晰的断层面和糜棱岩， 并有碳 酸盐化 、 绢 云母化 ， 断层性 质表 现 为压扭 性 ； 在该 构造 蚀变带的下盘发育有与主断面呈“ 入 ” 字型相交的次 级 断裂 构造 ， 此 期间的断裂切割 了早期形成 的矿脉 。 2 3 岩浆岩 红庄矿区内大面积 出露熊耳群 中一 酸性火 山岩， 地表未见侵入岩 出露。五丈 山、 花 山花 岗岩体位于 该矿【 x = 的北东侧， NE向红庄一 青 岗坪 断裂将 该矿 区 与花 I I J 花 岗岩 摹相 连( 图 1 ) 。 根据区域物化探资料， 推测该矿 区 内存在与花 【 【 J 花 岗岩 基 源 的 隐伏 岩 体 ( 罗铭 玖 等， 1 9 9 1 ) 。 2 0 0 7年 ， 在矿 区内石瑶沟一带的多个 钻孔深部见到 花 岗斑岩 ， 证 实该 区深 部确 实存 在 隐伏岩 体 。 石瑶沟隐伏岩体 的岩性 为黑云母 二长 花岗岩 、 花 岗斑岩， 岩石略显破碎， 为后期构造活动所致。根 据钻 孔 岩 芯观 察 ， 隐 伏岩 体 的标 高 约 为 一7 2 2 一 7 4 9 m， 地表 投影面 积约为 0 2 4 k m2 。岩石 具有 高 S i 的 特 点， 碱 含 量 较 高， 硼( Na 2 O+K， ( ) ) 为 6 6 1 1 3 0 9 ， 属于钾玄岩系列。该隐伏花 岗斑 岩与钼矿化关系密切， 近年通过系统勘查 已成为一 大型斑岩钼矿床 。运用激光等离子体质谱法对采 自 钻孔岩芯的 1 件花岗斑岩样品中的岩浆锆石进行 了 测年， 获得2 o 6 p b 2 3 8 U加权平均年龄为( 1 3 1 1 ) Ma ， 代表 了该斑岩体 的侵位年龄 ， 与花 山复式岩体第二 期的侵入年龄一致。根据该隐伏岩体的岩性及岩相 学特 征， 说 明其 具有 I 型花 岗岩 的特征。红庄、 元 岭、 南坪等金矿床在空间上位于石瑶沟 隐伏岩体 四 周 2 0 0 0 3 0 0 0 m范围内， 围绕该隐伏岩体分布 。 2 4 矿( 化 ) 体特征 红庄矿区的金矿( 化 ) 体全部赋存在近 E w 向构 造带内， 带内蚀变强烈( 图 3 ) 。矿区内目前 己发现含 金构造蚀变带 2 0余条 ， 以近 E W 向为主， 其次为 N E 向、 NN E向， 少量为 Nw 向。其 中， 规模较 大、 具工 业意义的 3条含矿构造蚀变 带均 为近 E W 向， 向北 陡倾 ， 自北 向南 依 次 近 平 行 分 布 。 主 矿 带 为 9 6 2 3 4 号矿 带 ， 位 于 最南 部 ， 占红庄 金矿 床 金储 量 的8 5 以 安 山岩 大 理 岩 金矿体 钻 孔 图 3 红庄庄矿 区 4 7 、 4 9号勘探线剖 而示 意图 Fi g 3 S ch e ma t i c g e o l o g i ca l s e ct i o n a l o n g No 4 7 a n d No 4 9 e x p l o r a t i o n l in e s i n t h e Ho n g z h u a n g o r e d i s t r i ct 第 3 3 卷第 2期 侯红星等 ：熊耳 山地区红庄金矿床地质特征及矿床成 因 3 5 5 上 。矿体主要呈似层状、 脉状， 次为透镜状， 具有上 贫下富、 上薄下厚的特点， 但相对较厚的矿体 向深部 又有重新变薄变贫的趋势 。矿体沿走向和倾 向均变 化较大 ， 分枝复合、 膨大缩小特点明显， 其形态、 产状 与构造带密切相关。 2 5 矿石特征 红庄金矿床 的矿 石类型 以金一 多金属硫化物 型 为主 ( 8 0 ) ， 其次为金一 黄铁矿 型。前者 呈浸染状、 脉状构造， 矿石矿物主要为黄铁矿、 方铅矿、 闪锌矿 、 黄铜矿等， 脉石矿物主要为石英 、 绢云母、 绿泥石； 后 者呈浸染状构造， 矿石矿物 以黄铁矿为主 ， 脉石矿物 以石英、 绢云母为主。矿石 中的金矿物主要 为 自然 金， 镜下呈不规则粒状 、 枝叉状、 细脉状、 角砾状、 近 圆粒状 、 板状、 片状、 丝状等， 以中、 细粒金为主， 存在 形式以粒间金为主， 其次 为裂 隙金和包体金 。黄铁 矿主要呈 自形一 半 白形晶粒状或他形 晶粒状集 合体 分散在石英及其他脉石矿物 间， 立方体 自形 晶黄铁 矿常见。方铅矿 以半 自形一 他形 晶粒状分布在 黄铁 矿 与脉石矿物粒问、 闪锌矿与脉石矿物粒间或脉石 矿物粒间。 经野外观察和室 内研 究， 结合矿石结构构造及 矿物共 生组合特征， 将红庄金矿床 的成矿过程划分 为 3个成矿阶段( 表 1 ) 。 ( 1 ) 早 期含黄铁矿一 石 英 阶段 是成矿 早期阶 段， 主要形成细脉状石英和结晶较粗的 白形黄铁矿， 呈团块状 、 脉状充填于岩石的破碎裂隙中， 矿物共生 组合为黄铁矿一 自然金一 石英组 合， 围岩产 生绿泥石 化、 绢云母化等蚀变 。 ( 2 ) 金一 多金属硫 化物一 石英 阶段 是成矿 的主 要阶段， 有多种硫化物与金共生， 主要为黄铁矿、 方 铅矿 、 闪锌矿及少量黄铜矿 、 磁黄铁矿 。石英为灰 白 色， 中一 细粒 状， 透 明度 较好， 多 分布 在岩 石 的裂 隙 中， 有时形成密集细脉带。黄铁矿特别发育， 呈细粒 一微细粒集合体或 团块状、 细脉状产 出； 方铅矿 呈 自 形一 半 自形与闪锌矿共生或单独产 出； 偶见黄铜矿 、 磁黄铁矿等 。 矿物共 生组合有 ： 多金属硫化物一 自然 表 1 各成矿期、 成矿阶段及主要矿物生成顺序 Ta ble 1 M ine r a l- f o r min g s e qu e nce in o r e - for ming p e r io d s a nd me t al lo g e nic s t a g e s 成 矿 阶 段 早期含黄铁矿一 石英阶段 金一 多金属硫化物一 石英阶段 晚期石英阶段 矿 石 英 - 一 黄 铁 矿 方 铅 矿 闪 锌 矿 黄 铜 矿 一 - 一 - 一 一 磁 黄铁矿 一 - 一 自 然 金 银 金 矿 - - 一一 铅 金 矿 钾 长 石 绿 泥 石 绢 云 母 _ 自 云 石 方 解 石 3 5 6 矿 床 地 质 2 0 1 4住 金一 石英组合， 多金属硫化物一 自然金一 石英、 钾长石组 合 。围岩产生硅化、 绢云母化 、 钾化等蚀变。 ( 3) 晚期石英 阶段属成矿 晚期阶段， 石英多 为烟灰色一 暗灰色 ， 呈细脉状分布在前两个阶段的岩 石和矿物的裂隙及 围岩 中， 分布不广 ， 有时伴有方解 石 、 白云石。黄铁矿含量相对减少， 呈细粒状或细脉 状分布。矿物共生组合为黄铁矿一 自然金一 石英组合。 围岩产生硅化、 绢云母化、 绿泥石化等蚀变。 2 6 矿化蚀变特征 矿区内矿化蚀变的特 点主要与动力变质和热液 矿化作用 的影响密切相关。矿区的围岩蚀变主要沿 构造断裂带分布 ， 形成了一套含金蚀变碎裂岩。蚀 变带宽度不等， 与矿体规模、 矿化程度密切相关， 矿 体厚度大、 矿化强烈 的部位， 蚀变带的宽度大， 反之 则窄小。主 要矿化蚀变 为硅化、 钾化、 黄铁 绢英岩 化、 青磐岩化 ， 次为绢云母化、 黄铁矿 化、 方铅矿化、 高岭石化。地表及 浅部蚀变强烈， 往深部或远离矿 体 ， 蚀变渐趋变弱 。金矿化与钾化、 硅化、 黄铁绢英 岩化蚀变关系密切 ， 蚀变越强， 金品位越高。围岩蚀 变主要分布于矿体两侧， 且近矿体部位蚀变增强， 远 离矿体蚀变减弱。从矿脉 向两侧， 根据蚀变强度可 划分为团块状、 面状钾化和硅化一细脉一 网脉状硅化 和碳酸盐化叠加一 黄铁绢英岩化一 青磐岩化 ； 从上 到下大致为青磐岩化、 碳酸盐化一 绢云母化一黄铁 绢英岩化、 碳酸盐化一钾化。 3 矿床成因分析 3 1 成矿地质背景 扬子陆块与华北陆块在晚三叠世完成碰撞拼合 后( 张国伟等， 2 0 0 1 ) ， 作为秦岭造 山带一部分的熊耳 山地区进入 了陆一 陆碰撞演化阶段 ， 形成 了 白北至南 的逆冲推覆构造系。马超营断裂带和洛宁 山前断裂 即是该构造系的部分。毛景文等( 2 0 0 2 ) 经研究认 为， 华北克拉通及其邻区的中生代金属矿床大规模 成矿作用 可划分 为 3个 重要时期：2 0 01 6 0 Ma 、 1 4 0 Ma 左右和 1 3 0 1 1 0 Ma ， 分别对应着华北与扬 子两大板块碰撞后陆 内造 山和伸展、 南北主应力场 向东西主应力场构造体制大转折以及东西 向岩石圈 大规模减薄的地球动力学背景。 目前多数研究者认 为， 东西长约 2 0 0 k m、 深度 3 4 3 8 k m 的马超营 断 裂带作为扬子 陆块与华北陆块碰撞的形迹 ， 大约形 成于 1 4 0 0 Ma ( 胡受奚等 ， 1 9 9 8 ) ， 在中生代扬子陆块 与华北陆块碰撞期 间是一个 向北倾 的 A型俯冲带 ( 陆一 陆俯冲) ， 且在燕 山期 有多次强烈活动( 胡受奚 等 ， 1 9 9 7 ： 陈衍 景等， 1 9 9 2 ； 2 0 0 4 ； 范宏瑞 等， 1 9 9 4 b ； 1 9 9 8 ： C h e n e t a 1 ， 2 0 0 8 ) 。C h e n等( 2 0 0 8 ) 通过研究 熊耳山地区上宫大型金矿床 3期金的热液成矿作用 ( 2 4 2 Ma 、 1 6 5 Ma 和 1 1 3 Ma ) ， 认 为 其 形成 的 动力 学 背景分别对应于早期碰撞挤压、 中期挤压一 伸展转换 以及后期伸展 3种环境( 图 4 ) ， 期间发生了强烈的岩 浆活动， 形成 了花 山花 岗岩体 ( 1 6 0 1 1 0 Ma ) 。同 时， 根据熊耳 山地 区燕 山期花 岗岩和主要金矿床的 形成时代( 李永峰， 2 0 0 5 ； 邱庆伦等 ， 2 0 0 8 ； 唐 克非等， 2 0 0 9 ； 王卫星等， 2 0 0 7 ) 可 知， 五丈 山、 花 山和合峪花 岗岩体的成岩 时代为燕山早期和 中期， 金矿床 的成 矿年代则集中在燕 山中期和晚期。燕 山期的大规模 花 岗岩浆活动和金成矿作用 ， 与区域地质构造背景 的演化 相对 应 。 3 2控矿因素 熊耳 山地 区金矿成矿系列属于构造蚀变岩型， 赋矿地层 主要为熊耳群和 太华群， E W 向深人断裂 ( 马超营) 和区域性不整合面( 洛宁 山前推覆构造 ) 控 制 了熊耳山金成矿带的分布 ， NE向断裂与 E W 向断 裂的交汇部位控制 了金矿床 的定位 ， 如康 山、 上 宫、 红庄、 北岭、 前河等大型金矿床均产于深大断裂或不 整合面与 N E 向断裂 的交叉处， 围绕燕 山期花 岗岩 体周边分布 。花 岗岩的活动为成矿物质活化和迁移 提供 了热源和动力 ， 同期 的断裂构造创造 了构造蚀 变岩型金矿 的“ 源、 运、 储 ” 条件( 王长明等 ， 2 0 0 5 ； 朱 嘉伟等， 2 0 0 8 ) 。 红庄矿区的金矿体主要受控 于矿化构造蚀变带 的规 模 和 形 态 ， 矿 体 的产 状 与 蚀 变 带 的产 状 基 本 一 致( 图 3 ， 图 5 ) ， 金矿 体 本 身就 是矿 化蚀 变 带 ( 图 5 A) ， 形成 了蚀变碎裂岩( 图 5 13) ， 局部形成 断层 泥 ( 图 5 C) ， 在平面和剖面上均 具分枝复合、 膨大缩小 等厚度变化较大的特点， 在破碎带的强蚀变地段、 多 次构造复合部位易形成金的工业矿体。马超营 断裂 带的多期活动 以及 由此引起的多次热液作用是金成 矿 的主 要 因素 。 3 3流体包裹体测试 本文对红庄矿 区主要矿 脉不 同标高、 不 同部位 矿石中白云石 内的流体包裹体进行 了测试。测试结 果( 表 2 ) 显示， 其流体包裹体可分为 2期： 第 1期为 中温期 ， 冰 点温 度为 一2 8 3 5 ， 均 一温度 为 1 9 2 -3 0 2 ， 盐度 叫( Na C l ) 为4 6 5 。 7 ， 密度 第 3 3卷 第 2期 侯红星等：熊耳 山地 区红庄金矿床 地质特征及矿床成因 3 5 7 图 4 红庄 金矿床 形成的构造 地质背景示意 图( 底 图据 C h e n e t a 1 ， 2 0 0 8 ) Fi g4h e ma t i c g e o l o g i ca l t e ct o n i c t t i n g ma p s h o wi n g f o ma a t i o n o f t h e Ho n g z h u a n g g o l d d e F ) ( t ( b a s e ma p a f t e r C h e n e t a 1 ，2 0 0 8) 为 0 7 7 I 0 9 1 0 g cm3 ， 形成压力为( 5 1 28 1 5 ) l0 P a ， 估算形成深度为 1 7 2 7 1 k m； 第 2期为低 温期， 冰 点温度 为 一1 0 一1 2 ， 均一温度为 1 1 2 1 5 0 ， 盐度 乞 c， ( N a C I )为 1 7 2 0 ， 密度为 0 9 3 2 0 9 6 1 g C l ll 3 ， 形 成 力为 ( 2 7 0 3 7 0 ) 1 0 5 P a ， 估 算形 成深 度 为 0 9 1 2 3 k m。这 表 明红 庄 金 矿区 少存在 2期含矿热液活动， 一次为中温热液， 一 次为低 温热液 。后 一 期热 液 的温度及 盐度 的 降 低 ， 町能是 受到 人气 水加 入 的影响 。 3 4热液 及矿 质来 源 根据前人大量 的同位素研 究成果 ， 熊耳 【 L 地区 金成矿作用的热液 和物质来源， 可概括为 4种 认识 ( 朱嘉伟 ， 2 0 0 8 ) ： 来源 丁人华群变质杂岩和熊耳 群火I l J 岩 ： 来源 区内的花 岗岩体； 来源于上 地幔； 多来源 ( 陈衍 景等， 1 9 9 2 ： 2 0 0 3 ； 2 0 0 4 ； 范宏 瑞等， 1 9 9 4 a ) 。近年来， 多数研究者趋 向于金成矿热 液和成矿物质具有 多种来源。根据该地区元岭、 红 庄等矿区金矿石 内多金属硫 化物的稳定同位 素( S 、 O、 H) 研究资料( 胡受奚等 ， 1 9 9 4 ； 罗铭玖等 ， l9 9 l； 卢 欣祥 等， 2 0 0 3 ) ， 金 矿 石 的 S值 为 一3 3 l 8 0 。 ， 平均为 3 2 ， O值 为 4 1 4 一6 2 3 ， 6 博 D值为 一8 4 1 1 0 。 一9 9 5 3 5 。研究资料表明， 多数 金矿 石 样 品 的 S值 为低 的 值 ， 塔 式效 应 比 较 明显 ， 推测为下地壳深源或幔源 。早期( 黄铁矿 ) 硫 同位素为小的正值 ， 随着矿化作用的进行、 热液f S的消耗、 方铅 等 多金属硫化物的沉淀， 热液的 f ( o 2 ) 升高， 导致