摘要
河南省地处华北陆块和东秦岭造山带的特殊地理位置,是中国重要的多金属矿产区,其中金矿是省内的优势矿种之一。本文通过系统总结河南省金矿资源特征、金矿类型、区域成矿规律(包括地质条件和成矿时代)以及金矿的空间分布与成矿系列,为下一步找矿方向提供了重要参考。结合河南省境内的盆山地貌,金矿矿集区划分为小秦岭地区、崤山地区、熊耳山—外方山地区、方城北部地区、卢氏南部地区、伏牛山南坡、西峡南部地区、桐柏山北部地区、大别山北麓9个区块。金矿类型主要划分为岩浆热液型矿床(包括石英脉型、蚀变岩型、斑岩型和爆破角砾岩型)和沉积作用相关的砂金矿床。其中岩浆热液型是河南省最主要的金矿类型,其成矿流体为中—高温、富CO2、低盐度的H2O-CO2-NaCl体系,成矿物质来源于岩浆。对河南省金矿区域成矿规律的总结表明,金矿对地层缺乏明显的选择性,而是受到多期深大断裂的影响。河南省金矿的主要成矿时代为晚泥盆世、三叠纪和早白垩世,其中早白垩世是最主要的金矿形成时代,与板内岩浆活动密切相关。按照全国统一划分方案,河南省成矿带划分出5个与金矿相关的Ⅳ级成矿区带和成矿系列,显示出良好的成矿条件和找矿前景。
Abstract
Henan Province, located at the intersection of the North China Craton and the East Qinling Orogenic Belt, is a significant polymetallic mineral area in China, with gold being one of its predominant mineral resources. This paper systematically summarizes the characteristics of gold resources in Henan Province, types of gold deposits, regional metallogenic regularity (including geological conditions and metallogenic epochs), as well as the spatial distribution and metallogenic series of gold deposits, providing crucial references for future prospecting. In consideration of the geomorphic feature within Henan Province, the principal gold ore-concentrated areas are subdivided into nine areas: Xiaoqinling area, Xiaoshan area, Xiong’ershan-Waifangshan area, northern Fangcheng area, southern Lushi area, southern slope of Funiushan, southern Xixia area, northern Tongbaishan area, and northern foot of Dabieshan area. Gold deposit types are primarily divided into magmatic-hydrothermal deposits (including quartz vein type, altered rock type, porphyry type, and explosion breccia type) and sedimentary-related placer gold deposits. Within this classification, the magmatic-hydrothermal type is the most prominent gold deposit type in Henan Province, with ore-forming fluids characterized by medium-high temperatures, CO2-rich, and low-salinity H2O-CO2-NaCl systems, and ore-forming materials derived from magma. A review of the regional metallogenic regularity of gold deposits in Henan Province reveals that gold deposits demonstrate a lack of significant selectivity to strata, instead being influenced by multiple phases of deep-seated faulting. The primary metallogenic epochs for gold deposits in Henan Province are the Late Devonian, Triassic, and Early Cretaceous, with the Early Cretaceous epoch being the primary epoch of gold formation, closely related to intraplate magmatic activity. In accordance with the national unified classification scheme, Henan Province's metallogenic belts are divided into five fourth-level metallogenic zones and metallogenic series related to gold, thereby demonstrating favorable metallogenic conditions and prospecting potential.
0 引言
黄金是中国重要的战略性资源,主要用于货币金融、珠宝首饰及工业科技等领域,并广泛应用于电子、器械、医疗和化工等尖端行业。中国金矿资源丰富,自改革开放以来,黄金工业迅速发展,2005 年起已成为全球最大的黄金生产国(Groves et al., 2018)。目前,中国拥有胶东地区、小秦岭地区、内蒙古地区、陕甘川和滇黔桂三角区等多个金矿聚集地,黄金产量逐年增加(罗栋和王艳楠,2013;王登红等,2023)。河南省复杂的构造成矿作用,拥有小秦岭第二大金矿矿集区,并与崤山、熊耳山等构成 Au-Mo-Pb-Zn-Ag 等多金属成矿带,其中 Au 和 Mo 是河南省重要的优势矿产。一批典型金矿(东闯— 金渠、文峪、上宫、祁雨沟、槐树坪、老湾等)的成功勘查和研究成果对提高金矿的研究程度和找矿勘查提供了历史性贡献(Xu et al.,1998;聂凤军等, 2001;Li et al.,2002;张宗恒等,2002;陈衍景等, 2004;郭东升等,2007;王炯辉等,2016;Wang et al., 2021;Yang et al.,2021;Meng et al.,2022;Tang et al., 2022;胡利芳等,2023;刘清泉等,2024)。前人研究多集中在单个矿床的成岩成矿年代学、矿床地质特征、矿床成因、金矿富集机制等方面,而缺少对全省金矿成矿规律、成矿系列等方面进行系统归纳。本文通过收集大量前人研究成果基础上,依托“中国矿产地质志•河南卷”和“中国矿产地质志·金矿卷” 研编项目成果(张宇,2023;王登红,2024),系统总结了河南金矿矿产资源特征、成矿类型、时空分布规律和成矿系列,最终为下一步找矿方向提供借鉴。
1 河南省资源特征
河南省地处华北陆块和东秦岭造山带(图1),由北向南依次为华北陆块南缘、北秦岭,南秦岭和扬子板块北缘,分别由栾川断裂带、商丹断裂带为划分界线(Meng and Zhang,1999;Dong et al.,2011;Wu and Zheng,2013;图1)。秦岭造山带从前寒武纪开始经历了漫长而多阶段的演化过程,最终在中三叠世进入完全碰撞阶段(Mao et al.,2008;Dong et al.,2011;Dong and Santosh,2016)。晚三叠世造山带由碰撞期开始进入减压延伸期。大规模地壳减薄与软流圈上涌,引发了强烈的壳幔相互作用,从而产生了大规模的岩浆事件(Wang et al.,2007; Zhao et al.,2008;Qin et al.,2010)。侏罗纪以后,由于太平洋板块的俯冲作用,构造方向由南北压缩转变为东西走向滑移运动,加速了造山带的延伸和变薄以及大规模的岩浆活动(Zhu et al.,2011)。
河南省金矿资源丰富,通过不同地区的成矿地质背景、控矿因素、矿化特征可以划分为小秦岭地区、崤山地区、熊耳山—外方山地区、方城北部地区、卢氏南部地区、伏牛山南坡、西峡南部地区、桐柏山北部地区、大别山北麓9个区块(图1)。其中小秦岭地区、崤山地区、熊耳山—外方山地区和方城北部地区均位于华北陆块南缘,整体受北东东向断裂控制,其东部的方城北部地区受黄土岭—郭沟— 拐河韧性剪切带控制,其构造方向逐渐向南东转换。卢氏南部地区地跨华北陆块南缘和北秦岭造山带;伏牛山南坡和西峡南部分别位于北秦岭和南秦岭造山带(图1)。
截止到 2019 年底,河南省查明岩金矿金属量 1327.87 t、砂金矿金属量 8.12 t、伴生金金属量 20.88 t。全省共有单一金矿产地 161处,其中岩金矿产地 157 处、砂金矿产地 4 处、共生伴生金矿产地 47 处。据统计,中型以上规模金矿共 36 处(超大型金矿 2 处、大型金矿 12处、中型金矿 22处),在全省金矿点占比22.36%(表1)。小秦岭—崤山—熊耳山—外方山—方城北部一带包含了大部分中型以上的金矿 (28处),是河南最重要的金矿矿集区。
图1河南省金矿产地分布图
表1河南省金矿床产地分布
2 河南金矿类型及特征
河南省地处秦岭—大别造山带交汇处,区域内自北向南依次出现华北地台南缘、北秦岭和南秦岭地块,拥有 Au-Mo-Pb-Zn 等多个金矿聚集地(张本仁,2002;Wu and Zheng,2013)。其中华北地台南缘的小秦岭—熊耳山金矿带是中国第二大黄金产地,具有重要的经济价值和研究意义。自 20世纪 60年代起,国内外学者对区内金矿床进行了大量的矿床地质、控矿构造、成矿流体及物质来源、成矿时代、成因机制、动力学背景等方面的有关研究工作,但仍存在较多争议(Mao et al.,2002;卢欣祥等,2004; 蒋少涌等,2009;Zhao et al.,2009;Jian et al.,2015;王庆飞等,2019;Wang et al.,2020;Wang et al.,2021)。部分学者基于构造背景、矿化类型、成矿流体性质等特征将胶东、小秦岭—熊耳山在内的华北克拉通矿床成因归为造山型金矿(Orogenic gold deposits),金矿化均受脆-韧性剪切带控制,沿主干构造成群成带分布(陈衍景,2006;Li et al.,2011;Deng and Wang,2016)。随着研究认识的加深,学者们意识到这些金矿有其特殊性,与世界典型造山型金矿存在诸多不同,因此相继提出了“与伸展有关的金矿床” (Mao et al.,2008;Song et al.,2015)、“与岩浆作用相关的金矿”(Yang et al.,2003)、“克拉通破坏性金矿床”(Li et al.,2012a;朱日祥和孙卫东,2021)等金矿成因模式。越来越多的学者认为金矿化与早白垩世东部岩石圈伸展体制下大规模的岩浆-热液活动密切相关(Mao et al.,2011;Li et al.,2012a,2012b;Li et al.,2015;Liu et al.,2020a)
由于金的特殊地球化学性质,金矿的成矿作用十分复杂,几乎能在所有地质年代、各类岩石中赋存,也能参与各种地质作用,造就了中国金矿类型的复杂多样(陈毓川,2001)。“中国矿产地质志•河南卷”在总结前人研究的基础上,将河南省金矿床分为岩浆热液型矿床(包括石英脉型、蚀变岩型、斑岩型和爆破角砾岩型)和沉积作用相关的砂金矿床,其中岩浆热液(石英脉型、蚀变岩型)类型是河南省最主要的金矿类型(表2)。
在区域内自西向东,小秦岭—熊耳山一带金矿成矿类型从石英脉型逐渐向蚀变岩型过渡(卢欣祥等,2004)。石英脉型金矿主要分布在小秦岭、崤山、桐柏山北部地区,代表矿床有东闯—金渠金矿、樊岔金矿、大湖—灵湖金矿、文峪金矿等。前人对其成矿流体的研究显示流体为中—高温、富CO2、低盐度的H2O-CO2-NaCl体系,包裹体类型以H2O-CO2 三相包裹体和 H2O-NaCl 两相包裹体为主,并有少量纯 CO2型包裹体和少量含子晶包裹体出现,除了早期成矿温度略高以外,其余特征均与中温脉状金矿特征一致(Neng,2000;范寿龙等,2012;李红蒙, 2017)。氢氧同位素主要分布在岩浆水及其左侧,表现为岩浆水和少量大气降水的混合(图2a)。S同位素范围为-12.23‰~7.1‰,平均值为1.40‰,峰值数据为1‰~4‰(图2b),显示出典型的深源岩浆硫的特征。
蚀变岩型金矿主要分布在熊耳山—外方山一带,代表矿床有上宫金矿、槐树坪金矿、上宫金矿等,成矿受到早白垩世伸展作用的北东向断层和顺层剪切断层的控制。对其进行的成矿流体研究表明,熊耳山—外方山地区成矿流体以中—低温、低盐度、低盐度 H2O-CO2-NaCl体系为主,包裹体类型为以富 CO2包裹体、含 CO2包裹体和 H2O-NaCl 包裹体为主(陈衍景等,2004;Tang et al.,2013;李俊生等,2017)。S 同位素数据显示出-17‰~-11‰ 和-3‰~6‰ 两组明显不同的源区特征(图3a、b)。另一组金矿的 δ34S峰值为-11.6‰,显示出明显的负硫特征,代表矿床为吉家洼、上宫、萑香洼、北岭和庙岭金矿(Chen et al.,2008;李正远,2015;张苏坤等, 2016;段存基,2018;李肖龙等,2020)。对于负硫特征金矿床,前人的解释存在争议,可能在热液运移过程中源区受到地壳组分的加入和混染或在主成矿期沉淀过程中产生了明显的硫同位素分馏。另一组金矿的 δ34S 峰值为-0.73‰,代表矿床为房店、槐树坪、康山、前河、小池沟和元岭金矿,显示出深源岩浆硫的特征(王海华等,2001;杨立强等,2009; 王炯辉等,2016)。成矿流体来源也具有明显的区别,前者的氢氧同位素分布范围更广,显示出岩浆水和大气降水的混合特征,而后者范围较小,显示出岩浆水为主的特征(图3c、d)。
图2小秦岭地区金矿氢氧同位素分布特征(a)和硫同位素直方图(b)
图3熊耳山—外方山地区金矿硫同位素直方图(a,b)和氢氧同位素分布特征(c,d)
硫-氢-氧同位素数据据河南省地质矿产厅第一地质调查队,1989①;范宏瑞等,1994;王海华等,2001;陈衍景等,2004;齐金忠等,2004;杨立强等,2009;吴发富,2010;胡新露等,2013;唐克非,2014;李正远,2015;张晓伟,2015;王炯辉等,2016;张兴康等,2017;段存基,2018;刘征华等, 2019;齐楠等,2019;Chao et al.,2020;李肖龙等,2020。
表2河南省金矿成矿年代
爆破角砾岩型金矿主要分布于熊耳山地区(如祁雨沟、房店)和南秦岭的西峡县蒲塘—淅川县毛堂一带(如蒲塘、毛堂)。斑岩型金矿仅见于祁雨沟金矿内的189号矿体(Qi et al.,2019;齐楠等,2019),其爆破角砾岩型金矿位于斑岩体的顶部。对祁雨沟金矿的成矿流体和成矿物质来源示踪研究,其HO-S同位素显示出成矿流体和成矿物质均为岩浆来源的特征(图3b、d;郭东升等,2007;齐楠等,2019)。
砂矿型金矿在区内分布较少,主要分布于丹江口库区和上游的淅川县丹江、淇河、老灌河流域的第四系冲积物中(如荆紫关—下湾、下集)及伊河流域的高都川河的第四系松散沉积物中(如嵩县高都川)。砂金一般赋存于沉积物间断面上的粗碎屑物中,形成有阶地砂金和河床-河漫滩砂金。
3 河南金矿区域成矿规律
3.1 成矿地质条件
河南省含金赋矿围岩时代和岩性复杂多样,以古元古代太华杂岩、长城系熊耳群和寒武系第三统—下泥盆统龟山岩组为主,部分赋存于下古生界二郎坪群、寒武系第二统小寨组和歪头山组等地层中。太华杂岩是河南省最重要的金矿围岩,在小秦岭、崤山和熊耳山地区共计赋存 38 个金矿床(点),累计查明金金属量 702.13 t,占全省总量的 57.1%。熊耳群在崤山、熊耳山地区和方城北部地区共计赋存 47 个金矿床(点),累计查明金金属量 265.1 t,占全省总量的21.6%。龟山岩组在桐柏山北部和大别山北麓地区共计赋存金矿床(点)12处,累计查明金金属 147.64 t,占全省总量的 12.01%。但地层岩性对金矿的形成没有明显的选择性,而更多的受到所处大地构造位置的构造演化影响。金矿总体受到多期演化的深大断裂的影响,尤其是石英脉型和蚀变岩型金矿受构造控制明显,显示出北西—南东向的展布规律(图1,图4)。各个不同矿带/田的具体控矿构造有一定区别,如伸展穹隆(小秦岭、崤山、熊耳山)、剪切走滑断裂系统(老湾)、褶皱核部虚脱部位及两翼层间滑动构造(围山城一带;王志宏, 2000)。
图4河南省断裂构造、伸展穹隆与金矿分布图
前人将东秦岭造山带划分为新元古代(979~711 Ma)、早古生代(507~400 Ma)、早中生代(252~185 Ma)和晚中生代(158~100 Ma)岩浆活动(Wang et al.,2013),这些岩浆活动代表了一期重要的构造事件。新元古代岩浆活动可能与 Rodinia 的裂解有关(Chen et al.,2006)。古生代以来经历了多次构造演化,开始进入主碰撞阶段(Mao et al.,2008;Dong et al.,2011;Dong and Santosh,2016)。晚三叠世之后,秦岭进入碰撞造山带后期的板内伸展阶段 (Wang et al.,2007;Zhao et al.,2008;Qin et al.,2010; Dong et al.,2011)。碰撞后的构造塌陷和地壳减薄导致地幔软流圈上涌,引发了地幔和下地壳的部分熔融,形成了大规模的岩浆作用(Zhu et al.,2011)。通过梳理河南省岩浆岩演化和金矿成矿时代,金矿的形成主要与板内岩浆活动具有明显的相关性 (Mao et al.,2011;Liu et al.,2020a)。岩浆岩岩性以花岗岩和少量闪长岩为主,时代主要集中在早白垩世。早白垩世岩浆作用在区域内广泛出露在华北陆块南缘和北秦岭造山带,形成大岩基和小岩株两类岩体,在南秦岭造山带零星出露有小岩株(Wang et al.,2015)。大部分金矿聚集区分布在大型花岗质岩基附近,如小秦岭的金矿与文峪、娘娘山岩体,熊耳山地区金矿与花山岩体、合峪岩体,老湾金矿带与老湾岩体等具有明显的空间关系。但与金矿同阶段的岩石地球化学数据表明侵入岩的金含量较低,且大部分都低于中国东部地壳平均值,表明侵入岩的形成与金矿可能没有直接的物质来源关系,而是相同构造事件的产物(Mao et al.,2011;Li et al., 2012a,2012b;Li et al.,2015;Liu et al.,2020b)。
3.2 成矿时代
通过统计河南省金矿的成矿年龄存在3个峰值 (图5):晚泥盆世(382~359 Ma)、三叠纪(250~200 Ma)、早白垩世(135~120 Ma),其中早白垩世成矿为主要的金成矿时代,为后造山或板内环境下幔源物质活跃时期。
(1)晚泥盆世
河南省境内泥盆纪金矿床数量不多,但部分可达中型以上规模,代表矿床有桐柏县银洞坡金矿、桐柏县朱庄金矿、桐柏县河西金矿等。前人对银洞坡金矿含金石英脉绢云母 Ar-Ar 定年得到了 373~361 Ma 坪年龄(张静等,2004;江思宏等,2009),表明存在晚泥盆世成矿事件,为后造山板内岩浆活动的产物。该时期除了产出金矿以外,还有大量伟晶岩及稀土矿产出,如陕西丹凤地区的含铀花岗伟晶岩形成于 415~404 Ma(赵如意等,2013);太平镇的幔源石英碳酸岩脉的氟碳铈矿LA-ICP-MS U-Pb下交点年龄为(409±16) Ma,氟碳铈矿 TIMS U-Pb 年龄为(407.8±3.3) Ma,热液锆石LA-ICP-MS U-Pb加权平均年龄为(399.4±3.54) Ma(Qu et al.,2019)等。金矿的形成年龄比伟晶岩形成晚约 20 Ma,可能为同一构造热事件的产物,均与后造山伸展背景下幔源物质强烈活动有关。但是由于区域上早白垩世岩浆活动强烈,如梁湾和老湾岩体等,金矿可能也经历了后期改造,比如通过K-Ar和Ar-Ar法获得银洞坡金矿的成矿年龄为 176~140 Ma,可能代表这一后期改造作用(Zhang et al.,2013)。
图5河南省金矿成矿年龄直方图
(各矿床年代学数据及数据出处见表2)
(2)三叠纪
三叠纪成矿主要分布在小秦岭—熊耳山一带,代表矿床有大湖—灵湖金矿、上宫金矿等。但是三叠纪的成矿年龄多来自全岩 Rb-Sr、石英中包裹体的 Ar-Ar 和 Rb-Sr 等时线年龄,如上宫金矿围岩安山岩全岩Rb-Sr等时线年龄为(242±11) Ma(河南省地质矿产厅第一地质调查队,1989①),石英包裹体 Ar-Ar 坪年龄为(222.83±24.91) Ma(任富根等, 2001)。此外,大量三叠纪的成矿年龄还来自辉钼矿的 Re-Os 年龄,如大湖金矿辉钼矿 Re-Os 等时线年龄为 232~199 Ma 和(李厚民等,2007;李诺等, 2008;简伟,2010;谢亘等,2014);瑶沟金矿床辉钼矿 Re-Os 等时线年龄为(255.3±2.8) Ma(周栋等,2018)等,但辉钼矿与金矿是否为同一成矿事件仍然存在争议。在焕池峪—藏马峪金矿的测年研究中对辉钼矿脉和含金石英脉中的热液独居石进行了 U-Pb 定年工作,获得年龄分别为(203.5±8.1) Ma 和(130.4±5.3) Ma,表明红土岭矿区存在晚三叠世的钼矿和早白垩世金矿两期成矿事件(Zhao et al., 2019)。侏罗纪成矿年龄的厘定与三叠纪类似,主要来自于争议较大的测年方法所获得的数据,比如槐树坪金矿包裹体 Rb-Sr 等时线年龄为(163±3) Ma、(173±60) Ma(赵光远,2017)。
(3)早白垩世
河南省境内早白垩世金矿床数量最多,分布广泛,其中小秦岭—熊耳山外方山一带得到了大量的年代学研究成果。小秦岭地区位于小秦岭伸展穹隆内,主要矿床有灵宝市文峪金矿、东闯—金渠金矿、大湖—灵湖金矿、樊岔金矿等。樊岔金矿分别使用黄铁矿 Re-Os、热液绢云母 Ar-Ar、热液独居石 U-Pb 和金红石 U-Pb 等定年方法得到了 130~120 Ma 的年龄区间(任志媛,2012;Liu et al.,2020a;Liu et al.,2021)。东闯金矿分别对不同阶段的绢云母进行 Ar-Ar 定年,得到了 132~128 Ma 年龄范围(李强之等,2002)。焕池峪—藏马峪金矿红土岭矿段通过与金共生独居石 U-Pb 定点得到了(130.4±5.3) Ma 成矿年龄(Zhao et al.,2019)。这些成矿年龄揭示了小秦岭金矿形成于早白垩世,而不是前人认为的三叠纪。
崤山地区位于崤山伸展穹隆内,主要矿床有半宽、申家窑等13处金矿产地。其中半宽金矿通过含金脉石英和方铅矿流体包裹体Ar-Ar坪年龄得到了 133~126 Ma 的年龄区间(朱嘉伟等,1999);申家窑金矿通过独居石 U-Pb 和绢云母 Rb-Sr 定年得到了 130~128 Ma 的年龄区间(Tang et al.,2023),说明崤山矿田金矿主要形成于早白垩世。
熊耳山—外方山地区位于熊耳山伸展穹隆,有上宫、祁雨沟、槐树坪、前河、北岭等 68 处矿产地。其中北岭金矿的主成矿期黄铁矿 Rb-Sr 年龄为 (124.2±3.1)Ma(Chao et al.,2020);祁雨沟爆破角砾岩矿体通过钾长石 Ar-Ar、主成矿期黄铁矿 Rb-Sr 定年等手段得到了126~115 Ma的年龄范围(王义天等,2001;韩以贵等,2007);相应地对祁雨沟 189 号斑岩矿体进行的黄铁矿Re-Os和绢云母Ar-Ar定年得到了 128~126 Ma 的年龄区间(Qi et al.,2019;Wang et al.,2020);萑香洼金矿与金矿化有关的蚀变钾长石 Ar-Ar 年龄为(133.2±1.3) Ma(高亚龙等, 2018);元岭金矿通过主成矿阶段黄铁矿Rb-Sr得到了(121.5±1.5) Ma 的成矿年龄(李蓓,2020);小南沟—庙岭金矿通过含金蚀变断裂破碎带内的含矿钾长石 Ar-Ar年龄得到了 133~114 Ma的年龄范围。熊耳山地区的金矿床内普遍发育一期钼矿化,与小秦岭的三叠纪钼矿化不同,该时期钼矿化主要集中于 155~129 Ma(高亚龙等,2010;Qi et al.,2019; Wang et al.,2020),比金矿化略早,暗示了钼金的沉淀可能不是同一成矿事件。
桐柏山北部地区的老湾、桐树庄、歇马岭等金矿床和大别山北麓有魏庄、新洼、殷北冲等金矿产地,矿化类型有破碎带蚀变岩型和石英脉型。其中老湾金矿通过白云母Ar-Ar、热液独居石U-Pb得到了142~138 Ma的年龄范围(张冠等,2008)。伏牛山南坡主要矿床有许窑沟、高庄、祈子堂等,其中高庄金矿前人通过载金磁黄铁矿 Re-Os 定年、黄铁矿 Rb-Sr 等方法得到了 137~129 Ma 的成矿年龄(张健等,2019;梁涛等,2020)。方城北部、卢氏南部等其余地区多以小型金矿为主,且研究程度较低,目前没有年代学研究证据。
4 河南金矿空间分布与成矿系列
按照全国统一划分方案划分河南省成矿域,河南省域属叠加在古亚洲成矿域之上的滨太平洋成矿域(Ⅰ-4),以栾川断裂为界分为北部的华北成矿省(Ⅱ-14)与南部的秦岭—大别成矿省(Ⅱ-7)。与金矿有关的Ⅲ级成矿带主要为华北陆块南缘 FeCu-Au-Ag-Mo-W-Pb-Zn-铝土矿-煤-萤石-石盐成矿带(Ⅲ-63)、东秦岭 Au-Ag-Mo-Cu-Pb-Zn-Sb非金属成矿带(Ⅲ-66)和桐柏—大别—苏鲁Fe-AuAg-Mo-金红石-萤石-珍珠岩-膨润土成矿带(Ⅲ— 67)。Ⅳ级成矿亚区(带)的区划按照分划性断层、盆岭构造(隆起与坳陷)、不同构造-岩浆活动区成矿特征的差异等进行划分。本研究在全省共划分出 17 个Ⅳ级成矿区带,与金矿有关的共有 5 个(图6,表3),其中Ⅲ—63 有 1 个Ⅳ级成矿区带(Ⅲ— 63—②)、Ⅲ—66 包含 2 个Ⅳ级成矿区带(Ⅲ—66— ①、Ⅲ—66—②)、Ⅲ—67 包含 2 个Ⅳ级成矿区带 (Ⅲ—67—①、Ⅲ—67—②),显示出良好的成矿条件和找矿前景。
图6河南省Ⅳ级成矿区带划分及贵金属-三稀矿产分布图
全域共划分出17个Ⅳ级成矿区带,其中与金矿相关的为:(1)Ⅲ—63—②—小秦岭—伏牛山Fe-Mo-W-Au-Ag-Pb-Zn-石墨-滑石-萤石-重晶石成矿亚带;(2)Ⅲ—66—①—北秦岭Fe-Cu-Au-Ag-RM(稀有金属)-Mo-Pb-Zn-Sb-石墨-矽线石-蓝晶石-红柱石-金红石-萤石成矿亚带; (3)Ⅲ—66—②—南秦岭Au-石墨-金红石-蓝石棉成矿亚带;(4)Ⅲ—67—①—大别山北缘Fe-Au-Ag-Mo-珍珠岩-膨润土成矿亚带;(5)Ⅲ— 67—②—桐柏—大别Ni-Au-Mo-金红石-萤石成矿亚带
表3河南省金矿床空间分布
注:O3 —华北陆块南缘与晚侏罗世—早白垩世岩浆作用有关的金、银、钼、钨、铅、锌、钴、铁、水晶、萤石、重晶石、滑石、透辉石、透闪石、硅灰石矿床成矿亚系列;O2 —东秦岭与晚侏罗世—早白垩世岩浆作用有关的金、银、钼、钨、铜、铅、锌、锑、水晶、萤石矿床成矿亚系列;O1 —桐柏—大别地区与早白垩世岩浆作用有关的金、银、钼、钨、铜、铅、锌、萤石、珍珠岩、膨润土、沸石、白云母矿床成矿亚系列;r 3 —豫西山间盆地新生代砂金、油页岩、天然气成矿亚系列;h2 —北秦岭与泥盆纪岩浆作用有关的铁、稀土、金、银、铅、锌、稀有金属、锡、钾长石、白云母。
(1)Ⅲ—63—②—小秦岭—伏牛山 Fe-Mo-WAu-Ag-Pb-Zn-石墨-滑石-萤石-重晶石成矿亚带
小秦岭—伏牛山成矿亚带处在秦岭造山带北侧,为夹持于栾川—明港断裂与三门峡—鲁山断层之间强烈的构造变形和岩浆活动带;地理上属于秦岭山脉,地质构造上属于狭义的华北陆块南缘。该成矿亚带基底以古元古代杂岩为主,残留少量新太古代杂岩。前寒武纪活动大陆边缘阶段性裂谷火山-沉积作用形成一套盖层岩系,自下而上依次为长城系熊耳群、汝阳群、洛峪群,蓟县系官道口群,待建系白术沟组,青白口系栾川群,以及上震旦统罗圈组和东坡组。志留纪—早侏罗世阶段性隆升作用导致古生代被动陆缘沉积盖层的剥蚀或缺失,残留少量寒武系第二统—第三统辛集组、朱砂洞组和馒头组,以及奥陶系陶湾群。白垩系和新生界分布于山间盆地。岩浆活动强烈,除普遍性分布的古元古代变质岩浆杂岩和长城纪火山岩外,主要有长城纪晚期、蓟县纪晚期、青白口纪晚期和中三叠世正长岩、正长—碱性花岗岩带,长城纪晚期、青白口纪晚期与泥盆纪辉长岩,以及晚侏罗世—早白垩世花岗岩带。构造上处在秦岭中生代花状造山带北缘次级花状构造带,先后发育褶皱与背冲断裂系统、穹隆与层间剥离断裂系统及不同走向交织的脆性断裂系统。
该成矿亚带是河南省最重要金成矿亚带,其内进一步划分出4个V级矿集区,如小秦岭地区、崤山地区、熊耳山—外方山地区和方城北部地区,共产出94处岩金矿,其中超大型1处、大型11处、中型17 处、小型 58 处、矿点 7 处,累计查明金金属量 1062.42 t,占全省金矿总资源量的80.01%。
(2)Ⅲ —66— ① — 北秦岭 Fe-Cu-Au-Ag-RM (稀有金属)-Mo-Pb-Zn-Sb-石墨-矽线石-蓝晶石红柱石-金红石-萤石成矿亚带
北秦岭成矿亚带处于秦岭造山带内,为夹持于栾川—明港断裂和商丹断裂带之间强烈的构造变形和岩浆活动带,包括南阳盆地西侧和东侧桐柏山北部地区。带内由多个形成于不同时代、不同构造环境、有着各自独立建造特征、变形变质和构造演化序列的构造地层地块在剖面上堆垛叠置、平面上拼贴嵌合为一体的复杂构造带,包括宽坪单元、二郎坪单元和北秦岭单元。出露地(岩)层由老到新有古元古界秦岭岩群、中—新元古界峡河岩群、青白口系广东坪岩组、寒武系柿树园组、寒武系第二统小寨组和歪头山组、寒武系第三统—中奥陶统四岔口岩组、下古生界二郎坪群、泥盆纪谢湾岩组以及断陷盆地的三叠系陆源含炭碎屑岩建造和白垩系河流相陆源碎屑岩建造。区内主要经历了3期构造岩浆事件,为新元古代(晋宁期)、早古生代—泥盆纪(加里东期)、晚侏罗世—早白垩世(燕山期)。新元古代(979~711 Ma)的岩浆事件类似于华南及邻区古陆块发育的新元古代构造岩浆事件,是秦岭造山作用之前的产物。早古生代—泥盆纪(507~400 Ma)的岩浆事件主要代表商丹洋向北俯冲、碰撞、后碰撞和后造山的岩浆活动。晚侏罗世—早白垩世(158~100 Ma)的岩浆事件则代表板内岩浆活动。金成矿作用主要发生在泥盆纪后造山陆内伸展阶段和早白垩世陆内伸展阶段。
该成矿亚带内进一步划分出3个产出V级矿集区,如卢氏南部地区、伏牛山南坡和桐柏北部金成矿带,共产出 46 处岩金矿,其中超大型 1 处、大型 1 处、中型3处、小型37处、矿点4处,累计查明金金属量 246.33 t,占全省金矿总资源量的 18.55%。成矿时代为泥盆纪和早白垩世。此外该成矿亚带西侧分布大量的伟晶岩脉,是河南省重要的三稀矿产的找矿远景区。
(3)Ⅲ—66—②—南秦岭 Au-石墨-金红石-蓝石棉成矿亚带
南秦岭成矿亚带位于南阳盆地以西,商丹断裂带以南,淅川断裂以北。区内自北而南出露岩层为古元古界陡岭岩群、姚营寨组和耀岭河组、震旦系。区内岩浆活动频繁,发育古元古代、南华纪、早白垩世三个时期的岩浆岩,以古元古代和南华纪最为强烈。古元古代侵入岩主要为一套由 TTG 系列和富钾花岗岩组成的正片麻岩,代表陡岭基底的形成。南华纪侵入岩自西北向东南主要有三坪沟闪长岩和辉长岩体,封子山花岗闪长岩体,甘沟石英闪长岩体,以及紧邻东南角外侧出露吐雾山钠闪霓辉石花岗岩体,形成时代为 740~701 Ma,岩石组合代表了碰撞后裂解环境,表明在新元古代早期(晋宁期) 已完成拼合的东秦岭,又在新元古代中期发生了裂解,代表了晋宁与加里东期的构造转换机制(卢欣祥,1998)。早白垩世岩浆活动较弱,仅分布在蒲塘—毛堂一带,表现为富镁、富钾、偏碱性酸性侵入岩,岩石类型主要为花岗斑岩、爆破角砾岩,金矿多与该期岩浆活动关系密切。该成矿亚带仅包含1个 V 级矿集区,即西峡南部地区,共产出 5 处岩金矿,其中中型1处、小型4处,累计查明金金属量10.26 t,占全省金矿总资源量的0.77%。金矿类型以爆破角砾岩型金矿为主,如西峡县蒲塘金矿、淅川县毛堂金矿和淅川县大华山金矿,还有少量岩浆热液型金矿。
(4)Ⅲ—67—①—大别山北缘 Fe-Au-Ag-Mo珍珠岩-膨润土成矿亚带和Ⅲ—67—②—桐柏—大别Ni-Au-Mo-金红石-萤石成矿亚带
桐柏—大别—苏鲁成矿带(Ⅲ—67)范围对应桐柏—大别—苏鲁造山带,河南境内涉及桐柏山— 大别山西段(西大别)的北半部分。带内残留新太古代、古元古代杂岩包体,主要出露南华纪以来岩石地层和构造岩石单位。以龟山—梅山断裂带为界划分出大别山北缘成矿亚带(Ⅲ—67—①)及桐柏—大别成矿亚带(Ⅲ—67—②)。断裂带之北为北秦岭构造单元和早白垩世火山岩带,主要分布 Ag、Au、Fe、Mo、珍珠岩、膨润土矿产;以南为南秦岭构造单元、中生代高压—超高压折返带和早白垩世花岗岩带,矿产以 Mo、Ni、Au、金红石、萤石为主。金矿主要与其内早白垩世花岗岩关系密切,跨越两个Ⅳ级成矿带。
大别山北缘成矿亚带和桐柏—大别成矿亚带共同包含1个V级矿集区,即大别山北麓,共产出12 处金矿,其中中型 1 处、小型 3 处、矿点 8 处,累计查明金金属量8.86 t,占全省金矿总资源量的0.67%。
5 结论
(1)河南省金矿资源丰富,根据成矿地质背景、控矿因素、矿化特征划分为小秦岭地区、崤山地区、熊耳山—外方山地区、方城北部地区、卢氏南部地区、伏牛山南坡、西峡南部地区、桐柏山北部地区、大别山北麓9个区块。
(2)河南省金矿成矿类型主要划分为岩浆热液型矿床(包括石英脉型、蚀变岩型、斑岩型和爆破角砾岩型)和沉积作用相关的砂金矿床。成矿受断裂控制明显,与地层没有明显的选择性。其成矿时代主要集中在晚泥盆世、三叠纪和早白垩世,其中早白垩世是最主要的金矿形成时代,与板内岩浆活动密切相关。
(3)河南省成矿带划分出 5 个与金矿相关的Ⅳ级成矿区带和成矿系列,分别为Ⅲ—63—②、Ⅲ— 66—①、Ⅲ—66—②、Ⅲ—67—①和Ⅲ—67—②,显示出良好的成矿条件和找矿前景。
注释
① 河南省地质矿产厅第一地质调查队 .1989. 秦巴地区重大基础地质问题和主要矿产成矿规律研究:熊耳山地区蚀变构造岩型金矿成矿地质条件及富集规律研究报告[R].