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摘要：牛头沟金矿是嵩县金牛公司的一个探矿区，结合牛头沟金矿以往地质资料和实地工作资料，通过对该矿床地质特征及成矿规律的分析，为该地区确立找矿方向和寻找相以类型矿床起到一定的指导意义。
关键词：矿床地质特征；矿床成因类型；牛头沟金矿；河南嵩县
中图分类号：TD文献标识码A文章编号 1673-9671-(2012)022-0091-01
1矿区地质特征
1）地层。牛头沟金矿位于小章沟－白土塬古火山构造带北部，五丈山花岗岩体的外接触带，1：5万水系沉积物测量属1-Ａ-甲大环形异常带内。出露地层为长城系熊耳群焦园组下段（Chj1）和中段（Chj2），区内褶皱简单，地层呈单斜产出，倾向南东。区内岩性为安山岩类、安山玢岩类、英安岩类、流纹班岩类及粗面岩类。
2）构造。矿区位于熊耳山断隆东南翼，褶皱构造简单。地层呈单斜产出，总体倾向南东，局部北东或南南东，倾角5°-45°，一般10°-25°，变化较大，主要为古火山构造及断裂构造所致。矿区断裂发育，大小共有11条，最长的Ｍ14横贯矿区中部，全长大于3 km，矿区内控制长度1 615 m，根据断裂走向，结构面力学性质，及控矿特征，矿区内断裂可分为北西向，北东向，近东西向和近南北向四组。北西向断裂横贯矿区，是主要的控矿断裂，北东向断裂错断了北西向断裂。其余各组断裂，不甚发育，蚀变矿化甚微。
3）岩浆岩。区内岩浆岩主要有三种，即熊耳期火山岩，华力西期正长岩、正长斑岩，燕山期黑云母二长花岗岩。它们喷出岩，脉岩、侵入岩的形成式存在。
4）围岩蚀变。矿区热液活动沿北东向、北西向、近南北向三组断裂发育，分布于断裂带内及两侧围岩中，蚀变种类多、强度大，蚀变方式包括面型浸染、脉状、网脉状、团块状、透镜状等交代充填。由于不同方向构造的性质差异，其蚀变类型也相差悬殊。
2矿床成因
随着熊耳山地区金矿大规模勘查和科研工作的深入开展，积累了丰富的地质资料和测试成果。现就牛头沟金矿地质条件并结合区域地质资料，将与成矿作用有关的几个问题作一探讨。
1）成矿时代：①区域内金矿床、矿点和矿化点及化探异常围绕燕山期花山花岗岩基分布，或其分布与花岗斑岩，隐伏岩体有关。这些迹象表明金矿化与燕山期花岗（斑）岩有密切的成因联系；②矿区正长岩脉较为发育，它们与金矿的相互关系对矿床生成时代提供了直接资料。矿区金矿床在M14西段直接叠加于正长岩脉之上，说明矿床形成的最早时期为华力西期之后。同时，在五丈山岩体外带，可见到多金属石英脉之细脉分布。综上所述，矿床的成矿时代应为燕山晚期。
2）成矿物质来源：①太古界绿岩带是全球性金的一个重要成矿单元，既是金的矿源层，又是金矿床赋存部位；②熊耳群火山岩通过近年各科研单位的研究成果，比较一致地认为是金的第二矿源层。熊耳群火山喷发岩浆，无疑会从太华群中携带大量的成矿元素，沿着古火山构造带，形成初部富集带；③燕山期强烈的构造岩浆活动，使地层中以及岩浆中携带的成矿物质最终富集成金矿床。
3）成矿温度和找矿物理化学条件：①成矿温度：与牛头沟金矿类型相似的金矿床，在整个熊耳山地区分布较多，以上宫为主的有关熊耳山地区构造蚀变岩型金矿的科研报告，对该类型矿床的成矿物理化学条件也做了大量的测试和研究工作。为本区内同类型金矿床的研究提供了较充分的证据。首先前河葚沟即为一构造蚀变岩型金矿床，它的赋矿层位和距岩体的距离与牛头沟金矿十分相似，该矿点所测试的浸染状黄铁矿金矿石的成矿温度为248℃-380℃。再就多金属硫化物的成矿温度分析上宫乌鲁木齐为180℃-266℃，康山－星星阴地区为249℃-265℃。另据熊耳山地区共生矿物对硫同位素值和分馏方程计算的硫同位素平衡温度显示，方鉛矿、黄铁矿阶段为247℃-380℃。见于上述矿床（点）与牛头沟金矿同是围绕花山花岗岩体分布，具有共同的成矿物质来源和相似或近于相似的矿物共生组合、结构构造、围岩蚀变特征。因此，我们认为牛头沟矿区的成矿温度应为180℃-380℃左右，属中低温型；②成矿压力及深度：成矿压力采用地质剖面法结合矿物压力计法估算。矿体赋存于熊耳群焦园组中下部，据区测资料，矿区附近焦园组以上熊耳群总厚度在4 500 m左右，如果按其上缺失盖层，则成矿时上覆地层厚度也在4 500 m左右。项按1公里相当于250巴计，成矿时的压力应接近1 125巴，成矿深度4.5 km左右；③矿液性质：根据本区同类型金矿科研提供的资料，本区金的成矿溶液主要为岩浆水。在成矿晚期成矿溶液δ12H20降低。表明有少量大年降水加入，根据区内矿物包裹体研究普遍有富含Na+、CO、CO2、Cl+ 、H2O的特征，表明本区内成矿流体为富含卤素和碱质的水溶液，主要属Na+、CO、CO2、Cl+、H2O体系。根据矿物包体所测得的成矿溶液pH值多为6.5-7.5，表明成矿溶液的酸碱度为近中性－弱碱性。
4）成矿机制：①熊耳群火山喷发熔浆，从太华群中携带了大量的成矿物质，沿着古火山构造形成初始富集带；②华力西期碱性岩浆活动，使本区的断裂构造初步形成，矿区内，这期岩浆活动主要表现为以岩脉的形式充填在断裂构造带内；③燕山期岩浆上侵对上覆地层的推挤，形成了环状断裂带和放射状断裂带，在矿区内北西向构造主要表现为对前期控脉构造的叠加追踪改造。从而为岩浆的侵位及岩浆热流活动与矿体的形成提供了通道和储矿空间。因此，本矿床应为重熔岩浆热液形成的构造蚀变岩型金矿床。
3找矿标志
1）地层标志。金矿赋存于熊耳群焦园组中，岩性以安山岩类与英安岩类为主，对成矿最有利。
2）构造标志。金矿赋存于构造蚀变破碎带内，断裂构造是控矿的场所。特别是多期活动的构造，如矿区内的北西向构造对成矿就十分有利，其次是构造破碎带中呈舒缓波状的局部引张地段，常常是成矿最有利的部位。也是找矿的构造标志。
3）蚀变矿化标志。含矿断裂构造带常具有明显的蚀变和矿化现象，一般强烈的硅化、黑云母化、钾长石化、黄铁矿化和铅锌矿化与铁白云石化都是找矿的直接标志。
4）岩浆岩标志。与金矿有一定成因联系的燕山期花岗岩类侵入岩在空间上分布有一定规律。如范疙瘩金矿即产出于五丈山花岗岩体的连部，因此，围绕着燕山期花岗岩体是找矿的有利靶区。其次华力西期碱性岩脉在区内成群分布，这些碱性岩脉成群分布的地区也是找金的靶区。
5）异常标志。各种地球物理、地球化学的异常也是有效的间接找矿标志，如范疙瘩金矿所在地均有明显的金重砂异常与金的化深异常，金矿化范围一般不超出异常范围。
6）其他标志。容矿断裂地表常见褐铁矿化，同时古采洞及现代民采洞都是可靠的直接或间接找矿标志。
4找矿方向
1）在本区内，金矿赋存于构造蚀变带内，断裂构造是控矿容矿的场所。特别是多期活动的构造，对成矿十分有利。
2）金矿主要发生后的挤压脆性叠加阶段，压扭性断裂相对引张部位，易改变热液运动的速度，有利于矿液运移、充填交代、沉淀。
3）本区内的古火山机构以及围绕着古火山口的环状、放射状构造往往是成矿的有利部位。与本区金矿成因联系的燕山期花岗岩类侵入岩在空间分布有一定规律，牛头沟金矿即产于五丈山花岗岩体的边部，因此，围绕燕山期花岗岩体的外蚀变带也是找矿的有利靶区。
参考文献
[1]耿怡智,等.河南嵩县范疙瘩金矿床地质特征[J].金属矿山,2008.
[2]徐红伟,等.河南少嵩县槐树坪金矿成矿地质特征及成因分析[J].河南理工大学学报(自然科学版),2009.
关键词：矿床地质特征；矿床成因类型；牛头沟金矿；河南嵩县
中图分类号：TD文献标识码A文章编号 1673-9671-(2012)022-0091-01
1矿区地质特征
1）地层。牛头沟金矿位于小章沟－白土塬古火山构造带北部，五丈山花岗岩体的外接触带，1：5万水系沉积物测量属1-Ａ-甲大环形异常带内。出露地层为长城系熊耳群焦园组下段（Chj1）和中段（Chj2），区内褶皱简单，地层呈单斜产出，倾向南东。区内岩性为安山岩类、安山玢岩类、英安岩类、流纹班岩类及粗面岩类。
2）构造。矿区位于熊耳山断隆东南翼，褶皱构造简单。地层呈单斜产出，总体倾向南东，局部北东或南南东，倾角5°-45°，一般10°-25°，变化较大，主要为古火山构造及断裂构造所致。矿区断裂发育，大小共有11条，最长的Ｍ14横贯矿区中部，全长大于3 km，矿区内控制长度1 615 m，根据断裂走向，结构面力学性质，及控矿特征，矿区内断裂可分为北西向，北东向，近东西向和近南北向四组。北西向断裂横贯矿区，是主要的控矿断裂，北东向断裂错断了北西向断裂。其余各组断裂，不甚发育，蚀变矿化甚微。
3）岩浆岩。区内岩浆岩主要有三种，即熊耳期火山岩，华力西期正长岩、正长斑岩，燕山期黑云母二长花岗岩。它们喷出岩，脉岩、侵入岩的形成式存在。
4）围岩蚀变。矿区热液活动沿北东向、北西向、近南北向三组断裂发育，分布于断裂带内及两侧围岩中，蚀变种类多、强度大，蚀变方式包括面型浸染、脉状、网脉状、团块状、透镜状等交代充填。由于不同方向构造的性质差异，其蚀变类型也相差悬殊。
2矿床成因
随着熊耳山地区金矿大规模勘查和科研工作的深入开展，积累了丰富的地质资料和测试成果。现就牛头沟金矿地质条件并结合区域地质资料，将与成矿作用有关的几个问题作一探讨。
1）成矿时代：①区域内金矿床、矿点和矿化点及化探异常围绕燕山期花山花岗岩基分布，或其分布与花岗斑岩，隐伏岩体有关。这些迹象表明金矿化与燕山期花岗（斑）岩有密切的成因联系；②矿区正长岩脉较为发育，它们与金矿的相互关系对矿床生成时代提供了直接资料。矿区金矿床在M14西段直接叠加于正长岩脉之上，说明矿床形成的最早时期为华力西期之后。同时，在五丈山岩体外带，可见到多金属石英脉之细脉分布。综上所述，矿床的成矿时代应为燕山晚期。
2）成矿物质来源：①太古界绿岩带是全球性金的一个重要成矿单元，既是金的矿源层，又是金矿床赋存部位；②熊耳群火山岩通过近年各科研单位的研究成果，比较一致地认为是金的第二矿源层。熊耳群火山喷发岩浆，无疑会从太华群中携带大量的成矿元素，沿着古火山构造带，形成初部富集带；③燕山期强烈的构造岩浆活动，使地层中以及岩浆中携带的成矿物质最终富集成金矿床。
3）成矿温度和找矿物理化学条件：①成矿温度：与牛头沟金矿类型相似的金矿床，在整个熊耳山地区分布较多，以上宫为主的有关熊耳山地区构造蚀变岩型金矿的科研报告，对该类型矿床的成矿物理化学条件也做了大量的测试和研究工作。为本区内同类型金矿床的研究提供了较充分的证据。首先前河葚沟即为一构造蚀变岩型金矿床，它的赋矿层位和距岩体的距离与牛头沟金矿十分相似，该矿点所测试的浸染状黄铁矿金矿石的成矿温度为248℃-380℃。再就多金属硫化物的成矿温度分析上宫乌鲁木齐为180℃-266℃，康山－星星阴地区为249℃-265℃。另据熊耳山地区共生矿物对硫同位素值和分馏方程计算的硫同位素平衡温度显示，方鉛矿、黄铁矿阶段为247℃-380℃。见于上述矿床（点）与牛头沟金矿同是围绕花山花岗岩体分布，具有共同的成矿物质来源和相似或近于相似的矿物共生组合、结构构造、围岩蚀变特征。因此，我们认为牛头沟矿区的成矿温度应为180℃-380℃左右，属中低温型；②成矿压力及深度：成矿压力采用地质剖面法结合矿物压力计法估算。矿体赋存于熊耳群焦园组中下部，据区测资料，矿区附近焦园组以上熊耳群总厚度在4 500 m左右，如果按其上缺失盖层，则成矿时上覆地层厚度也在4 500 m左右。项按1公里相当于250巴计，成矿时的压力应接近1 125巴，成矿深度4.5 km左右；③矿液性质：根据本区同类型金矿科研提供的资料，本区金的成矿溶液主要为岩浆水。在成矿晚期成矿溶液δ12H20降低。表明有少量大年降水加入，根据区内矿物包裹体研究普遍有富含Na+、CO、CO2、Cl+ 、H2O的特征，表明本区内成矿流体为富含卤素和碱质的水溶液，主要属Na+、CO、CO2、Cl+、H2O体系。根据矿物包体所测得的成矿溶液pH值多为6.5-7.5，表明成矿溶液的酸碱度为近中性－弱碱性。
4）成矿机制：①熊耳群火山喷发熔浆，从太华群中携带了大量的成矿物质，沿着古火山构造形成初始富集带；②华力西期碱性岩浆活动，使本区的断裂构造初步形成，矿区内，这期岩浆活动主要表现为以岩脉的形式充填在断裂构造带内；③燕山期岩浆上侵对上覆地层的推挤，形成了环状断裂带和放射状断裂带，在矿区内北西向构造主要表现为对前期控脉构造的叠加追踪改造。从而为岩浆的侵位及岩浆热流活动与矿体的形成提供了通道和储矿空间。因此，本矿床应为重熔岩浆热液形成的构造蚀变岩型金矿床。
3找矿标志
1）地层标志。金矿赋存于熊耳群焦园组中，岩性以安山岩类与英安岩类为主，对成矿最有利。
2）构造标志。金矿赋存于构造蚀变破碎带内，断裂构造是控矿的场所。特别是多期活动的构造，如矿区内的北西向构造对成矿就十分有利，其次是构造破碎带中呈舒缓波状的局部引张地段，常常是成矿最有利的部位。也是找矿的构造标志。
3）蚀变矿化标志。含矿断裂构造带常具有明显的蚀变和矿化现象，一般强烈的硅化、黑云母化、钾长石化、黄铁矿化和铅锌矿化与铁白云石化都是找矿的直接标志。
4）岩浆岩标志。与金矿有一定成因联系的燕山期花岗岩类侵入岩在空间上分布有一定规律。如范疙瘩金矿即产出于五丈山花岗岩体的连部，因此，围绕着燕山期花岗岩体是找矿的有利靶区。其次华力西期碱性岩脉在区内成群分布，这些碱性岩脉成群分布的地区也是找金的靶区。
5）异常标志。各种地球物理、地球化学的异常也是有效的间接找矿标志，如范疙瘩金矿所在地均有明显的金重砂异常与金的化深异常，金矿化范围一般不超出异常范围。
6）其他标志。容矿断裂地表常见褐铁矿化，同时古采洞及现代民采洞都是可靠的直接或间接找矿标志。
4找矿方向
1）在本区内，金矿赋存于构造蚀变带内，断裂构造是控矿容矿的场所。特别是多期活动的构造，对成矿十分有利。
2）金矿主要发生后的挤压脆性叠加阶段，压扭性断裂相对引张部位，易改变热液运动的速度，有利于矿液运移、充填交代、沉淀。
3）本区内的古火山机构以及围绕着古火山口的环状、放射状构造往往是成矿的有利部位。与本区金矿成因联系的燕山期花岗岩类侵入岩在空间分布有一定规律，牛头沟金矿即产于五丈山花岗岩体的边部，因此，围绕燕山期花岗岩体的外蚀变带也是找矿的有利靶区。
参考文献
[1]耿怡智,等.河南嵩县范疙瘩金矿床地质特征[J].金属矿山,2008.
[2]徐红伟,等.河南少嵩县槐树坪金矿成矿地质特征及成因分析[J].河南理工大学学报(自然科学版),2009.