卧虎—柳树庄与古生代超基性岩有关的蛇纹岩、铬铁矿、镍（铂）矿床成矿亚系列

一、区域地质背景

该成矿亚系列位于南阳盆地以东，大河断裂以南、松扒－龟梅断裂以北，属于桐柏－大别山褶皱束Au、Ag、Cu、Zn、Mo多金属、天然碱、非金属Ⅳ级成矿带。

区内出露地层为古元古界秦岭岩群。主要由一套深变质的云斜片麻岩、角闪质片麻岩、花岗质片麻岩、含砾大理岩组成，自下而上为泥砂质碎屑岩－钙镁硅酸盐－碳酸盐岩建造，在彭家寨倒转背斜轴部有紫苏麻粒岩分布，达麻粒岩相，带内普遍有混合岩分布，岩石受动力变质十分强烈，岩石破碎，糜棱岩发育。岩石稀土元素配分曲线的轻稀土元素一侧向右陡倾，与西峡蛇尾地区秦岭群碎屑岩的配分曲线相似。

区内历经多期构造岩浆热事件，加里东期—晋宁期以熔融－柔流变形为主，形成的构造以复合面理和拉伸面理为主导，仅在局部地带见有无根和肠状褶皱；海西期则以韧性剪切、推覆、变形为主。在南、北两大板块拼合作用影响下，发生了同聚合变形，形成了向南倾的“带状片麻岩穹窿”的基本构造格架；燕山期，以脆性剪切作用为主。

与该亚系列矿床成矿有关的海西期基性、超基性岩带由100余个大小不等的岩体组成，在空间上沿桐柏县双山—大河、信阳市卧虎—张家冲一带断续出露，具显著的线形分布特征，展布方向与区域构造线方向一致。

带内由超基性、基性岩体引起的航磁异常呈带状分布，强度高，特别是泰山庙—大河及古城—邢集异常比已探明具中型规模蛇纹岩矿床的卧虎和张家冲异常强度大得多，达780～1000γ，峰值尖锐，异常明显。

二、主要成矿条件分析

该亚系列与西峡晋宁期超基性岩有关的铬铁矿、橄榄岩矿成矿亚系列同属岩浆矿床，主要控矿因素具相似性，岩体的规模、形态、岩石类型、岩石化学成分与控岩构造形迹等与矿化强度密切相关。

（一）构造

矿带受区域性的龟（山）－梅（山）断裂和大河断裂控制，矿床的分布则受次级构造控制，向斜构造和北西向挤压破碎带是成矿的有利部位。双山－大河一带铬、镍、蛇纹岩矿产的分布主要受熬子岭向斜槽部构造控制。信阳卧虎—张家冲一带铬、蛇纹岩系列矿产的分布受北西西向挤压破碎带控制。

（二）超基性岩体特征

1岩石类型和化学成分特征

该区超基性岩按空间分布规律可分为双山－大河岩群和卧虎－张家冲岩群，岩性主要为辉橄岩类，其次是辉石岩类和角闪岩类。主要岩体岩石化学特征（表3-29）与戴里同类岩石相比，SiO2、MgO明显偏低，从纯橄岩、辉橄岩、橄榄岩、橄辉岩到辉石岩，SiO2、Al2O3、CaO、Na2O、K2O逐渐增高，而Fe2O3+FeO、MgO则逐渐降低。角闪石岩SiO2含量变化较大，Al2O3、Na2O、K2O高，MgO相对低。各岩群的岩石类型和化学成分份特征存在差异，双山－大河超基性岩群分南、北亚群，北亚群岩体多呈脉状，少数呈盆状产出，岩石类型齐全，主要有辉石岩、橄榄岩、橄榄辉石岩，多数岩体已强烈蚀变为蛇纹岩或滑石岩。岩性由西向东，由北向南有变酸的趋势。岩石化学成分，柳树庄一带MgO大多数大于20%，镁铁比值38～124，多数4～65，属铁质超基性岩，少数为镁质超基性岩。双山一带MgO绝大多数小于20%，镁铁比值09～41，为富铁－铁质超基性岩，不难看出北亚群中MgO含量及M/F比值为北高南低，而蛇纹岩矿床铬、镍矿点主要产于偏北的柳树庄一带。南亚群以单辉辉橄岩、辉石岩、橄榄岩为主，略比北亚群偏基性，但SiO2含量多数大于40%，仍偏酸性，MgO含量均较低，该亚群中最大的，也是唯一形成铬铁矿点的老龙泉岩体以单辉辉橄岩和辉石岩为主，平均含SiO24499%、MgO2261%，镁铁比值最高650，一般096～363，属富铁－铁质超基性岩，含少数镁质超基性岩。卧虎－张家冲岩群以斜辉辉橄岩、纯橄岩、橄榄岩、橄辉岩为主。岩石遭强烈蛇纹石化、滑石化、碳酸盐化。岩石化学特征，MgO 914%～3798%,SiO 2平均4224%～3684%，镁铁比值16～105，多数2～65，除卧虎岩体中部分为镁质超基性岩外，多数为铁质超基性岩。该岩群以蛇纹岩矿为主，其次为铬铁矿，以卧虎铬铁矿矿石质量最好，达到冶金级富矿要求，而且形成了中型规模蛇纹岩矿床。

表3-29　卧虎—柳树庄超基性岩化学分析结果表

区内超基性岩体岩石化学成分与全国成铬岩体相比（表3-30），SiO2含量多数明显偏高，MgO则大大偏低，CaO、Na2O、K2O相差甚远，M/F比值明显偏低，故未能形成铬矿床。

与全国成镍（铬）岩体化学成分（MgO低，20%～35%,FeO、Fe2O3偏高，SiO2一般35%～38%,Al2O3、TiO2、CaO、Na2O、K2O比成铬岩体高10倍）相比，柳树庄岩体与之接近，是我省目前发现的唯一镍矿点。

综上所述，该亚系列与超基性岩有关的矿产种类、矿床规模、矿石质量与岩石的基性程度有关，一般产于M/F比值大于8的镁质超基性岩中。

表3-30　各岩体中与成矿有关的五种氧化物平均含量表

2岩体规模、形态

一般情况，岩体规模大、形态变化大对成矿有利。区内以卧虎超基性岩体出露面积最大（13km2），呈中间宽、东西两端窄的纺锤形，其次为柳树庄岩体，出露面积034km2，岩体形态为蝌蚪状、不规则似盆状。其余岩体，如张家冲、二道沟等，出露面积约为00xkm2，相比之下岩体规模小，形态变化不大。前两个岩体中形成了中型蛇纹岩矿及铬、镍矿，后者仅仅形成小型蛇纹岩矿，极少具铬铁矿化。

3岩体挥发组分含量及变质程度

岩体分异程度高，含挥发组分越高，成矿愈好，变质程度愈高，形成蛇纹岩矿石质量好。柳树庄岩体中SO3含量113%、P2O5005%，分异程度最高（基性度差值096），张家冲、卧虎岩体含H2O＞10%。上述岩体不但富含挥发份，而且变质程度强（包括自变质和其他变质），所以不但形成了中—小型蛇纹岩矿，还形成了铬、镍矿。其余岩体中挥发份极少，故成矿作用也相差甚远。

三、成矿特征

（一）矿床式

该亚系列矿化组合为单一的柳树庄式蛇纹岩。柳树庄式矿床的主要特征如下。

（1）与成矿有关的超基性岩体多受背斜、向斜构造及挤压破碎带控制。

（2）岩体以铁质超基性岩为主，少数为镁质超基性岩，SiO2含量偏高，MgO明显偏低，M/F比值多数大于2、小于65。但赋矿岩石（或矿石）主要为辉橄岩、橄榄岩、含辉纯橄岩等内部相的富镁质超基性岩，M/F比值一般大于8，多数岩体已强烈蚀变为蛇纹岩或滑石岩。

（3）岩石中与成矿关系密切的SiO2、MgO、CaO、K2O、Na2O含量与我国成镍（铂）岩体平均值接近。

（4）矿床成因，铬、镍属岩浆矿床，蛇纹岩属岩浆期后热液矿床。

（二）桐柏县柳树庄式矿床特征

该亚系列矿床组合的成矿物质来源相同，成矿环境和成矿作用相似。在古生代基性岩浆侵位过程中，伴随岩浆结晶分异作用，形成了铬、镍岩浆矿床，在岩浆期后热液作用下，形成了蛇纹岩矿床。这三种矿产常组成共（伴）生矿床。铬、镍矿床的规模都不大，仅为矿点。蛇纹岩矿床以中、小型为主，但矿石品位均不高。

桐柏县柳树庄矿床特征如下。

1矿区地质特征

矿区位于双山－大河超基性岩群的北亚带，出露地层为古元古界秦岭群郭庄岩组，主要岩性为斜长角闪片麻岩。岩浆岩主要为海西期柳树庄超基性岩（含云母K-Ar年龄295Ma）。

柳树庄超基性岩体，地表呈东宽西窄蝌蚪状，深部呈不规则似盆状。长17km，最宽04km。岩石类型主要有辉橄岩、橄榄岩、橄辉岩及辉石岩。岩体分为内部相和边缘相，相带界线清楚。内部相分布于岩体中部，约占岩体的73%，由辉橄岩、橄榄岩、含辉纯橄岩等富镁质超基性岩组成，岩石呈灰白—深绿色，具网环状结构、块状构造，岩石具强烈蛇纹石化，铬尖晶石局部富集成条带状铬铁矿化体，含辉纯橄岩和辉橄岩中含较高的镍（02%）、铂（0096×10-6）元素。边缘相由橄辉岩、辉石岩、透闪—阳起石岩等组成，呈浅绿—深绿色，具纤状变晶或斑状结构，块状构造。

2矿床地质特征

（1）镍矿属硫化物类型

矿化位于岩体中下部的橄榄岩相中。矿体产状与岩相带、岩体和围岩接触面产状基本一致，矿区共圈出19个镍矿体，最大矿体长115m，厚16m，一般长20～70m。矿体在空间上呈雁行状产出，单个矿体呈透镜状。矿石以浸染状为主，少数为块状。金属矿物主要有磁黄铁矿、镍黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿等。脉石矿物主要有橄榄石、顽火辉石、透辉石、金云母、蛇纹岩、透闪石等。矿石一般含硫化物5%～10%，最高可达70%以上；含镍025%～035%，最高123%；含铂01×10-6～02×10-6，最高064×10-6。

（2）蛇纹岩矿

矿体位于岩体的中部和北部的内部相中，全长约1200m，地表宽200～350m。圈出三个蛇纹岩矿体，最长860m，最宽240m，平均宽154m，岩体形态多呈透镜状、带状和脉状，剖面上呈“岩镰状”，可供制钙镁磷肥用的蛇纹岩，主要为已强烈蛇纹石化的含辉纯橄岩、辉橄岩、橄榄岩。岩石MgO最高405%，平均3242%,CaO05%～37%,SiO22254%～4068%，伴生有用元素含量，镍025%、铂01×10-6，并含有微量铜、钴、铬、金等元素。

四、成矿机理和成矿模式

由于岩浆结晶分异作用，在由辉橄岩、橄榄岩、含辉纯橄岩等富镁质超基性岩组成的内部相中，形成了铬、镍岩浆矿（化）体，他们的形成可分三个阶段：在岩浆成矿的晚期，形成了部分浸染状同生镍矿；在含辉纯橄岩结晶（半）固化阶段沿裂隙贯入形成了条带状铬铁矿化体；在含辉纯橄岩和橄榄岩结晶（半）固化阶段形成了块状镍矿体。在岩浆期后热液的作用下，含辉纯橄岩和橄榄岩发生了强烈的自变质形成了蛇纹岩矿床。

一、地质背景

西峡—内乡古生代构造－深成花岗岩带大地构造位置属北秦岭构造带的一部分，其地质特征与板厂—秋树湾中生代斑岩－爆破角砾岩成矿亚系列一致。

这里古生代加里东期的深成花岗岩广泛分布，如五朵山、漂池、安吉坪、白虎岭、西庄河、川心垛、板山坪等二长花岗岩、黑云母花岗岩和英云闪长岩、奥长花岗岩，各岩类构成规模大小不一的岩体。它们多由地壳重熔作用而成，是加里东期扬子板块向华北板块俯冲作用的结果，从而出现了俯冲型和碰撞型的花岗岩。前者为英云闪长岩、奥长花岗岩等M型花岗岩（如板山坪、西庄河、白虎岭、川心垛等岩体）；后者为浅源深成的S型花岗岩，如五朵山、漂池等岩体，它们的同位素年龄为402～573Ma(39Ar/40Ar法，Rb-Sr法，K-Ar法，卢欣祥，1986）。

在加里东花岗岩体以及它们的内外接触带中，分布着大量的金及多金属矿床、矿点，其中以五朵山花岗岩体中之矿点最多，规模也大，计有大石窑、许窑沟、七潭、炸板石沟、大南沟、小正南沟等，蚂蚁沟、棉树凹、杏树坪等，在岩体外接触带中有夏家沟、周庄、湍源、梅子沟等小金矿点。成矿元素以Au、Cu为主，不少矿点均可视为Cu-Au矿。成矿受切穿岩体的NNW(330°左右）向韧性剪切带控制。

二、成矿条件

本成矿亚系列的重要特点是矿床或矿体多数产在加里东期深成花岗岩体内。一般均作为与花岗岩有关的金矿体来认识的，但从其产出的地质地球化学及成岩成矿时代分析，主要控矿条件有以下几点。

（一）深成花岗岩

1花岗岩与成矿的关系

花岗岩在这里不是矿源岩，而是赋矿岩。金矿产在成岩后的裂隙中。由于花岗岩较均一，且具刚性。这些裂隙都相当平直，并且切割较深。同时花岗岩一般来源较深，其接触带及裂隙（韧性剪切带）均可以作为沟通深部成矿流体的通道，成矿的物理化学条件资料亦证明主成矿期为雨水及地下水交汇，并非岩浆期后溶液。当然，深部成矿流体在运移过程中会发生淋滤作用，从而使围岩（花岗岩）中的成矿物质进入成矿流体中也是可能的，只是目前我们还没有找到由于花岗岩中的成矿物质加入到矿体中而出现的元素共轭异常情况，即在离开矿体的正值区后出现低于正常的负值，之后再出现的正常场。同位素资料亦没能提供矿体与花岗岩的成因联系（两者不同时）。

2赋矿岩体特征

区内赋矿岩体为五朵山岩体。

（1）五朵山岩体地质特征

五朵山岩体分布于内乡、镇平、南召、南阳等县的交界处，出露面积1420km2，为由寺庄、黄龙庙—四棵树、牧虎顶等岩体组成的复式岩体。岩石类型主要为中细粒黑云母二长花岗岩，中细粒（含白云母）二长花岗岩，中粒含斑黑云母二长花岗岩及斑状黑云母二长花岗岩。岩体时代：黑云母40Ar-39Ar年龄448Ma，全岩Rb-Sr法年龄392Ma。黑云母K-Ar年龄为414Ma（卢欣祥，1988）。

（2）岩体的岩石化学特征

该岩体岩石化学组分及参数如表2-2，由表知，该岩体里特曼指数σ为199～217，属钙碱系列花岗岩，铝指数（A/CNK）为102～109，属铝过饱和岩石，与S型花岗岩相当。

表2-2　五朵山花岗岩体岩石化学及主要参数表

河南省主要矿产的成矿作用及矿床成矿系列

（3）稀土元素特征

五朵山花岗岩体稀土元素特征及模式见表2-3，图2-9。岩体稀土总量为13869×10-6～28774×10-6（平均2155×10-6），与陆壳重熔花岗岩（250×10-6）基本相当。Eu为029～05，亦与陆壳重熔花岗岩（03～05）一致。（La/Yb)N为342～2815（平均1471），比陆壳重熔花岗岩略高。稀土模式曲线右倾。Eu亏损明显，具I型与S型花岗岩过渡型稀土元素模式特征。该岩体中黑云斜长片麻岩熔融残留体，∑REE=37147×10-6,（La/Yb)N=2451,Eu为081，皆比五朵山花岗岩相应值高。说明残留体比花岗岩（熔融体）更富稀土元素。由于残留体富斜长石使Eu相对花岗岩富集。从而也说明花岗岩（即熔融）相对残留体不仅有继承性，更有新生变异性。

图2-9　五朵山岩体稀土配分型式

（据卢欣祥，1990)

1—黑云斜长片岩；2—角闪黑云斜长片麻岩；3—黑云更长花岗岩；4—中细粒黑云母二长花岗岩；5—中粒黑云母二长花岗岩；6—中细粒黑云母二长花岗岩

五朵山花岗岩的洋脊花岗岩标准化模式如图2-10，由图知，该岩体洋脊花岗岩标准化模式与皮尔斯（1984）同碰撞花岗岩洋脊花岗岩标准化模式一致。表明该岩体形成于加里东期华北与扬子两大板块的同碰撞构造环境，属同碰撞型花岗岩。

（4）花岗岩的成因系列

该岩体9个全岩氧同位素δ180样品均值为1231‰，与华南S型花岗岩相当。锶同位素初始比（87Sr/86Sr)i=07085，与澳大利亚Lanchlan活动带S型花岗岩（BWChappell,AJWhite,1974）相当。稀土元素Eu为029～050，也与改造型或S型花岗岩相当。岩体南接触带混合岩化、交代作用明显，和围岩没有明显的侵入接触关系。岩石具特征的半自形粒状花岗结构，似斑状结构和块状构造，表明岩体为原地、半原地花岗岩。因而根据岩体物质来源浅、定位深等特点，其成因系列属浅源深成花岗岩（卢欣祥，1988）。

表2-3　五朵山岩体稀土元素特征参数表/10-6

图2-10　五朵山岩体洋脊花岗岩标准化模式

（据卢欣祥，1990)

1—同碰撞花岗岩；2—五朵山花岗岩

（二）韧性剪切带

成矿受不同规模的韧性剪切带控制是极其明显的。所有金矿均产在花岗岩体内的韧脆性剪切带中。离开剪切带金矿化突然减弱，而迅速降到元素的背景值水平（图2-11）。这种构造带不仅可以发生在花岗岩中，而且还可以切过花岗岩与围岩的界线而进入围岩，具明显的切层穿时性。

图2-11　许窑沟金矿金含量曲线

（据卢欣祥，1992)

1—中细粒二长花岗岩；2—绿泥石化碳酸岩、绢云母化花岗岩；3—石英脉；4—金矿体；

A:812沿脉坑道150m处穿脉；B:812沿脉坑道200m处穿脉；C:872沿脉坑道500m处穿脉

（三）时代较老的基性火成岩围岩它们对成矿有利

因为秦岭下地壳及基性火成岩含有较高的金丰度。因此深部流体中有可能含有较高的金，这样对成矿就会产生有利影响。

三、许窑沟式矿床特征

（一）矿区地质

许窑沟金矿是北秦岭构造岩浆岩带中产于加里东五朵山花岗岩体内规模较大的一个金矿床。矿区出露地层为元古宇—下古生界二郎坪火山岩，岩性主要为基性熔岩，属大陆拉斑玄武岩。研究表明，二郎坪火山岩属秦岭中的蛇绿岩片（张国伟，1989；符光宏，1989；孙勇，1994）。岩浆岩主要为加里东期五朵山二长花岗岩，亦是许窑沟金矿的赋矿岩石。

矿区主要断裂构造可分为两组：一组走向NW325°，倾向NE，倾角57°～75°，主要有三条，出露长度260～1700m，宽2～48m，具多期活动特点。早期为脆性张断裂性质，以石英脉充填为主，为矿前期热液活动脉体；中期张扭性质，石英脉破碎形成条带角砾，伴随多次硫铁、多金属热液活动，为主要矿化阶段。晚期以压扭性为主，常使早期充填的脉体、构造岩和矿体被错开，对矿体有一定的破坏作用。一号断裂（带）规模最大，走向长1700m，宽04～48m，是矿区主要控矿构造，另一组为北东向断裂构造，走向50°～70°，倾向北西，倾角35°～64°，长120～340m，宽04～08m，断裂带中发育破碎蚀变岩及石英脉，金矿化较弱。

（二）矿床地质

1矿体特征

矿区出露四个矿体皆位于1号脉中：Ⅰ、Ⅳ号矿体位于1号脉北西西端外接触带斜长角闪片岩中，Ⅱ号矿体产于1号矿脉中段，Ⅲ号矿体产于1号脉南东段。Ⅱ—Ⅲ号矿体皆位于内接触带花岗岩中（图2-12）。矿体总体走向315°～330°，倾向北东，倾角63°～68°，控矿标高为954～644m。矿体为透镜状、脉状。I号矿体长95m，厚04～48m，平均206m，矿石赋存于破碎石英脉及上盘碎裂蚀变岩中，品位200×10-6～5941×10-6，平均1122×10-6；Ⅱ号矿体长245m，厚04～355m，平均1m。最大出露标高954m，最深工程控制标高632m，垂深322m。金矿石赋存于破碎石英脉和上、下盘花岗碎裂蚀变岩中，金平均品位1453×10-6。Ⅲ号矿体长95m，厚045～205m，平均09m，平均品位822×10-6最大出露标高985m，最深工程控制标高为725m，垂深260m，矿石亦赋存于破碎石英脉及碎裂蚀变花岗岩中，富矿部位黄铜矿、镜铁矿、黄铁矿富集。Ⅳ号矿体产于破碎石英脉中，脉厚03～25m，平均品位697×10-6，最大出露标高828m，最深控制标高663m，垂深165m。碳酸盐化部位，矿化减弱。

图2-12　许窑沟金矿地质图

（据308队，1986)

1—二郎坪群火山岩；2—五朵山中细粒黑云母花岗岩；3—花岗岩脉；4—蚀变构造破碎带；5—金矿体；6—断层韧性剪切带；7—地质界线；8—产状

2围岩蚀变及成矿期脉体活动

矿前期蚀变有钾化及早期碳酸盐化，成矿期蚀变有硅化、绿泥石化、黄铁绢英岩化、绢云母化、镜铁矿化、黄铁矿化、黄铜矿化、铅锌矿化，成矿后蚀变有高岭土化及晚期碳酸盐化。矿前期脉体活动主要为灰白色石英脉，局部含结晶黄铁矿，若没有成矿期热液脉体活动叠加难形成工业矿化，但金工业矿化常与其空间分布一致，可称谓成矿的先导阶段。成矿期热液脉体活动主要有黄铁矿及黄铜矿、闪锌矿、方铅矿等多金属硫化物细脉和镜铁矿、碳酸盐脉等，这些矿化热液脉体多充填于早期块状石英脉及蚀变岩裂隙中，构成条带状、网脉状、浸染状金矿石。与金成矿关系密切的为黄铁矿，其次为黄铜矿、镜铁矿、菱铁矿（或含铁碳酸盐）、闪锌矿、方铅矿。金矿体严格受成矿期热液脉体活动控制（图2-12）。

3金的赋存状态及富集部位

金在矿石中以自然金和银金矿两种矿物存在，自然金占6448%，银金矿占3552%，金矿物粒度0037～001mm与001～0005mm的占9674%。有粒状、麦粒状、叶片状与针状四种，主要呈包裹体金、粒间金和裂隙金形式存在。金的成色为840～860。金矿的主要富集部位是构造分支复合部位和硅化、黄铁矿化、绿泥石化强烈部位，与多金属硫化物和镜铁矿关系密切。

（三）金矿床形成的物理化学条件

1矿物流体包裹体特征与形成温度

（1）流体包裹体特征

成矿早期阶段包裹体形态复杂，气液比及包裹体大小变化大，除气液包裹体外，还有含液相CO：包裹体、含石盐子晶包裹体和含气相包裹体。气液比可从5%变化至70%，表现出充填度的巨大差异。包裹体大小可从1μm到50μm。中晚期阶段主要为气液两相包裹体，少量纯液相包裹体，未见气体包裹体、含液态CO2三相包裹体和含石盐子晶包裹体。

（2）成矿温度

早期黄铁矿－石英（脉）阶段均一化温度为320～400℃，反映早期黄铁矿－石英脉形成于高温热液环境。相同石英样品的爆裂温度155～170℃，远低于均一温度，其原因可能为包裹体气相成分，特别是CO2含量较高，爆裂温度可低于均一温度（何知礼，1982），该温度不具地质意义。

主成矿期金－石英－黄铁矿阶段，均一温度范围180～280℃，与金共生的主要硫化物黄铁矿的爆裂温度为250℃，与均一化温度一致。

成矿晚期黄铁矿－方解石－石英脉阶段，石英均一化温度为130～200C，该阶段石英、黄铁矿爆裂温度为170～210℃，与均一温度相近。

2矿物流体包裹体成分

许窑沟金矿三个成矿阶段矿物包裹体成分及参数列于表2-4,2-5,2-6。由表知，液相成分中、早期成矿阶段Na＋＞K+＞Ca2+＞Mg2＋，而到中晚期阶段则Ca2+＞Mg2+＞Na+＞K＋，各成矿阶段均为Cl-＞F-。从早期到晚期成矿阶段，Mg2＋、Ca2＋离子大幅度升高，F－/Cl－比值升高。Na＋、Cl－离子、盐度、CO2/H2O比值、Na+/K＋与Na+/Ca2++Mg2＋比值从早期到晚期成矿阶段明显降低。这与成矿早期阶段包裹体相态复杂，含有液相CO2包裹体和含石盐子矿物包裹体相一致。在成矿中晚期阶段随着矿质沉淀，Ca2＋、Mg2＋离子加入，与此阶段形成较多的碳酸盐相吻合。由于黄铁矿的干扰，不能分析出矿物包裹体中的S2－、HS－含量。但成矿期有大量硫化物形成，表明成矿溶液中必然有大量HS－、S2－的存在。

许窑沟金矿矿物流体包裹体测定结果列于表2-4中。

研究矿物包裹体成分及其存在的物化条件是研究成矿元素搬运、沉淀的重要途径。金在热液中主要呈Au＋存在，而Au＋具有较大的离子半径，强极化力及强烈的共价链倾向，因此Au＋配合物稳定性随配位体离子半径和极性增大而增大。由于Cl－离子半径大于F－离子半径，因而 配离子就比 配离子稳定得多。 配合物一般在较高温度（350～400℃）的流体中占主导地位。该区成矿早期阶段溶液中有大量Cl－存在，可以推断成矿早期阶段Au在流体中搬运是以 配合物形式进行的。而在成矿中晚期阶段，由于温度降低（280～150℃）, 变得不稳定，而HS－配合物则在较广泛的中低温条件下稳定存在，溶液中的金在流体中主要呈 而不是呈 形式搬运。金与大量的硫化物密切共生，也是金呈此种形式搬运的佐证。

表2-4　内乡县许窑沟金矿矿物包裹体测温结果

表2-5　许窑沟金矿包裹体成分分析结果

3成矿溶液的氧化还原条件

由表2-5知许窑沟金矿成矿早期阶段Eh值达371，三个成矿阶段的还原参数［R＝(nCO2+nCH4+nH2)/nCO2］都很低（009～016），这表明成矿过程处于相对氧化环境，与矿石出现较多的铁氧化物（镜铁矿）相吻合。

表2-6　许窑沟金矿矿物包裹体气液成分参数

4成矿流体的氢氧同位素组成

根据王铭生、宋峰（1991）测定资料（表2-7），许窑沟金矿成矿早期石英δ180为1473‰，按均一温度和矿物－水分馏方程计算的成矿溶液 为893‰，氢同位素D为－80%o。成矿中期（主成矿期）黄铁矿包裹体溶液 和δD分别为－91‰及－102‰。成矿晚期计算的成矿溶液δ18O为－715‰，该阶段黄铁矿包裹体δ18O为－947‰。在成矿流体氢氧同位素组成图解中（图2-13），早期成矿阶段包裹体水氧同位素为较高正值，接近岩浆水，成矿中晚期（主成矿期）流体的氧同位素皆为较大的负值，与东秦岭地区中生代雨水相似，说明主成矿期流体来源以地下水为主。各成矿阶段的δD值变化范围在－80‰～－102‰，也基本相当于东秦岭地区中生代雨水。

图2-13　许窑沟金矿成矿期热液流体氢氧同位素组成

（东秦岭中生代雨水区，据张理刚，1985）

△1—成矿早期流体；△2—成矿中期流体；△3—成矿晚期流体

表2-7　许窑沟金矿氢氧同位素组成表

四、矿床成因及找矿模式

从以上资料分析，该类矿床属石英脉－构造蚀变岩型，成矿物理化学条件则显示其为中温热液矿床。

此类矿床明显地产在深成花岗岩的韧性－脆性剪带中，受其影响，使得深部的成矿流体得以有了运移的通道，在浅部与天水接触处（约3km），两介质交汇发生沉淀而成矿。同位素资料明确的证明了这一点。花岗岩体本身，由于岩浆一般来源较深（10～12km），亦可以作为沟通地壳上、下部的通道，从而有利于成矿流体运移，其模式可能是深部成矿流体（溶液）沿花岗岩侵位的构造薄弱部位及花岗岩中的韧性剪切性，把矿液运移到近地表（3km处）、当与天水发生交汇时，使矿液性质发生改变而沉淀并成矿。

本成矿亚带的成矿模式如图2-14。

图2-14　许窑沟金矿成矿模式图

（据张寿广、卢欣祥修改，1995)

1—变质火山－沉积岩系；2—加里东期花岗岩；3—热液蚀变；4—含矿体；5—剪切带；6—流体运移方向，箭头粗细表示流体携带成矿物质多少

A—许窑沟式；B—高庄式

一、地质背景

蒲塘—毛堂中生代花岗斑岩－爆破角砾岩有关的金、铜多金属成矿亚系列属于东秦岭成矿系列东段，即位于扬子与华北两板块的主缝合带—商丹构造带之南侧，属扬子板块之北缘，是由北部的山阳－内乡断裂，南部的淅川断裂所夹持的一个地区，包括河南西峡到淅川的大陡岭一带，呈北西西—南东东向的透镜状展布（图2-20）。

这里的地层全为早前寒武纪的古老变质岩系，主要为古元古界的陡岭群和中新元古界的毛堂群。陡岭群（陡岭杂岩）由（石榴）黑云斜长片麻岩、角闪斜长片麻岩和石墨片麻岩，透镜状大理岩和透辉变粒岩，并夹少量斜长角闪岩组成，变质已达角闪岩相。主要矿物组合为PL+Q+Bi+Mus±Gt±Amp±Grp。

陡岭群的地质地球化学特征表明，片麻岩的原岩为一套砂泥质的沉积碎屑岩，具有后太古沉积岩的组成特点，形成于活动的大陆陆缘，陡岭群变质杂岩在岩石组合，角闪岩相变质作用时代（790～990Ma，游振东，1991），原岩构造和形成时代特征与秦岭群相似，表明陡岭群是在主角闪岩相变质作用以后从秦岭群中肢解出来的构造岩片，同样形成于华北地台南缘的活动大陆边缘。

图2-20　陡岭地区地质图

1—陡岭群；2—毛堂群；3—震旦系陡岭山沱组、灯影组；4—信阳群龟山组；5—上白垩统；6～8—超基性岩、甘沟闪长杂岩带、封子山花岗闪长岩带；9—加里东期闪长玢岩；10—晋宁期花岗岩；11—含金燕山期花岗斑岩、爆破角砾岩；12—韧性剪切带（山阳－内乡断裂）

毛堂群的一套火山岩系，主要岩性为细碧岩和角斑岩，下部有变质砾岩及变质砂岩等，其地球化学特征是亏损Ti、Zr、Y等高场强元素，其中长英质火山岩的洋脊花岗岩标准化模式则显示出富集K、Rb、Ba和Th，但强亏损Ta等元素，具有火山弧火山岩的特征（张本仁等，1994），只是缺少与弧型火山岩共生的花岗岩侵入体。

毛堂群与陡岭群为不整合接触关系。

陡岭地区作为南秦岭北缘或中部秦岭的一个独立的古老岩石块体，是秦岭造山带中的微板块之一（张国伟，1988、1993），也是出露于秦岭造山带的古老基底之一，正是它们的存在，使南秦岭构造演化，沉积建造出现了相当复杂的格局。

在陡岭地区分布着大量的各类岩浆岩，其面积占全区的半数以上，由于它们的侵入，使陡岭群支离破碎，十分零散。主要岩石类型为石英闪长岩、花岗闪长岩，二长花岗岩，花岗斑岩和爆破角砾岩。其时代有二期：一为晋宁期（700～1100Ma）；一为燕山期（1381Ma）。燕山期的花岗岩出露面积很小，均为小岩体，面积一般＜1km2，岩性为花岗斑岩（γπ）及爆破角砾岩（Bf），为本成矿亚系列之成矿母岩。

成矿岩体有毛堂岩体及蒲塘地区的琵琶沟岩体、黑沟岩体等，矿床类型为斑岩－爆破角砾岩型，或爆破角砾岩型，主要成矿元素为Au(Cu）。典型矿床为蒲塘金矿和毛堂金矿，二者均属小型金矿床。

二、成矿条件

（1）两组断裂交汇处，是岩浆侵位和定位的最有利部位，但是这种断裂属一些大型的断裂特别是切壳断裂的次级断裂。这种大断裂能使下部地壳重熔的岩浆上侵，分布于山阳－内乡断裂南侧的次级断裂是成矿的重要控制条件。

（2）中生代中酸性的斑岩－爆破角砾岩体是最直接的找矿对象和找矿标志。斑岩偏中性有利于Au、Cu的成矿。

（3）斑岩－爆破角砾岩内部的断裂系统，对矿化程度具有明显的控制作用，断裂发育程度高，岩石破碎剧烈，更有利于矿液的充填与交代，矿石就较富。

（4）面式热液蚀变强度大，则有利于矿化，没有明显的热液蚀变，是很少成矿的。

三、矿床式——毛堂，蒲塘式斑岩、爆破角砾岩型金（铜）矿床特征

（一）矿区地质特征

矿区地层主要为古元古界陡岭群深变质岩系和晋宁期的石英闪长岩（δo），花岗闪长岩（γδ）。它们为中生代燕山期斑岩的主要围岩。

区内断裂构造十分发育，主要分为二组，一组为NWW向，与区域构造线一致，规模大，形成早；另一组为NE向，穿切NWW向断裂，形成较晚，二组断裂的交切，控制了本成矿带的斑岩体的产出，并使其呈东西成行，南北成串的分布。蒲塘地区就可以分成四列，自东而西为①瑟琶沟—小南沟—鹰爪山沟岩体；②黑石包—桃园沟岩体；③大林沟—枣树垭—下蒲塘岩体；④大园岩体仅一个金异常。每列走向为45°～50°，沿300°方向以600～700m左右等间距排列（图2-21）。

桃园沟花岗斑岩同位素年龄为1381Ma（黑云母K-Ar，卢欣祥，1979），属燕山晚期早阶段的产物。

（二）岩体地质特征

1岩体形态规模

目前矿区共发现爆破角砾岩－斑岩共17个，其中蒲塘地区有10个（总面积约2km2），毛堂地区有7个。最大有1km2（黑沟岩体），小的只有0001km2，各岩体规模形态见表2-17，图2-22。

2岩石学特征

该区岩体岩石类型主要有斜长花岗斑岩及爆破角砾岩两大类。斜长花岗斑岩以其斑晶大小、含量多寡、含砾数量等分为：含粗斑花岗斑岩（长石斑晶一般＞23mm，含量30%～50%）、花岗斑岩（长石斑晶02～2mm）和角砾花岗斑岩。一般粗斑花岗斑岩中很少含有角砾，如蒲堂地区桃园沟口、黑石包、小南沟岩体。

爆破角砾岩以胶结物及角砾成分可分为角砾花岗斑岩，含砾花岗斑岩，围岩角砾岩。角砾花岗斑岩主要为岩浆胶结的角砾岩。岩浆与角砾的相对含量4∶1～10∶1，含角砾花岗斑岩中主要为花岗斑岩，角砾含量＜5%，围岩角砾岩则主要为围岩的角砾，无岩浆胶结。

3岩石化学特征

由表2-18知，岩石的酸度相对较低，SiO2低于中国及世界花岗岩的含量（7199%及7126%），碱度较高，K2O+Na2O在7%～9%之间，且多数K2O＞Na2O。与河南已知矿化与蚀变的关系密切，一般Mo、Cu矿化发育在石英－钾长石化带，Au、Cu矿化则发育在石英绢云母化带及绢云母、高岭土化带。

图2-21　蒲塘地区斑岩分布图

（据卢欣祥，1980)

1—陡岭群；2～4—晋宁期岩浆岩；5—大理岩；6—石墨片岩；7—岩体代号；8—碎角砾岩；9—围岩角砾岩；10—斑岩角砾岩；11—角砾花岗斑岩；12—花岗斑岩；13—粗粒花岗斑岩；14—断层；15—同位素地质年龄（Ma)

4稀土元素特征

毛堂矿区三个岩体稀土元素特征值见表2-19，由表可知，该区岩体稀土总量低，平均118×10-6，比世界花岗岩稀土平均含量（250×10-6）低一半多，LREE/HREE=848～1524，属轻稀土富集型，与I型花岗岩相当，δEu=024～036,Eu强烈亏损，这与岩体定位浅，处于氧化环境，Eu主要成三价状态，不易进入岩体内主要造岩矿物斜长石和钾长石有关。

表2-17　蒲塘—毛堂地区斑岩、爆破角砾岩体规模、形态一览表

（三）矿床地质特征

蒲塘、毛堂两矿区，已圈出工业矿体10个，毛堂6个，蒲塘4个。经详查蒲塘琵琶沟岩体及毛堂Ⅲ号岩体均为小型金矿床。

1矿体形态及分布

已知矿体、矿化体以带状和似筒状为主，一般面积小，延深大，产状陡，毛堂2号矿体为似层状，地表面积320m2，控制斜深114m，自地表向下，矿体有扩大趋势。蒲塘矿区Ⅰ号矿体为两矿区规模最大的矿体，地表呈弧形状，总体为似层状，局部膨大，倾向主岩筒中心，倾角上陡下缓（60°～80°变化）。两矿区不同形态及大小的矿体、矿化体均受岩筒特殊构造控制，分布于岩筒接触带及其附近环状和放射裂隙内，两种裂隙交叉部位矿体膨大变富。部分小矿体，分布于主岩筒外的分枝角砾岩中。矿化有一定的分带现象，自岩体中心向外为Cu(Mo）—Au、Cu(Ag）—Pb、Zn(Cu、Ag），岩性由粗斑花岗岩—花岗斑岩—爆破角砾岩（以斑岩角砾为主）—爆破角砾岩（以围岩角砾为主）变化。

图2-22　琵琶沟岩体3线剖面

（据卢欣祥，1980)

1—粗斑花岗斑岩；2—花岗斑岩；3—角砾花岗斑岩；4—爆破角砾岩（斑岩角砾）；5—爆破角砾岩（围岩角砾）；6—石英闪长岩；7—斜长角闪片麻岩；8—斜长角闪片岩；9—石英绢云母化；10—绢云母高岭土化；11—青磐岩化；12—金矿体

2矿石特征

（1）矿石类型及含金性

根据矿化岩石类型及结构构造，可分为角砾岩型、斑岩型和蚀变岩型三种矿石类型。以角砾岩型为主（蒲塘1号矿体、毛堂Ⅱ号矿体等），斑岩型次之（毛堂I号矿体和蒲塘1号矿体底部）。三种矿石类型中角砾岩型最富，Au一般为2×10-6～5×10-6，最高为7416×10-6；斑岩型中等，一般为2×10-6～4×10-6，最高为3059×10-6。

（2）载金矿物及赋存状态

据对毛堂矿区不同类型矿体单矿物含金分析，金与黄铁矿关系密切，为主要载金矿物。长石、石英含金较低，镜铁矿、磁铁矿基本不含金（焦守敬，1991）。可选性实验证明，黄铁矿粒度大小与金矿化关系密切，二者为反相关，粒度细则含金高（表2-20）。

表2-18　蒲塘—毛堂含矿岩体岩石化学成分表

A/CNK=Al2O3/(CaO+K2O+Na2O）（分子比）；OX=Fe2O3/(Fe2O3+FeO,K/Na=K2O/Na2O；δ＝（K2O+Na2O）2/（SiO2-43）。

（据邓宗立，焦守敬，1991；卢欣祥，1982）

表2-19　毛堂岩体稀土元素特征表/10-6

〔据邓宗立、焦守敬（1991）〕

表2-20　黄铁矿粒度与金矿石关系表

两矿区金均以自然金形态出现，其赋存状态有裂隙金、晶隙金和包裹体金，晶形十分复杂，有粒状、针状、乳滴状、条状、片状、炉渣状、发丝状、团块状和不规则状。毛堂矿区以微细粒金为主（d＜001mm占7988%），蒲塘矿区以粗粒金为主（d=10～01mm占6788%），微粒金次之。金的成色较高，蒲塘850～903，毛堂为927～937。表明成矿温度较高。其他元素Ag、Bi含量高并与金关系密切。

3热液蚀变

成矿热液蚀变主要有硅化，钾化，黄铁矿化，绢云母化，绿泥石化，绿帘石化，高岭土化等。蚀变类型为钾－硅化、石英绢云母化、黄铁绢英岩化、青磐岩化。斑岩体内主要为钾－硅化，蚀变呈面型，分带明显（图2-22）。

综上所述，认为矿床严格受斑岩－爆破角砾岩控制，具有典型的面式热液蚀变，岩石化学特征为富Mg、富碱且K＞Na，成矿以金、铜为主，为典型的斑岩－爆破角砾岩型矿床。