安徽霍山金矿化带与河南老湾金矿带对比研究
张振，张怀东，曾建强，王佳媛
（安徽省地质矿产勘查局313地质队，安徽六安 237000）
秦岭-大别-苏鲁中央造山带是我国重要的贵金属、多金属成矿带，从东向西依次分布着胶东金矿、五河金矿、霍山金矿、老湾金矿、小秦岭金矿，其中老湾金矿与霍山金矿同属于秦岭-大别造山带北麓的北淮阳构造带，是形成于古特提斯洋向北俯冲过程与全面碰撞后伸展阶段的构造控矿型金矿。河南老湾金矿带发现并开采于20世纪70年代，2010年后，河南省地勘基金下达了河南省桐柏县老湾金矿深部及外围整装勘查项目，实行矿权整合，扩大找矿范围，整体勘查，找矿工作不断取得突破。截至2020年，已探明金资源量达208 t，位列全国第四，且预测金找矿潜力可达200～500 t。同样发现并开采于20世纪80年代的安徽霍山金矿，勘查工作多处于停滞状态。近年来，笔者参与霍山金矿研究项目，结合前人研究，发现霍山金矿和老湾金矿有诸多类似之处。本文就两处金矿带成矿特征、典型矿床特征等进行分析讨论，探讨霍山金矿带深部成矿机制，以期对深部找矿工作提供参考。
北淮阳构造带位于昆仑-秦岭-大别-苏鲁造山带中部[1]，属桐柏-大别造山带北麓，南部以桐柏-桐城断裂为界，北部以信阳-防虎山断裂(六安断裂)为界，西接南阳盆地，东部被郯庐深断裂带所截切[2～3]，是拥有沙坪沟、汤家坪、肖畈等大型-超大型钼矿及众多铅锌矿、金矿的多金属成矿带[4]。
图1 北淮阳构造带地质简图Figure 1. Geological sketch of the northern Huaiyang tectonic belt
老湾金矿带位于河南省桐柏县，位于北淮阳构造带西段，西侧为泌阳凹陷，东为吴城盆地。金矿带分布于桐柏-桐城断裂北侧，呈东西30 km，南北0.8～1.3 km 的北北西向狭长带状[5]；
矿床多位于北部松扒断裂、南部老湾断裂之间。老湾金矿带分布着夏老庄、关爷岭、彭家老庄、上上河、老湾、北杨庄、粉坊庄、下肖湾、歇马岭、大冲等众多金矿（床）点（图2），累计查明金金属量超200 t。
图2 老湾金矿带地质简图（据文献[7]略改）Figure 2. Geological sketch of the Laowan gold belt (modified after Yang Meizhen et.al., 2014[7])
霍山金矿化带位于安徽省霍山县，位于北淮阳构造带东段，金矿床（点）多位于中生代晓天-磨子潭火山岩盆地内，东西长24 km，南北宽0.5～2 km，呈北西向带状展布；
其南部为桐柏-桐城断裂（晓天-磨子潭断裂），其次级扫帚河-童家河断裂控制区内金矿的分布。霍山金矿带分布着单龙寺、汪家老屋、隆兴、汪家冲、莲花地、戴家河、郎岭湾、东溪和南关岭等金矿（床）点（图3），累计查明金金属量近6 t[6]。
图3 霍山火山岩地区地质化探简图Figure 3. Geological and geochemical sketch for the Huoshan volcanic rock area
老湾金矿带成矿基底为下古生界龟山岩组，主要为一套碎屑岩组合，夹少量火山岩及碳酸盐岩，属绿片岩、角闪岩相，中级变质岩，特征变质矿物主要有黑（白）云母、石榴石及蓝晶石。该组下部常见有不稳定的大理岩和碳质夹层，上部有较稳定的斜长角闪片岩（变基性火山岩）。矿区龟山岩组上部为二云石英片岩夹斜长角闪片岩，中部为灰绿色斜长角闪片岩，下部为淡黄色二云石英片岩[8]。众多学者[9]研究认为龟山岩组形成于中-新元古代（920 Ma 左右），经历了志留纪、石炭纪、白垩纪三期变质作用，原岩应为海底火山喷发的中-基性熔岩夹少量凝灰岩的变质细碧角斑岩建造，普遍含Au 0.08 g/t，是地壳平均值的2～3倍[10]；
在老湾矿区，白云石英片岩平均含Au为0.38 g/t，近矿围岩平均含Au可达2.62 g/t[11]，是老湾矿带金的矿源。
霍山金矿化带分布于晓天-磨子潭火山岩盆地，出露毛坦厂组一套安山质火山岩组合，呈面型似层状分布，为该区赋矿地层（盖层）。基底为新元古代庐镇关群、早古生代佛子岭岩群[12]，盆地南侧(及更深部)为早元古代大别群杂岩。区域上火山岩盖层之下发育庐镇关群变质岩，原岩为中基性火山岩，以斜长角闪岩等为主，经过多期的混合岩化作用其含金丰度高出克拉克值数倍[（8～12）×10-9]至数十倍[（80～205）×10-9][13]。该岩群中的金元素多次活化、迁移和富集，形成原生矿源层[6,14]。佛子岭岩群广泛出露于矿带以北，为一套中浅变质岩系，原岩为类复理石建造，为一套砂-砂泥-泥质沉积，属大陆边缘半深海-深海槽盆相类复理石建造。研究表明，佛子岭岩群岩石建造含金丰度（0.5～15）×10-9，平均为2.4×10-9，其中潘家岭组平均含金（7～11）×10-9,也是区内有一定意义的含金建造之一[11]。
老湾金矿带龟山组成分复杂，其原岩恢复既有火山岩，也有中性泥质岩、砂岩等沉积岩，时间跨度为中元古代—晚古生代，成岩时代、岩性组合特征与霍山金矿庐镇关岩群、佛子岭岩群相对应，是北淮阳构造带具有金成矿“矿源”的含金建造。
老湾金矿带主要控矿构造为老湾韧-脆性剪切带，矿带北侧为松扒断裂，南侧为老湾断裂，两条主断裂和区域韧性剪切带的走向一致，约300°[15]，位于桐柏-桐城断裂北侧。以往资料显示上部脆性断层区为石英脉型金矿控矿构造体系，下部韧性变形区为似层状蚀变岩型金矿控矿构造体系[12]。韧性构造控矿体系为中生代早期板块之间斜向碰撞作用形成的构造块体间平行于造山带的韧性剪切带，脆性控矿构造体系为中生代晚期造山带浅层变形形成。
霍山金矿以南为桐柏-桐城断裂东段（晓天-磨子潭断裂），走向300°～315°，为大型韧-脆性剪切带，也是区内主要的金矿控矿构造。该构造带在燕山中晚期火山断陷盆地形成之后继续活动，表现为叠加在火山岩盆地之上的多条与之近乎平行展布的次级破碎带，其中对火山岩盆地内金矿成矿影响最大的是扫帚河-童家河构造破碎带。该破碎带长约20 km，宽500～1500 m，走向300°～315°，由构造角砾岩、碎裂岩以及裂隙带组成，是区内石英脉型金矿主要控矿构造体系。以往东溪-南关岭勘查工作显示，南关岭深部5号似层状蚀变岩型金矿体为断裂带燕山晚期伸展滑脱作用造成深部北东倾向的韧性变形而形成的。
老湾金矿带与霍山金矿同处桐柏-桐城断裂带北侧，桐柏-桐城断裂是北淮阳构造带与大别地块的分界线，控制着北淮阳断褶和大别山隆起的差异发展，对区内的成岩成矿作用和岩浆构造活动都具有十分重要的控制作用。老湾金矿与霍山金矿控矿构造均为与桐柏-桐城断裂带相关的韧-脆性构造体系。
老湾金矿带内岩浆的活动发育，其中燕山期岩浆活动最为强烈，南部的老湾花岗岩体（132.5 Ma）[16]和松扒花岗斑岩脉带（138.9 Ma）[7]又是其中最具代表性的地方；
另外，后期石英钠长斑岩呈不规则状穿插，广泛发育，局部见煌斑岩脉。南部老湾板状深成花岗岩体（形成深度12 km，700～800 ℃）[17]无矿化异常和矿化现象，而以松扒断裂浅成岩浆活动为中心发育众多多金属矿化，形成铜钼-银铅锌-金等多金属套合的岩浆热液体分带性矿化系统，金矿化相对远离岩浆活动中心，符合与侵入岩有关的岩浆热液体系金属元素分带规律[18]。杨梅珍通过松扒花岗斑岩同位素年龄与前人获得的石英脉晶洞充填的淡绿色白云母39Ar/40Ar年龄（138 Ma）[19]，认为老湾金矿带金多金属热液成矿作用与桐柏-大别造山带巨量岩浆活动之前的浅成高位岩浆活动密切相关。
霍山金矿处于东西向火山岩盆地，燕山期晚侏罗世—早白垩世火山岩发育。众多研究证明火山岩盖层为金矿围岩，而早白垩世中晚期岩浆岩活动强烈，与金成矿关系密切。
矿带西部凌家冲杂岩体年龄集中在134～127 Ma；
矿带东部东溪金矿的安山岩为130 Ma。其中凌家冲杂岩体包括闪长岩、花岗闪长岩、云斜煌斑岩、二长花岗岩、石英二长岩，大部分为高钾钙碱性，与岛弧地区的火成岩具有相似的特征，形成于伸展构造环境[20]，其源区物质以元古代的基底物质为主。隆兴及凌家冲金矿化多位于闪长岩侵入方向上盘，并具强烈的黄铁矿化、黄铜矿化，故前人推断凌家冲杂岩体为区内金矿床的热源。矿带东段分布有一系列晚期的碱性岩脉，包括正长闪长岩、角闪正长岩、正长岩、石英正长岩，而矿脉中石英的δ18OSMOW=3.23‰～6.70‰，亦反映深源特点[21]，且东侧晓天地区分布铜钼-银铅锌-砷锑多金属异常分带区，亦符合与侵入岩有关的岩浆热液体系金属元素分带规律。晓天火山盆地为上叠式盆地，推测其下部为一浅成岩浆房，东溪-南关岭金矿是与燕山晚期碱性侵入岩相关的浅成热液矿床。
5.1 矿体与围岩蚀变特征
老湾金矿带以上上河、老湾金矿床最为典型，其中上上河金矿为脉状金矿，剖面上矿脉呈斜列式展布[22]，矿脉多为单脉，陡立、平直，局部波状弯曲，沿韧-脆性断裂构造带分布。老湾金矿床位于上上河矿段的东部，上部石英型矿脉按5～70 m 不等间距分布，与上上河特征相似，下部蚀变岩型矿体呈层状、似层状，近平行展布。矿脉走向290°～310°，与区域主构造方向一致。金属矿物以黄铁矿、自然金为主。围岩蚀变以硅化、黄铁矿化、绢云母化为主,其次是绿泥石化、碳酸盐化。常在矿体顶底板形成2～6 m的蚀变带,矿体与蚀变带界限清楚,蚀变带与围岩渐变过渡。上上河金矿与老湾金矿脉状矿体赋存空间具有局限性，往往距地表较近，矿脉比高小于60 m[15]，矿脉向下逐渐尖灭。而深部蚀变岩型矿体以层状、似层状向下延伸（图4）。
图4 老湾E6线[21]、南关岭1线剖面Figure 4. Section E6[21]across Laowan and section 1 across Nanguanling
霍山金矿以东溪、南关岭金矿床最为典型。东溪金矿体产于含金石英脉内，而含金石英脉的平面展布，严格受北西向断裂构造的控制，呈狭长带状分布。南关岭矿区位于东溪金矿东侧，上部石英脉型金矿分布于几个较大的含矿破碎带内，呈平行式或斜列式分布，深部5 号主矿体则呈缓倾斜似层状，长230 m，平均厚5.4 m，最大延深215 m[6]。与成矿作用有关的围岩蚀变主要分布在含矿破碎带内以及石英脉两侧，蚀变类型主要有青盘岩化、碳酸盐化，次为硅化、绢云母化、赤铁矿化、黄铁矿化、冰长石化等。东溪、南关岭金矿脉状矿体多陡倾状，与区域断裂方向一致，含矿石英脉向下呈楔形尖灭，延深较小，一般为20～30 m，最大达70 m。南关岭5 号似层状矿体位于脉状矿体以下，向深部有延伸趋势，且以往钻探显示深部碎裂岩（ZK5033、ZK613）、糜棱岩化二长花岗岩（ZK120）均有金矿化[12]。
由表1可知，两金矿体均为“上脉下层”状，脉状矿体赋存标高有限，蚀变岩型层状矿向深部延伸，矿化蚀变类型相似。老湾金矿深部蚀变岩型金矿为主矿体，资源量可观；
而霍山金矿现阶段主矿体为地表石英脉型，资源量少，但以往勘查钻孔内可见蚀变岩型金矿，说明其深部具蚀变岩型金矿找矿潜力。
表1 老湾金矿与霍山金矿矿床地质参数特征Table 1. Characteristics of geological parameters of the Laowan and Huoshan gold deposits
5.2 流体包裹体特征
老湾金矿带上上河矿段、老湾矿段流体包裹体为早期成矿流体捕获了低盐度、富CO2的流体包裹体[15]，温度、盐度相对高，中期、后期逐渐降低，由中温、低盐度、富CO2的NaCl-CO2-H2O流体演化为低温、低盐度的NaCl-H2O 流体。成矿流体为中低温、低盐度的富碳质流体体系，矿体形成于中低温、弱酸性和弱还原环境中[15]。
霍山、东溪金矿流体包裹体、气液包裹体几乎全部为H2O 包裹体，为中低温、低盐度的流体[7]，流体体系为NaCl-H2O流体。
二者流体包裹体都为中低温、低盐度的流体，老湾金矿带流体包裹体前中期为富CO2的NaCl-CO2-H2O 流体体系，而东溪金矿流体包裹体未见H2O 以外的气体（表2）。说明老湾金矿前中期中温热液活动强烈，而霍山金矿则为低温热液活动。
表2 流体包裹参数Table 2. Parameters of fluid inclusions
5.3 H-O同位素特征
分别统计老湾金矿带上上河、老湾矿段及霍山、东溪金矿成矿流体的氢、氧同位素值（表3），并投影至δ18O-δD关系图（图5）中。
图5 老湾、霍山金矿带成矿流体氢氧同位素组成Figure 5. Hydrogen and oxygen isotopic compositions of oreforming fluids from the Laowan and Huoshan gold belts
表3 氢、氧同位素特征Table 3. Features of oxygen and hydrogen isotopes
上上河矿段部分样品的氢、氧同位素投点落在原生岩浆水内，上上河矿段大部分样品及老湾矿段样品均落在原生岩浆水和雨水线之间，且靠近原生岩浆水。表明老湾金矿带早期的成矿流体主要为岩浆热液，中期阶段为岩浆热液与大气降水的混合热液，后期大气降水影响较强。
东溪金矿矿化石英脉中的氢、氧同位素投点落在原生岩浆水和雨水线之间，相对靠近降水线，表明了东溪金矿在矿化过程中大气降水为主要作用，岩浆流体辅助并少量参与成矿过程，属低硫型浅成低温热液矿床特征。
流体包裹体及H-O 同位素特征的差异说明霍山金矿岩浆热液活动相对不发育，但这种差异可能与样品采集相关。霍山金矿采样局限于东溪金矿地表处，样品为石英脉型矿，钻孔及南关岭深部蚀变岩型金矿暂无研究，可能造成此差异。
老湾金矿成矿类型一直存在争论，陈建立等认为老湾金矿两次矿化事件为加里东-印支期（364 Ma、406 Ma），并根据上上河、老湾矿床包裹体富CO2的特征[24]，认为老湾金矿是形成于古特提斯洋向北俯冲过程与全面碰撞后伸展阶段俯冲（增生）环境下发育的造山型金矿[1,23]。而杨梅珍等通过松扒花岗斑岩同位素年龄与前人获得的石英脉晶洞充填的淡绿色白云母39Ar/40Ar年龄（138 Ma）[19]，认为老湾金矿是与燕山期岩浆活动有关的浅成热液型矿床。
霍山金矿赋矿地层为毛坦厂组安山质火山岩（130Ma）[20]，成矿时代明显晚于毛坦厂组，推测为早白垩世晚期，与北淮阳东段多金属矿成矿时代一致。倪培、张定源等根据流体包裹体和氢氧同位素分析结果及其含典型蚀变矿物“冰长石”的特征，认为东溪-南关岭金矿是与区内早白垩世晚期岩浆岩脉（隐伏岩体）相关的浅成低温热液型金矿床。
纵观桐柏-大别多金属成矿带，区内典型斑岩型矿床与早白垩世中晚期中酸性小斑岩体具有紧密关系，且成矿年龄自西向东从129 Ma（千鹅冲）到110 Ma（沙坪沟）逐渐变新[25]，多分布于桐柏-桐城断裂带北侧，成矿多受北北东或近南北向早白垩世晚期小岩体（具A 型花岗岩特征）影响。且同处中央造山带的山东胶东金矿成矿年龄段为123.0～110.6 Ma，大多数金矿床形成于（120±5）Ma，也与早白垩世中晚期花岗岩关系密切。推测老湾与霍山金矿带同是与早白垩世中晚期花岗岩有关的浅成低温热液型矿床。
（1）中元古代—早古生代原岩为海底火山喷发的中-基性熔岩夹少量凝灰岩的变质细碧角斑岩建造，该建造中庐镇关岩群-佛子岭岩群（龟山组）的形成为金矿提供物质来源。
（2）中生代早期即早二叠世（255 Ma），华北和扬子陆块的碰撞及陆块俯冲[14]，形成一系列走滑断裂系统，包括早期的桐柏-桐城断裂。印支-燕山中期经历强烈的韧性剪切变形变质作用，使深部基底发生广泛的变质变形，并形成切割较深的剪切带，为金的运移提供了通道。
（3）燕山期，即早白垩世早期—中晚期(136～110 Ma)，岩石圈拆沉和软流圈上涌导致下地壳重熔和广泛的岩浆活动[26～28]，沿桐柏-桐城断裂带广泛发育大规模的花岗岩浆活动，花岗质岩浆侵入为北淮阳地区老湾、霍山金矿带金多金属矿化提供了热量、流体、S、Au和Mo多金属成矿元素。
早期的剪切带为金矿的赋存提供了空间，成矿物质及载矿流体源于基底剪切带的韧性域，燕山晚期岩浆热液活动造成成矿流体运移至成矿带内的韧-脆性域，形成“上脉下层”状金矿。
通过老湾金矿带与霍山金矿化带多项特征对比发现：
（1）同处北淮阳构造带，成矿基底地层一致，桐柏-桐城断裂同为两矿带的导矿构造，矿带内主要的成矿构造多与桐柏-桐城断裂方位一致。
（2）区内中生代岩浆岩发育，位于矿带边缘部位，晚期斑岩（脉）可能为金矿提供部分来源。矿体呈“上脉下层状”，脉状矿体赋存标高有限，蚀变岩型层状矿向深部延伸，矿化蚀变类型相似。
（3）流体包裹体都为中低温、低盐度的流体，成矿物质来源于岩浆水与大气降水，成矿类型为浅成低温热液型金矿床。
（4）霍山金矿勘查工作程度较低，含矿脉体群之间有空白区,尤其是深部没有控制，深部及外围具有较好的找矿潜力。
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