河南嵩县牛头沟金矿区断裂构造特征及找矿方向

  牛头沟金矿区位于河南省嵩县大章乡三人场村境内,南起上庄,北至松里沟,西到县界,东到花山花岗岩体的侵入界线,面积约13.5平方公里。牛头沟矿区在大地构造位置上,它处于秦岭东西构造带的北亚带与新华夏系的交接部位。在区域构造中,它位于马超营东西向断裂北侧。区内断裂构造发育。各种力学性质断裂发展演化与空间分布,构成了矿区基本构造格架,也控制了本区金矿化的形成与分布。下面从断裂构造来阐述矿区构造及构造控矿规律。 
  1断裂构造特征 
  区内断裂构造按展布方向可分为北西西向断裂、南北向断裂、北西向断裂及北北东向断裂。 
  1.1北西西向断裂。北西西向断裂是区内最大规模的一组构造。其出露广泛,遍布全区,局部集中,成带出现,是构成矿区构造格架的主成分。此带既是重构造蚀变带,也是岩浆活动带,断裂多期活动控制了伟晶岩脉、斑状安山岩脉、闪长岩脉的分布。该组断裂走向60°-80°西,倾向南或北,倾角变化较大。根据倾角大小不同,可划分出陡倾与缓倾两组北西西向断裂。 
  1.2南北向断裂。南北向断裂主分布于矿区南部,共有两条。一条是陈吴子沟断裂,其长2000余米,其中工程控制达1200余米;另一条是陈吴子沟断裂东侧的F25断裂,其北起南沟南端,向南延伸1200余米,区内出露长度仅600余米,陈吴子沟断裂与F25断裂间距约为800米。 
  1.3北西向断裂。北西向断裂主分布于矿区南东部,规模较大者有猪耳朵沟—下庄断裂,其中部在三人场被第四系覆盖,断裂全长1400米。另外,东沟、阴寺沟各见一条,长400-500米,断裂宽度变化不大,除东沟所见北西向断裂充填石英斑岩脉宽近10米外,其它多小于1米,最宽处可达2-3米。 
  1.4北北东向断裂。北北东向断裂在区内零星分布,规模较大断裂有两条,见于上庄—南沟间,其宽5-11米,长300米左右。 
  2矿区成矿构造体系的确立 
  牛头沟矿区存在多种构造体系,但对于金矿化来说,必有一种或两种构造体系与成矿同时活动,并控制矿产的形成和分布,控制矿床、矿体的位置和形态,这种构造体系称为成矿构造体系。下面通过区内各组控制矿化的构造讨论,来确立该区成矿构造体系。 
  2.1南北的控矿断裂。南北向断裂控制的矿脉有陈吴子沟矿脉及上庄六采区3号脉,现以陈吴子沟矿脉为例,阐述控矿断裂特征。南北向矿脉倾角较陡(大于70°)东倾,局部西倾,矿体呈透镜状,膨缩脉状,有时透镜状矿体呈尖灭再现特征。矿脉延伸、延展稳定。 
  2.2东西向陡倾控矿断裂。倾角较陡的东西向含矿断裂,分布零星,只在上庄六采区下部中段及陈吴子沟地表及7#、8#硐见其出露。其控制的矿体规模较小,矿化也较弱,它不是矿区中主成矿构造,但它对确立本区成矿构造体系却有重意义。 
  2.3北东向控矿断裂。这组控矿断裂仅见于陈吴子沟7#硐,规模不大,断裂走向北40°东,断裂面平直光滑,水平擦痕极发育,沿平直扭裂隙分布有细小黄铁矿脉,显示成矿时扭性力学性质。 
  2.4产状近水平的控矿断裂。近水平断裂控制的矿脉在矿区分布普遍,是区内数量最多,分布最广的一组矿脉。松里沟主脉及平行脉、上庄六采区1#、2#脉及下部中段近三条水平矿脉均属此类。另外,阴寺沟、南沟等地沿近水平断裂分布的矿化也较普遍。它们走向不同,多为北西西向、北西向及北北西向,个别为东西向,但倾角均较小,多数小于30°,最小完全水平(小于5°),个别偏大达40°,这些矿化集中分布于前述三个缓倾北西西向断裂带及猪耳朵沟—下庄北西向断裂带中。不同时期形成的不同方向断裂带分属于不同构造体系,但它们在成矿时都显出明显活动的迹象,缓倾的断裂被成矿时近水平断裂利用改造,在成矿时显示相同的力学性质,所以将它们作为一组控矿断裂来讨论。 
  将上述产状不同的四组控矿断裂,按它们成矿时的力学性质组合起来,恰好与本区南北向构造带的组合一致,因此南北向构造带是本区的成矿构造体系。 
  3构造控矿规律分析 
  成矿构造体系的确定,从时间上、成因上认识了构造与矿化的关系。但成矿构造体系中并不是所有构造都含矿。即使在主矿构造中,也不是所有部位都有矿化富集。矿化是受成矿构造体系分布规律控制的,其主富集于成矿构造应力场中应力集中的部位。分析构造控矿规律可以为下一步找矿指明方向。 
  3.1成矿构造体系与成矿前构造体系复合控矿规律。南北向构造带与成矿前缓倾北西西向压性断裂带及北西向压性断裂复合部位,是应力集中部位,那里岩石破碎,矿液活动较强,是成矿有利部位。 
  3.2成矿构造的定向性。成矿构造体系中由于成矿前构造影响某一组或几组特别发育的构造为成矿构造。本区的成矿构造有两组,即南北向断裂和近水平断裂,后者由于受成矿前构造影响,本区分布广泛,其走向为北西西向及北西向,松里沟矿点便是此类成矿构造的典型代表。 
  3.3成矿构造的等距性。区内两组成矿构造等距性都较明显。陈吴子沟南北向断裂与其两侧两条南北向断裂间距为750-800米,三条缓倾的北西西向断裂带间距300-400米,山神庙—上庄断裂带内单条断裂间距多为80-100米,东部变小为50米。规模较大的断裂带控制矿化带的分布,而带内具体断裂则控制矿脉或矿体的分布。矿带与矿带间、矿脉与矿脉间也呈现出上述等距性。 
  3.4成矿构造的递变性。区内三个缓倾北西西向断裂带呈现出南强北弱递变特点,其控制的矿化也呈相应递变规律。实际上这一构造带,在区内延展较长,规模也较大,沿构造带已有龙潭沟金矿分布,矿化也较好,应是三个构造带中构造与矿化最强的带。 
  3.5成矿构造力学性质对矿化体分布的控制。南北向压性成矿断裂,断层面呈舒缓波状,控制的矿脉呈透镜状、膨缩脉状。透镜状矿体沿走向、倾向均呈尖灭再现特征,因此应注意南北向断裂产状变化部位,这些部位往往是透镜状矿体出现的位置。本区近水平断裂多是利用成矿前压性断裂发展起来的,缓倾的压性断裂成群出现,平行排列。其成矿时张性断裂的分布继承了这一特点,控制了矿脉成组再现、平行排列。所以寻找产状近水平的多层矿体也是本区一个找矿方向。 
  总之,牛头沟矿区金矿化严格受断裂控制,南北向构造带是成矿构造体系,南北向断裂、近水平断裂(北西西向断裂及北西向断裂)是主成矿构造,其复合部位是矿化有利部位,这是我们今后本区找矿的方向。