王炯辉,陈良,苏蔷薇,王浩然,刘云飞,来守华.2016.河南省嵩县槐树坪金矿床地质、同位素地球化学特征与成矿作用[J].矿床地质,35(3):524~538
WANG JiongHui,CHEN Liang,SU QiangWei,WANG HaoRan,LIU YunFei,LAI ShouHua.2016.Geology, isotopic geochemistry and metallogenesis of Huaishuping gold deposit in Songxian County, Henan Province[J].Mineral Deposits35(3):524~538

DOi:10.16111/j.0258_7106.2016.03.006
河南省嵩县槐树坪金矿床地质、同位素地球化学特征与成矿作用
王炯辉1,2，陈良2**，苏蔷薇3，王浩然2，刘云飞2，来守华2

（1 中国地质大学， 北京100083； 2 五矿勘查开发有限公司， 北京100010； 3 中国 地质大学地质过程 与矿产资源国家重点实验室， 北京100083）

通讯作者：陈良

投稿时间：2015_05_15

录用时间：2016_02_14

摘要:河南嵩县槐树坪金矿床是豫西地区近年来通过勘查找矿评价出来的大 型金矿床，该 矿赋存于中元古界熊耳群火山岩地层，受断裂构造控制，与燕山期酸性岩浆侵入活动密切相 关，是典型的构造蚀变岩型金矿床。矿区断裂构造可分为陡倾切层断裂和缓倾层间破碎带2 种 类型，缓倾层间破碎带是最重要的控矿和容矿构造，也是实现找矿突破的关键。氢、氧同位 素 分析显示，石英的δ18OV_SMOW值变化于10.1‰～14.4‰，成矿流体δ1 8O H2O变化于-1.3‰～7.3‰，δD变化于-95‰～-81‰；矿石硫同位素分析显 示， δ34S值变化于-7.7‰～-1.4‰；矿石铅同位素分析显示，206Pb/ 2 04Pb变化于16.990～18.761，207Pb/204Pb变化于15.368～15. 622，208Pb/204Pb变化于37.471～38.730。研究结果表明，槐树坪 金矿床的成矿流体主要由岩浆水和大气降水组成，成矿主阶段以岩浆水为主，晚期有较多大 气降水的加入；成矿物质主要来源于（直接或间接）太华群地层。该矿床的成矿过程经历了 早期变形、变质作用的预富集，并于中生代后碰撞伸展构造环境下大规模富集成矿。
关键词: 地球化学；地质特征；成矿作用；同位素；槐树坪金矿床；河南省
文章编号：0258_7106 (2016) 03_0524_15 中图分类号：P618.51 文献标志码：A
Geology, isotopic geochemistry and metallogenesis of Huaishuping gold depo sit in Songxian County, Henan Province
WANG JiongHui1,2, CHEN Liang2, SU QiangWei3, WANG HaoRan2, LIU YunF ei2 and LAI ShouHua2

（1 China University of Geosciences, Beijing 100083, China; 2 Minmetals Explorati o n and Development Co., Ltd., Beijing 100010, China； 3 State Key Laboratory of Geological Processes and Mineral Resources, China University of Geosciences, Beijing 100083, China）

Abstract:The Huaishuping gold deposit in Songxian County of Henan Province is a large_siz e gold deposit found by exploration work in recent years. It is hosted by the M esoproterozoic Xiong´er Group and closely related to the Mesozoic magmatism. The orebodies are controlled by faults. It is a typical tectonic altered rock type gold deposit. The fault in the mining area can be divided into steeply inclined incision faults and gently inclined interformational faults, with the latter bei ng the most important ore_controlling and ore_bearing structure. And this is the key to achieving breakthrough in prospecting. Oxygen and hydrogen isotope data from quartz show that the δ18OV_SMOW values range from 10.1‰ to 1 4.4‰, δ18OH2O values from -1.3‰ to 7.3‰, and δD values bet ween -95‰ and -81‰. The δ34S values of sulfides range from -7.7‰ to -1.4‰. Among Pb isotopes, the 206Pb/204Pb and 207 Pb/204Pb ratios of sulfides are in the range of 16.990 to 18.761 a nd 15.368 to 15.622, respectively, and 208Pb/204Pb ratios from 37.471 to 38.730. The authors revealed that the ore_forming fluids of the Huaishuping gold deposit were composed of magmatic and meteoric water, the ore_ forming fluid of main metallogenic stage mainly came from the magma, with the ad dition of more meteoric water at the late stage. The ore_forming materials were mainly derived from the Taihua Group. The Huaishuping gold deposit underwent pre concentration at the early stage by deformation and metamorphism, and large_scal e gold enrichment and mineralization took place in a post_collisional extensiona l setting in Mesozoic.
Key words: geochemistry， geological characteristics, metallogenesis, isotope, Huaishuping gold deposit, Henan Province
        槐树坪金矿床位于河南省洛阳市嵩县境内，是豫西熊耳山地区近年来通过勘查找矿评价出来 的大型金矿床，也是“嵩县模式"实现找矿突破的核心矿区。针对该矿床的地质找矿工作可 以追 溯到20世纪90年代，虽然开展过多轮地质找矿工作，但一直未能取得较大的突破。2009 年嵩县整合勘查项目实施后，通过重点在缓倾斜层间破碎带上开展勘查工作，取得了 找矿重大突破，探获金资源量超过30 t，达到大型规模。在缓倾斜层间破碎带上取得如此大 的找矿成果，这在豫西地区尚属首次。
        相对于槐树坪金矿床取得的找矿成果，其地质研究程度显得较为薄弱。在取得找矿突破 之前，部分学者也对其开展过相关研究工作，主要集中于矿体特征、矿化蚀变特征、找矿标 志等方面（徐红伟等，2009；张木辰等，2010；梅秀杰等，2014），缺乏对构造控矿规律、 成矿流体来源、成矿物质来源、成矿作用等方面的深入研究和系统总结。本文以近年来槐树 坪金矿床地质找矿实践和取得的第一手地质资料为基础，结合前人的工作成果，对其地质特 征、同位素地球化学特征和成矿作用进行研究总结，以期为该矿的进一步找矿和本区其他金 矿的勘查、研究提供参考，为熊耳山地区金矿找矿工作提供新思路。
1区域地质背景
        槐树坪金矿床在大地构造位置上位于华北板块南缘、华熊台隆之熊耳山断隆区（图1），该 区地质构造复杂，岩浆活动强烈，成矿条件优越。区内矿产资源丰富，矿种类型多样，金属 矿产主要有金、钼、银、铅、铁等，非金属矿产有萤石、重晶石、滑石、钾长石等，其中， 又以金矿普遍发育为显著特征。目前，区 内已发现大、中、小型金矿床数十处，探明黄金工 业储量数百吨，远景资源量达上千吨，显示出巨大的成矿规模和找矿前景（王凤茹，2009） 。
        区内主要为新太古界太华群和中元古界熊耳群，其次为中新生代伸展断陷盆地内发育的 红色碎屑沉积岩。太华群是一套以片麻岩为主的中深变质岩系，变质程度普遍达到角闪岩 相 ，局部达到麻粒岩相，主要岩性为角闪斜长片麻岩、黑云斜长片麻岩和斜长角闪岩等，大部 分已遭受强烈的混合岩化作用，形成混合岩化片麻岩、条纹条带状混合岩，局部形成混合花 岗岩。太华群是整个华熊地区的前寒武纪结晶基底，其原岩为中基性火山_沉积建造，形成 之后经历了多期构造热事件，伴随有多期变形变质作用，主要有前晋宁期、晋宁期、加里东 期和印支期—燕山期。前晋宁期形成区内基底构造骨架，晋宁期和加里东期发生区域性 变质 作用，印支期和燕山期叠加大规模的岩浆活动。熊耳群岩性主要为安山岩、安山玄武岩、流 纹岩、英安斑岩并夹有碎屑岩，基本未经受变质作用。它是区域内结晶基底之上的第一套盖 层沉积，其上又不整合或假整合地覆盖了一套官道口群滨海_浅海相含硅质碳酸盐岩（毛景 文等，2006；徐刚等，2013）。
        区内断裂构造发育，褶皱不发育。按断层的性质和产状，可以分为陡倾切层断裂和缓倾层间 破碎带2大类。陡倾切层断裂产状较陡，按展布方向可分为近东西向、北北东向、北东_北东 东向和北西向4组，组成菱形网格状构造，其中，北东_北东东向断裂为重要的控矿断裂构造 。层间破碎带受熊耳山拆离_变质核杂岩构造控制，它是伸展构造环境下岩浆 侵位、上拱导致地层薄弱部位发生剪切、滑脱的产
图 1熊耳山地区地质及金矿床分布略图（据梁涛等，2012修改）
     1—第四系； 2—新近系； 3—古近系； 4—白垩系； 5—寒武系； 6—栾川群； 7—官道 口群； 8—汝阳群； 9—熊耳群； 10—太华群； 11—白垩纪花岗岩； 12—白垩纪流纹斑 岩； 13—白垩纪花岗斑岩； 14—白垩纪正长斑岩； 15—白垩纪花岗闪长岩； 16—侏罗纪 花岗岩； 17—地质界线；18—不整合界线； 19—断层； 20—金矿床（矿化点） ； 21—县/村镇； 22—熊耳山地区
Fig. 1Regional geological map of Xiong´er Mountain, showing locations of gold deposits  (modified after Liang et al., 2012)
     1—Quaternary; 2—Neogene; 3—Paleogene; 4—Cretaceous; 5—Cambrian; 6—Luanchua n Group; 7—Guandaokou Group; 8—Ruyang Group;9—Xiong´er Group; 10—Taihua G roup; 11—Cretaceous granitoids; 12—Cretaceous rhyolite porphyry; 13—Cretaceou s granite porphyry;  14—Cretaceous syenite porphyry; 15—Cretaceous granodiori te; 16—Jurassic granite; 17—Geological boundary; 18—Unconformity; 19—Fault;  20—Gold deposit (mineralization spot); 21—County/village or town; 22—Xiong´ er Mountain area

物。层间破碎带的产出受地层层面或面理和拆离断层的 双重控制，因此，一般不具定向性，但层间破碎带的 倾角均较缓（王志光等，1997）。
        区内岩浆活动强烈并具多旋回性，主要形成了太古代中基性火山岩和花岗岩、中元古代中基 性_酸性火山岩、中生代酸性侵入岩。其中，中生代酸性岩浆侵入活动最为强烈，并与金矿 化 密切相关。区内中生代花岗岩体出露面积达350 km2，主要有花山、五丈山和金山庙岩体 。 花山岩体呈北东向弧形分布于五丈山岩体北部，侵入于太古代太华群片麻岩、混合岩内，南 西部局部侵入到熊耳群地层中，面积约280 km2（王志光等，1997），岩性主要为浅肉红 色、肉红色巨斑状黑云角闪二长花岗岩、似斑状黑云母二长花岗岩、中_细粒角闪黑云二长 花岗岩，其SHRIMP年龄为（127.6±1） Ma～（132±1.6） Ma（毛景文等，2005；李永峰 ，2005；孟芳等，2012）。五丈山岩体呈北西_南东向舌状展布，侵入于太古代太华群片麻 岩和中元古代熊耳群安山岩地层中，面积约61 km2（王志光等，1997），岩性为浅红或 灰白色似斑状黑云二长花岗岩、巨斑状角闪黑云二长花岗岩、中_细粒角闪黑云二长花岗岩 ，其SHRIMP年龄为（153.6±1.3） Ma～（156.8±1.2） Ma（毛景文等，2005；孟芳等 ，2012）。金山庙 岩体呈不规则三角状分布在花山岩体北西部外围，侵入于太华群中，面积约10 km2（王志 光等，1997），岩性为灰白色中_细粒角闪黑云二长花岗岩，其K_Ar法年龄为128 Ma，SHRIM P年龄为（129.3±1.5） Ma（李永峰，2005；孟芳等，2012）。
2矿床地质特征
        槐树坪金矿区主要出露中元古界长城系熊耳群鸡蛋坪组中段和上段，其次为古近系高 峪沟组及分布于河流、冲沟和局部山坡的第四系（图2），太华群在距离矿区北部约3 k m处大面积出露。鸡蛋坪组中段沿北东向展布，倾向东南，与区域地层产状基本一致，出露 于矿区的北部和西部，岩性自下而上分别为安山岩、英安岩、凝灰岩，英安岩出露面积较大 ，其中局部夹安山岩、火山角砾岩透镜体及构造角砾岩。鸡蛋坪组上段出露于矿区东部和南 部，岩性主要为巨厚层的安山岩，局部夹小面积的凝灰岩透镜体及构造角砾岩。高峪沟组分 布在矿区东南部，岩性主要为黏土岩。
        槐树坪金矿床严格受断裂构造控制。矿区断裂构造与区域断裂构造类似，可分为缓倾层间破 碎带和陡倾切层断裂2类。缓倾层间破碎带是最主要的控矿和容矿构造，是实现找矿突破的 关键，其中的矿体总体特征可概括为：成矿早、似层状、倾角缓、品位高、易选冶。缓倾层 间破碎带 均呈北东向展布，倾向南东，往往成群成组出现，主要的F23、F24等呈隐伏状态，地表出露 的有F17、F18、F19等。陡倾切层断裂按展布方向可分为北东向、北北西向、北西向和近南 北向4组，其中，北东向（F7、F8）和北北西向（F29）断裂为含矿构造。缓倾层间破碎带形 成的时间早，陡倾切层断裂形成的时间晚，后者往往切穿前者。
        缓倾斜层间破碎带中规模最大的是F23，为隐伏构造，分布于08～53勘探线之间，沿走向控 制长度1600 m，沿倾向控制最大延深大于700 m。厚度最小5～10 m，最大40 m，平均厚度15 ～20 m；东北部08～07线之间较厚，厚度15～30 m；西南部15～21
图 2槐树坪金矿床地质图
     1—第四系； 2—高峪沟组； 3—鸡蛋坪组上段； 4—鸡蛋坪组中段； 5—断层及编号； 6 —矿脉及编号； 7—主要缓倾斜矿体（隐伏）分布范围； 8—勘探线及编号； 9—钻孔及 编号
Fig. 2Geological map of the Huaishuping gold deposit
     1—Quaternary; 2—Gaoyugou Formation; 3—Upper member of Jidanping Formation; 4 —Middle member of Jidanping Formation; 5—Fault and its serial number; 6—Ore v ein and its serial number; 7—Distribution range of main gently inclined orebody ; 8—Prospecting line and its serial num_ber; 9—Drill hole and its seri al number 
线略薄，厚度10～20 m。 断裂分布标高256～545 m，整体倾向南东，总体倾角25°，08～15线之间倾角稍陡，约22～ 28°，17～21线倾角稍缓，约12～18°。
        陡倾切层断裂中较为典型的是F29，该断裂南端在西叉沟脑进入第四系，中部穿过鸡冠山顶 ，北端止于皮沟，在平面上呈波状延伸，走向330～350°，倾向北东，倾角较陡，倾角75～ 87°。构造带出露总长度大于900 m，带宽一般在4～6 m，局部可达15 m。该断裂带地貌特 征 明显，断裂通过之处多形成岩墙状硅化带突出地表。部分地段可见构造面，构造面一般比较 平直，构造面上发育擦痕、阶步等。
        矿区出露的岩浆岩相对较少，主要为华力西期碱性正长岩脉和与中元古代熊耳群火山岩伴生 的辉绿岩脉，五丈山花岗岩体毗邻矿区北部出露。正长岩脉呈浅肉红色，自形粒状结构，块 状构造，主要由正长石、石英、铁质矿物等组成，分布于矿区南部鸡冠山东沟内，脉宽2～6 m，长10～30 m不等，侵入安山岩和凝灰岩中。辉绿岩脉呈灰绿色，斑状结构，块状构造， 主 要由辉石、绿泥石、绿帘石、碳酸盐等矿物组成，分布于皮沟沟口小路旁，宽约1 m，长约2 0 m，侵入安山岩中。
矿区内已发现和控制主矿体2个，主要矿体7个，次要矿体13个。金矿体严格受断裂构造带控 制，呈舒缓波状、脉状、豆荚状。矿体产状与断裂带产状基本一致，以北东向为主，次为北 北西向。按倾角大小可将矿体分为缓倾斜（图3a）和陡倾斜（图3b）2类。缓倾层间破碎带 控制的矿体形态较为简单，空间上呈舒缓波状或者首尾相连的豆荚状；矿体产状与熊耳群火 山岩地层基本一致，倾向南东，倾角多为7～30°；硅化、黄铁矿化强烈，钾化发育；矿体 规 模较大。陡倾切层断裂控制的矿体形态简单，走向上呈舒缓波状，倾向上呈脉状或似层状； 矿体产状较陡，倾角75～87°；硅化、黄铁矿化强烈；矿体规模一般较小。
        槐树坪矿区金矿体具有定位性、定向性和近等距性的空间分布规律。定位性是指主要矿体均 赋存于缓倾层间破碎带或陡倾切层断裂，而富矿往往分布于断裂构造的顶底板附近，这是由 于赋矿围岩熊耳群火山岩硬度高，经受的变形变质作用弱，因此，断裂构造顶底板附近既是 含矿流体运移的最佳通道，也是进行交代、充填作用的有利场所，往往形成 高品位矿体。定向性是指区内矿体主要受北东向断
图 3槐树坪金矿床缓倾斜矿脉24_07勘探线剖面图（a）和陡倾斜矿脉29_04勘探线剖面图 （b）
     1—第四系； 2—构造带； 3—矿体； 4—钻孔及编号； 5—采坑及编号
Fig. 3Cross_section along No. 7 exploration line of gently inclined veins (a) and cross_section along No. 4 exploration
     line of steeply inclined vein (b) of the Huaishuping gold deposit
     1—Quaternary; 2—Tectonic zone; 3—Orebody; 4—Drill hole and its serial number ; 5—Pit and its serial number
裂构造带控制，其次受北北西向断裂构造带控制，表现出明显的定向性分布特征。缓倾层间 破碎带控制的矿体均呈北东向展布，陡倾断裂F7、F8等也 为北东走向。近等距性是指矿区内缓倾层间破碎带控制的矿脉，具有成群成组、近等距平行 分布的特点。根据目前的工程控制程度，矿区已发现和控制多条近等距平行分布的缓倾斜含 矿构造蚀变带，它们之间的距离多为50～100 m。
        矿石矿物以黄铁矿为主，次为方铅矿、黄铜矿、闪锌矿、辉钼矿、磁铁矿、自然金等（ 图4a、b）；脉石矿物主要为石英、钾长石、方解石、白云石，次为黏土矿物、绢云母、磷 灰石（图4c、d），含少量重晶石等。矿石结构主要为自形_半自形晶粒状结构、他形晶粒状 结构，次为交代残余结构、斑状结构、碎裂结构；矿石构造主要为脉状_网脉状构造、细脉 状_浸染状构造、块状构造、浸染状构造，地表或浅部可见蜂窝状构造。矿石的有用矿物主 要为自然金，次为银金矿，金以自然金为主，并有少量银金矿。工艺矿物学研究表明，金的 形态比较简单，主要以麦粒状、角粒状和长角粒状为主，次为尖角粒状；金的粒度以细 粒、中粒为主（图4e），分别占75.30%和17.62%，微粒金占7.08%；金的嵌布形式以粒 间金为 主，占60%，裂隙金占35%，包裹金占5%。
        矿体围岩蚀变发育，蚀变种类较多，主要有硅化、钾长石化、绢云母化、碳酸岩化、绿泥石 化、绿帘石化等。金属矿化主要为黄铁矿化，次为褐铁矿化、方铅矿化、黄铜矿化 、闪锌矿 化、辉钼矿化等。与金矿化最为密切的为硅化、钾长石和黄铁矿化。热液蚀变在空间上具有 明显的分带性，由矿体中心向围岩方向依次为硅化→钾长石化→碳酸盐化→绿泥石化。
        根据矿物的生成顺序以及矿物共生组合、矿石结构构造和脉体之间的穿切关系等，可将成矿 过程从早至晚分为4个阶段： 钾长石化阶段，是成矿的早期阶段，以形成大规模、强烈的 面 状钾化为特征，蚀变后岩石整体呈暗红色，主要矿物为钾长石（图4f），少量石英和浸染状 黄铁矿；黄铁矿石英阶段，以形成乳白色透镜状石英脉为特征，含少量黄铁矿（图4g）； 石 英多金属硫化物阶段，是主成矿阶段，以形成大量黄铁矿或黄铁矿脉为特征，含少量石英、 方铅矿、黄铜矿、闪锌矿等（图4h）；石英碳酸盐阶段，是成矿作用的末期，矿物组成主要 是方解石、石英和铁白云石，呈脉状产出（图4i）。
3同位素地球化学
3.1测试方法
        本文选择槐树坪金矿床矿石和岩石的代表性样品，有针对性的开展了氢、氧、硫、铅同位素 分析测试；同位素测试在国土资源部同位素地质重点实验室完成。
        氢、氧同位素测试仪器型号为MAT253EM型质谱仪。分析测试前先分离单矿物，从破碎至60～ 80目的石英样品中选取纯度大于98%的石英颗粒。石英矿物的氧同位素分析方法为BrF5法 ，首先将纯净的石英样品与BrF5反应15 h，萃取氧。分离出的氧进入CO2转化系 统，温 度为700℃，时间为12 min，最后收集CO2，然后用质谱仪测定CO2中的δ18O 。流 体包裹体中的氢同位素分析方法为爆裂法，先加热石英包裹体样品使其爆裂，释放挥发分， 提取水蒸气，然后在400℃条件下使水与锌反应产生H2，再用液氮冷冻后，收集到有活性 炭的样品瓶中待测。
        硫同位素样品分析测试前先分离单矿物，将黄铁矿单矿物样品研磨至小于200目，以CuO和V 2O5作为混合氧化剂，在高温真空条件下与黄铁矿样品进行氧化反应产生SO2，并用冷 冻法收集，然后用MAT_253质谱仪分析硫同位素组成，测量结果以V_CDT为标准，分析精度优 于±0.2‰。
        铅同位素样品分析测试样品与硫同位素样品相同，分析测试前先将黄铁矿单矿物样品研磨至 小于200目，采用HNO3浸泡去除表面附着的微量脉石矿物，通过阴离子交换树脂提取Pb， 蒸 干后以1% HNO3稀释，然后在英国Nu Instrument公司生产的高分辨多接受等离子质谱仪(N u Plasma HR)上进行分析测试，质谱测试采用T1为标准进行质量分馏校正。在测定样品之前， 用NBS981标准校准仪器，测定过程中随时测定NBS981以对仪器进行监测。
3.2测试结果
(1) 氢、氧同位素
        本次研究对7件石英样品进行了氢、氧同位素测定（表1），分析结果显示δ18D变化 于-95‰～-81‰，平均值-85‰；δ18OV_SMOW变化于10.1‰～ 14.4‰，平均值12‰。根据石英_水分馏方程1000 lnα=3.38×106T- 2-2.90 （Clayto n et al., 1972）和同一石英样品中流体包裹体均一温度平均值，计算出流体的δ18 OH2O值变化于-1.3‰～7.3‰，平均值4.1‰。
图 4槐树坪金矿床手标本及镜下照片
     a. 黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿共生组合（反射光）； b. 黄铁矿、黄铜矿、方铅矿 共生组合（反射光）； c. 黄铁绢英岩化（透射光）； d. 石英沿脉壁对向生长呈梳状产出 （透射光）； e. 粒状自然金（反射光）； f. 钾长石化阶段； g. 黄铁矿石英阶段； h. 石英多金属硫化物阶段； i. 石英碳酸盐阶段Py—黄铁矿； Gn—方铅矿； Ccp—黄铜矿； Sp—闪锌矿； Qtz—石英； Ser—绢云母； A u—金； Cal—方解石； Kp—钾长石 
Fig. 4Photographs of specimen and microphotographs from the Huaishuping gold d eposit
     a. Pyrite coexisting with chalcopyrite, galena and sphalerite (reflected light); b. Pyrite coexisting with chalcopyrite and galena (reflected light); 
    c. Beres itization (transmitted light); d. Quartz vein showing open_space filling struc ture (transmitted light); 
    e. Granular native gold (reflected light); f. Potash f eldspathization stage; g. Pyritequartz stage; h. Quartzpolymetallic sulfid e stage; 
    i. Quartzcarbonate stage  Py—Pyrite; Gn—Galena; Ccp—Chalcopyrite; Sp—Sphalerite; Qtz—Quartz; Ser—Ser icite; Au—Gold； Cal—Calcite; Kp—Potash feldspar
（2） 硫同位素
        本次研究对8件黄铁矿样品进行了硫同位素测定（表2），结果表明槐树坪金矿床硫同位素（ δ34S）变化范围较小，且均为负值，δ34S值变化于-7.7‰～-1.4‰，极差 为6.3‰，平均值-3.875‰。
（3） 铅同位素
        本次研究对8件黄铁矿样品进行了铅同位素测定（表2），分析结果显示206Pb/ 204Pb变化于16.990～18.761，平均值17.304；207Pb/204 Pb变化于15.368～15.622，平均值15.440；208Pb/204Pb变化于 37.471～38.730，平均值为37.732。
4成矿作用讨论
4.1成矿流体来源
        氢、氧同位素是示踪热液矿床成矿流体来源的有效手段。卢欣祥等（2003）对熊耳山地区金 矿床的氢、氧同位素和成矿流体特征进行了系统总结，
表 1槐树坪金矿床成矿流体氢、氧同位素组成
Table 1Oxygen and hydrogen isotope composition of the Huaishuping gold deposit
注： 均一温度来源于包裹体测温，数据尚未发表。
表 2槐树坪金矿床矿石及地层和花岗岩的硫、铅同位素组成
Table 2Sulfur and lead isotope composition of ores, strata and granite
研究结果表明该区金矿床具有基本相同的氢、氧同位素组成，成矿流体的δ18O H2O值介于-8.7‰～-7.2‰，δ18D值介于-100‰～-45‰，且随着 成矿作用的 进行，成矿流体中混入的大气降水逐渐增多。槐树坪金矿床的δ18OH2O值介 于-1.3‰～7.3‰，δ18D值介于-95‰～-81‰，与熊耳山地区其他金矿的 氢、氧同位素值相近，揭示本区金矿的成矿流体具 有共同的来源和演化历史。与各类地质体的δ18O 值对比表明，槐树坪金矿成矿流体的δ18OH2O值位于花岗岩 和大气降水范围内（图5），显示出岩浆水和大气降水混合的特点。
图 5槐树坪金矿床成矿流体氧同位素分布范围图（底图据Hoefs, 1997）
Fig. 5Distribution of δ18OH2O of ore_forming   fluids from the Huaishuping gold deposit (base map  after Hoefs, 1997)

图 6槐树坪金矿床成矿流体δ18D_δ18OH2O  关系图解
Fig. 6δ18D_δ18OH2O diagram of ore_forming   fluids from the Huaishuping gold deposit
        从δ18D_δ18OH2O图解（图6）可以看出，成矿流体属于岩浆水和大 气降水的混合物。成矿主阶段总体偏向岩浆水方向，随着成矿作用向晚期进行，有向大气降 水方向演化的趋势，表明晚期有较多大气降水参与成矿。
4.2成矿物质来源
        硫同位素组成特征在一定程度上可以反映成矿物质来源信息。地球上硫有3个储存库：① 幔源硫，同位素组成为δ34S=0～3‰ (Chaussidon et al., 1990)；② 海水硫， 在泥盆纪的同位素组成为δ34S=20‰左右；③ 沉积物中的还原硫，这种硫的同 位素主要以具有较大的负值为特征(Rollinson, 1993)。热液矿物硫同位素组成取决于源区 物质δ34S值和含硫物质在热液中迁移沉淀时的物理化学条件。研究表明，熊耳 山地 区金矿硫同位素可以分为2类，绝大多数石英脉型金矿的δ34SΣS值集中分布 于-5‰～5‰，绝大多数蚀变岩型金矿和少量石英脉型金矿的硫化物出现明显的负值， 且变 化范围较大，最小值可达-28.5‰（范宏瑞等，1994；卢欣祥等，2004；王团华等，2009； 付 治国等，2009）。槐树坪金矿床的δ34S值介于－7.7‰～－1.4‰，均为负值，硫 同位素直方图（图7）显示其塔式效应不明显。槐树 坪金矿床为构造蚀变岩型金矿，其硫同 位素组成特征与区域同类型金矿床一致。矿床的δ34S出现负值 并不代表成矿流体的初始硫同位素组成，而是由于深源硫在成矿作用过程中物理化学条件发 生变化而引起其硫同 位素发生分馏的结果（王团华等，2009；付治国等， 2009）。槐树坪金矿床成矿中晚期的石英内伴生少
图 7槐树坪金矿床硫同位素组成直方图
Fig. 7δ34S histogram for the Huaishuping gold deposit
图 8槐树坪金矿床铅同位素构造环境图解
    （底图据Zartman et al., 1981） 
Fig. 8Isotopic structural enviroment for the Huaishuping
     gold deposit (base map after Zartman et al., 1981)
量重晶石，亦暗示在成矿作用过程中，随着不断向近地表迁移，成矿热液经历了 从还原环境到氧化环境的转变。
        将本次研究所取得的槐树坪金矿床矿石铅同位素数据与范宏瑞等（1994）取得的太华群、熊 耳群和花山花岗岩的铅同位素数据，投影于208Pb/204Pb_ 206Pb/204Pb和207Pb/204Pb_206Pb /204Pb构造模式图（图8）可以看出，矿石铅的投影点均分布于地幔与造山带 之间，且主要集 中于地幔演化线附近；花山岩体与矿石铅投影点的分布特征相似，但更为集中；太华群的投 影点分布范围较大，但多数集中于造山带与下地壳演化线之间；熊耳群的投影点主要分布于 地幔演化线附近及地幔与下地壳演化线之间。由此可知，槐树坪金矿床的矿石和太华群、熊 耳群、花山岩体的铅同位素均具有深源铅的特点，但在投影图中，槐树坪金矿床与太华群和 花山岩体表现出来的关系更为密切。
        熊耳山地区主要出露太古界太华群和中元古界熊耳群。区内大多数金矿产出于太 华群 变质基底内及太华群与熊耳群的不整合接触带及其附近（图1），这揭示了太华群变质岩系 的 成矿专属性。太华群变质岩的金丰度为0.71×10-9～2.61×10-9，熊耳群火 山岩的金丰度为0.4×10-9～1.4×10-9，均明显低于地壳金丰度（黎世美， 1996）；花山岩体的金丰度为0.9～5.1×10-9（汪东波等，1994），略高于太华群 和熊耳群的金丰度。研究表明，太华群地层由于经历了多期变形变质作用，从而使地层中的 易释放金被活化转移，剩下的为不易释放金，太华群的金丰度已不是初始金丰度，而是经历 多期地质作用和成矿作用后的剩余丰度。 熊耳山地区太华群的初始金丰度可达100×10-9以上（范宏瑞等，1994）。花山岩体 的原岩 为太华群基底中基性火山岩系，其所含金元素主要来源于太华群地层。岩体具有使金活化的 能力，后期脉岩可使早期花岗岩中的金富集到13.5×10-9（汪东波等，1994）。从 岩体到接 触带，金呈升高趋势，表明花山岩体不仅为成矿提供热动力和成矿流体，还可能提供了部分 成矿物质来源。熊耳群地层由于未经历变形变质作用，缺少使金发生大规模活化转移的条件 ，可以认为熊耳群目前的金丰度可大致代表其初始金丰度。
        综合硫、铅同位素以及对主要地层、花岗岩体的研究表明，槐树坪金矿床的成矿物质应主要 来源于（直接或间接）太华群地层。太华群地层本身拥有较高的初始金丰度值，后期经历的 变形变质和热液活动使金元素发生了活化、迁移和富集。
4.3成矿时代
        本次研究虽然没有开展成矿年龄方面的分析测试工作，但已有不少研究者对熊耳山地区一些 典型金、银多金属矿床、斑岩型钼矿床及与成矿关系密切的中生代花岗岩体进行了年龄测定 ，取得了一批高精度年龄数据（表3），这些年龄数据能够为确定槐树坪金矿床的成矿年龄 范围提供有力的数据支撑。
由表3可知，熊耳山地区金矿成矿作用主要集中于110～130 Ma，银多金属矿的测年数据较少 ，仅沙沟银铅矿取得测年数据，成矿年龄为145.2～147.6 Ma。本区中生代花岗岩体的成 岩年 龄介于127.2～156.8 Ma。金银多金属矿成矿事件略滞后于中生代岩浆活动。对于斑岩型 钼矿 而言，近年来陆续取得了一些新的找矿进展，并取得一批新的测年数据，指示斑岩型钼矿的 成矿年龄介于115.5～145.8 Ma，成岩与成矿时差介于0.5～16.4 Ma，成矿事件同步或 略滞后 于同源岩浆活动。通过对本区典型矿床成矿年龄和典型岩体成矿年龄的系统研究表明，金、 银、钼多金属矿化与中生代岩浆侵入活动具有密切的成因联系。
        槐树坪金矿床赋存于熊耳群火山岩地层，受断 裂构造控制，与燕山期酸性岩浆侵入活动密切相关，
表 3豫西熊耳山地区金矿、斑岩型钼矿及中生代花岗岩同位素年龄一览表
Table 3Isotopic age of the gold deposits, porphyry Mo deposits and Mesozoic gr anitoids in Xiong´er Mountain area
图 9槐树坪金矿床成矿模式示意图
     1—熊耳群； 2—太华群； 3—花岗岩； 4—花岗斑岩； 5—矿体； 6—断层； 7—岩浆热 液运移方向； 8—大气降水运移方向
     Fig. 9Metallogenic model for the Huaishuping gold deposit
     1—Xiong´er Group; 2—Taihua Group; 3—Granite; 4—Granite porphyry; 5—Orebody; 6—Fault; 7—Direction of magmatic water; 
    8—Direction of movement of meteori c water
是区域上典型的构造蚀变岩型金矿之一。根据本区其他金矿已取得的成 矿年龄数据和 与金矿成矿关系密切的花岗岩成岩年龄数据，笔者认为槐树坪金矿床应形成于110～130 Ma 。
4.4成矿地球动力学背景
        熊耳山地区位于华北板块南缘与秦岭造山带连接地带，是世界上最古老的古大陆边缘之一， 其地质构造演化涉及华北板块、秦岭造山带、扬子板块3大构造单元，主要经历了新太古代 — 古元古代统一克拉通形成阶段、中新元古代裂谷带的形成演化、新元古代晚期—中三叠世现 代体制板块构造运动阶段和中新生代陆内造山_伸展构造运动阶段。
        华北板块南缘在新太古代前是华北、扬子统一克拉通的一部分，它与华北板块的登封群、涑 水群等太古宇地层共同组成了华北板块的太古宙统一基 底，并共同经历了新太古代末期的嵩 阳运动和古元古代的五台、中岳运动的变形变质，并最终发展成为华北板块的结晶基底。组 成结晶基底的太华群属于裂谷型花岗绿岩建造，具有较高的原始金丰度值，为金成矿奠定了 物质基础。新太古代和古元古代发生的强烈变形变质及混合岩化作用，促使金元素发生了初 步的活化、迁移和预富集（王志光等，1997）。
        华北、扬子统一古陆在古元古代沿东西方向发生张裂，形成初始裂谷，而此时华北板块南缘 仅在其北侧的嵩箕地区发育一套绿片岩相火山沉积岩系。古元古代末期的褶皱造山作用使初 始裂谷封闭，并于中元古代再次打开。此时华北板块南缘开始裂解，熊耳裂谷开始发生、发 展，形成了以中基性_中酸性熔岩夹海陆相碎屑沉积为主的熊耳群火山_沉积岩系。在熊耳群 火山岩南侧的大陆缘斜坡上形成以浅海_滨海相陆源碎屑_碳酸盐岩建造为主的官道口群（王 志光等，1997）。
        经历中元古代裂谷与小洋盆并存的构造演化阶段之后，从新元古代开始，秦岭构造带进入以 现代板块构造体制为基本特征的构造演化阶段，发生扩张、俯冲和碰撞造山作用。作为板块 构造演化的最后阶段，秦岭构造带于中三叠世发生最后、全面的陆陆碰撞造山，结束了秦岭 造山带以板块拉张、洋壳俯冲为代表的现代板块构造体制，使华北、秦岭与扬子陆块形成了 一个新的统一陆块，进入了陆内构造演化阶段（张国伟等，1997）。
        进入中新生代以后，华北板块南缘产生强烈的陆内变形，发生了大规模的逆冲推覆、伸展与 滑脱拆离以及走滑平移构造运动。晚侏罗世—早白垩世构造环境由前期的强烈挤压向后期的 伸展转变，诱发深部于碰撞造山时期形成的重熔岩浆沿构造薄弱部位侵位，在熊耳山地区形 成花山、五丈山、金山庙等岩体。酸性岩浆的侵位、上拱，促使太华群和熊耳群的接触面产 生构造拆离，并在地层内部形成一系列缓倾斜层间滑动断裂，同时也导致先期形成的断裂构 造规模进一步扩大，为成矿溶液提供了运移通道和有利容矿空间（图9）。酸性岩浆在上侵 过程中不 仅提供成矿热动力条件，而且还分异出富含挥发组分的岩浆热液，促使岩石、岩层内的挥发 组分、成矿物质发生进一步活化、迁移，形成含矿流体并最终在有利的构造体系中充填、交 代富集成矿。
5结论
（1） 槐树坪矿区断裂构造可分为陡倾切层断裂和缓倾层间破碎带2种类型，缓倾层间破碎 带是最重要的控矿和容矿构造，是实现找矿突破的关键。
（2） 氢、氧同位素研究表明槐树坪金矿床成矿流体主要来源于岩浆水和大气降水, 成矿主 阶段以岩浆水为主，晚期有较多大气降水的加入。
（3） 硫、铅同位素特征及对主要地层、花岗岩体的研究表明，槐树坪金矿床成矿物质主 要成来源于（直接或间接）太华群地层。
（4） 槐树坪金矿床的成矿过程经历了早期变形、变质作用的预富集，并于中生代后碰撞伸 展构造环境下大规模富集成矿。
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