0 引言

熊耳山地区是中国重要的钼金成矿带（罗铭玖等，2000；张正伟等，2007；唐克非，2014），前人陆续在该地区发现了上宫、雷门沟、康山、潭头、红庄、鱼池岭、祈雨沟、雷门沟等多处大型钼、铅锌、金矿床，并对这些矿床进行综合研究和分析，总结成矿规律和建立找矿模型（侯红星和张德会，2014；吕伟庆和刘建军，2014；陈小丹等，2015；李正远，2015；张荣臻等，2015；王君宪等，2016；燕长海等，2021），认为该区存在斑岩型Mo-Au成矿系统（范宏瑞等，1993； 郭保健等，2005；李永峰，2005；邱庆伦等，2008；肖荣阁等，2010；贺昕宇，2016；赵玉，2020）；在该成矿系统中 Mo 矿体呈似层状赋存在内外接触带内，Au 矿体主要呈脉状分布在 Mo 矿体外围赋存在断裂内，而这些断裂大多出现于燕山中期花岗岩体与地层的内外接触带或角砾岩筒内，断裂的形成可能与岩浆活动以及其带来的爆破作用关系密切（赵玉， 2020）。近年来随着地质矿产研究工作的逐渐深入，又陆续在五丈山岩体周围发现了槐树坪、金鸡山、七亩地沟、老代仗、疙瘩岭等金矿（徐红伟等， 2009；陈书中，2010；李新培等，2016；白德胜等， 2017），在五丈山岩体北东侧的大石门沟发现了与斑岩有关的大型爆破角砾岩型钼矿床（李新培等， 2016）。前人大多就矿床的空间位置、赋存关系、矿床成因进行了讨论与分析，围绕五丈山岩体分布的牛头沟、七亩地沟、槐树坪、老代仗、金鸡山等金矿床的发现，是否暗示着附近存在有未曾发现的高温元素矿床，值得进一步研究。

北架山钼金矿床隶属于嵩县德亭乡，中心地理坐标东经 111° 51'53″、北纬 34° 07'39″，面积约 12 km²；研究区位于五丈山岩体外围的南部，紧邻牛头沟、槐树坪、老代仗等金矿床，成矿地质背景优越，笔者对五丈山岩体附近地区矿床的成矿地质条件进行了详细研究与分析，通过对矿区进行岩石地球化学异常研究与勘查，最终在北架山矿区发现钼金矿体。该矿床的发现很好的完善了 Mo-Au 成矿系统，并对其成矿潜力进行了分析，也为下一步在熊耳山地区寻找该类型的矿床提供一定的线索。

1 区域地质背景

北架山钼金矿床大地构造位置位于华北陆块南缘，与秦岭褶皱带毗邻，属于华熊台隆二级构造单元之三级构造单元熊耳山隆起与潭头断陷盆地结合部位（图1）。地壳以太华岩群为结晶基底、熊耳群为盖层的二元结构，地质构造演化复杂，构造运动强烈，区域上发育有近东西向马超营大断裂，该断裂基本控制了区内重要的矿产分布；由马超营派生出的断裂以 NE、NWW 向最为发育，延伸较长，并与SN、EW向断裂构造网格状；马超营断裂及其派生的断裂经多期次活动，有利于燕山期含矿热液沿着次级断裂运移，在断裂交汇部位往往形成钼、铅锌、金等多金属矿床（范宏瑞等，1993；邱庆伦等， 2008；肖荣阁等，2010；邓小华，2011；燕长海等， 2021）。燕山期的大规模岩浆活动形成花岗岩基，并派生了许多酸性的小岩枝、岩脉。这些都为该区域的多金属矿的形成提供了有利条件（郭保健等， 2005；李永峰，2005；徐红伟等，2009；贺昕宇，2016； 赵玉，2020）。

2 矿区地质特征

2.1 地质特征

研究区地层较为简单，主要为熊耳群鸡蛋坪组，岩性以石英斑岩、流纹岩、英安斑岩为主；地层呈单斜产出，产状缓倾；区内出露侵入岩为晚侏罗纪似斑状中粗粒二长花岗岩，研究表明燕山期岩浆活动与其附近形成的金、钼矿床具有密切关系（陈德海，2011；孙丹等，2019）；研究区构造与外围的牛头沟、松里沟、对门沟的含金构造蚀变带构造形态基本一致，主要发育有北北东向断裂，次见北西西、近东西向断裂，北北东、北西西向断裂构造及其次级构造往往控制含矿石英脉或矿体的形态和展布 （陈德海，2011）。研究区内黄铁矿化、硅化和褐铁矿化等现象较明显，众多石英脉杂乱分布，石英脉中见有零星辉钼矿、方铅矿等颗粒。

2.2 地球物理特征

研究区内高精度磁测△T值范围一般为-250～750 nT，极大值为 796 nT，最小值为-312 nT，岩体与鸡蛋坪地层接触带附近磁场梯度变化较大，具有较明显的线状特征（图2）（谭和勇等，2016）；在磁异常梯度变化较大处且有断裂发育的地段往往具有良好的找矿前景（王纪中，2011；谭和勇等，2020）。

2.3 地球化学特征

研究区位于1∶5万水系沉积物测量15-甲₂水系沉积物综合异常的中心部位，异常面积为1.18 km²，呈不规则面状（北部未封闭），异常面积大、强度高，浓集中心较规则但不对称，伴生元素种类多，以Mo、 Au、W、Pb、Cu为主，形成明显的浓集中心，其中单元素异常最高值 Mo 96×10^-6，Au 143×10^-9；W 36×10^-6， Pb217×10^-6，Cu89.6×10^-6 （图3）（谭和勇等，2016）。异常位于五丈山斑状二长花岗岩体的外接触带，断裂构造发育，见含辉钼矿石英脉。

3 岩石地球化学特征

本次研究的样品共 611 件均来自北架山研究区，岩石地球化学测量严格按照 DZ/T 0011-2015 《地球化学普查规范》中1∶1万岩石地球化学测量规范要求开展工作，采样网度为 200 m×40 m，测线方向北东 60°，样品主要由未矿化蚀变的新鲜基岩组成，重量约500 g，样品加工前进行晾晒烘干，然后送至碎样间采用无污染磨样机加工至-200 目送化验室分析。样品化验分析由河南省地质调查院化验室完成，采用电感耦合等离子体质谱法、原子荧光光谱法、发射光谱法等多元素分析方法，分析 W、 Mo、Pb、Zn、Cu、Sn、Sb、Bi、Mn、Au、Ag、As 共 12 种元素。

岩石地球化学原始数据的分布特点及异常分带对该区成矿元素组合、富集状态及成矿预测具有重要指示作用。通过对研究区1∶1万岩石地球化学测量，圈定了1个以W、Mo、Pb、Au为主的综合异常； 该异常强度较高，套合较好，具内带、中带和外带，浓集中心明显。单元素最高值Mo678×10^-6、Au 596× 10^-9、W167×10^-6、Pb1598×10^-6 （图4），该异常中心已发现有石英脉型钼矿化、黄铁矿化，为矿致异常，具有较好的找矿前景。

由图4 可知，Mo、W、Pb、Zn、Au、Cu 异常明显， W、Zn、Cu 异常区较小，异常强度不高；其中Mo、Pb、 Au 异常较为集中，异常强度大，主要围绕五丈山岩与围岩接触带外围分布，与花岗岩体关系密切；As、 Sb 异常分布比较分散；从整体上看，Au、Pb、Zn、Cu 等元素明显围绕 Mo、W 等元素形成元素异常，显示出高温-中低温-低温的异常分带，也说明主成矿元素 Mo 与伴生元素Pb、Zn、Au 之间相关性高。

对区内岩石地球化学原始数据进行统计分析 （表1），Mo、Au元素含量最高值分别为678.14×10^-6、 596.80×10^-9；同时 W、Mo、Bi、Au、Cu 等元素含量的标准离差和富集系数均较大，说明该系列元素整体的富集强度和富集能力比较高； Zn、As、Sb、Sn、Mn、 Pb变异系数和富集系数较小，说明其在空间上的分布是基本均匀或不均匀，这些元素不具有富集趋势或富集趋势较弱。

由于成矿过程具多期性、复杂性和长期性，所以部分地质体内本底元素含量虽然较高，但分异程度差而不易成矿；部分地质体内本底元素含量不高，但分异程度高，反而易成矿；有些元素常作为指示元素，仅指示相关的主成矿元素富集与成矿（谭和勇等，2020）。从地球化学异常的成矿性评价及其可操作性出发，笔者引用元素的“成矿有利度系数”概念来评价研究区元素的富集程度与成矿潜力，前人利用“成矿有利度系数”来对西藏、青海等地区预测的成矿潜力已经得到验证（赵娟等，2017； 丁吉顺等，2019；何旺等，2019）。由表1 可知，区内 W、Mo、Bi、Au 等元素的成矿有利度系数极高，在该区具备成矿潜力。

注：背景值为大章地区背景值（据姚伟宏和王志军，2006），变异系数＝标准偏差／平均值；富集系数＝平均值／背景值；成矿有利度系数= 变异系数×富集系数；Au含量单位为10^-9，其余元素为10^-6。

运用 SPSS 统计分析软件对研究区岩石地球化学原始数据进行相关性（表2）和 R 型聚类分析（图5）。元素 Mo 与 Cu、Pb、Zn、Sn 相关性较高，Au 与 Ag、Bi的相关性较高。Mo与Cu的相关性系数最大； Mo 与 Sb 呈负相关关系，Mo 与 Au 的相关性系数最小。

R 型聚类分析图中将相关系数置于 0.38 水平上，矿区内各元素大致分为3组：第一组为Ag-Au组合，为一套典型的中低温热液元素组合，一般与构造或岩浆活动有关；第二组为W-Mo-Sn-Bi组合，其中W与Sn关系较为密切，为一组中高温热液元素组合，应该与五丈山岩体有关；第三组为 Cu-Pb-Zn-As-Sb 组合，主要为一中低温热液元素组合，其中 Pb、Zn 关系较为密切，可能与构造或岩浆活动有关。

五丈山花岗岩体附近发育的钼矿床、金矿床与岩体关系密切，如大石门沟钼矿床赋存在五丈山花岗岩体外接触带（周晓玉和张同林，2011），牛头沟金矿、七亩地沟、槐树坪金矿、老代仗金矿（姚伟宏和王志军，2006；徐红伟等，2009；白德胜等，2017） 赋存在五丈山岩体外围的断裂带内，这些矿床与燕山期五丈山岩体密切相关，熊耳群与岩体的接触部位及其两侧为矿化的有利部位，辉钼矿主要赋存于细粒花岗岩与构造内，金矿主要赋存在构造带及石英脉内；近东西向、北东向构造为研究区有利的含矿构造，往往形成脉状、浸染状多金属矿化（李永峰，2005；贺昕宇，2016）。这些钼金矿床的成矿过程可简单地描述为：岩浆侵入过程中，携带的成矿物质从岩浆中分离出来，沿着岩体与围岩接触部位的构造薄弱地带运移，在适当的温度、压力条件下，于岩体边部、接触带、围岩中裂隙及小断层破碎带内富集成矿，部分则在岩体内随着岩浆的固结而富集。

研究表明，北架山钼金矿区与老君山花岗岩体周围发育的钼金矿床成矿地质背景相似，均属于与花岗岩侵入有关的热液矿床，推测北架山钼金矿也应当产于花岗岩体内部或者花岗岩体外接触带。地质推测钼矿产出部位与元素组合异常分布位置基本吻合，说明其为有效地质异常。

在综合分析元素岩石地球化学特征、单元素异常分布特征、异常赋存的地质环境等因素的基础上，圈出 2个找矿靶区（图6）。其中，靶区Ⅰ异常强度高、规模大，结合研究区地质情况分析，该靶区为最为有利的找钼金矿地段；靶区Ⅱ金元素异常强度高，规模大，为寻找金矿的有利地段。

4 异常检查与验证

对圈定的 2 个找矿靶区进行野外异常检查发现，地表出露的五丈山岩体外围发育明显的硅化、黄铁矿化、辉钼矿化。外接触带熊耳群地层中断裂发育，见大量的石英脉、石英团块分布。石英团块周围和石英脉两侧辉钼矿化、透闪石化、绿泥石化明显，辉钼矿经过风化形成钼华。

4.1 靶区Ⅰ检查与验证

在靶区Ⅰ开展槽探、钻探等工程验证（图6），发现了 M1钼（金）矿体。M1钼矿体呈似层状、脉状赋存在走向约 110°的脆性断裂中，断裂宽 40～60 m，长约2 km，断裂内见硅化、碳酸盐化等蚀变；见矿标高为 200～569 m，长约 1400 m，平均厚度 11.30 m，平均品位 0. 066%，矿体深部产状陡倾，地表产状较缓，矿体总体产状25°∠75°；钻孔中辉钼矿化十分发育，并伴随有黄铁矿化、绿泥石化、透闪石化现象。黑云石英片岩中裂隙较为发育，部分裂隙被后期石英细脉充填。辉钼矿化主要有 2 种赋存形式：沿碎裂岩化流纹岩裂隙呈薄膜状分布；在石英细脉附近发育，主要呈薄膜状、星点状、细脉状赋存于石英细脉两侧。在钻孔 ZK0201 孔深约 328 m 处见厚约 1.35 m的隐伏金矿体，品位1.18×10^-6 （图7）。

矿石中主要金属矿物为黄铁矿、磁铁矿、赤铁矿、辉钼矿、黄铜矿、铜蓝、闪锌矿、自然金等（图8），非金属矿物为石英、方解石、白云母、斜长石等；矿石结构主要呈半自形—他形粒状结构、片状、放射状结构，其次为镶嵌结构和充填结构，矿石构造主要为以碎裂状、碎粒状、薄膜状、浸染状为主，少量具块状。围岩蚀变具硅化、青盘岩化、高岭土化，在钻孔中见碳酸盐化。

区域上燕山期大规模的岩浆活动最为强烈，钼、金矿多产于燕山期酸性岩体周围，定位于北东向与近东西向构造的交汇部位（徐红伟等，2009；贺昕宇，2016）；目前在五丈山岩体周围已经陆续发现了多个钼、金矿床，反映出岩浆活动及构造与钼金矿在成因和空间上的密切联系（赖相濡，2015；王光耀等，2018）；在靶区Ⅰ外围分布有七亩地沟、槐树坪、金鸡山、疙瘩岭等多个金矿床，结合本区发现的钼矿床，表明在五丈山岩体附近可能存在一个 Mo-Au 成矿系统（李永峰，2005；赵玉，2020）；通过对比矿区北部的大石门沟钼金矿（周晓玉和张同林， 2011），该靶区与其具有相似的地质成矿背景和较好的钼（金）矿化体，矿化体虽经过探槽和钻孔稀疏控制，考虑到 1∶5 万水系沉积物测量异常的 Mo、Au 元素异常范围及异常强度，笔者认为该区内的 Mo、 Au矿规模并未完全控制，在该靶区应具有寻找大型钼金矿床的前景。

4.2 靶区Ⅱ检查与验证

靶区Ⅱ内存在一处1∶5万水系沉积物测量化学异常，其中Au高值点为110×10^-9，1∶1万岩石地球化学测量中Au高值点为597×10^-9；靶区的水系沉积物异常与岩石地球化学异常基本吻合，成矿元素异常套合较好，尤其金异常值高，异常范围向南未封闭延伸至紧邻的槐树坪金矿区。靶区内已发现 M2、 M3两条钼（金）矿体。

M2 钼矿体赋存在近 EW 向的 F3 断裂中，断裂产状355°∠47°；长约400 m，钼平均品位0. 086%，平均厚度 3.17 m；伴生金矿化，金 0.16×10^-6～0.375× 10^-6，平均 0.225×10^-6。矿体上、下盘围岩均为碎裂岩。

Py—黄铁矿；Sph—闪锌矿Cv—铜蓝；Mt—磁铁矿；Hm—赤铁矿；Mo—辉钼矿

M3钼金矿体赋存于NE向F6断裂中，矿体总体产状 117°∠27°，矿体厚度 2.18 m，控制长度 150 m， Au最高品位2.569×10^-6，Mo品位0. 063%；围岩蚀变主要表现为硅化、青盘岩化、绿泥石化等。

M2、M3矿体由于工作程度所限，目前其长度及深部延伸情况未进一步控制，但地表见强硅化、碳酸盐化、褐铁矿化等蚀变，沿构造带见有黄铁矿、褐铁矿等金属矿粒，表现出良好的找矿前景。

对比紧邻靶区Ⅱ的槐树坪矿区的矿床地质特征，靶区内金矿体在构造形态、成矿地质条件（吴发富等，2012；赖相濡，2015；王光耀等，2018；陈晶等， 2017；白德胜等，2017）等与其基本相似，且根据1∶5 万水系沉积物测量异常范围和1∶1万岩石地球化学测量的Au、Mo异常强度，认为该靶区内钼金矿化体为五丈山岩体所提供的含矿热液形成的产物，推断该靶区具有较好的找矿前景。

5 结论

（1）通过对北架山矿区的岩石地球化学特征进行综合分析，表明 W、Mo、Bi、Au 等元素的富集系数和成矿有利度系数极高，认为在区内具有寻找 W、 Mo、Au等矿种的潜力。

（2）与矿区周围的已知矿床对比研究，认为北架山钼金矿床是与五丈山岩体有关的热液型矿床，矿区内可能存在一个Mo-Au成矿系统，在矿区中心地带应该可以找到较大规模的钼矿床；在矿区南部存在较大的金矿找矿空间。

参考文献