山東省馬頭崖地區銅金礦礦床成因及成礦規律

黃坤朋

（山東省魯南地質工程勘察院（山東省地勘局第二地質大隊），山東 濟寧 272100）

1 成礦地質背景

馬頭崖銅金礦位于費縣北18km處，大地構造位置屬華北陸塊，魯西隆起區，魯中隆起，蒙山-蒙陰斷隆之蒙山凸起。區內沉積地層主要分布于北東部及山間溝谷處，主要出露新太古代泰山巖群，古生代長清群、九龍群及新生代第四系。區內巖漿活動主要發生在新太古代及中生代，各時代的侵入巖均有出露[1-3]。區內構造主要表現為韌性剪切帶和脆性斷層，韌性剪切帶主要有三皇廟韌性剪切帶、馬頭崖-嵐石韌性剪切帶和魯家莊-白馬峪韌性剪切帶，脆性斷層按走向可分為近南北向、近東西向、北東向、北西向四組。

2 礦床地質特征

馬頭崖銅金礦圈定了兩條礦化蝕變帶，編為Ⅰ號和Ⅱ號。

Ⅰ號蝕變帶處在彭家嵐子斷裂中部，長約1800m，中間部分為第四系覆蓋，蝕變帶寬10m～40m。總體走向358°，傾向東，傾角85°～88°，帶內充填白至乳白色石英脈和蝕變閃長巖脈。據地表工程控制，礦體最大厚度為5.17m，最小厚度為1m，一般在2.51m～3.75m之間。銅的最高品位為0.85×10-2，最低品位為0.212×10-2，平均為0.499×10-2。

Ⅱ號蝕變帶位于轉山前斷裂中段，礦化蝕變帶長約400m，寬3m～10m，走向15°，傾向北西，傾角65°。帶內充填有較多的石英細脈，脈寬數厘米至1米。金最高品位為13.11×10-6，一般1～2×10-6，銅的最高品位為2.67×10-2，一般0.42 ～ 1.37×10-2。

3 區域成礦要素

通過對馬頭崖礦床特征、區域成礦地質作用、區域成礦構造體系、區域成礦特征的時、空、物相互關系的綜合研究，總結出該類礦區域成礦要素，并將其劃分為區域地質環境和礦床特征兩大類。根據各要素在成礦作用中的貢獻，將區內銅金礦成礦要素分為必要要素4類、重要要素4類、次要要素2類（表1）。

表1 馬頭崖銅金礦區域成礦要素、預測要素一覽表

4 成礦規律

（1）巖漿巖。新太古代巖漿巖位于彭家嵐子斷裂南段，是銅金礦的有利賦存部位，巖性主要為二長花崗巖、花崗閃長巖和變角閃輝長巖，巖性較單一，其自身不利于成礦，但由于靠近彭家嵐子斷裂，侵入體內形成多條次級斷裂及斷裂破碎帶，為銅金礦的形成提供的容礦構造[4]。

中生代巖漿巖僅零星出露早白堊世上水河單元角山閃長巖，位于彭家嵐子斷裂南段兩側，呈小巖株狀、脈狀。從侵入體的規模和數量可以看出，區內燕山晚期巖漿活動較弱，對銅金礦的形成造成一定的影響[5]。區內成礦巖漿為深成的幔源巖漿，沿沂沭斷裂帶上升，在區內沿淺部NW向斷裂和近南北向斷裂就位，演化過程中受地殼物質不同程度的混染。

（2）構造。近南北向斷裂控制了區內成礦巖體的就位，為控礦構造，也是容礦構造。銅金礦的形成是通過接觸交代作用與滲濾交代作用等完成的，因此礦體的產出受侵入體與圍巖的接觸面構造控制。巖漿巖體內捕擄體構造，對礦體具有一定的控制作用[6-8]。

（3）圍巖蝕變。礦體的圍巖蝕變較發育，主要為硅化、孔雀石化、褐鐵礦化、綠泥石化。硅化為銅金礦床圍巖中最重要的蝕變，一般礦體附近硅化較強烈，而硅化發育的部位極有可能發生金礦化與銅礦化。綠泥石化在區內普遍發育，特別是在變角閃輝長巖中，常伴隨孔雀石化及金礦化出現。

（4）成礦物質來源。區域資料顯示，區內銅金礦成礦熱液及成礦物質主要來自巖漿體系（據胡華斌等，2004）。

燕山期太平洋板塊向歐亞板塊俯沖，形成沂沭斷裂帶，在其兩側伴生大量次級斷裂，深源巖漿沿沂沭斷裂及其次級斷裂上升，上升的過程中將含礦熱液帶入地表，隨著溫度、壓力的降低，熱液中的Cu、Au、Ag、Fe等金屬組分析出。

（5）礦床共伴生規律。區內金、銅礦（化）點以金為主，伴生礦產為銅。

（6）成礦有利部位。近南北向小斷裂及其形成的破碎蝕變帶礦化明顯，是礦體賦存的有利部位。

彭家嵐子斷裂附近的雁翎關組斜長角閃巖，其裂隙發育部位。

竹子園單元變角閃輝長巖裂隙發育部位。

5 成礦模型

5.1 成礦背景

馬頭崖銅金礦位于沂沭斷裂帶的西側，地表出露的巖體主要為老基底，由新太古代變質變形侵入巖和泰山巖群沉積變質巖體（據李俊建等，1997），基底之上沉積著古生代地層，以碳酸鹽巖建造為主，是金礦成礦的有利圍巖。（據宋明春等，2003）。

區內構造以韌性剪切帶和脆性斷裂為主，韌性剪切主要在變質變形侵入巖區發育糜棱巖帶，對區內銅金礦的形成有一定程度的控制作用，脆性斷裂在區內廣泛發育，控制著區內中生代巖漿活動及其金礦化[9-11]。

區內巖漿活動有兩個高峰期，一是新太古代，二是中生代，后者與金礦化的關系密切。中生代巖體零星露頭，面積較小，巖性主要為閃長巖。

5.2 成礦時代

區內金礦床的主成礦期應為中生代早白堊世，金礦床周邊分布有中生代早白堊世侵入體。金礦床產于彭家嵐子斷裂及其次級斷裂中的硅化花崗巖中，硅化花崗巖的形成時代與彭家嵐子斷裂的強烈活動時間相一致，即早白堊世。

5.3 礦床成因及其生成機制

中生代燕山晚期，受沂沭斷裂帶強烈活動影響，區內形成一系列NW向和近南北向斷裂構造，同時出現構造—巖漿熱事件。中生代巖體沿NW向基底構造侵位，使礦源層內含金組分活化、遷移。在巖漿演化過程中，揮發組分逐漸增多，含金組分與揮發組分等形成易溶絡合物，而進入流體相。在溫度、壓力等一系列物理化學作用下，含礦熱液發生遷移。當含礦熱液流經張性構造裂隙中，由于天水的加入，加速金質的沉淀，形成規模相對較小的熱液型金礦（圖1）。

圖1 沂沭斷裂帶地區燕山晚期熱液型金礦成礦模式圖（據石文杰，2014）

6 結論

（1）通過對馬頭崖銅金礦床的分析研究，提取了區域成礦要素，其中必要要素4類，重要要素4類、次要要素2類；從銅金礦體賦存層位、控礦容礦構造、圍巖礦化蝕變、成礦物質來源與礦床共伴生規律等方面系統總結了成礦規律。

（2）分析研究了馬頭崖地區銅金礦礦床成因，為構造控制的銅金礦床；建立了成礦模型，即燕山期太平洋板塊向歐亞板塊俯沖，形成沂沭斷裂帶及其兩側的次級斷裂，幔源巖漿沿沂沭斷裂及其次級斷裂上升，上升的過程中將含礦熱液帶入地表，隨著溫度、壓力的降低，熱液中的Cu、Au、Ag等金屬組分析出形成小型礦體。