山東省馬頭崖地區(qū)銅金礦礦床成因及成礦規(guī)律

黃坤朋

（山東省魯南地質(zhì)工程勘察院（山東省地勘局第二地質(zhì)大隊(duì)），山東 濟(jì)寧 272100）

1 成礦地質(zhì)背景

馬頭崖銅金礦位于費(fèi)縣北18km處，大地構(gòu)造位置屬華北陸塊，魯西隆起區(qū)，魯中隆起，蒙山-蒙陰斷隆之蒙山凸起。區(qū)內(nèi)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(zhǎng)清群、九龍群及新生代第四系。區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)主要發(fā)生在新太古代及中生代，各時(shí)代的侵入巖均有出露[1-3]。區(qū)內(nèi)構(gòu)造主要表現(xiàn)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(zhì)特征

馬頭崖銅金礦圈定了兩條礦化蝕變帶，編為Ⅰ號(hào)和Ⅱ號(hào)。

Ⅰ號(hào)蝕變帶處在彭家嵐子斷裂中部，長(zhǎng)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(nèi)充填白至乳白色石英脈和蝕變閃長(zhǎng)巖脈。據(jù)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(hào)蝕變帶位于轉(zhuǎn)山前斷裂中段，礦化蝕變帶長(zhǎng)約400m，寬3m～10m，走向15°，傾向北西，傾角65°。帶內(nèi)充填有較多的石英細(xì)脈，脈寬數(shù)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(qū)域成礦要素

通過(guò)對(duì)馬頭崖礦床特征、區(qū)域成礦地質(zhì)作用、區(qū)域成礦構(gòu)造體系、區(qū)域成礦特征的時(shí)、空、物相互關(guān)系的綜合研究，總結(jié)出該類(lèi)礦區(qū)域成礦要素，并將其劃分為區(qū)域地質(zhì)環(huán)境和礦床特征兩大類(lèi)。根據(jù)各要素在成礦作用中的貢獻(xiàn)，將區(qū)內(nèi)銅金礦成礦要素分為必要要素4類(lèi)、重要要素4類(lèi)、次要要素2類(lèi)（表1）。

表1 馬頭崖銅金礦區(qū)域成礦要素、預(yù)測(cè)要素一覽表

4 成礦規(guī)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(zhǎng)花崗巖、花崗閃長(zhǎng)巖和變角閃輝長(zhǎng)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(nèi)形成多條次級(jí)斷裂及斷裂破碎帶，為銅金礦的形成提供的容礦構(gòu)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(zhǎng)巖，位于彭家嵐子斷裂南段兩側(cè)，呈小巖株?duì)睢⒚}狀。從侵入體的規(guī)模和數(shù)量可以看出，區(qū)內(nèi)燕山晚期巖漿活動(dòng)較弱，對(duì)銅金礦的形成造成一定的影響[5]。區(qū)內(nèi)成礦巖漿為深成的幔源巖漿，沿沂沭斷裂帶上升，在區(qū)內(nèi)沿淺部NW向斷裂和近南北向斷裂就位，演化過(guò)程中受地殼物質(zhì)不同程度的混染。

（2）構(gòu)造。近南北向斷裂控制了區(qū)內(nèi)成礦巖體的就位，為控礦構(gòu)造，也是容礦構(gòu)造。銅金礦的形成是通過(guò)接觸交代作用與滲濾交代作用等完成的，因此礦體的產(chǎn)出受侵入體與圍巖的接觸面構(gòu)造控制。巖漿巖體內(nèi)捕擄體構(gòu)造，對(duì)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(fā)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(qiáng)烈，而硅化發(fā)育的部位極有可能發(fā)生金礦化與銅礦化。綠泥石化在區(qū)內(nèi)普遍發(fā)育，特別是在變角閃輝長(zhǎng)巖中，常伴隨孔雀石化及金礦化出現(xiàn)。

（4）成礦物質(zhì)來(lái)源。區(qū)域資料顯示，區(qū)內(nèi)銅金礦成礦熱液及成礦物質(zhì)主要來(lái)自巖漿體系（據(jù)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(cè)伴生大量次級(jí)斷裂，深源巖漿沿沂沭斷裂及其次級(jí)斷裂上升，上升的過(guò)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(guī)律。區(qū)內(nèi)金、銅礦（化）點(diǎn)以金為主，伴生礦產(chǎn)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(guān)組斜長(zhǎng)角閃巖，其裂隙發(fā)育部位。

竹子園單元變角閃輝長(zhǎng)巖裂隙發(fā)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(cè)，地表出露的巖體主要為老基底，由新太古代變質(zhì)變形侵入巖和泰山巖群沉積變質(zhì)巖體（據(jù)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(jù)宋明春等，2003）。

區(qū)內(nèi)構(gòu)造以韌性剪切帶和脆性斷裂為主，韌性剪切主要在變質(zhì)變形侵入巖區(qū)發(fā)育糜棱巖帶，對(duì)區(qū)內(nèi)銅金礦的形成有一定程度的控制作用，脆性斷裂在區(qū)內(nèi)廣泛發(fā)育，控制著區(qū)內(nèi)中生代巖漿活動(dòng)及其金礦化[9-11]。

區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)有兩個(gè)高峰期，一是新太古代，二是中生代，后者與金礦化的關(guān)系密切。中生代巖體零星露頭，面積較小，巖性主要為閃長(zhǎng)巖。

5.2 成礦時(shí)代

區(qū)內(nèi)金礦床的主成礦期應(yīng)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(chǎn)于彭家嵐子斷裂及其次級(jí)斷裂中的硅化花崗巖中，硅化花崗巖的形成時(shí)代與彭家嵐子斷裂的強(qiáng)烈活動(dòng)時(shí)間相一致，即早白堊世。

5.3 礦床成因及其生成機(jī)制

中生代燕山晚期，受沂沭斷裂帶強(qiáng)烈活動(dòng)影響，區(qū)內(nèi)形成一系列NW向和近南北向斷裂構(gòu)造，同時(shí)出現(xiàn)構(gòu)造—巖漿熱事件。中生代巖體沿NW向基底構(gòu)造侵位，使礦源層內(nèi)含金組分活化、遷移。在巖漿演化過(guò)程中，揮發(fā)組分逐漸增多，含金組分與揮發(fā)組分等形成易溶絡(luò)合物，而進(jìn)入流體相。在溫度、壓力等一系列物理化學(xué)作用下，含礦熱液發(fā)生遷移。當(dāng)含礦熱液流經(jīng)張性構(gòu)造裂隙中，由于天水的加入，加速金質(zhì)的沉淀，形成規(guī)模相對(duì)較小的熱液型金礦（圖1）。

圖1 沂沭斷裂帶地區(qū)燕山晚期熱液型金礦成礦模式圖（據(jù)石文杰，2014）

6 結(jié)論

（1）通過(guò)對(duì)馬頭崖銅金礦床的分析研究，提取了區(qū)域成礦要素，其中必要要素4類(lèi)，重要要素4類(lèi)、次要要素2類(lèi)；從銅金礦體賦存層位、控礦容礦構(gòu)造、圍巖礦化蝕變、成礦物質(zhì)來(lái)源與礦床共伴生規(guī)律等方面系統(tǒng)總結(jié)了成礦規(guī)律。

（2）分析研究了馬頭崖地區(qū)銅金礦礦床成因，為構(gòu)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(cè)的次級(jí)斷裂，幔源巖漿沿沂沭斷裂及其次級(jí)斷裂上升，上升的過(guò)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。