平邑歸來莊金礦床地球化學(xué)特征及成因機制分析

馮璽平，宋月梅

（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），山東 兗州 272100）

歸來莊金礦位于山東省平邑縣銅石鎮(zhèn)，是魯西地區(qū)目前唯一的大型金礦，賦礦圍巖為碳酸鹽巖，產(chǎn)于隱爆角礫構(gòu)造蝕變帶中。研究表明礦床成因類型為淺成低溫?zé)嵋航鸬V床。

1 礦床地質(zhì)特征

礦床的產(chǎn)出位置與斷裂及巖漿巖體密切相關(guān)，產(chǎn)于NNW向斷裂—燕甘斷裂的東側(cè)、銅石中偏堿性潛火山雜巖體東部邊緣。

礦體產(chǎn)出受控于斷裂構(gòu)造，主礦體呈脈狀賦存于構(gòu)造隱爆角礫巖帶內(nèi)，斷裂兩側(cè)的寒武—奧陶系碳酸鹽巖中偶見細(xì)脈狀礦體。碳酸鹽巖是成礦的有利圍巖，碳酸鹽巖化學(xué)活動性比較強，孔隙發(fā)育，有利于與熱液進(jìn)行交代作用，促進(jìn)熱液的遷移和擴散。

礦石類型主要為氧化礦石。金屬礦物主要有自然金、碲銅金礦、銀金礦、褐鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦等；非金屬礦物以石英、白云石、方解石、長石為主，次為絹云母、螢石等。金元素在礦床中除了以獨立的金礦物賦存更多的是附著在石英、方解石、黃鐵礦和褐鐵礦等含金礦物或載金礦物中。根據(jù)礦石礦物組合、礦脈的穿插關(guān)系以及流體包裹體分析結(jié)果等，前人研究認(rèn)為歸來莊金礦床的成礦階段為石英—黃鐵礦階段、多金屬硫化物階段及金—碲化物階段，其中金—碲化物階段為主成礦階段。

2 礦床流體包裹體地球化學(xué)特征

歸來莊金礦床成礦流體的演化具有多期次性的特點，均一溫度從早期階段到晚期階段由高溫向低溫變化，成礦溫度屬中低溫。

早期石英黃鐵礦階段、多金屬硫化物階段流體包裹體的均一溫度分別集中在300℃～360℃和200℃～260℃，主成礦階段金碲化物階段流體包裹體的均一溫度主要集中在140℃～180℃[1]；胡華斌等測得方解石流體包裹體均一溫度主要變化在110℃～250℃[2]；沈昆等對礦區(qū)中石英、長石、螢石所含的流體包裹體進(jìn)行測溫[3]，流體包裹體的均一溫度大致集中在280℃～370℃、190℃～270℃、100℃～180℃這三個區(qū)間內(nèi)，與于學(xué)峰等對三個成礦階段流體包裹體的測試結(jié)果基本吻合。于學(xué)峰等通過爆裂法對方解石、黃鐵礦中的包裹體測出成礦壓力，根據(jù)結(jié)果進(jìn)一步計算出歸來莊金礦床的成礦深度大致在0.5km～1.5km范圍內(nèi)，屬于淺成礦床。

3 礦床穩(wěn)定同位素地球化學(xué)特征

林景仟等分別對黑云母階段的隱爆角礫巖、絹云母化及硅化二長閃長玢巖以及礦化白云巖樣品中的黃鐵礦進(jìn)行了S同位素測試，黃鐵礦δ34S結(jié)果依次為0.46‰～2.389‰、-0.244‰～2.956‰、-0.71‰[4]，含量值較接近，與地幔的硫同位素比較接近，這表明成礦物質(zhì)主要來源于地幔。

林景仟等[4]、陳常富等[5]、胡華斌等[2]、于學(xué)峰等[1]學(xué)者先后對歸來莊淺成低溫?zé)嵋航鸬V床中的石英、方解石和圍巖灰?guī)r等樣品中的C同位素進(jìn)行含量測定。方解石中的δ18CPDB集中在-7.9‰～0.0‰，而灰?guī)r的δ18CPDB集中在1.5‰～2.7‰，二者具有差異性，分析結(jié)果顯示歸來莊金礦的δ18CPDB在地幔碳的范圍內(nèi)，圍巖灰?guī)r碳同位素與成礦流體中的碳同位素不同源。

表1 歸來莊金礦及圍巖碳?xì)溲跬凰販y試結(jié)果

4 成礦年齡探討

譚東娟、林景仟等利用40Ar/39Ar測年法測得二長閃長玢巖和二長斑巖中角閃石礦物的年齡平均范圍為189.8Ma～188.4Ma[6]；劉玉強等[7]、于學(xué)峰等[1]以同位素年齡測定結(jié)果為主要依據(jù)，以地層接觸關(guān)系為輔助依據(jù)，判斷魯西歸來莊金礦的成礦時間為中生代中偏堿性巖漿侵入之后，中侏羅世的三臺組沉積之前，其相對應(yīng)的成礦年齡應(yīng)在188Ma～178Ma之間，屬早侏羅世；胡華斌、毛景文等[8]從時間和空間角度分別研究了礦床的同位素年齡、礦床的空間分布特征以及礦床中礦物的共生組合等，綜合分析認(rèn)為歸來莊金礦的成礦年齡大約在170Ma～160Ma之間。朱金[9]通過對礦石中的黃鐵礦進(jìn)行Rb-Sr同位素測年得到黃鐵礦Rb-Sr等時線年齡為（180.8±2.3）Ma，基本可以反應(yīng)歸來莊金礦的成礦年齡。綜上，歸來莊金礦床的成礦年齡在180Ma～170Ma區(qū)間內(nèi)，屬燕山運動的早期階段。

5 成礦物質(zhì)來源

礦石中黃鐵礦的δ34S值(‰)為-0.71～+2.99，與地幔硫的含量基本符合，偏離不大，表明黃鐵礦中的硫與巖漿具有同源性，來自上地幔或地殼深部[10]。礦區(qū)內(nèi)銅石雜巖體主體巖石二長閃長玢巖、二長一正長質(zhì)巖石中金元素的初始背景值分別為0.7×10-9、1.06×10-9；寒武系碳酸鹽巖層中金元素平均含量為1.30×10-9；均明顯低于地殼豐度值，說明巖漿巖體及碳酸鹽巖圍巖均不是成礦物質(zhì)的來源。而泰山巖群巖石中金元素原始含量是地殼豐度值的3～5倍，由此推斷泰山巖群可能是成礦金元素的主要來源，部分來自上地幔或地殼深部。

太古代時期深海底部火山活動頻繁，由于火山的迸發(fā)，金元素由下至上從地殼深處遷移到地殼的表層。魯西地區(qū)基性巖漿巖巖石發(fā)生區(qū)域變質(zhì)作用產(chǎn)生脫水反應(yīng)，產(chǎn)生的變質(zhì)熱液與成礦流體融合，金元素在其中活動性增強，匯聚在泰山巖群巖層中，形成了歸來莊金礦床的主要礦源層。

6 討論

前人對歸來莊金礦床的成因及成礦規(guī)律等做了大量的研究工作，目前已有了清晰的認(rèn)識，但是對于深部及外圍是否仍然有礦還處在未知階段，對于深部仍然符合構(gòu)造控礦特征還存在很大的爭議，所以今后對于歸來莊金礦床的重要工作在于深部隱伏礦床預(yù)測及評價，擴大金的儲量。此外，對于銅石雜巖體與金礦體關(guān)系的研究還不夠充分，也是制約外圍找礦的一個重大因素，認(rèn)真研究銅石雜巖體與圍巖的接觸帶性質(zhì)也是此后的一個主要方向。