山东某金矿成矿物质来源与矿床成因模式分析

郭玲利

（安徽省矿产资源储量评审中心， 安徽合肥 230091）

山东某金矿成矿物质来源与矿床成因模式分析

郭玲利

（安徽省矿产资源储量评审中心， 安徽合肥 230091）

研究区金矿床位于胶莱盆地东北缘，牟乳成矿带西侧，是郯庐断裂带重要分支-郭城断裂带内的主要矿床之一，其矿体严格受NNE和NEE向次级压扭性断裂控制。本文对研究区矿床成矿物质来源、矿床成因模式等特征进行了研究，简要的总结了其成矿过程。

金矿床； 成矿物质来源； 成矿流体 ； 成因模式

0　引言

研究区位于胶莱盆地东北缘，即胶东地块东部桃村—即墨断裂与午极－海阳断裂之间。前人在本区内大量研究认为，郭城和蓬家夼同属于与层间滑脱构造相关的层间滑动角砾岩型金矿。本文在总结前人成果的基础上，对矿区巷道工程及钻孔详实调研，采集大量样品在室内做研究分析，通过数据分析、对比对郭城金矿床成矿物质来源和矿床成因进行探讨和总结。

1　区域地质背景

区域内出露的地层主要由新太古代胶东群，古元古代荆山群，中生代莱阳群、青山群、王氏群，新生代第四系组成（图1）［1］。

图1　研究区区域构造位置图（a）及区域地质图（b）Fig. 1Regional structure site （a） and regional geological map （b） for the study area

研究区胶东岩群主要在吴家庄、牙山和李家庄一带分布，主要岩性为斜长角闪岩、黑云变粒岩夹磁铁石英岩；古元古代荆山群呈近东西向孤岛状或断块状分布在胶北地块南缘的莱阳、平度、牟平等地，其岩石组合为变粒岩、片麻岩、大理岩、透辉岩、含石墨岩系、高铝片岩等；莱阳群、青山群和王氏群是胶莱盆地的主要地层，属于中生代，岩性以砾岩、砂岩、粉砂岩、页岩等为主，由几个沉积旋回组成；青山群广泛分布于胶莱盆地周围，为一套酸性－中基性－酸性－偏碱性火山岩、火山碎屑岩的陆相火山盆地沉积；王氏群主要分布于研究区北西部的桃村盆地为一套浅湖相沉积，岩性以灰紫色砾岩、砂砾岩和紫红色砂岩、粉砂岩、泥岩为主。区内第四系主要为砾石层、含砾砂层、砂层、粉砂质黏土以及含砾黏土等，主要分布在河流两侧及沟谷中。研究区构造多以NE向断裂为主，褶皱不发育，断裂多对区内的地层分布以及岩浆岩的侵位进行了控制。岩浆岩多为燕山晚期花岗岩和侵入脉岩。

2　成矿物质来源

研究区金矿床的主要载金矿物为黄铁矿和磁黄铁矿，硫化物矿物相对简单，可以认为黄铁矿的硫同位素近似为成矿热液的总硫同位素［2］。同理，辽上金矿床的硫化物主要为黄铁矿，其成矿热液的总硫同位素δ34S∑S应为黄铁矿的硫同位素组成。研究区和辽上金矿床相隔不远，且二者的黄铁矿硫同位素组成相近，因此研究区成矿热液的总硫同位素δ34S∑S应为研究区和辽上金矿床黄铁矿的硫同位素组成均值9.76‰左右。

图2　胶东地区金矿床及变质岩、岩浆岩硫同位素组成图Fig. 2 Sulphur isotope composition graph for gold deposits， metamorphic rocks and magmatic rocks in the Jiaodong area

研究区成矿热液δ34S∑S=9.76‰要比幔源硫和石英脉、蚀变岩型金矿床高，与荆山群的地层有一定的类似性，呈现出复杂和多源性的特点（图2），故荆山群地层为成矿热液提供了一定的来源。δ34S在研究区内值多在5.3‰～10.8‰之间，这和金矿脉的伴生十分密切［3］。牟乳地区黄铁更长岩内的δ34S取值范围是9.2‰～13.68‰［4］，略低于研究区。因此，脉岩为热液提供硫源的可能性很大。而且，研究区脉岩斑晶矿物中原生硫化物和矿石硫化物Au/Cu （2.50） 及 Ag/Au （0.20）比值的一致性，证明了这种可能性。这说明，来自类似或者同一硫源的成矿热液在上升成矿过程中，又萃取了围岩的硫或者其他成矿物质。

可以看出，研究区金矿和胶东其他类型的金矿一样，显示了对其赋存主岩和矿源岩的继承性，富集δ34S，且变异小。研究区成矿热液内所含的总硫同位素虽然基本一致，但其组成存在一定的差异，一般来说，蚀变岩型高于石英脉型，却低于盆地边缘角砾岩型，这个情况跟成矿环境耦合。

图3　研究区及辽上矿石铅同位素组成图［6］Fig. 3 Lead isotope composition graph for the study area and the Liaoshang ore［6］

铅构造模式图（图3）显示矿石铅应来自于深源，根据S-K［5］两阶段模式计算，研究区矿石铅同位素的μ值为9.17～9.34（均值9.27），ω值为35.63～43.44（均值40.79）；辽上矿石铅μ值为9.24～9.32（均值9.30），ω值为38.53～45.05（均值40.97）。图3a中研究区、辽上、蓬家夼和发云夼等金矿床的矿石样品点均位于S-K线的上方，高于平均地壳铅ω=36.84，而且投影点非常集中，整体呈线性。图3b显示矿石铅大部分位于S-K线的下方，低于平均地壳μ=9.74，投影点比较集中，说明矿区矿石铅总体μ值偏低，具有低μ高ω特征，指示矿石铅具有一致或相似的来源，可能来源于下部地壳或上地幔。

此外，研究区矿石内铅的线性分布较为明显，这可能是因为：①呈等时线分布，②铅由不同来源进行混合。但是，线性不同于等时性， 硫-钾模式得到的模式年龄分布区间为1037～384 Ma，这比成矿的年龄要大，因此第一种可能性被推翻，则第二种可能性成立。也就是说，矿石里面的铅是由不同的来源进行混合的。而且，从脉岩与矿石形成时间的一致性，以及极其相似的铅分布特征，我们可以推断它们的混合源区较为一致。这一情况，在胶莱盆地北东缘金成矿带也存在，因为它们的铅同伴素组成相似（表1），说明同一背景下和构造岩浆流体中的金成矿可能是在相当短的时间内集中完成的。

3　成矿流体来源

不同来源的流体其氢氧同位素组成特征不同，依据热液矿物流体包裹体中水的氢氧同位素组成可以判别成矿热液体系中水的来源。本次共采集了6件石英样品进行氢氧同位素测试，样品采自土堆—沙旺和辽上金矿床巷道。

从表2可以看出，矿区δ18O值所在的区间是5.98‰～14.79‰，平均值是+9.89‰左右。利用平衡分馏方程 1000lnα石英－水=3.38×106/T2-3.40，经计算后，可以得到δ18OH2O值所在的区间是+1.96‰～7.71‰，平均值是+3.8 8‰。包裹体成分值δ D的分析结果所在区间是-68.64‰～86.47‰，平均值是-77.74‰。

表1　胶莱盆地东北缘金成矿带矿石与焦家和玲珑金矿床矿石铅同位素组成对比表Table 2 Comparison of Pb isotope compositions in ores from the gold ore-forming belt in the northeast fringe of the Jiao-Lai basin， Jiaojia and Linglong gold deposits

在图4中，样品点与岩浆水范围比较近，多在岩浆水和大气降水之间分布，图面显示，成矿流体有大气水的参与，但是以岩浆水为主。

图4　胶莱盆地北东缘金成矿带成矿流体氢氧同位素投影图Fig.4 H-O isotope projection plane for mineralization fluid of the gold metallogenic belt in the northeast fringe

表2　研究区和辽上金矿区及蓬家夼金矿床氢氧同位素组成Table 2 H-O isotope compositions for the study area， Liaoshang gold ore district， and Pengjiakuang gold deposit

胶东矿集区内岩浆水－天水的复合或混合成矿序列已有部分研究进行了说明，而研究区初始成矿流体岩浆水有可能是幔源岩浆在浅部经脱水而形成。因此，研究区成矿流体以岩浆水为主，后期混入了大气降水（表2）。

4　矿床成因模式

金矿床位于胶莱盆地东北缘，牟乳成矿带西侧，是郯庐断裂带重要分支－郭城断裂带内的主要矿床之一，其矿体严格受NNE和NEE向次级压扭性断裂控制。本文通过对研究区矿床地质、地球化学等特征研究，简要的总结了其成矿过程。

金矿床赋存于元古代荆山群和牧牛山岩体中，古元古代沉积的荆山群地层为泥砂质碎屑-钙镁质碳酸盐建造，主要岩性为含石墨高铝片岩、富镁大理岩、片麻岩、透闪透辉石岩等，以富含晶质石墨为特征，变质程度达麻粒岩－角闪岩相，成岩年龄介于2485～1906 Ma［7］。

随后研究区发生了牧牛山二长花岗岩侵位。根据岩石地球化学分析，牧牛山二长花岗岩体为高钾钙碱性花岗岩，具有地壳重熔型花岗岩特点，形成于张性构造环境，侵位结晶成岩年龄（2105±26）Ma。

三叠纪末，华北与华南克拉通碰撞，郯庐断裂初步形成。

白垩纪早期在伊泽奈崎板块NNW方向高速俯冲作用下，郯庐断裂带第二次发生了左行走滑活动（128Ma左右），由先前压扭性向引张环境转变，由此引发了大规模的壳幔混合花岗岩侵入，同时还伴随着壳幔混合脉岩的密集侵位。郯庐断裂带的活动派生了其次级断裂—NE向郭城断裂，并在荆山群和牧牛山岩体内发育了一系列次级断裂，为NNE和NEE向压扭性断裂。在太平洋板块向欧亚板块俯冲以及郯庐断裂带的强烈活动的影响下，形成了胶莱盆地。在胶莱盆地北缘崖子—观水一带，沿莱阳组砾岩与荆山群变质杂岩的接触部位，发育EW向的层间滑动断层（拆离断层）。断层主要沿荆山群含石墨长英质片岩、片麻岩、硅化大理岩发育，同时，发云夼在莱阳组砾岩内也发育了次级拆离断层［8］。

早白垩世（120～130Ma左右），研究区内少量来自壳幔混合岩浆房里的中基性岩浆发生侵位，随后（117～120Ma）由壳幔混合岩浆房里的混合岩浆演化形成的成矿热液携带大量来自地幔的Au上升运移，到达地表浅处时接收了大气降水的混入。成矿流体运移至土堆—沙旺和辽上的NNE和NEE向压扭性断裂中因为温度压力的降低卸载成矿。同样，成矿流体运移至蓬家夼和发云夼的近EW向拆离断层时因为温度压力的降低卸载成矿，形成了胶莱盆地北东缘金成矿带。紧接着（114～117Ma）壳幔混合岩浆房里的岩浆大量密集侵位，与矿体密切伴生（图5）。

图5　郭城金成矿带成矿模式示意图Fig. 5 Sketch for mineralization model of the Guocheng gold metallogenic belt

5　结语

从上述的分析可以看出，研究区附近的矿集区的铅源较为相似，金矿体多是在同一成矿背景下、岩浆流体环境中，短时间内集中完成的。并且，研究区与其他矿集构的成矿流体，多以岩浆水为主，在后期混入大气降水。而后，成矿流体运移至NNE和NEE向压扭性断裂中因为温度压力的降低卸载成矿。

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［7］罗镇宽，苗来成.胶东招莱地区花岗岩和金矿床［M］.北京： 冶金工业出版社， 2002： 1～157.

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ANALYSIS OF ORE-FORMING MATERIAL SOURCE AND ORE DEPOSIT GENESIS MODEL OF A GOLD DEPOSIT IN SHANDONG

GUO Ling-li
（Mineral Resources Reserve Assessment Center of Anhui Province， Hefei， Anhui 230061， China）

The studied ore deposit lies in the northeast fringe of the Jiao-Lai basin， on the west flank of the Mo-Ru metallogenic belt， as one of major ore deposits in the Guocheng fault zone， an important branch of the Tan-Lu fault belt. The ore body is precisely controlled by NNE and NEE secondary compresso-shear faults. This paper discussed the ore-forming material source， genesis model of the deposit and summarized its mineralization process.

gold deposit； ore-forming material source； ore-forming fluid； genesis model

1005－6157（2016）03－0194－7

P618.51

A

2016-03-04

郭玲利（1986－ ），女，湖北武汉人，工程师，现在从事矿产资源储量评审与管理等地矿类相关工作。