山东栖霞香夼矿床深部地球化学成矿机理

卢文姬,孔祥超，蓝信杰，张丽君，连舒婷，辛 魏

(1.中国冶金地质总局山东正元地质勘查院，山东济南 250000； 2.山东省第三地质矿产勘查院，山东烟台 264000；3.山东省乳山市国土资源局,山东乳山 264500)

山东栖霞香夼矿床深部地球化学成矿机理

卢文姬1,孔祥超2，蓝信杰1，张丽君1，连舒婷1，辛 魏3

(1.中国冶金地质总局山东正元地质勘查院，山东济南 250000； 2.山东省第三地质矿产勘查院，山东烟台 264000；3.山东省乳山市国土资源局,山东乳山 264500)

山东栖霞香夼铜多金属硫化物矿床深部铜矿化延伸至-1200m以下，但该矿化体的形态分散且品位明显偏低。本研究利用电子显微技术、ICP-MS、X射线荧光光谱、AAS、ICP-AES等分析测试方法系统分析了矿床深部沿纵向与横向两个方向上定向采集的岩石样品。研究结果表明，香夼矿床矿化具有水平分带和垂直分带特征，具体表现为：在水平方向上, 由西向东以铅-锌为主过渡到以铜为主的侧向分带；在垂直方向上，从上而下表现为铅-锌矿带-铜矿带、铜(钼)矿带的正向分带。花岗斑岩体和板岩内部均存在矿化体，矿化作用主要位于构造破碎蚀变带内，其中破碎带蚀变程度与矿化呈明显的正相关关系。矿化岩石矿物微形貌、微结构、成分及组合特征综合表明，尽管矿区板岩内部也存在大量的矿化体，但该矿床的矿化体与花岗斑岩紧密接触并呈现出密切的联系。地球化学和流体包裹体的研究结果显示，该矿化作用的成矿物质具有深源特征，成矿温度大致为230℃～350℃。成矿流体主要为岩浆水，并表现出壳幔流体相互混合的特征。

地球化学 成矿机理 深部 香夼矿床 山东

Lu Wen-ji, Kong Xiang-chao, Lan Xin-jie, Zhang Li-jun, Lian Shu-ting, Xin Wei. Geochemical metallogenic mechanism of the deep Xiangkuang deposit in the Qixia area of Shandong Province[J]. Geology and Exploration, 2016, 52(6):1095-1106.

0 引言

山东栖霞香夼矿床位于西太平洋板块俯冲带上盘，这一地带是我国斑岩型矿床及岩浆热液矿床集中区(张乾，1990)。矿区中生代岩浆岩广布，元古代地层与中生代岩浆岩相间分布，基底为太古-元古界的变质岩、板岩和灰岩，盖层为中生代白垩系火山杂岩，断裂构造发育且北北东向断裂切割东西向断裂，与火山作用有关的断裂常被岩脉充填(汪山，1984)。

以往对矿床浅部地质特征(王奎峰，2008)、地球化学特征(张乾，1990)、铅锌矿分带特征和成矿机制(胡品三，1987)、古火山机构(汪山，1984)等方面有过研究，研究显示，香夼矿床浅部为铅锌矿，向深部过渡为铜硫矿，对矿床成因的争论：其一，推断矿床为与花岗闪长斑岩岩浆活动有关的斑岩型铅锌多金属矿床(张乾，1990；王奎峰，2008)；其二，提出矿床属于高-中碱热液为主的热液型-矽卡岩型-斑岩型复成因(胡品三，1987)。但是矿床-600m以下深部矿体特征与岩石地球化学显示的成矿作用机理，尚未有相关报道，由此显示，前人对矿床形成机理研究的系统性不够，早期研究成果主要针对浅部铅锌矿与中部硫铜矿，对深部铜(钼)矿的研究未展开。2015年勘查发现，矿床深部铜矿化延伸至-1200多米仍未封闭，于是，对于矿区存在一定规模隐伏斑岩体的推想得到新的证据。但是，香夼矿床缺乏一个与最新找矿成果相对应的综合研究，本次研究旨在补充前人对矿床深部地球化学及成矿特征研究的空白，以不同剖面线及不同深度岩石及矿化样品为研究对象，分析矿床深部地球化学成矿作用。

1 矿床分带特征

1.1 矿区地质特征

香夼矿区位于华北陆块(Ⅰ)鲁东隆起(Ⅱ)胶北隆起区(Ⅲ)臧格庄凹陷(Ⅴ)南部，区内构造发育，具备良好的成矿地质条件(图1)。矿床位于栖霞市北东约22km，是山东省较主要的有色金属矿山之一(张乾，1990)。矿床位于西太平洋板块俯冲带上盘，这一地带是我国各类斑岩型矿床及其它岩浆热液矿床形成的集中区(汪山，1984)。

图1 胶东地区区域地质图(据马广刚，2011修改) Fig. 1 Regional geological map of eastern Shandong Province (modified from Ma, 2011)1-前寒武纪岩石；2-侏罗纪侵入岩体；3-白垩纪侵入岩体；4-白垩纪火山岩；5-新生代玄武岩；6-重要断裂；7-金矿1- Precambrian rocks; 2-Jurassic intrusive mass; 3-Cretaceous intrusive mass; 4-Cretaceous volcanic rocks; 5-Cenozoic basalt; 6-major fracture; 7-gold deposit

太平洋板块俯冲大陆板块时, 其成矿应力场变广泛，造成大陆板块内发生断裂, 并引起大陆板块的变形，不仅有大量基性岩浆的侵入，也有大量熔岩的喷出，这种俯冲作用导致了该区燕山期产生深大断裂和剧烈的岩浆侵入(王奎峰，2008)。矿区断裂构造发育，矿床主要受近东西走向的龙窝铺-翰家疃断裂与北北东向枣林河断裂和蒙家断裂控制。断裂的交汇构造控制了矿区内与成矿关系密切的香夼潜火山岩岩体的分布。

1.2 矿床地质特征

香夼矿床-88m以上铅锌矿化为主，-88m以下以铜、硫矿化为主，共探明64个矿体(2个主要矿体，4个次要矿体，58个零星矿体)，两个主矿体位于矿床东半部和西半部，二者在矿床中部首尾相接，纵贯东西。4个次要矿体位于主东部矿体的上盘。零星矿体多位于主要矿体和次要矿体的上盘(即位于浅部)，少数位于其下盘，且多集中于矿床东半部。自地表的零星矿体露头开始，主矿体向下700余米仍未封闭(图2)。

浅部铅锌矿主要矿体赋存于花岗闪长斑岩岩体与灰岩的正接触带，次要矿体及零星矿体多赋存于花岗闪长斑岩岩体超复“岩盖”及岩枝与灰岩接触带，矿床浅部成矿母岩为燕山期花岗闪长斑岩(张乾，1990；王奎峰，2008)，岩体以灰岩或板岩与花岗闪长斑岩接触带形成的矽卡岩为主。到矿床深部，成矿母岩逐渐过渡为花岗斑岩，相关岩体则主要为花岗斑岩或构造破碎蚀变岩(图3)。

根据围岩和矿物组成，与成矿有关的岩石划分为五个主要类型，浅部主要有矽卡岩型铅锌矿石与蚀变灰岩型铅锌矿石，中深部有矽卡岩型铜矿石，蚀变花岗斑岩型铜矿石，蚀变板岩型铜矿石、构造破碎蚀变岩型铜矿。深部岩(矿)石结构主要有晶粒结构、反应边结构、残余结构、压碎结构等。矿石构造主要为浸染状构造、网脉状和微网脉状构造、交错构造等。

图2 香夼矿床地质图Fig. 2 Geological map of the Xiangkuang deposit1-第四系；2-香夼组灰岩；3-香夼组灰岩夹板岩；4-南庄组板岩；5-中生代白垩纪岩石;6-燕山期岩浆岩体；7-脉岩；8-钻孔及采样线；9- I-I，剖面线；10-硅化岩、角砾岩；11-矽卡岩；12-铅锌矿体；13-实(推)测压性断裂；14-实(推)测张性断裂；15-地质界线1-Quaternary; 2-Xiangkuang Fm. limestone; 3-Xiangkuang Fm. limestone with slate; 4-Nanzhuang Fm. slate; 5-Mesozoic Cretaceous rocks；6-Yanshanian magmatic rock mass; 7-vein rocks; 8-drill hole and sampling line; 9-I-I，section; 10-silicified rock and breccia;11-skarn; 12-Pb-Zn orebody; 13-measured (inferred) compressional fracture; 14-measured (inferred) tensile fracture; 15-geological boundary

图3 香夼硫-铜矿床I-I，纵剖面矿体分布示意图Fig. 3 Longitudinal profile showing orebody distribution of the Xiangkuang sulfur-copper deposit along prospecting line I-I，1-铅锌矿；2-硫-铜矿；3-铜矿1-lead-zinc orebody; 2-sulphur-copper orebody; 3-copper orebody

1.3 岩石类型

香夼矿区矿石为原生矿。根据围岩和矿物组成划分为五个主要类型，浅部主要有矽卡岩型铅锌矿石与蚀变灰岩型铅锌矿石，中深部有矽卡岩型铜矿石，蚀变花岗斑岩型铜矿石，蚀变板岩型铜矿石。各类矿石赋存岩石显微照片如图4所示。

图4 矿床岩石类型显微特征Fig. 4 Microscopic characteristics of the rocks in the deposita-黄铁矿化构造破碎蚀变岩；b-花岗斑岩；c-蚀变花岗斑岩；d-黄铜矿化硅化粉砂泥质板岩a-pyrite-mineralized fractured alteration rock; b-granite porphyry; c-altered granite porphyry; d-chalcopyrite silicified silt slate

1.4 矿物组合与特征

矿石矿物成分主要为黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、磁铁矿等。脉石矿物成分主要为石英、斜长石、绿帘石、石榴子石等，如图5所示。

以取自32线1060m深部样品XKZ-11为例，鉴定名称为含铜黄铁矿化构造破碎蚀变岩，其矿物组合与特征如下：高岭石(Kln)、绢云母混合物：40%～45%，土状，原成分主要为钾长石(Kfs)，可能含少量斜长石，因蚀变，已强烈高岭石化及绢云母化，仅保留少量交代残留。硅化石英：40%～45%，不规则粒状，粒径0.01～0.2mm，硅化作用形成，常呈微粒状集合体构成显微条带状、微粒状集合体，杂乱状分布于岩石中。绿帘石(Ep)：含量约7～8%，微粒状，粒径0.03～0.2mm不等，呈粒状集合体强烈交代原岩中的斑晶，部分保留其晶形轮廓。硬石膏(Anh)：含量2%～3%，无色透明，晶面洁净，晶形为板状、柱状，粒径0.1～0.3mm，部分可见聚片双晶和直角解理，主要呈脉状、浸染状分布于岩石裂隙中及空隙中，表明存在卤水蚀变特征。其金属硫化物：含量4%～5%，具稀疏浸染状-断续细脉浸染状构造。

例如样品XKZ-13，取自32线1150m深部，鉴定名称为花岗斑岩，其矿物组合与特征如下：斜长石(Pl)：半自形板状，晶粒粒径0.5～4.5mm，晶粒具强烈的绢云母化。正长石(Or)：半自形-他形板状，粒径0.5～5mm，大部分无双晶，少部分可见卡式双晶，晶面多具泥化。石英：不规则状，粒径0.5～3mm，受到基质熔蚀，晶粒边部常呈浑圆状、蚕食状或港湾状。黑云母(Bt)：褐色，鳞片状，片径0.5～2.2mm，部分逐步绿泥石化。基质： 60%～65%，成分主要为微晶状斜长石，次为正长石、石英、黑云母等，粒径一般在0.01～0.05mm之间。硬石膏：少量，板状、粒状，粒径0.1～0.3mm，主要呈粒状集合体沿岩石裂隙及孔隙呈脉状分布，部分也见于石英脉中。不透明矿物：2%～3%，不规则粒状，部分为柱状或菱面状，晶粒粒径0.03～0.3mm，其成分为磁铁矿，可能含有其他金属硫化物，呈星点稀散状分布于基质中。

图5 矿石结构构造及矿物组合Fig. 5 Ore structure and mineral combinationa-立方体晶型黄铁矿；b-浸染状黄铜、黄铁、闪锌矿共生；c-黄铜矿、黄铁矿、赤铁矿组合；d-蚀变石榴石、硬石膏、绿帘石；e-他形黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿；f-黄铜矿、黄铁矿、磁铁矿组合a-cubic pyrite; b- disseminated brass, pyrite, sphalerite symbiosis; c- chalcopyrite, pyrite, hematite combination; d- altered garnet, anhydrite, epidote; e-anhedral pyrite, chalcopyrite, sphalerite; f- chalcopyrite, pyrite, magnetite combination

2 地球化学成矿机理

2.1 主量元素示踪

火成岩主量元素的特征可以作为成岩过程中的地球化学指纹，对于岩浆房的分离结晶、同化混染过程、源区的部分熔融作用、源区的大地构造环境特征等具有指示作用(杨学明等，2000)。矿床深部样品分析主量元素含量统计分析显示(见表1)，采集到的矿区火成岩样品大致可以分2组，利用TiO2- SiO2图解进行原岩恢复(如图6)，得到的结论是：多数花岗斑岩与构造破碎蚀变岩样品原岩落于火山岩类范围，说明矿区花岗斑岩与构造破碎蚀变岩主要为岩浆岩成因，位于分界线上的样品岩性为含铜-黄铁矿化构造破碎蚀变岩，极个别样品原岩接近沉积岩。

表1 香夼矿床深部岩石主量元素(%)分析结果表

本文数据测试单位：中国冶金地质总局一局实验室测试中心。

矿床采集样品利用岩浆系列判别K2O-SiO2图解(图7)表明，矿床深部岩石基本属于高钾钙碱性系列。以往研究表明：矿床浅部花岗斑岩主量元素具有高硅、高铝、低镁的特征，斑岩富钾贫钠，较高的K2O/Na2O比值，亦为高钾钙碱性系列；这说明矿床深部岩石与浅部岩石可能存在一致的物源。

利用Na2O-K2O图解曲线特征如图8所示，得到结论是：矿床花岗斑岩类以S型为主，而S型花岗岩是一种以壳源沉积物质为原岩，经过部分熔融、结晶而产生的花岗岩，常产于克拉通内韧性剪切带和大陆碰撞褶皱带内，矿床深部岩石存在壳源特征。

2.2 微量元素示踪

硫化物中的特征微量元素含量及其比值因成矿条件和成矿作用的不同而变化，通过研究某些矿物中元素含量及其比值对探讨矿床成因、确定成矿物质来源有重要意义(汝珊珊等，2014)。大陆地壳富集不相容元素、高场强元素Zr、Hf等，亏损Nb、Ti。Wedepohl(1995)指出上地壳富集强不相容元素，过渡族元素在下地壳富集，元素分异与地壳的形成与演化密切相关。

图6 TiO2-SiO2原岩类型判别图解(模型据Tarney，1976)Fig. 6 TiO2-SiO2 discrimination of protolith types diagram (base diagram from Tarney, 1976)

图7 K2O-SiO2岩浆系列判别图解(模型据Peccerillo,1976；Middlemost, 1985)Fig. 7 K2O-SiO2 discrimination diagram of magma series (base diagram from Peccerillo, 1976；Middlemost, 1985)

图8 花岗岩成因系列Na2O-K2O图解(模型据Collins et al., 1982)Fig. 8 Na2O-K2O diagram of granite genesis series (model from Collins et al., 1982)

香夼矿床浅部花岗斑岩富集大离子亲石元素Rb、Ba、La、Sr，亏损高场强元素Nb、Ta、Y等(见表2)。德兴花岗闪长斑岩的特征与之类似(翁望飞等，2015)。香夼矿床深部构造破碎蚀变岩、板岩、花岗斑岩类微量元素分布蛛网图如下所示，由微量元素蛛网图解(图9、图10、图11)得出如下结论：

(1)构造破碎蚀变岩富集Rb、Zr、Hf、U、Th、Nd，亏损Ba、Nb、P 、Ti；

(2)板岩相对富集Rb、U、Th、K、Nd、Zr、Hf，相对亏损Ba、Nb 、Sr、P、Ti，与构造破碎蚀变岩相比，其曲线类似，但其Sr的相对亏损程度更强烈；

(3)花岗斑岩类相对富集Rb、Ba、U、Th、K、Nd，相对亏损Ba、Nb 、Sr、P、Ti，与构造破碎蚀变岩不同的是，花岗斑岩K的富集相对于构造破碎蚀变岩与板岩更强烈，而Ba却表现为相对于Rb、Th的弱亏损。

图9 构造破碎蚀变岩原始地幔标准化蛛网图(模型据Sun and McDonough,1989)Fig. 9 Original mantle standardization spider diagram of tectonic fractured alteration rocks (model from Sun and McDonough,1989 )

图10 板岩原始地幔标准化蛛网图据(模型据Sun and McDonough，1989)Fig. 10 Original mantle standardization spider diagram of the slate (model from Sun and McDonough,1989 )

图11 花岗斑岩原始地幔标准化蛛网图(模型据Sun and McDonough,1989.)Fig.11 Original mantle standardization spider diagram of the granite porphyry (model from Sun and McDonough,1989 )

Nb的负异常通常是典型陆壳岩石重熔的标志(翁望飞等，2015)，而本区微量元素球粒陨石标准化蛛网图上显示Nb的负异常。燕山早期至燕山晚期，伊泽奈奇板块向欧亚板块俯冲，岩石圈不断加厚，引发大规模岩石圈拆沉作用，期间伴随幔源物质的上涌，控制香夼矿床的形成(丁正江，2014)，这与德兴铜矿斑岩体形成环境相似，即加厚地壳中基性岩的部分熔融叠加拆沉作用，促使斑岩体形成。香夼矿床与之同处于环太平洋斑岩成矿带上，可能存

在与之类似的特征。以此推断本区成矿岩体可能与德兴斑岩铜矿含矿斑岩具有类似的陆源重熔成因。多数大型和世界级的斑岩铜矿都与埃达克岩有关(翁望飞等，2015)，但是香夼矿床发现的斑岩体，不具备埃达克岩的典型特征，这一点值得深思。

Ba相对于Rb的亏损代表源区角闪石是残留物之一(翁望飞等，2015)，本区与成矿有关的花岗斑岩及构造破碎蚀变岩、板岩微量元素曲线均显示这一特点。微量元素以上特征说明，板岩、花岗斑岩、构造破碎蚀变岩源区存在一致性又有各自的特点，结合原岩恢复与矿化特征，推测深部花岗斑岩出现K的富集可能与钾化蚀变过程中K的带入与Na的带出有关。随着构造破碎发生，深部流体渗入引发岩石蚀变与矿质的迁移，又造成了构造破碎蚀变岩与花岗斑岩与板岩的差异。但是以上三者蛛网图在整体上类似。其富集亏损趋势与地壳微量元素不尽相同，反映其物源不限于地壳。Nb与Ta、Zr、Hf地球化学性质相似，两者密切共生，即使经过强烈的风化过程，Nb/Ta、Zr/Hf的比值基本保持不变，含量相对较低，其这一特征可以作为评价中酸性岩体含矿性的地球化学指标之一(吴俊华等，2010)。数据分析结果显示，香夼矿床深部构造破碎蚀变岩及花岗斑岩、板岩类均具有较稳定的微量元素Nb/Ta、Zr/Hf比值，且Nb、Ta、Zr、Hf含量相对较低(图12、图13)，这一地球化学指标与江西城门山铜矿含矿斑岩体特征一致。江西城门山铜矿为 “多位一体”(矽卡岩型、斑岩型、似层状块状硫化物型)铜多金属矿，燕山期中酸性小岩体侵入在中-古生代的碳酸盐岩地层中，岩浆岩主要由花岗闪长斑岩和石英斑岩组成(吴俊华等，2010)，香夼矿床与其地质特征与矿体赋存特征存在类似性。

表2 香夼矿床深部岩石微量元素分析结果表

续表2

Continued Table 2

编号RbBaThUKTaNbLaCeSrNdPZrHfSmTiYYbLuXKZ-351644193．841．334．220．473．6213．930．4119013．3347．31015．782．4412475．360．620．10XKZ-3911437816．32．563．611．7619．338．978．828033．7452．11995．806．72559819．872．920．40XKZ-4849．492．47．902．671．440．788．2726．443．927218．1244．81027．133．81256912．591．510．22XKZ-492159293．741．175．270．344．3611．525．525612．1330．01033．922．2312924．190．500．08XKZ-501591629．422．075．191．8821．932．971．639734．0796．51995．476．91970317．812．040．24XKZ-5126．069．77．562．056．340．9410．422．239．227217．5226．21169．793．67299313．451．750．24XKZ-5714512753．571．023．790．232．907．216．811198．8275．796．35．991．738753．370．420．06XKZ-591117739．761．813．390．9710．425．053．142722．5384．91304．324．48363812．101．610．24XKZ-601262218．531．612．510．717．2324．045．222318．9307．41094．243．64264812．861．790．25

本文数据测试单位：中国冶金地质总局一局实验室测试中心，K为%，其余为10-6。

图12 香夼矿床Nb/Ta值统计直方图Fig. 12 Statistical histogram of Nb/Ta values for the Xiangkuang deposit

图13 香夼矿床Zr/Hf值统计直方图Fig. 13 Statistical histogram of Zr/Hf values for the Xiangkuang deposit

2.3 稀土元素示踪

壳型花岗岩稀土配分曲线呈右倾富集的V字型，Eu负异常明显，轻重稀土的分馏不强烈，(La/Yb)N平均值小于10；壳幔型花岗岩轻重稀土分馏强烈，Eu负异常减弱，稀土总量降低；幔源花岗岩稀土总量最低，轻重稀土分馏和Eu异常最弱。稀土元素能揭示成矿物质来源及成矿条件。而前人研究西藏甲玛铜多金属矿床的结果表明，其矽卡岩、大理岩、斑岩的稀土组成特征具有继承性，是一个综合体(郭文铂等，2014)。其成矿系统从深部到浅部具有连续性(汪重午等，2014)。香夼矿床虽然暂未发现“四位一体”矿体组合形式，但是矿化分带特征与之有相似之处，推断其深部铜矿化相关岩体与浅部铅锌矿化相关岩体可能也是一个有继承性的综合体。故研究结论可以互相参考。

香夼矿床稀土元素分布模式显示出其总量低、曲线平滑，轻稀土富集，重稀土亏损，Yb与Y含量较低，有较高La/Yb值，蚀变岩、斑岩具明显的Eu负异常，未蚀变花岗斑岩无Eu异常(表3)。以上特征与矿床浅部铅锌矿的研究结果一致，另外围岩中成矿元素含量低于地壳克拉克值(张乾，1990)这一系列特征值与德兴花岗闪长斑岩特征类似(翁望飞等，2015)。推断香夼矿床深部与浅部存在一致的物源，而且其斑岩体可能具有与德兴铜矿斑岩体类似的形成环境。矿区构造破碎蚀变岩、板岩、花岗斑岩稀土元素分布型式图显示(图14、15、16)：矿床深部构造破碎蚀变岩、板岩、花岗斑岩稀土元素整体上表现为右倾轻稀土富集型。其中构造破碎蚀变岩与板岩均表现了一定的Eu异常且各样品分析数据较为集中。

图14 构造破碎蚀变岩稀土配分型式图(模型据Sun and McDonough,1989)Fig.14 REE distribution patterns of tectonic fractured alteration rock (model from Sun and McDonough, 1989)

图15 板岩稀土配分型式图(模型据Sun and McDon-ough，1989)Fig.15 REE distribution patterns of slate (model from Sun and McDonough, 1989)

图16 花岗斑岩稀土配分型式图(模型据Sun and Mc-Donough, 1989)Fig.16 REE distribution patterns of granite porphyry (model from Sun and McDonough, 1989)

而花岗斑岩则无明显的Eu异常，样品数据表现较为分散，同时，构造破碎蚀变岩轻重稀土分异程度比板岩更明显。在曲线特征上，板岩与构造破碎蚀变岩更为类似，而花岗斑岩则与之存在一定差异。从原岩恢复结果来看，板岩其原岩基本为火山岩类。由各类样品稀土元素特征值也可以得出一致的结论。

2.4 同位素示踪

对香夼矿床的同位素研究，包括S、Pb、H、O同位素，其研究结果对于示踪成矿物质来源具有一定意义。

S同位素：香夼矿床25个硫化物样品测试的δS34值介于-0.75‰～+4.2‰之间，平均值为0.75‰，δ34S值靠近零，与陨石硫相近，其中方铅矿的S34值平均-0.3‰，黄铜矿平均+0.02‰，闪锌矿平均+2.05‰，黄铁矿平均+2.30‰，硫具有来源的一致性(张乾，1990)，而硫均一化程度高是深源岩浆硫的主要特征之一(王佳良等，2013)。故推测矿床硫来自地壳深部。另外，矿床岩体中δS34=1.18‰，蚀变带δS34=1.53‰，矿体中δS34= -1.1‰～4.2‰，较之大洋隆起枕状玄武岩中δS34=2‰～3‰，岩体和蚀变带中硫同位素值相近且与大洋隆起枕状玄武岩中δS34较接近；矿床主要金属硫化物δS32/S34值约为22.2，与标准的迪亚布洛峡谷陨石的陨铁硫同位素值一致，由此推断，矿床成矿岩浆可能来自地壳深部(胡品三，1987)。

Pb同位素：前人对于矿床浅部同位素示踪研究结果显示，花岗闪长斑岩长石铅来源于上地幔，而方铅矿中铅处于上地幔与上地壳混合铅的区域，铅同位素组成表明矿石铅来源于岩浆，矿石铅与岩浆岩岩石铅组成一致，主要为上地幔来源的铅，有少量地壳铅参与成矿(张乾，1990；陈毓蔚等，1984；罗镇宽等，1985)，矿床深部与浅部具有相统一的稀土元素与微量元素地球化学特征，在一定程度上说明了其成矿物质的同一性。

H、O同位素：从矿床铅锌矿体中选取4个与方铅矿、闪锌矿等金属矿物共生的石英测定的H、O同位素分析结果显示：δ18OSNOW为+5.8～+9.0‰，平均7.48‰，δDSNOW为-55.6～-74.2‰，平均-65.1‰.在δD-δ18O图上位于岩浆水区域内(张乾，1990)。H、O同位素表明成矿流体为岩浆水，成矿温度在230～350℃之间。热液系统在350℃以上，成矿物质主要处于迁移形式，在350℃以下，尤其在300～180℃之间是矽卡岩型和斑岩型矿石沉淀富集阶段。

2.5 流体包裹体特征

斑岩、围岩及矿体内样品研究结果显示：包裹体普遍且含量较多，尤其是斑岩中。包裹体个体比一般的热液矿床中的大；其次，包裹体类型多，以气体包裹体和液体包裹体为主，可见到含子矿物相包裹体和液体二氧化碳相包裹体；在斑岩石英斑晶中偶见残余熔融包裹体但未发现纯液体包裹体(王奎峰，2008)。根据包裹体均一法测定结果，矿床斑岩的形成温度约为587℃，矽卡岩期成矿温度约为342℃，Pb、Zn成矿阶段的温度为230～320℃，平均约为260℃，推测矿床的形成温度大致为230℃～350℃；根据冷冻法测定成矿流体盐度，斑岩期盐度为12wt%，矽卡岩期盐度为8.5%，中低温阶段盐度为4.4wt%，随着温度降低，流体的盐度下降(张乾，1990)。构造运动中有大量流体作用(杨金忠等，1998)，物质运输通道收集聚拢矿质，对各类控矿因素起到调节与匹配作用(翟裕生等，2010)。超深钻的钻探结果表明在地下8km以下存在着大量的含矿热卤水，同位素研究资料表明大气降水至少可以渗透到地壳15km深度(杨金忠等，1998)。香夼矿床在中生代早期东西向断裂复活，并在次级横向断裂中，形成规模较大的构造破碎带，沿深源断裂上升的火山岩浆物质，冲破该构造破碎带，形成喷发管道(汪山，1984)。

3 结论与讨论

香夼矿床矿化具有水平分带和垂直分带特征：在水平方向上, 由西向东以铅-锌为主过渡到以铜为主的侧向分带；在垂直方向上，从上而下表现为铅-锌矿带-铜矿带、铜(钼)矿带的正向分带，围岩蚀变分带与之相对应。矿床的形成温度大致为230℃-350℃。矿床深部与成矿有关的岩石为花岗斑岩，其蚀变程度越深，破碎越明显，矿化程度越好。矿床深部岩石基本属于高钾钙碱性系列，与德兴花岗闪长斑岩特征类似，花岗斑岩与构造破碎蚀变岩主要为岩浆岩成因，花岗岩类以S型为主。而S型花岗岩原岩为壳源沉积物，常产于克拉通内韧性剪切带和大陆碰撞褶皱带内，故矿床深部岩石存在壳源特征。

矿床深部岩石与浅部铅锌矿同位素示踪结果一致，花岗岩稀土元素特征与德兴花岗闪长斑岩的特征类似，整体上表现为右倾轻稀土富集型。其中构造破碎蚀变岩与板岩均表现了一定的Eu异常，而花岗斑岩则无明显的Eu异常，构造破碎蚀变岩轻重稀土分异程度比板岩更明显。从原岩恢复结果来看，板岩其原岩基本为火山岩类。花岗斑岩经过构造破碎蚀变后，较之矿化较弱且蚀变较弱的岩石，其含矿性增高，稀土元素Eu异常也更为明显。矿床铅锌矿与斑岩铜矿的微量元素蛛网图特征、稀土元素分布曲线以及铅、氢氧、硫同位素数据分析结果均显示其物质的深源特征，可能属于壳幔共同影响结果。说明成矿流体来自深部且形成于统一的环境。推断矿床深部与浅部存在一致的物源：主要来源为上地幔且有少量地壳物质参与成矿。

致谢：感谢中国冶金地质总局山东正元地质勘查院易富章教授、连国建教授、史维全高级工程师对本论文各项数据调查的支持，感谢李红中博士后对本文的精心指导，感谢长江大学路远发教授提供的geokit软件支持。

Chen Yu-yu, Zhu Bing-quan. 1984. Lead isotopic composition of ore characteristics and the evolution of the Chinese continental crust [J]. Chinese Science (B), (3): 269-277 (in Chinese)

Collins W J , Beams S D.,White AJR, Chappell B W. 1982. Nature and origin of a type granites with paticular reference to Southeastern Australia[J]. Contrib. Miner. Petro., 80, 189-200

Ding Zheng-jiang. 2014. Study on metallogenic regularity of Mesozoic precious and non-ferrous deposits in Jiaodong Peninsula[D]. Changchun: Jilin University: 1-197(in Chinese with English abstract)

Guo Wen-bo, Tang Ju-xing, Zheng Wen-bao, Ying Li-juan, Wang Yi-yun, Tang-Pan. 2014. Geochemical behavior of elements during formation and mineralization processes of skarn in the Jiama copper polymetallic deposit of Tibet [J]. Geology and Exploration, 50(03):397-410(in Chinese with English abstract)

Hu Pin-san. 1987. A study of zoning character and metallogenetic mechanism of the polymetallic sulfide deposit in Xiang-kuang, Shandong [J]. Journal of Tangshan Institute of Engineering Technology, (03): 25-33(in Chinese with English abstract)

Hugh R. Rollison. 2000.Petrogeochemistry[M]. Yang Xue-ming, Yang Xiao-yong, Chen Shuang-xi. Translate. Publication: University of Science and Technology of China Press:1-275 (in Chinese)

Luo Zhen-kuan, Hu Gui-ming, Guan Kang.1985. Ore Deposit Geological characteristics and genesis of the Yinkengshan gold and silver ore, Zhejiang Province[J]. Mineral Deposit, (4): 35-46 (in Chinese with English abstract)

Ma Guang-gang. 2011. Gold genetic mineralogy studies and deep vision of Linglong gold deposit of Shandong province[J]. Beijing: China University of Geosciences: 1-223(in Chinese with English abstract)

Middlemost E A K. 1985. Magmas and Magmatic Rocks[M]. London: Longman,：1-266

Peccerillo R, Taylor S R. 1976. Geochemistry of eocene calc-alkaline volcanic rocks from the Kastamonu area, Northern Turkey[J]. Contrib. Mineral Petrol., 58:63-81

Ru Shan-shan, Li-Feng, Wu-jing. 2014. Metallogenic characteristics and mineralization model of the Dapingzhang copper Chepolymetallic deposits in Pu’ er, Yunnan province[J]. Geology and Exploration, 50(01):48-57(in Chinese with English abstract)

Sun SS and Mcdonough WF. 1989.Chemical and isotopic systematic of oceanic basalts: Implications for mantle composition and processes. In:Sanuders AD and Norry Mj (eds.). Magmatism in the Ocean Basins[C]. Geol. Soc. London Spec. Publ.,42:313-345

Tarney J.,1976,Geochemistry of Archaean high-grade gneisses, with implications as to the origin and evolution of the Precambrian crust. In: Windley B.F. (ed.), The early history of the earth. New York:Wiley: 405-418.

Wang Shan, 1984. Ancient volcanic mechanism and its metallogenic characteristics of Xiang-kuang in Qixia city of Shandong province [J]. Jilin Geology, (02):31-40(in Chinese with English abstract)

Wang Chong-wu, Guo-Na, Guo-Ke, Zhang Ting-ting. 2014. Characteristics of the chlorite alteration in the porphyry-skarn deposit based on short-wave infrared technology: A case study of the Jiama copper-polymetallic deposit in Tibet[J]. Geology and Exploration 50(06):1137-1146(in Chinese with English abstract)

Wang Jian-liang, Sun Feng-yue, Wang Li, Ding Zheng-jiang, Huang Wei-ping, Hu Wei-hua. 2013.Geological characteristics and genesis of Majiayao gold deposit, Qixia city, Shandong province[J]. Gold Geology, 34(6):14-20(in Chinese with English abstract)

Wang Kui-feng, 2008. Geochemical characteristics and origin of the Xiangkuang Lead - Zinc polymetallic deposit in Qixia city, eastern Shandong province [J]. Geological Survey and Reaserch,(02):89-96(in Chinese with English abstract)

Weng Wang-fei, Ding Yong. 2015.Geochemical characteristics, petrogenesis and its geological significance of adakitic porphyries from the De-xing copper deposit, Jiangxi province[J]. Resources Survey and Environment. 36(2):104-115(in Chinese with English abstract)

Wu Jun-hua, Gong Min, Yuan Cheng-xian, Gong Peng,Xiong Ran, Zhao Bo, Zeng Jian-nian,Ma Zhen-dong. 2010.Weathering geochemical characteristics of ore-bearing porphyry in Chengmenshan copper deposit, Jiangxi Province[J].Ore Deposit Geology,29(3):501-509(in Chinese with English abstract)

Yang Jin-zhong, Shen Yuan-chao, Zhao Yu-ling. 1998. Deep-seated fluid and its metallogeny[J]. Gold Science and Technology, 6(4):1-7(in Chinese with English abstract)

Zhai Yu-sheng, Deng Jun, Peng Run-min. 2010.The metallogenic system theory[Z]. Beijing: Geological Publishing House:1-301(in Chinese with English abstract)

Zhang Qian, 1990. Lead-zink deposit in Shandong province and discussion on its genesis[J].Contributions to Geology and Mineral Resources Research[J]. Contributions to Geology and Mineral Resources Research,(02):12-19 (in Chinese with English abstract)

[附中文参考文献]

陈毓蔚, 朱炳泉, 1984. 矿石铅同位素组成特征与中国大陆地壳的演化[J]. 中国科学(B辑), (03): 269-277

丁正江. 2014. 胶东中生代贵金属及有色金属矿床成矿规律研究[D]. 长春:吉林大学：1-197

郭文铂，唐菊兴，郑文宝，应立娟，王艺云，唐 攀. 2014. 西藏甲玛铜多金属矿床矽卡岩形成及矿化过程中的元素地球化学行为[J]. 地质与勘探，50(3)：397-410

胡品三.1987. 山东香夼多金属硫化物矿床分带特征和成矿机制的探讨[J].唐山工程技术学院学报, (03): 25-33

Hugh R. Rollison. 2000. 岩石地球化学[M].杨学明, 杨晓勇, 陈双喜,译.出版地：中国科学技术大学出版社:1-275

罗镇宽, 胡桂明, 关 康. 1985. 浙江银坑山金银矿床地质特征及成因讨论[J]. 矿床地质, (4): 35-46

马广刚.2011. 胶东玲珑金矿成因矿物学与深部远景研究[D].北京.中国地质大学:1-223

汝珊珊，李 峰，吴 静. 2014.云南普洱大平掌铜多金属矿床成矿特征与成矿模式[J]. 地质与勘探， 50(1)：48-57

汪 山. 1984. 山东栖霞香夼古火山机构及其成矿特征[J]. 吉林地质, (02): 31-40

汪重午,郭 娜,郭 科,张婷婷.2014. 基于短波红外技术的斑岩-矽卡岩型矿床中绿泥石蚀变分布特征研究:以西藏甲玛铜多金属矿为例[J]. 地质与勘探,50(06)：1137-1146

王佳良,孙丰月,王 力,丁正江,黄维平,胡伟华.2013.山东栖霞马家窑金矿床地质特征及成因探讨[J].黄金地质,34(6): 14-20

王奎峰. 2008. 胶东栖霞香夼铅锌多金属矿床地质特征及成因[J]. 地质调查与研究, (02): 89-96

翁望飞, 丁 勇. 2015. 德兴含铜埃达克质斑岩的地球化学特征、成因及地质意义[J]. 资源调查与环境，36(2): 104-115

吴俊华, 龚 敏, 袁承先, 龚 鹏，熊 燃，赵 波，曾键年，马振东. 2010. 江西城门山铜矿含矿斑岩体风华作用地球化学特征[J]. 矿床地质, 29(3): 501-509

杨金忠, 沈远超, 赵玉灵. 1998. 初论深部流体与成矿作用[J]. 黄金科学技术, 6(4): 1-7

翟裕生, 邓 军, 彭润民. 2010. 成矿系统论[Z]. 北京: 地质出版社: 301

张 乾. 1990. 山东香夼斑岩型铅梓矿床的地球化学特征及成因探讨[J].地质找矿论丛, (02): 12-19

Geochemical Metallogenic Mechanism of the Deep Xiangkuang Deposit in the Qixia Area of Shandong Province

LU Wen-ji1，KONG Xiang-chao2，LAN Xin-jie1，ZhANG Li-jun1，LIAN Shu-ting1，XIN Wei3

(1.GeologicalExplorationInstituteofShandongZhengyuanofChinaMetallurgicalGeologyBureau,Jinan，Shandong250000； 2.ShandongProvincial3rdExplorationInstituteofGeologyandMineralResources,Yantai，Shandong264000； 3.RushanLandResourceBureauofShandong,Yantai,Shandong264500)

The copper mineralization in the deep Xiangkuang copper polymetallic sulfide deposit of Qixia in Shandong Province extends downward to a depth of 1200 m, where mineralized bodies are scattered and strikingly of low grade. This study used many methods including electron microscopy, ICP-MS, X-ray fluorescence spectrum, AAS and ICP-AES analysis to analyze the rock samples collected from the deep subsurface in both longitudinal and lateral directions. The results show that the ore deposit mineralization has horizontal and vertical zonation. Specifically, in the horizontal direction, from west to east is a dominant lead-zinc transition to copper dominance. In the vertical direction, from top to bottom is a positive zoning of lead-zinc mine - copper, copper (molybdenum) ore belts. There are mineralized bodies inside granite-porphyry and slate, and the mineralization is mainly present in fractured alteration zones, with a positive correlation between the alteration degree of the fracture zone and mineralization. The micro-morphology, microstructure, composition and assemblage characteristics of ore minerals show that despite of a lot of mineralized bodies inside slate, the mineralized bodies of this deposit and granite-porphyry contact closely and show a close linkage. The research results of geochemistry and fluid inclusions indicate that the metallogenic materials of mineralization have deep sources. The ore-forming temperature was 230℃～350℃.The ore-forming fluids came from magmatic water mixed with crust-mantle fluids.

geochemistry, metallogenic mechanism, deep, Xiangkuang deposit, Shandong Province

2016-03-25；[修改日期]2016-08-22；[责任编辑]郝情情。

中国冶金地质总局山东局2015年度青年科技基金资助项目(编号：冶金地质鲁科〔2014〕170号)资助。

卢文姬(1986年- )，女，研究生学历，毕业于中山大学地球科学系，主要从事资源勘查、矿床地球化学相关工作。E-mail：lwj198603@126.com。

P595

A

0495-5331(2016)06-1095-12