山东沂沭断裂带中段南小尧金矿元素地球化学特征及其地质意义
2018-03-13刘晓通毛光周王向军安鹏瑞孟令强宋立国何铁良
刘晓通,毛光周*,王向军,安鹏瑞,孟令强,宋立国,何铁良
(1.山东科技大学 山东省沉积成矿作用与沉积矿产重点实验室,山东 青岛 266590; 2.山东省地质科学研究院 国土资源部金矿成矿过程与资源利用重点实验室/山东省金属矿产成矿地质过程与资源利用重点实验室,山东 济南 250013; 3.兖州煤业有限公司兴隆庄煤矿,山东 济宁 272100)
0 引 言
沂沭断裂带不仅是划分鲁东、鲁西两个地质构造单元的区域性断裂,也是山东境内规模最大的控矿导矿构造[1-2]。在断裂带两侧,金属矿床分布广泛,以金矿床尤为明显,形成了胶东和鲁西两个金矿化区[1,3-6],其中胶东地区是中国最重要的金矿集中区,黄金资源储量占全国的1/3以上,鲁西地区的金矿虽然不如胶东地区分布广泛,但也有平邑归来庄特大型金矿存在[4,7-8]。而在沂沭断裂带中段仅发现了龙泉站、牛家小河、南小尧等小型金矿[7-9],但随着勘探程度的不断加深,该地区也具有较好的金矿勘查和研究价值[10]。前人研究认为,沂沭断裂带金矿成矿作用受多重因素的影响,富含金质的基底矿源层、晋宁期韧性剪切作用以及燕山期大规模火山-岩浆活动是区内金成矿的主导因素[11-12]。目前,对沂沭断裂带中段金矿成矿物质来源有以下几种认识:①成矿物质来源于深部岩浆[11-13],在中生代构造伸展背景下,软流圈不断上涌不仅为金成矿带来了热量,也携带成矿物质沿断裂向上侵入[11-12];②成矿物质来源于变质基底岩系[14-16],沂沭断裂带变质基底岩系中Au丰度较高,变异系数大,可能是区内金成矿的母岩[11],但不同矿床矿源层存在一定的差别,龙泉站金矿的成矿物质主要来自于沂水岩群和泰山岩群[14],牛家小河金矿的成矿物质来源于沂水岩群[15-16]。对成矿流体的研究也存在不同的认识:①成矿流体主要为壳源流体,后期有大气水的参与[12,14];②成矿热液来源于深部,以岩浆热液为主,与中生代岩浆活动关系密切[17-18],成矿过程受大气水影响[11];③变质热液参与了金矿化过程[15-16],变质热液与早寒武纪变质沉积作用有关[19]。对矿床类型的划分主要有以下3种观点:①蚀变岩型金矿[11,20];②绿岩带型金矿[17];③前寒武纪热液石英脉型金矿[19-20]。整体而言,与胶东及鲁西金矿相比,沂沭断裂带内金矿的研究程度较低,对成矿物质与成矿流体来源等认识较为薄弱、观点不一,成矿规律的研究也不够系统,这可能是制约本区金矿找矿突破的原因之一。南小尧金矿位于山东省沂水县城以东的汞丹山隆起区[11],矿石类型丰富,是研究沂沭断裂带中段金矿成矿作用较为理想的选择。
在不同成矿环境中,元素的存在形式与演化规律也存在着差异[2,21],因此,利用与成矿作用相关的元素组合和同位素特征可以有效示踪成矿物质与成矿流体的来源,以此来揭示矿床成因[2-4,21-22]。在矿床学研究中,主、微量元素特征是划分矿床类型、恢复原岩类型、判别成矿条件等的基本参数[23-25];同位素地球化学研究则是获取成矿物质与成矿流体特征、确定成矿时代的重要方法与手段[22,24-26]。近年来,LA-ICP-MS原位微区分析技术由于分析速度快、操作方便、分析精度高等优点,在矿床成因研究中得到了广泛应用[27-30],为矿床研究的精确化提供了一种非常重要的方法。本文以沂沭断裂带中段南小尧金矿的矿石以及黄铁矿和方铅矿为研究对象,分析矿石主、微量元素特征,硫化物原位微量元素和硫同位素特征,探讨南小尧金矿的成矿作用,为沂沭断裂带中段金矿成矿机制的深入研究提供依据和基础,并为该地区金矿勘探及深部预测工作提供理论支撑。
1 区域地质概况
1.1 区域成矿背景
沂沭断裂带是郯庐断裂带的山东段,由4条近平行的主干断裂(昌邑—大店、安丘—莒县、沂水—汤头、鄌郚—葛沟)组成,具有“两堑夹一垒”的构造样式[7,31-32]。南小尧金矿位于沂沭断裂带中段汞丹山隆起区之上,处于沂水—汤头断裂东侧,位于山东省沂水县城东7 km处[11,17](图1)。
南小尧金矿中太古代沂水岩群和新太古代泰山岩群呈大小不等的包体出露于变质变形侵入岩中。区内岩浆岩分布广泛,主要发育有太古宙及古元古代花岗岩,这些花岗岩呈多期多次侵入特点,总体上表现为片麻岩-花岗岩穹窿,中生代岩体规模小而零星,其脉岩较发育[11]。
构造特征显示脆性断裂较为发育(图1)。其主要断裂有:①南小尧—前梭庄断裂,走向近EW向,倾向南,倾角56°~70°,断裂带内赋存金矿体,为主要的控矿导矿构造[11,31];②大尧—王家庄子断裂,走向近NE向,倾向125°~140°,倾角56°~75°,在山东省沂水县大尧村西南及水库溢洪道至王家庄子地段具有金矿化现象[11];③南小尧—院上断裂,走向为NNE向,倾向NW,倾角60°~70°,切穿南小尧—前梭庄断裂,其力学性质为张扭性[11]。
1.2 矿床地质特征
图件引自文献[18]图2 南小尧金矿+30 m中段平面图Fig.2 Geological Map at +30 m Level in Nanxiaoyao Gold Deposit
南小尧金矿床位于南小尧—前梭庄断裂的西段,产于基底变质变形花岗岩中,由两条近EW向的矿化带组成,Ⅰ号矿化带位于矿床北部,Ⅱ号矿化带位于南部,两者相距55 m[18]。Ⅰ号矿化带为含金绿泥石化糜棱岩带,呈96°~276°展布,倾向SSW,倾角浅部较陡,向下则渐缓,受南小尧—前梭庄断裂严格控制,赋存3层较大矿体[11](图2)。Ⅱ号矿化带为含金黄铁矿化、硅化碎裂片麻岩带,其走向与Ⅰ号矿化带近平行,倾向南,倾角陡立,可达85°;该矿化带赋存两层矿体,其中上层矿体脉幅极窄,不足0.2 m,Au品位虽较高,但无法工业开采[18]。
图3 黄铁绢英岩化绿片岩镜下照片Fig.3 Micrographic Photos of Greenschist with Beresitization
通过野外实地考察及对矿石样品观察发现,区内共有3种矿石建造,分别为黄铁绢英岩化绿片岩、黄铁矿化绿泥石化糜棱岩和石英-硫化物脉。
(1)黄铁绢英岩化绿片岩的矿石构造主要有块状构造、浸染状构造。由于经历了不同的变质作用,矿物自形程度低,具有溶蚀结构、交代残余结构等。蚀变矿物以绿泥石为主,局部有绢云母化、硅化、碳酸盐化[图3(a)、(b)];矿石矿物以黄铁矿为主,呈半自形—他形,粒径较大(200~510 μm),晶形以立方体为主,溶蚀结构发育[图3(a)、(c)、(d)],局部可见脉状黄铜矿[图3(d)],闪锌矿呈他形分布在黄铁矿内部或裂隙间[图3(c)];脉石矿物以绿泥石为主,斜长石、石英次之,局部可见绢云母、残留的角闪石[图3(a)]以及碳酸盐。
图4 黄铁矿化绿泥石化糜棱岩镜下照片Fig.4 Micrographic Photos of Mylonite with Pyritization and Chloritization
(2)黄铁矿化绿泥石化糜棱岩是区内主要的矿石类型,矿石的主要构造有块状构造、细脉浸染状构造、眼球状构造等。矿石自形程度较低,具有溶蚀结构、交代结构等。不同矿物的排列具有一定的定向性[图4(a)、(b)],可见石英“眼球体”,绿泥石化、碳酸盐化显著[图4(a)、(c)];矿石矿物以黄铁矿为主,黄铁矿自形程度较高,晶形以立方体为主,五角十二面体晶形较少,矿物颗粒粒径主要集中在100~400 μm之间,呈浸染状、星点状、细脉状分布[图4(b)、(d)],局部被交代溶蚀;脉石矿物主要为绿泥石、石英、方解石,并含有少量斜长石,碳酸盐脉体呈细脉状或网格状切穿矿石[图4(a)、(c)]。
图5 石英-硫化物脉镜下照片Fig.5 Micrographic Photos of Quartz-sulfide Vein
(3)石英-硫化物脉的矿石主要为脉状构造,硅化、碳酸盐化明显;矿石中石英以微细粒—细粒他形结构为主;矿石矿物为黄铁矿、方铅矿,黄铁矿颗粒较小(50~260 μm),自形程度较高,可见溶蚀结构[图5(a)、(b)],方铅矿有明显的黑三角孔,呈他形[图5(b)];脉石矿物主要为石英、碳酸盐[图5(a)]。
根据脉体之间的穿插关系、矿石构造以及矿物组合特征,南小尧金矿可划分为4个阶段:石英-黄铁矿-绿泥石化阶段、多金属硫化物-绢云母化-绿泥石化阶段、石英-多金属硫化物阶段、碳酸盐化阶段(表1)。该金矿矿石中碎裂或溶蚀的黄铁矿是主要的载金矿物[11]。
表1 矿化阶段与矿化特征Tab.1 Mineralization Stages and Their Characteristics
2 样品采集与分析方法
样品主要采于沂沭断裂带中段南小尧金矿矿坑,共计10件,分别为黄铁绢英岩化绿片岩(简称“绿片岩矿石”)(样品NXY-1)、黄铁矿化绿泥石化糜棱岩(简称“糜棱岩矿石”)(样品NXY-2、NXY-3、NXY-5~NXY-10)和石英-硫化物脉(简称“石英-硫化物矿石”)(样品NXY-4),分别对应前3个成矿阶段。
10件矿石样品的主、微量元素分析均在西北大学大陆动力学国家重点实验室完成。主量元素分析采用XRF法在RIX2100 XRF仪上完成,精度优于5%,微量元素分析在ELAN6100DRC ICP-MS上完成。用标样BHVO-1、AGV-I和G-2做分析样品元素含量的校正标准,工作流程及仪器操作方法详见文献[33]。矿石主量元素与微量元素分析结果分别见表2、3。
表2 矿石主量元素分析结果Tab.2 Analysis Results of Major Elements of Ores
注:w(·)为元素或化合物含量;wtotal为主量元素总含量。
黄铁矿主、微量元素原位分析在中国科学院地球化学研究所完成。所用仪器为LA-ICP-MS,其中激光剥蚀系统为GeolasPro,剥蚀孔径分别为23、33 μm,脉冲频率为10 Hz,等离子体质谱仪为Agilent 7700X。仪器具体操作方法详见文献[34],分析结果见表4。
黄铁矿硫同位素原位分析测试在中国地质大学(武汉)地质过程与矿产资源国家重点实验室完成。所用仪器为LA-ICP-MS,其中激光剥蚀系统为Geolas2005,剥蚀孔径为33 μm,脉冲频率为8 Hz,等离子体质谱仪为Agilent 7500a,标样为WS-1和WS-2。工作流程及仪器操作方法详见文献[35],分析结果见表5。
3 元素地球化学特征
3.1 矿石主量元素特征
所有样品的SiO2含量(质量分数,下同)为26.44%~74.68%。绿片岩矿石SiO2含量最低,为26.44%;糜棱岩矿石SiO2含量为42.45%~52.17%,平均值为47.22%;石英-硫化物矿石SiO2含量最高,为76.68%,这与其岩性关系密切。剔除SiO2含量小于43%的样品[36],多数矿石样品的里特
表3 矿石微量元素分析结果Tab.3 Analysis Results of Trace Elements of Ores
注:wREE为稀土元素总含量;wLREE为轻稀土元素含量;wHREE为重稀土元素含量;w(·)N为元素含量球粒陨石标准化后的值。
表4 不同矿石的黄铁矿主、微量元素分析结果Tab.4 Analysis Results of Major and Trace Elements of Pyrites from Different Ores
注:N(·)为元素的原子丰度;“—”表示低于检测限。
表5 不同矿石的黄铁矿硫同位素分析结果Tab.5 Analysis Results of Sulfur Isotope of Pyrites from Different Ores
曼指数高于3.3(图6),属碱性岩,有利于Au的富集[37-38]。糜棱岩矿石与绿片岩矿石相比,除CaO、SiO2之外,其他主量元素含量差异不大,K2O、Na2O含量均较低,而MgO、TFe2O3等含量均较高,这可能与糜棱岩矿石中绿泥石含量较高有关;而绿片岩矿石CaO含量明显高于其他样品,这与矿石被多条方解石脉切穿有关;石英-硫化物矿石与糜棱岩矿石相比,除SiO2外,其他元素的含量均较低。
图6 矿石里特曼指数分布Fig.6 Distribution of Rittmann Indexes of Ores
3.2 矿石微量、稀土元素特征
南小尧金矿矿石成矿元素(Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Pb)富集程度见图7。糜棱岩矿石Cr、Co、Ni、Zn元素均相对富集,而Cu、Pb元素富集程度差异较大;绿片岩矿石(样品NXY-1)成矿元素相对富集较弱,Cu、Pb元素相对贫化;石英-硫化物矿石(样品NXY-4)除Pb富集程度高以外,其他成矿元素相对贫化,Pb异常富集可能是由方铅矿所致。
南小尧金矿矿石大陆上地壳标准化不相容元素蛛网图(图8)显示,3种矿石的蛛网图存在差异。相比于大陆上地壳,绿片岩矿石富集Sr、Nb,亏损高场强元素Th、Hf、Ta;糜棱岩矿石整体上富集Nb、Ce、Sm、Tb,亏损Sr、Hf、Th;石英-硫化物矿石则富集Sm、Tb,亏损高场强元素Zr、Ta。矿石的Zr、Hf、Ta元素亏损越强烈,表明成岩时碱性越小[39-40],这与主量元素分析结果一致,也说明成矿流体具有一定的氧化性[40]。
图7 矿石成矿元素富集系数柱状图Fig.7 Histogram of Enrichment Factors of Ore Mineralization Elements
ws为样品含量;wu为大陆上地壳含量;大陆上地壳含量引自文献[16]图8 矿石大陆上地壳标准化不相容元素蛛网图Fig.8 UCC-normalized Incompatible Element Spider Diagram of Ores
wc为球粒陨石含量图9 矿石球粒陨石标准化稀土元素配分模式Fig.9 Chondrite-normalized REE Pattern of Ores
图件引自文献[14]图10 矿石La/Yb-REE图解Fig.10 La/Yb-REE Diagram of Ores
南小尧金矿矿石球粒陨石标准化稀土元素配分模式(图9)显示,3种矿石轻稀土元素较为富集,配分模式为平缓右倾型。糜棱岩矿石稀土元素总含量为(142.52~221.81)×10-6,平均值为189.99×10-6,轻、重稀土元素含量之比(wLREE/wHREE)为5.38~7.85,平均值为6.24,轻、重稀土元素之间分馏较弱,w(La)N/w(Sm)N、w(Gb)N/w(Yb)N平均值分别为2.06、2.53,表明轻、重稀土元素内部分馏均较弱;Eu异常为0.88~1.19,Ce异常为0.99~1.04,不同矿石之间存在微弱的差别,变化从弱负异常到弱正异常,表明成矿环境的性质可能发生了变化[11]。绿片岩矿石稀土元素总含量较低,为127.33×10-6,轻、重稀土元素含量之比为6.07,表明轻、重稀土元素的分馏程度不大,w(La)N/w(Sm)N值为1.90,轻稀土元素之间存在着较弱的分馏,w(Gb)N/w(Yb)N值为2.65,表明重稀土元素分馏程度较弱,轻稀土元素内部分馏较重稀土元素内部分馏更强;Eu异常为1.59,为明显的正异常,而Ce无明显异常,表明成矿环境为弱氧化环境。石英-硫化物矿石稀土元素总含量最低,为51.77×10-6,轻、重稀土元素含量之比为8.26,轻、重稀土元素分馏较前两种矿石更强,w(La)N/w(Sm)N值为2.50,w(Gb)N/w(Yb)N值为3.02,轻、重稀土元素内部分馏程度均不高,重稀土元素分馏程度略大,Eu异常为1.61,显示明显正异常,Ce异常不明显,表明成矿环境为弱氧化环境。
在La/Yb-REE图解(图10)中,所有样品投点位置均落在沉积岩区,除样品NXY-4外,其余样品投点位置整体靠近玄武岩区,且样品NXY-3投点位置位于沉积岩区与玄武岩区的相交区域,表明成矿物质主要来源于沉积岩,可能混有太古宙偏碱性的中—基性火山岩[11,14]。
3.3 黄铁矿主、微量元素特征
理论上,主量元素S和Fe原子比为2。由表4可知,南小尧金矿矿石中,黄铁矿所有分析点S和Fe原子比均大于2,在2.09~2.23之间,表现为明显的Fe亏损,表明黄铁矿可能发生了类质同象替代[41]。
黄铁矿中的Fe常被Co和Ni以类质同像替代,S常被As替代[42-43]。矿石中Co、Ni、As含量均比较低,糜棱岩矿石中黄铁矿w(Co)/w(Ni)值为1.792和3.640,石英-硫化物矿石中黄铁矿w(Co)/w(Ni)值为0.212和0.423,绿片岩矿石中黄铁矿w(Co)/w(Ni)值较高,为1.340和1.893。在黄铁矿Ni-Co图解(图11)中,糜棱岩矿石落在火山成因区的边缘,而绿片岩矿石与石英-硫化物矿石均落在热液成因区内,表明糜棱岩矿石的形成与火山活动有关,而其他两种矿石的形成与热液活动有关。结合As-Co-Ni图解(图12)对成矿热液类型进行判别,绿片岩矿石和石英-硫化物矿石均落在火山与次火山热液型区域,表现出贫As的热液特征。所有矿石中黄铁矿w(Au)/w(Ag)值均小于0.5,表明成矿时的温度较高[42-43];As含量极低,为(0~2.23)×10-6,也表明成矿温度较高[43]。
图件引自文献[42]图11 黄铁矿Ni-Co图解Fig.11 Ni-Co Diagram of Pyrites
图件引自文献[43]图12 黄铁矿As-Co-Ni图解Fig.12 As-Co-Ni Diagram of Pyrites
3.4 黄铁矿硫同位素特征
硫同位素示踪可以反映成矿物质的来源[42-43]。一般认为,自然界中的硫主要有3种来源[44]:①地幔硫,δ34S值约为0‰,多在0‰±3‰;②海水硫,δ34S值约为20‰;③生物硫,δ34S值变化范围较大,为-40‰~50‰。南小尧金矿黄铁矿的δ34S值为-1.8‰~1.8‰,明显属于地幔硫的特征,表明成矿物质来源于深部地幔。
4 讨 论
4.1 成矿物质与成矿流体特征
成矿物质与成矿流体特征的判别对研究矿床成因具有重要意义。通过对矿石地球化学特征对比发现,南小尧金矿3种矿石的成矿物质与成矿流体虽然具有一定的相似性,但也存在差异。3种矿石Co、Ni元素普遍存在并富集,暗示着这3种矿石的成矿热液可能来源于深部[45],黄铁矿低w(Au)/w(Ag)值、贫As的特征表明成矿流体为高温流体。3种矿石微量元素的变化存在着差异(图8),可能代表着3种不同的成矿阶段。微量元素Sr、Nb对矿石成因具有较好的指示作用。糜棱岩矿石明显亏损Sr,表明岩石受到了强烈的蚀变作用,绿片岩矿石则明显富集Sr,表明成岩过程中蚀变较弱[27];绿片岩矿石与糜棱岩矿石的Nb相对富集,而石英-硫化物矿石的Nb略亏损,结合地质实际分析认为,前两种矿石的形成可能受到了偏基性的岩石影响[39]。3种矿石的球粒陨石标准化稀土元素配分模式均为轻稀土元素富集,平缓右倾型,轻、重稀土元素之间分馏较弱。一般而言,深源物质的稀土元素总含量较浅源物质低[46-47],糜棱岩矿石稀土元素总含量平均值为189.99×10-6,绿片岩矿石稀土元素总含量为127.33×10-6,石英-硫化物矿石稀土元素总含量最低,为51.77×10-6,三者的稀土元素总含量均介于上地壳与地幔之间,表明成矿作用可能受到了深部流体的影响[47-48]。矿石黄铁矿硫同位素特征也显示,硫化物中的S来源于深部地幔,这与李洪奎对沂沭断裂带中段金矿床的稳定同位素研究结果[11]一致。糜棱岩矿石Eu异常介于弱正异常与弱负异常之间,这反映了成矿环境可能发生了变化[47-48];绿片岩矿石和石英-硫化物矿石Eu为正异常,表明成矿环境可能为弱氧化环境,推测可能有大气降水混入[11,49],这也表明成矿流体可能经历了相对富斜长石源区的水岩作用[49-50];在研究区内中生代燕山期闪长岩的Au含量最高,是同期其他类型岩浆岩的7~14倍[11],在金矿床钻孔中可见燕山期闪长岩产出[11],据此推测成矿流体与闪长岩发生过物质成分的交换,同时大气降水混入使得成矿流体出现Eu正异常,成矿流体萃取了Au并运移,使Au在控矿构造内富集,因此,燕山期闪长岩可能是南小尧金矿的Au来源之一。在沂沭断裂带中段,泰山岩群、沂水岩群、燕山期岩浆岩的Au平均含量、变异系数以及标准离差均较大,是沂沭断裂带内金矿的主要矿源层[11,14-16],南小尧金矿矿石的稀土元素特征与区内沂水岩群相比差异较大(表6),因此,排除其作为南小尧金矿母岩的可能性。La/Yb-REE图解(图10)表明,3种矿石的成岩物质均来源于沉积岩,除石英-硫化物矿石外,其他样品均可能混入了偏碱性的基性火山岩,结合区内基础地质资料推断,太古宙泰山岩群和偏碱性的中—基性火山岩可能为矿石的形成提供了物质来源[11]。黄铁矿Ni-Co图解(图11)和As-Co-Ni图解(图12)显示,糜棱岩矿石与另外两种矿石在成因上存在一定区别,但均与火山活动有关,其中绿片岩矿石与石英-硫化物矿石的成矿热液为火山与次火山热液,这可能与燕山期岩体的火山岩期和次火山岩期有关[11]。
综上所述,3个成矿阶段的成矿流体均来源于深部,从早至晚,由弱还原性逐渐过渡为弱氧化性,可能与后期大气降水混入有关,后两个阶段(即绿片岩矿石和石英-硫化物矿石)的成矿流体为火山和次火山热液,流体温度较高。3个阶段矿石的成矿物质可能均有来自于沉积岩与偏基性火山岩的成分,成矿物质主要来源于深部,表现为地幔物源的特征,后两个阶段成矿物质可能有燕山期闪长岩的贡献。
表6 矿石与沂水岩群稀土元素特征Tab.6 REE Characteristics of Ores and Yishui Group
注:糜棱岩矿石数据为平均值。
4.2 构造条件
区域性剪切带对金矿床的分布具有重要的控制作用,且金矿床往往分布在其派生的次级断裂中[24,50]。通常,剪切带脆性程度较高,易于形成脉状矿体,而韧性程度较高易于形成浸染状矿体[24]。此外,在脉体两侧,蚀变带的蚀变程度向外围由强变弱也可发育浸染状矿体,即同一热液体系在不同构造条件下的不同矿化形式[51]。南小尧金矿位于沂水—汤头断裂面下盘的次级断裂南小尧—前梭庄断裂内,具有两种类型的矿体:一种是浸染状矿体;另一种为脉状矿体。早期浸染状矿体形成于韧性剪切带的构造环境中[11,50],而晚期浸染状矿体与脉状矿体可能属于同一热液体系,脆性断裂是其主要的控矿构造,形成时代相差不大,因此,南小尧金矿控矿构造为叠加在区域性韧性剪切带中的脆性断裂。这种韧-脆性断裂既满足成矿所需的温度压力条件和较为封闭的体系,又扩大了成矿的空间[52-53],对金矿的形成极为有利。
4.3 成矿机制
成矿早期,来自于深部的成矿热液沿深大断裂不断上涌喷发,沿泰山岩群和中—基性火山岩建造的片理充填成矿并发生蚀变,形成早期浸染状的矿石。随着沂沭断裂带活动的加强,容矿空间进一步扩大,燕山期岩浆岩侵入,火山活动剧烈,不仅为金矿化提供了热源,同时火山和次火山热液携带大量的成矿物质向上侵入。由于裂隙较早期更为发育,大气降水不断注入,成矿流体的温度与压力降低,流体性质也逐渐发生了变化,加速了流体相中Au的沉淀并使Au在构造破碎带中富集成矿,形成了交代成因的浸染状矿石和沿裂隙充填的含金方铅矿-黄铁矿-石英脉。
5 结 语
(1)山东沂沭断裂带中段南小尧金矿的成矿阶段可划分为4个阶段,分别为石英-黄铁矿-绿泥石化阶段、多金属硫化物-绢云母化-绿泥石化阶段、石英-多金属硫化物阶段、碳酸盐化阶段。
(2)绿片岩矿石、糜棱岩矿石、石英-硫化物矿石的矿化形式存在差异。Sr元素特征表明,糜棱岩矿石遭受了较为强烈的蚀变,而其他矿石蚀变程度较低;Nb元素特征表明,糜棱岩矿石与绿片岩矿石中可能混有基性岩浆岩;南小尧金矿矿石中Ni元素整体富集,暗示成矿热液来自于深部地幔。
(3)糜棱岩矿石Eu介于弱正异常与弱负异常之间,反映了成矿流体性质可能发生了变化,绿片岩矿石与石英-硫化物矿石的Eu均为正异常,暗示着成矿流体流经富斜长石源区和大气降水的注入,含Au较高的闪长岩可能为其提供成矿物质;3种矿石的稀土元素特征与沂水岩群相差较大,排除了其作为矿源层的可能性。
(4)黄铁矿硫同位素特征显示,南小尧金矿的成矿物质主要来源于地幔;黄铁矿微量元素特征表明各成矿阶段与火山-岩浆活动关系密切,成矿流体来源于深部,且温度较高,其中绿片岩矿石和石英-硫化物矿石的形成与燕山期火山和次火山热液活动有关。
(5)目前,南小尧金矿的研究依然较为薄弱,对成矿流体与成矿物质的来源特征认识仍然不足,如矿体下部闪长岩是否为其矿源层还有待进一步论证,成矿时代缺少直接的限定,因此,将来可以采用载金矿物(如黄铁矿)的地球化学研究来获得更为准确的成矿信息。
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