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探討魯西銅石金礦田地質(zhì)特征及成礦預(yù)測(cè)
1.前言
銅石金礦田位于沂沭斷裂帶西側(cè)的魯西隆起區(qū)。結(jié)晶基底由新太古界泰山巖群變質(zhì)地層及太古代—早元古代侵入體組成。區(qū)內(nèi)蓋層發(fā)育較全，古生代寒武系和奧陶系大面積分布，在斷陷盆地邊部，分布有石炭系及二疊系等。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，巖漿巖分布較廣。
2.成礦地質(zhì)背景
2.1 地層
區(qū)內(nèi)地層由老到新主要有新太古代沉積變質(zhì)地層、古生代海相碳酸鹽巖—碎屑巖沉積地層，以及中生代—新生代陸源碎屑巖—火山碎屑巖沉積建造，其中，以古生代寒武系、奧陶系地層分布最廣。
新太古代沉積變質(zhì)地層主要為泰山群山草峪組（Ar3s）等；古生界是該區(qū)現(xiàn)存最早的沉積蓋層，為一套海相碎屑巖—碳酸鹽巖沉積，與下伏新太古代沉積變質(zhì)基底呈角度不整合接觸，主要有寒武系、奧陶系、石炭系、二疊系等，尤以寒武系地層分布最廣，多呈單斜或近水平巖層產(chǎn)出，自南東向北西，底部層位有逐漸變高的趨勢(shì)，按其巖性可劃分為朱砂洞組、饅頭組、張夏組、崮山組、炒米店組及三山子組；侏羅系、白堊系、古近系分布于該區(qū)的東北部，出露有淄博群、二青山群、官莊群等。
寒武系朱砂洞組為本區(qū)磨坊溝式金礦體的有利賦礦層位，在銅石雜巖體的西、南邊部有廣泛分布，在東南部呈隱伏狀態(tài)，厚度100～115m。其巖性主要為中厚層—厚層灰質(zhì)白云巖、細(xì)晶白云巖、含燧石結(jié)核白云質(zhì)灰?guī)r、泥質(zhì)白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r和薄層條帶狀灰?guī)r等。該組分兩個(gè)巖性段，下部丁家莊段以白云巖為主，上部上灰?guī)r段以灰?guī)r為主。巖層產(chǎn)狀平緩，N或NE 傾，傾角一般在5°～20°之間。該組不整合于太古代變質(zhì)基底之上，其下段（丁家莊段）是金礦體的主要賦存層位。礦化層一般厚3～10m，其頂?shù)装甯浇Ｓ信c地層產(chǎn)狀一致的中生代二長(zhǎng)斑巖巖床分布。
2.2 構(gòu)造
區(qū)內(nèi)構(gòu)造以斷裂為主，主要有NW 向、NNW 向、NE 向和近EW 向四組。其中以NW向斷裂最為發(fā)育，而且規(guī)模較大，是構(gòu)成區(qū)內(nèi)構(gòu)造格架的主體，多為高角度正斷層，該組斷裂造成了寒武系、奧陶系沉積蓋層的重復(fù)出現(xiàn)，南斷北超是該組斷裂的主要特征。
NNW向燕甘斷裂是區(qū)內(nèi)規(guī)模最大的斷裂構(gòu)造，控制著區(qū)內(nèi)地層和中生代巖漿巖的分布，該斷裂具有多期次活動(dòng)的特點(diǎn)，早期以張性為主，控制著二長(zhǎng)閃長(zhǎng)玢巖侵位，中期以張扭性為主，并伴隨著二長(zhǎng)斑巖侵位，晚期以右行壓扭性為主，在其兩側(cè)的次級(jí)斷裂中局部產(chǎn)生隱爆角礫巖和金礦化，目前區(qū)內(nèi)所發(fā)現(xiàn)的金礦（床）體，多數(shù)與小型次級(jí)斷裂有關(guān)，并受其控制[1]。
2.3 巖漿巖
區(qū)內(nèi)巖漿巖主要有新太古代、元古代侵入巖和中生代侵入巖三大系列。新太古代－元古代侵入巖主要分布于凸起區(qū)，大致呈北西向展布。其中新太古代巖石主要由一套TTG 系列巖石組成，元古代為二長(zhǎng)花崗巖系列，二者構(gòu)成區(qū)內(nèi)主要的結(jié)晶基底[2]。中生代侵入巖大都處于凸起的邊緣及斷裂構(gòu)造的交匯部位。構(gòu)造活動(dòng)導(dǎo)致了巖漿的侵入，其形態(tài)呈多巖株、巖床、巖脈狀等，集中分布于平邑縣銅石地區(qū)。中生代巖漿活動(dòng)，是區(qū)內(nèi)內(nèi)生金及多金屬礦形成的主要控礦因素之一，目前已發(fā)現(xiàn)的礦床（點(diǎn)）多集中分布于燕甘斷裂兩側(cè)的中生代侵入體邊部及周圍的古生界地層中，表明金及多金屬礦產(chǎn)的形成與中生代巖漿活動(dòng)密切相關(guān)。
2.4 地球物理特征
2.4.1 磁異常特征
銅石地區(qū)各類巖石的磁性變化較大。沉積巖一般無(wú)磁性或具微弱磁性，因此，在沉積巖區(qū)多形成平穩(wěn)的低負(fù)磁場(chǎng)。早前寒武紀(jì)TTG 巖類、鉀質(zhì)花崗巖類的磁性較弱，多形成低負(fù)平穩(wěn)的正磁場(chǎng)。變閃長(zhǎng)巖類雜巖體以及中生代花崗質(zhì)、閃長(zhǎng)質(zhì)、鎂鐵質(zhì)侵人巖的磁性較強(qiáng)，磁化率高，因此，這些巖石分布區(qū)多形成局部磁異常。
泰山巖群的磁性變化很大，雁翎關(guān)組屬中等磁性，山草峪組磁性較弱，柳杭組的磁性界于雁翎關(guān)組和山草峪組之間。各類巖石磁性參數(shù)詳見。
2.4.2 重力場(chǎng)特征
銅石地區(qū)不同時(shí)代地層巖石密度差別較大，總的特征是從老到新巖石密度由大逐漸減小[3]。太古宙泰山巖群密度最大，其平均值為2.81g/cm3；早古生代平均密度為2.71g/cm3；晚古生代平均密度值均為2.61g/cm3；中生代平均密度為2.52g/cm3；古近系平均密度值為2.35g/cm3；第四系密度最低，平均值1.71g/m3。
銅石地區(qū)區(qū)域重力場(chǎng)特征與基底巖石出露范圍、中新生代盆地展布、構(gòu)造形跡及深部殼幔形態(tài)有關(guān)。其基本特征與區(qū)域磁場(chǎng)特征相一致�？傮w上顯示大規(guī)模的重力低異常帶，在泰山巖群和元古代—中生代的侵人巖體分布區(qū)均呈現(xiàn)重力低背景上的局部重力高異常，而在中新生代斷陷盆地中，由于巨厚的低密度沉積蓋層的影響，在區(qū)域性重力低的背景上，明顯反映與盆地范圍相當(dāng)?shù)木植恐亓Φ彤惓Ｌ卣鳌?br />
2.5 球化學(xué)特征
2.5.1 同位素地球化學(xué)
基底太古宙綠巖帶區(qū)鉛同位素組成變化較大，放射性成因鉛質(zhì)量分?jǐn)?shù)比較高，N（206 Pb）／N（204Pb）變化范圍：17.1898～21.6268，離差為4.437；N（207Pb／N（204Pb）變化范圍：15.3681～16.0820，離差為0.7139；N（207Pb）/N（204Pb）變化范圍37.3377～47.5235，離差高達(dá)10.1858，樣品主要為異常鉛，因此不能獲得合理的模式年齡。綠巖帶區(qū)鉛同位素N（238U）／N（204Pb）值相對(duì)集中，反映鉛源相對(duì)單一，或具有相似的鉛源區(qū)；在Zartman和Doe[4]鉛構(gòu)造模式圖上，礦石鉛、地層鉛和巖體鉛大部分落在上地幔與造山帶演化線周圍，個(gè)別落在上地殼演化線附近，說明銅石基底構(gòu)造層鉛源主要是幔源物質(zhì)，部分是幔源物質(zhì)與上地殼物質(zhì)不同程度混染的產(chǎn)物[5]。
2.5.2 微量元素地球化學(xué)
微量元素地球化學(xué)表明，Au、As 兩種元素在太古宙雁翎關(guān)組、山草峪組和柳杭組中具有較高的含量，雁翎關(guān)組金的平均含量為3.3×10-9，山草峪組金的平均含量為8.1×10-9，柳杭組金的平均含量為16.4×10-9，以上數(shù)據(jù)顯示金元素有局部富集形成礦床的物質(zhì)基礎(chǔ)[6]。
古生代—中新生代蓋層中Au 均低于地殼豐度，但各時(shí)代地層As、Sb、Pb 含量均偏高，尤其是As 高出地殼豐度3～5.2 倍，可能與基底地層中較高As 含量有關(guān)。銅石地區(qū)太古宙—中生代不同期次巖體中元素參數(shù)統(tǒng)計(jì)顯示，古元古代侵入巖中，Ba、Y、Zr 含量較高，Au低于地殼豐度；中生代侵人巖中Au、Cu、Pb、Sb、Ba 等含量均高于地殼豐度，可以形成優(yōu)勢(shì)礦產(chǎn)[7]。由此說明，銅石地區(qū)可能經(jīng)歷了太古宙和中生代兩期礦化作用。
3.成礦預(yù)測(cè)依據(jù)
3.1 地質(zhì)依據(jù)
1 地層：寒武系、奧陶系碳酸鹽巖與成礦巖體的接觸帶部位是尋找金礦體的有利標(biāo)志。
碳酸鹽巖化學(xué)活動(dòng)性強(qiáng)，易與巖漿發(fā)生交代作用，促使金等金屬硫化物沉淀。寒武系、奧陶系碳酸鹽巖是金多金屬成礦的有利地球化學(xué)障。
2 構(gòu)造：區(qū)內(nèi)NNE、EW、NE 向斷裂，尤其是以上斷裂的交匯部位是含礦巖體侵位和賦存的有利空間。歸來莊金礦主要賦存于近EW 向斷裂之中，同時(shí)在與NE 向斷裂的交會(huì)部位礦化加強(qiáng)。
環(huán)繞成礦巖體的外接觸帶圍巖中的層間破碎帶、滑脫帶以及寒武系底部與結(jié)晶基底之間的不整合面是有利的構(gòu)造標(biāo)志。梨方溝、磨坊溝金礦礦體就賦存于不整合面上部幾十米的部位；在歸來莊金礦開采的過程中，也發(fā)現(xiàn)了發(fā)育于脈狀金礦體之外的順層間破碎帶的層狀金礦體。
3 巖漿巖：巖體邊部的侵入角礫巖或隱爆角礫巖筒也是尋找熱液型礦床的良好標(biāo)志。歸來莊、卓家莊金礦就位于隱爆角礫巖中。區(qū)內(nèi)的含礦巖體為多期次淺成侵位的中酸性雜巖體，具細(xì)粒、斑狀結(jié)構(gòu)，在巖體邊部的局部伴有角礫巖筒或侵入角礫巖，有時(shí)具有明顯的次火山巖性質(zhì)。以銅石巖體為例，雜巖體的巖石類型由早期至晚期的變化通常為：二長(zhǎng)—閃長(zhǎng)質(zhì)、二長(zhǎng)正長(zhǎng)質(zhì)巖石，礦化主要與晚期侵入巖相有關(guān)。巖漿的多次侵入活動(dòng)促使形成并保持較長(zhǎng)期的熱液系統(tǒng)，有足夠的礦質(zhì)和揮發(fā)份富集形成含礦的巖漿熱液。
3.2 地球物理依據(jù)
重力異常是良好的找礦信息，銅石地區(qū)的重力異常顯示，歸來莊、卓家莊等礦床位于低正異常和低負(fù)異常帶上，即位于從高正異常向高負(fù)異常區(qū)的過渡帶上，這正是低密度的巖漿巖和高密度的寒武系、奧陶系圍巖的接觸帶。所以重力低正異常和低負(fù)異常帶是良好的找礦信息。銅石地區(qū)的磁異常顯示，歸來莊、卓家莊等礦床位于低正異常和低負(fù)異常帶上，這是磁性相對(duì)明顯的巖漿巖和基本沒有磁性的的寒武系、奧陶系圍巖的接觸帶。所以磁力低正異常和低負(fù)異常帶是較好的找礦信息。
3.3 地球化學(xué)依據(jù)
銅石地區(qū)顯示區(qū)域上得Au 高異常，該區(qū)發(fā)現(xiàn)的金礦床（點(diǎn)），如歸來莊、卓家莊、梨方溝、磨坊溝等，主要集中在1?50000 水系測(cè)量圈定的金異常中，說明地球化學(xué)異常是找礦的良好依據(jù)。
4.成礦預(yù)測(cè)
4.1預(yù)測(cè)靶區(qū)
1.歸來莊—曾家莊金礦預(yù)測(cè)區(qū)
該區(qū)位于銅石巖體東北部，面積約3.3km2。區(qū)內(nèi)主要出露的地層為寒武—奧陶系灰?guī)r、白云巖及侏羅—白堊系砂頁(yè)巖、火山碎屑巖等。寒武系灰?guī)r是該地區(qū)金礦床的直接圍巖，該靶區(qū)位于燕甘斷裂帶東側(cè)，有NW、NE、EW 向三條次級(jí)斷裂通過，特別是存在分層拆離剪切帶，斷裂是有利的導(dǎo)礦通道。區(qū)內(nèi)可見有閃長(zhǎng)玢巖巖床和花崗斑巖巖床出露，花崗巖又是該區(qū)金礦化的最主要母巖，花崗巖體為成礦提供了物源和動(dòng)力。區(qū)內(nèi)局部見褐鐵礦化，經(jīng)化探分析具有Au、Ag 高值異常。重力異常位于從高正異常向高負(fù)異常區(qū)的過渡帶上，磁異常也位于從高正異常向高負(fù)異常區(qū)的過渡帶上。因此，本區(qū)可作為進(jìn)一步找礦的重點(diǎn)靶區(qū)。
2.磨坊溝—營(yíng)子洼金礦預(yù)測(cè)區(qū)
該區(qū)位于銅石雜巖體的西部，面積約4.34km2。該預(yù)測(cè)區(qū)位于二長(zhǎng)閃長(zhǎng)玢巖和寒武系灰?guī)r的接觸部位，預(yù)測(cè)區(qū)內(nèi)主要出露地層為寒武系。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造比較發(fā)育，其中NW 斷裂最為發(fā)育。區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)并開采磨坊溝金礦，并有不少的民采點(diǎn)�；椒治鲲@示Au、Ag 高異常值。進(jìn)一步工作可作為重點(diǎn)。
3.大平安莊—上毛峪金礦預(yù)測(cè)區(qū)
該區(qū)位于研究區(qū)中南部，面積約0.46km2。區(qū)內(nèi)主要出露地層為寒武系。區(qū)內(nèi)主干斷裂走向?yàn)镹W 向，出露巖體中節(jié)理異常發(fā)育，方解石脈發(fā)育。區(qū)內(nèi)見二長(zhǎng)斑巖、閃長(zhǎng)玢巖出露，接觸帶見褐鐵礦化。盡管化探分析Au、Ag 的異常不明顯，但成礦地質(zhì)環(huán)境有利，進(jìn)一步可對(duì)深部進(jìn)行研究。
4.2 野外驗(yàn)證
在圈定預(yù)測(cè)靶區(qū)以后，到野外開展了驗(yàn)證工作。驗(yàn)證的方法主要是路線踏勘，并采集基巖分析樣品。路線踏勘長(zhǎng)度約10km，采集樣品425 件。野外踏勘驗(yàn)證了室內(nèi)研究的正確性，在預(yù)測(cè)靶區(qū)內(nèi)新發(fā)現(xiàn)2 個(gè)金礦點(diǎn)。
毛峪金礦點(diǎn)：位于毛峪村東。礦點(diǎn)主要出露炒米店組灰?guī)r，巖石發(fā)育褐鐵礦和方解石細(xì)脈，采樣分析為ωAu=408.2ppb，大大高于灰?guī)r平均值，顯示明顯的金礦化。
大平安莊金礦點(diǎn)：位于大平安莊村東，礦點(diǎn)主要出露炒米店組藻灰?guī)r、礫屑灰?guī)r等，巖石發(fā)育褐鐵礦，且方解石買發(fā)育，采樣分析為ωAu=74.5ppb，高于灰?guī)r的平均值。
5.結(jié)束語(yǔ)
通過對(duì)銅石地區(qū)地質(zhì)特征的研究和成礦預(yù)測(cè)分析顯示，銅石金礦田內(nèi)具有較大找礦前景。初步圈定了3 個(gè)遠(yuǎn)景靶區(qū)，通過野外驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)了2 個(gè)具有進(jìn)一步工作價(jià)值的金礦點(diǎn)。為進(jìn)一步找礦指明了方向。
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參考文獻(xiàn)
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