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探討魯西銅石金礦田地質特征及成礦預測
1.前言
銅石金礦田位于沂沭斷裂帶西側的魯西隆起區。結晶基底由新太古界泰山巖群變質地層及太古代—早元古代侵入體組成。區內蓋層發育較全，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。區內斷裂構造發育，巖漿巖分布較廣。
2.成礦地質背景
2.1 地層
區內地層由老到新主要有新太古代沉積變質地層、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。
新太古代沉積變質地層主要為泰山群山草峪組（Ar3s）等；古生界是該區現存最早的沉積蓋層，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出，自南東向北西，底部層位有逐漸變高的趨勢，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，厚度100～115m。其巖性主要為中厚層—厚層灰質白云巖、細晶白云巖、含燧石結核白云質灰巖、泥質白云巖、白云質灰巖和薄層條帶狀灰巖等。該組分兩個巖性段，下部丁家莊段以白云巖為主，上部上灰巖段以灰巖為主。巖層產狀平緩，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，其頂底板附近常有與地層產狀一致的中生代二長斑巖巖床分布。
2.2 構造
區內構造以斷裂為主，主要有NW 向、NNW 向、NE 向和近EW 向四組。其中以NW向斷裂最為發育，而且規模較大，是構成區內構造格架的主體，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出現，南斷北超是該組斷裂的主要特征。
NNW向燕甘斷裂是區內規模最大的斷裂構造，控制著區內地層和中生代巖漿巖的分布，該斷裂具有多期次活動的特點，早期以張性為主，控制著二長閃長玢巖侵位，中期以張扭性為主，并伴隨著二長斑巖侵位，晚期以右行壓扭性為主，在其兩側的次級斷裂中局部產生隱爆角礫巖和金礦化，目前區內所發現的金礦（床）體，多數與小型次級斷裂有關，并受其控制[1]。
2.3 巖漿巖
區內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，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，元古代為二長花崗巖系列，二者構成區內主要的結晶基底[2]。中生代侵入巖大都處于凸起的邊緣及斷裂構造的交匯部位。構造活動導致了巖漿的侵入，其形態呈多巖株、巖床、巖脈狀等，集中分布于平邑縣銅石地區。中生代巖漿活動，是區內內生金及多金屬礦形成的主要控礦因素之一，目前已發現的礦床（點）多集中分布于燕甘斷裂兩側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的形成與中生代巖漿活動密切相關。
2.4 地球物理特征
2.4.1 磁異常特征
銅石地區各類巖石的磁性變化較大。沉積巖一般無磁性或具微弱磁性，因此，在沉積巖區多形成平穩的低負磁場。早前寒武紀TTG 巖類、鉀質花崗巖類的磁性較弱，多形成低負平穩的正磁場。變閃長巖類雜巖體以及中生代花崗質、閃長質、鎂鐵質侵人巖的磁性較強，磁化率高，因此，這些巖石分布區多形成局部磁異常。
泰山巖群的磁性變化很大，雁翎關組屬中等磁性，山草峪組磁性較弱，柳杭組的磁性界于雁翎關組和山草峪組之間。各類巖石磁性參數詳見。
2.4.2 重力場特征
銅石地區不同時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。
銅石地區區域重力場特征與基底巖石出露范圍、中新生代盆地展布、構造形跡及深部殼幔形態有關。其基本特征與區域磁場特征相一致�？傮w上顯示大規模的重力低異常帶，在泰山巖群和元古代—中生代的侵人巖體分布區均呈現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，在區域性重力低的背景上，明顯反映與盆地范圍相當的局部重力低異常特征。
2.5 球化學特征
2.5.1 同位素地球化學
基底太古宙綠巖帶區鉛同位素組成變化較大，放射性成因鉛質量分數比較高，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。綠巖帶區鉛同位素N（238U）／N（204Pb）值相對集中，反映鉛源相對單一，或具有相似的鉛源區；在Zartman和Doe[4]鉛構造模式圖上，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，個別落在上地殼演化線附近，說明銅石基底構造層鉛源主要是幔源物質，部分是幔源物質與上地殼物質不同程度混染的產物[5]。
2.5.2 微量元素地球化學
微量元素地球化學表明，Au、As 兩種元素在太古宙雁翎關組、山草峪組和柳杭組中具有較高的含量，雁翎關組金的平均含量為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，以上數據顯示金元素有局部富集形成礦床的物質基礎[6]。
古生代—中新生代蓋層中Au 均低于地殼豐度，但各時代地層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。銅石地區太古宙—中生代不同期次巖體中元素參數統計顯示，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，可以形成優勢礦產[7]。由此說明，銅石地區可能經歷了太古宙和中生代兩期礦化作用。
3.成礦預測依據
3.1 地質依據
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志。
碳酸鹽巖化學活動性強，易與巖漿發生交代作用，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障。
2 構造：區內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，同時在與NE 向斷裂的交會部位礦化加強。
環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晶基底之間的不整合面是有利的構造標志。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，也發現了發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志。歸來莊、卓家莊金礦就位于隱爆角礫巖中。區內的含礦巖體為多期次淺成侵位的中酸性雜巖體，具細粒、斑狀結構，在巖體邊部的局部伴有角礫巖筒或侵入角礫巖，有時具有明顯的次火山巖性質。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—閃長質、二長正長質巖石，礦化主要與晚期侵入巖相有關。巖漿的多次侵入活動促使形成并保持較長期的熱液系統，有足夠的礦質和揮發份富集形成含礦的巖漿熱液。
3.2 地球物理依據
重力異常是良好的找礦信息，銅石地區的重力異常顯示，歸來莊、卓家莊等礦床位于低正異常和低負異常帶上，即位于從高正異常向高負異常區的過渡帶上，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異常帶是良好的找礦信息。銅石地區的磁異常顯示，歸來莊、卓家莊等礦床位于低正異常和低負異常帶上，這是磁性相對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異常帶是較好的找礦信息。
3.3 地球化學依據
銅石地區顯示區域上得Au 高異常，該區發現的金礦床（點），如歸來莊、卓家莊、梨方溝、磨坊溝等，主要集中在1?50000 水系測量圈定的金異常中，說明地球化學異常是找礦的良好依據。
4.成礦預測
4.1預測靶區
1.歸來莊—曾家莊金礦預測區
該區位于銅石巖體東北部，面積約3.3km2。區內主要出露的地層為寒武—奧陶系灰巖、白云巖及侏羅—白堊系砂頁巖、火山碎屑巖等。寒武系灰巖是該地區金礦床的直接圍巖，該靶區位于燕甘斷裂帶東側，有NW、NE、EW 向三條次級斷裂通過，特別是存在分層拆離剪切帶，斷裂是有利的導礦通道。區內可見有閃長玢巖巖床和花崗斑巖巖床出露，花崗巖又是該區金礦化的最主要母巖，花崗巖體為成礦提供了物源和動力。區內局部見褐鐵礦化，經化探分析具有Au、Ag 高值異常。重力異常位于從高正異常向高負異常區的過渡帶上，磁異常也位于從高正異常向高負異常區的過渡帶上。因此，本區可作為進一步找礦的重點靶區。
2.磨坊溝—營子洼金礦預測區
該區位于銅石雜巖體的西部，面積約4.34km2。該預測區位于二長閃長玢巖和寒武系灰巖的接觸部位，預測區內主要出露地層為寒武系。區內斷裂構造比較發育，其中NW 斷裂最為發育。區內已發現并開采磨坊溝金礦，并有不少的民采點�；椒治鲲@示Au、Ag 高異常值。進一步工作可作為重點。
3.大平安莊—上毛峪金礦預測區
該區位于研究區中南部，面積約0.46km2。區內主要出露地層為寒武系。區內主干斷裂走向為NW 向，出露巖體中節理異常發育，方解石脈發育。區內見二長斑巖、閃長玢巖出露，接觸帶見褐鐵礦化。盡管化探分析Au、Ag 的異常不明顯，但成礦地質環境有利，進一步可對深部進行研究。
4.2 野外驗證
在圈定預測靶區以后，到野外開展了驗證工作。驗證的方法主要是路線踏勘，并采集基巖分析樣品。路線踏勘長度約10km，采集樣品425 件。野外踏勘驗證了室內研究的正確性，在預測靶區內新發現2 個金礦點。
毛峪金礦點：位于毛峪村東。礦點主要出露炒米店組灰巖，巖石發育褐鐵礦和方解石細脈，采樣分析為ωAu=408.2ppb，大大高于灰巖平均值，顯示明顯的金礦化。
大平安莊金礦點：位于大平安莊村東，礦點主要出露炒米店組藻灰巖、礫屑灰巖等，巖石發育褐鐵礦，且方解石買發育，采樣分析為ωAu=74.5ppb，高于灰巖的平均值。
5.結束語
通過對銅石地區地質特征的研究和成礦預測分析顯示，銅石金礦田內具有較大找礦前景。初步圈定了3 個遠景靶區，通過野外驗證發現了2 個具有進一步工作價值的金礦點。為進一步找礦指明了方向。
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參考文獻
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[7] 梅孜文，黎彤. 華北地臺魯西沉積巖稀土元素地球化學[J]. 地球化學，1994，23（C00）：133-144.
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