山東大莊子金礦微量元素特征及深部成礦遠景

周國發(fā)，呂古賢，申玉科，郭 濤

（1．廣西地質(zhì)勘查總院，南寧530023；2．中國地質(zhì)科學院地質(zhì)力學研究所，北京100081）

0 引言

山東大莊子金礦床位于山東省平度市灰埠鎮(zhèn)，處于膠萊盆地與膠北地體接觸帶的北緣。據(jù)現(xiàn)有儲量計算該礦屬大型金礦，主要有含金蝕變巖和含金石英脈2種礦石類型，已采黃金約5t。自上世紀90年代初見礦以來，許多勘探單位和學者對該礦進行了一系列的地質(zhì)科研工作，研究集中于礦床地質(zhì)特征、礦床成因、控礦構(gòu)造［1－6］、成礦作用、地球化學特征［7］、穩(wěn)定同位素、流體包裹體特征［8－9］等方面。近年來，隨著膠東地區(qū)構(gòu)造與成礦作用［10－14］、成礦作用發(fā)生區(qū)域地質(zhì)背景［15］、構(gòu)造變形巖相［16］、圍巖蝕變過程中物質(zhì)變化及礦化特征［17－18］研究的不斷深入，為有效地進行大莊子金礦的深部成礦預測，有必要對大莊子金礦微量元素進行系統(tǒng)研究，以分析該礦深部成礦遠景，更好地為生產(chǎn)礦山資源建設(shè)服務(wù)。

1 地質(zhì)概況

大莊子金礦區(qū)出露地層主要為下元古界荊山群（Pt1j），由一套變粒巖、淺粒巖、斜長角閃巖、大理巖、鈣鎂硅酸鹽巖、碎屑巖和長石石英巖組成。成礦前構(gòu)造除了基底的韌性變形外，還廣泛發(fā)育疊加于韌性變形之上角礫巖化和碎裂巖化的脆性斷裂。礦床主要由位于大莊子村東的低角度Ⅰ號脈和位于大莊子村西北的高角度Ⅱ號脈和Ⅲ號脈組成（圖1）。Ⅰ號脈向北穿越四甲村并且一直向北延伸，向南為第四系所覆蓋，兩端均未尖滅，低角度，SE傾，走向NNE，礦石為蝕變巖型，礦化主要有硅化、黃鐵礦化、黃銅礦化、石墨化和黃鐵絹英巖化；Ⅱ號脈由數(shù)條雁列式含金石英脈組合而成，走向NNE，NW傾，高角度，礦石為含金石英脈型，礦化主要有硅化、黃鐵礦化和黃銅礦化；Ⅲ號脈發(fā)育于Ⅰ號脈斷裂和Ⅱ號脈斷裂之間的張扭性小斷裂內(nèi)，走向NE，以NW傾為主，高角度，蝕變和礦化主要為硅化、黃鐵礦化、黃銅礦化和方鉛礦化。大莊子金礦床的礦石類型為蝕變巖型和含金石英脈型，主要為含金多金屬礦石，金礦物有自然金、銀金礦和金銀礦。根據(jù)野外及井下實測產(chǎn)狀、礦脈相互交截關(guān)系、礦石礦物共生組合以及生成順序，大莊子金礦床熱液成礦期可分5個階段，從早到晚分別為：金－灰白色石英－細粒黃鐵礦階段、金－乳白色石英－中細粒黃鐵礦階段、金－煙灰色石英－細粒多金屬硫化物階段、金－灰白色 石英－粗粒多金屬硫化物階段和石英－碳酸鹽階段。

圖1 大莊子金礦礦脈分布圖（據(jù)山東省平度市大莊子礦區(qū)地質(zhì)圖（2002）修改）Fig．1 The distribution map of auriferous vein in Dazhuangzi gold deposit

大莊子金礦Ⅰ－1礦體灰白色石英的39Ar－40Ar同位素年齡［5］為115Ma，Ⅰ號蝕變巖型礦脈中及底板處穿插的3條煌斑巖脈的K－Ar法同位素年齡［2］為（127±1．2）～（106±1．0）Ma，表明大莊子金礦床形成于早白堊世。

2 微量元素特征

對大莊子金礦圍巖及礦體（已有采礦工程）的上部（－80m中段）、中部（－180m中段）和下部（－280m中段）進行系統(tǒng)采樣，并對圍巖及礦體的上、中、下部礦樣進行了微量元素分析（表1）。

對測得的微量元素結(jié)果進行R型聚類分析，根據(jù)相關(guān)性可把大莊子金礦微量元素分為13組（表2），由元素相關(guān)譜系圖（圖2）和相關(guān)系數(shù)分類表（表2）可知，大莊子金礦微量元素中與Au元素關(guān)系最密切的是代表中溫成礦階段的Pb，Zn，Ag，Cu元素以及代表低溫成礦階段的Hg元素，它們之間的組合（Pb＋Zn＋Ag＋Hg＋Cu）＋Au相關(guān)系數(shù)為0．769。

元素組合中，Au與低溫微量元素的相關(guān)系數(shù)最?。?．709），與高溫微量元素的相關(guān)系數(shù)最大（0．623），如與Au元素關(guān)系最密切的低溫元素組合（Pb＋Zn＋ Ag＋Hg＋Cu＋Au）＋As和（Pb＋Zn＋Ag＋Hg＋Cu＋Au＋ As）＋Sb的相關(guān)系數(shù)分別為0．729和0．709；而與Au元素關(guān)系最密切的高溫元素組合（Pb＋Zn＋Ag＋Hg＋Cu＋Au＋As＋Sb）＋（Co＋Ni）和（Pb＋Zn＋Ag＋Hg＋Cu＋Au＋As＋Sb＋Co＋Ni）＋W的相關(guān)系數(shù)則分別為0．623和0．511。

在R型聚類分析基礎(chǔ)上，選擇性地對大莊子金礦床中與Au元素關(guān)系最密切的代表中溫成礦階段的Pb，Zn，Ag，Cu元素以及代表低溫成礦階段的Hg元素進行對數(shù)（圖3）分析可知，從礦床圍巖及礦體的上部－80m中段到下部－280m中段，雖然Au元素質(zhì)量分數(shù)變化不大，但與其關(guān)系密切的Pb，Zn，Ag，Cu，Hg等5種元素都是隨著深度的增加而質(zhì)量分數(shù)在不同程度地增加。

3 結(jié)果與討論

由大莊子金礦微量元素相關(guān)譜系圖和相關(guān)系數(shù)分類表的分析結(jié)果所顯現(xiàn)的與Au元素關(guān)系最密切的是代表中溫成礦階段的Pb，Zn，Ag，Cu元素以及代表低溫成礦階段的Hg元素，說明大莊子金礦形成于中低溫階段。Au與低溫微量元素的相關(guān)系數(shù)最小，為0．709，與高溫微量元素的相關(guān)系數(shù)最大，為0．623，結(jié)合大莊子金礦爆裂法測定的主要成礦溫度［1－2］為190～210℃（石英－黃鐵礦），進一步說明大莊子金礦主要形成于中低溫階段。大莊子金礦床中與Au元素關(guān)系最密切的代表中溫成礦階段的Pb，Zn，Ag，Cu元素和代表低溫成礦階段的Hg元素，從礦床圍巖及礦體上部的－80m中段到下部的－280m中段，雖然Au元素質(zhì)量分數(shù)的變化不大，但這5種元素都質(zhì)量分數(shù)也在不同程度地增加，揭示了大莊子金礦的深部礦脈還有相對較長的延深距離，還有可觀的資源量。整個膠西北地區(qū)，三山島—倉上成礦帶中三山島金礦的成礦深度［19］為3 215～8 680m，新城－焦家成礦帶中焦家金礦Ⅰ號、Ⅱ號脈的成礦深度為2 243．6m，招遠—平度成礦帶中玲瓏金礦田NE向破頭青斷裂早期的成礦深度為3 455m［20］，結(jié)合焦家金礦斷裂帶的深部1 000m 以下還有工業(yè)金礦體的事實，運用區(qū)域成礦原理綜合分析，再次說明大莊子金礦目前開采的只是礦體的上部（目前開采深度只有280m），其深部還有可觀的資源量，從側(cè)面說明了大莊子金礦成礦后遭受后期的地表剝蝕作用不是很強。

表1 大莊子金礦圍巖及礦體的微量元素組成Table 1 Contents of trace elements in wall rock and ore from Dazhuangzi gold deposit

表2 大莊子金礦微量元素相關(guān)系數(shù)分類表Table 2 Correlation coefficient of trace elements for Dazhuangzi gold deposit

圖2 大莊子金礦微量元素譜系圖Fig．2 The correlation coefficient chart of trace element for Dazhuangzi gold deposit

圖3 大莊子金礦Au及Pb，Zn，Ag，Cu，Hg微量元素對數(shù)圖Fig．3 The trace element logarithm chart of Pb，Zn，Ag，Cu，Hg and Au for Dazhuangzi gold deposit

4 結(jié)論

（1）大莊子金礦床與所在區(qū)域眾多金礦床一樣，主要形成于中低溫階段，與Au元素關(guān)系最密切的是代表中溫成礦階段的Pb，Zn，Ag，Cu元素以及代表低溫成礦階段的Hg元素，且與低溫微量元素的相關(guān)性大于與高溫微量元素的相關(guān)性。

（2）大莊子金礦床與所在區(qū)域典型的焦家－玲瓏式金礦床一樣，形成后遭受地表剝蝕作用不是很強，目前所開采的部位主要位于整個礦體的上部，其深部還有可供開采的資源量。

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