山东沂南金矿铜井矿区矿液活动中心控矿特征

国兴伟

(山东黄金矿业(沂南)有限公司)

山东沂南金矿铜井矿区主要地层为古生界寒武系中下统，主要岩石类型为砂页岩夹灰岩，其次为震旦系土门组地层，岩层产状平缓，倾角4°～13°[1-5]。由于铜井闪长岩-闪长玢岩岩体侵入，改变了地层原有产状，形成了附生穹状构造。区内构造裂隙发育，以NE向和NW向断裂构造为主，其次为EW向断裂，另外层间断裂、层间滑动、层间破碎也较发育。依据铜井矿区矽卡岩型金铜矿床矿石矿物和热液蚀变矿物稳定同位素δS34、δO18测定值和矿物测温资料[6]，推测该矿区矽卡岩型(斑岩型)金铜矿床矿化热液主要来自地壳深部或上地幔，由深部岩浆房供给。矿化热液是在成矿岩浆上升侵位冷凝后，沿冷凝岩体边部构造薄弱地段侵位至浅部，而后充填于矿液活动中心附近的构造裂隙中或以扩散和渗透(交代)方式与围岩中的钙质岩层(含矿层位)发生双交代作用，形成矽卡岩及矽卡岩型金铜矿床。由于受多种地质因素的制约，矿体多赋存于矿液活动中心附近，远离矿液活动中心矿体尖灭，矿体群消失[7]。本研究通过分析矿区地质特征，对矿液活动中心控矿特征进行分析，并对矿液活动中心可能存在的位置进行总结，为矿区后续找矿提供参考。

1 矿区地质特征

铜井矿区的岩浆岩主要为燕山期中酸性浅成侵入岩，其分布严格受断裂构造控制。铜井闪长岩-闪长玢岩岩体为区内规模最大的岩体，出露面积约占矿区岩浆岩岩体出露面积的90%，另外在铜井岩体北侧有正长闪长岩岩脉及小岩体分布。

铜井闪长岩-闪长玢岩岩体(下称铜井岩体)为多期次侵位的复合岩体，侵位于NE向鄌郚—葛沟断裂与NW向马家窝—铜井断裂交汇处，呈岩株状，平面状态为不规则方形，边长约2 000 m，岩体北东地段延伸出1个宽600 m、长1 500 m岩枝，出露面积约 4.4 km2。岩体的主要岩石类型为闪长岩及闪长玢岩，在岩体东部分布有规模不大的爆破角砾岩，另外在岩体边部局部地段分布有侵入角砾岩，闪长岩与闪长玢岩呈侵入关系接触。闪长岩主要分布于铜井岩体西部，呈岩株状产出，出露面积约 2.5 km2，主要岩石类型为黑云母辉石闪长岩，角闪闪长岩，其次为石英闪长岩，属中浅成相，K-Ar法年龄值为125.5 Ma。闪长玢岩主要分布于闪长岩类岩石周围，在北、西、南三面呈近岩环状镶嵌于闪长岩与围岩之间，在岩体东部闪长玢岩呈面状覆盖于闪长岩之上，主要岩石类型为角闪闪长玢岩、石英闪长玢岩，其次为辉石闪长玢岩，不同类型的闪长玢岩之间呈渐变关系接触，岩体K-Ar法年龄值为 117.5 Ma。

2 矿床地质特征

铜井矿区的矿床主要为矽卡岩型金铜矿床，次为斑岩型矿床，矿体赋存于矿液活动中心附近闪长玢岩与围岩中钙质岩层(含矿层位)接触处的矽卡岩或附近的构造裂隙中，在矿液活动中心附近矿体规模大，远离矿液活动中心矿体变小后尖灭。矿石的主要类型为含金铜磁铁矿，次为含金铜矽卡岩，有时可见含金铜大理岩，浅部可见大脉状含金铜矿脉。矿石中金品位一般为3～10 g/t，平均约5 g/t，矿石中铜品位一般为0.2%～3%，平均约0.6%。矿体成群出现，有1个矿液活动中心就有1个矿体群，单个矿体规模不大，一般为1～3万t。

在数个矿液活动中心附近，除在含矿层中形成矽卡岩型金铜矿床外，在闪长玢岩中产生了显著的绿帘石化、绢云母化、钾长石化、黄铁矿化，黄铜矿化发育地段，形成了数个低品位斑岩型金铜矿体。由于浅部有大脉状矿体，岩体边部含矿层中有矽卡岩型矿体，岩体内部有斑岩型矿体，形成了区内“多位一体”矿床。由于低品位斑岩型金铜矿床的出现，使得矿区资源储量大大增加。

3 矿液活动中心控矿特征

成矿热液沿矿液活动中心上升侵位到浅部，若遇到构造裂隙便会充填其中形成大脉状矿体，遇到含矿层位则会发生双交代作用，形成矽卡岩型金铜矿床。如果矿液活动中心既无构造裂隙又无含矿层位，矿化热液便会使其周围岩石产生强烈蚀变，内接触带的闪长玢岩产生钾长石化、绿帘石化、黄铁矿化并伴有斑岩型金铜矿体，外接触带围岩产生角岩化、板岩化。 矿化热液是从矿液活动中心侵位后向外流动、扩散和渗透的，故而活动中心附近蚀变强烈，矿化最佳，矿体规模大，矿石金铜品位高，远离活动中心矿体变小，矿石金铜品位降低，而后矿体消失[8]。

铜井矿区内有数个矿液活动中心，围绕着活动中心便有1个矿体群，本研究以Ⅰ#矿液活动中心为例进行分析。Ⅰ#矿液活动中心位于铜井岩体西北角，岩体北边界EW向断层(北边界闪长玢岩与围岩呈断层接触)与岩体西边界(西边界北段岩体与围岩呈断层接触)的SN向断层交汇处，从矿液活动中心沿岩体北边界向东为山子涧矿床(表1)，沿西边界向南为汞泉矿床(表2)。

表1 山子涧矿床铜金资源量

4 矿区内矿液活动中心确定

矽卡岩型及斑岩型金铜矿床矿化热液伴随着闪长玢岩岩浆上升侵位，侵位时间是在闪长玢岩岩浆冷凝之后，侵位位置是在闪长玢岩岩体边部构造薄弱地带。侵位位置须具备的条件为：①闪长玢岩应呈楔状延伸至地壳深部，内接触处为闪长岩，外接触处呈陡立状与围岩接触；②闪长玢岩与围岩接触处的构造裂隙发育或有构造破碎带，从深部岩浆房分馏出的矿化热液沿闪长玢岩与围岩接触处的构造裂隙上升侵位至浅部，在适当的环境条件下充填于裂隙中形成大脉状矿体，在外接触带与含矿层位发生双交代作用形成矽卡岩型金铜矿床，在内接触带使闪长玢岩产生强烈蚀变形成低品位斑岩型金铜矿床，矿液上升侵位的通道即为矿液活动中心。

表2 汞泉矿床铜金资源量

(1)铜井岩体东部无矿液活动中心，因而无矽卡岩型或斑岩型金铜矿化。矽卡岩型及斑岩型金铜矿床矿化热液是在闪长玢岩岩浆冷凝后沿闪长玢岩岩体边部构造薄弱地带上升侵位，因而闪长玢岩岩体与围岩接触处产状应较陡同时还应有构造裂隙，否则从岩浆房中分馏出的矿化热液无法上升侵位至浅部。铜井岩体东部，闪长玢岩呈面状覆盖于闪长岩之上，无矿液上升通道，因而也没有金铜矿体。铜井矿区内的金铜矿化都集中于铜井岩体西部。

(2)闪长玢岩岩体边部构造破碎带内。闪长玢岩岩体边部与围岩呈断层接触，且接触带存在构造破碎带时，矽卡岩型及斑岩型金铜矿化热液则会沿构造破碎带中的适当位置上升侵位至浅部，在外接触带与含矿层位发生双交代作用形成矽卡岩型金铜矿床，在内接触带闪长玢岩岩体发生钾化、黄铁矿化形成低品位金铜矿床，构造破碎带中矿液上升侵位的通道即为矿液活动中心。此外，在岩体边部拐角处，若有不同方向的断层交汇，交汇位置即为矿液活动中心。

(3)闪长岩岩体边部构造形态特别复杂的位置。岩体边部构造形态特别复杂的地段(如岩体边部凹凸不平同时伸出大小不等岩枝，甚至岩体边部还有围岩捕掳体等)地质构造特别脆弱，由地壳深部岩浆房中分馏出的矿化热液极有可能沿该地段中的某一位置上升侵位，故该地段很可能存在矿液活动中心。

(4)闪长玢岩中有“根”围岩捕掳体存在的地段。有“根”围岩捕掳体则是围岩捕掳体分布于闪长玢岩中，周围被闪长玢岩包围，如此围岩既非残留体也非悬垂体，它深深插入地壳深部仍与深部地层相连接。产生该现象的原因是闪长玢岩岩浆侵位时，地壳构造较不稳定，地层断裂成较大碎块，岩浆从碎块边缘上升侵位，岩浆冷凝后，围岩碎块包裹于岩体中，形成有“根”围岩捕掳体。该类捕掳体位置是地壳构造非常薄弱的地段，无论是岩浆冷凝或地壳构造微有变动，在该地段便会形成断裂构造裂隙，并一直延伸至地壳深部。从岩浆房中分馏出的成矿热液沿该断裂中的局部地段上升侵位至浅部，则会形成大脉状矽卡岩型、斑岩型金铜矿床。该矿液上升侵位的局部地段即为矿液活动中心。

(5)闪长玢岩岩体边部伸出较大岩枝，岩枝边部又有断裂存在的地段。闪长玢岩边部伸出较大岩枝，沿岩枝边缘又有断裂构造出现时，该地段很可能有矿液活动中心存在。因为闪长玢岩岩浆是沿闪长岩体边部与围岩接触处的裂隙侵位，侵位后充填于闪长岩体边部空间中，岩枝伸出位置一般有构造裂隙，岩枝侵位后，充填有岩枝的构造裂隙复活，出现断裂构造。该类断裂构造的裂隙一般延伸至地壳深部，由岩浆房分馏出的成矿热液可沿此构造裂隙上升侵位，在适当的地点形成金铜矿体，岩枝边部的继承性断裂构造位置即为矿液活动中心。

5 结 语

分析了沂南金矿铜井矿区铜金矿床地质特征，讨论了矿区矿液活动中心控矿特征，并梳理出5处矿液活动中心可能的赋存位置，对于区内后续找矿勘探工作有一定的借鉴意义。