山东省马头崖地区铜金矿矿床成因及成矿规律

黄坤朋

（山东省鲁南地质工程勘察院（山东省地勘局第二地质大队），山东 济宁 272100）

1 成矿地质背景

马头崖铜金矿位于费县北18km处，大地构造位置属华北陆块，鲁西隆起区，鲁中隆起，蒙山-蒙阴断隆之蒙山凸起。区内沉积地层主要分布于北东部及山间沟谷处，主要出露新太古代泰山岩群，古生代长清群、九龙群及新生代第四系。区内岩浆活动主要发生在新太古代及中生代，各时代的侵入岩均有出露[1-3]。区内构造主要表现为韧性剪切带和脆性断层，韧性剪切带主要有三皇庙韧性剪切带、马头崖-岚石韧性剪切带和鲁家庄-白马峪韧性剪切带，脆性断层按走向可分为近南北向、近东西向、北东向、北西向四组。

2 矿床地质特征

马头崖铜金矿圈定了两条矿化蚀变带，编为Ⅰ号和Ⅱ号。

Ⅰ号蚀变带处在彭家岚子断裂中部，长约1800m，中间部分为第四系覆盖，蚀变带宽10m～40m。总体走向358°，倾向东，倾角85°～88°，带内充填白至乳白色石英脉和蚀变闪长岩脉。据地表工程控制，矿体最大厚度为5.17m，最小厚度为1m，一般在2.51m～3.75m之间。铜的最高品位为0.85×10-2，最低品位为0.212×10-2，平均为0.499×10-2。

Ⅱ号蚀变带位于转山前断裂中段，矿化蚀变带长约400m，宽3m～10m，走向15°，倾向北西，倾角65°。带内充填有较多的石英细脉，脉宽数厘米至1米。金最高品位为13.11×10-6，一般1～2×10-6，铜的最高品位为2.67×10-2，一般0.42 ～ 1.37×10-2。

3 区域成矿要素

通过对马头崖矿床特征、区域成矿地质作用、区域成矿构造体系、区域成矿特征的时、空、物相互关系的综合研究，总结出该类矿区域成矿要素，并将其划分为区域地质环境和矿床特征两大类。根据各要素在成矿作用中的贡献，将区内铜金矿成矿要素分为必要要素4类、重要要素4类、次要要素2类（表1）。

表1 马头崖铜金矿区域成矿要素、预测要素一览表

4 成矿规律

（1）岩浆岩。新太古代岩浆岩位于彭家岚子断裂南段，是铜金矿的有利赋存部位，岩性主要为二长花岗岩、花岗闪长岩和变角闪辉长岩，岩性较单一，其自身不利于成矿，但由于靠近彭家岚子断裂，侵入体内形成多条次级断裂及断裂破碎带，为铜金矿的形成提供的容矿构造[4]。

中生代岩浆岩仅零星出露早白垩世上水河单元角山闪长岩，位于彭家岚子断裂南段两侧，呈小岩株状、脉状。从侵入体的规模和数量可以看出，区内燕山晚期岩浆活动较弱，对铜金矿的形成造成一定的影响[5]。区内成矿岩浆为深成的幔源岩浆，沿沂沭断裂带上升，在区内沿浅部NW向断裂和近南北向断裂就位，演化过程中受地壳物质不同程度的混染。

（2）构造。近南北向断裂控制了区内成矿岩体的就位，为控矿构造，也是容矿构造。铜金矿的形成是通过接触交代作用与渗滤交代作用等完成的，因此矿体的产出受侵入体与围岩的接触面构造控制。岩浆岩体内捕掳体构造，对矿体具有一定的控制作用[6-8]。

（3）围岩蚀变。矿体的围岩蚀变较发育，主要为硅化、孔雀石化、褐铁矿化、绿泥石化。硅化为铜金矿床围岩中最重要的蚀变，一般矿体附近硅化较强烈，而硅化发育的部位极有可能发生金矿化与铜矿化。绿泥石化在区内普遍发育，特别是在变角闪辉长岩中，常伴随孔雀石化及金矿化出现。

（4）成矿物质来源。区域资料显示，区内铜金矿成矿热液及成矿物质主要来自岩浆体系（据胡华斌等，2004）。

燕山期太平洋板块向欧亚板块俯冲，形成沂沭断裂带，在其两侧伴生大量次级断裂，深源岩浆沿沂沭断裂及其次级断裂上升，上升的过程中将含矿热液带入地表，随着温度、压力的降低，热液中的Cu、Au、Ag、Fe等金属组分析出。

（5）矿床共伴生规律。区内金、铜矿（化）点以金为主，伴生矿产为铜。

（6）成矿有利部位。近南北向小断裂及其形成的破碎蚀变带矿化明显，是矿体赋存的有利部位。

彭家岚子断裂附近的雁翎关组斜长角闪岩，其裂隙发育部位。

竹子园单元变角闪辉长岩裂隙发育部位。

5 成矿模型

5.1 成矿背景

马头崖铜金矿位于沂沭断裂带的西侧，地表出露的岩体主要为老基底，由新太古代变质变形侵入岩和泰山岩群沉积变质岩体（据李俊建等，1997），基底之上沉积着古生代地层，以碳酸盐岩建造为主，是金矿成矿的有利围岩。（据宋明春等，2003）。

区内构造以韧性剪切带和脆性断裂为主，韧性剪切主要在变质变形侵入岩区发育糜棱岩带，对区内铜金矿的形成有一定程度的控制作用，脆性断裂在区内广泛发育，控制着区内中生代岩浆活动及其金矿化[9-11]。

区内岩浆活动有两个高峰期，一是新太古代，二是中生代，后者与金矿化的关系密切。中生代岩体零星露头，面积较小，岩性主要为闪长岩。

5.2 成矿时代

区内金矿床的主成矿期应为中生代早白垩世，金矿床周边分布有中生代早白垩世侵入体。金矿床产于彭家岚子断裂及其次级断裂中的硅化花岗岩中，硅化花岗岩的形成时代与彭家岚子断裂的强烈活动时间相一致，即早白垩世。

5.3 矿床成因及其生成机制

中生代燕山晚期，受沂沭断裂带强烈活动影响，区内形成一系列NW向和近南北向断裂构造，同时出现构造—岩浆热事件。中生代岩体沿NW向基底构造侵位，使矿源层内含金组分活化、迁移。在岩浆演化过程中，挥发组分逐渐增多，含金组分与挥发组分等形成易溶络合物，而进入流体相。在温度、压力等一系列物理化学作用下，含矿热液发生迁移。当含矿热液流经张性构造裂隙中，由于天水的加入，加速金质的沉淀，形成规模相对较小的热液型金矿（图1）。

图1 沂沭断裂带地区燕山晚期热液型金矿成矿模式图（据石文杰，2014）

6 结论

（1）通过对马头崖铜金矿床的分析研究，提取了区域成矿要素，其中必要要素4类，重要要素4类、次要要素2类；从铜金矿体赋存层位、控矿容矿构造、围岩矿化蚀变、成矿物质来源与矿床共伴生规律等方面系统总结了成矿规律。

（2）分析研究了马头崖地区铜金矿矿床成因，为构造控制的铜金矿床；建立了成矿模型，即燕山期太平洋板块向欧亚板块俯冲，形成沂沭断裂带及其两侧的次级断裂，幔源岩浆沿沂沭断裂及其次级断裂上升，上升的过程中将含矿热液带入地表，随着温度、压力的降低，热液中的Cu、Au、Ag等金属组分析出形成小型矿体。