山东大庄子金矿微量元素特征及深部成矿远景

周国发，吕古贤，申玉科，郭 涛

（1．广西地质勘查总院，南宁530023；2．中国地质科学院地质力学研究所，北京100081）

0 引言

山东大庄子金矿床位于山东省平度市灰埠镇，处于胶莱盆地与胶北地体接触带的北缘。据现有储量计算该矿属大型金矿，主要有含金蚀变岩和含金石英脉2种矿石类型，已采黄金约5t。自上世纪90年代初见矿以来，许多勘探单位和学者对该矿进行了一系列的地质科研工作，研究集中于矿床地质特征、矿床成因、控矿构造［1－6］、成矿作用、地球化学特征［7］、稳定同位素、流体包裹体特征［8－9］等方面。近年来，随着胶东地区构造与成矿作用［10－14］、成矿作用发生区域地质背景［15］、构造变形岩相［16］、围岩蚀变过程中物质变化及矿化特征［17－18］研究的不断深入，为有效地进行大庄子金矿的深部成矿预测，有必要对大庄子金矿微量元素进行系统研究，以分析该矿深部成矿远景，更好地为生产矿山资源建设服务。

1 地质概况

大庄子金矿区出露地层主要为下元古界荆山群（Pt1j），由一套变粒岩、浅粒岩、斜长角闪岩、大理岩、钙镁硅酸盐岩、碎屑岩和长石石英岩组成。成矿前构造除了基底的韧性变形外，还广泛发育叠加于韧性变形之上角砾岩化和碎裂岩化的脆性断裂。矿床主要由位于大庄子村东的低角度Ⅰ号脉和位于大庄子村西北的高角度Ⅱ号脉和Ⅲ号脉组成（图1）。Ⅰ号脉向北穿越四甲村并且一直向北延伸，向南为第四系所覆盖，两端均未尖灭，低角度，SE倾，走向NNE，矿石为蚀变岩型，矿化主要有硅化、黄铁矿化、黄铜矿化、石墨化和黄铁绢英岩化；Ⅱ号脉由数条雁列式含金石英脉组合而成，走向NNE，NW倾，高角度，矿石为含金石英脉型，矿化主要有硅化、黄铁矿化和黄铜矿化；Ⅲ号脉发育于Ⅰ号脉断裂和Ⅱ号脉断裂之间的张扭性小断裂内，走向NE，以NW倾为主，高角度，蚀变和矿化主要为硅化、黄铁矿化、黄铜矿化和方铅矿化。大庄子金矿床的矿石类型为蚀变岩型和含金石英脉型，主要为含金多金属矿石，金矿物有自然金、银金矿和金银矿。根据野外及井下实测产状、矿脉相互交截关系、矿石矿物共生组合以及生成顺序，大庄子金矿床热液成矿期可分5个阶段，从早到晚分别为：金－灰白色石英－细粒黄铁矿阶段、金－乳白色石英－中细粒黄铁矿阶段、金－烟灰色石英－细粒多金属硫化物阶段、金－灰白色 石英－粗粒多金属硫化物阶段和石英－碳酸盐阶段。

图1 大庄子金矿矿脉分布图（据山东省平度市大庄子矿区地质图（2002）修改）Fig．1 The distribution map of auriferous vein in Dazhuangzi gold deposit

大庄子金矿Ⅰ－1矿体灰白色石英的39Ar－40Ar同位素年龄［5］为115Ma，Ⅰ号蚀变岩型矿脉中及底板处穿插的3条煌斑岩脉的K－Ar法同位素年龄［2］为（127±1．2）～（106±1．0）Ma，表明大庄子金矿床形成于早白垩世。

2 微量元素特征

对大庄子金矿围岩及矿体（已有采矿工程）的上部（－80m中段）、中部（－180m中段）和下部（－280m中段）进行系统采样，并对围岩及矿体的上、中、下部矿样进行了微量元素分析（表1）。

对测得的微量元素结果进行R型聚类分析，根据相关性可把大庄子金矿微量元素分为13组（表2），由元素相关谱系图（图2）和相关系数分类表（表2）可知，大庄子金矿微量元素中与Au元素关系最密切的是代表中温成矿阶段的Pb，Zn，Ag，Cu元素以及代表低温成矿阶段的Hg元素，它们之间的组合（Pb＋Zn＋Ag＋Hg＋Cu）＋Au相关系数为0．769。

元素组合中，Au与低温微量元素的相关系数最小（0．709），与高温微量元素的相关系数最大（0．623），如与Au元素关系最密切的低温元素组合（Pb＋Zn＋ Ag＋Hg＋Cu＋Au）＋As和（Pb＋Zn＋Ag＋Hg＋Cu＋Au＋ As）＋Sb的相关系数分别为0．729和0．709；而与Au元素关系最密切的高温元素组合（Pb＋Zn＋Ag＋Hg＋Cu＋Au＋As＋Sb）＋（Co＋Ni）和（Pb＋Zn＋Ag＋Hg＋Cu＋Au＋As＋Sb＋Co＋Ni）＋W的相关系数则分别为0．623和0．511。

在R型聚类分析基础上，选择性地对大庄子金矿床中与Au元素关系最密切的代表中温成矿阶段的Pb，Zn，Ag，Cu元素以及代表低温成矿阶段的Hg元素进行对数（图3）分析可知，从矿床围岩及矿体的上部－80m中段到下部－280m中段，虽然Au元素质量分数变化不大，但与其关系密切的Pb，Zn，Ag，Cu，Hg等5种元素都是随着深度的增加而质量分数在不同程度地增加。

3 结果与讨论

由大庄子金矿微量元素相关谱系图和相关系数分类表的分析结果所显现的与Au元素关系最密切的是代表中温成矿阶段的Pb，Zn，Ag，Cu元素以及代表低温成矿阶段的Hg元素，说明大庄子金矿形成于中低温阶段。Au与低温微量元素的相关系数最小，为0．709，与高温微量元素的相关系数最大，为0．623，结合大庄子金矿爆裂法测定的主要成矿温度［1－2］为190～210℃（石英－黄铁矿），进一步说明大庄子金矿主要形成于中低温阶段。大庄子金矿床中与Au元素关系最密切的代表中温成矿阶段的Pb，Zn，Ag，Cu元素和代表低温成矿阶段的Hg元素，从矿床围岩及矿体上部的－80m中段到下部的－280m中段，虽然Au元素质量分数的变化不大，但这5种元素都质量分数也在不同程度地增加，揭示了大庄子金矿的深部矿脉还有相对较长的延深距离，还有可观的资源量。整个胶西北地区，三山岛—仓上成矿带中三山岛金矿的成矿深度［19］为3 215～8 680m，新城－焦家成矿带中焦家金矿Ⅰ号、Ⅱ号脉的成矿深度为2 243．6m，招远—平度成矿带中玲珑金矿田NE向破头青断裂早期的成矿深度为3 455m［20］，结合焦家金矿断裂带的深部1 000m 以下还有工业金矿体的事实，运用区域成矿原理综合分析，再次说明大庄子金矿目前开采的只是矿体的上部（目前开采深度只有280m），其深部还有可观的资源量，从侧面说明了大庄子金矿成矿后遭受后期的地表剥蚀作用不是很强。

表1 大庄子金矿围岩及矿体的微量元素组成Table 1 Contents of trace elements in wall rock and ore from Dazhuangzi gold deposit

表2 大庄子金矿微量元素相关系数分类表Table 2 Correlation coefficient of trace elements for Dazhuangzi gold deposit

图2 大庄子金矿微量元素谱系图Fig．2 The correlation coefficient chart of trace element for Dazhuangzi gold deposit

图3 大庄子金矿Au及Pb，Zn，Ag，Cu，Hg微量元素对数图Fig．3 The trace element logarithm chart of Pb，Zn，Ag，Cu，Hg and Au for Dazhuangzi gold deposit

4 结论

（1）大庄子金矿床与所在区域众多金矿床一样，主要形成于中低温阶段，与Au元素关系最密切的是代表中温成矿阶段的Pb，Zn，Ag，Cu元素以及代表低温成矿阶段的Hg元素，且与低温微量元素的相关性大于与高温微量元素的相关性。

（2）大庄子金矿床与所在区域典型的焦家－玲珑式金矿床一样，形成后遭受地表剥蚀作用不是很强，目前所开采的部位主要位于整个矿体的上部，其深部还有可供开采的资源量。

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