平邑归来庄金矿床地球化学特征及成因机制分析

冯玺平，宋月梅

（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 兖州 272100）

归来庄金矿位于山东省平邑县铜石镇，是鲁西地区目前唯一的大型金矿，赋矿围岩为碳酸盐岩，产于隐爆角砾构造蚀变带中。研究表明矿床成因类型为浅成低温热液金矿床。

1 矿床地质特征

矿床的产出位置与断裂及岩浆岩体密切相关，产于NNW向断裂—燕甘断裂的东侧、铜石中偏碱性潜火山杂岩体东部边缘。

矿体产出受控于断裂构造，主矿体呈脉状赋存于构造隐爆角砾岩带内，断裂两侧的寒武—奥陶系碳酸盐岩中偶见细脉状矿体。碳酸盐岩是成矿的有利围岩，碳酸盐岩化学活动性比较强，孔隙发育，有利于与热液进行交代作用，促进热液的迁移和扩散。

矿石类型主要为氧化矿石。金属矿物主要有自然金、碲铜金矿、银金矿、褐铁矿、黄铁矿、黄铜矿、方铅矿等；非金属矿物以石英、白云石、方解石、长石为主，次为绢云母、萤石等。金元素在矿床中除了以独立的金矿物赋存更多的是附着在石英、方解石、黄铁矿和褐铁矿等含金矿物或载金矿物中。根据矿石矿物组合、矿脉的穿插关系以及流体包裹体分析结果等，前人研究认为归来庄金矿床的成矿阶段为石英—黄铁矿阶段、多金属硫化物阶段及金—碲化物阶段，其中金—碲化物阶段为主成矿阶段。

2 矿床流体包裹体地球化学特征

归来庄金矿床成矿流体的演化具有多期次性的特点，均一温度从早期阶段到晚期阶段由高温向低温变化，成矿温度属中低温。

早期石英黄铁矿阶段、多金属硫化物阶段流体包裹体的均一温度分别集中在300℃～360℃和200℃～260℃，主成矿阶段金碲化物阶段流体包裹体的均一温度主要集中在140℃～180℃[1]；胡华斌等测得方解石流体包裹体均一温度主要变化在110℃～250℃[2]；沈昆等对矿区中石英、长石、萤石所含的流体包裹体进行测温[3]，流体包裹体的均一温度大致集中在280℃～370℃、190℃～270℃、100℃～180℃这三个区间内，与于学峰等对三个成矿阶段流体包裹体的测试结果基本吻合。于学峰等通过爆裂法对方解石、黄铁矿中的包裹体测出成矿压力，根据结果进一步计算出归来庄金矿床的成矿深度大致在0.5km～1.5km范围内，属于浅成矿床。

3 矿床稳定同位素地球化学特征

林景仟等分别对黑云母阶段的隐爆角砾岩、绢云母化及硅化二长闪长玢岩以及矿化白云岩样品中的黄铁矿进行了S同位素测试，黄铁矿δ34S结果依次为0.46‰～2.389‰、-0.244‰～2.956‰、-0.71‰[4]，含量值较接近，与地幔的硫同位素比较接近，这表明成矿物质主要来源于地幔。

林景仟等[4]、陈常富等[5]、胡华斌等[2]、于学峰等[1]学者先后对归来庄浅成低温热液金矿床中的石英、方解石和围岩灰岩等样品中的C同位素进行含量测定。方解石中的δ18CPDB集中在-7.9‰～0.0‰，而灰岩的δ18CPDB集中在1.5‰～2.7‰，二者具有差异性，分析结果显示归来庄金矿的δ18CPDB在地幔碳的范围内，围岩灰岩碳同位素与成矿流体中的碳同位素不同源。

表1 归来庄金矿及围岩碳氢氧同位素测试结果

4 成矿年龄探讨

谭东娟、林景仟等利用40Ar/39Ar测年法测得二长闪长玢岩和二长斑岩中角闪石矿物的年龄平均范围为189.8Ma～188.4Ma[6]；刘玉强等[7]、于学峰等[1]以同位素年龄测定结果为主要依据，以地层接触关系为辅助依据，判断鲁西归来庄金矿的成矿时间为中生代中偏碱性岩浆侵入之后，中侏罗世的三台组沉积之前，其相对应的成矿年龄应在188Ma～178Ma之间，属早侏罗世；胡华斌、毛景文等[8]从时间和空间角度分别研究了矿床的同位素年龄、矿床的空间分布特征以及矿床中矿物的共生组合等，综合分析认为归来庄金矿的成矿年龄大约在170Ma～160Ma之间。朱金[9]通过对矿石中的黄铁矿进行Rb-Sr同位素测年得到黄铁矿Rb-Sr等时线年龄为（180.8±2.3）Ma，基本可以反应归来庄金矿的成矿年龄。综上，归来庄金矿床的成矿年龄在180Ma～170Ma区间内，属燕山运动的早期阶段。

5 成矿物质来源

矿石中黄铁矿的δ34S值(‰)为-0.71～+2.99，与地幔硫的含量基本符合，偏离不大，表明黄铁矿中的硫与岩浆具有同源性，来自上地幔或地壳深部[10]。矿区内铜石杂岩体主体岩石二长闪长玢岩、二长一正长质岩石中金元素的初始背景值分别为0.7×10-9、1.06×10-9；寒武系碳酸盐岩层中金元素平均含量为1.30×10-9；均明显低于地壳丰度值，说明岩浆岩体及碳酸盐岩围岩均不是成矿物质的来源。而泰山岩群岩石中金元素原始含量是地壳丰度值的3～5倍，由此推断泰山岩群可能是成矿金元素的主要来源，部分来自上地幔或地壳深部。

太古代时期深海底部火山活动频繁，由于火山的迸发，金元素由下至上从地壳深处迁移到地壳的表层。鲁西地区基性岩浆岩岩石发生区域变质作用产生脱水反应，产生的变质热液与成矿流体融合，金元素在其中活动性增强，汇聚在泰山岩群岩层中，形成了归来庄金矿床的主要矿源层。

6 讨论

前人对归来庄金矿床的成因及成矿规律等做了大量的研究工作，目前已有了清晰的认识，但是对于深部及外围是否仍然有矿还处在未知阶段，对于深部仍然符合构造控矿特征还存在很大的争议，所以今后对于归来庄金矿床的重要工作在于深部隐伏矿床预测及评价，扩大金的储量。此外，对于铜石杂岩体与金矿体关系的研究还不够充分，也是制约外围找矿的一个重大因素，认真研究铜石杂岩体与围岩的接触带性质也是此后的一个主要方向。