金青顶金矿的矿床成因及成矿模式探讨

2015-03-31 21:17张超华磊
地球 2015年7期
关键词:成矿作用胶东热液

张超 华磊

(山东省第八地质矿产勘查院山东日照276800)

金青顶金矿的矿床成因及成矿模式探讨

张超华磊

(山东省第八地质矿产勘查院山东日照276800)

文章以金青顶金矿为研究对象,按照"多因复成"矿床成因理论,提出金青顶金矿床属于前寒武系变质岩系、受断裂带控制的燕山期岩浆热液型金矿床,并建立了与之相适应的成矿模式。新的成因观点的提出全面地反映了金青顶金矿床从太古代矿源层的初始富集,至燕山晚期热液蚀变及有用物质富集成矿的漫长地质历史演化过程。

金青顶金矿矿床成因成矿模式

胶东地区金青顶矿区位于距离乳山市约25公里的下初镇南东庄村南,交通便利。基于胶东西北部地区石英脉型金矿丰富的研究资料,随后在胶东东部乳山又发现的新型金矿,胶东东部地区也得到了地质学界的重视,自20世纪六七十年代以来,许多科研单位和地质部门相继展开区域地质调查研究,取得了重要的科技成果。提出了切合实际的新认识和新的学术观点,发表了数以百计的研究论文,进而佐证了乳山地区老矿山深部及其周围地区就矿找矿扩大远景还有相当大的潜力,但随着地质工作研究方法的深入和更新,对这一地区研究的学者学术观点各家各抒己见,存在着众多的学术分歧。

1 金青顶金矿的矿床成因

近代成矿理论的进展以“多元成矿思想”的出现为主要标志,如陈国达教授多因复成的矿床成因理论,它是一种综合考虑各种地质因素、各种成矿作用、各种矿质来源、各种控矿因素及其发展演化的矿床成因分析方法。根据这一思路,结合前面几节内容已涉及矿床成因的各个方面不同程度的讨论,将金青顶金矿床的成因总结为以下主要几点。

1.1多成矿物质来源

通过岩菜岩、含矿地层的主量和微量元素、稀土元素分析,铅、硫、氧氧同位素分析,以及对包裹体特征的研究,表明A u质主要来自于前寒武纪变质基底岩石和昆仑山花岗岩,刘建明等对胶东煌斑岩和金青顶、三甲及石城金矿的碳、氧同位素组成进行了研究,结果表明这3个金矿的C、O同位素组成完全一致,并接近胶东煌斑岩,锶-钕同位素特征表明,金成矿物质具有多源性,来自于花岗岩、古老基底变质岩和基性脉岩。

1.2多成矿作用

由于断裂活动的多期脉动性,成矿具有多阶段的特征,断裂活动的每期脉动对应一个成矿阶段,物理化学环境相对稳定。成矿早期,由于成矿热液中的Si02浓度较大,且所处位置相对较深,温度相对较高,此时沉淀大量石英,对应的成矿阶段为粗粒黄铁矿-石英阶段(I),此阶段沉淀少量的有用组分;随着成矿作用的不断演化,成矿流体中的主要有用组分浓度相对升高,成矿热液向上运移,温度逐渐下降,此时金伴随大量黄铁矿沉淀,对应的成矿阶段是石英-黄铁矿阶段(II);随着成矿作用的继续演化,成矿流体继续向上运移,温度不断下降,伴随断裂构造活动,第II阶成矿阶段析出的黄铁矿被压碎,此时成矿流体中的组分除Si02外,Cu、Pb、Zn及Te等组分浓度较高,在一定的物理化学条件下,多金属硫化物及碲化物沉淀,对应的成矿阶段是石英一多金属硫化物阶段(III);成矿作用演化到此阶段,成矿流体中的主要成矿物质已经析出,剩余的残液成分以碳酸盐为主,石英、方解石细脉较为发育,穿插于早期矿脉的裂隙中,对应石英-方解石阶段(IV),至此成矿作用结束。

1.3多控矿因素

金青顶金矿床从初始矿源层至最终矿床的形成经历了几十亿年的地质历史演化过程,经历了多期多阶段的成矿作用,其控矿因素也不可能是单一的,归纳起来,主要受地层、构造和岩浆岩的控制。在整个成矿过程中,地层是成矿物质的初始矿源层,为主要的矿质来源;构造活动是成矿的动力并为成矿提供了扩容空间;岩浆岩为成矿提供了热源,物理化学条件的改变使有用组分发生富集成矿。在矿床形成过程中,三种因素相辅相成、缺一不可,若缺少任何一个因素成矿物质不可能富集成矿。因此,金青顶金矿床的形成是多种因素稱合的结果。

2 金青顶金矿的矿床成矿模式探讨

2.1矿源层的形成阶段

太古代该区的地质事件以铁镁质-中酸性火山喷溢和正常沉积复合交替为特征,同时伴有少量超镁铁质-镁铁质岩浆侵入,形成现今具壳幔源组成的胶东群和荆山群地层,胶东群和荆山群源于地幔的富金建造,是金矿的初始矿源层,并为后期地质事件中金的活化迁移起了重要作用,为矿床提供了部分铁质。

2.2区域变质及金的初步富集阶段

胶东群和荆山群形成后,古元代华北陆块经历了变质-构造-热事件,变质岩始态和终态含金量比较表明,区域变质过程可使部分金迁出转移,实现初步富集。

2.3花岗岩的形成阶段

中生代由于太平洋板块相对于欧亚板块的俯冲挤压运动,促使幔源岩浆上涌,在本区产生高热流体,加上断裂作用释放的巨大能量转化为热能,使胶东群地层的部分融熔并与地壳物质混染形成大量花岗岩侵位,此时的岩体像一个“热粟”,引起周围及深部热液沿其裂隙对流循环,继续从岩体和围岩萃取、沉淀Au等成矿元素,但没有达到成矿条件,最新的年代资料岩矿时差大于40Ma得到了证明。晚期形成的断裂构造为后期岩浆热液的运移及成矿物质的富集提供有利场所。

2.4热液蚀变及金的富集成矿阶段

在中生代燕山晚期,随着持续的地幔上隆和壳幔相互作用的发展演化,地幔岩架又一次上侵,使早期沉淀的金及有用物质得到了活化、迁移并和岩浆热液混合,并随着地壳的不断隆升和剥蚀及在相对放的导矿构造中向上运移,深部矿源层被逐渐拉至地壳浅部,并受岩浆热液和地壳浅部的大气降水的改造,与周围岩石发生水岩反应形成大范围的烛变带,同时发生物质交换并萃取成矿物质,当成矿流体继续运移进入张剪性五莲-荣成断裂时,由于温度、压力等条件的改变,在近地表的荆山群变质岩和黑云母花岗岩接触带产生北东向断裂,压力迅速降低,成矿流体迅速发生沸腾,从而在有利的构造部位中金和其他成矿物质沉淀,形成以金为主的典型的石英脉型金矿脉。

根据金矿床的地质背景、矿床自身的特征及地球化学等特征,还考虑到主成矿期内所发生的成矿作用主要是岩浆热液和大气降水等混合流体成矿作用,所以认为金青顶金矿为与深源流体有关的中低温岩衆混合热液成因。

[1]庞成绪.山东焦家金矿矿床地球化学特征及深部矿体预测研究[D].成都理工大学: 2005.

F407.1[文献码]B

1000-405X(2015)-7-108-1

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