山東鄒平火山巖盆地王家莊—碑樓銅礦床地質(zhì)特征及成因探討

常洪華，趙體群，李亞?wèn)|，馮啟偉，耿安凱

(山東省第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東省富鐵礦勘查技術(shù)開發(fā)工程實(shí)驗(yàn)室，山東 濟(jì)南 250100)

0 引言

鄒平火山巖盆地為山東省內(nèi)主要的銅礦成礦遠(yuǎn)景區(qū)，也是省內(nèi)很重要的銅礦產(chǎn)地[1-4](1)山東省第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東省鄒平火山巖盆地火山通道構(gòu)造控礦特征及找礦方向研究報(bào)告，2015年。，20世紀(jì)60年代初，山東地勘隊(duì)伍先后對(duì)鄒平王家莊銅礦、大臨池銅礦等銅礦床(點(diǎn))進(jìn)行勘查，探明了一批銅礦床，發(fā)現(xiàn)了多個(gè)銅礦點(diǎn)，如銅固子銅礦、李山銅礦等。該區(qū)以往開展了大量的地、物、化、遙等工作，前人總結(jié)了區(qū)內(nèi)的地層、構(gòu)造、巖漿巖地質(zhì)背景與成礦規(guī)律。

王家莊銅礦、碑樓銅礦大地構(gòu)造位于華北板塊(Ⅰ)魯西隆起區(qū)(Ⅱ)魯中隆起區(qū)(Ⅲ)魯山-鄒平斷隆(Ⅳ)鄒平-周村凹陷(Ⅴ)的鄒平火山巖盆地內(nèi)。鄒平火山巖盆地是一個(gè)由中生代繼承性斷陷發(fā)育而成的陸相火山巖盆地(圖1)。早白堊世燕山運(yùn)動(dòng)形成了近EW向齊-廣擠壓斷裂帶，北側(cè)下陷為濟(jì)陽(yáng)坳陷，南側(cè)為鄒平火山巖盆地[5]。盆地內(nèi)分布有各種金屬礦床和礦點(diǎn)共計(jì)50余處，其中銅金屬礦床和礦點(diǎn)20余處[6]。本文通過(guò)對(duì)其中的典型礦床代表王家莊銅礦、碑樓銅礦展開研究，總結(jié)了礦床地質(zhì)特征，并初步探討了成礦地質(zhì)條件。

1 礦床地質(zhì)特征

1.1 王家莊銅礦地質(zhì)特征

礦床位于鄒平巖體中偏北部，地處會(huì)仙山破火山口中心，礦體賦存于王家莊巖體內(nèi)。地表第四系覆蓋厚度80～120m[7]，其下為白堊紀(jì)火山巖及燕山晚期的中酸性巖體，王家莊銅礦賦礦巖石為燕山期石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖。以往物探、鉆探資料顯示，王家莊巖體面積約7km2，巖體形態(tài)呈近EW向橢圓形狀(圖2)，圍巖為早白堊世青山群方戈莊組粗安巖、粗安質(zhì)角礫熔巖[8]，王家莊巖體與礦床圍巖呈侵入接觸關(guān)系，接觸面極不規(guī)則，呈枝杈狀(圖3)[9]。

1—第四系；2—新近系+古近系；3—下白堊統(tǒng)；4—侏羅系；5—石炭系+二疊系；6—寒武系+奧陶系；7—泰山巖群；8—二長(zhǎng)巖；9—石英閃長(zhǎng)巖；10—閃長(zhǎng)巖；11—輝長(zhǎng)巖；12—花崗巖；13—實(shí)測(cè)及推測(cè)斷層；14—推測(cè)火山噴發(fā)不整合線；15—青山組中亞組破火山口邊界；16—中生代洼陷區(qū)；17—晚古生代坳陷區(qū)

王家莊銅礦規(guī)模為中偏小型，由若干大小不等的銅礦體組成。礦體受巖體內(nèi)部的原生節(jié)理裂隙控制，圍繞南北2個(gè)主礦體中心呈雁行排列(圖4)。礦體形態(tài)簡(jiǎn)單，以透鏡狀、長(zhǎng)透鏡狀為主，另有板狀、枝杈狀、似脈狀等。

礦體圍巖以石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖為主，少部分為隱爆角礫巖，蝕變主要以鉀硅化為主，蝕變范圍廣，強(qiáng)度大，成礦作用多階段性明顯。

礦石結(jié)構(gòu)主要為他形粒晶結(jié)構(gòu)，半自形粒狀結(jié)構(gòu)、鱗片狀結(jié)構(gòu)、填隙結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)等。礦石構(gòu)造主要為浸染狀構(gòu)造、脈狀構(gòu)造、浸染狀—脈狀構(gòu)造等。

礦石礦物主要為黃鐵礦、黃銅礦、輝銅礦、蘭輝銅礦和自然銅等，伴生元素有硫、金、銀、砷等。

1—鉀化石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖；2—石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖；3—閃長(zhǎng)玢巖；4—斷層及編號(hào)；5—鉆孔位置及編號(hào)；6—礦區(qū)范圍

1—閃長(zhǎng)巖，2—粗安巖

1—17號(hào)銅礦體；2—細(xì)脈浸染狀銅礦體(按邊界品位≥0.2%)；3—細(xì)脈浸染狀銅礦體(按邊界品位≥0.3%)

1.2 碑樓銅礦地質(zhì)特征

礦床賦存圍巖為閃長(zhǎng)玢巖，地表第四系厚65～75m，根據(jù)物探、鉆探資料揭露顯示該巖體面積約0.8km2，形態(tài)呈南北略長(zhǎng)的橢圓形,圍巖為青山群八畝地組上段粗安質(zhì)角礫熔巖、熔結(jié)凝灰?guī)r。礦體長(zhǎng)50～300m，寬50～100m，厚2～15m，礦體傾向260°，礦體厚度變化系數(shù)30%～100%，品位變化系數(shù)1%～60%。

礦體呈透鏡狀、長(zhǎng)透鏡狀為主，其次有板狀、枝杈狀。礦體斜深較大，大部分礦體沿傾斜方向延伸長(zhǎng)度大于礦體走向長(zhǎng)度。礦化主要有絹英巖化、鉀化、綠泥石化，銅礦化的高低與構(gòu)造及巖石蝕變的程度有著直接的關(guān)系，巖石蝕變程度越強(qiáng)，銅礦化就越好。

Ⅴ礦體為主要礦體，埋深80～150m，走向350°，傾角40°，礦體長(zhǎng)310m，寬120m，平均厚度8.50m，平均品位0.89%；第5勘探線412鉆孔工程控制多層礦體，揭露礦體厚度3～10m，礦石品位1.14%～1.44%[11]。礦體主要賦存于絹英巖化的閃長(zhǎng)玢巖巖體中，礦化呈細(xì)粒浸染狀和細(xì)脈狀分布。

礦石中金屬礦物主要為黃銅礦，黃鐵礦、磁鐵礦、褐鐵礦等，黃銅礦呈他形粒狀、不規(guī)則狀分布，黃銅礦的含量低于黃鐵礦的含量。

礦石構(gòu)造主要為浸染狀、細(xì)脈狀、細(xì)脈—浸染狀[12-13]。

Hook模塊設(shè)計(jì)前期，對(duì)大量惡意軟件的反編譯提取其中敏感API調(diào)用代碼。本文通過(guò)大量的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)分析其惡意程度，定義了各敏感API的惡意權(quán)重

頂?shù)装鍑鷰r均為淺灰色的閃長(zhǎng)玢巖和鉀化閃長(zhǎng)玢巖，局部圍巖中伴生有呈細(xì)粒浸染狀和脈狀的黃銅礦化和黃鐵礦化，近表土層部分巖石高嶺土化。碑樓含礦巖石為偏堿性中細(xì)粒玢巖類，含礦巖體為燕山晚期超淺成侵入體。

2 成礦期次與礦床成因

2.1 成礦期次劃分

中生代時(shí)期由于太平洋板塊和歐亞板塊的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使得整個(gè)瀕太平洋帶殼幔活動(dòng)強(qiáng)烈，亦包括魯西隆起[14]。火山—巖漿大爆發(fā)是燕山運(yùn)動(dòng)中影響較大的地質(zhì)事件，鄒平火山巖盆地內(nèi)大多數(shù)銅礦床都形成于燕山期[15]，期內(nèi)成礦時(shí)代與成巖時(shí)代基本一致，主要反映燕山運(yùn)動(dòng)中的殼幔物質(zhì)與熱能大遷移、礦床定位的構(gòu)造運(yùn)移之間存在內(nèi)在聯(lián)系。

鄒平火山巖時(shí)間上主要經(jīng)歷了3次噴發(fā)與侵入活動(dòng)，形成了一套基性—中性—中偏堿性的火山-侵入雜巖體[16-17]。按空間分布位置可分3個(gè)成礦帶：外成礦帶、中成礦帶、內(nèi)成礦帶[18-19]。

外成礦帶：位于巖體邊緣，火山首次噴發(fā)，基性巖漿沿火山巖地層與沉積地層接觸的薄弱地帶上侵，形成偏基性巖體。主要以玄武巖、玄安巖、安山巖為主。火山噴發(fā)和侵入活動(dòng)，疊加構(gòu)造活動(dòng)，為礦液的運(yùn)移、沉淀提供了動(dòng)力與場(chǎng)所。

中成礦帶：位于虎伏山—四尖山二長(zhǎng)巖及其接觸帶附近，是二次噴發(fā)和侵入的產(chǎn)物，巖性主要為粗安巖和熔結(jié)火山碎屑巖。該期火山活動(dòng)地表蝕變礦化普遍，未形成有工業(yè)價(jià)值的礦產(chǎn)。

內(nèi)成礦帶：在破火山口范圍之內(nèi)，主要為火山作用的末期，巖漿期后熱液作用強(qiáng)烈，是王家莊與碑樓銅礦的主要成礦階段，以銅為主并伴有鉛、鋅、金、銀、鉬、硫等礦產(chǎn)。

分析認(rèn)為，王家莊與碑樓銅礦位于內(nèi)成礦帶上，形成于巖漿活動(dòng)晚期，。

2.2 礦床成因

根據(jù)研究區(qū)內(nèi)的賦礦巖石化學(xué)條件，王家莊銅礦床圍巖與碑樓銅礦床都是典型的二長(zhǎng)巖、閃長(zhǎng)巖、石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖等，參考國(guó)內(nèi)不同斑巖型銅礦巖石化學(xué)情況，王家莊銅礦與碑樓銅礦圍巖具備尋找斑巖銅礦的巖漿巖條件(表1)。

通過(guò)對(duì)該區(qū)巖石化學(xué)分析結(jié)果對(duì)比發(fā)現(xiàn)：該區(qū)巖漿演化比較充分，總體是由基性向中酸偏堿性演化，成分上SiO2含量漸增，MgO含量漸減，K2O+Na2O含量漸增，巖性上表現(xiàn)出閃長(zhǎng)巖→二長(zhǎng)巖→石英閃長(zhǎng)巖→石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖的演化，其巖漿演化越到晚期富堿趨勢(shì)越明顯，其演化特征對(duì)Cu的富集較為有利(表2)。

整體來(lái)看，王家莊巖體與碑樓巖體等都具有形成斑巖銅礦的潛力，王家莊巖體演化更充分。

王家莊銅礦與碑樓銅礦位于鄒平火山巖盆地的銅礦成礦帶上，綜合分析前人資料認(rèn)為，礦床類型主要為斑巖型銅礦，屬高中溫?zé)嵋旱V床，受火山噴發(fā)與構(gòu)造控礦作用明顯。

鄒平地區(qū)自早白堊世以來(lái)連續(xù)經(jīng)歷了3次火山作用，在這些火山作用過(guò)程中，伴有大量中—中酸性巖漿侵入，巖漿沿張性裂隙上升至地殼淺部逐漸冷卻結(jié)晶成巖。在結(jié)晶成巖晚期，殘留的中酸性巖漿熱液發(fā)生了交代作用，這些因素形成了王家莊銅礦與碑樓銅礦比較強(qiáng)烈的鉀化、鉀硅化、硅化、綠泥石化、綠簾石化、黃鐵礦化等蝕變，交代作用過(guò)程中發(fā)生物質(zhì)交換，其形成富含銅的成礦流體，伴隨壓力變化與液體(大氣降水)作用，成礦流體開始蒸發(fā)轉(zhuǎn)移與富集，在一定的構(gòu)造和物理化學(xué)條件下沉淀成礦，形成了王家莊、碑樓斑巖型銅礦床。

表1 國(guó)內(nèi)不同斑巖型銅礦的含礦巖體巖石化學(xué)特征對(duì)比(3)山東省第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東省鄒平火山巖盆地火山通道構(gòu)造控礦特征及找礦方向研究報(bào)告，2015年。

表2 鄒平火山巖盆地王家莊銅礦、碑樓銅礦巖石化學(xué)成分(4)山東省第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東省鄒平火山巖盆地火山通道構(gòu)造控礦特征及找礦方向研究報(bào)告，2015年。

3 礦化蝕變標(biāo)志研究

礦化蝕變主要作用于含礦巖體，呈環(huán)狀中心式分帶的特征。蝕變強(qiáng)度由內(nèi)向外逐漸減弱，分為強(qiáng)鉀硅化帶-鉀硅化帶-鉀化帶過(guò)渡的3個(gè)環(huán)狀蝕變巖帶，由多期次蝕變作用疊加生成[20-21]。

礦床所在的內(nèi)成礦帶蝕變最強(qiáng)，蝕變以鉀化、鉀硅化、硅化等為主，與礦化關(guān)系密切。因鉀元素在巖漿晚期形成的侵入巖—潛火山巖中濃度較高，可伴隨有銅、硫的富集，這類蝕變是尋找斑巖型銅礦的重要標(biāo)志。綠簾石化、硅化和黃鐵礦化在本區(qū)內(nèi)也廣泛存在，并且對(duì)找礦也具有重要的指示意義。

綠簾石化：研究區(qū)內(nèi)礦化較好部位，往往是綠簾石化、硅化較強(qiáng)。

硅化：以石英脈、細(xì)脈、網(wǎng)脈、硅化角礫巖等形式出現(xiàn)，伴有淺色的圍巖蝕變和金屬硫化物礦化。一般石英硫化物細(xì)脈發(fā)育地段，皆有銅、金礦化顯示，具有一定的找礦指示意義。

黃鐵礦化(褐鐵礦化)標(biāo)志：銅礦化較好部位，其地表一般發(fā)育鐵染現(xiàn)象(褐鐵礦)；而在礦體深部，黃銅礦往往與團(tuán)塊狀黃鐵礦共生[22]。

黃鐵礦化又分為線型標(biāo)志與面型標(biāo)志：線型標(biāo)志中礦化受構(gòu)造裂隙控制，通常與巖脈及其他礦脈共生，規(guī)模小，程度不均勻，部分伴生元素較多；面型標(biāo)志礦化范圍大而均勻，伴生元素簡(jiǎn)單。

此類黃鐵礦化標(biāo)志，對(duì)該區(qū)金礦找礦方向研究也具有一定指導(dǎo)意義。

4 結(jié)論

(1)王家莊銅礦規(guī)模為中偏小型，由若干個(gè)大小不等的銅礦體組成，17號(hào)礦床是王家莊銅礦中最大的工業(yè)礦體。礦體賦存于王家莊巖體中部的石英閃長(zhǎng)巖中，蝕變主要以鉀硅化為主，蝕變范圍廣，礦石大，成礦作用多期次明顯。

(2)碑樓銅礦礦體賦存于絹英巖化閃長(zhǎng)玢巖中，礦化呈細(xì)粒浸染狀和細(xì)脈狀分布，Ⅴ礦體為主要礦體，礦化主要有絹英巖化、鉀化、綠泥石化，銅礦化與巖石蝕變程度呈正相關(guān)。

(3)王家莊與碑樓銅礦位于鄒平火山—侵入雜巖體的內(nèi)成礦帶上，形成于巖漿活動(dòng)晚期，礦床類型主要為斑巖型銅礦，屬高中溫?zé)嵋旱V床。通過(guò)對(duì)比國(guó)內(nèi)不同斑巖型銅礦巖石化學(xué)特征，認(rèn)為礦床圍巖王家莊巖體與碑樓巖體具有形成斑巖銅礦的潛力。