劉曉通，毛光周*，王向軍，安鵬瑞，孟令強(qiáng)，宋立國，何鐵良

(1.山東科技大學(xué) 山東省沉積成礦作用與沉積礦產(chǎn)重點實驗室，山東 青島 266590； 2.山東省地質(zhì)科學(xué)研究院 國土資源部金礦成礦過程與資源利用重點實驗室/山東省金屬礦產(chǎn)成礦地質(zhì)過程與資源利用重點實驗室，山東 濟(jì)南 250013； 3.兗州煤業(yè)有限公司興隆莊煤礦，山東 濟(jì)寧 272100)

0 引 言

沂沭斷裂帶不僅是劃分魯東、魯西兩個地質(zhì)構(gòu)造單元的區(qū)域性斷裂，也是山東境內(nèi)規(guī)模最大的控礦導(dǎo)礦構(gòu)造[1-2]。在斷裂帶兩側(cè)，金屬礦床分布廣泛，以金礦床尤為明顯，形成了膠東和魯西兩個金礦化區(qū)[1,3-6]，其中膠東地區(qū)是中國最重要的金礦集中區(qū)，黃金資源儲量占全國的1/3以上，魯西地區(qū)的金礦雖然不如膠東地區(qū)分布廣泛，但也有平邑歸來莊特大型金礦存在[4,7-8]。而在沂沭斷裂帶中段僅發(fā)現(xiàn)了龍泉站、牛家小河、南小堯等小型金礦[7-9]，但隨著勘探程度的不斷加深，該地區(qū)也具有較好的金礦勘查和研究價值[10]。前人研究認(rèn)為，沂沭斷裂帶金礦成礦作用受多重因素的影響，富含金質(zhì)的基底礦源層、晉寧期韌性剪切作用以及燕山期大規(guī)?；鹕?巖漿活動是區(qū)內(nèi)金成礦的主導(dǎo)因素[11-12]。目前，對沂沭斷裂帶中段金礦成礦物質(zhì)來源有以下幾種認(rèn)識：①成礦物質(zhì)來源于深部巖漿[11-13]，在中生代構(gòu)造伸展背景下，軟流圈不斷上涌不僅為金成礦帶來了熱量，也攜帶成礦物質(zhì)沿斷裂向上侵入[11-12]；②成礦物質(zhì)來源于變質(zhì)基底巖系[14-16]，沂沭斷裂帶變質(zhì)基底巖系中Au豐度較高，變異系數(shù)大，可能是區(qū)內(nèi)金成礦的母巖[11]，但不同礦床礦源層存在一定的差別，龍泉站金礦的成礦物質(zhì)主要來自于沂水巖群和泰山巖群[14]，牛家小河金礦的成礦物質(zhì)來源于沂水巖群[15-16]。對成礦流體的研究也存在不同的認(rèn)識：①成礦流體主要為殼源流體，后期有大氣水的參與[12,14]；②成礦熱液來源于深部，以巖漿熱液為主，與中生代巖漿活動關(guān)系密切[17-18]，成礦過程受大氣水影響[11]；③變質(zhì)熱液參與了金礦化過程[15-16]，變質(zhì)熱液與早寒武紀(jì)變質(zhì)沉積作用有關(guān)[19]。對礦床類型的劃分主要有以下3種觀點：①蝕變巖型金礦[11,20]；②綠巖帶型金礦[17]；③前寒武紀(jì)熱液石英脈型金礦[19-20]。整體而言，與膠東及魯西金礦相比，沂沭斷裂帶內(nèi)金礦的研究程度較低，對成礦物質(zhì)與成礦流體來源等認(rèn)識較為薄弱、觀點不一，成礦規(guī)律的研究也不夠系統(tǒng)，這可能是制約本區(qū)金礦找礦突破的原因之一。南小堯金礦位于山東省沂水縣城以東的汞丹山隆起區(qū)[11]，礦石類型豐富，是研究沂沭斷裂帶中段金礦成礦作用較為理想的選擇。

在不同成礦環(huán)境中，元素的存在形式與演化規(guī)律也存在著差異[2,21]，因此，利用與成礦作用相關(guān)的元素組合和同位素特征可以有效示蹤成礦物質(zhì)與成礦流體的來源，以此來揭示礦床成因[2-4,21-22]。在礦床學(xué)研究中，主、微量元素特征是劃分礦床類型、恢復(fù)原巖類型、判別成礦條件等的基本參數(shù)[23-25]；同位素地球化學(xué)研究則是獲取成礦物質(zhì)與成礦流體特征、確定成礦時代的重要方法與手段[22,24-26]。近年來，LA-ICP-MS原位微區(qū)分析技術(shù)由于分析速度快、操作方便、分析精度高等優(yōu)點，在礦床成因研究中得到了廣泛應(yīng)用[27-30]，為礦床研究的精確化提供了一種非常重要的方法。本文以沂沭斷裂帶中段南小堯金礦的礦石以及黃鐵礦和方鉛礦為研究對象，分析礦石主、微量元素特征，硫化物原位微量元素和硫同位素特征，探討南小堯金礦的成礦作用，為沂沭斷裂帶中段金礦成礦機(jī)制的深入研究提供依據(jù)和基礎(chǔ)，并為該地區(qū)金礦勘探及深部預(yù)測工作提供理論支撐。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

1.1 區(qū)域成礦背景

沂沭斷裂帶是郯廬斷裂帶的山東段，由4條近平行的主干斷裂(昌邑—大店、安丘—莒縣、沂水—湯頭、鄌郚—葛溝)組成，具有“兩塹夾一壘”的構(gòu)造樣式[7,31-32]。南小堯金礦位于沂沭斷裂帶中段汞丹山隆起區(qū)之上，處于沂水—湯頭斷裂東側(cè)，位于山東省沂水縣城東7 km處[11,17](圖1)。

南小堯金礦中太古代沂水巖群和新太古代泰山巖群呈大小不等的包體出露于變質(zhì)變形侵入巖中。區(qū)內(nèi)巖漿巖分布廣泛，主要發(fā)育有太古宙及古元古代花崗巖，這些花崗巖呈多期多次侵入特點，總體上表現(xiàn)為片麻巖-花崗巖穹窿，中生代巖體規(guī)模小而零星，其脈巖較發(fā)育[11]。

構(gòu)造特征顯示脆性斷裂較為發(fā)育(圖1)。其主要斷裂有：①南小堯—前梭莊斷裂，走向近EW向，傾向南，傾角56°～70°，斷裂帶內(nèi)賦存金礦體，為主要的控礦導(dǎo)礦構(gòu)造[11,31]；②大堯—王家莊子斷裂，走向近NE向，傾向125°～140°，傾角56°～75°，在山東省沂水縣大堯村西南及水庫溢洪道至王家莊子地段具有金礦化現(xiàn)象[11]；③南小堯—院上斷裂，走向為NNE向，傾向NW，傾角60°～70°，切穿南小堯—前梭莊斷裂，其力學(xué)性質(zhì)為張扭性[11]。

1.2 礦床地質(zhì)特征

圖件引自文獻(xiàn)[18]圖2 南小堯金礦+30 m中段平面圖Fig.2 Geological Map at +30 m Level in Nanxiaoyao Gold Deposit

南小堯金礦床位于南小堯—前梭莊斷裂的西段，產(chǎn)于基底變質(zhì)變形花崗巖中,由兩條近EW向的礦化帶組成，Ⅰ號礦化帶位于礦床北部，Ⅱ號礦化帶位于南部，兩者相距55 m[18]。Ⅰ號礦化帶為含金綠泥石化糜棱巖帶，呈96°～276°展布，傾向SSW，傾角淺部較陡，向下則漸緩，受南小堯—前梭莊斷裂嚴(yán)格控制，賦存3層較大礦體[11](圖2)。Ⅱ號礦化帶為含金黃鐵礦化、硅化碎裂片麻巖帶，其走向與Ⅰ號礦化帶近平行，傾向南，傾角陡立，可達(dá)85°；該礦化帶賦存兩層礦體，其中上層礦體脈幅極窄，不足0.2 m，Au品位雖較高，但無法工業(yè)開采[18]。

圖3 黃鐵絹英巖化綠片巖鏡下照片F(xiàn)ig.3 Micrographic Photos of Greenschist with Beresitization

通過野外實地考察及對礦石樣品觀察發(fā)現(xiàn)，區(qū)內(nèi)共有3種礦石建造，分別為黃鐵絹英巖化綠片巖、黃鐵礦化綠泥石化糜棱巖和石英-硫化物脈。

(1)黃鐵絹英巖化綠片巖的礦石構(gòu)造主要有塊狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造。由于經(jīng)歷了不同的變質(zhì)作用，礦物自形程度低，具有溶蝕結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)等。蝕變礦物以綠泥石為主，局部有絹云母化、硅化、碳酸鹽化[圖3(a)、(b)]；礦石礦物以黃鐵礦為主，呈半自形—他形，粒徑較大(200～510 μm)，晶形以立方體為主，溶蝕結(jié)構(gòu)發(fā)育[圖3(a)、(c)、(d)]，局部可見脈狀黃銅礦[圖3(d)]，閃鋅礦呈他形分布在黃鐵礦內(nèi)部或裂隙間[圖3(c)]；脈石礦物以綠泥石為主，斜長石、石英次之，局部可見絹云母、殘留的角閃石[圖3(a)]以及碳酸鹽。

圖4 黃鐵礦化綠泥石化糜棱巖鏡下照片F(xiàn)ig.4 Micrographic Photos of Mylonite with Pyritization and Chloritization

(2)黃鐵礦化綠泥石化糜棱巖是區(qū)內(nèi)主要的礦石類型，礦石的主要構(gòu)造有塊狀構(gòu)造、細(xì)脈浸染狀構(gòu)造、眼球狀構(gòu)造等。礦石自形程度較低，具有溶蝕結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)等。不同礦物的排列具有一定的定向性[圖4(a)、(b)]，可見石英“眼球體”，綠泥石化、碳酸鹽化顯著[圖4(a)、(c)]；礦石礦物以黃鐵礦為主，黃鐵礦自形程度較高，晶形以立方體為主，五角十二面體晶形較少，礦物顆粒粒徑主要集中在100～400 μm之間，呈浸染狀、星點狀、細(xì)脈狀分布[圖4(b)、(d)]，局部被交代溶蝕；脈石礦物主要為綠泥石、石英、方解石，并含有少量斜長石，碳酸鹽脈體呈細(xì)脈狀或網(wǎng)格狀切穿礦石[圖4(a)、(c)]。

圖5 石英-硫化物脈鏡下照片F(xiàn)ig.5 Micrographic Photos of Quartz-sulfide Vein

(3)石英-硫化物脈的礦石主要為脈狀構(gòu)造，硅化、碳酸鹽化明顯；礦石中石英以微細(xì)粒—細(xì)粒他形結(jié)構(gòu)為主；礦石礦物為黃鐵礦、方鉛礦，黃鐵礦顆粒較小(50～260 μm)，自形程度較高，可見溶蝕結(jié)構(gòu)[圖5(a)、(b)]，方鉛礦有明顯的黑三角孔，呈他形[圖5(b)]；脈石礦物主要為石英、碳酸鹽[圖5(a)]。

根據(jù)脈體之間的穿插關(guān)系、礦石構(gòu)造以及礦物組合特征，南小堯金礦可劃分為4個階段：石英-黃鐵礦-綠泥石化階段、多金屬硫化物-絹云母化-綠泥石化階段、石英-多金屬硫化物階段、碳酸鹽化階段(表1)。該金礦礦石中碎裂或溶蝕的黃鐵礦是主要的載金礦物[11]。

表1 礦化階段與礦化特征Tab.1 Mineralization Stages and Their Characteristics

2 樣品采集與分析方法

樣品主要采于沂沭斷裂帶中段南小堯金礦礦坑，共計10件，分別為黃鐵絹英巖化綠片巖(簡稱“綠片巖礦石”)(樣品NXY-1)、黃鐵礦化綠泥石化糜棱巖(簡稱“糜棱巖礦石”)(樣品NXY-2、NXY-3、NXY-5～NXY-10)和石英-硫化物脈(簡稱“石英-硫化物礦石”)(樣品NXY-4)，分別對應(yīng)前3個成礦階段。

10件礦石樣品的主、微量元素分析均在西北大學(xué)大陸動力學(xué)國家重點實驗室完成。主量元素分析采用XRF法在RIX2100 XRF儀上完成，精度優(yōu)于5%，微量元素分析在ELAN6100DRC ICP-MS上完成。用標(biāo)樣BHVO-1、AGV-I和G-2做分析樣品元素含量的校正標(biāo)準(zhǔn)，工作流程及儀器操作方法詳見文獻(xiàn)[33]。礦石主量元素與微量元素分析結(jié)果分別見表2、3。

表2 礦石主量元素分析結(jié)果Tab.2 Analysis Results of Major Elements of Ores

注：w(·)為元素或化合物含量;wtotal為主量元素總含量。

黃鐵礦主、微量元素原位分析在中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所完成。所用儀器為LA-ICP-MS，其中激光剝蝕系統(tǒng)為GeolasPro，剝蝕孔徑分別為23、33 μm，脈沖頻率為10 Hz，等離子體質(zhì)譜儀為Agilent 7700X。儀器具體操作方法詳見文獻(xiàn)[34]，分析結(jié)果見表4。

黃鐵礦硫同位素原位分析測試在中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國家重點實驗室完成。所用儀器為LA-ICP-MS，其中激光剝蝕系統(tǒng)為Geolas2005，剝蝕孔徑為33 μm，脈沖頻率為8 Hz，等離子體質(zhì)譜儀為Agilent 7500a，標(biāo)樣為WS-1和WS-2。工作流程及儀器操作方法詳見文獻(xiàn)[35]，分析結(jié)果見表5。

3 元素地球化學(xué)特征

3.1 礦石主量元素特征

所有樣品的SiO2含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)為26.44%～74.68%。綠片巖礦石SiO2含量最低，為26.44%；糜棱巖礦石SiO2含量為42.45%～52.17%，平均值為47.22%；石英-硫化物礦石SiO2含量最高，為76.68%，這與其巖性關(guān)系密切。剔除SiO2含量小于43%的樣品[36]，多數(shù)礦石樣品的里特

表3 礦石微量元素分析結(jié)果Tab.3 Analysis Results of Trace Elements of Ores

注：wREE為稀土元素總含量；wLREE為輕稀土元素含量；wHREE為重稀土元素含量；w(·)N為元素含量球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化后的值。

表4 不同礦石的黃鐵礦主、微量元素分析結(jié)果Tab.4 Analysis Results of Major and Trace Elements of Pyrites from Different Ores

注：N(·)為元素的原子豐度；“—”表示低于檢測限。

表5 不同礦石的黃鐵礦硫同位素分析結(jié)果Tab.5 Analysis Results of Sulfur Isotope of Pyrites from Different Ores

曼指數(shù)高于3.3(圖6)，屬堿性巖，有利于Au的富集[37-38]。糜棱巖礦石與綠片巖礦石相比，除CaO、SiO2之外，其他主量元素含量差異不大，K2O、Na2O含量均較低，而MgO、TFe2O3等含量均較高，這可能與糜棱巖礦石中綠泥石含量較高有關(guān)；而綠片巖礦石CaO含量明顯高于其他樣品，這與礦石被多條方解石脈切穿有關(guān)；石英-硫化物礦石與糜棱巖礦石相比，除SiO2外，其他元素的含量均較低。

圖6 礦石里特曼指數(shù)分布Fig.6 Distribution of Rittmann Indexes of Ores

3.2 礦石微量、稀土元素特征

南小堯金礦礦石成礦元素(Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Pb)富集程度見圖7。糜棱巖礦石Cr、Co、Ni、Zn元素均相對富集，而Cu、Pb元素富集程度差異較大；綠片巖礦石(樣品NXY-1)成礦元素相對富集較弱，Cu、Pb元素相對貧化；石英-硫化物礦石(樣品NXY-4)除Pb富集程度高以外，其他成礦元素相對貧化，Pb異常富集可能是由方鉛礦所致。

南小堯金礦礦石大陸上地殼標(biāo)準(zhǔn)化不相容元素蛛網(wǎng)圖(圖8)顯示，3種礦石的蛛網(wǎng)圖存在差異。相比于大陸上地殼，綠片巖礦石富集Sr、Nb，虧損高場強(qiáng)元素Th、Hf、Ta；糜棱巖礦石整體上富集Nb、Ce、Sm、Tb，虧損Sr、Hf、Th；石英-硫化物礦石則富集Sm、Tb，虧損高場強(qiáng)元素Zr、Ta。礦石的Zr、Hf、Ta元素虧損越強(qiáng)烈，表明成巖時堿性越小[39-40]，這與主量元素分析結(jié)果一致，也說明成礦流體具有一定的氧化性[40]。

圖7 礦石成礦元素富集系數(shù)柱狀圖Fig.7 Histogram of Enrichment Factors of Ore Mineralization Elements

ws為樣品含量；wu為大陸上地殼含量；大陸上地殼含量引自文獻(xiàn)[16]圖8 礦石大陸上地殼標(biāo)準(zhǔn)化不相容元素蛛網(wǎng)圖Fig.8 UCC-normalized Incompatible Element Spider Diagram of Ores

wc為球粒隕石含量圖9 礦石球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分模式Fig.9 Chondrite-normalized REE Pattern of Ores

圖件引自文獻(xiàn)[14]圖10 礦石La/Yb-REE圖解Fig.10 La/Yb-REE Diagram of Ores

南小堯金礦礦石球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分模式(圖9)顯示，3種礦石輕稀土元素較為富集，配分模式為平緩右傾型。糜棱巖礦石稀土元素總含量為(142.52～221.81)×10-6，平均值為189.99×10-6，輕、重稀土元素含量之比(wLREE/wHREE)為5.38～7.85，平均值為6.24，輕、重稀土元素之間分餾較弱，w(La)N/w(Sm)N、w(Gb)N/w(Yb)N平均值分別為2.06、2.53，表明輕、重稀土元素內(nèi)部分餾均較弱；Eu異常為0.88～1.19，Ce異常為0.99～1.04，不同礦石之間存在微弱的差別，變化從弱負(fù)異常到弱正異常，表明成礦環(huán)境的性質(zhì)可能發(fā)生了變化[11]。綠片巖礦石稀土元素總含量較低，為127.33×10-6，輕、重稀土元素含量之比為6.07，表明輕、重稀土元素的分餾程度不大，w(La)N/w(Sm)N值為1.90，輕稀土元素之間存在著較弱的分餾，w(Gb)N/w(Yb)N值為2.65，表明重稀土元素分餾程度較弱，輕稀土元素內(nèi)部分餾較重稀土元素內(nèi)部分餾更強(qiáng)；Eu異常為1.59，為明顯的正異常，而Ce無明顯異常，表明成礦環(huán)境為弱氧化環(huán)境。石英-硫化物礦石稀土元素總含量最低，為51.77×10-6，輕、重稀土元素含量之比為8.26，輕、重稀土元素分餾較前兩種礦石更強(qiáng)，w(La)N/w(Sm)N值為2.50，w(Gb)N/w(Yb)N值為3.02，輕、重稀土元素內(nèi)部分餾程度均不高，重稀土元素分餾程度略大，Eu異常為1.61，顯示明顯正異常，Ce異常不明顯，表明成礦環(huán)境為弱氧化環(huán)境。

在La/Yb-REE圖解(圖10)中，所有樣品投點位置均落在沉積巖區(qū)，除樣品NXY-4外，其余樣品投點位置整體靠近玄武巖區(qū)，且樣品NXY-3投點位置位于沉積巖區(qū)與玄武巖區(qū)的相交區(qū)域，表明成礦物質(zhì)主要來源于沉積巖，可能混有太古宙偏堿性的中—基性火山巖[11,14]。

3.3 黃鐵礦主、微量元素特征

理論上，主量元素S和Fe原子比為2。由表4可知，南小堯金礦礦石中，黃鐵礦所有分析點S和Fe原子比均大于2，在2.09～2.23之間，表現(xiàn)為明顯的Fe虧損，表明黃鐵礦可能發(fā)生了類質(zhì)同象替代[41]。

黃鐵礦中的Fe常被Co和Ni以類質(zhì)同像替代，S常被As替代[42-43]。礦石中Co、Ni、As含量均比較低，糜棱巖礦石中黃鐵礦w(Co)/w(Ni)值為1.792和3.640，石英-硫化物礦石中黃鐵礦w(Co)/w(Ni)值為0.212和0.423，綠片巖礦石中黃鐵礦w(Co)/w(Ni)值較高，為1.340和1.893。在黃鐵礦Ni-Co圖解(圖11)中，糜棱巖礦石落在火山成因區(qū)的邊緣，而綠片巖礦石與石英-硫化物礦石均落在熱液成因區(qū)內(nèi)，表明糜棱巖礦石的形成與火山活動有關(guān)，而其他兩種礦石的形成與熱液活動有關(guān)。結(jié)合As-Co-Ni圖解(圖12)對成礦熱液類型進(jìn)行判別，綠片巖礦石和石英-硫化物礦石均落在火山與次火山熱液型區(qū)域，表現(xiàn)出貧As的熱液特征。所有礦石中黃鐵礦w(Au)/w(Ag)值均小于0.5，表明成礦時的溫度較高[42-43]；As含量極低，為(0～2.23)×10-6,也表明成礦溫度較高[43]。

圖件引自文獻(xiàn)[42]圖11 黃鐵礦Ni-Co圖解Fig.11 Ni-Co Diagram of Pyrites

圖件引自文獻(xiàn)[43]圖12 黃鐵礦As-Co-Ni圖解Fig.12 As-Co-Ni Diagram of Pyrites

3.4 黃鐵礦硫同位素特征

硫同位素示蹤可以反映成礦物質(zhì)的來源[42-43]。一般認(rèn)為，自然界中的硫主要有3種來源[44]：①地幔硫，δ34S值約為0‰，多在0‰±3‰；②海水硫，δ34S值約為20‰；③生物硫，δ34S值變化范圍較大，為-40‰～50‰。南小堯金礦黃鐵礦的δ34S值為-1.8‰～1.8‰，明顯屬于地幔硫的特征，表明成礦物質(zhì)來源于深部地幔。

4 討 論

4.1 成礦物質(zhì)與成礦流體特征

成礦物質(zhì)與成礦流體特征的判別對研究礦床成因具有重要意義。通過對礦石地球化學(xué)特征對比發(fā)現(xiàn)，南小堯金礦3種礦石的成礦物質(zhì)與成礦流體雖然具有一定的相似性，但也存在差異。3種礦石Co、Ni元素普遍存在并富集，暗示著這3種礦石的成礦熱液可能來源于深部[45]，黃鐵礦低w(Au)/w(Ag)值、貧As的特征表明成礦流體為高溫流體。3種礦石微量元素的變化存在著差異(圖8)，可能代表著3種不同的成礦階段。微量元素Sr、Nb對礦石成因具有較好的指示作用。糜棱巖礦石明顯虧損Sr，表明巖石受到了強(qiáng)烈的蝕變作用，綠片巖礦石則明顯富集Sr，表明成巖過程中蝕變較弱[27]；綠片巖礦石與糜棱巖礦石的Nb相對富集，而石英-硫化物礦石的Nb略虧損，結(jié)合地質(zhì)實際分析認(rèn)為，前兩種礦石的形成可能受到了偏基性的巖石影響[39]。3種礦石的球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分模式均為輕稀土元素富集，平緩右傾型，輕、重稀土元素之間分餾較弱。一般而言，深源物質(zhì)的稀土元素總含量較淺源物質(zhì)低[46-47]，糜棱巖礦石稀土元素總含量平均值為189.99×10-6，綠片巖礦石稀土元素總含量為127.33×10-6，石英-硫化物礦石稀土元素總含量最低，為51.77×10-6，三者的稀土元素總含量均介于上地殼與地幔之間，表明成礦作用可能受到了深部流體的影響[47-48]。礦石黃鐵礦硫同位素特征也顯示，硫化物中的S來源于深部地幔，這與李洪奎對沂沭斷裂帶中段金礦床的穩(wěn)定同位素研究結(jié)果[11]一致。糜棱巖礦石Eu異常介于弱正異常與弱負(fù)異常之間，這反映了成礦環(huán)境可能發(fā)生了變化[47-48]；綠片巖礦石和石英-硫化物礦石Eu為正異常，表明成礦環(huán)境可能為弱氧化環(huán)境，推測可能有大氣降水混入[11,49]，這也表明成礦流體可能經(jīng)歷了相對富斜長石源區(qū)的水巖作用[49-50]；在研究區(qū)內(nèi)中生代燕山期閃長巖的Au含量最高，是同期其他類型巖漿巖的7～14倍[11]，在金礦床鉆孔中可見燕山期閃長巖產(chǎn)出[11]，據(jù)此推測成礦流體與閃長巖發(fā)生過物質(zhì)成分的交換，同時大氣降水混入使得成礦流體出現(xiàn)Eu正異常，成礦流體萃取了Au并運移，使Au在控礦構(gòu)造內(nèi)富集，因此，燕山期閃長巖可能是南小堯金礦的Au來源之一。在沂沭斷裂帶中段，泰山巖群、沂水巖群、燕山期巖漿巖的Au平均含量、變異系數(shù)以及標(biāo)準(zhǔn)離差均較大，是沂沭斷裂帶內(nèi)金礦的主要礦源層[11,14-16]，南小堯金礦礦石的稀土元素特征與區(qū)內(nèi)沂水巖群相比差異較大(表6)，因此，排除其作為南小堯金礦母巖的可能性。La/Yb-REE圖解(圖10)表明，3種礦石的成巖物質(zhì)均來源于沉積巖，除石英-硫化物礦石外，其他樣品均可能混入了偏堿性的基性火山巖，結(jié)合區(qū)內(nèi)基礎(chǔ)地質(zhì)資料推斷，太古宙泰山巖群和偏堿性的中—基性火山巖可能為礦石的形成提供了物質(zhì)來源[11]。黃鐵礦Ni-Co圖解(圖11)和As-Co-Ni圖解(圖12)顯示，糜棱巖礦石與另外兩種礦石在成因上存在一定區(qū)別，但均與火山活動有關(guān)，其中綠片巖礦石與石英-硫化物礦石的成礦熱液為火山與次火山熱液，這可能與燕山期巖體的火山巖期和次火山巖期有關(guān)[11]。

綜上所述，3個成礦階段的成礦流體均來源于深部，從早至晚，由弱還原性逐漸過渡為弱氧化性，可能與后期大氣降水混入有關(guān)，后兩個階段(即綠片巖礦石和石英-硫化物礦石)的成礦流體為火山和次火山熱液，流體溫度較高。3個階段礦石的成礦物質(zhì)可能均有來自于沉積巖與偏基性火山巖的成分，成礦物質(zhì)主要來源于深部，表現(xiàn)為地幔物源的特征，后兩個階段成礦物質(zhì)可能有燕山期閃長巖的貢獻(xiàn)。

表6 礦石與沂水巖群稀土元素特征Tab.6 REE Characteristics of Ores and Yishui Group

注：糜棱巖礦石數(shù)據(jù)為平均值。

4.2 構(gòu)造條件

區(qū)域性剪切帶對金礦床的分布具有重要的控制作用，且金礦床往往分布在其派生的次級斷裂中[24,50]。通常，剪切帶脆性程度較高，易于形成脈狀礦體，而韌性程度較高易于形成浸染狀礦體[24]。此外，在脈體兩側(cè)，蝕變帶的蝕變程度向外圍由強(qiáng)變?nèi)跻部砂l(fā)育浸染狀礦體，即同一熱液體系在不同構(gòu)造條件下的不同礦化形式[51]。南小堯金礦位于沂水—湯頭斷裂面下盤的次級斷裂南小堯—前梭莊斷裂內(nèi)，具有兩種類型的礦體：一種是浸染狀礦體；另一種為脈狀礦體。早期浸染狀礦體形成于韌性剪切帶的構(gòu)造環(huán)境中[11,50]，而晚期浸染狀礦體與脈狀礦體可能屬于同一熱液體系，脆性斷裂是其主要的控礦構(gòu)造，形成時代相差不大，因此，南小堯金礦控礦構(gòu)造為疊加在區(qū)域性韌性剪切帶中的脆性斷裂。這種韌-脆性斷裂既滿足成礦所需的溫度壓力條件和較為封閉的體系，又?jǐn)U大了成礦的空間[52-53]，對金礦的形成極為有利。

4.3 成礦機(jī)制

成礦早期，來自于深部的成礦熱液沿深大斷裂不斷上涌噴發(fā)，沿泰山巖群和中—基性火山巖建造的片理充填成礦并發(fā)生蝕變，形成早期浸染狀的礦石。隨著沂沭斷裂帶活動的加強(qiáng)，容礦空間進(jìn)一步擴(kuò)大，燕山期巖漿巖侵入，火山活動劇烈，不僅為金礦化提供了熱源，同時火山和次火山熱液攜帶大量的成礦物質(zhì)向上侵入。由于裂隙較早期更為發(fā)育，大氣降水不斷注入，成礦流體的溫度與壓力降低，流體性質(zhì)也逐漸發(fā)生了變化，加速了流體相中Au的沉淀并使Au在構(gòu)造破碎帶中富集成礦，形成了交代成因的浸染狀礦石和沿裂隙充填的含金方鉛礦-黃鐵礦-石英脈。

5 結(jié) 語

(1)山東沂沭斷裂帶中段南小堯金礦的成礦階段可劃分為4個階段，分別為石英-黃鐵礦-綠泥石化階段、多金屬硫化物-絹云母化-綠泥石化階段、石英-多金屬硫化物階段、碳酸鹽化階段。

(2)綠片巖礦石、糜棱巖礦石、石英-硫化物礦石的礦化形式存在差異。Sr元素特征表明，糜棱巖礦石遭受了較為強(qiáng)烈的蝕變，而其他礦石蝕變程度較低；Nb元素特征表明，糜棱巖礦石與綠片巖礦石中可能混有基性巖漿巖；南小堯金礦礦石中Ni元素整體富集，暗示成礦熱液來自于深部地幔。

(3)糜棱巖礦石Eu介于弱正異常與弱負(fù)異常之間，反映了成礦流體性質(zhì)可能發(fā)生了變化，綠片巖礦石與石英-硫化物礦石的Eu均為正異常，暗示著成礦流體流經(jīng)富斜長石源區(qū)和大氣降水的注入，含Au較高的閃長巖可能為其提供成礦物質(zhì)；3種礦石的稀土元素特征與沂水巖群相差較大，排除了其作為礦源層的可能性。

(4)黃鐵礦硫同位素特征顯示，南小堯金礦的成礦物質(zhì)主要來源于地幔；黃鐵礦微量元素特征表明各成礦階段與火山-巖漿活動關(guān)系密切，成礦流體來源于深部，且溫度較高，其中綠片巖礦石和石英-硫化物礦石的形成與燕山期火山和次火山熱液活動有關(guān)。

(5)目前，南小堯金礦的研究依然較為薄弱，對成礦流體與成礦物質(zhì)的來源特征認(rèn)識仍然不足，如礦體下部閃長巖是否為其礦源層還有待進(jìn)一步論證，成礦時代缺少直接的限定，因此，將來可以采用載金礦物(如黃鐵礦)的地球化學(xué)研究來獲得更為準(zhǔn)確的成礦信息。

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