王珊珊，霍光，姜帆，楊立新

(山東省第六地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東 威海 264209)

0 引言

威海地區(qū)位于膠東半島的東部，大別山-蘇魯造山帶的東端。以南北向米山斷裂為界，其西部以產(chǎn)金為主，而東部地區(qū)是有色金屬礦的主要分布區(qū)。目前東部地區(qū)已發(fā)現(xiàn)的有色金屬礦床(點(diǎn))有50多處，其中大鄧格礦床為近年來發(fā)現(xiàn)的首個(gè)金銀銅鉛鋅共生多金屬礦床。盡管該區(qū)有色金屬礦種較多，但整體勘查和研究程度均較低。

該文選取米山斷裂以東地區(qū)的6個(gè)典型礦床——大鄧格多金屬礦床、夼北銅礦床、冷家鉬礦床、范家埠金礦床、產(chǎn)里鉛鋅礦床和同家莊銀礦床進(jìn)行研究，綜合分析了其成礦物質(zhì)來源、成礦時(shí)代和空間分布規(guī)律、成礦環(huán)境和機(jī)理，以及威海東部地區(qū)多金屬礦成礦規(guī)律，揭示了不同礦種在成礦物質(zhì)來源、時(shí)間、空間和成因上的密切聯(lián)系,認(rèn)為它們均與中生代燕山晚期中酸性巖漿活動(dòng)密切相關(guān)。根據(jù)我國學(xué)者提出的成礦系列分類體系[1-5]，該文對威海地區(qū)金及有色金屬成礦規(guī)律總結(jié)的基礎(chǔ)上，建立礦床成礦系列，以期深化區(qū)域成礦規(guī)律認(rèn)識，指導(dǎo)該區(qū)的有色金屬礦找礦。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

威海地區(qū)位于膠東半島東部，大地構(gòu)造位置處于大別山-蘇魯造山帶東端(圖1)[6]。區(qū)內(nèi)地層主要有古元古代荊山群、中生代白堊紀(jì)萊陽群和青山群，以及新生代第四系；區(qū)內(nèi)巖漿巖廣布，以新元古代花崗質(zhì)片麻巖和中生代燕山晚期花崗巖為主，其中與金及有色金屬礦成礦關(guān)系密切的是燕山晚期偉德山序列花崗巖[7]。

研究區(qū)經(jīng)歷過多期構(gòu)造變形，構(gòu)造型式表現(xiàn)為褶皺、韌性剪切帶和脆性斷裂。NNE向、近SN向、NW向、近EW向斷裂與金礦及有色金屬礦關(guān)系密切。其中近SN向米山斷裂對膠東東部的成巖、成礦具有重要影響，其西部以產(chǎn)金為主，而東部地區(qū)是有色金屬礦的主要分布區(qū)。區(qū)域布格重力異常顯示，斷裂兩側(cè)均有閉合的異常，西側(cè)重力低，東側(cè)重力高，為2個(gè)局部異常的分界線。該次研究范圍為米山斷裂以東地區(qū)。

2 控礦地質(zhì)條件

通過對威海地區(qū)6個(gè)典型礦床——冷家鉬礦床、同家莊銀礦床、夼北銅礦床、大鄧格金及多金屬礦床、產(chǎn)里鉛鋅礦床和范家埠金礦床的地質(zhì)特征對比分析(表1、圖2)，認(rèn)為雖然各礦床的礦種不同，圍巖條件有差異，但礦區(qū)內(nèi)與成礦有關(guān)的地層、巖漿巖和斷裂構(gòu)造是一致的。

KqB—中生代白堊紀(jì)安山巖；Pt1jL—古元古代荊山群；新元古代花崗質(zhì)片麻巖；新元古代花崗閃長巖；δομ—石英閃長玢巖；δμ—閃長玢巖；γπ—花崗斑巖；ξπ—二長斑巖偉德山巖體：1—崮莊單元；2—洛西頭單元；3—大水泊單元；4—不落耩單元；5—崖西單元；6—虎頭石單元；7—巖性/地層界線；8—斷層及產(chǎn)狀；9—偉德山巖體出露外界線圖2 威海偉德山地區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)簡圖[7]

表1 典型礦床地質(zhì)特征對比

2.1 控礦地層

古元古代荊山群原巖是一套淺海相沉積的泥質(zhì)巖、碎屑巖、碳酸鹽巖及鈣鎂硅酸鹽巖[8]，其在各礦床(點(diǎn))均有分布。荊山群的成礦元素(金、銀、銅、鉛、鋅、鉬)背景值較高，可提供成礦物質(zhì)來源。在荊山群與偉德山巖體的接觸帶上可形成矽卡巖型礦床，如夼北銅礦床，即賦存于偉德山序列輝石二長閃長巖與荊山群大理巖接觸交代形成的矽卡巖中。

2.2 控礦巖漿巖

區(qū)內(nèi)與金及多金屬成礦密切相關(guān)的巖漿巖是中生代燕山晚期偉德山序列和新元古代榮成序列，以前者為主，其自早至晚由閃長巖-二長閃長巖-石英二長巖-花崗閃長巖-二長花崗巖組成,是一套中性、中酸性和酸性侵入巖組合，構(gòu)成偉德山巖體。巖體的出露形態(tài)呈面向西的馬頭狀,即以冷家東部為中心，偉德山巖體巖漿活動(dòng)由SE向NW向侵入。圍繞偉德山巖體有鉬-銅-鉛鋅有色金屬礦化組合[9]，同家莊銀礦床、冷家鉬礦床和夼北銅礦床等均是與偉德山巖漿熱液活動(dòng)有關(guān)的礦床[10]。表明偉德山期巖漿活動(dòng)與區(qū)內(nèi)(金)銀銅鉛鋅鉬有色金屬礦化具有成因聯(lián)系，可能為成礦作用提供了熱源和物源。

對偉德山序列花崗巖樣品進(jìn)行了主元素化學(xué)成分分析(表2)，在TAS圖上(圖3a)，投影區(qū)主要位于Irvine分界線下的亞堿性巖石系列區(qū)域內(nèi)，投點(diǎn)于二長巖-閃長巖和花崗巖區(qū)；在K2O-Na2O圖解(圖3b)中，集中投點(diǎn)于鉀玄巖區(qū)；按K2O-SiO2的含量對樣品可以進(jìn)行進(jìn)一步巖石類型劃分，屬于高

表2 典型礦床偉德山花崗巖主元素分析結(jié)果 (%)

鉀鈣堿性系列和橄欖安粗巖系列(圖3c)；在A/CNK-A/NK圖解(圖3d)中，花崗巖多投點(diǎn)在準(zhǔn)鋁質(zhì)巖石區(qū)。在I型、S型花崗巖ACF判別圖解(圖3e)中，投點(diǎn)于I型和S型花崗巖界限附近，據(jù)White & Chappell對花崗巖的ISMA分類方法，SiO2變化于56.98%～71.71%，A/CNK多數(shù)小于1.0，n/k(Na2O/K2O)比值為0.90～2.67(多數(shù)集中于1.0～1.5)，顯示了I型花崗巖特點(diǎn)。偉德山巖體中見有較多具有幔源特征的閃長質(zhì)包體，指示了偉德山花崗巖具有幔源和殼源混合成因特征。

2.3 控礦構(gòu)造

礦床均受中生代斷裂構(gòu)造控制，主要為近EW向、NE向和NW向斷裂構(gòu)造。這些斷裂既為深部成礦流體提供了上升通道，又為成礦作用提供了容礦空間，控制了區(qū)內(nèi)金及有色金屬礦床(點(diǎn))的分布。分布在偉德山巖體內(nèi)部的控礦斷裂多呈近EW向，而在外圍圍巖中則發(fā)育NE及NW向斷裂。

3 區(qū)域成礦規(guī)律

3.1 成礦物質(zhì)來源

前人[8,11-18]通過對典型礦床的微量元素和同位素的研究認(rèn)為：鉬及部分銀直接來自偉德山花崗巖；銅、鉛、鋅主要來自古老的變質(zhì)地層—荊山群、新元古代榮成序列和中生代偉德山序列；銀(金)等與幔源巖漿有關(guān)，可能來自偉德山花崗巖；金主要來自榮成序列和深部隱伏的與偉德山花崗巖有關(guān)的深部幔源巖漿有關(guān)。

3.2 礦床時(shí)空分布

3.2.1 成礦與成巖時(shí)間的連續(xù)性

對產(chǎn)于偉德山巖體內(nèi)部及邊部接觸帶的矽卡巖-斑巖型礦床來說，成礦與成巖時(shí)代基本一致。筆者等測得冷家斑巖型鉬礦床中輝鉬礦的成礦年齡為(113.6±1.6)Ma(表3)，與丁正江[9]、李杰[16]利用偉德山序列巖漿鋯石所測冷家鉬礦母巖成巖時(shí)代(113.4±1.8)Ma，(111.7±0.6)Ma一致；夼北銅礦床是典型矽卡巖型，筆者[11]測得其成礦母巖偉德山序列的成巖時(shí)代為(116.6±1.7)Ma，成礦時(shí)代應(yīng)與成巖時(shí)代相一致。

對產(chǎn)于偉德山巖體外圍及邊部的中—低溫巖漿熱液脈型礦床而言，早白堊世偉德山巖漿巖的廣泛侵入，為區(qū)域成礦提供了熱源，故偉德山序列的成巖時(shí)代與熱液礦床的成礦時(shí)代基本一致。大鄧格礦區(qū)、夼北礦區(qū)和同家莊礦區(qū)的偉德山序列巖體鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡在(116.04±0.95)～(111.7±0.6)Ma[11,19]，范家埠金礦區(qū)內(nèi)金礦脈旁側(cè)與偉德山序列同期侵入的中生代斜閃煌斑巖脈的角閃石40Ar/39Ar年齡值為(118.8±1.6)Ma和(117.5±1.5)Ma[12]，推斷偉德山外圍的金及有色金屬熱液礦床成礦時(shí)代應(yīng)略晚于偉德山序列成巖時(shí)代，但基本一致。

綜上，威海地區(qū)金及有色金屬礦床成礦時(shí)代與偉德山序列的侵入成巖時(shí)代相一致，為中生代白堊紀(jì)(110～120Ma左右)。

3.2.2 金及有色金屬礦床與偉德山序列空間分布的一致性

a—花崗巖和蝕變巖的TAS圖解；b—K2O-Na2O圖解；c—K2O-SiO2圖解；d—A/CNK-A/NK圖解；e—ACF圖解圖3 偉德山花崗巖主量元素地球化學(xué)圖解

表3 冷家鉬礦床輝鉬礦Re-Os同位素測年結(jié)果

在一定地質(zhì)歷史時(shí)期，相同的成礦地質(zhì)背景下，由于不同位置的具體成礦環(huán)境的差異使得在不同的成礦環(huán)境下往往形成不同成礦元素的富集成礦，從而形成不同種類的金屬礦床[13-14]。研究區(qū)內(nèi)不同有色金屬礦床的賦存位置與偉德山序列的產(chǎn)出在空間上具有一致性，礦床主要產(chǎn)在偉德山花崗巖體內(nèi)(冷家鉬礦、同家莊銀礦)或巖體邊緣接觸帶(夼北銅礦)、巖體外部(產(chǎn)里鉛鋅礦、大鄧格多金屬礦)及外圍一定距離內(nèi)(范家埠金礦)。斑巖型或矽卡巖型礦床產(chǎn)于偉德山巖體內(nèi)部和其與有利圍巖的接觸帶，主要是由于偉德山序列侵位晚期冷凝收縮形成了大量裂隙，為礦床成礦提供了有利空間；而熱液型多金屬礦大多產(chǎn)在偉德山花崗巖(或與偉德山花崗巖同期侵入的中生代脈巖)與地層或老巖體的外接觸帶附近的斷裂帶中，則是因?yàn)閭サ律叫蛄械那秩霝樯鲜龅V床的形成提供了物源和熱源，并活化萃取了圍巖中的成礦物質(zhì)，在適宜的構(gòu)造部位富集成礦。

除6個(gè)典型礦床外，研究區(qū)的榮成大李家鉬礦床產(chǎn)于燕山晚期花崗斑巖、石英斑巖內(nèi)(冷家式)，文登下臥龍金礦床產(chǎn)于偉德山序列中的巨斑狀角閃石英二長閃長巖中(同家莊式)，陳家埠銅礦產(chǎn)于偉德山序列邊部與荊山群大理巖和榮成序列的接觸帶上(夼北式)，榮成老橫山銀礦產(chǎn)于偉德山序列外圍的榮成序列中(大鄧格式)，榮成金角口鉛鋅礦產(chǎn)于偉德山花崗巖外圍的青山群中(產(chǎn)里式)，威海黃埠屯金礦產(chǎn)于偉德山花崗巖外圍有中生代中酸性脈巖侵入的榮成序列內(nèi)(范家埠式)。

由此可見，圍繞偉德山花崗巖體，在空間上隨著距離巖體由近至遠(yuǎn)，呈現(xiàn)出礦床類型由斑巖型-矽卡巖型向中低溫?zé)嵋盒妥兓V種由鉬銅向銀鉛鋅金變化的空間分布特征。構(gòu)成了多圍繞偉德山巖體的礦化分帶規(guī)律，即“內(nèi)部Mo-中邊部Cu-邊外部Pb、Zn-外圍Au(Ag)”。

區(qū)內(nèi)不同類型礦床的時(shí)空分布規(guī)律說明，各礦床在相同區(qū)域地質(zhì)成礦背景下，經(jīng)歷了統(tǒng)一的成礦作用過程，產(chǎn)出于不同的地質(zhì)部位和圍巖條件。

4 成礦系列和成礦模式

4.1 成礦系列

威海東部地區(qū)金及有色金屬礦成礦具有同源、同時(shí)，形成于不同物理化學(xué)條件、不同地質(zhì)位置的特點(diǎn)，根據(jù)上述該區(qū)區(qū)域成礦與偉德山序列的時(shí)空關(guān)系、不同礦床類型以及它們同受中生代燕山晚期巖漿侵入成礦體系控制的特征，可以確定研究區(qū)內(nèi)的礦床構(gòu)成了與中生代燕山晚期中酸性巖漿活動(dòng)有關(guān)的金及有色金屬成礦系列。這些礦床是在中生代燕山晚期，與一定的大地構(gòu)造環(huán)境相關(guān)聯(lián)，成因上都與偉德山序列的巖漿侵入活動(dòng)有關(guān)的，具有不同成礦地質(zhì)條件和控礦因素的一系列不同類型的礦床組合，根據(jù)礦床類型、產(chǎn)出位置、控礦構(gòu)造、礦體特征、礦物組成等特點(diǎn)，將威海地區(qū)成礦系列特征總結(jié)歸納于表4。

表4 威海地區(qū)與中生代燕山晚期中酸性巖漿活動(dòng)有關(guān)的金及有色金屬成礦系列

該成礦系列的成礦熱液系統(tǒng)為巖漿-大氣水熱液系統(tǒng)，該成礦系列總體可劃分為兩大類：一類是偉德山巖體內(nèi)或邊部成礦，其成礦物質(zhì)和流體主要來自于偉德山花崗巖漿本身，如斑巖型冷家鉬礦和同家莊銀礦，以及矽卡巖型夼北銅礦，其控礦構(gòu)造主要位于巖體內(nèi)部或與圍巖的接觸帶，以鉀化和矽卡巖化為主；另一類是偉德山巖體外圍成礦，成礦物質(zhì)和流體來自于巖體鄰近的圍巖以及偉德山花崗巖漿，同時(shí)花崗巖漿的侵入提供了萃取圍巖成分的熱源，如大鄧格多金屬礦、產(chǎn)里鉛鋅礦和范家埠金礦，偉德山巖漿熱液沿外圍構(gòu)造破碎帶或次級裂隙活化萃取圍巖(主要為榮成序列和前寒武系變質(zhì)巖系)中的金屬元素，使得圍巖發(fā)生熱液蝕變，以絹英巖化為主，在外圍構(gòu)造斷裂構(gòu)造內(nèi)形成中低溫?zé)嵋盒偷V床。

綜上，威海東部地區(qū)與中生代燕山晚期中酸性巖漿活動(dòng)有關(guān)的金及有色金屬成礦系列是各種礦床類型構(gòu)成的多位一體，既有聯(lián)系又有區(qū)別的同一成礦系列。

4.2 區(qū)域成礦模式

基于成礦系列的建立，可建成該區(qū)統(tǒng)一的成礦模式(圖4)。

①—冷家式；②—同家莊式；③—夼北式；④—大鄧格式；⑤—產(chǎn)里式；⑥—范家埠式圖4 威海東部地區(qū)鉬-銀-鉛鋅-金礦床成礦模式示意圖

中生代晚侏羅世-早白堊世是膠東東部大規(guī)模巖漿活動(dòng)期，殼幔混合源偉德山花崗巖漿活動(dòng)是成礦流體活動(dòng)的主導(dǎo)因素。巖漿階段，巖漿活動(dòng)分異的流體和幔源流體在不同的溫度壓力條件下發(fā)生運(yùn)移，其攜帶的金屬元素，在侵入巖體內(nèi)(邊)部適當(dāng)位置沉淀成礦，形成斑巖型-矽卡巖型(冷家式、同家莊式和夼北式)鉬礦、鉬鎢礦、銀礦、銅礦、鉛鋅礦等；熱液階段，隨著巖漿流體上涌，巖漿演化熱驅(qū)動(dòng)下，與外界形成對流開放系統(tǒng)，外界流體從較大尺度(幾千米至十余千米，如大氣降水、膠萊盆地中的沉積建造水)不斷加入、對流和遷移，并不斷萃取圍巖中的金屬元素，成礦物質(zhì)多源性逐漸增強(qiáng)，成礦多階段性明顯，進(jìn)而形成了巖漿期后中低溫?zé)嵋好}型、蝕變巖型(大鄧格式、產(chǎn)里式和范家埠式)多金屬及貴金屬礦。進(jìn)而整體形成了由偉德山巖體內(nèi)部經(jīng)過接觸帶至外圍圍巖依次出現(xiàn)鉬礦—銅礦、銀礦、鉛鋅礦、多金屬礦—金(銀)礦的礦床分布模式，6種典型礦床式為同一成礦模式下的不同位置的產(chǎn)物。

在礦床類型分布上，冷家式、同家莊式斑巖型礦床主要賦存于偉德山花崗巖體內(nèi)；夼北式矽卡巖型礦床主要分布在偉德山花崗巖與荊山群碳酸鹽巖接觸帶；大鄧格式、產(chǎn)里式及范家埠式礦床分布于偉德山外圍早期地質(zhì)體中的熱液礦脈內(nèi)。礦種分布上，呈現(xiàn)“內(nèi)部Mo-中邊部Cu-邊外部Pb，Zn-外圍Au(Ag)”的特征，即由內(nèi)部向外圍逐漸有色金屬礦減少，貴金屬礦增多[15]。

5 結(jié)論

中生代燕山晚期中國東部發(fā)生大規(guī)模地殼減薄的背景下，威海地區(qū)巖漿活動(dòng)頻繁，早白堊世偉德山花崗巖分布面積大、范圍廣，其產(chǎn)生的熱量造成了強(qiáng)烈的流體活動(dòng)及成礦物質(zhì)的大范圍活化、遷移、富集，不同元素選擇在不同的構(gòu)造有利部位成礦。由偉德山花崗巖內(nèi)部至外圍，形成了“內(nèi)部Mo-中邊部Cu-邊外部Pb、Zn-外圍Au(Ag)”的金屬礦分帶規(guī)律，構(gòu)成了與中生代燕山晚期中酸性巖漿活動(dòng)有關(guān)的金及有色金屬成礦系列。冷家式、同家莊式、夼北式、大鄧格式、產(chǎn)里式和范家埠式六種典型礦床式為同一成礦模式下的不同地質(zhì)位置的產(chǎn)物。