王家庄铜锌矿床
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发布时间：2022-05-18 04:22
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时间：2023-08-19 00:29
王家庄铜锌矿床大地构造位置上处于胶北隆起区东部，吴阳泉断裂带南侧，北东临邢家山斑岩-矽卡岩型钼钨矿床、西侧为隆口微细浸染型金矿床。
3.3.2.1 矿区地质
（1）矿区地层
出露古元古代粉子山群之张格庄组三段、巨屯组和岗嵛组，岩性主要为石墨大理岩、透闪大理岩、云母片岩、透闪片岩、变粒岩等。其中，与成矿有关的主要为巨屯组二段石墨大理岩夹云母片岩、变粒岩，岗嵛组一段云母片岩夹透闪大理岩或大理岩（图3.53）。
图3.53 王家庄矿区地质简图
（据山东省第三地质矿产勘查院，2012改编）
1—第四系亚黏土及亚砂土；2—粉子山群岗嵛组第二段云母片岩；3—粉子山群岗嵛组第一段云母片岩夹透闪大理岩、透闪片岩；4—粉子山群巨屯组第二段石墨大理岩夹变粒岩、黑云片岩；5—粉子山群巨屯组第一段云母片岩、变粒岩、石墨片岩夹硅化石墨大理岩；6—粉子山群张格庄组第三段白云质大理岩、透闪大理岩含燧石条带大理岩夹黑云片岩；7—中生代早白垩纪花岗闪长斑岩；8—中生代早白垩纪石英闪长玢岩；9—闪长岩脉；10—铜锌矿化带；11—铜矿脉；12—线状背斜；13—线状向斜；14—压性断裂及倾角；15—压扭性断裂及倾角；16—张性断裂及倾角；17—张扭性断裂及倾角；18—扭性断裂及倾角；19—实测性质不明断层；20—推测性质不明断层；21—断层破碎带；22—地质界线；23—断裂编号
（2）矿区构造
褶皱构造发育轴向近EW向的车家向斜和厚滋沟背斜，翼部为铜矿体的主要赋存空间，褶皱的转折端及层间构造，对矿化定位起着重要控制作用。主要韧性剪切带呈弧形，并在较刚性的不纯质大理岩和较塑性的二云片岩之间，以及岩性变化强烈的地段，形成剪切空间，为成矿物质的运移、沉淀富集成矿提供良好的通道和储存空间。近EW向吴阳泉深断裂（图3.53）深切地壳，倾向205°，倾角45°～58°，主断裂呈舒缓波状、不规则状，具长期多次活动的特征，为区内的主要控岩控矿构造；其他断裂为其次级断裂，对成矿作用影响不大。
（3）矿区岩浆岩
主要为沿NE向断裂和层间构造发育的脉状、岩枝状燕山晚期闪长岩、石英闪长玢岩等。其中，前者为成矿前期侵入岩，后者为成矿期脉岩，二者均与成矿关系密切相关。闪长（玢）岩Cu含量大于100×10-6，Zn含量约150×10-6，明显高于同类岩体。
3.3.2.2 矿床特征
（1）矿体特征
全区共圈定矿体226个，其中工业矿体40个，其中一矿段出露地表，二矿段多为隐伏矿体。矿体严格受褶皱转折端、层间剥离裂隙、层间破碎带等控制（图3.54），产状与地层平行或斜切地层；呈似层状、透镜状在矿化层中断续出现，常见分支复合、膨胀收缩现象。矿体总体走向NW，倾向NE—N，倾角一般20°～40°，极个别地段倾角45°～60°；长、宽几十至几百米，最长大于115m，最宽490m；矿体厚度一般1～5m，最厚＞30m。一般来说，下部产在巨屯组的矿体形态和延伸稳定，以层状、似层状为主；而上部岗嵛组中的矿体稳定性较差，多以大小不等的透镜状为主，规模相对较小，分支复合现象常见。
图3.54 王家庄铜矿二矿段矿体分布图
（2）矿石特征
矿石主要为硅化石墨大理岩型、透闪大理岩（透闪岩）型和蚀变闪长岩型（图版Ⅸ-1），占90%以上；少量为云母大理岩型、云母片岩型、变粒岩型、石英脉型、伟晶岩型及蚀变闪长岩型等。矿石中金属矿物主要有黄铜矿、铁闪锌矿、黄铁矿，少量磁黄铁矿、白铁矿，偶见方铅矿、毒砂、辉钼矿，氧化带见孔雀石、土状沥青铜矿、褐铁矿、辉铜矿等；非金属矿物主要为石英、方解石、绢云母、黑云母、斜长石、透闪石、石墨等。矿石结构包括自形—他形晶粒状结构、包含结构、乳滴状结构、交代结构和压碎结构，主要呈块状、细脉浸染状、星点浸染状、条带状和角砾状等构造（图版Ⅸ-2～图版Ⅸ-6）。矿石中主要成矿元素为铜和锌，其中铜品位多在0.3×10-2～1.3×10-2之间，最高达14.07×10-2；锌品位多在0.3×10-2～1.5×10-2之间，最高达17.43×10-2；伴生元素金、银、镉、硒和碲等。
（3）围岩及围岩蚀变
矿体围岩主要为巨屯组和岗嵛组之石墨大理岩、透闪大理岩及闪长岩等；围岩蚀变主要有硅化、绢云母化、钾化、碳酸盐化、绿泥石化、黄铁矿化、黄铜矿化等，其中以硅化、绢云母化与矿化关系较为密切。
（4）成矿期次及矿物生成顺序
根据对矿石镜下鉴定结果，结合矿物组合特点、结构构造特征，将本区成矿作用划分为热液成矿期和表生氧化期两期，其中前者分为三个阶段：①石英-黄铁矿阶段：热液早期活动，与围岩发生强烈交代，尤其在碳酸盐岩、构造带等位置形成强烈硅化，同时伴随少量钾化、绢云母化等蚀变，此阶段黄铁矿颗粒大，一般被较晚形成的黄铜矿、闪锌矿所交代。②石英-多金属硫化物阶段：为多金属硫化物矿化阶段，生成大量的黄铜矿、闪锌矿、磁黄铁矿、黄铁矿等，早期多见晶粒状黄铜矿与黄铁矿、闪锌矿、磁黄铁矿、方铅矿共生呈浸染状分布，晚期呈不规则的单矿物个体和细脉沿早期生成的脉石矿物及黄铁矿、闪锌矿的裂隙充填交代，或呈滴状分布于闪锌矿中，少量与磁黄铁矿连生；此阶段硅化、绢云母化作用较强，碳酸盐化主要以白云石、方解石细脉形式发育。③石英-碳酸盐阶段：成矿晚期，主要沿断裂破碎带发育石英碳酸盐细脉，成矿作用基本结束。
3.3.2.3 包裹体特征
本次研究主要针对矿石石英中的流体包裹体进行了岩相学研究和显微测温研究（数据表略），结果表明包裹体类型主要为气液两相包裹体，该类型包裹体在室温下由水溶液相（
）及气泡（
）两相组成，包裹体多呈圆形、椭圆形、长条状及不规则状，包裹体大小为4～20μm，大多在4～8μm之间，气液比为10%～40%，大多在10%～20%之间（图版〓-1～图版〓-6）。
（1）均一温度和盐度
本次研究共获得11组石英包裹体测温数据，石英中的气液两相包裹体在冷冻-升温过程中，测得包裹体的冰点温度（Ti）范围为-12.4～-6.9℃，根据Potter等（1978）成矿盐度公式：S（盐度）=1.76985Ti-0.042384
+0.00052778
（Ti为冰点温度），计算得出矿石石英流体包裹体的盐度（NaCleq）范围为10.37%～16.44%，峰值为10%～13%（图3.55a），平均值12.53%；包裹体的均一温度值在162.0～342.2℃之间（图3.55b）；根据盐水溶液包裹体温度-密度关系方程（Shep-herd et al.，1985）估算得出王家庄矿区石英流体包裹体的密度值范围为0.76～1.01g/cm3（图3.55c），平均0.93g/cm3，属于低密度流体。总的来看，王家庄矿区成矿流体为中低温、中等盐度、低密度流体。
图3.55 王家庄矿区包裹体均一温度、盐度、密度直方图
（2）成矿压力及深度的估算
根据包裹体显微测温结果，采用邵洁连（1990）经验公式计算出成矿流体压力范围为16.93～36.37MPa，平均值24.89MPa；利用孙丰月等（2000）提出的分段拟合Sibson（1994）断裂带流体压力和深度的关系进行估算，得出成矿深度范围为1.69～3.64km，平均为2.49km，成矿深度较浅。
3.3.2.4 矿床成因及成矿时代
（1）成矿特征
主要表现在，矿体形态受构造控制明显，矿体通常主要以充填方式产出于褶皱构造的轴部或翼部的层间剥离裂隙内和地层的局部褶曲处，在挠曲虚脱部位形成肥厚的铜矿体，或者呈脉状产出于构造破碎带内；成矿与中生代燕山晚期岩浆活动关系密切，矿区出露的闪长（玢）岩，铜等元素含量高，与铜矿体密切伴生，局部闪长岩本身发育铜矿化。
（2）物质及流体来源
本次采取了4件硫稳定同位素测试样品，样品为二矿段钻孔中的原生铜锌矿石，分别挑出单矿物黄铜矿、黄铁矿、闪锌矿，测定了硫同位素组成δ34S变化范围为+5.9‰～+6.6‰（表3.20），变化范围小，落入花岗岩范围，说明物质来源较深。同时，矿石矿物除黄铜矿、黄铁矿、磁黄铁矿等常见矿物外，还见有辉硒银矿、碲铅矿等，也暗示成矿物质来源的深源性。中生代燕山晚期岩浆的大规模侵入能为成矿带来大量的热动力条件和流体，同时大量的热驱动着地下水的循环，加入到成矿流体中参与成矿物质的运移、沉淀富集成矿过程，为成矿提供充足的动力和介质条件。
表3.20 王家庄铜锌矿床矿石硫化物中硫同位素组成表
（3）矿床成因及成矿模式
通过以上分析，认为，区内铜矿化主要为受构造（层间剥离裂隙、构造破碎带、节理等）控制的，与中生代燕山晚期王家庄花岗岩浆活动密切相关的中低温热液矿床。其形成过程为，中生代燕山晚期，伴随壳幔混熔型岩浆的脉动式侵入，携带大量成矿物质的岩浆热液沿区内断裂构造上涌，并驱动地下水循环加入，沿层间构造运移，最终随着周围物理、化学条件的变化发生沉淀富集成矿，并交代蚀变围岩，形成硅化、钾化、绢云母化等蚀变（图3.56）。
（4）成矿时代
本次研究，采取了与王家庄铜锌矿成矿密切相关、形成时间稍早的石英闪长玢岩，进行了锆石U-Pb法精确测年，结果表明该岩体成岩年龄为133.7±2.1Ma。故笔者认为本区铜锌成矿时代应与之相差不大，大约在135～125Ma范围，与邻区香夼铜铅锌矿成矿作用时代大致相当。
