(1)地質基礎
根據基礎地質資料的分析研究，認為該區金礦的主要成礦期應為中生代白堊紀。依據是:①金礦床產於沂水-湯頭斷裂主破裂面下盤的糜棱巖化碎裂巖和花崗質碎裂巖中，碎裂巖的形成時代與沂水-湯頭斷裂中生代即白堊紀的強烈活動時間壹致。②金礦床的形成與中生代巖漿作用密切相關。龍泉站金礦床ZK101孔發現蝕變閃長巖，巖石類型與銅井巖體相似，為中生代巖漿作用的產物。本區金礦床的形成應在巖體形成之後。
(2)鉀-氬同位素年齡特征
在該區金礦化過程中，鉀長石是壹種重要的蝕變礦物，也是判斷礦化強度的重要指示礦物。本次研究對該區金礦床的成礦年齡進行了K-Ar同位素定年取樣，並選取了龍泉站金礦、南小窯金礦和牛家小河金礦的鉀長石礦物送至中國科學院礦產資源研究所同位素室，確定了該區金礦床的蝕變年齡。所用儀器:MM5400靜態真空質譜儀；試驗條件:當樣品在1500℃左右熔化時，加入準確定量的38Ar稀釋劑，測定混合稀釋後的(40Ar/38Ar)m和(38Ar/36Ar)m同位素比值，計算樣品的放射性來源，再根據樣品的K含量計算其年齡。原始測試數據見表5-22，測試結果見表5-23。結果表明，該區金礦床的形成時代應為中生代白堊紀。南小窯金礦床位於近東西向斷裂上，其時代與龍泉站金礦床有較大差異，可能暗示近東西向斷裂及其內的礦床形成較晚。
表5-22 K-Ar定年結果
表5-23成礦年齡結果
根據中國地質大學、山東省沂南金礦、山東省地礦局地質八隊1992“銅井金廠井田成礦規律及成礦預測”研究，沂南縣銅井地區次火山巖20塊全巖和單礦物K-Ar測年數據主要在110 ~ 126 Ma之間；另壹個Rb-Sr等時線年齡為113.4 Ma，也可以為該區金礦床的形成時間提供證據。
(3)單個鋯石微區的U-Pb年齡特征。
1)取樣、加工和制備。在沂南金礦、南小窯金礦和沂沭斷裂帶石埠巖體中采集了單顆粒鋯石微區U-Pb年齡樣品。南小窯金礦樣品采集於南小窯金礦30 m深處。礦石為黃鐵礦化矽化閃長巖碎裂巖。粒度較大的黃鐵礦1 ~ 2 mm集中在碎塊邊緣，粒度較小的黃鐵礦0.005~0.5 mm集中在碎塊中。沂南金礦樣品取自目前開采的金礦，為黃鐵礦化矽化閃長巖，石埠巖體為二長花崗巖。
礦石粉碎至40目後，進行粗洗，然後細洗後，對樣品進行強磁選、電磁分選和重液分選。在雙筒望遠鏡下從重礦物中挑選出10 g的單顆粒鋯石，經過磁選和密度分離、淘洗和提純後，將鋯石樣品和標準樣品用環氧樹脂固定在樣品靶上，並對樣品靶表面進行打磨和拋光，直至露出新鮮的鋯石切片。靶上的鋯石在鏡下用反射光和透射光拍照後(圖5-12，圖5-13)，進行CL分析。西北大學大陸動力學國家重點實驗室測定了單顆鋯石的U-Pb年齡。
圖5-12南小窯金礦NX03T-5鋯石透射光圖像
2)檢查測試條件和測試精度。采用美國西北大學大陸動力學國家重點實驗室的Agilent 7500 ICP-MS、德國Lambda Physik公司的ComPex102 ArF準分子激光器(工作物質ArF，波長193nm)和MicroLas公司的GeoLas 200M光學系統在線進行了單顆鋯石的LA-CPMS法U-Pb定年。激光束光斑直徑為30微米，激光剝蝕樣品深度為20 ~ 40 μ m，實驗中以he為被剝蝕物質的載氣，使用美國國家標準技術研究院研制的合成矽酸鹽玻璃標準參考物質NIST SRM 610對儀器進行優化。采樣方法為單點剝蝕，數據采集采用跳峰方式。在4 ~ 5個測點完成樣品測定後，壹次性加入標準樣品。NIST SRM 610前後測得兩次鋯石樣品，在15 ~ 20點進行分析。鋯石年齡采用國際標準鋯石91500作為外標物質，元素含量采用NIST SRM 610作為外標，29Si作為內標。測試條件和分析準確度符合相關質量要求。
圖5-13沂南銅井金礦YNG鋯石透射光圖像
3)分析方法。鋯石樣品靶的制備:首先將單顆鋯石礦物粘貼在雙面膠帶上，然後用無色透明的環氧樹脂[194]固定。環氧樹脂完全固化後，拋光至鋯石露出壹個平面，但不需要鍍金。樣品靶的大小可以根據激光燒蝕池的大小來確定，可以在同壹個樣品靶上粘貼多個鋯石樣品和標準鋯石樣品，以提高激光燒蝕池的空間利用率[208，209]。
鋯石U-Pb定年在帶有動態反應池的ICP-MS四極桿ICP-MS Elan6100DRC中進行。儀器可在標準模式和DRC模式下運行[209]。激光燒蝕系統為德國GeoLas 200M光學系統，具有以下優點:在樣品表面形成近乎完美的平頂點光束；可以為不同的點波束提供相同的能量密度；極難剝蝕的高透明物質，如應時、碳酸鹽、氟化物等，可以控制剝蝕[210]。激光束直徑可在4 ~ 120微米範圍內變化，單脈沖能量可達210 mJ，最高重復頻率為20 Hz，平均功率為4 W，經光學系統勻光聚焦後，能量密度大於28 J/cm2。當樣品或礦物容易被侵蝕時，可以通過降低激光高壓或調節衰減器來降低能量密度。
在實驗中，他被用作裸露物質的載氣。采用美國國家標準與技術研究院研制的合成矽酸鹽玻璃標準參考物質NlsTsRM610對儀器進行優化，使儀器達到最高靈敏度、最低氧化物產額、最低背景值和穩定信號。采樣方式為單點剝蝕，數據采集采用壹個質量峰[195]的跳峰法。
LA-CPMS鋯石定年的靈敏度和信號穩定性將直接影響最終同位素比值的誤差，因此儀器參數的優化將直接影響最終結果。利用深紫外激光易被樣品吸收、能量高的優點，經過儀器參數優化，在本研究40微米激光燒蝕光斑直徑條件下，238U的靈敏度壹般大於800 CPS/μg·g-1。然而，壹般鋯石樣品中238U的含量大於> 50 μg/g/g，因此238U的信號大於> 40000 cps。四極質譜在準確度和精密度上都能得到很好的結果[192]。
4)鋯石U-Pb同位素定年結果。南小窯金礦分離出的鋯石多為自生中長柱狀，對應的透射光圖像顯示鋯石發育帶狀結構(圖5-14，圖5-15)，屬於巖漿結晶鋯石，但普通鋯石發育深灰色邊緣形成核幔結構。本研究采用激光探針質譜(單顆鋯石LA-CPMS法)完成了30個鋯石的U-Pb同位素定年。測年數據的結果見表5-24，如圖5-16和圖5-17所示。95%的測年數據的平均值集中在(2435 65438+)。如圖5-18和圖5-19所示，鋯石測點集中在調和線上，對應的206Pb/238U表面年齡加權平均統計年齡為(2438 13)Ma和(2503 54)Ma，可以代表巖石的形成年齡。是該區大陸地殼增生和克拉通化的完成期，這壹構造-熱事件在該區非常強烈，這與該區基礎地質資料得到的證據是壹致的。而下交點(116 20) Ma和(99 7) Ma可能是晚期熱事件的重建年齡，代表了該區晚期強烈熱事件的歷史記錄，因為這壹年齡特征是白堊紀火山-巖漿活動最強烈時期和沂沭斷裂帶活動最強烈時期。
圖5-14南小窯金礦鋯石陰極發光圖像
圖5-15沂南銅井金礦鋯石陰極發光圖像
5)地質意義的討論。本次研究對南小窯金礦鋯石進行了U-Pb同位素年齡測定，結果表明其為古元古代形成的侵入巖，(2438 13)Ma基本代表了巖體的年齡，巖體的變質變形特征也表明其為古老巖體。但從區域成礦作用分析，金礦床的形成與中生代巖漿作用密切相關[211，212]。作者在研究該區金礦成礦時代時，用K-Ar法測定了龍泉站金礦、南小窯金礦和牛家小河金礦的鉀長石礦物。它們的年齡值分別為(141.92±2.06)Ma，(94.29±1.38)Ma和(95.92±1.40)Ma。該區金礦床應形成於早白堊世中晚期[265438]。另外，在沂南縣銅井地區測得的全巖和單礦物K-Ar定年數據20件，年齡值為110 ~ 126Ma，另壹組Rb-Sr等時線定年數據為113.4 Ma [6]。而本研究鋯石U-Pb同位素測年中下交點的年齡值為(116 20) Ma，可能代表了區域成礦的大致時限，與上述結果中的年齡基本壹致，與膠東金礦的研究結果[213]相似。
圖5-16樣品NX03中鋯石表面年齡譜
圖5-5-17 YNG鋯石表面年齡譜
表5-24南小窯(NX03)銅井(YNG1)金礦鋯石U-Pb同位素激光探針質譜定年結果
繼續的
繼續的
5.1.5.2成礦階段
根據蝕變礦物及其相互穿插的特征，本區金礦成礦作用大致可分為四個成礦階段:
A.應時-黃鐵礦階段:主要礦物為應時和黃鐵礦，為早期礦化，但礦化較弱。
B.應時-絹雲母-黃鐵礦階段:主要礦物有應時、絹雲母、黃鐵礦等。該階段糜棱巖碎裂巖普遍經歷黃鐵礦化和絹雲母化蝕變，導致黃鐵礦化和絹雲母化蝕變，但金礦化較弱。
圖5-18南小窯金礦(NX03)激光探針質譜鋯石U Pb同位素年齡調和圖
C.金-應時-多金屬硫化物階段:該階段生成的礦物成分復雜，主要為黃鐵礦和應時，其次為黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、銀金礦、自然金等。其中應時為圓形，不規則，多為塑流結構。黃鐵礦多呈自形-半自形粒狀、浸染狀，部分聚集成細脈；金礦物和多金屬硫化物大多沿黃鐵礦的裂隙或晶隙分布。
圖5-19激光探針質譜沂南金礦鋯石U-Pb同位素年齡調和圖
d碳酸鹽化階段:為礦化晚期階段，該階段形成的礦物主要為方解石脈和黃銅礦物，其中碳酸鹽礦物多產於細脈中，黃銅礦多為自生晶體，呈塊狀、脈狀產於方解石脈中。
5.1.5.3成礦模式
根據上述成礦作用和成礦物質來源分析，結合基礎地質礦產資料，對本區金礦成礦模式提出如下設想。
1)太古宙時期，來自地幔(或核)的富金中基性巖漿強烈噴發，形成了泰山群的初始礦源層，是壹套以中基性噴出巖為主的火山巖建造，具有綠巖帶性質。
2)太古宙-元古代發育多期區域變質作用，尤其是新太古代晚期的第壹幕變質作用，形成了壹條北東向展布的熱背斜(麻粒巖相帶)。在高能帶向低能帶遷移過程中，泰山群(礦源層)中的成礦物質不斷被提取，沿軸向面理和泰山群低壓膨脹空間被礦化充填，形成變質熱液型金礦床。晉寧期的碰撞造山和巖漿活動不僅產生了廣泛的韌性剪切變形，而且是該區金礦的初始背景。
3)燕山早期中生代，由於沂沭斷裂的強烈活動，區內形成了壹系列北東向斷裂構造，發生了大範圍的構造-巖漿熱事件，整個隆起區再次大規模活化。主要由中酸性成分組成的巖石汁液的上湧，對元古代二長花崗巖進行了廣泛的解釋和改造。中生代巖體跟隨活化的東西向基底構造侵位，導致該區熱事件達到高峰，足以活化和遷移礦源層和衍生礦源巖中的金。在巖漿演化過程中，揮發組分逐漸增多，金與揮發組分和堿(K、Na等元素)形成可溶性絡合物，進入流體相。在溫度、壓力等壹系列物理化學作用的影響下，含礦熱液總是從高能帶向低能帶遷移，在形成的NE向脆性斷裂和裂隙中沈澱富集，形成金礦床。當含礦熱液流經寬闊的構造破碎帶時，天水的加入加速了金的沈澱，在破碎帶中形成大型交代(蝕變巖型)金礦床；但當它充填在構造裂隙中時，就形成了壹個相對小而富的金礦(應時脈型)；矽卡巖型金礦(接觸交代型)形成於中酸性巖體與石灰巖的接觸部位。隨著時間的推移，含礦熱液表現出由巖漿水向大氣降水的漂移。
圖5-20沂沭斷裂帶金多金屬礦區成礦模式圖
4)燕山早期強烈活動後的短暫緩和，燕山晚期構造活動再度強烈，大規模火山噴發和巖漿侵入重新擡頭。但區內主要沿東西向和北東向斷裂交匯處形成小規模火山噴發和潛伏火山侵入，將深部金再次帶到淺部地殼，成礦物質沿已有斷裂遷移，進壹步與早期金礦床重疊，而在同壹熔巖漿-火山活動區形成獨立的金礦床。同時沿斷裂構造形成了銅、鉛、鋅等多金屬礦床，結束了沂沭斷裂帶內生金及多金屬礦床的成礦過程。圖5-20簡要顯示了成礦模式。