找礦突破戰略行動十年膠東金礦成礦理論與深部勘查進展宋明春1,楊立強2,3,範宏瑞4,于學峰3,丁正江1,張永文4,邱昆峰2,李傑5,張良2,王斌1,李世勇6
1 山東省地質礦産勘查開(kāi)發局第六地質大(dà)隊2 中(zhōng)國地質大(dà)學(北京)地質過程與礦産資(zī)源國家重點實驗室
3 山東省地質科學研究院
4 中(zhōng)國科學院地質與地球物(wù)理研究所礦産資(zī)源研究重點實驗室
5 河北地質大(dà)學地球科學學院
作者簡介:宋明春,博士,研究員(yuán),從事礦産勘查、區域地質調查和相關研究。導讀:
中(zhōng)共中(zhōng)央總書記、國家主席、中(zhōng)央軍委主席習近平10月2日給山東省地礦局第六地質大(dà)隊全體(tǐ)地質工(gōng)作者回信強調,礦産資(zī)源是經濟社會發展的重要物(wù)質基礎,礦産資(zī)源勘查開(kāi)發事關國計民生(shēng)和國家安全。
山東省地質礦産勘查開(kāi)發局第六地質大(dà)隊成立于1958年,1992年被國務院授予“功勳卓著無私奉獻的英雄地質隊”榮譽稱号。自成立以來,該隊在黃金等礦産資(zī)源勘查上勇于創新突破,累計查明金資(zī)源量2810餘噸,是全國找金最多的地質隊。近日,山東省地礦局第六地質大(dà)隊全體(tǐ)地質工(gōng)作者給習近平總書記寫信,彙報礦産勘查工(gōng)作取得的成績,表達了獻身地質事業、爲保障國家能源資(zī)源安全貢獻力量的決心。(來源:中(zhōng)國政府網,2022年10月4日)
新華社北京10月4日電
習近平給山東省地礦局第六地質大(dà)隊全體(tǐ)地質工(gōng)作者的回信
山東省地礦局第六地質大(dà)隊的同志(zhì)們:
你們好!來信收悉。建隊以來,你們一(yī)代代隊員(yuán)跋山涉水,風餐露宿,攻堅克難,取得了豐碩的找礦成果,展現了我(wǒ)國地質工(gōng)作者的使命擔當。
礦産資(zī)源是經濟社會發展的重要物(wù)質基礎,礦産資(zī)源勘查開(kāi)發事關國計民生(shēng)和國家安全。希望同志(zhì)們大(dà)力弘揚愛國奉獻、開(kāi)拓創新、艱苦奮鬥的優良傳統,積極踐行綠色發展理念,加大(dà)勘查力度,加強科技攻關,在新一(yī)輪找礦突破戰略行動中(zhōng)發揮更大(dà)作用,爲保障國家能源資(zī)源安全、爲全面建設社會主義現代化國家作出新貢獻,奮力書寫“英雄地質隊”新篇章。
習近平
2022年10月2日
★★★★★★★★★★
習近平回信給了全體(tǐ)地質工(gōng)作者極大(dà)的鼓勵,提出了新時代地質工(gōng)作目标任務:“大(dà)力弘揚愛國奉獻、開(kāi)拓創新、艱苦奮鬥的優良傳統,積極踐行綠色發展理念,加大(dà)勘查力度,加強科技攻關,在新一(yī)輪找礦突破戰略行動中(zhōng)發揮更大(dà)作用,爲保障國家能源資(zī)源安全、爲全面建設社會主義現代化國家作出新貢獻”。山東六隊爲我(wǒ)們做出了榜樣,累計查明金資(zī)源量2810餘噸,是全國找金最多的地質隊。山東六隊長期在膠東地區找礦,膠東是中(zhōng)國最大(dà)的金礦集區,六隊在這裏不斷取得找礦新突破。本文綜合評述了膠東地區近十年來金礦勘查和成礦理論研究新進展,内容極其豐富,有最新的礦床學研究方法,也有最近的學術觀點和大(dà)地構造認識,還有找礦方法總結,基礎資(zī)料也全面,對全國其它地區金礦等礦産勘查都具有重要參考價值。------内容提綱------
8.1 1000~2000m深度深部找礦重大(dà)突破-----------
膠東是中(zhōng)國最大(dà)的金礦集區,已探明金資(zī)源儲量5000餘噸,占全國總資(zī)源量的近1/3,是僅次于南(nán)非蘭德和烏茲别克斯坦穆龍套的世界第三大(dà)金礦集中(zhōng)區。2005年以前,找礦的深度限于500m以淺;2005年以來,找礦工(gōng)作轉向深部,主要在600-2000m深度範圍内取得深部找礦重大(dà)突破。尤其是2011年以來,根據原國土資(zī)源部部署實施的找礦突破戰略行動,在膠東地區開(kāi)展了大(dà)規模深部找礦工(gōng)作,完成了3個深度大(dà)于3000m的鑽孔,最深鑽孔深度達4006.17m,新增深部金資(zī)源量約2958t,新發現12個大(dà)型及以上金礦床,在海域發現并探明了金礦床,形成三山島、焦家、玲珑3個千噸級金礦田。與此同時,有關學者圍繞金成礦相關問題進行了廣泛的研究,建立完善了膠東金成礦系統,提出膠東金礦是與已知(zhī)類型不同的獨特金礦類型,并初步建立了其成礦模式,精确厘定了成礦年齡,揭示了金成礦關鍵要素,闡明了成礦的主導機制。深部找礦重大(dà)成果的取得也得益于找礦技術方法的不斷進步。深部階梯找礦方法、大(dà)探測深度地球物(wù)理方法、構造疊加暈地球化學方法、三維地質建模方法、深孔鑽探技術等在深部找礦中(zhōng)發揮了重要作用。膠東地區已成爲中(zhōng)國深部找礦的典型示範區,深部找礦及相關研究成果在國際上産生(shēng)了重要影響。本文系統梳理、總結找礦突破戰略行動10年來膠東金礦勘查研究取得的主要成果,期望進一(yī)步發揮膠東地區深部找礦的示範帶動作用,爲中(zhōng)國新提出的“戰略性礦産找礦行動”提供有益借鑒。爲了建立和完善更加客觀有效的金礦成礦模式和找礦模型,更好地指導深部資(zī)源勘查評價,在充分(fēn)肯定膠東金礦勘查和研究成果的同時,本文也提出了一(yī)些尚待進一(yī)步解決的問題。膠東地區地質體(tǐ)主要由早前寒武紀變質岩系、中(zhōng)生(shēng)代火(huǒ)山沉積岩系和侵入岩組成(圖1),按照與金礦床的時空關系将其劃分(fēn)爲賦礦地質體(tǐ)、成礦期和成礦後地質體(tǐ)。區内晚中(zhōng)生(shēng)代岩漿活動強烈,與金礦有關的侵入岩主要有侏羅紀玲珑型花崗岩、早白(bái)垩世早期郭家嶺型花崗岩、早白(bái)垩世中(zhōng)晚期偉德山型和崂山型花崗岩、早白(bái)垩世中(zhōng)基性和酸性脈岩。其中(zhōng),玲珑型和郭家嶺型花崗岩是賦礦侵入岩,而偉德山型和崂山型花崗岩不含礦,脈岩既有賦礦的又(yòu)有不含礦的。圖1 膠東地區區域地質及金礦床分(fēn)布圖
1—第四系;2—白(bái)垩系;3—古元古界和新元古界;4—含榴輝岩的新元古代花崗質片麻岩;5—太古宙花崗-綠岩帶;6—白(bái)垩紀崂山型花崗岩;7—白(bái)垩紀偉德山型花崗岩;8—白(bái)垩紀郭家嶺型花崗岩;9—侏羅紀花崗岩類;10—三疊紀花崗岩類;11—整合/不整合地質界線;12—斷層;13—以往探明的淺部金礦床位置(圖中(zhōng)金礦符号大(dà)小(xiǎo)依次代表資(zī)源儲量爲超大(dà)型金礦床、大(dà)型金礦床、中(zhōng)型金礦床和資(zī)源儲量小(xiǎo)型金礦床);14—新探明的深部金礦床位置(圖中(zhōng)金礦符号大(dà)小(xiǎo)含義同圖例13);15—蝕變岩型和網脈型金礦,石英脈型和硫化物(wù)石英脈型金礦,蝕變角礫岩型、蝕變礫岩型和層間滑脫拆離(lí)帶型金礦;ME1—膠西北成礦小(xiǎo)區;ME2—栖-蓬-福成礦小(xiǎo)區;ME3—牟-乳成礦小(xiǎo)區;F1—三山島斷裂;F2—焦家斷裂;F3—招平斷裂;F4—西林-陡崖斷裂;F5—金牛山斷裂
玲珑型花崗岩分(fēn)布于膠東金礦床集中(zhōng)區東部和西部,是膠東金礦的主要賦礦地質體(tǐ)。據統計,膠東約77%的金礦床賦存于玲珑型花崗岩中(zhōng),空間上,金礦主要圍繞膠北隆起西部的玲珑岩體(tǐ)和東部的昆嵛山-鵲山岩體(tǐ)分(fēn)布。花崗岩類的主要岩性爲具有不同結構、構造或特征礦物(wù)的二長花崗岩類,早期侵入體(tǐ)以片麻狀含石榴二長花崗岩爲主,晚期侵入體(tǐ)主要爲塊狀淡色二長花崗岩。岩石具有高Na2O+K2O、低MgO和過鋁質特征,屬鉀質花崗岩,高鉀鈣堿性岩系列。富集輕稀土元素(LREE)和大(dà)離(lí)子親石元素(LILE,Rb、Ba、U和Sr),虧損高場強元素(HFSE,Nb、Ta、P和Ti)。玲珑岩體(tǐ)的87Sr/86Sr、、εNd(t)、εHf(t)和Sr/Y值分(fēn)别爲0.711281~0.712418、-21.6~-19.4、-28.7~6.2、55.07~214.44,εHf(t)值投點于1.9Ga和2.5Ga地殼演化線。岩石的低εHf(t)值、高Sr/Y值及無明顯的負Eu異常類似于埃達克岩,與膠東新太古代TTG岩石相似。認爲岩漿形成于相對高壓環境,來源于華北增厚下(xià)地殼的部分(fēn)熔融。近年來,對玲珑型花崗岩進行了較多的LA-ICP-MS锆石U-Pb測年,測試結果如:玲珑岩體(tǐ)159±2Ma、159±1Ma、158.53±0.79Ma和157.9±Ma、163.2±9.3Ma,大(dà)磨曲家金礦床圍岩160±1Ma,望兒山金礦圍岩149.0±1.3Ma,謝家溝金礦圍岩160.5±1.3Ma,夏甸金礦圍岩159.5±0.9Ma,笏山金礦圍岩152.8±4.1Ma,唐家溝金礦圍岩157.57±0.82Ma,昆嵛山岩體(tǐ)155.8±Ma。可見,12個玲珑型花崗岩的年齡數據介于163.2-149.0Ma之間,應爲玲珑型花崗岩岩漿結晶的主要時期。所測樣品中(zhōng)均含有豐富的新太古代、古元古代、新元古代、早古生(shēng)代和三疊紀繼承锆石,指示陸殼物(wù)質來源于華北和揚子克拉通。綜合上述表明,玲珑型花崗岩是形成于晚侏羅世,與華北和揚子闆塊碰撞有關的陸殼重熔型花崗岩,物(wù)質來源以華北增厚下(xià)地殼的部分(fēn)熔融爲主,也有來源于蘇魯超高壓變質帶和揚子克拉通陸殼的物(wù)質。郭家嶺型花崗岩主要分(fēn)布于膠西北金礦床集中(zhōng)區,是膠東金礦的重要賦礦地質體(tǐ),約10%的金礦床賦存于郭家嶺型花崗岩中(zhōng)。由于這一(yī)類型花崗岩與膠東金礦的成礦時代接近,而且二者有較密切的空間分(fēn)布關系,受到地質工(gōng)作者的普遍關注。花崗岩類主要由二長閃長岩、石英二長岩、花崗閃長岩、二長花崗岩等組成,具似斑狀結構。岩石化學成分(fēn)具有偏鋁質特征,屬鈉質花崗岩,以高鉀鈣堿性岩系列爲主,個别樣品投點于橄榄安粗岩系列。岩石的CaO、TFe2O3、MgO、總堿質、Sr、Ba、LREE和LILE含量較高,虧損Cr、Ni和HFSE;岩石的87Sr/86Sr、εNd(t)、εHf(t)和Sr/Y值分(fēn)别爲0.710175~0.71172、-21.30~-11.17、-25.2~-13.9、114~378.32,εHf(t)值投點于2.5Ga和3.0Ga地殼演化線之間口。研究認爲,岩石的高Ba-Sr特征主要是由膠北變質基底岩石部分(fēn)熔融形成的,并有少量來源于幔源岩漿底侵的、新生(shēng)基性下(xià)地殼部分(fēn)熔融形成的中(zhōng)性岩漿的加入;與古太平洋闆塊向華北克拉通俯沖和軟流圈上湧有關;北截岩體(tǐ)和新城岩體(tǐ)的二階段虧損地幔模式年齡(TDM2)分(fēn)别爲2107~2425Ma和2310~2648Ma,與膠東變質基底岩系年齡一(yī)緻,指示其原始岩漿有部分(fēn)熔融的基底岩系參與,北截岩體(tǐ)206Pb/204Pb和208Pb/204Pb初始值分(fēn)别爲17.047~17.945和37.744~38.389,說明有大(dà)量的下(xià)地殼物(wù)質參與成岩;岩石的εNd(t)值與膠西北基性脈岩相似,說明岩漿具有幔源成分(fēn)。在北截岩體(tǐ)花崗岩和閃長質包體(tǐ)中(zhōng)發現3種特征的榍石,指示了多階段殼幔混合作用的曆史,殼源岩漿爲下(xià)地殼太古宙基底部分(fēn)熔融的長英質岩漿,幔源岩漿爲軟流圈上湧引起幔源基性岩漿底侵造成的基性下(xià)地殼部分(fēn)熔融的閃長質岩漿。郭家嶺、上莊和三山島岩體(tǐ)中(zhōng)含有豐富的新太古代、古元古代繼承锆石及少量侏羅紀繼承锆石,但沒有新元古代和早古生(shēng)代繼承锆石,說明殼源物(wù)質爲華北克拉通基底(膠東早前寒武紀變質岩系),缺少蘇魯超高壓變質帶和揚子克拉通的地殼物(wù)質。目前研究者對郭家嶺型花崗岩的成因認識較一(yī)緻,認爲是膠東基底變質岩系部分(fēn)熔融形成的下(xià)地殼酸性岩漿與幔源基性岩漿混合作用的結果,岩漿的形成與古太平洋闆塊向華北闆塊俯沖和軟流圈上湧有關。研究者用多種測年方法對郭家嶺型花崗岩進行了較系統的同位素年齡測試。17個LA-ICP-MS锆石U-Pb年齡爲:129±1Ma和129±1Ma(上莊和三山島岩體(tǐ)),131±1Ma、127±2Ma(倉上和三山島岩體(tǐ)),128±1Ma、129±1Ma、132±1Ma、127±2Ma(新城岩體(tǐ)),131.53±0.86Ma(北截岩體(tǐ)),130±1Ma(大(dà)磨曲家金礦),129.0±0.6Ma(大(dà)柳行金礦),132±1Ma、127±1Ma、128.8±2Ma(上莊岩體(tǐ)),125.4±2.2Ma(郭家嶺岩體(tǐ)),132.9±2.0Ma、130.0土2.0Ma(叢家岩體(tǐ)、曲家岩體(tǐ))。北截岩體(tǐ)的1個SHRIMP锆石U-Pb年齡爲128±1Ma,6個LA-ICP-MS榍石U-Pb年齡爲130.3±Ma、130.7±5.1Ma(花崗岩),130.2±8.1Ma、129.2±9.1Ma、130±16Ma、127.5±4.6Ma(閃長質包體(tǐ))。可見郭家嶺型花崗岩的同位素年齡值介于132-125Ma之間,寄主岩石與閃長質包體(tǐ)的年齡一(yī)緻,說明酸性岩漿和基性岩漿同時侵位。偉德山型花崗岩廣泛分(fēn)布于膠東地區,在岩體(tǐ)内和接觸帶附近未見明顯的金礦化,但與銅、鉛、鋅、钼礦床空間關系密切。其岩石組成較複雜,主要岩石類型有閃長岩、石英二長岩、花崗閃長岩和二長花崗岩,岩石常具似斑狀結構。岩石化學成分(fēn)總堿含量高,Na2O/K2O值較低(0.3-1.1),Fe2O3、MnO、MgO、TiO2和P2O5含量低,具有偏鋁質特征,投點介于鈉質花崗岩和鉀質花崗岩之間,多傾向于前者,屬高鉀鈣堿性岩系列和橄榄安粗岩系列。富集LREE和LILE,虧損HFSE,具有弱至中(zhōng)等負Eu異常。三佛山、艾山和牙山岩體(tǐ)的εHf(t)值爲-25.52~-11.55,具有Ti、Nb、Ta和P負異常和強烈的Pb正異常,Tdm2模式年齡爲3096~3434Ma,指示岩漿源區涉及太古宙基底和古老再循環的大(dà)陸地殼物(wù)質,岩漿可能來源于由幔源基性岩漿和殼源酸性岩漿不同程度相互作用産生(shēng)的基性岩漿底侵所引起的中(zhōng)下(xià)地殼部分(fēn)熔融。三佛山岩體(tǐ)花崗岩的87Sr/86Sr值爲0.70879~0.70919,εNd(t)值爲-18.5~-17.5;而暗色微粒包體(tǐ)的87Sr/86Sr值較高,爲0.71225,εNd(t)值爲-15.1,反映了岩漿混合作用的存在。二階段模式年齡Tdm2集中(zhōng)在2447~2143Ma,指示源區主體(tǐ)爲重熔的古元古代中(zhōng)下(xià)地殼。五蓮輝石二長岩和乳山輝長閃長岩具有低TiO2、高SiO2和K2O特點,低的稀土元素分(fēn)餾模式,明顯的負Ta-Nb-Ti異常,高的初始87Sr/86Sr值(0.7075~0.7082),強烈的負εNd(t)和εHf(t)值(分(fēn)别是-12.9~-7.6和-19.4~-8.7),指示岩漿來源于由再循環地殼物(wù)質聚集而成的富集岩石圈地幔的部分(fēn)熔融。六渡寺和泰礴頂岩體(tǐ)岩石的87Sr/86Sr、εNd(t)和εHf(t)值分(fēn)别爲0.70832-0.70883、-17.5~-15.2、-21.8~-16.4,岩體(tǐ)的成因涉及被俯沖大(dà)陸地殼改造的岩石圈地幔部分(fēn)熔融,以及由玄武質岩漿底侵引起的下(xià)地殼深熔和伸展體(tǐ)制下(xià)岩石圈減薄有關的岩漿混合等複雜過程。牙山岩體(tǐ)岩石化學爲高鉀鈣堿性,偏鋁質—過鋁質,低Y和Sr/Yb值,具埃達克岩特征,高87Sr/86Sr值(0.7101~0.7104),低εNd(t)值(-17.6~-16.7)和εHf(t)值(-24.8~-17.1),指示岩漿來源于古老陸殼,其中(zhōng)的鐵鎂質微粒包體(tǐ)是交代岩石圈幔源基性岩漿與古老的殼源酸性岩漿混合的産物(wù)。偉德山、艾山、南(nán)宿岩體(tǐ)岩石化學成分(fēn)具有高堿和低全鐵、MnO、MgO、TiO2、P2O5的特點,Ba(960x10-6~3033X10-6)、Sr(327x10-6~928x10-6)含量高,岩石的87Sr/86Sr、εNd(t)和εHf(t)值分(fēn)别爲0.70752~0.71182、-22.1~-13.0、-24.70~-10.50,地球化學組成顯示火(huǒ)山弧花崗岩特征,岩漿是富集岩石圈殼源酸性岩漿與幔源基性岩漿混合的結果。膠東東部的柳林莊岩體(tǐ)由中(zhōng)粒含角閃黑雲石英二長閃長岩、含斑中(zhōng)粒含黑雲角閃石英二長岩、中(zhōng)粒含角閃黑雲石英二長岩組成,岩石的MgO含量爲3.60%~5.37%,Mg#值介于0.47~0.53之間,爲高鎂閃長岩,初始87Sr/86Sr值爲0.7083,與地幔平均值接近;εNd(t)值爲-17.3和-16.8,與膠東地區的基性脈岩同位素組成一(yī)緻,指示岩漿形成于古太平洋闆塊俯沖的地幔楔環境,爲富集岩石圈地幔部分(fēn)熔融的産物(wù),岩漿源區爲含金雲母的岩石圈地幔并且在岩漿上侵過程中(zhōng)混染了部分(fēn)地殼物(wù)質。上述地球化學特征指示,偉德山型花崗岩爲殼源岩漿與幔源岩漿混合的産物(wù),岩漿來源于再循環的大(dà)陸地殼物(wù)質與富集岩石圈地幔的部分(fēn)熔融。偉德山型花崗岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年齡爲114.9±2.4Ma、115.2±2.4Ma(六渡寺岩體(tǐ)),118.1±2.8Ma(泰礴頂岩體(tǐ)),119.6±1.0Ma、111.4±Ma、115.7±1.7Ma(三佛山岩體(tǐ)),111.3±1.3Ma(偉德山岩體(tǐ)),116.7±1.7Ma、114.0±1.2Ma(艾山岩體(tǐ)),121.3±2.1Ma、110.5±1.5Ma(南(nán)宿岩體(tǐ)),±1.1Ma(澤頭岩體(tǐ)),118.7±1.4Ma、120.8±Ma、117.9±2.0Ma、122.2±1.8Ma、119.3±1.4Ma(栖霞、百裏店(diàn)和唐家泊一(yī)帶岩體(tǐ)),120.1±1.6Ma、118.3±1.7Ma(柳林莊岩體(tǐ));SIMS锆石U-Pb年齡爲123.0±1.4Ma(五蓮岩體(tǐ)),114.5±0.5Ma(乳山岩體(tǐ))。SHRIMP锆石U-Pb年齡爲118±1Ma(三佛山岩體(tǐ)),118±0.7Ma、116±2Ma(艾山岩體(tǐ)),125±3Ma(艾山岩體(tǐ)閃長質包體(tǐ)),113±2Ma(牙山岩體(tǐ)),112.4±0.9Ma(偉德山岩體(tǐ))。偉德山型花崗岩的锆石U-Pb年齡介于125-110.5Ma之間。其中(zhōng)閃長質包體(tǐ)的年齡略早于寄主岩石年齡,指示基性岩漿早于酸性岩漿侵位。岩石中(zhōng)很難見到古老的繼承锆石,指示岩漿侵位過程中(zhōng)沒有圍岩物(wù)質的混入。崂山型花崗岩主要分(fēn)布于膠東金礦集中(zhōng)區東部和南(nán)部的超高壓變質帶中(zhōng),未見與金礦化和有色金屬礦化直接相關的空間分(fēn)布關系,爲二長花崗岩-正長花崗岩-堿長花崗岩系列侵入岩。岩石化學成分(fēn)明顯富矽、堿,貧鈣,屬鉀質花崗岩,高鉀鈣堿性岩系列和橄榄安粗岩系列,具有A型花崗岩的典型特征。稀土元素分(fēn)餾明顯,富集輕稀土元素,負Eu異常顯著,微量元素顯示低Ba、高Rb的特點列,不同于玲珑和郭家嶺型的高Ba、Sr花崗岩。與前述的玲珑、郭家嶺和偉德山型花崗岩一(yī)樣,富集LILE、虧損HFSE。崂山岩體(tǐ)岩石具有負Ba異常和正Sr異常,εHf(t)值爲-20.32~-16.53,Tdm2模式年齡爲3096~3434Ma。大(dà)珠山、小(xiǎo)珠山、五蓮山岩體(tǐ)岩石的微量元素Ba、K、P和Ti顯示強烈變化的負異常,Rb、Th、U、Pb、Ce、Zr和Hf爲正異常,87Sr/86Sr和εNd(t)值分(fēn)别爲0.70540~0.7071和-20.9~-14.5,同位素數值介于郯廬斷裂附近的新生(shēng)代玄武岩和下(xià)地殼同位素值之間。總體(tǐ)認爲,崂山型花崗岩爲形成于區域伸展構造背景的A型花崗岩,是中(zhōng)生(shēng)代岩石圈減薄和克拉通破壞的結果,岩漿來源于深部地殼的部分(fēn)熔融,可能與古太平洋闆塊俯沖及俯沖洋殼的再循環有關。崂山型花崗岩的同位素年齡爲125~108.9Ma。其中(zhōng),LA-ICP-MS锆石U-Pb年齡爲114.2±0.8Ma(小(xiǎo)珠山岩體(tǐ))、108.9±1.9Ma(大(dà)珠山岩體(tǐ))、119.1±0.9Ma和122.3±0.5Ma(五蓮山岩體(tǐ))、125.0土Ma(大(dà)澤山岩體(tǐ));SHRIMP锆石U-Pb年齡爲115±2Ma、120±2Ma、114±2Ma(崂山岩體(tǐ))。膠東地區中(zhōng)生(shēng)代脈岩非常發育,脈岩類型多樣,基性、中(zhōng)性、酸性脈岩均有,在金礦床中(zhōng)常見煌斑岩、閃長玢岩等中(zhōng)基性脈岩。前人對與金礦有關的脈岩做了很多研究,認爲這些脈岩的形成與膠東獨特的大(dà)地構造背景有關。研究者對中(zhōng)基性脈岩的成因或岩漿來源有不同的認識。多數人認爲,岩漿來源于富集地幔源區,并受到俯沖洋殼闆塊的改造。如在膠西北焦家、寺莊、望兒山金礦床中(zhōng),煌斑岩和輝綠(玢)岩的TiO2和總Fe2O3含量高,岩石富集Nb和Ta,虧損K和Pb及LREE,具有洋島玄武岩特征,87Sr/86Sr、εNd(t)和εHf(t)值分(fēn)别爲0.705465~0.708445、-0.8~4.3、-0.9~2.7,指示岩漿來源于軟流圈對流過程中(zhōng)不同程度的部分(fēn)熔融,且地幔源區受到碳酸鹽流體(tǐ)的改造;海陽一(yī)帶的基性脈岩具有低SiO2、高MgO,富集LILE和LREE,虧損HFSE的特點,87Sr/86Sr值高(0.708309~0.709171)、和εNd(t)值低(-18.1~-15.3),指示其源區爲富集大(dà)陸岩石圈地幔。計算的初始岩漿中(zhōng)水的含量爲1.38%~4.45%,結合H2O/Ce值(237-322)與不相容元素的關系,認爲富集岩石圈地幔是與古太平洋闆塊俯沖有關的流體(tǐ)交代作用的結果;在膠萊盆地東北緣的基性脈岩中(zhōng),單斜輝石斑晶的原位主量、微量元素和Sr同位素特征指示,岩漿來源于由含海洋沉積物(wù)的俯沖洋殼闆片脫水産生(shēng)的富水流體(tǐ)改造的富集岩石圈地幔,岩漿侵位過程中(zhōng)經曆了殼源安山質熔體(tǐ)與玄武岩漿底侵新生(shēng)下(xià)地殼的岩漿混合作用;乳山王格莊一(yī)帶的煌斑岩和閃長玢岩脈具有低的SiO2和Na2O+K2O含量,高的Al2O3、MgO、Cr和Ni含量,強烈富集LILE,虧損HFSE,87Sr/86Sr、εNd(t)和εHf(t)值分(fēn)别爲0.709134~0.709788、-19.9~-17.4、-22.1~-15.1,這些地球化學特征指示,岩漿主要源于石榴子石-尖晶石地幔的部分(fēn)熔融,并被來自于具有大(dà)洋沉積物(wù)的俯沖洋殼闆片的流體(tǐ)改造,煌斑岩和閃長岩具有一(yī)緻的岩漿源區,但形成于岩漿分(fēn)離(lí)結晶的不同階段;玲珑金礦田中(zhōng)的基性脈岩由被俯沖大(dà)洋闆片熱液流體(tǐ)交代的岩石圈地幔部分(fēn)熔融形成;玲珑金礦田和大(dà)柳行金礦田的煌斑岩,岩石具有低SiO2、TiO2和總Fe2O3,高MgO、Mg#和相容元素,富集LREE和LILE,虧損HFSE特點,初始87Sr/86Sr和εNd(t)值分(fēn)别爲0.709134~0.710314、-18.3~-13.2,指示岩漿來源于尖晶石-石榴子石轉化帶含金雲母和角閃石二輝橄榄岩的部分(fēn)熔融,基性岩漿上侵過程中(zhōng)少量殼源物(wù)質混入其中(zhōng),古太平洋闆塊熱液流體(tǐ)的持續改造,使古老克拉通岩石圈地幔轉化爲中(zhōng)生(shēng)代富集岩石圈地幔。也有研究者認爲,中(zhōng)基性脈岩與陸殼的熔融關系更密切。如,對招遠謝家溝金礦中(zhōng)基性脈岩的研究表明,岩石富集LREE和LILE,Sr/Y和(La/Yb)n值較高,虧損HFSE,87Sr/86Sr和εNd(t)值分(fēn)别爲0.70893-0.71036和-17.09~-13.16,類似于埃達克岩,可能來源于受岩石圈地幔底侵改造的下(xià)地殼的部分(fēn)熔融,而不是俯沖洋殼的部分(fēn)熔融;對玲珑和乳山地區金礦集中(zhōng)區的中(zhōng)基性脈岩研究表明,岩石是鉀質的,具有弧岩漿岩的微量元素特征,87Sr/86Sr和εNd(t)值分(fēn)别爲0.7075~0.7112和-19.64~-10.80,指示岩漿源區涉及廣泛的富集地幔組分(fēn),富集地幔源區是由三疊紀揚子陸殼俯沖所産生(shēng)的流體(tǐ)或含矽熔體(tǐ)的交代作用形成的。值得注意的是,精細的地球化學研究識别出2種成因類型的基性脈岩。在焦家金礦床中(zhōng),有低Ti(TiO2<1.1%,Ti/Y<270)和高Ti(TiO2>2%,Ti/Y>370)2種煌斑岩,低Ti煌斑岩的87Sr/86Sr、εNd(t)和εHf(t)值分(fēn)别爲0.709034~0.709685、-15.5~-13.9、-29.3~-23.1,高Ti煌斑岩的87Sr/86Sr、εNd(t)和εHf(t)值分(fēn)别爲0.705463~0.707197、-0.79~1.76、-4.0~2.2。低Ti煌斑岩虧損HFSE,富Pb,顯示了典型的俯沖作用特征,源于被富流體(tǐ)的熔體(tǐ)交代改造了的古老富集岩石圈地幔的部分(fēn)熔融;高Ti煌斑岩在虧損Pb,以及沒有或較少虧損HFSE方面,類似于洋島玄武岩,可能源于對流岩石圈地幔的部分(fēn)熔融。低Ti和高Ti煌斑岩的同位素年齡均在121Ma左右,指示了由岩石圈源區到軟流圈源區的快速轉變,可能與中(zhōng)生(shēng)代古太平洋闆塊俯沖引起的大(dà)陸島弧裂解有關。杜家崖、英格莊和金青頂金礦床的中(zhōng)基性脈岩也有低Ti和高Ti2種類型,認爲是由軟流圈地幔向富集岩石圈地幔對流過程中(zhōng),在不同深度與俯沖帶熱液流體(tǐ)混合産生(shēng)的多源岩漿的結果。三山島金礦床中(zhōng),成礦前基性脈岩顯示典型的島弧地球化學特征,指示基性岩漿活動前爲交代地幔源,成礦期的基性脈岩顯示洋島玄武岩地球化學特征。2種基性脈岩的地球化學特點類似于膠東和魯西中(zhōng)生(shēng)代盆地中(zhōng)的玄武岩,早白(bái)垩世玄武岩具有類似于島弧玄武岩的地球化學特征,晚白(bái)垩世玄武岩具有類似于洋島玄武岩的地球化學特征。2種玄武岩反映了不同的與俯沖有關的殼幔相互作用,早白(bái)垩世島弧型玄武岩源于橄榄岩地幔楔和來自于三疊紀大(dà)陸碰撞事件中(zhōng)俯沖大(dà)陸地殼的酸性熔漿的交代作用形成的富集地幔源區,晚白(bái)垩世洋島型玄武岩源于橄榄岩地幔楔和由古太平洋俯沖洋殼酸性熔漿交代作用形成的虧損地幔源區。許多研究者對膠東地區的脈岩進行了LA-ICP-MS锆石U-Pb測年,獲得的年齡數據爲112.4±1.1Ma、118.2±3.3Ma、112.2±1.7Ma、107.6±1.6Ma、123.5±4.6Ma、121.3±3.8Ma(玲珑和乳山地區中(zhōng)基性脈岩),130.0±2.9Ma、129.65±0.95Ma(杜家崖、英格莊和金青頂金礦床的中(zhōng)基性脈岩),125.6±4.3Ma(膠萊盆地東南(nán)緣的基性脈岩),113.8±2.3Ma、115.9±3.2Ma(王格莊地區中(zhōng)基性脈岩),122.4±3.1Ma、122.6±3.3Ma(焦家、寺莊、望兒山金礦床煌斑岩和輝綠玢岩),120.8±1.8Ma、121.6±1.7Ma、120.6±2.9Ma(焦家金礦床煌斑岩),125±1Ma、120±1Ma(大(dà)磨曲家金礦床成礦前煌斑岩和成礦後輝長閃長岩脈),129.7±1.6Ma(蓬萊石家金礦成礦前花崗偉晶岩),129.3±1.4Ma、128.3±Ma、120.0±1.1Ma(蓬萊石家金礦成礦後的煌斑岩、輝綠岩和花崗斑岩),121.3±1.4Ma、115.8±1.9Ma(夏甸金礦成礦前、成礦後斑狀閃長岩和石英閃長斑岩脈),121.5±1.5Ma、117.6±1.2Ma(乳山金青頂金礦成礦前閃長玢岩脈和成礦後閃長玢岩脈),122.7±2.6Ma(大(dà)尹格莊金礦成礦前基性脈岩),120.7±1.7Ma(蓬萊陳家溝正長斑岩)。對部分(fēn)脈岩的SHRIMP锆石U-Pb年齡測試結果爲124.9±1.8Ma、124.2±1.1Ma(焦家金礦成礦前煌斑岩),112.2±0.7Ma(焦家金礦成礦後煌斑岩),117±2Ma(北截岩體(tǐ)閃長玢岩)。測試的SIMS锆石U-Pb年齡爲120±1.0Ma、119.9±1.3Ma、119.6±1.6Ma、117.7±1.0Ma(招遠謝家溝金礦)。所有測試的同位素年齡範圍爲130-107.6Ma,大(dà)部分(fēn)在125.6-112.2 Ma之間。近年來,許多研究者對膠東金礦進行了同位素測年。其中(zhōng)以白(bái)雲母(絹雲母)40Ar-39Ar法測年最常見,測試的年齡數據主要爲121.0±0.6Ma和120.4±0.7Ma(萊州焦家金礦),121.5±0.9Ma和120.1±0.9Ma(萊州寺莊金礦),120.7±0.6Ma和119.2±0.5Ma(萊州望兒山金礦),121.1±0.3Ma、120.5±0.2Ma和120±0.2Ma(招遠阜山金礦),119.1±1.2Ma、130±4Ma(招遠大(dà)尹格莊金礦),122.8±0.9Ma(龍口大(dà)磨曲家金礦),120.5±0.2Ma(平度夏甸金礦),120.8±0.7Ma(牟平遼上金礦),119.18±0.20Ma、117.95±0.24Ma、116.97±0.17Ma、121.64±0.18Ma、119.28±0.16Ma和121.4±0.1Ma(乳山金青頂金礦),114.58±0.44Ma(牟平照島山金礦),104.83±1.09Ma(牟平鄧格莊金礦)。所有22個數據的年齡範圍爲130.0-104.8Ma,除1個明顯偏高的年齡和3個較低的年齡外(wài),其餘樣品的年齡範圍爲122.8-119.1Ma。研究者對部分(fēn)礦床開(kāi)展了Rb-Sr和Sm-Nd測年。其中(zhōng),牟平遼上金礦黃鐵礦Rb-Sr年齡爲105.5±9Ma,白(bái)雲石Sm-Nd年齡爲104.8±5.1Ma;海陽郭城和牟平遼上金礦石英流體(tǐ)包裹體(tǐ)Rb-Sr等時線年齡爲116.2±2.4Ma;栖霞馬家窯金礦黃鐵礦Rb-Sr同位素年齡爲123.4±2.9Ma;乳山胡八莊金礦絹雲母Rb-Sr等時線年齡爲126.5±5.5Ma。5個數據的年齡範圍爲126.5-104.8Ma,但年齡值較分(fēn)散。結合前述遼上金礦的絹雲母40Ar-39Ar年齡120.8Ma和近期丁正江等測試的2個118Ma左右的黃鐵礦Rb-Sr和白(bái)雲石Sm-Nd年齡值(未發表數據),認爲較小(xiǎo)的年齡可能受成礦後次生(shēng)流體(tǐ)包裹體(tǐ)的影響,較大(dà)的年齡值能夠代表金成礦年齡,較可靠的金成礦年齡範圍爲123.4-116.2Ma。爲了解決膠東金礦的精準定年問題,以中(zhōng)國地質大(dà)學鄧軍院士爲首的研究團隊,以焦家、玲珑、乳山等典型礦床爲研究對象,進行大(dà)比例尺構造-蝕變-礦化填圖,開(kāi)展了精細的礦物(wù)組合、微區結構和礦物(wù)地球化學分(fēn)析,選擇與自然金、黃鐵礦和絹雲母具有共生(shēng)關系的熱液獨居石開(kāi)展原位U-Pb定年研究,測試的SHRIMPU-Pb年齡爲121.8±3.6Ma(萊州焦家金礦),120.0±4.6Ma(招遠玲珑金礦);LA-ICP-MSU-Pb年齡爲119.8±2.1Ma(萊州焦家金礦),119.1±1.4Ma(招遠玲珑金礦),114.2±1.5Ma(乳山金礦)。其他研究者測試的LA-ICP-MS獨居石U-Pb年齡值有:120.5±1.7Ma(蓬萊大(dà)柳行金礦),122.1±2.8Ma(乳山唐家溝金礦),120.0±1.4Ma(招遠夏甸金礦),120.0±3.1Ma(栖霞笏山金礦)。9個測試數據的年齡範圍爲122.1-114.2Ma,除去(qù)1個明顯偏小(xiǎo)的年齡外(wài),其餘獨居石U-Pb年齡的變化範圍很小(xiǎo),爲122.1-119.1Ma。與金礦化有明顯交切關系的脈岩LA-ICP-MS锆石U-Pb測年表明,乳山金青頂金礦床中(zhōng)成礦前閃長玢岩脈年齡爲121.5±1.5Ma,成礦後閃長玢岩脈年齡爲117.6±1.2Ma;蓬萊大(dà)柳行金礦中(zhōng)成礦前偉晶岩年齡爲126.2±0.6Ma;招遠夏甸金礦成礦前和成礦後斑狀閃長岩和石英閃長斑岩脈年齡分(fēn)别爲121.3±1.4Ma和115.8±1.9Ma;招遠大(dà)尹格莊金礦中(zhōng)成礦前基性脈岩年齡爲122.7±2.6Ma;龍口大(dà)磨曲家金礦床成礦前煌斑岩和成礦後輝長閃長岩脈年齡分(fēn)别爲125±1Ma、120±1Ma;蓬萊石家金礦成礦前花崗偉晶岩年齡爲129.7±1.6Ma,成礦後的煌斑岩、輝綠岩和花崗斑岩分(fēn)别爲129.3±1.4Ma、128.3±1.3Ma和120.0±1.1Ma;萊州焦家金礦成礦前煌斑岩和成礦後煌斑岩年齡分(fēn)别爲124.2±1.1Ma、112.2±0.7Ma。可見,已測試的7個成礦前脈岩的年齡範圍爲129.7-121.3Ma,除1個脈岩的年齡值明顯偏大(dà)外(wài),其餘6個年齡值爲126.2-121.3Ma;7個成礦後脈岩的年齡範圍爲129.3~112.2Ma,考慮到其中(zhōng)的2個年齡值明顯偏大(dà),且脈岩中(zhōng)常大(dà)量存在較老的繼承锆石,可靠的成礦後脈岩年齡爲120~112.2Ma。成礦前、後脈岩的年齡将金礦形成時間限定于121.3~120Ma。膠東金礦床中(zhōng)常伴生(shēng)有少量钼礦物(wù),钼礦物(wù)一(yī)般被劃爲石英-黃鐵礦-多金屬硫化物(wù)階段。膠東地區獨立的钼礦床主要有栖霞尚家莊钼礦和榮成冷家钼礦,輝钼礦呈細脈-浸染狀賦存于偉德山型花崗岩中(zhōng)。對輝钼礦進行Re-Os同位素測年,獲得的年齡爲招遠夏甸金礦124.8±2.1Ma,乳山金青頂金礦123.3±3.6Ma,栖霞尚家莊钼礦117.1±1. 3 Ma,115.5±1.6Ma、116.1±1.6Ma、117.6±1.6Ma,牟平孔辛頭钼礦117±1Ma、118.4±3.2Ma(黃銅礦Re-Os),招遠南(nán)宿岩體(tǐ)中(zhōng)輝钼礦117.8±7.0Ma,牟平院格莊岩體(tǐ)輝钼礦117.8±5.7Ma。另外(wài),膠東銅、鉛、鋅有色金屬礦的成礦時代爲127.6-113Ma,福山邢家山钼鎢礦床輝钼礦Re-Os等時線年齡爲157.6±3.9Ma和158.7±2.06Ma,邢家山钼鎢礦床成礦母岩的锆石U-Pb年齡爲157±2Ma。可見,輝钼礦成礦時代有2期,侏羅紀成礦期爲158Ma左右,白(bái)垩紀成礦期爲124.8-115.5Ma。關于膠東金礦成礦時代的争議由來已久,早期的研究者分(fēn)别認爲膠東金礦形成于太古宙和元古宙。後來出現多期成礦說,即認爲太古宙、元古宙和中(zhōng)生(shēng)代都是重要的成礦期,也有研究認爲存在150Ma、120-110Ma和100-110Ma三期成礦事件。目前,大(dà)部分(fēn)研究者認同膠東金礦主要形成于早白(bái)垩世,并且認爲大(dà)部分(fēn)金礦集中(zhōng)形成于較短的時間段内,但對金成礦的延續時限和成礦階段尚有不同認識。許多人認爲膠東金礦形成于120Ma左右;鄧軍等認爲,膠東大(dà)量的金礦形成于120Ma左右短暫的時間,膠東東部乳山地區金礦的成礦時代晚于膠西北金礦約5Ma;楊立強等認爲,膠東地區早白(bái)垩世存在早、中(zhōng)、晚3期構造-流體(tǐ)-熱事件,膠北隆起、膠萊盆地北緣和蘇魯超高壓變質帶3個金成礦系統的主要成礦事件分(fēn)别發生(shēng)于134-126Ma、122-119Ma和110-107Ma;Li等西認爲,膠東地區的金礦化可分(fēn)爲2期,膠西北金礦形成于早白(bái)垩世早期,膠東東部金礦形成于早白(bái)垩世晚期;丁正江等認爲,膠東大(dà)部分(fēn)金礦形成于125-115Ma,而福山杜家崖金礦形成于100-90Ma;Sai等認爲,乳山金青頂金礦形成于122-117Ma,礦體(tǐ)邊緣的石英脈年齡晚于中(zhōng)心,持續時間約5Ma。對于金成礦時代的不同認識,主要來自于個别金礦的不同測年結果,這些測年結果大(dà)部分(fēn)已得到其他數據的否定。如招遠大(dà)尹格莊金礦在測得130±4Ma的40Ar-39Ar年齡後,采用同一(yī)方法又(yòu)獲得了119.1±1.2Ma的年齡,而且獲得了122.7±Ma的成礦前基性脈岩年齡;雖然在乳山金礦測得的LA-ICP-MS獨居石U-Pb年齡爲114.2±Ma,但礦床中(zhōng)白(bái)雲母40Ar-39Ar年齡爲122-117Ma和121.4±0.1Ma,且在乳山唐家溝金礦測得了LA-ICP-MS獨居石U-Pb年齡122.1±2.8Ma;牟平遼上金礦在測得105Ma左右的黃鐵礦Rb-Sr和白(bái)雲石Sm-Nd年齡後,丁正江等用同樣的方法獲得了118Ma左右的年齡值(未發表數據)。前述金礦床的白(bái)雲母(絹雲母)40Ar-39Ar年齡、獨居石U-Pb年齡和脈岩對金礦的限定年齡有高度的一(yī)緻性,均在122.8-119.1Ma的短暫範圍内,因此将膠東金礦成礦時間确定爲120±2Ma。這一(yī)年齡範圍位于偉德山型花崗岩、崂山型花崗岩和大(dà)量中(zhōng)基性脈岩年齡範圍的早期階段,說明膠東大(dà)規模殼幔混合源岩漿活動的早期發生(shēng)了大(dà)規模金成礦作用。另外(wài),金礦的年齡也與膠東钼礦(白(bái)垩紀成礦期)和其他有色金屬礦的較大(dà)年齡值一(yī)緻,有色金屬礦的年齡下(xià)限小(xiǎo)于金礦年齡5Ma以上,其範圍與偉德山型花崗岩、崂山型花崗岩和大(dà)量中(zhōng)基性脈岩的年齡範圍非常接近。鑒于有色金屬礦主要分(fēn)布于膠東東部地區,而測試的金礦化較小(xiǎo)年齡值也多出現于膠東東部的牟乳和膠萊盆地東北緣成礦區,認爲金礦化的較小(xiǎo)年齡值是受有色金屬礦化事件和流體(tǐ)蝕變影響的結果。膠東地區晚中(zhōng)生(shēng)代岩漿活動集中(zhōng)于晚侏羅世—早白(bái)垩世,花崗岩類地球化學特征顯示的岩漿演化趨勢是:岩石化學成分(fēn)由高鉀鈣堿性系列-橄榄安粗岩系列,由過鋁質-偏鋁質;微量元素由高Ba、Sr—低Ba、Sr,由高Sr低Y—低Sr高Y;稀土元素由無或弱正Eu異常—顯著負Eu異常;εNd(t)和εHf(t)值均爲負值,且均呈增高趨勢。地球化學特征指示,花崗岩類型由S型-1型-A型,由埃達克質-弧花崗岩;地幔性狀由EM2型向EM1型演化,由富集地幔轉向虧損地幔或由岩石圈轉向軟流圈演變。中(zhōng)生(shēng)代地幔的富集應與岩石圈大(dà)規模拆沉和闆塊俯沖有關,古老地殼物(wù)質被拆沉而重循環進入地幔及俯沖的古太平洋闆塊含水流體(tǐ)的持續加入,導緻地幔成分(fēn)發生(shēng)改變形成富集地幔。膠東晚中(zhōng)生(shēng)代的岩漿活動指示其經曆了由華北克拉通與揚子克拉通碰撞構造體(tǐ)系轉化爲太平洋闆塊俯沖構造體(tǐ)系,由地殼增厚轉化爲岩石圈減薄,由擠壓轉化爲伸展的大(dà)地構造演化過程。在膠東東部,超高壓變質榴輝岩廣泛發育,指示該區在三疊紀受控于華北與揚子克拉通碰撞構造體(tǐ)制,爲強烈的碰撞造山構造背景。晚侏羅世(163~149Ma),膠東半島經曆了碰撞造山後的重力垮塌作用,導緻加厚的大(dà)陸岩石圈地殼發生(shēng)部分(fēn)熔融,形成殼源型玲珑花崗岩類,這種花崗岩類形成于較高的壓力條件,物(wù)質來源包括造山帶俯沖雜岩和華北克拉通下(xià)地殼,顯示受華北和揚子克拉通共同影響的特征。早白(bái)垩世,膠東半島的岩漿活動具有與太平洋闆塊俯沖有關和拉張構造環境的強烈信息,如具有島弧地球化學特征的花崗岩類、A型花崗岩、膠萊盆地中(zhōng)的青山群雙峰式火(huǒ)山岩和變質核雜岩、具洋島玄武岩特點的煌斑岩脈等。早白(bái)垩世早期(132~127Ma),很可能處于構造體(tǐ)系和構造體(tǐ)制轉化的過程中(zhōng),是伸展構造的初幕,岩漿活動的規模不大(dà)。形成的郭家嶺型花崗岩的堿性程度和K2O含量與玲珑型花崗岩類接近,低于偉德山型花崗岩;其Sr、Y含量與玲珑型花崗岩相似,同樣具埃達克岩的某些特征。但是,郭家嶺型花崗岩呈現的似斑狀結構、含閃長質包體(tǐ)及其他地球化學特征更接近于偉德山型花崗岩。早白(bái)垩世中(zhōng)晚期(125~108Ma),中(zhōng)國東部已經完全轉化爲太平洋構造體(tǐ)系,岩石圈減薄和伸展構造達到峰期。俯沖的太平洋闆塊後撤,俯沖闆片與軟流圈相互作用,軟流圈上湧對岩石圈地幔底部進行交代、侵蝕和熔融,形成的岩漿上升到地殼底部發生(shēng)底侵,并引起地殼底部岩石的部分(fēn)熔融,發生(shēng)大(dà)規模殼幔混合岩漿活動,形成富鉀的偉德山型花崗岩。俯沖作用使相對富集LREE的地殼物(wù)質和含大(dà)量大(dà)離(lí)子不相容元素的流體(tǐ)注入地幔中(zhōng),與地幔岩交代和混染,使岩漿富集LREE和大(dà)離(lí)子不相容元素。偉德山型花崗岩形成過程中(zhōng),部分(fēn)地殼岩石重熔的岩漿沒有與地幔岩漿發生(shēng)明顯的混合,形成了A型的崂山型花崗岩。膠東地區大(dà)量的基性脈岩,指示了古太平洋闆塊俯沖、岩石圈減薄、軟流圈上湧、區域伸展構造等地質過程。晚白(bái)垩世,同位素年齡爲72Ma的膠州玄武岩具有類似于洋島玄武岩的地球化學特征,表明岩漿起源于虧損的軟流圈地幔。綜上,膠東金礦形成于埃達克型花崗岩轉化爲弧花崗岩和島弧型基性脈岩轉化爲洋島型基性脈岩之後,岩漿岩地球化學性質的轉化顯然與富集地幔向虧損地幔的轉換有關,岩漿岩和岩石圈地幔地球化學性狀轉化過程中(zhōng)元素成分(fēn)發生(shēng)劇烈變化,爲金成礦提供了物(wù)質來源。膠東金礦床主要受NNE—近SN走向的斷裂控制,大(dà)斷裂控制了金礦床的帶狀分(fēn)布,三山島、焦家、招平、陡崖-台前、金牛山5條斷裂控制了膠東的主要金成礦帶和大(dà)中(zhōng)型金礦床,斷裂經曆了擠壓-拉張-剪切多期構造活動,斷裂沿走向的拐彎部位、沿傾向的傾角變化部位、次級斷裂發育部位等是成礦的有利部位。近10年來,研究者對斷裂與金礦的耦合關系進行了較多研究,提出了一(yī)系列斷裂控礦的規律性認識。通過對膠西北深部金礦賦礦位置的研究,認爲蝕變岩型金礦體(tǐ)主要沿斷裂傾角陡、緩轉折部位和較平緩部位富集,構成階梯成礦模式,蝕變岩型金礦主要分(fēn)布于沿主斷裂面上的斷層泥下(xià),石英脈型金礦分(fēn)布于主斷裂下(xià)盤的次級張裂隙中(zhōng)。鑒于三山島、焦家、玲珑金礦田三者呈近EW向排列,與EW向的基底構造線一(yī)緻,膠西北主要金礦床和高品位金礦體(tǐ)分(fēn)布于NNE—NE走向斷裂與E—W走向基底構造複合部位,說明基底構造帶在成礦期的再活動導緻在其與淺表斷裂交會部位形成構造節點,有利于高滲透性的裂隙網脈系統的發育和大(dà)型-超大(dà)型金礦床的産出。基于對招遠大(dà)尹格莊金礦的三維模型分(fēn)析,指出拆離(lí)斷層的形态特征控制金礦的分(fēn)布,蝕變岩型金礦體(tǐ)主要賦存于斷裂坡度較緩段。對萊州寺莊金礦富礦柱的研究表明,礦體(tǐ)沿斷裂面向SW側伏而富礦柱向NW側伏,斷裂下(xià)盤的皿号礦體(tǐ)群與富礦柱側伏向一(yī)緻,認爲是晚期礦化流體(tǐ)疊加于早期礦化蝕變之上,造成了富礦柱近于垂直主礦體(tǐ)的現象。萊州新立金礦斷裂幾何學研究表明,斷裂傾向和傾角變化控制了流體(tǐ)聚集和富礦柱形成。在萊州三山島金礦,礦床沿斷裂由NE向NEE轉折部位分(fēn)布,礦帶向北寬緩側伏,認爲礦體(tǐ)是受基底構造影響的斷裂波動控制,而不是次級交叉斷裂控制,高品位礦石帶賦存于斷裂傾角平緩部位。通過分(fēn)析不同礦化類型礦體(tǐ)傾角發現,玲珑式金礦的礦體(tǐ)傾角(>60°)大(dà)于焦家式金礦(<45°)。這些研究結果表明,斷裂産狀變化是金成礦的重要因素,基底構造對斷裂的産狀和金礦分(fēn)布有影響,石英脈型金礦的傾角總體(tǐ)陡于蝕變岩型金礦。對賦礦斷裂的性質和演化過程尚未形成一(yī)緻的意見。不少研究者強調伸展構造控礦,如提出岩漿熱隆、流體(tǐ)活化和伸展拆離(lí)是金成礦的關鍵因素,玲珑和鵲山變質核雜岩、伸展拆離(lí)系統及大(dà)規模寬裂谷系統爲金成礦提供了有利條件,膠東地區在135~113Ma期間經曆了強烈的伸展剝露,伸展作用和正斷層爲新立金礦礦化流體(tǐ)提供了通道并造成地形擡升和成礦後剝露,控礦的招平斷裂主體(tǐ)爲正斷層,膠西北控礦斷裂構成沿玲珑花崗岩體(tǐ)與早前寒武紀變質岩邊界分(fēn)布的大(dà)型伸展構造帶。對乳山金青頂石英脈型金礦的研究表明,金礦是超流體(tǐ)壓力引發控礦斷裂多階段破裂-充填的結果,控礦斷裂發生(shēng)左行平移和反轉運動,産生(shēng)膨脹帶,成礦流體(tǐ)沿斷裂向上遷移,并引起圍岩和早期石英脈液壓緻裂,經過多個破裂-愈合旋回最終成礦,符合經典的斷層閥模式。也有研究者提出構造轉換和構造多期活動成礦,分(fēn)别認爲:區域金成礦系統形成于早白(bái)垩世的陸緣伸展構造背景,控礦斷裂經曆了從擠壓經剪壓和剪張到伸展的構造體(tǐ)制轉換,成礦前爲擠壓-剪壓構造體(tǐ)制,成礦後爲伸展構造體(tǐ)制,大(dà)規模金成礦事件發生(shēng)在區域NW向伸展轉換爲NE向伸展後的NEE向擠壓變形作用過程中(zhōng),或剪壓-剪張構造體(tǐ)制轉換過程中(zhōng)。三山島、焦家和玲珑金礦田的礦床形成于斷裂由走滑擠壓向走滑伸展轉化的過程中(zhōng);萊州寺莊金礦礦化期間經曆了左行逆沖和右行正斷構造活動,由NW—SE向擠壓向NW—SE向伸展轉化是金成礦的動力學背景;三山島金礦構造測量揭示了2期正滑和1期左行運動。鄧軍等利用斷層泥的伊利石K-Ar和礦石的磷灰石裂變徑迹測年詳細研究了焦家斷裂的演化,斷層初始活動在侏羅紀(160~150Ma),爲左行斷層;在早白(bái)垩世(135~120Ma)爲正斷層,受控于NW—SE向的拉張和NE—SW向的擠壓;其後在120~110Ma爲左行走滑斷裂,爲NW—SE向擠壓和NE—SW向拉張;在約110Ma變爲正滑位移,在55Ma發生(shēng)右旋再活動。金成礦時間(130~110Ma)與早白(bái)垩世岩漿作用和由正斷層向左行走滑斷層的轉變時間吻合。還有研究者強調擠壓作用對成礦的控制,如将新城金礦床控礦構造變形環境分(fēn)爲3個構造期,成礦前在NW—SE向擠壓作用下(xià)發生(shēng)韌-脆性左行剪切變形,爲高溫中(zhōng)高壓高應變帶變形環境,應變速率較大(dà);成礦期爲NW—SE向向NEE—SWW向逐漸轉變的擠壓作用,發生(shēng)壓剪性脆性變形,爲中(zhōng)低溫中(zhōng)高壓低應變帶變形環境,應變速率較小(xiǎo);成礦後在NWW—SEE向擠壓作用下(xià)發生(shēng)壓剪變形,爲低溫低壓脆性變形環境。望兒山金礦區控礦構造型式爲壓扭性斷裂構造系統的菱形結環式構造,礦區構造演化經曆了成礦前NWW向擠壓、成礦期NWW向拉伸、成礦後NNW向擠壓3個階段。還有研究者認爲,膠東金礦控礦斷裂和裂隙主要是擠壓剪切應力形成的。綜上,研究者普遍認爲膠東金礦與伸展構造背景有關,但對控礦斷裂所處的構造演化階段和斷裂的性質尚有不同認識。膠東金礦床成礦流體(tǐ)具有寬泛的氫氧同位素組成,D值變化在-111.0%。--53.5‰之間,δ180值變化于-9.7‰~16.7‰之間(表1),在氫氧同位素組成圖中(zhōng),投點于變質水和原生(shēng)岩漿水區的左下(xià)方,并向大(dà)氣降水方向漂移。這樣的特征被解釋爲成礦流體(tǐ)具有混合來源,但對主要來源尚有不同的理解。不少研究者認爲,主成礦期以岩漿水爲主,成礦晚期則明顯有大(dà)氣水的加入;也有人認爲,變質水是膠東金礦成礦流體(tǐ)的主要來源,并可能混入了岩漿水和大(dà)氣水。但Goldfarb等反對大(dà)氣水對于膠東金成礦作用的影響,認爲其氫氧同位素特征是受成礦後的次生(shēng)包裹體(tǐ)影響的結果。可見,今後應更多地針對石英進行原位氧同位素分(fēn)析,再結合相應期次石英的流體(tǐ)包裹體(tǐ)組合研究,更好地示蹤膠東金礦成礦流體(tǐ)來源。表1 膠東金礦穩定性與放(fàng)射性同位素特征
新立、望兒山、大(dà)尹格莊、遼上、金青頂金礦的碳酸鹽礦物(wù)的δ13CPDB值爲-6.7‰--2.2‰,δI8Osmow值爲7.8‰~12.1‰(表1),與火(huǒ)成岩/岩漿系統(-30%~-3%)和地幔(-7%~-5%)碳儲庫的sI3c值非常接近,指示成礦流體(tǐ)中(zhōng)的碳來自岩漿系統或地幔。在碳酸鹽礦物(wù)S18O和S13C圖解中(zhōng),少量數據點投影在地幔多相體(tǐ)系内,大(dà)多數數據點投影在地幔多相體(tǐ)系和原始碳酸鹽區右上角的花崗岩區内外(wài)。數據顯示,成礦流體(tǐ)與殼幔混源或深源流體(tǐ)有關。各礦床黃鐵礦的硫同位素值較均一(yī),正向偏離(lí)隕石硫,δ34S值變化範圍爲1.9‰~13‰(表1)。相比而言,蝕變岩型金礦的變化範圍較石英脈型金礦寬(石英脈型金礦爲3.7%~8.9%),且前者常比後者數值偏高,差值約3.5%,蝕變岩型礦體(tǐ)由淺部向深部δ34S值逐漸降低。由于硫同位素受源區及成礦流體(tǐ)演化的影響十分(fēn)明顯(如氧逸度的變化、礦物(wù)沉澱、水/岩反應等),導緻不同研究者對于硫同位素的解釋存在明顯的分(fēn)歧。通常将硫同位素的升高解釋爲成礦流體(tǐ)對于高硫地層的淋濾所緻,鑒于金礦床δ34S值與新太古代膠東變質雜岩(包括TTG岩系和膠東岩群)、古元古代荊山群和粉子山群、侏羅紀—白(bái)垩紀的花崗岩類和基性脈岩均有較大(dà)的重疊範圍,多數研究者認爲,硫源主要繼承了賦礦圍岩的硫同位素特征,來源是膠東變質雜岩。而鄧軍等認爲,高值的硫同位素組成與揚子克拉通新元古代高硫沉積地層俯沖到華北克拉通岩石圈地幔有關。Feng等認爲,正的δ34S可能來源于闆塊俯沖過程中(zhōng)的脫揮發份作用。各金礦床礦石鉛同位素組成主體(tǐ)相對均一(yī),206Pb/204Pb值爲16.476~17.863,207Pb/204Pb值爲15.211~15.529,208Pb/204Pb值爲36.797~38.029(表1),在Zartman等構造環境判别圖解中(zhōng),投點于下(xià)地殼範圍或下(xià)地殼與地幔演化線之間,與各時代賦礦圍岩鉛具有較大(dà)範圍的重疊,指示鉛主要來源于地殼,可能混合有地幔物(wù)質,或來自于中(zhōng)生(shēng)代活化再造的膠東變質雜岩。礦石的初始87Sr/86Sr值爲0.710657-0.7161369(表1),大(dà)于地殼的87Sr/86Sr值(>0.710)和上地幔Sr初始值(0.704±0.002),位于華北克拉通上地殼和下(xià)地殼Sr初始值(分(fēn)别爲0.720和0.710)之間,接近或略大(dà)于玲珑型、郭家嶺型、偉德山型、崂山型花崗岩和中(zhōng)基性脈岩的Sr初始值(分(fēn)别爲0.711281~0.712418、0.710175~0.711588、0.7075~0.71182、0.70540~0.7071和0.705465~0.7112),更接近于玲珑型和郭家嶺型花崗岩,可能源于賦礦圍岩玲珑型及郭家嶺型花崗岩類。礦石中(zhōng)黃鐵礦流體(tǐ)包裹體(tǐ)氦-氩同位素測試結果表明,3He/4He值爲0.043~2.94Ra,40Ar/36Ar值爲327~5926.44(表1),具有殼幔混合來源特征,部分(fēn)樣品較低的40Ar/36Ar值顯示有少量大(dà)氣水加入,計算成礦流體(tǐ)中(zhōng)地幔端元流體(tǐ)的比例主要在40%以下(xià)。礦石的鐵同位素研究表明,蝕變岩型礦床中(zhōng)的黃鐵礦鐵同位素變化範圍爲+0.01‰~+0.64‰,而石英脈型金礦中(zhōng)的黃鐵礦鐵同位素變化範圍爲-0.78‰~+0.79‰,計算的成礦流體(tǐ)的初始鐵同位素組成在-0.53‰~-0.37‰之間,認爲不同類型金礦床的主要鐵質來源均爲早前寒武紀變質基底。由上可見,雖然近年對膠東金礦的流體(tǐ)包裹體(tǐ)和穩定同位素研究取得了較一(yī)緻的結果,但對成礦流體(tǐ)和物(wù)質來源的認識尚有較大(dà)分(fēn)歧。對于成礦流體(tǐ)的來源争議主要集中(zhōng)于以岩漿流體(tǐ)還是變質流體(tǐ)爲主,但大(dà)部分(fēn)研究者均認可成礦流體(tǐ)是多源的,初始的變質水或岩漿水在成礦過程中(zhōng)彙入了天水,且認爲成礦流體(tǐ)是深源的或有深源的成分(fēn)。其中(zhōng),部分(fēn)研究者認爲,成礦流體(tǐ)來自于太平洋闆塊俯沖脫水;另有研究者認爲,深源流體(tǐ)主要是幔源的。關于金礦床成礦物(wù)質的來源,絕大(dà)多數學者認爲其具有多源性和複雜性,究竟何者爲主,分(fēn)歧較大(dà)。硫、鉛、锶和鐵同位素具有明顯的殼源特征,但氦-氩同位素指示了幔源物(wù)質的存在。成礦物(wù)質主要來自殼源的觀點認爲,膠東變質基底和侏羅紀玲珑型花崗岩是成礦物(wù)質的提供者,或者成礦物(wù)質源自中(zhōng)生(shēng)代活化再造的前寒武紀增生(shēng)變質雜岩;另外(wài),根據招平帶和牟乳帶金礦中(zhōng)黃鐵礦地球化學特征及金賦存狀态的明顯差異,有研究者認爲,二者的金來自于不同的殼源源區,招平帶的金源于富集金屬元素的太古宙陸殼基底的熔融,而牟乳帶之下(xià)缺乏相似的富集源區。幔源物(wù)質成礦觀點則認爲,金屬主要來源于中(zhōng)基性脈岩源區的深部幔源岩漿,富集地幔在部分(fēn)熔融過程中(zhōng)将金帶出成礦。也有學者認爲,經曆了長期俯沖交代的華北克拉通富集岩石圈地幔,具有高金含量的儲庫。近年一(yī)些研究者認爲,成礦物(wù)質與俯沖的古太平洋闆塊脫水、脫硫和富集地幔楔脫揮發分(fēn)有關。這些不同觀點的存在,表明膠東金礦的成礦物(wù)質和流體(tǐ)來源仍需進一(yī)步研究。膠東地區有幾個地球化學特征與其他大(dà)部分(fēn)礦床不同的金礦,可能具有不同的成礦物(wù)質來源。如威海範家埠金礦床成礦流體(tǐ)具中(zhōng)高溫(260-320°C)、中(zhōng)高鹽度15.5%~23.2%(NaCleq)、低δ18OH2O(-4.05‰~-3.84‰)、低δDH2O(-82.5‰~-80.8‰)值等特點,載金礦物(wù)黃鐵礦富32S(δ34S=-9.1‰~-5.5‰);福山杜家崖金礦金礦物(wù)粒度很細,具微細粒浸染特征,As含量(1758.74X10-6)爲膠西北焦家式金礦的2倍以上;煙台岔夼金銻礦是膠東唯一(yī)的金、銻共生(shēng)礦床。通過對膠東金礦流體(tǐ)包裹體(tǐ)的大(dà)量研究(表2),流體(tǐ)包裹體(tǐ)的基本特征得到清晰刻畫,且衆多研究者取得了較一(yī)緻的研究結果。成礦流體(tǐ)總體(tǐ)特征表現爲中(zhōng)低溫、低鹽度的特征。成礦階段基本可劃分(fēn)爲4個:乳白(bái)色石英-黃鐵礦階段、煙灰色石英-金-黃鐵礦階段、石英-金-多金屬硫化物(wù)階段和石英-碳酸鹽階段,也有研究者将鉀長石和絹雲母劃入早成礦階段或成礦前階段,金主要賦存于主成礦階段的煙灰色石英-金-黃鐵礦階段和石英-金-多金屬硫化物(wù)階段。對已發表的流體(tǐ)包裹體(tǐ)數據統計表明,膠東金礦的流體(tǐ)包裹體(tǐ)成分(fēn)都具有統一(yī)的特征,早成礦階段主要爲H2O-NaCl-CO2(含極少數量的ch4)兩相或三相包裹體(tǐ)、純CO2包裹體(tǐ);主成礦階段主要爲H2O-NaCl-CO2±CH4。兩相或三相、純CO2包裹體(tǐ)和H2O包裹體(tǐ),該階段中(zhōng)CH4含量普遍升高,純CO2包裹體(tǐ)出現的數量也較早成礦階段多;晚成礦階段基本是H2O-NaCl包裹體(tǐ),表現爲單相或兩相。各金礦床流體(tǐ)包裹體(tǐ)的均一(yī)溫度和鹽度較一(yī)緻,溫度變化範圍爲101-420℃,鹽度變化範圍爲0.1~20.1%NaClequiv,密度變化範圍爲0.44~1.51g/cm3,計算的壓力條件爲40~339MPa。由早階段至晚階段流體(tǐ)包裹體(tǐ)的均一(yī)溫度和鹽度逐漸降低,且不同類型金礦成礦階段的均一(yī)溫度落在相似的區間内。在縱深超過4000m範圍内,具有一(yī)緻的成礦流體(tǐ)介質條件。
表2 膠東金礦流體(tǐ)包裹體(tǐ)特征
楊立強等認爲,成礦溫度和壓力由膠北隆起到蘇魯超高壓變質帶再到膠萊盆地北緣依次降低,可能反映了成礦深度由深變淺,膠萊盆地北緣成礦流體(tǐ)鹽度最高,可能受高鹽度盆地鹵水影響較大(dà)。流體(tǐ)包裹體(tǐ)氣相成分(fēn)以H2O爲主,其次爲C02,另有少量CH4、C2H6、H2S、Ar、N2等;液相成分(fēn)中(zhōng),陽離(lí)子主要爲Na+,其次爲K+和Ca2+,陰離(lí)子主要爲SO42-、Cl-,其次爲F-,及少量NH3-。由于流體(tǐ)包裹體(tǐ)組分(fēn)中(zhōng)的CO2對成礦流體(tǐ)的pH值具有緩沖作用,因此膠東金礦成礦過程中(zhōng)的流體(tǐ)酸堿度被認爲保持在近中(zhōng)性條件(pH值約爲5.5)。通過對載金礦物(wù)黃鐵礦、石英等的原位微區地球化學精細研究,揭示了成礦環境的重要變化。蓬萊黑岚溝金礦有2種黃鐵礦類型,早期的含有較低的As(<0.2%)和Au(<0.06%),δ34S值爲6.6‰~7.9‰,晚期的邊部含有相對高的As(0.4%~2.5%)、Au(平均0.1%)和高的δ34S值(8.1‰~8.8‰),認爲在成礦後期階段有富As-Au的流體(tǐ)注入到熱液系統[121〕。栖霞笏山金礦記錄了由擠壓還原向伸展氧化環境的轉化,晚階段黃鐵礦-磁黃鐵礦脈型礦化、裂隙和礦石中(zhōng)的晶洞和孔隙反映了開(kāi)放(fàng)成礦系統,而且晚階段黃鐵礦的δ34S值(5.69‰~6.98‰)低于早階段(7.06‰~7.85‰),指示了氧化程度的增加。招遠台上、羅山和萊州焦家深部金礦黃鐵礦的稀土元素總量較低、富集輕稀土元素,以及δCe值、δEu值、Th/La、Nb/La等值,指示成礦流體(tǐ)爲富Cl的還原性流體(tǐ),Co/Ni值及Co、Ni、Bi、Cu和Zn含量均與變質熱液型金礦平均含量相近,Y/Ho值與中(zhōng)國東部大(dà)陸地殼值接近,蝕變岩型和石英脈型礦石内的載金黃鐵礦的稀土、微量元素組成沒有明顯區别,表明2類礦石的載金黃鐵礦爲同一(yī)期熱液活動作用的産物(wù)。而對焦家金礦3号礦體(tǐ)群(主斷裂下(xià)盤陡傾礦體(tǐ))黃鐵礦原位地球化學研究表明,其微量元素地球化學不同于焦家主礦體(tǐ)和新城金礦,相對富集Ag、Pb,以及Ba、Bi、Te和Au,相對虧損Cu和As,礦體(tǐ)中(zhōng)有相對豐富的重晶石,指示3号礦體(tǐ)群代表了晚期的礦化事件,爲相對低溫礦化流體(tǐ),3号礦體(tǐ)群周圍發育廣泛的鉀長石化,指示了早期的較高溫度流體(tǐ)事件。對萊州新城金礦床4個成礦階段黃鐵礦晶形和結構特征的分(fēn)析表明,I階段處于溫度較高(300~350℃)、成礦流體(tǐ)的過飽和度較低、氧逸度和硫逸度低、冷卻較爲快速和物(wù)質供應不足的成礦環境;I和Ⅲ階段處于中(zhōng)-低溫度(200~300℃)、成礦流體(tǐ)過飽和度高、氧逸度和硫逸度高、緩慢(màn)冷卻同時物(wù)質供應充分(fēn)的成礦環境;Ⅳ階段處于較低溫度(<200℃),過飽和度較低、氧逸度和硫逸度低、同時物(wù)質供應不足的成礦環境。膠西北焦家式和玲珑式金礦黃鐵礦的S同位素組成不同,前者34S值(11.2‰)比後者(7.7%)高3.5‰,指示玲珑式金礦熱液流體(tǐ)的fo2高于蝕變岩型金礦,即玲珑式金礦流體(tǐ)中(zhōng)SO42-或SO42/H2S值較高。對招平帶和牟乳帶各3個金礦床黃鐵礦的地球化學研究表明,2個帶的黃鐵礦特征明顯不同,而且招平帶中(zhōng)Au和As的相關性是變化的,大(dà)多數金是沿黃鐵礦裂隙和顆粒邊緣産出的銀金礦;而在牟乳帶Au和As有強烈的相關性,大(dà)部分(fēn)金是在富As黃鐵礦晶格中(zhōng)的不可見金。招平帶大(dà)量的可見銀金礦形成于黃鐵礦之後,而牟乳帶的不可見金與黃鐵礦同時形成。膠東金礦的成礦深度主要是根據流體(tǐ)包裹體(tǐ)估算的成礦壓力和溫度予以推斷的。研究結果顯示:招遠大(dà)尹格莊金礦成礦壓力爲127-276MPa,深度爲9.2-14.0km;招遠謝家溝金礦的成礦壓力爲191-302MPa,成礦深度爲7.2-9.7km;招遠夏甸金礦流體(tǐ)捕獲壓力爲88-339MPa,成礦深度8.8-12.6km;招遠玲珑金礦成礦壓力爲54-242MPa,深度爲5.4-9.0km;牟平遼上金礦的成礦壓力爲81-94MPa,深度爲2.97-3.24km。也有研究者根據膠東中(zhōng)生(shēng)代花崗岩锆石和磷灰石裂變徑迹測試,推斷金成礦深度爲6-11km。可以看出,不同研究者估計的深度範圍差别較大(dà),綜合分(fēn)析認爲,膠東金礦床主體(tǐ)形成于5-10km深度,爲中(zhōng)成—淺成礦床,膠萊盆地東北緣金礦的成礦深度明顯小(xiǎo)于膠西北地區的金礦。水/岩反應和流體(tǐ)不混溶過程都是通過降低成礦流體(tǐ)中(zhōng)的總硫含量,導緻了金-硫絡合物(wù)不穩定,從而發生(shēng)金的礦化。這也與針對膠東金礦硫化物(wù)礦物(wù)組合變化的模拟計算結果,以及流體(tǐ)包裹體(tǐ)和黃鐵礦原位硫同位素的研究結果一(yī)緻,而流體(tǐ)混合過程更多的是通過降溫過程實現成礦流體(tǐ)中(zhōng)金的過飽和沉澱。壓力波動是引起流體(tǐ)不混溶的主要原因。引起石英脈型金礦與蝕變岩型金礦金沉澱的原因不同,周期性流體(tǐ)壓力波動引起的流體(tǐ)不混溶是引發石英脈型金礦床可見金高效沉澱的關鍵機制;成礦流體(tǐ)與圍岩發生(shēng)強烈的水/岩相互作用,改變成礦流體(tǐ)的物(wù)理化學性質,誘發了蝕變岩型金礦金的沉澱。如流體(tǐ)交代斜長石後形成貫通性孔隙,提高了蝕變岩的滲透性,熱液鉀長石交代斜長石導緻岩石體(tǐ)積膨脹而破裂,降低了岩石抗壓強度,爲成礦期斷裂活動及成礦流體(tǐ)的運移和成礦物(wù)質的沉澱提供了有利的圍岩條件。另外(wài),不同溫度水/岩相互作用對熱液蝕變和金礦化的影響明顯不同,在高溫時(>400℃),金沉澱的水/岩相互作用不明顯,金的沉澱與磁黃鐵礦相伴而不是黃鐵礦,在低溫時(約300℃),金礦化直接與黃鐵礦沉澱有關。在乳山金青頂金礦識别出4種類型石英,Qa早于金礦化,Qd晚于金礦化,Qb和Qc提供了成礦流體(tǐ)的信息,對其微量元素地球化學研究表明,Qc的A1含量最低,指示礦化期間酸度降低,由Qb到Qc,Ti含量減少,指示石英增生(shēng)期間溫度降低,酸度和溫度變化可能引起了金青頂硫化物(wù)石英脈型金礦中(zhōng)金的沉澱。膠東是全球唯一(yī)已知(zhī)發育于前寒武紀變質基底内的晚中(zhōng)生(shēng)代巨型金成礦省,對其成因的認識一(yī)直處于深化發展過程中(zhōng)。早期地質工(gōng)作者将膠東金礦作爲綠岩帶型金礦研究,在膠東地區進行金礦勘查的地質勘探人員(yuán)長期以來一(yī)直将其作爲與晚中(zhōng)生(shēng)代花崗岩類侵入岩有關的熱液金礦床進行勘查和研究。21世紀初,部分(fēn)研究者将膠東金礦歸爲造山型金礦,并認爲是與華北陸塊和揚子闆塊碰撞有關的金礦床或與太平洋闆塊俯沖有關的金礦床。翟明國等首先提出膠東金礦不同于經典的造山帶成礦作用,稱爲陸内非造山帶型金成礦作用,認爲膠東大(dà)規模成礦的動力學過程受華北東部中(zhōng)生(shēng)代構造體(tǐ)制轉折制約,地幔上湧、地幔和下(xià)地殼置換引發了岩漿流體(tǐ)成礦作用;随後,許多學者研究認爲,膠東金礦的成礦構造環境、成礦與圍岩變質時代的巨大(dà)差異、礦化蝕變特征等,與典型的造山型金礦明顯不同,并分(fēn)别稱爲膠東型金礦、伸展型金礦和克拉通破壞型金礦,但是不同的研究者認爲,成礦物(wù)質和流體(tǐ)來源是以殼源和幔源爲主的。針對膠東金礦的特點,Goldfarb等讪、Groves等提出了造山型金礦的俯沖闆片脫氣模式,認爲成礦流體(tǐ)來源于造山晚期俯沖闆片和洋殼沉積物(wù)俯沖停滞過程中(zhōng)的變質脫揮發分(fēn)作用,從而改變和擴大(dà)了傳統造山型金礦的概念,将膠東金礦床納入新的造山型金礦範疇。也有研究者提出,膠東金礦爲中(zhōng)—淺成造山型金礦,萊州新城金礦爲淺成造山型金礦,招遠夏甸金礦是由擠壓向伸展轉換過程中(zhōng)的造山型金礦。此外(wài),有研究者認爲,牟乳成礦帶金礦爲剪切帶型金礦。基于對膠東金礦成因的不同理解,多位研究者提出和建立了不同的成礦模式,歸納起來主要有以殼源爲主的成因模式、幔源成因模式和俯沖洋殼成因模式。(1)以殼源爲主的成因模式:翟明國等 提出,華北東部中(zhōng)生(shēng)代構造轉折和岩石圈減薄,造成了大(dà)規模的陸殼,特别是下(xià)地殼的重熔活化和岩漿活動、殼幔物(wù)質大(dà)比例的交換和混合,流體(tǐ)作用異常活躍,形成了一(yī)個新的岩漿流體(tǐ)成礦系統。而華北克拉通基底變質岩系,提供了金礦的物(wù)質來源,由此爆發的短時限、高強度、大(dà)規模的巨量金屬堆積(成礦作用),是膠東型陸内非造山帶成礦作用産生(shēng)的原因。宋明春等 建立的膠東型金礦“熱隆-伸展”和“階梯”成礦模式:白(bái)垩紀中(zhōng)國東部地幔隆起,殼幔相互作用,在膠東産生(shēng)殼幔混合岩漿,驅動大(dà)範圍流體(tǐ)循環,爲金成礦提供了物(wù)質來源;同時,幔隆作用造成地殼拉張和花崗岩快速隆升,形成花崗岩穹窿-伸展構造,爲流體(tǐ)運移富集、礦體(tǐ)定位提供了有利空間。控礦斷裂由地表向深部延伸,産生(shēng)傾角陡、緩交替變化的台階,蝕變岩型金礦主要沿台階的平緩和陡、緩轉折部位富集,通過斷裂滲流交代方式成礦,石英脈型金礦則賦存于主斷裂下(xià)盤的次級張裂隙中(zhōng),以泵吸充填方式成礦 。楊立強等提出的“膠東型金礦”成礦模式認爲,膠東金礦屬于後生(shēng)的中(zhōng)低溫熱液脈金成礦系統,古太平洋Izanagi俯沖闆片的回轉作用可能是引起區域前寒武紀變質基底岩石中(zhōng)成礦物(wù)質大(dà)規模活化再造的主要驅動機制,成礦流體(tǐ)主體(tǐ)來源于俯沖闆片變質脫水,金主要以Au(HS)2-絡合物(wù)的形式在流體(tǐ)中(zhōng)沿拆離(lí)斷層系輸運,在韌脆性轉換帶附近T脆性角礫岩帶,由于構造空間急劇增大(dà)、成礦流體(tǐ)的溫度和壓力突然降低,CO2、H2S逸出和硫化作用導緻Au(HS)2-等金絡合物(wù)失穩分(fēn)解,金大(dà)規模沉澱富集成礦。Li等将膠東型金礦定義爲産于岩石圈伸展構造背景,沿活化克拉通的邊緣、内部古縫合帶或微闆塊結合帶分(fēn)布的金礦床,認爲成礦流體(tǐ)通過高角度斷裂遷移形成石英脈型金礦,流體(tǐ)滲透到低角度斷裂中(zhōng),與圍岩發生(shēng)水岩交換作用形成蝕變岩型金礦。田傑鵬等 和李洪奎等 将膠東型金礦定義爲與殼源重熔形成的層狀岩漿岩和殼幔混合型花崗岩有關的金礦床類型,認爲侏羅紀殼源熔融成因的玲珑花崗岩,在岩漿活動過程中(zhōng)析出的高溫堿性熱液溶解金等成礦物(wù)質形成初始含礦熱液。在岩體(tǐ)擡升過程中(zhōng),其邊部形成拆離(lí)帶,其内部形成脆性斷裂構造。早白(bái)垩世,殼幔混合成因的郭家嶺花崗閃長岩,侵入于玲珑花崗岩中(zhōng)并一(yī)起隆升,引起流體(tǐ)活化、礦液濃度增大(dà),流體(tǐ)在早先形成的拆離(lí)帶和脆性斷裂中(zhōng)沉澱成礦。(2)幔源成因模式包括:朱日祥等首先提出膠東金礦屬于克拉通破壞型金礦的概念,指出克拉通破壞型金礦是在克拉通破壞過程中(zhōng)爆發式形成的大(dà)規模金礦省,成礦持續時間短、儲量巨大(dà)。分(fēn)布在克拉通破壞區,其成礦流體(tǐ)主要來自地幔,成礦物(wù)質來源于滞留在地幔過渡帶俯沖闆片的脫水。由于太平洋闆塊不斷縮小(xiǎo),導緻俯沖闆片回轉、海溝後撤,曾于不同地質時期在東、西太平洋形成大(dà)地幔楔。滞留在地幔過渡帶的俯沖闆片脫水釋放(fàng)的富金流體(tǐ)被岩石圈地幔中(zhōng)韭閃石等含水礦物(wù)儲存在100km以淺;在克拉通破壞時,含水礦物(wù)迅速分(fēn)解,成礦流體(tǐ)集中(zhōng)釋放(fàng),導緻金的爆發式成礦。鄧軍等提出了闆塊俯沖導緻金礦化模式,通過對三山島金礦床的研究認爲,熱液碳酸鹽的δ13Cpdb和δ18O值具幔源特征,高的正δ34S值爲繼承了揚子克拉通北緣含金的新元古代沉積岩系,它們于三疊紀蘇魯造山帶榴輝岩形成過程中(zhōng)俯沖于華北地幔岩石圈之下(xià)。成礦前基性脈岩顯示了典型島弧地球化學特征,指示基性岩漿活動前爲交代地幔源;成礦期基性脈岩顯示了洋島玄武岩地球化學特征,指示軟流圈上湧引發了富集地幔岩石圈S和Au的釋放(fàng),提供的成礦流體(tǐ)形成了膠東地區大(dà)規模金礦化。據此提出了膠東金礦的新成因模型,在三疊紀造山期間,Au和S被儲存于地幔岩石圈儲庫中(zhōng),在早白(bái)垩世,由俯沖闆片回撤和軟流圈上湧産生(shēng)的構造體(tǐ)制轉變使得富集岩石圈地幔儲庫中(zhōng)的成礦元素釋放(fàng)到地殼中(zhōng)。Niu等提出了地幔亞熱柱-幔枝成礦模式,建立的深部成礦過程爲:強烈的核、幔、殼活動→岩漿作用→變質雜岩隆升→蓋層岩系拆離(lí)→幔枝形成→熱液流體(tǐ)沿陡傾斷裂滲流→成礦物(wù)質集中(zhōng)→超大(dà)型礦床形成。Wang等研究認爲,膠東金礦的成礦流體(tǐ)來源于與地幔有關的岩漿作用,之後經曆岩漿-熱液過程,從而實現金的進一(yī)步富集。(3)國外(wài)學者基于膠東金礦的獨特性建立的新的造山型金礦模式的核心思想是,成礦流體(tǐ)不再是如典型的造山型金礦那樣來源于殼源岩石脫揮發分(fēn),而是來源于俯沖的太平洋闆塊及上覆沉積物(wù)脫揮發分(fēn),深切地幔的郯廬斷裂是深部含金流體(tǐ)運移的通道。如Goldfarb等提出,成礦流體(tǐ)由俯沖的古太平洋闆塊岩石圈及其上覆大(dà)洋沉積物(wù)變質産生(shēng),或者闆塊上的富集地幔楔脫揮發分(fēn),S和Au來自于洋殼沉積物(wù)或蛇紋石化地幔。Groves等和Groves等指出,膠東金礦是典型的造山型金礦變質模式的一(yī)個例外(wài),流體(tǐ)和金質來源于俯沖洋殼闆塊和上覆含金富硫沉積層或者相關的交代地幔楔脫揮發分(fēn)。膠東金礦不同的成因模式均有各自的證據,但相關證據也都有一(yī)定的局限性和值得商(shāng)榷的地方。不同的模式都是基于相同的流體(tǐ)包裹體(tǐ)、穩定同位素、同位素測年數據,也有共同的地質證據或認識,如成礦的伸展構造背景、斷裂控礦、大(dà)量花崗岩類和基性脈岩與金礦同時形成、成礦與軟流圈上湧、岩石圈減薄、克拉通破壞有關等。各種模式間最關鍵的差異是對成礦物(wù)質和流體(tǐ)來源及成礦過程的解釋。未來仍需要廣大(dà)科研工(gōng)作者做更多的工(gōng)作,加深對膠東金礦床成因的理解。研究認爲,由于黃鐵礦向磁黃鐵礦轉化中(zhōng)釋放(fàng)S,S活化并攜帶Au與其他鹵化物(wù)元素進入流體(tǐ)中(zhōng),金主要以Au(HS)2-化合物(wù)形式被流體(tǐ)運移。水/岩反應、流體(tǐ)不混溶及流體(tǐ)混合是膠東金礦金沉澱的主要機制。如前所述,120Ma左右是膠東花崗岩的快速冷卻期,随着花崗岩和區域地殼的快速隆升、降溫,成礦流體(tǐ)的壓力急劇降低,造成流體(tǐ)不混溶,fO2降低,C02、H2S逸出和硫化作用導緻Au(HS)2-等金絡合物(wù)失穩分(fēn)解,金大(dà)規模沉澱富集成礦。膠東金礦成礦流體(tǐ)演化十分(fēn)複雜,水/岩反應過程中(zhōng)流體(tǐ)成分(fēn)、同位素的變化還需要更詳細的工(gōng)作進行限定。根據水溶液包裹體(tǐ)與H2O-CO2包裹體(tǐ)共存及它們具有相同(似)的均一(yī)溫度範圍說明流體(tǐ)不混溶也是一(yī)個需要探讨的問題。近些年,黃鐵礦微量元素分(fēn)析技術在膠東金礦研究中(zhōng)得到廣泛應用,其主要的研究目的是探究金的礦化形式及沉澱機制。研究結果表明,金的賦存狀态和礦化形式分(fēn)爲可見金及不可見金礦化,其中(zhōng)蝕變岩型金礦一(yī)般隻出現可見金礦化,但石英脈型金礦中(zhōng)2種金礦化形式都很普遍;蝕變岩型金礦中(zhōng)的黃鐵礦普遍比石英脈型金礦中(zhōng)的黃鐵礦具有更低的As含量。招遠金翅嶺石英脈型金礦中(zhōng)黃鐵礦邊部比核部富尹S和As,表明高品位石英脈礦床的形成與多期次富Au-As成礦流體(tǐ)的注入有關。鑒于As的出現有利于金以固溶體(tǐ)的形式進入黃鐵礦,從而發生(shēng)不可見金的礦化,Mills等提出,膠東金礦的可見金都是通過活化早期黃鐵礦中(zhōng)的不可見金形成的,但通過更詳細的黃鐵礦顯微結構及原位微量元素研究發現,由于早期黃鐵礦中(zhōng)的不可見金含量非常低,這樣的活化過程在膠東金礦中(zhōng)幾乎不可能實現。關于金成礦後的擡升剝蝕情況,采用锆石、磷灰石(U-Th)/He和裂變徑迹測年估算了地殼擡升剝蝕結果,如焦家金礦田剝露曆史分(fēn)爲100-95Ma短時間快速構造剝露和95Ma以來長時間、緩慢(màn)剝露2個階段,95Ma以來的構造剝露速率和剝蝕量分(fēn)别約爲30m/Ma和3km。通過對三山島金礦地表至3563m深度鑽孔采樣測試發現,礦床在早白(bái)垩世晚期經曆了快速冷卻,其後有短暫的熱停滞,在75-55Ma由于斷層晚期的正斷和侵蝕效應發生(shēng)了再一(yī)次的快速降溫,始新世以來礦床經曆了緩慢(màn)單調的冷卻,成礦後剝蝕量估計大(dà)于5.1km。對三山島金礦中(zhōng)鉀長石、黑雲母39Ar-40Ar年齡和锆石、磷灰石裂變徑迹年齡測試,計算的總剝蝕量爲6土2km。關于與金礦有關花崗岩的擡升剝蝕情況,采用锆石U-Pb、鉀長石和黑雲母39Ar-40Ar、锆石和磷灰石裂變徑迹等測年方法進行了研究。夏甸金礦區的玲珑型花崗岩由侵位(163-155Ma)至143Ma冷卻到400℃,平均降溫速率爲19°C/Ma,至135±3Ma冷卻到240±50℃,平均速率20C/Ma。萊州新立金礦區郭家嶺型花崗岩侵位後快速冷卻,自129-128Ma的750-800℃至124±1Ma的300±50℃發生(shēng)了韌性變形,持續時間4Ma。其後發生(shēng)脆性正斷層,弱破碎岩漿鉀長石40Ar-39Ar坪年齡爲121.5±1.3Ma和120.5±1.2Ma,記錄了正斷層和冷卻至礦化溫度範圍(350-250℃)的時間。2個锆石裂變徑迹年齡(91±4Ma和90±3Ma)限定了冷卻到240±50℃的時間,磷灰石裂變徑迹年齡指示至60±6Ma相對緩慢(màn)地冷卻到125-60℃。新城金礦區的郭家嶺型花崗岩侵位後在大(dà)于500℃遭受了韌性變形,未蝕變花崗岩中(zhōng)最年輕锆石U-Pb年齡(約123Ma)與礦化期絹雲母40Ar/39Ar年齡(120Ma)的微小(xiǎo)差距,指示岩漿快速降溫至220-300℃。礦石和蝕變岩中(zhōng)16個锆石裂變徑迹年齡範圍爲112.9±3.4-99.1±2.7Ma,指示這一(yī)熱液蝕變的溫度持續到100Ma。其後礦化系統逐漸被剝露,估計由100Ma至15Ma剝露速率爲50±14m/Ma,15Ma以來剝露速率爲93±38m/Ma,總剝露量爲6.1±1.0km。郭家嶺岩體(tǐ)從130-126Ma的650℃(岩漿固結溫度)至124Ma的300℃(黑雲母封閉溫度),平均冷卻速率爲60-175℃/Ma,郭家嶺岩體(tǐ)(130-126Ma)侵位深度約爲13±1.6km,侵入郭家嶺岩體(tǐ)的艾山岩體(tǐ)(116±2Ma)侵位深度約2.7km,表明郭家嶺岩體(tǐ)在10Ma内,隆升剝蝕量達10km左右。牙山和院格莊岩體(tǐ)(偉德山型花崗岩),黑雲母40Ar-39Ar坪年齡爲117Ma,與锆石U-Pb年齡在誤差範圍内一(yī)緻,說明花崗岩侵位的同時快速冷卻到約300℃,之後經曆了3個階段冷卻曆史:早白(bái)垩世(117-110Ma)冷卻速率大(dà)于30℃/Ma,晚白(bái)垩世(100-90Ma)冷卻速率約爲3.8℃/Ma,古近紀(65-50Ma)冷卻速率約爲8.7℃/Ma。膠東晚中(zhōng)生(shēng)代花崗岩中(zhōng)锆石裂變徑迹年齡爲64.3-90.9Ma,磷灰石裂變徑迹年齡爲32.8-50.9Ma,指示膠東經曆了晚白(bái)垩世(80-60Ma)和古近紀(50-30Ma)2個階段的岩石圈減薄和地殼快速隆升[152]。上述研究結果表明,玲珑花崗岩自160Ma侵位至135Ma冷卻速率爲20°C/Ma,郭家嶺型花崗岩自130Ma侵位至124Ma冷卻速率爲100℃/Ma,偉德山型花崗岩自117Ma侵位的同時快速冷卻了超過400℃,其後于117-110Ma冷卻速率大(dà)于30℃/Ma,之後的冷卻速率顯著降低至不超過10℃/Ma,120Ma是膠東花崗岩的快速冷卻期。金成礦後大(dà)緻經曆了晚白(bái)垩世和古近紀2個階段的快速擡升剝蝕階段,剝蝕速率爲30-100m/Ma,剝蝕量爲5-6km。雖然焦家金礦田95Ma以來的剝蝕量爲3km,但考慮到95Ma之前存在一(yī)個短時間快速構造剝露過程,筆者認爲将剝蝕量确定爲5km左右是可信的。結合前述的金成礦深度爲5-10km考慮,膠東金礦床很少被剝蝕,在膠萊盆地大(dà)量的白(bái)垩紀—古近紀沉積物(wù)中(zhōng)未發現砂金沉積佐證了這一(yī)認識,表明膠東深部找礦潛力巨大(dà)。膠東地區的上新世—第四紀沉積物(wù)中(zhōng)賦存有砂金,說明金礦床僅在這個時期受到少量剝蝕。根據成礦規律、找礦标志(zhì)等綜合信息(預測要素)分(fēn)别建立區域和礦床勘查模型,指導靶區優選和勘查評價。膠東金礦的區域預測要素主要有:①區域成礦環境要素,包括膠東變質岩系、中(zhōng)生(shēng)代玲珑二長花崗岩和郭家嶺花崗閃長岩、伸展拉張環境、張扭性構造、燕山晚期構造運動等;②區域成礦特征要素,包括矽化、鉀化和絹英岩化蝕變帶、石英脈、成礦礦物(wù)組合、NE—NNE向斷裂;③地球物(wù)理特征要素,包括重力梯度帶、磁異常條帶或負異常;④地球化學特征要素,包括Au地球化學異常,Au、Ag、Cu、Pb、Zn、Mo、Bi綜合異常,自然金-黃鐵礦-多金屬重砂組合。典型礦床預測要素主要有:地質環境、礦床特征、地球物(wù)理特征(重力、磁測)等。深部金礦勘查模型的構成要素主要有:有利成礦結構面、礦化蝕變分(fēn)帶、礦體(tǐ)空間分(fēn)布的側伏和尖滅再現規律、CSAMT和MT剖面特征、構造地球化學異常等。膠東地區傳統的淺表部金礦找礦方法是,通過地質填圖圈定斷裂構造和礦化蝕變帶,采用激電聯剖、激電測深、土壤和岩石地球化學勘查等手段圈定異常,然後再圍繞有利成礦構造和物(wù)化探異常進行普查找礦。這種方法被地質人員(yuán)總結爲“跟着構造走、圍着異常轉”。采用電法找礦的地球物(wù)理前提是膠東金礦中(zhōng)黃鐵礦化非常普遍,易形成硫化物(wù)異常。但是,由于礦床埋藏深度的加大(dà)及電法儀器自身探測精度的限制,常規的激電聯剖和激電測深方法已不能探測到大(dà)于1000m深度金礦的有效信息。山東省地礦局技術人員(yuán)在詳細分(fēn)析金礦體(tǐ)與斷裂構造的耦合關系後發現,金礦賦礦斷裂由淺部至深部傾角出現多個陡、緩交替變化的台階,金礦體(tǐ)主要賦存于斷裂傾角陡-緩轉折和緩傾角部位,構成階梯成礦模式。基于這一(yī)認識,突破用時間域直流電法直接圈定激電異常的傳統找礦思路,将探測目标定位于深部斷裂傾角變化的較緩部位,将探測方法改變爲以頻率域電磁法爲主的大(dà)探測深度地球物(wù)理方法。即通過地表高精度、大(dà)探測深度地球物(wù)理探測,查明控礦斷裂向深部的結構變化,根據階梯成礦模式圈定深部礦的位置。這一(yī)深部找礦方法,有力地支持了膠東深部找礦。膠東深部找礦最常用的方法是可控源音頻大(dà)地電磁測量(CSAMT),開(kāi)展了部分(fēn)大(dà)地電磁測量(MT)、頻譜激電測量(SIP)工(gōng)作,輔助開(kāi)展了一(yī)些高精度重力剖面、高精度磁法剖面,進行了少量反射地震、廣域電磁探測工(gōng)作。根據探測深度,形成了2種深度的金礦勘查地球物(wù)理方法組合:①2000m以淺深度金礦找礦方法組合,探測目标是與金礦有關的控礦結構面,主要方法是各類頻率域電磁法,包括CSAMT法、AMT、廣域電磁法等,此外(wài)地震勘探技術、重力勘探技術也可用于此深度區間的深部探測。②2000-5000m深度金礦找礦方法組合,主要探測目标是成礦結構面,包括各種斷層、斷裂帶、岩性接觸帶、構造滑脫帶等,最佳方法技術組合爲“MT/廣域電磁法+重力勘探+地震勘探”。通過對焦家斷裂帶深部金礦找礦的CSAMT、SIP測量和研究工(gōng)作,建立了如下(xià)破碎帶蝕變岩型金礦找礦地質-地球物(wù)理模型:在CSAMT法視電阻率斷面等值線圖上,斷裂蝕變帶位于視電阻率等值線由低到高的過渡梯級帶上,梯級帶呈舒緩波狀特征,梯級帶上梯度變化最大(dà)的部位爲斷裂帶主裂面下(xià)界面,金主礦體(tǐ)主要分(fēn)布于主裂面下(xià)盤的黃鐵絹英岩化碎裂岩帶内,視電阻率等值線同步向下(xià)彎曲、間距變大(dà)及由陡變緩部位爲成礦有利部位;在SIP法複電阻率參數斷面等值線圖上,斷裂帶反映爲定向延深的條帶串珠狀低阻帶,複電阻率值越低,反映斷裂帶礦化蝕變程度越強烈,在等值線彎曲、低阻帶局部膨大(dà)部位爲成礦有利部位;充電率參數斷面等值線圖上,斷裂帶反映爲定向延深的條帶串珠狀高值異常帶,在礦體(tǐ)頭部高值異常呈“八”字型特征,在一(yī)定範圍内充電率值越高,其礦化蝕變程度越強;在時間常數參數斷面等值線圖上,斷裂帶反映爲條帶串珠狀高值異常帶;頻率相關系數參數斷裂帶反映爲低值條帶狀異常特征;頻散率參數斷面等值線反映爲高值條帶狀異常特征;金屬因數參數斷面等值線反映爲高值帶狀特征,帶狀異常沿礦化蝕變帶分(fēn)布,低阻高極化體(tǐ)異常反映最明顯。穿越膠西北金礦床集中(zhōng)區主要成礦斷裂的深反射地震剖面,揭示了莫霍面不連續、切穿地殼的垂直構造帶、淺部鏟式斷裂、多階段岩漿拱弧等地質現象,爲深入理解克拉通破壞和大(dà)規模金礦集區的形成提供了新的視角。膠東深部找礦中(zhōng)應用了多種地球化學方法,其中(zhōng)應用較多的是構造疊加暈地球化學勘查方法。通過分(fēn)析成暈構造中(zhōng)的構造岩,捕捉深部隐伏礦體(tǐ)在地表或淺部引起的微弱的地球化學異常。李惠等根據金礦成礦成暈具有多期多階段脈動疊加的特點,開(kāi)展三山島斷裂帶構造疊加暈地球化學研究,建立了構造蝕變帶深部盲礦預測的構造疊加暈模型,預測深部盲礦靶位22個,經鑽探驗證取得了較好的找礦效果。馬生(shēng)明等提出了地球化學多維異常體(tǐ)系,通過在膠西北深部金礦找礦中(zhōng)的應用,發現構造蝕變帶中(zhōng)Na2O、Ba、Sr含量低于正常花崗岩,出現明顯貧化。研究指出,Au、S等元素的正異常是初始礦源岩的地球化學标志(zhì),而Na2O等元素的負異常是控礦構造蝕變帶的地球化學标志(zhì)。對萊州三山島北部海域金礦的多維異常體(tǐ)系研究指示其深部有巨大(dà)的資(zī)源潛力。王學求等以膠東蝕變岩型金礦鑽孔岩心和地表聯合取樣獲得的數據,建立了千米深度立體(tǐ)地球化學探測模型。金異常和硫異常長軸方向與礦體(tǐ)傾斜方向一(yī)緻,反映了成礦過程中(zhōng)流體(tǐ)沿控礦構造的軸向運移;金異常與類氣體(tǐ)元素Hg在垂向上一(yī)緻,而且出現從礦體(tǐ)到地表的連續貫通式異常,反映了流體(tǐ)沿微裂隙和納米孔的垂向遷移。礦床三維地質建模技術已在膠東金礦研究中(zhōng)得到較廣泛應用,在深部礦體(tǐ)賦存規律、成礦預測中(zhōng)發揮了較好的作用。宋明春等基于膠東主要金礦床的三維建模實踐,編制了《礦床三維地質建模規範》。王巧雲等建立了焦家金成礦帶部分(fēn)礦區的三維地質模型,在此基礎上,按照信息值的等級圈定了深部6個成礦靶區,預測金礦産資(zī)源380t。陳進等以招遠大(dà)尹格莊金礦爲研究對象,在構建三維地質模型的基礎上,通過多種空間分(fēn)析方法提取控制礦體(tǐ)形成的若幹控礦地質因素特征值,進而開(kāi)展三維礦體(tǐ)定位預測,在礦區深邊部預測了7個三維找礦靶區。毛先成等運用空間分(fēn)析技術對大(dà)尹格莊金礦控礦因素的不同特征進行定量表達,進而分(fēn)析其與金礦化的相關關系。分(fēn)析結果顯示,斷層的坡度與Au品位近似呈高斯分(fēn)布,暗示成礦流體(tǐ)更多地在某一(yī)特定的坡度範圍内彙聚,斷裂面的陡緩變化和起伏程度顯著影響了金的富集程度。認爲斷裂面的形态特征是控制大(dà)尹格莊金礦形成的關鍵因素。20世紀主要采用傳統的鑽探設備和工(gōng)藝進行金礦勘探,最大(dà)鑽探孔深不超過1000m。鑽探設備和工(gōng)藝技術的進步是膠東深部找礦取得成功的重要因素之一(yī)。全液壓動力頭式岩心鑽機、機械立軸式岩心鑽機,有效提升了小(xiǎo)口徑岩心鑽探深度。繩索取心、泡沫鑽進、受控定向鑽探等技術,解決了深孔鑽進鑽杆斷裂、塌孔、埋鑽、燒鑽、取心難等工(gōng)程技術難題。金剛石WL鑽探技術、液動沖擊WL鑽探方法、PHP系列無固相沖洗液、LBM泥漿、立軸鑽機、動力頭鑽機等深孔鑽探組合技術,解決了膠東地區硬、脆、碎、漏、酥複雜岩層鑽進難題。目前膠東地區已施工(gōng)超過3000m深度的鑽孔3個,1500-3000m深度鑽孔300餘個。在萊州三山島金礦深部(西嶺礦區)施工(gōng)了深度分(fēn)别爲2755.70m、2738.83m和4006.17m的3個深孔閃,後者被譽爲中(zhōng)國岩金勘查第一(yī)深鑽。在焦家斷裂帶深部施工(gōng)的3266.06m深度的鑽孔,在2428.00-3234.16m深度發現6層礦化體(tǐ),其中(zhōng)高品位礦體(tǐ)位于2854m深度。針對海域勘查鑽機安裝、鑽探施工(gōng)技術難題,研發了适用于淺海小(xiǎo)口徑岩心鑽探的海域鑽探平台,采用“鑽探平台支撐-鑽孔優選定位-水下(xià)環保鑽探-鑽孔護壁取心”技術組合,在萊州三山島北部海域礦區完成海域鑽探工(gōng)作量達120km,最大(dà)鑽孔深度1973.46m,助力探獲了中(zhōng)國首個海域超大(dà)型金礦床。8.1 1000-2000m深度深部找礦重大(dà)突破2011年以來,膠東地區新增深部金資(zī)源量約2958t,新發現4個超大(dà)型金礦床、8個大(dà)型金礦床,121個中(zhōng)小(xiǎo)型金礦床,新增金資(zī)源量約占全國同期的40%,并且超過了找礦突破戰略行動之前膠東曆史上累計探明金資(zī)源量的總和(表3)。新增金資(zī)源量主要賦存于地表之下(xià)1000-2000m垂深範圍,大(dà)中(zhōng)型礦床集中(zhōng)分(fēn)布于三山島、焦家和招平3條斷裂成礦帶(圖1)。4個超大(dà)型金礦分(fēn)别爲萊州三山島北部海域金礦、萊州三山島礦區西嶺-新立金礦、萊州紗嶺金礦和招遠水旺莊金礦,其中(zhōng)前三者的金資(zī)源量均超過300t。初步統計,膠東累計探明的5000餘噸金資(zī)源量中(zhōng),深部礦資(zī)源量占總量的62%,深部資(zī)源量已大(dà)大(dà)超過淺部;資(zī)源量大(dà)于100t的超大(dà)型礦資(zī)源量占總量的65%,大(dà)型礦資(zī)源量占總量的24%,大(dà)型及以上規模礦産資(zī)源量已占絕對優勢;礦床類型主要爲焦家式破碎帶蝕變岩型金礦,總資(zī)源量約4000t,其次爲玲珑式石英脈型金礦(資(zī)源量約700t)和鄧格莊式硫化物(wù)石英脈型金礦(資(zī)源量約300t),其他類型金資(zī)源量不足100t。表3 找礦突破戰略行動十年膠東金礦找礦及研究成果與以往對比目前,中(zhōng)國已累計查明黃金資(zī)源儲量14131.06t(截止2019年底),其中(zhōng)膠東地區金資(zī)源量達全國的1/3。膠東地區的深部找礦成果改變了中(zhōng)國以往大(dà)型礦床少、中(zhōng)小(xiǎo)型礦床多的局面,重塑了中(zhōng)國的黃金資(zī)源格局,推動中(zhōng)國由貧金資(zī)源國躍居世界第二大(dà)黃金資(zī)源國。新探獲的深部大(dà)中(zhōng)型金礦床主要賦存于膠東西北部的三山島、焦家和招平3條斷裂成礦帶中(zhōng),其中(zhōng)三山島、焦家和玲珑金礦田累計探明金資(zī)源量1000t左右,成爲中(zhōng)國僅有的3個千噸級金礦田(圖2)。3個礦田中(zhōng)以往探明的多個金礦床的主礦體(tǐ)在深部相互連接或疊合,實際爲同一(yī)超巨型或巨型金礦床。(1)三山島金礦田和三山島超巨型金礦床。礦床賦存于三山島斷裂中(zhōng),該斷裂位于萊州灣東南(nán)側沿岸一(yī)帶,大(dà)部分(fēn)地段被第四系覆蓋。斷裂陸地段長12km,寬20-400m;總體(tǐ)走向40°-50°,傾向SE,傾角30°-40°,局部可達80°。斷裂平面上呈“S”形,形态不規則,兩端均延入海域,剖面上呈上陡下(xià)緩的鏟式特征。三山島斷裂成礦帶分(fēn)布有金礦床6處(按照勘查時的礦床概念),均爲破碎帶蝕變岩型金礦,累計查明金資(zī)源量約1140t。其中(zhōng)以往作爲獨立礦床勘查研究的萊州新立、三山島、西嶺和三山島北部海域礦區在深部連爲一(yī)體(tǐ),實際上構成一(yī)個噸位聚集指數大(dà)于1011的超巨型礦床。礦床共有礦體(tǐ)80餘個,其中(zhōng)的I号主礦體(tǐ)全長超過3km,控制最深标高-1886m,最大(dà)斜深超過1.7km,單礦體(tǐ)金資(zī)源量超過500t,目前是中(zhōng)國規模最大(dà)的單一(yī)金礦體(tǐ)。(2)焦家金礦田和焦家超巨型金礦床。礦床賦存于焦家斷裂中(zhōng),該斷裂位于三山島斷裂東側不足20km,長約60km,寬50-500m;總體(tǐ)走向NNE,在25°-75°範圍内呈“S”形變化;傾向NW,與三山島斷裂相向而傾,傾角30°-50°,局部可達78°,剖面上呈上陡下(xià)緩的鏟式特征。斷裂形态不規則,其下(xià)盤發育較多與走向平行或呈“入”字形相交的分(fēn)支構造。焦家斷裂成礦帶分(fēn)布有金礦床20餘處,均爲破碎帶蝕變岩型金礦,構成由焦家主幹斷裂及其分(fēn)支斷裂控制的焦家金礦田、由靈北斷裂控制的靈北金礦田及由焦家斷裂北段控制的鞍石金礦田。該帶累計查明金資(zī)源量約1418t,其中(zhōng)焦家金礦田約1360t。勘查研究發現,焦家金礦田以往作爲獨立礦床的萊州寺莊(含後趙)、馬塘(朱郭李家)、焦家(淺部)、前陳、南(nán)呂-欣木、東季-南(nán)呂(焦家深部)、紗嶺等區段,實際爲總資(zī)源量約1200t的超巨型金礦床。金礦床共有礦體(tǐ)500餘個,其中(zhōng)主要礦體(tǐ)3個。I-1号礦體(tǐ)最大(dà)走向長1920m,最大(dà)傾斜長2158m,控制最深标高-2020m,單礦體(tǐ)金資(zī)源量約400t。(3)玲珑金礦田和嶺南(nán)-水旺莊巨型金礦床。礦床賦存于招平斷裂中(zhōng),該斷裂位于焦家斷裂東約25km的招遠市—平度市麻蘭一(yī)線,是膠東西北部出露規模最大(dà)的控礦斷裂。斷裂全長120km,寬150-200m;總體(tǐ)走向NNE,平面上呈舒緩波狀展布;傾向SE—E,與焦家斷裂相背而傾,傾角30°-70°,剖面上呈上陡下(xià)緩的鏟式特征。斷裂由主幹斷裂和次級斷裂構造系統組成,其中(zhōng)主幹斷裂北段的丁家莊子-大(dà)磨曲家地段習稱爲破頭青斷裂。招平斷裂成礦帶分(fēn)布有金礦床及礦點30餘處,以蝕變岩型金礦爲主,有較多的石英脈型金礦。在斷裂的北段分(fēn)布有玲珑金礦田,中(zhōng)段爲大(dà)尹格莊金礦田,南(nán)段爲舊店(diàn)金礦田(圖2)。該帶累計查明金資(zī)源量約1386t,其中(zhōng)玲珑金礦田約1000t。玲珑金礦田是玲珑式石英脈型金礦的典型産地,以往探明的淺部金礦絕大(dà)部分(fēn)爲招平主斷裂下(xià)盤次級斷裂中(zhōng)的石英脈型金礦,已累計查明石英脈型金資(zī)源近400t。深部找礦工(gōng)作突破圍繞石英脈找礦的傳統做法,将找礦重點放(fàng)在沿溝谷負地形分(fēn)布且被第四系嚴重覆蓋的招平斷裂北段,探明了招遠東風171号脈、水旺莊、嶺南(nán)、栾家河、李家莊等大(dà)型金礦床,累計查明金資(zī)源量約600t。研究發現,這些礦床的主礦體(tǐ)在深部也是相互連接,實際是同一(yī)個巨型金礦床。玲珑金礦田中(zhōng)蝕變岩型金礦資(zī)源量是石英脈型金礦的2倍以上,深部找礦成果改變了該礦田的礦床類型格局。東風礦區的1711号礦體(tǐ)賦存标高-80~-1550m,礦體(tǐ)控制長2500m,控制斜深510~3100m。水旺莊礦區的②号礦體(tǐ)賦存标高-851~-2173m,礦體(tǐ)最大(dà)走向長2560m,最大(dà)傾斜深2080m。礦床位于萊州市三山島北部淺海區域,爲三山島斷裂成礦帶的北段,與陸地上的三山島金礦在深部相連,是三山島超巨型金礦床的組成部分(fēn)。礦區均被海水覆蓋,主要區域水深8.5-20m,海水之下(xià)第四系厚度一(yī)般爲35-40m,最厚60m。其中(zhōng),礦床共有21個金礦體(tǐ),金資(zī)源儲量約470t。該礦區是中(zhōng)國一(yī)次性提交金資(zī)源量最大(dà)的礦區。礦床由淺部礦體(tǐ)群和深部礦體(tǐ)群組成,二者均分(fēn)布于控礦斷裂傾角平緩和由陡變緩的轉折部位,構成由淺部至深部的階梯賦礦規律。淺部第一(yī)台階礦體(tǐ)賦存于-600m标高深度以上,礦體(tǐ)傾角25°~50°;深部第二台階礦體(tǐ)賦存于-1000m标高以下(xià),礦體(tǐ)傾角35°~40°。其規模最大(dà)的4号礦體(tǐ),賦存标高-796~-1736m,礦體(tǐ)走向長1446m,傾向最大(dà)延深1072m,平均厚度30.91m,平均品位5.23g/t。膠萊盆地東北緣的蓬家夼礦田,主要由賦存于中(zhōng)生(shēng)代膠萊盆地底部白(bái)垩紀萊陽群中(zhōng)的蝕變礫岩型金礦(發雲夼式金礦)和發育于盆地與基底之間斷裂帶中(zhōng)的盆緣斷裂角礫岩型金礦(蓬家夼式金礦)組成,該礦田已累計探明金資(zī)源量超過150t。近年深部找礦在變質基底隆起邊緣斷裂裂隙和變質地層的層間滑動帶中(zhōng)發現和探明的牟平遼上深部金礦床,已探明金資(zī)源量近70t,是膠東東部探獲的唯一(yī)的資(zī)源量超過50t的金礦床。礦床的礦石類型主要爲黃鐵礦碳酸鹽脈,金礦物(wù)主要賦存于白(bái)雲石等碳酸鹽礦物(wù)中(zhōng),礦石特征明顯不同于膠東地區的其他金礦床。膠西北金礦床中(zhōng)雖然也含有少量碳酸鹽礦物(wù),但碳酸鹽化多是晚于金礦化的成礦作用末期的産物(wù)。鑒于這一(yī)礦床的特殊性,已被命名爲“遼上式”金礦。遼上深部金礦床Ⅲ-9号主礦體(tǐ)賦存在-537--919m标高,已控制礦體(tǐ)長310m,最大(dà)斜深587m,平均厚度16.79m。控礦斷裂和礦化蝕變帶由淺部向深部傾角漸趨變緩,呈鏟式階梯狀或舒緩波狀展布,礦體(tǐ)産于斷裂深部傾角明顯變緩處,與淺部礦體(tǐ)之間存在超過500m垂直距離(lí)的無礦間隔。礦床的礦石類型包括含黃鐵礦碳酸鹽脈花崗岩型、含黃鐵礦碳酸鹽脈變質岩型、黃鐵礦碳酸鹽脈型等,碳酸鹽脈呈細脈或微細脈穿插在圍岩的張裂隙中(zhōng)。找礦突破戰略行動實施以來,科技人員(yuán)對膠東金礦集區開(kāi)展了深入研究和深部勘查,取得了一(yī)系列重要成果。本文綜合前人研究和勘查成果得出如下(xià)結論。(1)膠東地區與金成礦有關的侵入岩包括163~149Ma的陸殼重熔型玲珑型花崗岩>132~125Ma的殼幔混合型郭家嶺型花崗岩>125~110.5Ma的殼幔混合型偉德山型花崗岩、125~108.9Ma的A型崂山型花崗岩和125.6~112.2Ma的幔源基性脈岩,花崗岩類演化由高Ba、Srt低Ba、Sr,由S型→I型→A型,由埃達克質→弧花崗岩,指示了由華北→揚子闆塊構造體(tǐ)系向歐亞-太平洋闆塊構造體(tǐ)系和由擠壓機制向伸展機制的轉換,以及岩石圈地幔地球化學性狀的轉化。在這一(yī)過程中(zhōng)發生(shēng)的早白(bái)垩世熱隆-伸展構造爲膠東大(dà)規模金成礦提供了有利條件,而岩漿岩和地幔地球化學成分(fēn)轉化過程中(zhōng)元素成分(fēn)的劇烈變化,爲金成礦提供了物(wù)質來源。(2)膠東金礦受斷裂構造控制,斷裂傾向和傾角變化控制了流體(tǐ)聚集和富礦柱形成,蝕變岩型金礦體(tǐ)主要沿斷裂傾角陡緩轉折部位和斷裂坡度較平緩部位富集,構成階梯成礦模式,基底構造對斷裂的産狀和金礦分(fēn)布有影響,石英脈型金礦的傾角總體(tǐ)陡于蝕變岩型金礦。(3)高精度同位素年齡測試表明,膠東金礦是在120Ma左右短時爆發式成礦的,這一(yī)時期伴随強烈的地殼隆升和降溫,金礦床于5-10km深度定位,其後遭受了約5km的剝蝕。(4)金的成礦流體(tǐ)顯示岩漿水、地幔流體(tǐ)和天水混合的特征,成礦物(wù)質來源具有多源性和複雜性,成礦流體(tǐ)爲富Cl的還原性流體(tǐ),後期階段有富As-Au的流體(tǐ)注入到熱液系統。膠東金礦的形成與古太平洋闆塊俯沖、軟流圈上湧、克拉通破壞有關,水/岩反應、流體(tǐ)不混溶及流體(tǐ)混合是導緻金沉澱的主要機制。膠東型金礦是與經典造山型金礦和國際上其他已知(zhī)金礦類型不同的新的金礦成因類型。(5)金礦找礦綜合勘查模型、深部階梯找礦方法、以CSAMT爲代表的大(dà)探測深度地球物(wù)理方法、構造疊加暈地球化學方法、礦床三維地質建模和深孔鑽探技術在膠東深部找礦中(zhōng)發揮了重要作用。(6)理論技術與實踐緊密結合,在1000-2000m深度範圍内新增金資(zī)源量約2958t,探明12個大(dà)型及以上金礦床,形成3個千噸級金礦田,發現2個超巨型金礦床和1個巨型金礦床,探明了世界罕見的海域金礦床,新發現黃鐵礦碳酸鹽脈型金礦類型。改變了中(zhōng)國以往大(dà)型礦床少、中(zhōng)小(xiǎo)型礦床多的局面,重塑了中(zhōng)國的黃金資(zī)源格局。膠東金礦集區的成礦研究和深部找礦取得了重大(dà)進展,但仍然存在一(yī)些亟待解決的關鍵問題,如晚中(zhōng)生(shēng)代構造體(tǐ)制轉換對大(dà)規模成礦的影響、斷裂控礦機理、成礦流體(tǐ)和物(wù)質來源、金礦資(zī)源潛力及精細高效的找礦技術等問題,解決這些問題既是地質工(gōng)作者面臨的重要挑戰,又(yòu)是爲中(zhōng)國深部找礦貢獻力量的重要機遇,需要産學研緊密結合、廣大(dà)地質工(gōng)作者共同努力。中(zhōng)國重要礦産資(zī)源嚴重短缺,深部找礦是當前和今後一(yī)段時間的重要任務,目前正在實施的國家重點研發計劃“深地資(zī)源探測”、“戰略性礦産資(zī)源開(kāi)發利用”,國家自然科學基金重大(dà)研究計劃“戰略性關鍵金屬超常富集成礦動力學”及自然資(zī)源部“戰略性礦産找礦行動(2021—2035年)”表明,未來深部成礦作用規律、關鍵金屬礦産資(zī)源的富集機制和成礦規律、深部找礦技術方法研究等是中(zhōng)國地質工(gōng)作的重要任務,膠東有得天獨厚的成礦條件和良好的研究基礎,應當成爲中(zhōng)國深部資(zī)源勘查研究的重要示範區。緻謝:找礦突破戰略行動十年,膠東地區金礦找礦取得了令人振奮的重大(dà)成果,特向爲膠東黃金找礦做出貢獻的地質人員(yuán)緻以崇高的敬意。2022年是國務院授予山東地礦六隊“功勳卓著無私奉獻的英雄地質隊”榮譽稱号30周年,謹以此文表示祝賀!匿名審稿專家對本文提出了寶貴的修改意見,在此一(yī)并緻謝。原文來源:地質通報.第41卷 第6期 2022年6月免責聲明 | 文章(圖片)版權歸原作者所有,轉載于覆蓋區找礦公衆号,僅作分(fēn)享之用,如有侵權請及時聯系我(wǒ)們