劉庚寅，楊 斌，彭省臨，劉海剛，陳 艷，梁琴琴，陳 燕，劉賢紅，李守生，王 慧，竇源東，楊玉泉

(1. 中南大學(xué) 有色金屬成礦預(yù)測(cè)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，長(zhǎng)沙 410083，2. 中南大學(xué) 地球科學(xué)與信息物理學(xué)院，長(zhǎng)沙 410083；3. 山東招金集團(tuán)，招遠(yuǎn) 265400)

膠西北大尹格莊金礦巖石化學(xué)與成礦作用

劉庚寅1,2，楊 斌1,2，彭省臨1,2，劉海剛1,2，陳 艷1,2，梁琴琴1,2，陳 燕1,2，劉賢紅1,2，李守生3，王 慧3，竇源東3，楊玉泉3

(1. 中南大學(xué) 有色金屬成礦預(yù)測(cè)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，長(zhǎng)沙 410083，2. 中南大學(xué) 地球科學(xué)與信息物理學(xué)院，長(zhǎng)沙 410083；3. 山東招金集團(tuán)，招遠(yuǎn) 265400)

大尹格莊金礦床位于招平斷裂帶中段，金礦體主要賦存于招平斷裂主裂面下盤(pán)的黃鐵絹英巖化碎裂巖和黃鐵絹英巖化花崗巖中。巖、礦石主成分分析顯示：膠東群變質(zhì)巖與煌斑巖成分均與玄武巖的相似，大尹格莊礦區(qū)煌斑巖與焦家礦區(qū)和玲瓏礦區(qū)煌斑巖在化學(xué)成分上差異明顯。絹英巖化蝕變過(guò)程中，顯著帶入Si和K，而Na、Ca和Mg等組分帶出明顯。稀土元素分析顯示：黃鐵絹英巖化蝕變和金成礦過(guò)程中顯著帶出稀土元素，膠東群變質(zhì)巖的原巖與拉斑玄武巖有關(guān)，而煌斑巖及其他樣品的初始物源又與膠東群變質(zhì)巖有關(guān)。微量元素分析顯示：Au、Ag、Cu、Pb、As、Mo、Bi、Rb和Sr等元素在金礦體及黃鐵絹英巖化蝕變巖中呈聚集趨勢(shì)，但Au元素的聚集與Cu、As、Pb、Zn、Hg和Ag等元素的聚集不同步。大尹格莊金礦的形成與燕山期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和巖漿活動(dòng)關(guān)系密切，并受到斷裂構(gòu)造系統(tǒng)、膠東群變質(zhì)巖、玲瓏花崗巖及伴生巖脈等條件的復(fù)合制約，長(zhǎng)期大規(guī)模熱液對(duì)流循環(huán)及所伴隨的動(dòng)態(tài)開(kāi)放條件下的水巖反應(yīng)和物質(zhì)運(yùn)動(dòng)是大尹格莊金礦成礦的關(guān)鍵。

巖石化學(xué)；水巖反應(yīng)；成礦作用；大尹格莊金礦；膠西北

關(guān)于膠西北地區(qū)金礦的成因有多種不同的觀點(diǎn)，如幔源流體成巖成礦[1]、巖漿水成礦[2?3]、大氣降水熱液成礦[4]、多層次流體循環(huán)和混合成礦[5]等，而對(duì)于礦區(qū)主要地質(zhì)體，如玲瓏花崗巖、郭家?guī)X花崗閃長(zhǎng)巖、膠東群變質(zhì)巖與金成礦的關(guān)系以及這些這些地質(zhì)體間的成因演化關(guān)系也分歧較多[6?8]。

本文作者通過(guò)對(duì)大尹格莊金礦主要圍巖，包括玲瓏花崗巖、膠東群變質(zhì)巖、燕山期煌斑巖及主要蝕變巖常量元素、稀土元素和微量元素的分析，探索主要圍巖的成因演化關(guān)系及蝕變礦化過(guò)程中元素的遷移、聚集規(guī)律和成礦作用機(jī)理。

1 礦區(qū)地質(zhì)概況

大尹格莊金礦床位于招平斷裂帶的中段，是膠東地區(qū)著名的大型金礦床之一。

礦區(qū)內(nèi)膠東群變質(zhì)巖及玲瓏花崗巖廣泛出露，各類(lèi)脈巖及斷裂構(gòu)造發(fā)育如圖1所示。

礦區(qū)內(nèi)斷裂主要有招平斷裂、大尹格莊斷裂、南周家斷裂和南溝斷裂等。招平斷裂在礦區(qū)內(nèi)總體走向20°，傾向 SE，傾角 21°～58°，寬 40～80 m，由糜棱巖、碎裂巖及斷層泥等組成，斷層泥是招平斷裂主裂面的標(biāo)志，糜棱巖主要分布在主裂面上盤(pán)，發(fā)育條帶狀和紋層狀構(gòu)造，碎裂巖多見(jiàn)于主裂面下盤(pán)花崗質(zhì)巖石中，發(fā)育碎裂結(jié)構(gòu)和碎斑結(jié)構(gòu)。

金礦體大部分賦存于主裂面下盤(pán)的黃鐵絹英巖化碎裂巖和黃鐵絹英巖化花崗巖中，礦體形態(tài)、產(chǎn)狀和分布嚴(yán)格受招平斷裂帶控制。主裂面上盤(pán)主要為膠東群變質(zhì)巖，發(fā)育有碳酸鹽化、綠泥石化與褐鐵礦化蝕變。

礦區(qū)內(nèi)共有2個(gè)礦體群，以大尹格莊斷裂為界，北部為②號(hào)礦體群，南部為①號(hào)礦體群，它們呈隱伏狀態(tài)分布于招平斷裂帶的下盤(pán)，礦體形態(tài)、產(chǎn)狀和分布嚴(yán)格受招平斷裂帶的控制。

礦床中圍巖蝕變分帶清楚，自招平斷裂帶主裂面向下盤(pán)玲瓏花崗巖方向依次出現(xiàn)：斷層泥→絹英巖化糜棱巖→絹英巖或黃鐵絹英巖化碎裂巖→絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖→鉀長(zhǎng)絹英巖化花崗巖→正?；◢弾r。

金成礦可以劃分為 4個(gè)主要成礦階段，即石英?粗粒黃鐵礦階段、石英?(浸染狀或細(xì)脈狀)黃鐵礦階段、石英?黃鐵礦?多金硫化物階段及石英?碳酸鹽(方解石)?黃鐵礦階段。其中，石英?(浸染狀或細(xì)脈狀)黃鐵礦階段為金的主要成礦階段。

2 巖石及礦石主成分特征

測(cè)試對(duì)象包括大尹格莊礦區(qū)煌斑巖、招平斷裂帶主裂面上盤(pán)膠東群變質(zhì)巖、主裂面附近糜棱巖、主裂面下盤(pán)鉀化花崗巖、黃鐵絹英巖(金礦石)和絹英巖化碎裂巖等，硅酸鹽全分析結(jié)果見(jiàn)表1。

大尹格莊礦區(qū)煌斑巖中 SiO2含量與焦家礦區(qū)煌斑巖的(SiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為49.30%～50.43%[9])接近，但顯著低于玲瓏礦區(qū)煌斑巖的(SiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為52.33%～55.57%[9])。在TAS分類(lèi)圖上，大尹格莊礦區(qū)煌斑巖樣品投點(diǎn)落在玄武巖區(qū)，而焦家礦區(qū)煌斑巖樣品投點(diǎn)則落在玄武巖區(qū)、粗面玄武巖區(qū)及堿玄巖區(qū)，玲瓏礦區(qū)煌斑巖樣品投點(diǎn)落在玄武質(zhì)安山巖及安山巖區(qū)，顯示大尹格莊礦區(qū)煌斑巖與焦家礦區(qū)和玲瓏礦區(qū)煌斑巖在化學(xué)成分上差異明顯。

在TAS分類(lèi)圖(見(jiàn)圖2)上，大尹格莊礦區(qū)2件膠東群變質(zhì)巖樣品投點(diǎn)也落在玄武巖區(qū)，印證了有關(guān)膠東群正變質(zhì)巖的原巖為島弧及邊緣洋底的拉斑玄武巖的推論[10]。膠東群變質(zhì)巖樣品投點(diǎn)與煌斑巖樣品投點(diǎn)較接近，顯示兩者在化學(xué)成分及成因方面有一定聯(lián)系。

在所有測(cè)試對(duì)象中，招平斷裂帶絹英巖化碎裂巖中SiO2和K2O的含量最高，Na2O、CaO、MgO、TiO2、MnO、P2O5和CO2的含量最低，顯示絹英巖化蝕變過(guò)程中Si和K有顯著帶入，而Na、Ca和Mg等組分帶出明顯。

與鉀化花崗巖相比，黃鐵絹英巖(礦石)中Na2O和CaO含量明顯較低，F(xiàn)eO、Fe2O3、MgO、MnO和CO2等成分則明顯增高，也顯示礦化蝕變過(guò)程中有 Na和Ca帶出，而 Fe含量的增高與黃鐵礦的聚集有關(guān)，MgO 與 CO2含量的增高與礦體中普遍發(fā)育的白云石細(xì)脈相吻合。

招平斷裂帶糜棱巖成分中，SiO2、K2O、Na2O、CaO、MgO、FeO、TiO2、P2O5和H2O+等組分的含量均處于鉀化花崗巖和膠東群變質(zhì)巖之間，指示糜棱巖成分中既有原膠東群變質(zhì)巖成分，也有玲瓏花崗巖成分。糜棱巖中CO2含量在所有測(cè)試對(duì)象中為最高，與碳酸鹽礦物的聚集有關(guān)。

膠東群變質(zhì)巖中，CaO、MgO、FeO、Fe2O3和H2O+等成分在所有測(cè)試對(duì)象中為最高，CaO和 MgO的高含量與招平斷裂帶主裂面上盤(pán)膠東群變質(zhì)巖中碳酸鹽化蝕變的發(fā)育相吻合，H2O+的高含量與綠泥石化蝕變中含水礦物的聚集有關(guān)。

3 巖石及礦石稀土元素地球化學(xué)特征分析

大尹格莊金礦巖礦石稀土元素測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2。

招平斷裂帶黃鐵絹英巖化碎裂巖、黃鐵絹英巖(金礦石)中∑REE在所有測(cè)試對(duì)象中為最低，平均值分別為 43.6×10?6和 51.6×10?6，顯示黃鐵絹英巖化蝕變和金成礦過(guò)程中稀土元素有顯著帶出。鉀化花崗巖和招平斷裂帶糜棱巖中∑REE平均值分別為 87.054×10?6和 88.597×10?6，也顯著低于膠東群變質(zhì)巖的(∑REE 為 275.3×10?6)。黃鐵絹英的巖化碎裂巖的∑Ce/∑Y 比值為 2.389，δ(Eu)值為 1.135，δ(Ce)值為0.854；黃鐵絹英巖(金礦石) ∑Ce/∑Y 比值為 2.509，δ(Eu)值為 0.988，δ(Ce)值為 0.819；糜棱巖的∑Ce/∑Y比值最大，為 4.22，δ(Eu)為 1.224，δ(Ce)值為0.865；鉀化花崗巖的∑Ce/∑Y比值為3.677，δ(Eu)值為1.031，δ(Ce)值0.803；膠東群變質(zhì)巖的∑Ce/∑Y比值為 2.465，δ(Eu)值為 1.133；煌斑巖的∑REE 為 102.817×10?6，∑Ce/∑Y比值為2.041，δ(Eu)值為1.271。所有樣品均顯示弱的銪正異常和負(fù)鈰異常特征。

表1 大尹格莊金礦巖礦石硅酸鹽全分析結(jié)果Table 1 Chemical compositions of rocks in Dayingezhuang gold deposit

表2 大尹格莊金礦巖礦石稀土元素測(cè)試結(jié)果Table 2 REE contents of rocks in Dayingezhuang gold deposit

圖 2 大尹格莊金礦基性巖脈和變質(zhì)巖的 TAS巖石分類(lèi)圖解(虛線為 Irvine分界線，上方為堿性巖石系列，下方為亞堿性巖石系列): Pc—苦橄質(zhì)玄武巖；B—玄武巖；O1—玄武質(zhì)安山巖；O2—安山巖；O3—英安巖；S1—粗面玄武巖；S2—玄武質(zhì)粗面安山巖；S3—粗面安山巖；T—粗面巖(w(Q)＜20%)或粗面英安巖(w(Q)＞20%)；U1—堿玄巖(w(O1)＜10%)或碧玄巖(w(O1)＞10%)；U2—響巖質(zhì)堿玄巖;U3—堿玄響巖；1—大尹格莊金礦煌斑巖；2—大尹格莊金礦變質(zhì)巖；3—焦家金礦煌斑巖；4—玲瓏金礦煌斑巖Fig. 2 TAS classification map of lamprophyre and metamorphic rocks in Dayingezhuang gold deposit (Broken line in map is boundary between alkalescence and subalkalescence): Pc—Picrite basalt; B—Basalt; O1—Basaltic andesite; O2—Andesite; O3—Dacite; S1—Trachybasalt; S2—Basalic; S3—Trachyandesite; T—Trachyte (w(Q)＜20%) or toscanite (w(Q)＞20%); U1—Tephrite (w(O1)＜10%) or basanite(w(O1)＞10%); U2—Phonolitic tephrite; U3—Pollenite; Ph—Phonolite; 1—Lamprophyre samples of Dayingezhuang deposit;2—Metamorphic rock samples of Dayingezhuang deposit; 3—Lamprophyre samples of Jiaojia deposit; 4—Lamprophyre samples of Linglong deposit

在稀土元素配分模式圖上(見(jiàn)圖3)，測(cè)試樣品曲線均為向右緩傾斜平滑曲線，屬輕稀土富集型，其中，膠東群變質(zhì)巖、煌斑巖曲線形態(tài)和斜率基本一致，鉀化花崗巖、黃鐵絹英巖化碎裂巖、糜棱巖及黃鐵絹英巖(金礦石)曲線形態(tài)較相近，在右側(cè)尾端略微翹起。

在La/Yb—∑REE含量圖解上(見(jiàn)圖4)，所有樣品投點(diǎn)均落在玄武巖區(qū)及其附近，其中，膠東群變質(zhì)巖和煌斑巖樣品落在大陸拉斑玄武巖區(qū)，其他樣品落在該區(qū)左側(cè)，說(shuō)明膠東群變質(zhì)巖的原巖與拉斑玄武巖有關(guān)，而煌斑巖及其他巖礦石樣品的初始物源與膠東群變質(zhì)巖有關(guān)。

圖 3 大尹格莊金礦巖礦石稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化模式配分圖Fig. 3 REE distribution patterns for ores and host rocks in Dayingezhuang gold deposit

圖4 巖石La/Yb—∑REE含量圖解：A—玄武巖；B—花崗巖；C—金伯利巖；D—碳酸鹽巖；E—鈣質(zhì)泥巖；1—大洋拉斑玄武巖；2—大陸拉斑玄武巖；3—堿性玄武巖；4—球粒隕石Fig. 4 Diagram of La/Yb—∑REE content in rocks: A—Basalt; B—Granite; C—Kimberlite; D—Carbonatite; E—Calcic pelite; 1—Oceanic tholeiite; 2—Continental tholeiite;3—Alkali basalt; 4—Chondrite

4 微量元素地球化學(xué)特征

根據(jù)對(duì)部分鉆孔巖芯和坑道巖石樣品微量元素含量的統(tǒng)計(jì)，Au、Ag、Cu、Pb、As、Mo和Bi等元素在膠東群變質(zhì)巖、鉀化花崗巖及黃鐵絹英巖化蝕變巖中的含量變化范圍均較大，總體上呈在招平斷裂帶中金礦體及黃鐵絹英巖化蝕變巖中聚集的趨勢(shì)。

部分鉆孔巖芯和坑道巖石樣品微量元素的聚類(lèi)分析(圖5)顯示，Cu、As、Pb、Zn、Hg和Ag在R=0.41的較高水平上聚類(lèi)，與黃銅礦、方鉛礦物和閃鋅礦等多金屬硫化物的伴生有關(guān)；Au在R=0.18水平上與Sr聚類(lèi)，在R=0.06的較低水平上與K、Rb、Fe、Co、V和Ti等元素聚類(lèi)，顯示金礦化與反映黃鐵絹英巖化的K、Rb和Fe等元素的聚集有關(guān)，而Au與Cu、As、Pb、Zn、Hg和 Ag等元素不明顯的聚類(lèi)關(guān)系反映出Au元素的活動(dòng)具有一定的獨(dú)立性，在時(shí)間和空間上與Cu、As、Pb、Zn、Hg和 Ag等元素呈不同步聚集關(guān)系，證實(shí)石英?(浸染狀或細(xì)脈狀)黃鐵礦階段為金的主要成礦階段。

圖5 R型聚類(lèi)分析譜系圖Fig. 5 Hierarchical diagram of R-type cluster analysis

5 大尹格莊金礦成礦作用分析

關(guān)于膠東地區(qū)金礦的成因，目前仍存在廣泛爭(zhēng)議，主要的分歧涉及控礦構(gòu)造性質(zhì)與演化、玲瓏花崗巖成因及其控礦作用、成礦物質(zhì)來(lái)源及蝕變礦化機(jī)制等多方面。

招遠(yuǎn)—萊州地區(qū)花崗巖類(lèi)鋯石SHRIMP年代學(xué)研究顯示，玲瓏型(含灤家河型)花崗巖的年齡為160～150 Ma，郭家?guī)X型花崗閃長(zhǎng)巖的年齡為130～126 Ma[11]。區(qū)內(nèi)各種巖脈的 K-Ar法年齡測(cè)定顯示，煌斑巖脈的年齡范圍大多在149～80 Ma之間[12]。膠東金礦床蝕變礦物的Rb-Sr等時(shí)線同位素年齡則大部分集中在135～80 Ma[13]。

可以看出，膠東地區(qū)與金礦形成有關(guān)的熱事件主要發(fā)生160～80 Ma之間，而早白堊世前后正是華北東部中生代動(dòng)力學(xué)體制轉(zhuǎn)折的關(guān)鍵時(shí)段，此時(shí)古太平洋板塊向歐亞大陸斜向快速俯沖、華北東部巖石圈劇烈減薄、郯廬斷裂發(fā)生強(qiáng)烈左行走滑、區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)閺?qiáng)烈引張、火山?巖漿活動(dòng)也最為強(qiáng)烈[14]。

膠東金礦區(qū)煌斑巖與圍巖、金礦脈及膠東群殘留體之間的淵源關(guān)系[15]指明膠東地區(qū)金礦形成的長(zhǎng)期性及成巖與成礦物質(zhì)演化的繼承性。其中，燕山期巖漿演化可以用一種二階段部分熔融模式解釋[16]，即中生代晚期，受太平洋板塊向亞洲大陸邊緣俯沖的影響，膠東群變質(zhì)作用逐漸加深，最終導(dǎo)致部分熔融(第一階段)，形成大面積的花崗巖類(lèi)巖石；白堊紀(jì)以來(lái)，熱事件和構(gòu)造運(yùn)動(dòng)促使膠東群一些偏基性的變質(zhì)殘核在較高溫度下再次部分熔融(第二階段)，其產(chǎn)生的一些偏基性的巖漿侵入到花崗巖或變質(zhì)巖中，形成膠東金礦區(qū)的煌斑巖等巖脈群。地質(zhì)學(xué)實(shí)驗(yàn)證明，成分為中基性的地質(zhì)體部分熔融時(shí)，在低溫不變點(diǎn)產(chǎn)生酸性巖漿，在高溫不變點(diǎn)形成基性巖漿[17]。

同樣地，大尹格莊金礦的形成與燕山期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和巖漿活動(dòng)關(guān)系密切，并受到斷裂構(gòu)造系統(tǒng)、膠東群變質(zhì)巖、玲瓏花崗巖及伴生巖脈等條件的復(fù)合制約。其成礦體系可概括為地殼淺表環(huán)境下有大氣水充分補(bǔ)給的熱液對(duì)流成礦系統(tǒng)。

膠東金礦集中區(qū)絕大部分金礦床產(chǎn)于玲瓏花崗巖與變質(zhì)巖系接觸破碎帶中或玲瓏花崗巖與郭家?guī)X花崗巖接觸斷裂破碎帶中，顯示玲瓏花崗巖在金成礦中的重要性，是金的主要來(lái)源之一，也是熱液成礦的主要驅(qū)動(dòng)力之一。在大尹格莊金礦，玲瓏花崗巖接觸帶與招平斷裂帶的復(fù)合，使之成為熱能釋放和熱液活動(dòng)的有利場(chǎng)所，導(dǎo)致圍巖中的成礦物質(zhì)隨熱液一起發(fā)生循環(huán)。礦區(qū)閃長(zhǎng)玢巖和煌斑巖等中基性脈巖發(fā)育，空間上與礦體關(guān)系密切，指示了深部巖漿活動(dòng)的長(zhǎng)期性和間歇性。

控礦斷裂構(gòu)造系統(tǒng)由招平斷裂和與之交匯貫通的大尹格莊斷裂等NWW向及NW向斷裂共同構(gòu)成的，礦體的側(cè)伏方向與側(cè)伏角明顯受大尹格莊斷裂與招平斷裂帶的交匯線制約。招平斷裂中的糜棱巖和碎裂巖分別是成礦前高溫高剪切應(yīng)變條件下塑性變形和成礦期脆性張裂的產(chǎn)物，糜棱巖中發(fā)育碳酸鹽化和黏土化蝕變，礦化較弱，碎裂巖中則往往發(fā)育不同程度的絹英巖化或黃鐵絹英巖化蝕變。而與招平斷裂帶交匯貫通的NWW向及NW向斷裂也顯示有長(zhǎng)期活動(dòng)和多期活動(dòng)的特征，并構(gòu)成了重要的導(dǎo)礦構(gòu)造，是保障熱液對(duì)流成礦系統(tǒng)中大氣水長(zhǎng)期補(bǔ)給、成礦流體循環(huán)暢通和成礦物質(zhì)持續(xù)供給的關(guān)鍵。

招平斷裂帶上盤(pán)的膠東群變質(zhì)巖中角閃石的含量較高，且這些角閃石中金的含量與世界其他地區(qū)角閃石中金的含量相比要高很多[2]，顯示膠東群變質(zhì)巖具有提供金來(lái)源的潛力。由淺部流體參與的大規(guī)模熱液對(duì)流循環(huán)及所伴隨的動(dòng)態(tài)開(kāi)放條件下的水巖反應(yīng)和物質(zhì)運(yùn)動(dòng)則是大尹格莊金礦成礦的關(guān)鍵。

黃鐵絹英巖化蝕變反映的物理化學(xué)條件是偏酸性和還原性的，熱液中H+的存在有利于絹英巖化蝕變的發(fā)生及硫化物和SiO2的沉淀，其中絹英巖化蝕變可表示如下：

該反應(yīng)導(dǎo)致黃鐵絹英巖化蝕變巖中K元素含量的增高及Na和Ca元素含量的降低。

硫化物的形成則與 SO42?向 S2?發(fā)生臨界轉(zhuǎn)化有關(guān)，反應(yīng)過(guò)程可表示為

偏酸性條件還有利于保持熱液中HCO3?的活躍，并將Na和Ca元素從黃鐵絹英巖化蝕變巖中帶出。

另外，當(dāng)水溶液中有 CO32?或 HCO3?時(shí)，一些金屬元素溶度積明顯增高，如 Cu的溶度積比純水的大10多倍，有利于Cu等金屬元素呈絡(luò)合離子搬運(yùn)。同時(shí)，CO2大量釋放又導(dǎo)致大量金屬礦物的沉淀[18]。在大尹格莊金礦礦體中，黃銅礦、方鉛礦和閃鋅礦等多金屬硫化物往往出現(xiàn)在石英?白云石?多金屬硫化物脈或石英?方解石?多金屬硫化物脈中，與這種機(jī)制不無(wú)關(guān)系。

招平斷裂帶主裂面上盤(pán)膠東群變質(zhì)巖中綠泥石化、碳酸鹽化及褐鐵礦化蝕變反映了偏堿性和偏氧化的物理化學(xué)環(huán)境，綠泥石化過(guò)程中對(duì)OH?的吸納及碳酸鹽化過(guò)程中方解石的大量生成是偏堿性條件的主要標(biāo)志，而沿裂隙分布并與綠泥石化、碳酸鹽化伴生的褐鐵礦化蝕變則反映了偏氧化環(huán)境及Fe元素的活動(dòng)，是綠泥石化蝕變過(guò)程中鐵質(zhì)釋放的重要線索，有為黃鐵絹英巖化蝕變提供Fe質(zhì)來(lái)源的潛力。而大尹格莊金礦乃至整個(gè)膠東地區(qū)金礦硫同位素組成普遍顯示富集重硫的特征，礦石中硫的主要來(lái)源之一可能與老地層中硫酸鹽礦物的熱還原作用有關(guān)。

在地殼淺部環(huán)境下，Au和Cu等金屬元素的活化、遷移和聚集與含硫和含碳組分的循環(huán)及不同相態(tài)含硫和含碳組分間的交替轉(zhuǎn)化有關(guān)，并與物理化學(xué)條件的交替變化相對(duì)應(yīng)。含硫組分和含碳組分對(duì)物理化學(xué)條件的變化均十分敏感，并隨著熱液對(duì)流過(guò)程中溫度、氧逸度、pH值和φh值的變化而變化，其中，SO42?與S2?之間的臨界轉(zhuǎn)化是制約成礦金屬元素活化?遷移?聚集的關(guān)鍵。當(dāng)流體在熱液對(duì)流系統(tǒng)中向淺部運(yùn)動(dòng)時(shí)，隨著氧逸度的增高，熱液中的含硫組分逐漸以 SO42?占主導(dǎo)，導(dǎo)致圍巖中金與多數(shù)親銅元素和過(guò)渡元素的活化和遷移能力大大增強(qiáng)，在氧化性較強(qiáng)的區(qū)域，由于存在MnO2、O2、Fe3+和Cu2+等比H+更強(qiáng)的氧化劑，圍巖中的Au0會(huì)氧化成Au3+而溶解[19]。當(dāng)對(duì)流熱液向熱源或深部方向遷移時(shí)，隨著流體中氧逸度的逐漸降低，SO42?向 S2?發(fā)生臨界轉(zhuǎn)化，形成硫化物的聚集和金的沉淀。

REFERENCES

[1] 孫豐月, 石準(zhǔn)立, 馮本智. 膠東金礦地質(zhì)及幔源 C-H-O 流體分異成巖成礦[M]. 長(zhǎng)春: 吉林人民出版社, 1995: 67?88.SUN Feng-yue, SHI Zhun-li, FENG Ben-zhi. Gold ore geology,lithogenesis and metallogenesis related to the differentiation of mantle-derived C-H-O fluids in Jiaodong Peninsula, eastern China [M]. Changchun: Jilin People’s Press, 1995: 67?88.

[2] 陳光遠(yuǎn), 邵 偉, 孫岱生. 膠東金礦成因礦物學(xué)與找礦[M].重慶: 重慶出版社, 1989: 34?435.CHEN Guang-yuan, SHAO Wei, SUN Dai-sheng. Genetic mineralogy of gold deposits in Jiaodong district with emphasis on gold prospecting [M]. Chongqing: Chongqing Press, 1989:34?435.

[3] 林文蔚, 趙一鳴, 趙國(guó)紅, 彭 聰, 趙維剛. 膠東西北部金礦的控制因素[J]. 礦床地質(zhì), 1997, 16(2): 107?119.LIN Wen-wei, ZHAO Yi-ming, ZHAO Guo-hong, PENG Cong,ZHAO Wei-gang. The ore-control mechanism of gold deposits in northwestern Jiaodong [J]. Mineral Deposits, 1997, 16(2):107?119.

[4] 張理剛, 陳振勝, 劉敬秀, 于桂香, 王炳成, 徐金方, 鄭文深.焦家式金礦水?巖交換作用: 成流體來(lái)源及成因[J]. 礦床地質(zhì),1994, 13(3): 193?200.ZHANG Li-gang, CHEN Zheng-sheng, LIU Jing-xiu, YU Gui-xing, WANG Bing-cheng, XU Jin-fang, ZHENG Wen-shen.Water-rock exchange in the Jiaojia style gold deposit-hydrogen and oxygen isotopic study of altered rocks [J]. Mineral Deposits,1994, 13(3): 193?200.

[5] 孫忠實(shí), 李德倫, 馮亞民. 含金流體層次性循環(huán)系統(tǒng)探討—以吉林和山東地區(qū)金礦為例[J]. 世界地質(zhì), 1998, 17(4): 11?16.SUN Zhong-shi, LI De-lun, FENG Ya-min. A preliminary study on Au bearing fluid circulation in different lithospheric levels [J].World Geology, 1998, 17(4): 11?16.

[6] 王鶴年. 膠東中元古代玲瓏花崗巖及其后期疊加改造作用的地質(zhì)、地球化學(xué)證據(jù)[J]. 南京大學(xué)學(xué)報(bào): 地球科學(xué)版, 1988,24(1): 105?118.WANG He-nian. Geological and geochemical characteristics of the middle Proterozoic Linglong granite in eastern Shandong and its reworks [J]. Journal of Nanjing University: Natural Sciences,1988, 24(1): 105?118.

[7] 徐金方. 玲瓏復(fù)式花崗巖基的構(gòu)成及其形成時(shí)代[J]. 巖石學(xué)報(bào), 1991, 7(2): 43?49.XU Jin-fang. The time gap of diagenesis and mineralization for gold deposits [J]. Acta Petrologica Sinica, 1991, 7(2): 43?49.

[8] 李懷坤, 李惠民, 陸松年, 楊春亮. 山東招掖金礦帶花崗巖類(lèi)單顆鋯石 U-Pb年代學(xué)研究及其意義[J]. 前寒武紀(jì)研究進(jìn)展,1998, 21(1): 11?18.LI Huai-kun, LI Hui-min, LU Song-nian, YANG Chun-liang.Single grain zircon U-Pb ages for the granitoids from the Zhaoye gold mineralization (Shandong Province) and their geological implications [J]. Progress in Precambrian Research, 1998, 21(1):11?18.

[9] 徐 紅, 徐光平. 膠東煌斑巖的地球化學(xué)特征及成因探討[J].巖石礦物學(xué)雜志, 2000, 19(1): 36?44.XU Hong, XU Guang-ping. Geochemical characteristics and genesis of the lamprophyres in the Jiaodong gold ore district,Shandong Province [J]. Acta Petrologica et Mineralogica, 2000,19(1): 36?44.

[10] 王鶴年, 汪 耀, 陳延安. 膠東金礦含金建造的地球化學(xué)研究[J]. 地球化學(xué), 1988, 17(3): 195?208.WANG He-nian, WANG Yao, CHEN Yan-an. Geochemical studies of Au-bearing formation in Jiaodong peninsula,Shangdong Province [J]. Geochimica, 1988, 17(3): 195?208.

[11] 苗來(lái)成, 羅鎮(zhèn)寬, 黃佳展, 關(guān) 康, WANG L G,MCNAUGHTON N J, GROVES D I. 山東招掖金礦帶內(nèi)花崗巖類(lèi)侵入體鋯石SHRIMP研究及其意義[J]. 中國(guó)科學(xué): D輯,1997, 27(3): 207?213.MIAO Lai-cheng, LUO Zheng-kuang, HUANG Jia-zhan,GUANG Kang, WANG L G, MCNAUGHTON N J, GROVES D I. Zircon sensitive high resolution ion microprobe (SHRIMPS)study of granitoid intrusions in Zhaoye gold belt of Shangdong Province and its implication [J]. Science in China: Serials D,1997, 27(3): 207?213.

[12] 李兆龍, 楊敏之, 李治平. 膠東金礦床地質(zhì)地球化學(xué)[M]. 天津: 天津科學(xué)技術(shù)出版社, 1993: 1?300.LI Zhao-long, YANG Ming-zhi, LI Zhi-ping. The geology-geochemistry of gold deposits in Jiaodong region [M].Tianjin: Tianjin Science and Technology Press, 1993: 1?300.

[13] 李俊建, 羅鎮(zhèn)寬, 劉曉陽(yáng), 徐衛(wèi)東, 駱 輝. 膠東中生代花崗巖及大型?超大型金礦床形成的地球動(dòng)力學(xué)環(huán)境[J]. 礦床地質(zhì), 2005, 24(4): 361?372.LI Jun-jian, LUO Zhen-kuan, LIU Xiao-yang, XU Wei-dong,LUO Hui. Geodynamic setting for formation of large-superlarge gold deposits and Mesozoic granites in Jiaodong area [J].Mineral Deposits, 2001, 24(4): 361?372.

[14] 劉建明, 葉 杰, 徐九華, 姜 能, 應(yīng)漢龍. 初論華北東部中生代金成礦的地球動(dòng)力學(xué)背景—以膠東金礦為例[J]. 地球物理學(xué)進(jìn)展, 1990, 1(1): 39?46.LIU Jian-ming, YE Jie, XU Jiu-hua, JIANG Neng, YING Han-long. Preliminary discussion on geodynamic background of Mesozoic gold metallogeny in eastern north China—With examples from eastern Shangdong Province [J]. Progress in Geophysics, 1990, 1(1): 39?46.

[15] 姚鳳良, 劉連登, 孔慶存, 宮潤(rùn)譚. 膠東西北部脈狀金礦[M].長(zhǎng)春: 吉林科學(xué)技術(shù)出版社, 1990: 1?300.YAO Feng-liang, LIU Liang-deng, KONG Qing-cun, GONG Run-tan. Lode gold deposits in the northwest parts of Jiaodong[M]. Changchun: Jilin Science and Technology Press, 1990:1?300.

[16] TAYLOR T R, VOGEL T A, WILBAND J T. The composite dikes at mount desert island, Maine: An example of coexisting acidic and basic magmas [J]. J Geol, 1980, 88(4): 433?444.

[17] YODER H S. Contemporaneous basaltic and rhyolitic magmas[J]. Amer Mineral, 1973, 58: 153?171.

[18] 芮宗瑤, 趙一鳴, 王龍生, 王義天. 揮發(fā)份在矽卡巖型和斑巖型礦床形成中的作用[J]. 礦床地質(zhì), 2003, 22(2): 143?147.RUI Zong-yao, ZHAO Yi-ming, WANG Long-sheng, WANG Yi-tian. Role of volatile components in formation of skarn and porphyry deposits [J]. Mineral Deposits, 2003, 22(2): 143?147.

[19] 涂光熾. 中國(guó)層控礦床地球化學(xué)(第 1卷)[M]. 北京: 科學(xué)出版社, 1984: 103?269.TU Guang-chi. Geochemistry of the strata-bound ore deposits in China (Volume 1) [M]. Beijing: Science Press, 1984: 103?269.

Petrogeochemistry and metallization in
Dayingezhuang gold deposit, northwest Jiaodong peninsula

LIU Geng-yin1,2, YANG Bin1,2, PENG Sheng-lin1,2, LIU Hai-gang1,2, CHEN Yan1,2, LIANG Qin-qin1,2,CHEN Yan1,2, LIU Xian-hong1,2, LI Shou-sheng3, WANG Hui3, DOU Yuan-dong3, YANG Yu-quan3
(1. Key Laboratory of Metallogenic Prediction of Nonferrous Metals, Ministry of Education,Central South University, Changsha 410083, China 2. School of Geosciences and Info-Physics, Central South University, Changsha 410083, China;3. Shandong Zhaojin Group Corporation, Zhaoyuan 265400, China)

The Dayingezhuang gold deposit was located in the middle part of Zhaoping fault zone. The main orebodies occurred in cataclasite and granite with beresitization alteration in the fault’s footwall. The principal component analysis of the rocks shows that the compositions of Jiaodong Group metamorphic rocks and lamprophyres are similar with those of basalts; the chemical compositions of lamprophyres in Dayingezhuang diggings are different from those in Jiaojia and Linglong diggings. In the process of sericitization, Si and K are carried in significantly; Na, Ca and Mg are brought out obviously. The analysis of rare earth elements shows that rare earth elements are brought out obviously in the process of beresitization and mineralization. The virgin rocks of Jiaodong group metamorphic rocks are connected with tholeiite.The original source of lamprophyres and other rock samples are related to Jiaodong group metamorphic rocks. The analysis of trace elements shows the collective trend of Au, Ag, Cu, Pb, As, Mo, Bi, Rb, Sr etc in ores and beresitization alterated rocks, but the aggregation of Au is out of sync with that of Cu, As, Pb, Zn, Hg, Ag and so on. The formation of Dayingezhuang gold deposit has close relation with tectonic movement and magmatism in Yanshanian period and isrestricted by the fracture structure system, Jiaodong group metamorphic rocks, Linglong granite and concomitant dikes.Long-term and large-scale convective circulation of hydrothermal solution and concomitant water-rock reactions and motion of matter in the dynamic-open condition are the keys of the mineralization in Dayingezhuang gold deposit.

petrochemistry; water-rock reaction; mineralization; Dayingezhuang gold deposit; northwest Jiaodong peninsula

P611; P618.51

A

1004-0609(2012)03-0743-08

國(guó)家“十一五”科技支撐計(jì)劃資助項(xiàng)目(2006BAB01B07)；國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究計(jì)劃前期研究專(zhuān)項(xiàng)課題(2007CB416608)

2011-12-01；

2012-01-04

楊 斌，高級(jí)工程師，博士；電話：0731-88836469; E-mail: 903755562@qq.com

(編輯 陳衛(wèi)萍)