褚福賀，岳婷，徐方 ，張運(yùn)勛 ，胡社榮

(1.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與測(cè)繪工程學(xué)院，北京 100083;2.天津市地質(zhì)調(diào)查研究院，天津 300191)

膠東地區(qū)以約0.3%國(guó)土面積占有全國(guó)約25%的黃金儲(chǔ)量和產(chǎn)量，是我國(guó)金礦資源主要密集區(qū)，并以玲瓏—焦家式金礦而享譽(yù)全球[1]。膠東地區(qū)處于濱太平洋成礦帶西部大陸邊緣活動(dòng)帶，為太古宙—元古宙花崗巖-綠巖帶發(fā)育地區(qū)，是地殼構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、變質(zhì)作用、巖漿作用和成礦作用多旋回發(fā)育地帶(楊敏之等，1996)。長(zhǎng)期以來(lái)，眾多研究者先后在此開(kāi)展了大量研究，取得了豐碩成果，然而關(guān)于膠東金礦集中區(qū)形成的主導(dǎo)因素產(chǎn)生了不同的觀點(diǎn)，即：①郯廬斷裂活動(dòng)[1]；②板塊的碰撞[2]；③中國(guó)東部巖石圈減薄的殼幔過(guò)程[3]，④地幔熱柱活動(dòng)[4]。通過(guò)對(duì)大量資料的分析和研究，該文提出關(guān)于膠東金礦集中區(qū)形成的主導(dǎo)因素并探討了金礦大規(guī)模形成的原因。

1 膠東金礦的特征及大規(guī)模成礦時(shí)間

金礦床的類(lèi)型和空間展布特征對(duì)成礦的主要因素的分析起到指示性意義。膠東金礦床類(lèi)型主要有3種：一是石英脈型；二是破碎帶蝕變巖型；三是石英脈型和破碎帶蝕變巖型過(guò)渡類(lèi)型[5]。

1.1 礦床的空間展布特征

1.1.1 礦床的分布與中生代花崗巖的相關(guān)性

膠東地區(qū)在中生代巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，侵入巖非常發(fā)育，其中最主要的有玲瓏型花崗巖、欒家河型花崗巖和郭家?guī)X型花崗巖，金礦的分布與花崗巖在空間上有密切的相關(guān)性。據(jù)調(diào)查，膠東大部分的金礦床分布于花崗巖體內(nèi)部或花崗巖與圍巖的接觸帶上。例如，玲瓏、阜山大型金礦床和靈山溝中型金礦床產(chǎn)于玲瓏花崗巖中；焦家、新城、界河、河?xùn)|和北截金礦床產(chǎn)于郭家?guī)X型花崗閃長(zhǎng)巖內(nèi)部或郭家?guī)X型花崗閃長(zhǎng)巖與玲瓏型花崗巖的接觸帶；招遠(yuǎn)南部的大尹格莊、夏甸和舊店金礦床均賦存于灤家河型花崗巖內(nèi)或花崗巖與前寒武紀(jì)變質(zhì)巖的接觸帶上。

1.1.2 礦床的分布與斷裂構(gòu)造的關(guān)系

膠東地區(qū)斷裂構(gòu)造發(fā)育，金礦床的分布與斷裂構(gòu)造有非常密切的關(guān)系。礦體分布于NNE向和NE向斷裂帶內(nèi)，嚴(yán)格受到斷裂帶的控制(圖1)。沿?cái)嗔炎呦颉A向轉(zhuǎn)彎部位或構(gòu)造交會(huì)部位是礦體的有利賦存部位[6]。在平面上，礦床沿?cái)嗔褞С蚀闋罘植?。如玲瓏金礦的礦脈分布和產(chǎn)狀受NNE向破頭青斷裂帶及其次級(jí)斷裂構(gòu)造控制；三山島、倉(cāng)上大型金礦床賦存于三山島-倉(cāng)上斷裂中；焦家斷裂控制了焦家、新城等大型金礦床的分布；招(遠(yuǎn))-平(度)斷裂中賦存有夏甸、大尹格莊等金礦。

1.2 膠東金礦大規(guī)模形成的時(shí)間

玲瓏金礦主成礦期成礦時(shí)代為121.6Ma[7]，胡八莊金礦的成礦時(shí)代為(126.5±5.6)Ma[8]。綜合膠東各個(gè)礦區(qū)金礦成礦時(shí)代的資料(表1)，金礦的成礦年代都集中在110～130Ma之間，因此膠東金礦大規(guī)模成礦作用的高峰為110～130Ma。

圖1 膠東地區(qū)侵入巖分布與金礦的關(guān)系圖1—第四系；2—中生界；3—震旦期；4—古元古界；5—燕山晚期侵入巖；6—燕山早期郭家?guī)X超單元；7—印支期侵入巖；8—震旦期侵入巖；9—震旦期玲瓏超單元；10—晉寧期侵入巖；11—呂梁期侵入巖；12—阜平-五臺(tái)期棲霞超單元；13—地質(zhì)及不整合界線；14—實(shí)測(cè)及推測(cè)斷層；15—玲瓏超單元巖體交代中心；16—巖體超覆方向；17—金礦床及礦化點(diǎn)

礦床測(cè)定礦物測(cè)定方法年齡/Ma資料來(lái)源玲瓏西山玲瓏西山焦家焦家焦家靈山溝馬家窯馬家窯水云母RlrSrKArRlrSrRlrSrKArRlrSrRlrSrKAr115.0±3.7110.0±2.0105.0±7.088.1±1.0106.0±2.0115.0±5.0135.1±5.2120.0±2.0駱萬(wàn)成伍勤生1987東風(fēng)玲瓏西108脈玲瓏破頭青絹云母RlrSr71.86±9.6100.28±3.7580.67±0.23呂古賢等1993玲瓏西108脈玲瓏九曲界河靈山溝馬家窯乳山絹云母RlrSr100.74±3.58111.38±2.8146.52±2.29188.94±4.24106.14±4.92113.31±4.43張振海等1994乳山微斜長(zhǎng)石蝕變巖石絹云母RlrSr112.31±3.31121.30±5.87101.78±3.40張振海等1994金牛山絹云母RlrSr80.6±6.0李宇峰1987玲瓏金礦礦石RbSr120.0～122.5楊進(jìn)輝等2000乳山鋯石SHRIMP117±3.0胡芳芳等2004胡八莊金礦絹云母RbSr126.5±5.6蔡亞春等2011

2 膠東地區(qū)構(gòu)造背景分析

膠東礦集區(qū)位于膠北地體上，該地體西以郯廬斷裂為界與魯西地體相隔，南鄰中生代盆地-膠萊坳陷，東南部以五蓮-榮成斷裂為界與蘇-魯超高壓帶相接。膠東金礦集中區(qū)所屬的中國(guó)東部活動(dòng)大陸邊緣自中生代開(kāi)始的科迪勒拉型((海)溝-(火山)弧體系)逐漸向西太平洋型(溝-弧-盆(邊緣海)體系)演化和轉(zhuǎn)變的過(guò)程。華北東部在中生代前后動(dòng)力學(xué)機(jī)制發(fā)生過(guò)重大轉(zhuǎn)折[9]。

中生代早期，華北古陸南北邊緣的碰撞造山作用趨于結(jié)束，因此SN向的擠壓構(gòu)造體制向中生代中期—新生代的近EW向伸展構(gòu)造體制轉(zhuǎn)變，古生代近EW向的構(gòu)造線方向轉(zhuǎn)變?yōu)镹NE向?yàn)橹鞯闹猩鷺?gòu)造線方向[10]。與此同時(shí)，巖石圈劇烈減薄，華北東部古生代巖石圈厚達(dá)200km左右[11]，而到了新生代華北東部巖石圈的厚度不會(huì)超過(guò)80km，研究表明，新生代該區(qū)巖石圈地幔具有大洋型巖石圈地幔特征[12]。該區(qū)在中生代期間消失了有大約120km厚的巖石圈，表明在中生代曾發(fā)生過(guò)大規(guī)模的地幔上涌和巖石圈減薄[10]。

郯廬斷裂帶是華北地區(qū)最主要的斷裂帶，該斷裂帶活動(dòng)最強(qiáng)的是其中段的沂沭斷裂帶，平移活動(dòng)最顯著時(shí)期在110～150Ma之間，高潮期在平移活動(dòng)的晚期，持續(xù)12～18Ma，平移錯(cuò)開(kāi)距達(dá)460～740km，平均平移速度1.06cm/a，高潮期可達(dá)4～6cm/a，大約90～120Ma期間是應(yīng)力和活動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)變的過(guò)渡時(shí)期，這也是膠東金礦的主成礦期[1]，因此，郯廬斷裂帶與膠東金礦的形成亦有密切的關(guān)系。

膠東金礦集中區(qū)巖漿活動(dòng)頻繁，具有多期多旋回的特點(diǎn)，主要可以分為3個(gè)巖套，即新太古代-古元古代早期TTG巖套；中生代殼源交代-深熔花崗巖套及燕山晚期殼-幔混源同熔花崗巖套。其中與膠東西部(招遠(yuǎn)金礦集中區(qū))的金礦床有密切空間關(guān)系，是殼源交代-深熔花崗巖，包括：片麻狀黑云母花崗巖(玲瓏型花崗巖)、似斑狀花崗閃長(zhǎng)巖(郭家?guī)X型花崗巖)和中粗粒二長(zhǎng)花崗巖(欒家河型花崗巖)[12，13]。

表2 膠東地區(qū)中生代主要侵入巖同位素年齡

由表2可知，玲瓏花崗巖的侵入時(shí)代為160～150Ma，郭家?guī)X花崗巖侵入時(shí)代為130～126Ma。

玲瓏花崗巖分布在招遠(yuǎn)北部、萊州東部，呈NE走向帶狀分布，與區(qū)域構(gòu)造線方向基本一致，與膠東巖群變質(zhì)巖系呈混合交代接觸[14]。玲瓏花崗巖雖然分布廣泛，但并無(wú)明顯的巖相分帶現(xiàn)象，巖性不均勻，巖石類(lèi)型繁多，尤其暗色礦物含量和結(jié)構(gòu)構(gòu)造差異甚大。郭家?guī)X花崗閃長(zhǎng)巖一般是以小巖株分布于棲霞復(fù)背斜的北翼，大致呈EW向展布，出露于玲瓏花崗巖及膠東巖群變質(zhì)巖系中，與玲瓏花崗巖和膠東巖群呈侵入接觸和漸變過(guò)渡關(guān)系。上已述及，從金礦空間展布來(lái)看，金礦床(點(diǎn))多集中分布于郭家?guī)X花崗巖的內(nèi)外接觸帶和玲瓏花崗巖中[15]。玲瓏花崗巖和郭家?guī)X花崗巖常常是金礦的直接圍巖，與金礦有密切的聯(lián)系。

3 金礦的成礦作用

3.1 金質(zhì)來(lái)源

關(guān)于礦源層，存在較大的爭(zhēng)論，但它對(duì)金礦的成因等一系列的研究，卻是至關(guān)重要的。膠東金礦床的礦源問(wèn)題至今沒(méi)有統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。有人強(qiáng)調(diào)膠東巖群作為礦源層，有人認(rèn)為礦源來(lái)自于地幔，甚至有人認(rèn)為不存在金的礦源層。經(jīng)過(guò)對(duì)不同巖石建造金豐度的研究表明，膠東巖群正變質(zhì)巖的原巖建造——太古宙拉斑玄武巖為含金初始礦源巖，新太古代膠東巖群古元古代荊山群、粉子山群變質(zhì)巖為中間礦源巖，燕山期玲瓏花崗巖和郭家?guī)X花崗巖為成礦物質(zhì)直接來(lái)源的主要供給者——直接礦源巖[16]。

3.2 成礦過(guò)程

膠東地區(qū)在中生代構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈，巖石圈減薄，多期巖漿發(fā)育，與此同時(shí)，郯廬斷裂帶也活動(dòng)強(qiáng)烈，研究表明，膠東地區(qū)的NE和NNE向斷裂為郯廬斷裂的分支或次級(jí)斷裂(盧煥章，徐嘉煒)，膠東地區(qū)NE和NNE向的張性斷裂發(fā)育(表3)，為金礦的形成提供了運(yùn)移通道和容礦空間。構(gòu)造活動(dòng)為金礦的形成提供了所需的條件，根據(jù)測(cè)量統(tǒng)計(jì)的節(jié)理數(shù)據(jù)，編制成節(jié)理玫瑰花圖(圖2)。

表3 節(jié)理統(tǒng)計(jì)(傾向∠傾角)

圖2 節(jié)理等密度圖，傾向、走向玫瑰花圖，傾角直方圖

隨著巖石圈的減薄，巖石圈底部存在著大量的拆沉、熔融，初始礦源巖大規(guī)模重熔，在元素的分異過(guò)程中Au大量富集，為大規(guī)模金礦的形成提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，在此之后的燕山期的巖漿活動(dòng)形成了玲瓏花崗巖和郭家?guī)X花崗巖，巖漿活動(dòng)為含礦熱液的運(yùn)移提供了熱源。

在深部的被花崗巖加熱了的成礦流體，沿著剪切帶及次一級(jí)構(gòu)造上升。這種流體在石英大脈中可見(jiàn)到相分離作用和圍巖蝕變作用，這2個(gè)作用使流體中的金、硫化物等沉淀下來(lái)。在蝕變巖型金礦中主要是由成礦流體與花崗巖在相對(duì)細(xì)小的、密集的裂隙中進(jìn)行相互作用，形成了蝕變帶和金的礦化[12]。從而形成了花崗巖體內(nèi)部或花崗巖與圍巖的接觸帶上的沿?cái)嗔褞С蚀闋罘植嫉拿芗鸬V帶。

4 結(jié)語(yǔ)

(1)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、巖漿活動(dòng)和初始礦源巖的重熔等條件的綜合(耦合)作用，是使膠東地區(qū)在短時(shí)期內(nèi)形成大規(guī)模礦床的重要原因。

(2)區(qū)內(nèi)各類(lèi)型金礦床是在同一構(gòu)造背景下形成的，成礦熱液沿構(gòu)造通道上升形成了形式多樣的熱液礦床，礦床分布主要與同期的構(gòu)造活動(dòng)密切相關(guān)。

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