宋雪龍，李俊建，李秀章，黨智財(cái)，趙澤霖，于成鵾4

（1．中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院研究生部，北京100037；2．中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局天津地質(zhì)礦產(chǎn)研究所，天津300170；3．山東省地質(zhì)調(diào)查院，濟(jì)南250013；4．遼寧省有色地質(zhì)局109隊(duì)，遼寧朝陽(yáng)122000）

膠東金礦床成礦流體、穩(wěn)定同位素及成礦時(shí)代研究進(jìn)展

宋雪龍1，李俊建2，李秀章3，黨智財(cái)1，趙澤霖1，于成鵾4

（1．中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院研究生部，北京100037；2．中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局天津地質(zhì)礦產(chǎn)研究所，天津300170；3．山東省地質(zhì)調(diào)查院，濟(jì)南250013；4．遼寧省有色地質(zhì)局109隊(duì)，遼寧朝陽(yáng)122000）

膠東金礦成礦具有“多期疊加，時(shí)空集中，規(guī)模巨大”的顯著特征，膠東金礦床在成礦流體性質(zhì)、成礦時(shí)代上具有一致性。各類礦床不同蝕變帶、各成礦階段的流體包裹體類型主要有H2O -CO2包裹體、富CO2包裹體和H2O溶液包裹體，各成礦階段具有不同的流體包裹體類型組合，成礦流體為中低溫、低鹽度的CO2H2O-NaCl流體。穩(wěn)定同位素研究表明，成礦流體可能源于統(tǒng)一的流體庫(kù)——?dú)めＯ嗷プ饔眠^(guò)程的流體系統(tǒng)，成礦晚期有大氣降水混入。膠東地區(qū)巖漿活動(dòng)主要集中于152～160 Ma（玲瓏花崗巖）、126～130 Ma（郭家?guī)X花崗巖）和108～118．8 Ma（偉德山花崗巖）等3個(gè)時(shí)期，主成礦期年齡集中于112～127 Ma，成礦主要與郭家?guī)X和偉德山花崗巖有關(guān)。關(guān)鍵詞： 膠東金礦；成礦流體；穩(wěn)定同位素；成礦時(shí)代

0 引言

膠東是我國(guó)最大的金礦集中區(qū)，在不足全國(guó)大陸0．2%的面積上，其黃金儲(chǔ)量占全國(guó)的1／4。如此集中的金礦產(chǎn)出，引起眾多地質(zhì)學(xué)家的關(guān)注，多年來(lái)進(jìn)行了大量深入的研究［117］。目前普遍認(rèn)為金礦的形成與中生代巖石圈減薄及相應(yīng)的構(gòu)造 巖漿熱液活動(dòng)密切相關(guān)［1，4-6，11，1516，1819］。通過(guò)綜合研究前人的資料，認(rèn)為膠東各成礦區(qū)的金礦床在成礦流體性質(zhì)、成礦時(shí)代上具有一致性，各種類型的礦床形成于同一構(gòu)造背景、同一成因、同一時(shí)代，而產(chǎn)出于不同構(gòu)造部位、不同圍巖條件。

1 區(qū)域地質(zhì)及礦床地質(zhì)

膠東位于華北克拉通東緣、蘇魯超高壓變質(zhì)帶北段西側(cè)和郯廬斷裂以東的盆 嶺半島區(qū)，是中生代構(gòu)造、巖漿發(fā)育的內(nèi)生熱液金礦集中區(qū)（圖1）。基底構(gòu)造單元屬中朝陸塊膠遼微陸塊膠北地塊，上疊構(gòu)造單元屬濱太平洋巖漿活動(dòng)帶（魯東被動(dòng)大陸邊緣）膠北隆起，其東與魯東折返帶威海隆起為鄰，南與膠萊盆地相接，西與魯西地塊并置。區(qū)域出露地層為新太古代膠東巖群、古元古代荊山群和粉子山群中高級(jí)變質(zhì)巖系及白堊系火山巖，侵入巖則為大面積出露的中生代玲瓏、郭家?guī)X、灤家河、昆崳山、艾山、偉德山等花崗質(zhì)巖體。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，以NE-NNE向斷裂為主。

圖1 膠東金礦區(qū)地質(zhì)和金礦分布簡(jiǎn)圖（據(jù)范宏瑞等，2004；毛景文等，2005；改繪）Fig．1 Simplified map of geology and gold deposits in Eastern Shandong peninsular

膠東金礦區(qū)自西向東分為3大金成礦區(qū)：膠西北成礦區(qū)、棲蓬福成礦區(qū)和牟乳成礦區(qū)，多以侏羅-白堊紀(jì)火山 沉積盆地間隔。主要金礦類型有破碎帶蝕變巖型（焦家式金礦）、石英脈型（玲瓏式金礦）、破碎帶石英網(wǎng)脈帶型（河西式金礦）、硫化物石英脈型（鄧格莊式金礦）、層間滑脫拆離帶型（杜家崖式金礦）、蝕變礫巖型（發(fā)云夼式金礦）、盆地?cái)嗔呀堑[巖型（蓬家夼式金礦），其中最為重要的是蝕變巖型和石英脈型金礦（表1）。

金翅嶺金礦［20］、胡八莊金礦［21］、大莊子金礦［22］、留村金礦［23］、三甲金礦［24］、三山島金礦［2526］、新城金礦［27］、蓬萊金礦區(qū)［18，28］、金嶺金礦［29］、鄧格莊金礦［30］等多個(gè)典型礦床的研究表明，各類礦床中金的成礦作用一般可劃分為4個(gè)階段：第Ⅰ階段為黃鐵礦 石英階段，含少量浸染狀黃鐵礦和乳白色石英脈；第Ⅱ階段為金 石英 黃鐵礦階段，主要礦物組合為黃鐵礦、銀金礦和自然金，黃鐵礦以塊狀和浸染狀為主；第Ⅲ階段為金 石英 多金屬硫化物階段，石英、黃鐵礦仍是該階段主要成分，但黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦和磁鐵礦是其特征組合；第Ⅳ階段為石英 碳酸鹽階段，以方解石為主，并含有極少量的黃鐵礦和細(xì)脈狀石英。其中，第Ⅱ和第Ⅲ階段為主成礦階段，2個(gè)階段疊加部位易形成富礦。

表1 膠東礦集區(qū)蝕變巖型和石英脈型金礦床地質(zhì)特征對(duì)比［9］Table 1 Comparison of characteristics of altered cataclastic rock type and quartz vein type gold deposit in gold deposit-clustered areas in Jiaodong area

2 流體包裹體研究

近年對(duì)金翅嶺金礦［20］、胡八莊金礦［21］、大莊子金礦［22］、留村金礦［23］、三甲金礦［24］、三山島金礦［2526］、新城金礦［27］、金嶺金礦［29］、鄧格莊金礦［30］等典型礦床不同階段、不同深度的樣品（礦石、蝕變巖、石英脈等）進(jìn)行了流體包裹體巖相學(xué)觀察、顯微測(cè)溫和激光拉曼光譜測(cè)試。

2．1 包裹體巖相學(xué)特征

根據(jù)室溫及冷凍回溫過(guò)程中包裹體的物相組成，各礦區(qū)各階段的包裹體大體分為3類：H2OCO2包裹體（部分礦床的此類包裹體中含少量CH4）、富CO2包裹體和H2O溶液包裹體。

成礦早期（第Ⅰ階段）乳白色石英中主要為H2O-CO2包裹體，多為負(fù)晶形、橢圓形、長(zhǎng)條形、規(guī)則形或不規(guī)則形，室溫下呈2～3相，CO2液相（LCO2）＋CO2氣相（VCO2）通常占包裹體體積的50%以下［6，2030］。

主成礦期（第Ⅱ，Ⅲ階段）石英中主要發(fā)育富CO2包裹體和H2O溶液包裹體，富CO2包裹體多為負(fù)晶形、橢圓形，少數(shù)不規(guī)則形，室溫下呈2～3相，LCO2＋VCO2變化大，通常占總體積的40%～90%，有時(shí)可高達(dá)95%［6，2030］。該期常見(jiàn)富CO2包裹體和H2O溶液包裹體共存現(xiàn)象，二者均一溫度相近，表明該期流體被捕獲時(shí)可能發(fā)生了沸騰不混溶現(xiàn)象［31］。

成礦后期（第Ⅳ階段）主要發(fā)育H2O溶液包裹體，多為不規(guī)則狀、橢圓狀、長(zhǎng)條狀，室溫下呈2相，氣液比較小。

2．2 包裹體顯微測(cè)溫

對(duì)成礦早期（第Ⅰ階段）H2O-CO2包裹體測(cè)溫表明，固態(tài)CO2融化溫度多為－60～－56．6℃，多數(shù)溫度略低于純CO2三相點(diǎn)（－56．6℃），表明成分可能基本為純CO2；少數(shù)溫度明顯低于－56．6℃，表明包裹體中除含CO2外，可能還有CH4和H2S等揮發(fā)組分?；\合物的融化溫度多在4～10℃，完全均一溫度多在260～410℃，多數(shù)均一到液相，少數(shù)均一到氣相。利用Mac Flincor（Brown等，1995）和Bakker（1997）程序計(jì)算獲得的包裹體總密度多為0．8～1．0 g／cm3，水溶液相的鹽度w（NaCl）多為0～11%［6，2030］。

對(duì)主成礦期（第Ⅱ、Ⅲ階段）富CO2包裹體和H2O溶液包裹體測(cè)溫表明，固態(tài)CO2融化溫度絕大多數(shù)在－57．5～－56．6℃，與純CO2三相點(diǎn)（－56．6℃）接近，成分為純CO2，極少數(shù)明顯低于－56．6℃，可能有CH4等揮發(fā)組分加入，完全均一溫度為180～380℃，變化較大，多數(shù)低于330℃，集中在210～310℃。包裹體總密度多為0～0．8 g／cm3，水溶液相的鹽度w（NaCl）多為0～11%［6，2030］。

對(duì)成礦后期（第Ⅳ階段）H2O溶液包裹體測(cè)溫表明，其冰點(diǎn)、均一溫度、鹽度較主成礦期低，完全均一溫度多在100～250℃，多數(shù)低于200℃，少數(shù)低于100℃，集中在110～190℃。水溶液相的鹽度w（NaCl）多為0～10%［6，2030］。

總體看，膠東金礦成礦流體為中低溫低鹽度CO2H2O-NaCl流體。

2．3 激光拉曼探針?lè)治?/p>

對(duì)典型礦床的H2O-CO2包裹體和富CO2包裹體的激光拉曼探針?lè)治霰砻?，在拉曼譜圖上除了寄主礦物石英的特征峰外，還出現(xiàn)CO2特征峰（1 387和1 283 cm－1）和寬泛的液相H2O峰（3 310～3 610 cm－1），部分包裹體中還可檢測(cè)到CH4，H2S等揮發(fā)組分的特征峰，與測(cè)溫顯示的固態(tài)CO2融化溫度略低于純CO2三相點(diǎn)（－56．6℃）相吻合［6，20-30］。

3 穩(wěn)定同位素研究進(jìn)展

3．1 氫、氧同位素研究

不同來(lái)源的流體具有不同的氫、氧同位素組成，因此常根據(jù)成礦流體的氫、氧同位素組成來(lái)判斷流體來(lái)源。根據(jù)石英-水同位素分餾方程（Claton等，1972；Friedman和O，Neil，1977）：1 000 ln石英水＝3．38×106／T2－3．40（2．90），以及不同階段包裹體的測(cè)溫結(jié)果，計(jì)算得到各階段流體的δ（18OH2O）值，將各礦床各階段的δ（D）和δ（18OH2O）值投影到δ（D）—δ（18OH2O）關(guān)系圖解上（圖2），可以看出成礦早期為巖漿水和大氣降水的共同參與，但總體偏向巖漿水方向，演化到成礦后期接近地表則有越來(lái)越多的大氣降水參與進(jìn)來(lái)。

3．2 硫同位素研究

硫是成礦熱液中最主要的礦化劑，硫化物是礦床中主要的金屬礦物，而金的產(chǎn)出與黃鐵礦等金屬硫化物關(guān)系密切，因此研究含金硫化物中硫的組成變化可了解礦床中硫的來(lái)源、成礦元素遷移和沉淀機(jī)理，為礦床成因和成礦物理化學(xué)條件提供指示作用。

統(tǒng)計(jì)表明，各類金礦δ（34S）顯示硫同位素組成比較集中，富集δ（34S），δ（34S）多為7×10－3～12× 10－3，集中于10×10－3附近，各類礦床中硫來(lái)源基本一致，且從石英脈型、破碎蝕變巖型到膠萊盆地北緣滑脫帶中的角礫巖型，礦石重硫相對(duì)增高［1］。

王義文等［19］通過(guò)對(duì)同一成礦階段不同含硫礦物δ（34S）的分析，發(fā)現(xiàn)按黃鐵礦 閃鋅礦 黃銅礦 方鉛礦的順序δ（34S）值依次遞減，與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和同位素?zé)崃W(xué)規(guī)律一致，表明硫同位素在不同礦物間已基本達(dá)平衡狀態(tài)。這可能反映出在地質(zhì)歷史過(guò)程中隨著殼幔相互作用的不斷進(jìn)行，硫同位素已經(jīng)基本上均一化，在中生代金礦形成時(shí)，成礦流體來(lái)自殼幔相互作用的統(tǒng)一流體庫(kù)［1］。王義文等［19］發(fā)現(xiàn)δ（34S）在區(qū)域上的水平方向遞變與礦床或礦化類型垂直分帶及剝蝕深度有關(guān)。因此，硫同位素組成可作為礦體剝蝕深度的一個(gè)指標(biāo)，對(duì)礦床含礦性評(píng)價(jià)和膠東金礦區(qū)深部找礦具有重要意義。

圖2 膠東金礦區(qū)不同礦床及巖體δ（D）—δ（18OH2O）關(guān)系圖（底圖據(jù)Taylor，1979）Fig．2 δ（D）-δ（18OH2O）diagram of different gold deposits and intrusive bodies in Jiaodong area

4 成礦時(shí)代研究進(jìn)展

隨著同位素定年實(shí)驗(yàn)新技術(shù)的發(fā)展，膠東礦集區(qū)金礦成礦年代學(xué)亦成為熱點(diǎn)研究課題，主要采用的測(cè)年方法有：蝕變礦物Rb-Sr，K-Ar，Ar-Ar法；流體包裹體Rb-Sr法；石英Ar-Ar法；礦石礦物Rb-Sr法；礦物-全巖Sm-Nd，Rb-Sr法；鋯石SHRIMP UPb法；輝鉬礦Re-Os法等。

4．1 礦床形成時(shí)代

20世紀(jì)末以來(lái)，研究者對(duì)膠東金礦形成時(shí)代認(rèn)識(shí)的漸趨一致，普遍認(rèn)為金礦形成于中生代。研究發(fā)現(xiàn)，160～190 Ma，135～140 Ma和115～125 Ma為華北克拉通及其周緣中生代大規(guī)模金屬礦床成礦作用的3個(gè)主要時(shí)期［16，31］，金礦主要形成于晚侏羅世—早白堊世。駱萬(wàn)成等［32］認(rèn)為膠東地區(qū)主要成礦期為105～120 Ma；Wang等［33］對(duì)招萊礦帶成礦前花崗巖和成礦后脈體中鋯石進(jìn)行SHRIMP法UPb同位素年齡測(cè)定后，認(rèn)為金形成時(shí)代為120～126 Ma；楊進(jìn)輝等［5］認(rèn)為膠東半島西北部破碎蝕變巖型金礦的主成礦期是100～117 Ma；李厚民［34］等認(rèn)為膠東隆起金礦成礦時(shí)代為114～123 Ma；徐貴忠等［35］認(rèn)為金礦成礦時(shí)代為100～126 Ma；李俊建等［36］認(rèn)為金礦化被限定在120～126 Ma；王義文等［37］認(rèn)為金礦主成礦年齡為（115±10）Ma。

圖3 膠東金礦成礦年齡頻譜圖Fig．3 Frequency spectrum graph of gold ore-forming ages in Jiaodong area

從近年來(lái)膠東金礦區(qū)金礦形成時(shí)代的同位素年齡（表2）可以看出，20世紀(jì)進(jìn)行年齡測(cè)定受儀器、方法的限制，獲得數(shù)據(jù)誤差較大。2000年以來(lái)多采用先進(jìn)的方法、儀器測(cè)試，數(shù)據(jù)精度高，變化范圍小，年齡值多為113．5～126．5 Ma，同位素年齡統(tǒng)計(jì)直方圖顯示年齡數(shù)據(jù)集中在112～127 Ma（圖3）。

4．2 花崗巖體年齡

膠東地區(qū)金礦床主要賦存于交代 深熔花崗巖類巖體內(nèi)或接觸帶附近的脆-韌性剪切帶及斷裂裂隙中，金礦的形成與中生代造山事件的巖漿活動(dòng)關(guān)系密切。對(duì)膠東地區(qū)獲得的SHRIMP年齡統(tǒng)計(jì)（表3）表明，膠東地區(qū)巖漿活動(dòng)的年齡集中在152～160 Ma（玲瓏花崗巖）、126～130 Ma（郭家?guī)X花崗巖）和108～118．8 Ma（偉德山花崗巖），即晚侏羅世、早白堊世早期和早白堊世晚期3個(gè)巖漿活動(dòng)階段，區(qū)內(nèi)金成礦主要與郭家?guī)X和偉德山花崗巖有關(guān)。

5 結(jié)論

（1）膠東金礦區(qū)金礦床石英及硫化物礦物中流體包裹體類型主要有H2O-CO2包裹體、富CO2包裹體和H2O溶液包裹體，各成礦階段具有不同的流體包裹體類型組合。

表2 膠東地區(qū)金礦成礦年齡Table 2 Gold ore-forming ages in Jiaodong area

表3 膠東地區(qū)中生代侵入巖SHRIMP年齡統(tǒng)計(jì)Table 3 SHRIMP ages of Mesozoic intrusive rock in Jiaodong area

（2）膠東金礦區(qū)內(nèi)的金礦床具有較一致的成礦流體介質(zhì)條件，為中-低溫低鹽度的CO2H2ONaCl流體，主成礦溫度為210～310℃。成礦流體可能來(lái)源于統(tǒng)一的流體庫(kù)——?dú)めＯ嗷プ饔眠^(guò)程的流體系統(tǒng)，并在成礦后期與大氣降水混合。

（3）膠東地區(qū)巖漿活動(dòng)主要集中于152～160 Ma（玲瓏花崗巖）、126～130 Ma（郭家?guī)X花崗巖）和108～118．8 Ma（偉德山花崗巖）3期，主成礦期年齡集中在112～127 Ma，成礦主要與郭家?guī)X和偉德山花崗巖有關(guān)。

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The research progress of ore forming fluids，stable isotope and mineralizing age in Jiaodong peninsular of eastern China

SONG Xuelong1，LI Junjian2，LI Xiuzhang3，DANG Zhicai1，ZHAO Zelin1，YU Chengkun4
（1．Graduate Department of Chinese Academy of Geological Sciences，Beijing 100037，China；2．ianjin Institute of Geology and Mineral Resources，China Geological Survey，Tianjin 300170，China；3．Shandong Bureau of Geological Survey，Jinan 250013，China；4．Liaoning Provincial Bureau of Nonferrous Geological Team 109，Chaoyang 122000，Liaoning，China）

Gold metallogeny in Jiaodong peninsular area is characterized by multi-stage，age-space concentration and huge scale．Based on researches on the previous data of gold deposits in the area we consider that a gold deposit is similar in its ore-forming fluid characteristics and mineralizing age．Fluid inclusion data show that occur mainly the H2O-CO2fluid inclusions，CO2-rich fluid inclusions and aqueous fluid inclusions in different alteration zones and different mineralization stages of various gold deposits．Each stage has its own fluid inclusion combinations．Generally the ore-forming fluid is characterized by CO2-H2O-NaCl fluid with medium-low temperature and low salinity．The study of stable isotope indicates that the ore-forming fluid may come from the same fluid reservoir，which was produced by the interaction of crust and mantle and it is incorporated with late meteoric water．Magmatism in Jiaodong area was mainly focused on stages of 160-152 Ma（Linglong granite），130-126 Ma（Guojialing granodiorite）and 118．8-108 Ma（Weideshan granodiorite-granite），and mineralizing age can be fixed at 127-112 Ma．Gold mineralization is mainly related to Guojialing granite and Weideshan granite．

Gold deposits in Jiaodong area；ore-forming fluid；stable isotope；mineralizing age

P597；P618．51

： A

10．6053／j．issn．1001-1412．2014．01．002

2013-07-11； 改回日期：2013-10-10； 責(zé)任編輯： 趙慶

中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局國(guó)土資源大調(diào)查項(xiàng)目（編號(hào)：200110200038和1212010781028）和科學(xué)技術(shù)部專項(xiàng)資金項(xiàng)目（編號(hào)：200811010）資助。

宋雪龍（1988 ），男，碩士研究生，主要從事區(qū)域成礦學(xué)研究工作。通信地址：天津市河?xùn)|區(qū)大直沽八號(hào)路4號(hào)；郵政編碼：300170；E-mail：songxuelong＠126．com

doi：10．6053／j．issn．1001-1412．2014．01．003