The mixing of Mesozoic crust-mantle magma is the key to the source of large amounts of gold deposits in the Jiaobei uplift,ChinaSCIEI北大核心CSCD

胶东地区金矿巨量金质来源一直是学界争论的焦点,很难找到有说服力的直接证据。在没有其它更有效的直接证明巨量金质来源的情况下,本文通过胶北隆起主要地质体新鲜岩石大量微量元素地球化学数据的变化规律,间接得出中生代壳幔岩浆的混合反应是巨量金质来源的关键,即郭家岭和伟德山两期壳幔岩浆的混合反应和演化可能是巨量金质来源的主要形成机制,同时更是热量供给源,而玲珑花岗岩可能是少量金质的提供者和主要赋矿地质体。胶东地区金矿主要成矿时间(130～105Ma)与郭家岭(130～125Ma)和伟德山(126～108Ma)两期花岗岩浆演化结晶时间完全吻合,说明其关系密切,岩浆混合反应和冷凝期,岩浆热液上升运移沉淀成矿。该区中生代地质体对早前寒武纪的地球化学环境有一定的继承性,中生代地壳混合了大量地幔物质,Au丰度偏高,平均为1.31×10^-9,为地球化学高背景场。     

胶东西北部北截岩体岩石成因:锆石U-Pb年龄、岩石地球化学与Sr-Nd-Pb同位素制约

胶东半岛西北部是我国最重要的金矿集区,95%以上的金资源储量赋存于晚侏罗世玲珑型和早白垩世郭家岭型花岗岩中。然而,对郭家岭型花岗岩形成的大地构造背景及其与金成矿的关系,尤其是岩石成因仍存有争议。本文通过对归属于郭家岭型花岗岩的北截岩体开展详细的岩相学、岩石地球化学、锆石U-Pb年代学和Sr-Nd-Pb地球化学研究,识别出细粒花岗闪长岩、含斑细粒花岗闪长岩、斑状中粒花岗闪长岩、斑状粗粒花岗闪长岩和花岗伟晶岩脉5种侵入岩类型,它们具有相似的地球化学特征和同位素组成,呈连续演化关系,为同一期岩浆活动的产物。电子探针分析显示,样品中的黑云母具有富FeO~T、MgO、高Al_2O3低TiO_2的特点,为岩浆成因的富铁黑云母,Mg和Al元素的负相关性表明结晶过程中二者可能发生了置换。岩石地球化学研究表明,花岗闪长岩具有高的全碱(K_2O+Na_20=6.92%～9.31%)、Ba(518×10~(-6)～3330×10~(-6))、Sr(305×10~(-6)～1371×10~(-6)),低的Al_2O_3(14.41%～15.82%)、MgO(0.19%～0.77%)、Rb(39.3×10~(-6)～105×10~(-6))、Y(1.2×10~(-6)～6.05×10~(-6))、Yb(0.08×10~(-6)～0.40×10~(-6))含量特征,轻稀土(LREE)富集、重稀土(HREE)相对亏损(LREE/HREE=13.13-21.40),轻、重稀土元素分馏明显[(La/Yb) N=18.39～45.76],Rb、Sr、Ba、Pb等大离子亲石元素(LILE)富集,Nd、Ta、Zr、Hf等高场强元素(HFSE)明显亏损,具有高Ba-Sr花岗岩的地球化学特征。锆石LA-ICP-MS定年结果表明,斑状粗粒花岗闪长岩形成于131.53±0.86Ma,花岗伟晶岩脉形成于127.4±1.3Ma,说明其形成于早白垩世早期,伟晶岩脉应该是本次岩浆活动后期的产物。Sr-Nd同位素分析表明,初始~(87)Sr/~(86)Sr(I_(Sr))和ε_(Nd)(t)分别为0.710658-0.711568和-18.53～-11.17,二阶段亏损地幔模式年龄(t_(DM2))为2107-2425Ma,与胶东群变质岩年龄一致,指示了其原始岩浆有部分熔融的胶东群参与;Pb同位素分析表明,初始~(206)Pb/~(204)Pb和初始~(208)Pb/~(204)Pb分别为17.047～17.945和37.744～38.389,说明有大量的下地壳物质参与成岩。上述数据分析表明,北截岩体是基底岩石胶东群变质岩部分熔融形成的下地壳酸性岩浆与幔源基性岩浆混合作用的结果,太平洋板块向欧亚板块俯冲构造背景下的软流圈物质上涌和下地壳的部分熔融可能是形成这套花岗岩的机制,是板块俯冲产生的欧亚板块边缘火山弧的组成部分;在区域金成矿方面,其为金成矿提供了有利的赋存空间,而应该不是成矿流体来源或热动力条件。     

鲁西陆块前寒武纪大地构造演化

鲁西陆块是中国前寒武纪研究的热点地区之一,其前寒武纪花岗岩-绿岩带地体的划分与构造演化历来为学者们注目。通过系统收集近年来鲁西陆块前寒武纪SHRIMP U-Pb测年数据,利用鲁西陆块前寒武纪花岗岩类岩石化学数据判别其形成的构造环境,综合国内大地构造相方面的研究成果,并在此基础上得出:鲁西陆块前寒武纪地壳形成与演化主要经历了中太古代-陆核形成阶段、新太古代-陆壳增生阶段、元古宙-大陆裂解阶段3个阶段。     

山东大地构造相研究方法划分方案与基本特征

在系统收集山东已完成的1∶5万、1∶20万和1∶25万区域地质资料基础上,通过编制山东省l∶25万实际材料图和建造构造图、1∶50万大地构造相五要素工作底图和1∶50万大地构造相图,全面介绍了大地构造相的定义、研究内容、指导思想、基本原则与编图程序。采用大地构造相编图作为大陆动力学研究的主要方法,是揭示不同陆块之间相互作用、形成过程和演化历史、研究山东大陆块体离散、会聚、碰撞、造山的大陆动力学过程的主要载体和具体表达形式。进而对山东大地构造相进行了划分,共划出华北陆块区、秦祁昆造山系和中国东部陆缘弧盆系相系3大相系,鲁西陆块、渤海陆块、大别-苏鲁结合带、威海弧盆系、胶辽岩浆弧和华北裂谷盆地6个大相以及20个相和59个亚相,明确了其鉴别标志。对陆块区、造山系和陆缘弧盆系相系以及大相、相的基本特征进行了描述;简要总结了大地构造相与成矿尤其是金矿的关系,探讨了不同矿床与大地构造相的成因联系。     

山东省沂水县雪山岩体锆石SHRIMP U-Pb年龄及其地质意义

通过对雪山花岗闪长岩中锆石SHRIMP U-Pb同位素年龄测定,获得了14个测点构成的谐和线上交点年龄数值为2 491±5 Ma（MSWD=0.43）,该年龄基本代表了花岗闪长岩的形成时间。从区域地质条件分析,将雪山岩体的形成时代确定为新太古代晚期。     

胶东地区郭家岭岩体岩石构造组合特征及地质意义

通过对前人就郭家岭花岗岩构造地质学、岩石化学、同位素年代学等地质信息资料的分析、研究,认为胶东地区郭家岭花岗闪长岩一花岗岩总体上归属于幔源岩浆与壳源岩浆混合后经分异作用而成的同熔深成型花岗岩类;主要形成于由洋壳俯冲引起的火山岛弧环境、大陆碰撞环境和弧后拉张性质的大陆边缘环境;其定位机制为：沿着NEE向挤压带从小面积到大面积频率式脉动或涌动热轻气球膨胀式定位;该岩石构造组合主体形成于早白垩世。从岩石构造组合的概念,将其定义为造山中期郭家岭弱片麻状花岗闪长岩～花岗岩组合。     

胶东地区与金矿成矿有关的中生代侵入岩岩石构造组合类型划分

通过对胶东地区与金矿有关的中生代侵入岩构造地质学、岩石化学、同位素年代学等地质信息资料的分析研究,认为玲珑昆嵛山花岗岩属于I型和S型花岗岩,郭家岭花岗岩总体上归属于I型花岗岩类;两者具有不同的源岩,形成的环境为洋壳俯冲引起的火山岛弧环境、大陆碰撞环境和弧后拉张性质的大陆边缘环境;玲珑昆嵛山花岗岩形成于侏罗纪;郭家岭花岗岩形成时代为早白垩世;从岩石构造组合的概念,玲珑昆嵛山花岗岩应划为玲珑昆嵛山造山早期片麻状花岗岩组合;郭家岭花岗岩应为郭家岭造山中期弱片麻状花岗闪长岩花岗岩组合。     

鲁乐地区早前寒武纪花岗岩类演化及大陆地壳生长

通过对太古宙和古元古代花岗岩成分判别分析,提出了鲁东地区早前寒武纪花岗岩类可能分为3期,第一期为中太古代TTG组合,发育不完全;第二期为新太古代T1T2G1组合,具有贫K2O的奥长花岗岩演化趋势;第三期为古元古代早期G2组合,仅具富K2O的钙碱性演化趋势。探讨了不同组合花岗岩的形成环境,新太古代T2T2G1组合为岛弧环境,古元古代早期为大陆碰撞环境;不同的花岗岩类岩石组合分别对应的陆壳成熟度为：T1T2G1组合为新生的初始不成熟陆壳,G2组合则为最终的成熟陆壳。鲁东早前寒武纪花岗岩类随时间从新太古代至古元古代早期的演化,记录了鲁东大陆地壳形成的完整的地质演化过程。     

胶东金矿成矿构造背景探讨

在编制1∶50万山东省大地构造相图基础上,通过对大地构造相研究显示:胶东微地块是经多期增生和碰撞而形成的,其漫长的板块构造演化明显具有阶段性。侏罗纪是该区板块构造演化史上的一个重要转换期,构造演化由原来的南、北分异转变为东、西分异,胶东地区NE向新生构造起了主要作用。胶东地区中生代有2次重要的碰撞造山事件,印支造山作用主要表现为扬子板块向华北板块俯冲,形成苏鲁高压-超高压变质带及同造山花岗岩及后造山高碱正长岩;燕山造山作用的大陆动力学环境起源于中亚-特提斯构造域向滨太平洋构造域转化和太平洋板块的俯冲,在胶东地区表现为3次造山和3次伸展。晚侏罗世造山早期玲珑片麻状花岗岩组合是区域构造挤压导致地壳增厚引起地壳重熔的产物,代表了大陆弧花岗岩特征;早白垩世造山中期郭家岭花岗闪长岩-花岗岩组合代表了造山期大陆弧花岗岩的特点;造山晚期伟德山闪长岩-花岗闪长岩-花岗岩组合表现为大陆弧花岗岩,后造山A型崂山晶洞过碱性碱长花岗岩-正长花岗岩组合为大陆造陆隆升花岗岩与后造山花岗岩,代表燕山构造的结束。胶东地区构造-岩浆事件和金矿成矿作用受控于特提斯、古亚洲洋和太平洋三大构造域的相互作用,金矿形成的动力学背景是中生代构造体制转折和岩石圈减薄,起因与太平洋板块向华北板块的俯冲机制有关。     

论山东胶东金矿形成的挤压-伸展构造环境

胶东地区沉积-岩浆-构造-成矿事件序列的时空演化,是在侏罗纪-白垩纪时期受太平洋板块向欧亚大陆俯冲作用的影响,而造成的挤压-伸展构造交互转换环境中形成的,金成矿作用发生在挤压与伸展转换过程中的伸展阶段。这一挤压-伸展联合作用过程表现在:①构造方面,表现为四期六阶段不同力学性质和方向的挤压-伸展特征:第一期近S-N向挤压及NW-SE向挤压,第二期NE-SW向挤压与NE-SW向引张,第三期NW向引张,第四期近E-W向挤压与近S-N向引张。②地层方面,在胶东各断陷盆地内发育的莱阳群、青山群和王氏群,以区域不整合、沉积间断和正常地层单元交互出现展现出挤压-伸展的过程。③侵入岩方面,分为三个侵入岩浆构造幕和四次岩浆侵入事件:第一幕(早期)为晚侏罗世玲珑片麻状二长花岗岩组合, SHRIMP锆石U-Pb年龄值集中在160～150 Ma,是区域构造挤压导致地壳增厚引起地壳重熔的产物,其后的伸展引张形成了各种密集分布的脉岩群;第二幕(中期)是早白垩世早期郭家岭花岗闪长岩组合,SHRIMP锆石U-Pb年龄集中在130～126Ma,之后的沉积岩建造组合代表构造应力体制由挤压为主向伸展为主转换;第三幕(晚期)包括两次岩浆侵入事件,一是伟德山花岗岩组合,指示了挤压向伸展转换环境,二是崂山A型晶洞过碱性正长花岗岩组合,形成于典型的后造山伸展构造环境。④火山岩方面,分为三个喷发亚旋回和七个喷发期,各亚旋回间均具有较长的时间间隔,代表了区域性挤压环境;各期次之间虽有短暂喷发间隔,但总体表现为伸展环境,火山喷发事件显示了挤压-伸展不同构造环境的交替发生。⑤岩石学方面,玲珑花岗岩中的片理、片麻理构造和郭家岭花岗闪长岩中的钾长石旋转眼球体、σ构造、S-C组构、压力影构造等,代表了挤压剪切的构造环境下形成的岩石特征;而崂山晶洞碱性正长岩组合,则反映了典型的伸展构造环境。晚侏罗世-早白垩世胶东地区地层沉积、岩浆侵入、火山喷发建造、构造活动及成矿作用过程所表现出的挤压-伸展相互转换过程,构筑了手风琴式构造-岩浆-成矿作用方式,这是胶东地区形成大型、超大型金矿的动力学条件。根据胶东金矿的产出环境和有关年代学资料,将金矿成矿划分为早期成矿事件、主成矿期和晚期叠加成矿事件。