胶东三山岛金矿中深部成矿流体对比及矿床成因

三山岛金矿位于胶东西北部,属于典型的破碎蚀变岩型金矿。流体包裹体研究表明该矿床为中温、中低盐度H₂O-CO₂-NaCl±CH₄流体;中深部成矿流体对比研究表明,在纵深超过2000m范围内,成矿流体具有较一致的成矿流体介质条件,主成矿均一温度为170~330℃,成矿压力为50~255MPa。H、O、C同位素表明,深源流体参与了成矿作用,很可能是与金矿床伴生的基性幔源岩浆脱水形成的岩浆水,在地壳浅部遭受到大气降水的混合,而S同位素研究进一步揭示了成矿物质具有多源性,矿区浅表在成矿晚期可能受到了表生硫影响而导致δ³⁴S偏高。水岩反应、成矿应力场转变及表面吸附电化学还原反应等导致金沉淀成矿。     

胶东中生代金成矿系统

胶东是我国最重要的金矿集区,其内已发现金矿床150余处,探明金资源储量4000余吨。虽然其金矿床数量众多、资源储量巨大、分布地域广泛、产出空间各异、矿化类型多样,但它们的成矿地球动力学背景、赋矿围岩环境与产出条件及其成矿作用特征总体一致:(1)胶东是一个主要由前寒武纪基底岩石和超高压变质岩块组成、中生代构造-岩浆作用发育的内生热液金矿集区,约130~110Ma的金成矿事件比区域变质作用晚约2000Myr;(2)区域金成矿系统形成于早白垩世的陆缘伸展构造背景,大规模金成矿事件发生在区域NW向伸展转换为NE向伸展后的NEE向挤压变形作用过程中,对应于中国东部岩石圈大规模减薄、华北克拉通破坏和大陆裂谷作用的高峰;(3)金矿床群聚于NNE向玲珑、鹊山和昆嵛山变质核杂岩周边,主要沿前寒武纪变质岩与中生代花岗岩体接触带形成的区域NE-NNE向拆离断层带分布;(4)控矿断裂带经历了早期的韧-脆性变形和晚期的脆性变形构造叠加,在三维空间上呈舒缓波状延展,控制了金矿体的侧伏和分段富集;(5)矿化样式以破碎带蚀变(砾)岩型、(硫化物-)石英脉型和复合脉带型为主,矿石普遍发育压碎、晶粒状和填隙结构,浸染状、细脉浸染状、网脉状、脉状、团块状和块状构造,反映其形成于韧-脆性→脆性变形环境;(6)矿石中金属矿物以黄铁矿、黄铜矿、方铅矿和闪锌矿为主,非金属矿物以石英、绢云母、钾长石、斜长石和方解石为主;金矿物以银金矿和自然金为主、含少量金银矿,主要以可见金的形式赋存于黄铁矿和石英裂隙中、含少量晶隙金和包体金;热液蚀变主要为黄铁矿化、硅化、钾长石化、绢云母化和碳酸盐化;成矿元素为Au-Ag(-Cu-Pb-Zn);呈现出中-低温蚀变矿化组合特征;(7)成矿流体为壳-幔混合来源,以壳源变质流体为主;成矿物质总体来源于中生代活化再造的前寒武纪变质基底岩石,并混入了少量浅部地壳和地幔组分。这种区域成矿特征的一致性,表明胶东金矿集区早白垩世大规模金成矿作用受控于统一的地质事件,属于后生的中-低温热液脉金成矿系统。这些金矿床具有明显的时空群聚分布特征,主要沿三个变质核杂岩周边的岩相接触带产出,且自西向东,金成矿作用年龄由老变新。据此,可划分为胶北隆起蚀变岩-石英脉型、苏鲁超高压变质带硫化物-石英脉型和胶莱盆地北缘蚀变砾岩型三个金成矿子系统。其矿化样式由浸染-细脉、细脉-网脉型和石英脉型→硫化物-石英脉型→蚀变(角)砾岩型变化,矿石结构、构造以细脉浸染状构造为主→环带结构与梳状构造→角砾状构造为特色,反映其成矿作用分别发生于脆-韧性转换带(约15km)→脆性张剪性断裂带→脆性角砾岩带(约5km)环境;矿化、蚀变规模和强度逐渐减弱,成矿物质中浅部壳源组分逐渐增多,可能与其矿床定位空间越来越远离源区有关;成矿温度和压力依次降低、成矿流体中大气降水和/或盆地卤水贡献逐渐增大,与其成矿深度越来越浅、成矿构造环境越来越偏张性的变化趋势一致。这种成矿特征的区域规律性变化反映至少在拆离断层韧-脆性转换带附近→脆性角砾岩带之间的地壳剖面中、在不同的垂向深度上连续成矿。胶东中生代金成矿系统的上述特征明显区别于典型的"与侵入岩有关的金矿"和"造山型金矿",也不同于全球其它已知的金矿床类型,不能被已有成矿模式所涵盖。为合理解释胶东中生代金成矿系统独特的地质与成矿特征,我们提出新的"胶东型金矿"成矿模式,指出古太平洋Izanagi俯冲板片的回转作用可能是引起区域前寒武纪变质基底岩石中成矿物质大规模活化再造的主要驱动机制,成矿流体主体来源于俯冲板片变质脱水,金可能主要以Au(HS)2-络合物的形式在流体中沿拆离断层系输运,在韧-脆性转换带附近→脆性角砾岩带,由于构造空间急剧增大、成矿流体的温度和压力突然降低,CO2、H2S逸出和硫化作用导致Au(HS)2-等金络合物失稳分解,金大规模沉淀富集成矿。     

逊克县东安碱长花岗岩锆石LA-ICP-MSU-Pb年龄、地球化学特征及其钼铅锌等成矿意义

位于小兴安岭—张广才岭构造带北段的东安粗粒和细粒碱长花岗岩,经本文测定,其锆石LA-ICPMS U-Pb年龄分别为174Ma和184~175Ma。碱长花岗岩都为高Si O2、高碱、低TFe O、Mg#、Ca O的高钾钙碱性系列,具有I型和A型花岗岩过渡性质。都表现为轻稀土富集重稀土亏损,而且重稀土分异较大,细粒钾长花岗岩(∑REE=76.98~109.53,δEu:0.33~0.70)较粗粒碱长花岗岩(∑REE=95.49~140.00,δEu:0.70~0.94)轻重稀土分馏明显,稀土总量偏低,具有更大的铕负异常;与原始地幔相比,碱长花岗岩都相对富集轻稀土元素(Le、Ce)、大离子亲石元素LILE(Rb、Th、U、K),亏损高场强元素HFSE(Nb、Ta、Ti、P、Y、Yb、Lu),还相对亏损Ba、Sr、Eu,相对富集Zr、Hf,都与大陆缘弧岩浆具有相似性。而细粒碱长花岗岩高场强元素(Zr、Hf、Eu、Ti、Y、Yb、Lu)较粗粒碱长花岗岩分异程度大;根据Pb、Hf同位素和Nb/Ta、Zr/Hf比值等,碱长花岗岩主要起源于中基性壳源熔融,相对比,粗粒碱长花岗岩原岩含有较多幔源组分,细粒碱长花岗岩主要为壳源组分;粗粒和细粒碱长花岗岩形成于牡丹江洋闭合、松嫩地块与佳木斯地块晚造山挤压后的伸展环境,明显区别于小兴安岭—张广才岭钼、铅—锌多金属形成的碰撞造山(同造山)环境;小兴安岭—张广才岭钼、铅—锌多金属矿床主要受控于牡丹江大断裂,具有呈近南北向带状展布的分布规律。     

鲁东昌邑古元古代BIF铁矿矿床地球化学特征及矿床成因讨论

昌邑铁矿位于华北克拉通东部的胶北地体,为赋存于古元古代粉子山群变质岩中的条带状铁建造(BIF)铁矿。矿体主要呈透镜状、似层状,以(含)角闪石英磁铁岩为主要矿石,经历了温度高达636℃的角闪岩相变质作用。铁矿石富SiO₂和Fe₂O₃^T(SiO₂+Fe₂O₃^T=82.5%~97.7%),含少量Al₂O₃、MgO和CaO等,显示主要为化学沉积但有少量碎屑或泥质加入的特征。与PAAS相比轻稀土元素亏损、高的Y/Ho比值以及La和Y正异常表明铁矿沉淀于海相环境,而高的Ti/V比值、高Cr、Co和Ni含量以及Eu的正异常表明火山热液的参与,成矿物质来源于火山活动。无明显的Ce负异常表明当时可能存在一个缺氧的大气环境。昌邑铁矿与华北克拉通太古宙BIF相比,总体上没有显著差别,但Al₂O₃、CaO、MgO和K₂O含量相对较高,Eu正异常相对较弱,表明其可能形成于具有更多碎屑物质和更少热液参与的浅水环境。     

鲁西沂南金场夕卡岩型金铜矿床矿化时代与成矿流体研究

沂南金场金铜矿床是鲁西地区夕卡岩型矿床的典型代表,矿床产于燕山期中酸性杂岩体与新太古界-寒武系地层的内外接触带附近,受岩浆岩、地层岩性以及构造的复合控制。由石榴子石和透辉石构成了早夕卡岩阶段矿物组合,而绿帘石+磁铁矿+镜铁矿±透闪石±阳起石±石英构成了晚夕卡岩-磁铁矿阶段矿物组合。利用早夕卡岩期黑云母以及晚夕卡岩期与碳酸盐伴生的黑云母样品进行单颗粒云母超低本底Rb-Sr等时线测试,分别获得了133±6Ma和128±2Ma年龄数据,它们与金场岩体的形成时间十分一致,说明该矿床与侵入体有密切的成因联系。流体包裹体研究表明,沂南金场金铜矿床各成矿阶段矿石中的流体包裹体主要有四种类型:含子矿物三相包裹体、富气包裹体、H2O-CO2包裹体和气液两相包裹体。从早夕卡岩阶段石榴石捕获的含子矿物包裹体中获得了很高的均一温度(530～570℃)和盐度(39.9%～60.4%)值,而晚夕卡岩阶段透辉石中含子矿物包裹体也显示较高的均一温度(451～580℃)和盐度(39.3%～60.7%)值。石英-硫化物阶段石英中包裹体均一温度分为两个区间,分别为320～450℃和108～291℃。石榴石内含子矿物包裹体,其子矿物可能为赤铁矿或磁铁矿,结合该矿床的矿石矿物组成特征,沂南金场为岩浆热液流体形成的氧化型夕卡岩金铜矿床。     

胶东焦家金矿区玲珑花岗岩锆石LA-ICP-MSU-Pb年代学和元素地球化学研究

山东焦家金矿为著名的破碎带蚀变岩型金矿床,玲珑花岗岩是焦家金矿区最主要的容矿岩石.对焦家金矿区具有代表性的黑云母花岗岩、二长花岗岩、钾化花岗岩进行了锆石LA-ICP-MS原位微区U-Pb定年研究,锆石定年测定在南京大学内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室完成,测试仪器为激光电感耦合等离子体质谱仪(LA-ICPMS),激光取样系统New Wave 213 nm与Agilent 7500s ICP-MS连接.     

胶西北新城金矿床二长花岗岩岩石地球化学、锆石U-Pb年龄及Lu-Hf同位素组成

胶东是我国最重要的金矿集区,也是环太平洋中、新生代金成矿系统的重要组成部分,其内花岗质岩石分布广泛,95%以上的金资源储量赋存在晚侏罗世玲珑型花岗岩和早白垩世早期郭家岭型花岗质岩中。关于花岗岩类的成因,尤其是早白垩世花岗质岩的岩石类型及其源区仍存有争议。新城金矿床位于胶东西北部焦家断裂带北段,是迄今为止在胶东矿集区内发现的赋存在早白垩世花岗质岩中最大的金矿床,其内已探明金资源储量大于200t。该金矿床的赋矿围岩为新城花岗岩体,由中细粒石英二长岩和中粗粒似斑状二长花岗岩组成,形成于127~132Ma。进一步的地质观察表明中粗粒似斑状二长花岗岩两侧的岩石粒度逐渐变细,斑晶逐渐变小,长英质矿物增多,明显不同于中粗粒似斑状二长花岗岩,应为中细粒似斑状二长花岗岩。论文对该中细粒似斑状二长花岗岩进行了系统的岩石地球化学、锆石LA-ICP-MS定年和Lu-Hf同位素组成研究,并进一步探讨了该类岩石的地球化学类型、形成时代、岩浆源区性质及其与新城花岗岩体的关系。岩石地球化学研究表明中细粒似斑状二长花岗岩具有高的SiO2(71.18%~73.72%)、全碱(K2O+Na2O=7.07%~8.64%)、Ba(793×10-6)、Sr(729×10-6)和轻稀土含量(71.14×10-6),低的Al2O3(13.57%~15.73%)、MgO(0.22%~0.39%)、Rb(91.7×10-6)、Th(7.4×10-6)、U(4.51×10-6)、Nb(4.49×10-6)、Ta(0.26×10-6)、Y(3.67×10-6)和重稀土含量(7.47×10-6),无明显的铕异常,明显亏损Nb、Ta、P、Ti等高场强元素,显示出典型的高Ba-Sr花岗岩所具有的地球化学特征,属高BaSr花岗岩。锆石LA-ICP-MS定年结果表明中细粒似斑状二长花岗岩形成于123±1Ma,而石英二长岩和中粗粒似斑状二长花岗岩的锆石LA-ICP-MS年龄为127±2Ma~132±1Ma,3种类型岩石具有相似的主量元素组成及稀土和微量元素分布模式,表明新城花岗岩体的形成时代应为123±1Ma~132±1Ma。Lu-Hf同位素测试结果显示中细粒似斑状二长花岗岩岩浆锆石的εHf(t)为-20.76~-18.66,二阶段模式年龄tDM2为2351~2479Ma;在εHf(t)-锆石U-Pb年龄图解中,所有数据点均落在球粒陨石演化线之下的壳源区域。金矿床已有石英二长岩、中粗粒似斑状二长花岗岩和区域玲珑型花岗岩Hf同位素组成及该中细粒似斑状二长花岗岩中2个太古代(2629±14Ma、2402±18Ma)和3个中生代(150±7Ma、151±1Ma、147±1Ma)的继承锆石年龄,表明新城金矿床内中细粒似斑状二长花岗岩应来源于前寒武纪变质基底岩石,岩浆上升过程中遭受了上地壳(主要是玲珑黑云母花岗岩)的混染。