Study on the Metallogenetism of Sub-mantle Plume and Mantle Branches in the Gold Mineralization Concentration Area of Northwest Jiaodong Peninsula

The northwest of Jiaodong peninsula is characterized by its greatest gold concentration area, enormous gold reserves and limited time interval （115±5Ma） of gold mineralization in China. Studies show that the east area of north China began its mantle plume evolution since the Yanshanian movement, and the Laiyang sub-mantle plume and its surrounding mantle branches such as those in Guojiadian, Aishan and Panshidian were formed in the mineralization concentration area of northwestern Jiaodong peninsula. With the development of mantle plume →sub-mantle plume → mantle branch→ favorable expending structures, the deep-derived hydrothermal fluid moved up to the favorable places, such as brittle-ductile or ductile-brittle shearing zones, the internal and external contact zones of intrusions, dense fracturing zones and the contact zones between dikes and countryrocks, and concentrated into deposits. Then the gold mineralization concentration zones that are centralized on mantle branches were formed. This study takes Guojiadian mantle branch as an example to discuss their metallogenetism and conclude the metallogenetic mode.

胶东西北部金矿集中区深部控矿构造探讨

胶西北不足全国国土面积0.25%的成矿集中区却占有接近全国25%的黄金储量。该区不仅黄金储量巨大,而且成矿时间集中(115±5Ma),并具有矿脉延深远大于延长的特点,因此备受国内、外地质学家的广泛关注。研究认为,胶西北金矿集中区与深部控矿构造有关。华北东部地区在经历了古生代漫长的稳定地台演化阶段后,于燕山运动时期进入地幔热柱演化阶段,胶东恰好位于地幔热柱的中心部位。而胶西北成矿集中区则进入了以莱阳—莱西地幔亚热柱与其外围郭家店、岐山、盘石店等幔枝构造的发展演化阶段。深源金元素以气态-气液混合态-含矿流体的形式,通过地幔热柱→地幔亚热柱→幔枝构造→有利构造扩容带,迁移到幔枝构造的韧脆性-脆韧性剪切带、侵入岩体的内、外接触带、密集的构造裂隙带、各种脉岩与围岩的接触带等有利部位集聚成矿,从而构成环绕莱阳—莱西地幔亚热柱外带的旧店—夏甸—大尹格庄—栖霞—乳山等成矿集中带,内带的吉戈庄—三山岛—焦家—玲珑—大柳行—解甲庄—曲河庄等成矿集中带,并构成矿田→矿床→矿体(脉)排列有序组合。

胶西北上庄金矿床原生晕轴(垂)向分带特征及深部矿体预测的勘查地球化学标志

文章应用格里格良原生晕分带指数方法,系统研究了上庄金矿单个矿体、矿区等不同取样系统的原生晕轴(垂)向分带特征。结果表明,上庄金矿床原生晕轴(垂)向分带序列及原生晕叠加模式在矿区范围内比较相似,因此,可利用典型矿体原生晕轴(垂)向分带规律来指导矿床内深部矿体的预测。适用于该矿区-750m以上的原生晕轴(垂)向分带序列为B-(Hg+W+Bi)-(As+Mn+Co)-Zn-(Au+Ag)-Pb-Mo。典型矿体原生晕叠加模式显示,沿垂直方向矿体间断部位原生晕出现头、尾晕同位叠加以及头、尾、近矿晕同位叠加2种情况,并均呈现出地球化学参数的剧烈波动。其中,前者是下部有盲矿体存在的反映,而后者则有可能既是深部有盲矿体存在,也是2个矿化带或大矿体间有小矿体存在的反映。依此认识对深部矿体开展了预测,部分靶区已获得成功验证。

胶西北丛家花岗闪长岩体SHRIMP锆石U-Pb年代学研究

胶西北地区是我国最重要的金矿集中区，区内大量展布的中生代花岗岩与金矿关系十分密切，本文通过对郭家岭序列的丛家花岗闪长岩体的地质背景和SHRIMP锆石年代学研究，获得该岩体的成岩年龄为（127±1）Ma，地质时代属早白垩世。郭家岭序列各个岩体所测得的年龄值相差不大，表明它们近于同时侵位，侵位时间为127．9Ma。丛家岩体锆石样品中测得Ar3、Ptl、J3等多个期次的继承锆石年龄。结合前人研究，表明郭家岭序列岩浆源区成分非常复杂，既有来自胶辽陆块的前寒武纪基底、晚侏罗世玲珑序列，也有来自胶南一威海造山带的三叠纪同碰撞花岗岩类，还有幔源组分的加入。其中，壳源组分以玲珑序列为主。郭家岭序列与胶西北地区金矿的关系十分密切。从时间上看，郭家岭序列的形成年龄早于胶西北地区金矿的形成年龄5～10Ma，符合同源岩浆成因金矿的成岩成矿时间差。从空间上看，胶西北地区三条主要控矿断裂带下均有隐伏郭家岭序列存在，金矿与郭家岭序列形影不离。从物质成分上看，与其他早白垩世岩浆岩类相比，郭家岭序列相对富Na，有可能是郭家岭序列在侵位之前，经历了含Au的富K热液组分分离的结果。因此，郭家岭序列更接近于胶西北地区金矿的成矿母岩。

胶西北地区北截金矿闪长玢岩锆石SHRI MP年龄及其地质意义

山东省招远市北截金矿是胶西北地区发现较早的金矿之一，主要赋存于严格受NEE向断裂控制的黄铁绢英岩化蚀变带内，是典型的破碎带蚀变岩型金矿。本文通过对矿区内切穿矿体的闪长玢岩、郭家岭序列下属北截岩体的地质背景和SHRIMP锆石U-Pb年代学研究，得出闪长玢岩形成年龄为117±2Ma，北截岩体形成年龄为129±1Ma，限定北截金矿成矿年龄在117-129Ma之间，属早白垩世。锆石样品中测得Ar3、Z、J3等多个期次的继承锆石年龄，表明北截岩体和闪长玢岩形成过程具有多重继承演化性。根据同源岩浆的成岩成矿时间差及岩体与金矿的空间位置，判断郭家岭序列与金矿关系更为密切。讨论了胶东金矿的成矿期次和构造环境，认为其形成于俯冲造山带的弧后伸展环境，其形成与演化受中生代以来中国东部岩石圈大规模减薄、地幔上涌或陆缘裂谷的影响，最终成因可能与地幔柱有关。

胶西北留村金矿成矿流体特征与矿床成因

留村金矿床位于胶东招远-莱州成矿带南端,是发育于古老变质岩中的小型石英脉型金矿。流体包裹体研究表明,留村金矿成矿流体为中低温、中低盐度的H2O-CO2-NaCl型流体体系,成矿流体从初始H2O-CO2-NaCl体系逐渐演化成简单的低盐度H2O-NaCl体系,主成矿期的温度、压力分别为161~354℃和80~310 MPa。氢、氧同位素研究表明,成矿流体主要源于岩浆热液,后期可能有少量大气水的参与,硫同位素研究表明成矿物质部分来自围岩,同时也有深源硫的加入。减压降温导致的流体沸腾作用可能是留村金矿金沉淀成矿的主导因素。单颗粒黄铁矿Rb-Sr等时线测年数据表明,留村金矿成矿时代为（151.0±2.7）Ma,明显早于胶东地区大规模金成矿事件的时间〔（120±10）Ma〕,说明它们不是一个成矿事件的产物,揭示胶西北在150 Ma左右时可能存在小规模的金矿化事件。

胶西北两类金矿床暗色脉岩的碳、氧同位素地球化学研究

胶西北部金矿床矿化过程伴生的暗色脉岩是以煌斑岩为主的钾玄岩高钾钙碱性岩。详细研究其两类代表性矿床的脉岩内碳酸盐碳、氧同位素和全岩氧同位素发现 ,石英脉岩型矿床的δ18OSMOW ,方解石 为 10 .2‰～ 11.6‰、δ13 CPDB ,方解石 =- 3.5‰、δ18OSMOW ,全岩 为 5 .8‰～ 6 .6‰ ,蚀变岩型矿床的δ18OSMOW ,方解石 为 7.18‰～ 8.6 6‰、δ13 CPDB ,方解石 为 - 0 .7‰～ 0 .93‰、δ18OSMOW ,全岩 为 6 .9‰～10 .6‰。通过对源区的δ13 CPDB、δ18OSMOW特征和同位素效应与就位环境关系的讨论 ,初步认为 :两类矿床的暗色脉岩为同源岩浆演化的产物 ,初始岩浆来源于洋壳俯冲提供流体与岩石圈地幔发生交代作用而形成富集地幔。两类矿区暗色脉岩的碳、氧同位素体系的相对独立性与岩浆演化过程就位环境有关。

胶西北焦家金矿深部成矿流体性质及成矿作用

胶东金矿集区因储量和产量巨大,一直是国内外矿床地质学者研究的热点。区内金矿床自西向东集中分布在招(远)-莱(州)断裂带、栖霞断裂带和牟(平)-乳(山)断裂带内。焦家金矿是位于招(远)-莱(州)断裂带内典型的蚀变岩型金矿,矿体赋存于焦家主干断裂的破碎蚀变带内。主成矿阶段石英内流体包裹体岩相学观察表明,焦家金矿主成矿阶段流体包裹体类型为H2O-CO2±CH4包裹体、H2O溶液包裹体和富CO2单相或两相包裹体。空间紧密的不同包裹体内含碳相体积差异较大,但均一温度近似。包裹体均一温度为160~320℃,属高中温热液流体,流体具中低盐度(4%~10%NaCleq)、低密度(0.64~1.10 g/cm3)的特点。流体包裹体激光拉曼测试常见CO2特征的费米共振双峰,少量可见CH4特征峰。通过对比焦家及区内不同金矿成矿流体性质,并结合氢氧、碳及锶钕同位素特征的分析,认为胶东地区蚀变岩型金矿和石英脉型金矿为古太平洋西向俯冲体制下在壳幔边界处发生强烈壳-幔相互作用下的同一构造-岩浆-流体成矿系统的产物,矿区构造应力场方向转变、含矿流体的沸腾及广泛的水-岩蚀变反应是胶东金矿的成矿机理。

招掖地区郭家岭花岗岩控矿的几点证据及找矿指示意义

尽管胶西北郭家岭花岗闪长岩与金矿化存在着密切的时空关系,但不同学者对二者间的物质联系尚存在歧义。文中汇集了招掖地区近年来部分找矿勘查成果,结合笔者工作认识,对郭家岭花岗闪长岩的控矿作用给予了客观评述。提出了焦家—玲珑式金矿床受郭家岭花岗闪长岩体接触带形态和断裂构造蚀变带联合控制的论断。在此基础上,对本区以往找矿工作思路进行了反思,给出了本区深部及外围找矿的新思路。

胶西北地区谢家沟金矿岩脉U-Pb年龄及其对成矿时限的制约

胶西北地区是中国最大的金矿集区之一,金资源储量超过4500 t,金矿床受三山岛、焦家、招平3条断裂带及其分支断裂控制明显。谢家沟金矿位于招平断裂带的西侧,与区域上产于招平主干断裂的大尹格庄、夏甸等矿床不同,该矿床产出于主干断裂带的下盘,矿体与次一级的北北东向、北北西向断裂构造关系密切。基于坑道中发现的石英闪长玢岩和花岗闪长岩岩脉切割矿化蚀变现象,对2套岩脉进行U-Pb定年,获得其结晶年龄分别为118.0±1.1 Ma和118.4±0.9 Ma,确定了谢家沟金成矿作用的时间下限,指示区域上金成矿作用在118 Ma基本结束。推测区域成矿与郭家岭岩体形成之后、伟德山岩体形成之前的闪长类岩体关系密切。

胶东西北部罗家花岗岩地球化学特征及成因分析

胶西北地区罗家花岗岩为郭家岭花岗岩的主体部分,与区内金矿化关系密切。研究认为,此花岗岩属于亚碱性系列的钠质花岗岩,分异程度较高,总体具有同熔的I型花岗岩特征。

胶西北高Ba-Sr郭家岭型花岗岩岩浆混合成因：岩石地球化学与Sr-Nd同位素约束

胶东是我国最重要的金矿集区,拥有全国近四分之一的金资源储量,其95%以上赋存在玲珑型和郭家岭型花岗质岩体内。然而,关于花岗岩类的成因,尤其是早白垩世郭家岭型花岗质岩石成因仍存有争议。郭家岭型花岗岩质岩体自西向东包括三山岛岩体、新城岩体、上庄岩体、北截岩体、丛家岩体和郭家岭岩体等。其中,新城岩体是迄今为止在胶东矿集区内发现的唯一赋存超大型金矿床的郭家岭型花岗质岩体,呈北东向岩株状侵入到玲珑型花岗岩体中,主要由石英二长岩和二长花岗岩组成,二者之间呈渐变过渡关系,为同期岩浆活动作用的产物。为了厘定新城岩体的岩石成因,揭示胶西北早白垩世高Ba-Sr郭家岭型花岗岩形成的地球动力学背景,论文对新城岩体进行了详实的野外地质调查,系统采集了二长花岗岩样品,分析了其矿物化学、元素地球化学和Sr-Nd同位素组成。新城二长花岗岩的SiO2含量变化于70.89%~73.35%,相对于传统的I、S、M和A型花岗岩具有高的全碱(K2O+Na2O=7.03%~8.68%)、Sr(>640×10-6)、Ba(>853×10-6)和轻稀土(LREE)含量(>65.43×10-6),低的Al2O3(14.41%~15.54%)、MgO(0.21%~0.62%)、Rb(<103×10-6)、Th(<10.3×10-6)、U(<5.87×10-6)、Nb(<6.14×10-6)、Ta(<0.599×10-6)、Y(<10.3×10-6)和重稀土(HREE)含量(<5.3×10-6),LREE富集、HREE相对亏损(LREE/HREE=15.03~42.05),轻、重稀土元素分馏明显[(La/Yb)N=20.32~198.79],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Ba-Sr花岗岩。二长花岗岩中的斜长石和钾长石斑晶均呈典型的反环带结构,其中斜长石属于更长石,An值介于12.87~22.91,钾长石属于正长石,Or值为81.24~93.69。Sr-Nd同位素分析表明二长花岗岩的初始87Sr/86Sr(Isr)和εNd(t)分别为0.71071~0.71172和-21.3^-17.1,二阶段亏损地幔模式年龄(tDM2)为2310~2648Ma。上述元素地球化学、矿物化学和Sr-Nd同位素数据分析表明,高Ba-Sr新城二长花岗岩是胶北地体基底岩石胶东群变质岩部分熔融形成的酸性岩浆与早先幔源岩浆底侵作用形成的新生镁铁质地壳部分熔融形成的中性岩浆混合作用的结果,古太平洋板块向华北板块俯冲及其伴生的软流圈物质上涌可能是胶西北高Ba-Sr郭家岭型花岗岩形成的机制。

胶东半岛西北部金矿带成矿构造应力场及成矿微量元素分布特征研究

本文重点研究成矿构造应力场控制的成矿期构造活动，以讨论矿带范围内构造应力、应变能的分布规律，分析矿液运移、富集成矿的机制，并探讨构造应力与成矿元素分布之间的关系和构造作用中的地球化学过程。

胶东西北部北截-大河一带造山型金矿矿化富集规律及潜力评价

在充分了解和掌握前人资料和研究成果的基础上,对区内矿化富集规律进行分析和总结,重点对断裂构造控矿规律、工业矿体空间分布规律进行了较系统研究。并进行了成矿潜力评价,为区内金矿床的进一步勘查、评价提出了新设想。

关于胶西北金矿成矿地球化学机制的思考

胶西北地区海域、焦家和大尹格庄金矿床钻孔岩石测量结果显示,这些金成矿系统中存在着矿化剂元素S、常量元素Na2O以及成矿元素Au等多属性地球化学异常,递进地指示了金矿的成矿条件和成矿前景,为深部金矿勘查提供了地球化学依据。在对这些异常体系形成机理深入认知的基础上,提出了胶西北金矿成矿的地球化学机制,概括为矿源、富硫、重组、水火、耦合和向心等六个方面。综合相关40余个试验区研究成果,关于胶西北金矿成矿地球化学机制的认识,在其他地区包括金矿在内的热液成因金属矿床均成立,是矿床地球化学勘查应用理论及方法的进步和发展。

胶西北河东金矿床岩石化学特征与成矿机理分析

河东金矿床位于望儿山断裂中段。河东金矿床岩石化学分析显示,郭家岭型花岗闪长岩和玲珑型花岗岩在钾化蚀变过程中均有K、Na、C等元素的显著带入及Fe、Ca、Mg等元素的显著带出;黄铁绢英岩化蚀变过程中有K、Fe、Mg等元素的明显带入和Na、Ca等元素的显著带出;黏土化蚀变过程有Si、Na等元素的显著带出和Mg、Al等元素的带入;钾化花岗闪长岩和花岗岩中ΣREE和LREE/HREE比值均显著降低。钾化带、黄铁绢英岩化带及黏土化带之间有明显的物质交换。河东金矿床成矿作用和水岩反应可以概括为动态成矿与相应的水岩反应机制,热液对流过程中物理化学条件的动态变化是制约水岩反应和成矿物质活化—迁移—聚集的关键,水的电离反应是蚀变矿化过程的重要环节之一。

胶西北金成矿电化学作用探析

胶西北金矿床的形成与中生代大规模中酸性岩浆侵位及伴随的热液活动有关,在岩体-热液成矿体系中,温差和氧逸度差引发了天然电流,并导致热液成矿过程中关键性水岩反应具有电化学反应性质。金成矿的关键是Au+在还原性条件下生成自然金等金矿物。偏酸性还原条件导致了黄铁绢英岩中黄铁矿与绢英岩紧密共生。发育在中生代花岗岩类围岩中的红色蚀变为钾长石化、钠长石化、赤铁矿化、绿泥石化、金红石化、碳酸盐化组合蚀变,围岩胶东群变质岩中则发育青磐岩化蚀变,这两类蚀变均形成于氧化性和偏碱性条件,具地电场阳极性质,为金成矿的来源区和活化区,并与黄铁绢英岩化蚀变和金矿体构成了一种氧化还原性和酸碱性相反的共轭反应体系,形成了天然电解-电离系统。

胶西北三山岛金矿黄铁绢英岩中绢云母^40Ar/^39Ar年龄及其意义

胶西北三山岛金矿床是胶东巨型金成矿省最大的金矿床之一,为了研究其成矿时代,利用绢云母^40Ar/^39Ar测年法测定了三山岛金矿含矿黄铁绢英岩中绢云母结晶年龄。结果表明,三山岛金矿黄铁绢英岩中绢云母^40Ar/^39Ar坪年龄为(118.35±1.21)Ma,反等时线年龄为(118.56±1.37)Ma,认为三山岛金矿的成矿年龄为(118.35±1.21)Ma。其围岩郭家岭花岗岩锆石U-Pb年龄为(127±2)Ma,与金矿成矿年龄相差9Ma。考虑岩浆在深部侵位的缓慢冷却效应不超过10Ma,认为三山岛金矿成矿事件与其围岩郭家岭花岗岩侵入事件关系密切。早白垩世随着岩石圈减薄、地幔物质上涌,地温梯度不断增高,并进一步产生大量热能,导致下地壳重熔或壳幔同熔产生大规模岩浆侵入活动及成矿流体的形成,从而使得岩石圈地幔不断消耗而减薄。在区域构造作用的影响下,壳幔同熔产生的岩浆侵位结晶形成郭家岭花岗岩。随着岩体的隆升,温度的下降,富含金质的多源成矿流体进入构造裂隙系统,并和围岩发生强烈的蚀变交代,使含矿热液的矿质浓度进一步提高,成矿流体在上升过程中有大气降水的加入,进而加速了金质的沉淀,形成一系列的金矿床。

三山岛金矿床流体包裹体研究

三山岛金矿床位于胶东西北部，属于典型的“焦家式”（破碎带蚀变岩型）金矿床。对矿区内主成矿阶段石英中的流体包裹体进行了岩相学、显微测温、氢氧同位素及单个包裹体成分激光拉曼光谱研究。研究表明，矿石中流体包裹体主要有纯CO2单相包裹体、气液二相包裹体和含CO2三相包裹体3种类型；矿石石英中流体包裹体普遍富含CO2；成矿过程中，流体经历了CO2-NaCl—H2O体系的不混溶作用；成矿流体具有低盐度（3．85％～11．60％）、低密度（0．70～0．96g/cm3）的特点；主成矿温度集中为260～320℃，成矿压力范围为70～110MPa，相应（成矿）深度范围为6．78～8．69km。结合流体包裹体氢氧同位素分析认为，三山岛金矿床成矿流体以地幔流体为主，并有少量的岩浆流体。确定矿床成因类型为为幔源流体参与成矿的中温热液脉型金矿床。

胶西北西岭金矿床地质特征及找矿方向

西岭金矿床位于著名三山岛金矿床的东侧,属于三山岛金矿床向深部延伸的的矿体。西岭金矿床的矿体赋存于破碎蚀变带中,赋矿标高主要为-1 000^-2 000 m,主矿体为Ⅰ号矿体;矿床蚀变带分带明显,沿主断裂的上下盘展布,其形态总体较稳定,属于典型的破碎蚀变岩型金矿床。通过分析矿床成矿规律、控矿构造,结合矿区的地质勘查成果,对矿区成矿远景进行了预测,认为矿区外围北东区域的构造延伸部位是下一步找矿工作的重点。