胶西北大泽山岩体地球化学、锆石U-Pb年代学及Lu-Hf同位素特征

胶东金矿集区是我国最重要的金矿集区,大规模金成矿作用发生于125~110 Ma。本文选择了与成矿作用同期的早白垩世晚期大泽山岩体为研究对象,通过详细的岩相学、岩石地球化学、锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学研究,识别出中粒二长花岗岩和细粒二长花岗岩两种主要的侵入岩类型,它们具有相似的岩相学和岩石地球化学特征,呈现同源岩浆演化特征。定年结果表明,中粒二长花岗岩中锆石U-Pb年龄分别为119.8±0.8 Ma和119.3±0.9 Ma,细粒二长花岗岩中锆石U-Pb年龄分别为109.2±0.7 Ma和109.9±0.7 Ma。岩石地球化学研究表明,二长花岗岩具有高的全碱(K_(2)O+Na_(2)O=8.14%~8.72%),高的Al_(2)O_(3)(12.42%~15.32%),属过铝质高钾钙碱性系列,轻稀土(LREE)富集、重稀土(HREE)相对亏损(LREE/HREE=8.46~18.87),具明显的稀土元素分馏((La/Yb)_(N)=8.52~24.08)和较强的Eu负异常(δEu=0.33~0.58)。大泽山岩体锆石ε_(Hf)(t)值为-26.4~-16.2,亏损地幔二阶段模式年龄(T_(DM2))为2812~2173 Ma,物源主要是古元古代和新太古代陆壳的部分熔融,有少量幔源物质的加入。大泽山岩体成岩期与胶东金矿的主成矿期一致,暗示岩浆活动与金成矿具有统一的地球动力学背景。

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。

胶西北金矿集区成矿作用发生的地质背景

通过矿集区赋存的地质背景 ,包括区域重大地质事件、壳幔结构、深断裂及浅层断裂系的导流性、区域流体活动、地层建造及岩浆侵入事件等研究 ,建立了矿集区形成与演化框架 ,并提出了形成的必备因素。成矿诸因素间彼此关联、耦合为大型矿集区的形成提供了必备而优越的条件。地质演化历史中构造体制转换事件是大规模成矿作用发生的基础 ,其引起的区域壳幔物质交换、岩浆活动等系列事件及耦合作用为区域成矿作用提供了充足成矿物质、良好导流网络、丰富成矿流体、持续成矿能量等必备条件 ,最终导致矿集区的形成。

胶西北仓上、三山岛岩体二长花岗岩地球化学、锆石U-Pb年龄及Lu-Hf同位素研究

三山岛金成矿带位于胶西北金矿集区的西端,是胶东重要的金矿带,赋存有三山岛北部海域、三山岛、西岭、新立、仓上等大型、特大型金矿床,金矿的主要控矿围岩为二长花岗岩。本文通过对仓上金矿区片麻状黑云二长花岗岩、三山岛北侧似斑状黑云二长花岗岩的岩石地球化学、锆石LA-ICP-MS定年和Lu～Hf同位素组成测试和研究,讨论了该类岩石的地球化学类型、形成时代、岩浆源区与成因。岩石地球化学研究表明二长花岗岩具有高的SiO2(70.19%～76.36%)、全碱(Na_2O+K_2O=7.05%～8.19%)、Ba(>1573×10^(-6))、Sr(>738×10^(-6))、(La/Yb)N(>26.44)、Sr/Y(>121)、LILE/HFSE,低的Al_2O3(13.41%～15.61%)、MgO(0.1%～0.84%)、Y(<6.05×10^(-6))、Yb(<0.53×10^(-6))以及相对平坦的HREE,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。锆石LA-ICP-MS定年结果表明仓上、三山岛二长花岗岩年龄分别为131±1Ma和127±2Ma,与郭家岭型花岗岩具有相似的主量元素组成及稀土和微量元素分布模式,表明仓上、三山岛岩体为郭家岭型花岗岩。仓上、三山岛二长花岗岩岩浆锆石εHf(t)值为-25.2～-18.1,对应的Hf二阶段模式年龄TDM 2为2.77～2.33Ga。从岩石学、地球化学和Lu-Hf同位素特征,并结合前人对郭家岭花岗岩成因研究成果,笔者认为仓上、三山岛二长花岗岩是陆壳酸性岩浆与幔源中基性岩浆混合而成。以壳源为主(主要来源于前寒武纪变质基底岩石,以新太古代-古元古代岩石为主),由幔源中基性岩浆混合后经分异作用而成的同熔深成型花岗岩,总体上,形成于较高温度、深度的环境。

胶西北新城金矿成矿流体与矿床成因

新城金矿是胶东招远-莱州成矿带内重要的蚀变岩型金矿。流体包裹体研究表明,新城金矿蚀变岩石和各成矿阶段金矿石中的流体包裹体主要有3种类型：H2O-CO2包裹体、富CO2包裹体和H2O溶液包裹体。早期乳白色石英中主要赋存原生的H2O-CO2包裹体;成矿期黄铁矿石英脉中的富CO2包裹体主要为原生,随机分布,常与同时期的H2O溶液包裹体共生且均一温度接近;在成矿晚期的石英和方解石中主要发育原生H2O溶液包裹体。显微测温结果显示,完全均一温度：成矿早期H2O-CO2包裹体为310~380℃,主成矿期富CO2包裹体为240~315℃,同期的H2O溶液包裹体为209~311℃,成矿晚期H2O溶液包裹体为147~170℃。氢、氧同位素表明新城金矿成矿流体为岩浆水与大气水形成的混合热液,硫同位素进一步揭示了金矿的物质来源为以围岩S或壳源S与幔源S相互作用的结果。区域应力场转变导致的流体减压沸腾作用可能是新城金矿金沉淀成矿的主要因素。

胶西北金矿集区深部成矿构造三维建模与找矿意义

胶西北地区是我国最大的金矿集区,近年来深部资源勘探在胶西北地区取得重大成果。深部勘探显示,胶西北深部金矿体的产出规律与浅部一致,严格受区域走滑断裂控制,因此深部资源的增储极大程度上依赖于对深部成矿构造形态、分布与结构等的认识程度。本文提出深部成矿构造三维建模方法,综合利用地质、地球物理、地球化学勘查等数据,建立浅部建模与深部推断相结合的初始模型,进而,采用多源数据耦合处理的方法,构建胶西北金矿集区三山岛断裂、焦家断裂和招平断裂三条断裂带地下3000 m以浅的深部成矿构造三维模型。基于深部成矿构造三维模型,圈定了研究区深部金矿的12个找矿靶区,对深部找矿具有重要意义。

胶东地区破碎带蚀变岩型金矿时代的测定及其地质意义

通过对胶东半岛西北部超大型破碎带蚀变岩型金矿 -新城金矿的强烈热液交代成因黄铁绢英岩 Rb- Sr等时线法测年 ,获得 116 .6± 5 .3Ma成矿年龄。结合本区焦家、仓上等大型 -超大型金矿蚀变矿物、石英流体包裹体的 Rb- Sr等时线年龄、K- Ar年龄 (10 5± 7Ma;10 6± 2 Ma;113.5± 0 .6 Ma)等前人成果 ,确定胶东半岛西北部破碎带蚀变岩型金矿成矿时代主要集中在 10 0～ 117Ma。与围岩花岗岩、花岗闪长岩的成岩年龄 (16 0～ 15 0 Ma;130～ 12 6 Ma)存在着近 10 Ma的时差 ,并根据(87Sr/ 86 Sr) i比值以及已有的 C、H、O稳定同位素资料表明 ,即使成矿物质部分来源于围岩花岗岩类 ,但成矿作用与岩浆活动无明显的成因关系 ,而是深部循环的大气降水或幔源 C- H -

胶东西北部黄埠岭金矿床两期次叠加成矿

黄埠岭金矿床位于胶东西北部招莱金矿带,产于北东向黄埠岭—凤凰山断裂的上盘,由18条大小不一的金矿脉组成。研究表明,北东向断裂控制早期中深成金矿成矿,北北东向断裂控制晚期浅成金矿成矿。早晚两期金矿化不同,早期中深成金矿以石英、黄铁矿、辉钼矿、银金矿、自然金、黄铜矿、闪锌矿和方铅矿等组合为特征,晚期浅成金矿以石英、方解石、银金矿、自然银、硫盐矿物和胶黄铁矿等组合为特征。早晚两期成矿叠加部位构成矿区内富矿段。

胶西北金矿集区地球化学多重分形模型与异常识别

能谱密度-面积多重分形模型能够有效分解复杂地球化学异常模式,处理地球化学数据中的复杂非线性关系。这里采用能谱密度-面积多重分形模型,开展胶西北金矿集区地球化学异常识别和资源潜力评价研究。在对原始地球化学数据进行对数比变换的基础上,通过因子分析提取反应成矿过程的主要元素组合,将得到的元素组合图,采用能谱密度-面积多重分形模型进行地球化学异常与背景的分解,最后将得到的地球化学异常与研究区已知矿床(矿点)、控矿断裂、构造-蚀变体进行综合分析。结果表明,地球化学异常空间分布受到研究区矿床(矿点)、控矿构造、构造-蚀变体空间展布的共同作用。依据异常提取结果,在招平断裂带中段、北段以及焦家断裂带的北东延展方向圈定了四个成矿潜力区。

胶西北秦姑庵花岗岩体岩石成因及对金成矿的启示:元素地球化学、锆石U-Pb年代学及Lu-Hf同位素制约

本文通过对分布于胶西北地区南部的秦姑庵花岗岩体开展详细的岩石学、岩石地球化学、锆石U-Pb年代学和锆石Lu-Hf同位素地球化学研究,识别出粗中粒二长花岗岩、斑状中粒二长花岗岩和细粒黑云母二长花岗岩,它们具有相同的地球化学特征和同位素组成,呈连续演化关系,为同源岩浆活动的产物。岩石地球化学研究表明,花岗岩具有高的SiO_(2)(68.73%~75.27%)、全碱(K_(2)O+Na_(2)O=8.39%~8.93%),低的Al_(2)O_(3)(13.38%~15.84%)、MgO(0.14%~0.98%)、P_(2)O_(5)(0.02%~0.13%)、Sr(118×10^(-6)~520×10^(-6))、Y(7.03×10^(-6)~12.30×10^(-6))、Yb(0.78×10^(-6)~1.34×10^(-6))含量特征,轻稀土(LREE)富集、重稀土(HREE)相对亏损(LREE/HREE=18.39~26.72),轻、重稀土元素分馏明显[(La/Yb)_(N)=17.13~42.58],Eu中等负异常(δEu=0.49~0.76),富集大离子亲石元素(LILE),亏损高场强元素(HFSE)。锆石SHRIMP定年结果表明,斑状中粒二长花岗岩形成于(119.9±1.3)Ma,秦姑庵岩体形成于早白垩世晚期,时代上与胶东地区伟德山型花岗岩一致。锆石原位Lu-Hf同位素分析表明,εHf(t)为-24.07~-19.27,二阶段模式年龄T_(DM2)为2398~2696 Ma,岩浆源区主要来源于古元古代物质的部分熔融,少部分为新太古代基底岩石。岩体形成于加厚下地壳的下部,其残留相可能由斜长石+辉石+角闪石+石榴石组成,相当于麻粒岩相或石榴石麻粒岩相。花岗岩的同位素年龄与胶西北金矿床的成矿时代一致,指示120Ma左右的岩浆活动为金成矿提供了流体和热动力条件。

胶东黄埠岭金矿床控矿构造研究

黄埠岭金矿床位于胶东西北部的招莱金矿带,产于黄埠岭—凤凰山北东向断裂构造上盘,区内16条不同级别的北东向断裂组合控制了金矿脉的产出。研究表明主断裂构造的控矿意义优于次级断裂构造,金矿体主要产于断裂构造交汇处和金矿脉产状变化处。

胶西北招贤金矿床深部找矿及研究新进展

招贤金矿是焦家成矿带近年深部找矿重大突破之一,目前是焦家金成矿带勘查深度最深的矿区。2020年以来,山东省地质调查院在前人工作的基础上,继续开展深部找矿工作,在-2000m以深探获厚大金矿体,其中主矿体厚度19.50~43.14m,平均品位3.95~4.91g/t,最高品位93.5g/t,矿区新增金资源量153t,达到特大型金矿床规模。目前的勘查工作显示Ⅰ-2号主矿体在倾向上延伸稳定,-2360m以深矿体仍未闭合,表明焦家金成矿带在-2000m~-3000m深度仍具有极好的找矿潜力。

胶西北水旺庄金矿床3000m深度找矿预测

水旺庄金矿床位于胶西北招平断裂带北段玲珑金矿田东南缘,累计探明金资源量逾180 t,已控制矿体最大垂深2200 m。目前,胶西北主要金矿田深部找矿的深度均已达2000 m,正确认识3000 m深度的找矿前景,既是该区域进一步开展深部找矿的现实需要,也对全国深部找矿具有重要的示范意义。通过对矿床地质特征、矿化富集规律、深部地球物理探测等研究,预测了水旺庄金矿床的深部找矿前景,并进行了深部钻探验证。同时,对区内深部金资源潜力进行了讨论。研究表明,水旺庄金矿床主要矿体严格受控于NNE—NE走向招平断裂带,具有NE向侧伏和SE向倾伏的特征,沿侧伏和倾伏方向金矿化具有分段富集的规律,预测在5号勘探线以东、-2200 m标高以深会出现新的矿化富集区。大地电磁测深剖面显示,招平断裂带向深部延伸稳定,沿倾向具有波状起伏的特征,于-2500~-3000 m标高范围倾角明显变缓,由27°变为18°,指示该区域具有良好的深部找矿前景。根据预测结果,实施了3000.58 m钻孔进行验证,于2831.15~2832.65 m深度探获厚1.50 m、品位达6.85 g/t的金矿体。进一步分析认为,招平断裂带北段深部找矿潜力巨大,初步预测在-2000~-3000 m深度存在第三矿化富集带,预测金资源量可能超400 t。

胶西北金矿构造控矿规律定量分析

胶西北地区是我国最大的金矿矿集区,深入研究其构造控矿特征对于揭示成矿规律具有重要意义。在总结前人对胶西北地区相关研究的基础上,构建胶西北矿集区三山岛断裂、焦家断裂和招平断裂的三维模型并进行定量空间分析,得到了与构造控矿模型相对应的控矿因素指标。在数据驱动视角下,从空间数据出发,分析控矿因素指标与矿化指标间的关联,挖掘数据背后所体现的定量化证据,揭示了胶西北矿集区断裂距离场及断裂形态特征的控矿规律。

面向构造分析的赤平投影的计算机实现与应用

地壳中的矿产分布受一定的地质构造控制,正确认识区域构造与矿床构造特征,有助于对矿产资源进行科学预测与评价。在地质构造分析中,赤平投影是经常使用的分析方法,能定量计算节理的优势方位,直观、形象地展示节理的几何形态。运用构造分析理论,系统介绍通过吴氏网绘制节理赤平投影弧、通过施氏网计算节理优势方位的方法。使用C++语言实现了绘制赤平投影的程序,运用该程序处理胶西北多个金矿床的地质体产状数据,计算得到的优势方位走向符合实际区域地质构造。与Dips软件的处理结果进行比较,优势方位的误差在±2°以内,符合实际精度需求,验证了程序的正确性和实用性。