-宣揚地學(xué)成果，傳播勘查技術(shù)方法-
點擊上方“覆蓋區(qū)找礦”，關(guān)注更精彩！膠東型金礦熱隆-伸展成礦系統(tǒng)
宋明春1,2，宋英昕3，李杰1，劉洪波4，李健5，董磊磊6，賀春艷4，王潤生4
1 河北省戰(zhàn)略性關(guān)鍵礦產(chǎn)資源重點實驗室，河北地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院
2 自然資源部深部金礦勘查開采技術(shù)創(chuàng)新中心，山東省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第六地質(zhì)大隊
3 自然資源部金礦成礦過程與資源利用重點實驗室，山東省金屬礦產(chǎn)成礦地質(zhì)過程與資源利用重點實驗室，山東省地質(zhì)科學(xué)研究院
4 山東省物化探勘查院
5 山東理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院
6 北京科技大學(xué)土木與資源工程學(xué)院
第一作者：宋明春，博士，教授，主要從事礦產(chǎn)勘查、區(qū)域地質(zhì)調(diào)查和相關(guān)研究在一定的地質(zhì)時空中，具有成礦功能的地質(zhì)作用過程及地質(zhì)構(gòu)造體系可定義為成礦系統(tǒng)，包括控制礦床形成、變化、保存的全部地質(zhì)要素和成礦作用過程，以及所形成的礦床系列。
膠東以晚中生代金礦聞名，規(guī)模世界第三。此外，還有少量銅、鉛鋅、鉬(鎢)等礦床。膠東大規(guī)模金成礦屬于怎樣的一個成礦系統(tǒng)？業(yè)內(nèi)學(xué)者高度關(guān)注！膠東是中國最大的金礦集區(qū)，已累計探明金資源量5000余噸，占全國總資源量的近1/3，并且己有研究者提岀膠東金資源量將會超過10000噸（宋明春等，2021年）。膠東地區(qū)金資源來源自哪里？怎樣形成的？礦床形成后又怎樣在慢長的地質(zhì)構(gòu)造運動中被保存下來？這是一個重大科學(xué)問題，開展膠東金礦成礦系統(tǒng)研究有利于金礦勘查選區(qū)和找礦突破。以往研究已有豐富成果。本文為了深化認識控制礦床形成、變化和保存的地質(zhì)要素及成礦過程，綜合分析了膠東半島晚中生代巖漿作用、構(gòu)造活動和成礦特征及其構(gòu)造背景，提出該區(qū)深部巖漿活動與地殼快速隆升及淺部變質(zhì)核雜巖、張性斷層、斷陷盆地等伸展構(gòu)造，共同控制了以Au為主的礦床成礦系列及成礦演化過程，謂之熱隆-伸展成礦系統(tǒng)。研究認為，這一成礦系統(tǒng)形成于古太平洋板塊俯沖后撤的后俯沖伸展環(huán)境，由于軟流圈上涌導(dǎo)致巖石圈地幔性質(zhì)由富集向虧損轉(zhuǎn)化，從而引起巖漿巖地球化學(xué)特征變化，地球化學(xué)元素重新調(diào)整，幔源含金流體與由重熔下地殼析出的殼源含金流體混合形成富金流體庫，并產(chǎn)生貧金花崗巖。大規(guī)模巖漿活動為成礦元素的活化、遷移提供了熱動力條件，上地殼伸展產(chǎn)生的斷裂構(gòu)造則為成礦元素聚集提供了良好空間。定量研究及綜合分析認為，膠東金及有色金屬礦成礦時，是構(gòu)造巖漿活動最強烈的時期，其后沒有發(fā)生大規(guī)模的構(gòu)造運動，區(qū)域地殼的剝蝕總厚度有限，礦床僅遭受了微弱的剝蝕，礦床得到較好保存。熱隆-伸展成礦系統(tǒng)是中國東部晚中生代重要的成礦系統(tǒng)，本文研究成果還可以供其它地區(qū)金礦勘查參考、借鑒。2.2 巖漿巖地球化學(xué)性質(zhì)轉(zhuǎn)化和構(gòu)造環(huán)境變化晚中生代華北克拉通發(fā)生強烈破壞和巨量巖石圈減薄，表現(xiàn)為廣泛的構(gòu)造運動、巖漿活動和爆發(fā)性成礦作用。大量發(fā)育的變質(zhì)核雜巖、同構(gòu)造巖漿巖、拆離斷層和地塹-半地塹盆地等被認為是區(qū)域伸展構(gòu)造的表現(xiàn)(林偉等，2019)。巖石圈在拉伸作用下，地幔隆起、地殼上拱減薄、地殼淺部發(fā)生伸展滑脫，深部地質(zhì)體被拉伸至淺表部而形成的系列構(gòu)造組合被稱為熱隆構(gòu)造，如燕山晚期華南大陸持續(xù)的伸展作用，造成沿基底與蓋層的界面拆離滑脫，同時產(chǎn)生大規(guī)模深成巖漿活動、火山噴發(fā)，及有關(guān)的熱液成礦，形成了以閩西北為中心的“華南熱隆”構(gòu)造(宋傳中等，2019)。許志琴和崔軍文(1996)在研究松藩-甘孜山鏈、大別山及遼南地區(qū)時，發(fā)現(xiàn)大量地殼重熔及S型花崗巖的侵位，使冷地殼轉(zhuǎn)變?yōu)闊岬貧ぃ?/span>出現(xiàn)以上升的深熔花崗巖為中心或者古老變質(zhì)雜巖重熔上隆形成的“熱隆”構(gòu)造，將這種在垂直主應(yīng)力作用下導(dǎo)致的上部地殼伸展減薄稱為熱隆-伸展構(gòu)造，并將其分為淺層次熱隆-伸展構(gòu)造及深層次熱隆-伸展構(gòu)造。許多變質(zhì)核雜巖的形成與地殼內(nèi)熱點及巖漿活動有密切的聯(lián)系，大量的熱導(dǎo)致基底活化、熱隆上拱和基底巖石的側(cè)向動力變質(zhì)擴展，被稱為變質(zhì)核雜巖的熱隆-伸展模式(Zheng et al.，1988)。變質(zhì)核雜巖和巖漿穹窿，一般是多期巖漿活動的中心，巖漿熱液活動、伸展隆起和構(gòu)造剝蝕形成了高地?zé)崽荻群透邿崃鳝h(huán)境，為成礦元素的活化、萃取、遷移、富集提供了良好條件。加強對變質(zhì)核雜巖及伸展構(gòu)造或熱隆-伸展構(gòu)造控礦的研究不但具有重要的地學(xué)理論意義，而且具有明確的找礦指導(dǎo)作用。膠東半島是我國乃至全球重要的金成礦區(qū)。對膠東金礦的成因一直處于不斷研究和發(fā)展過程中，研究者陸續(xù)提出了綠巖帶型、巖漿熱液型和造山型等成因認識。21世紀以來，越來越多的研究者認為膠東金礦不同于經(jīng)典的造山帶成礦作用，也與國際上已知的其他金礦類型有明顯差異(翟明國等，2004；Groves and Santosh，2016)，并分別稱之為膠東型金礦(翟明國等，2004；楊立強等，2014；Li et al.，2015；宋明春等，2015a；Deng and Wang，2016)和克拉通破壞型金礦(Zhu et al.，2015)。本文綜合研究認為，膠東半島晚中生代深部的巖漿活動、地殼快速隆升，與淺部的變質(zhì)核雜巖、張性斷層、斷陷盆地等伸展構(gòu)造響應(yīng)，控制了以金為主的礦床形成和保存的全部地質(zhì)要素和成礦作用過程，以及所形成的礦床系列和異常系列構(gòu)成的整體，是一個具有成礦功能的自然體系(翟裕生等，1999)，稱之為熱隆-伸展成礦系統(tǒng)。以往對膠東金礦的成因研究雖然取得了重要進展，并實現(xiàn)了重大找礦突破，但對金與有色金屬成礦的關(guān)系、早前寒武紀變質(zhì)基底及中生代巖漿活動對金成礦的貢獻、殼幔相互作用及成礦的動力學(xué)過程等仍未理清。本文系統(tǒng)歸納了膠東半島晚中生代巖漿熱隆作用、伸展構(gòu)造、礦床成礦系列及成礦作用，闡明了成礦物質(zhì)和流體來源，提出了膠東型金礦熱隆-伸展成礦系統(tǒng)演化過程和模式，討論了成礦系統(tǒng)的深部控制機制。期望為我國的熱隆-伸展構(gòu)造區(qū)找礦提供有益啟示。膠東半島由華北克拉通東南緣的膠北地體、大別-蘇魯造山帶東段的威海地體和疊覆于二者之上的膠萊盆地3個構(gòu)造單元組成。地質(zhì)單元主要由老、新二部分組成，老地質(zhì)單元為前寒武紀變質(zhì)侵入巖和變質(zhì)地層，新地質(zhì)單元主要為中生代花崗巖類、陸相火山-沉積地層和少量新生代陸相沉積地層及火山巖(圖1)。圖1 膠東區(qū)域地質(zhì)和晚中生代金及有色金屬礦床分布圖(據(jù)宋明春等，2015b)
SSF-三山島斷裂；JJF-焦家斷裂；ZPF-招平斷裂；TCF-桃村斷裂；GCF-郭城斷裂；ZWF-朱吳斷裂；HYF-海陽斷裂；JNF-金牛山斷裂；MSF-米山斷裂；JXBMD-膠西北成礦小區(qū)；QPFMD-棲蓬福成礦小區(qū)；MRMD-牟乳成礦小區(qū)
膠北地體的變質(zhì)基底巖系主要為中-新太古代花崗-綠巖帶和元古宙變質(zhì)地層；前者主要包括中-新太古代唐家莊巖群、膠東巖群、十八盤片麻巖套、棲霞片麻巖套、譚格莊片麻巖套和基性-超基性侵入巖，花崗質(zhì)片麻巖套是膠北地體的主要組成物質(zhì)，由英云閃長質(zhì)、奧長花崗質(zhì)和花崗閃長質(zhì)(TTG)片麻巖組成；后者主要包括古元古代荊山群和粉子山群，有少量中元古代芝罘群和新元古代蓬萊群。威海地體主要由新元古代花崗質(zhì)片麻巖組成，零星分布少量古元古代變質(zhì)地層和中元古代基性-超基性侵入巖。新元古代花崗質(zhì)片麻巖以榮成片麻巖套為主，少量鐵山片麻巖套，主要為二長花崗質(zhì)片麻巖。這些地質(zhì)體普遍遭受了三疊紀超高壓變質(zhì)作用，以榴輝巖的廣泛發(fā)育為標志。膠東半島中生代巖漿活動強烈，包括花崗巖類侵入巖、中基性-酸性脈巖和火山巖。花崗巖類侵入于膠北地體和威海地體的變質(zhì)基底中，除在威海的石島一帶有少量晚三疊世鉀質(zhì)花崗巖外，主要侵入巖包括侏羅紀花崗巖類(玲瓏型花崗巖、文登型花崗巖和垛崮山型花崗閃長巖)和早白堊世花崗類(郭家?guī)X型花崗閃長巖、柳林莊型閃長巖、偉德山型花崗巖、嶗山型花崗巖和雨山型花崗斑巖)。中基性-酸性脈巖主要有煌斑巖脈、閃長玢巖脈、二長巖脈和花崗斑巖脈等，脈巖形成于侏羅-白堊紀，且以早白堊世脈巖為主。膠萊盆地由白堊紀陸相火山-沉積巖系組成，下部為早白堊世萊陽群山麓洪積相、河流相、湖泊相砂巖、泥巖和礫巖等碎屑巖沉積；中部以早白堊世青山群中基性-酸性火山巖建造為主，夾有少量沉積巖；頂部為晚白堊世王氏群河湖相紅色砂巖、泥巖和礫巖等碎屑巖系。膠東半島的斷裂構(gòu)造以NE-NNE走向為主，其次為近EW-NEE走向。金礦床主要受NE-NNE向斷裂控制，牟平-即墨斷裂帶切割了膠北地體與威海地體的結(jié)合帶。膠東半島已探明金資源儲量近6000余噸，探明中型以上金礦床100余處，金礦床集中分布于膠西北(萊州-招遠，JXBMD)、棲蓬福(棲霞-蓬萊-福山，QPFMD)和牟乳(牟平-乳山，MRMD)3個成礦小區(qū)。近年來的深部找礦新探明萊州三山島北部海域、萊州三山島西嶺-新立、萊州紗嶺和招遠水旺莊等4個金資源量各超過200t的超大型金礦床，形成了以三山島、焦家和玲瓏為代表的3個千噸級金礦田(宋明春等，2022a)。研究發(fā)現(xiàn)，三山島和焦家地區(qū)的以往被認為獨立分布的多個淺部金礦床向深部連為一體，二者累計探明資源儲量均超過1000t，是我國僅有的2個千噸級超巨型金礦床(宋明春等，2019)。膠東半島晚中生代發(fā)生了大規(guī)模巖漿活動，巖漿巖出露總面積占膠東陸域面積的1/3以上，巖漿巖類型包括侵入巖、脈巖和火山巖。侵入巖以酸性的花崗巖類為主，少量中性的閃長巖。近十幾年，研究者對晚中生代侵入巖進行了大量高精度同位素年齡測試(圖2)，LA-ICP-MS、SIMS和SHRIMP鋯石U-Pb年齡測試結(jié)果如：玲瓏型花崗巖為163～149Ma (Yang et al.，2012；王斌等，2021)，郭家?guī)X型花崗閃長巖為133～125Ma (Yang et al.，2012；Jiang et al.，2016；Feng et al.，2020a；王斌等，2021)，柳林莊型閃長巖為122～118Ma(宋明春等，2020)，偉德山型花崗巖為125～111Ma (Goss et al.，2010；Tang et al.，2014；Song et al.，2020；王斌等，2021)，嶗山型花崗巖為125～109Ma (Goss et al.，2010；Yan et al.，2019；王斌等，2021)。采用這些數(shù)據(jù)制作同位素年齡相對分布頻數(shù)圖(圖2)，圖中出現(xiàn)3個年齡峰值，三者分別指示了玲瓏型花崗巖、郭家?guī)X型花崗閃長巖和偉德山型+嶗山型花崗巖的形成時代。圖2 膠東晚中生代巖漿活動年齡圖譜
年齡數(shù)據(jù)參考文獻同正文
膠東半島廣泛分布基性、中性和酸性脈巖，在金礦床中常見煌斑巖、閃長玢巖等中基性脈巖。巖脈寬一般數(shù)米至數(shù)百米，長百余米至數(shù)千米，走向NE 至NS。脈巖多與晚中生代侵入巖相伴產(chǎn)出，分布于侵入巖內(nèi)及附近圍巖中。根據(jù)脈巖的空間分布，將其劃分為玲瓏-招風(fēng)頂、巨山-龍門口和嶗山-大珠山三大脈巖帶。前者主要分布于膠北地體的玲瓏巖體中；中者在膠東半島廣泛分布，主要分布于偉德山型花崗巖和郭家?guī)X型花崗閃長巖中及附近區(qū)域；后者主要分布于蘇魯超高壓變質(zhì)帶與膠萊盆地接合部位附近，與嶗山型花崗巖相伴分布。對脈巖進行同位素年齡測試，獲得LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡為130～108Ma，SHRIMP鋯石U-Pb年齡為124.9～112.2±0.7Ma，SIMS 鋯石U-Pb年齡為120～117.7Ma，大部分年齡介于125.6～112.2Ma (Ma et al.，2014a；Li et al.，2016；Long et al.，2017；Feng et al.，2020a；Liu et al.，2020；王斌等，2021)。膠東半島含火山巖的地層有早白堊世萊陽群、青山群和晚白堊世王氏群，其中青山群主要由火山巖系組成，萊陽群和王氏群中火山巖呈夾層出現(xiàn)。萊陽群中火山巖的同位素年齡為129.7±1.7Ma、129.4±2.3Ma和131±2Ma(張岳橋等，2008)，青山群火山巖的同位素年齡為123.6±0.8～98.0±1.0Ma (Ling et al.，2007；張岳橋等，2008；Liu et al.，2009a)，王氏群玄武巖的同位素年齡為73.2±0.3Ma (Yan et al.，2003)。2.2 巖漿巖地球化學(xué)性質(zhì)轉(zhuǎn)化和構(gòu)造環(huán)境變化從侏羅-白堊紀，膠東地區(qū)花崗巖類地球化學(xué)特征發(fā)生顯著變化(Song et al.，2020；王斌等，2021)，巖石化學(xué)成分從高鉀鈣堿性巖系列變?yōu)殚蠙彀泊謳r系列(圖3a)，由過鋁質(zhì)變?yōu)槠X質(zhì)。微量元素組成從高Ba、Sr變?yōu)榈虰a、Sr(圖3b)，從高Sr低Y演化為低Sr高Y(圖3c)。在Sr/Y-Y圖解中(圖3c)，玲瓏型花崗巖和郭家?guī)X型花崗閃長巖主要投點于埃達克巖區(qū)，而偉德山型和嶗山型花崗巖投點于埃達克巖與典型島弧巖石重疊區(qū)域，脈巖類主要投點于典型島弧巖石區(qū)，巖漿巖活動背景由埃達克型向島弧型演化。稀土元素由正Eu異常轉(zhuǎn)化為負Eu異常(圖3d)。晚侏羅世玲瓏型花崗巖為殼源重熔的S型花崗巖類；而早白堊世花崗巖類為I型和A型，并且普遍發(fā)育火成微粒閃長質(zhì)包體，具有明顯的殼、幔巖漿混合作用特點(Song et al.，2020；王斌等，2021)。晚中生代巖漿巖的構(gòu)造環(huán)境和源區(qū)性質(zhì)也發(fā)生了明顯的變化：在R1-R2圖解中(圖4a)，玲瓏型花崗巖主要投點于同碰撞期區(qū)域，郭家?guī)X型花崗閃長巖主要投點于板塊碰撞后的抬升區(qū)域，偉德山型花崗巖主要投點于造山晚期的區(qū)域，嶗山型花崗巖的投點則主要沿非造山的邊界線分布，指示巖漿活動的構(gòu)造環(huán)境經(jīng)歷了從擠壓向伸展的轉(zhuǎn)化；花崗巖類由埃達克型向島弧型演化的特征，則指示了下地殼由加厚向減薄轉(zhuǎn)化；在Rb-(Yb+Ta)圖解中(圖4b)，各類花崗巖均主要投點于火山弧花崗巖區(qū)域，在Th-Ta圖解中均投點于活動大陸邊緣區(qū)(圖4c)，指示巖漿活動發(fā)生于陸緣火山弧環(huán)境；中新生代巖漿巖的εNd(t)特征顯示(圖4d)，晚三疊世-早白堊世巖漿巖具有富集地幔來源特征，而晚白堊世以來則轉(zhuǎn)化為虧損地幔源區(qū)。圖3 膠東晚中生代巖漿巖地球化學(xué)成分演化圖解
數(shù)據(jù)來源：(a)據(jù)宋明春等，2009，2015a，2018；Yang et al.，2012；(b)據(jù)Goss et al.，2010；Yang et al.，2012；Li et al.，2023；(c)據(jù)Goss et al.，2010；Yang et al.，2012；Ma et al.，2014a，b；(d)據(jù)王來明等，2023
圖4 巖漿巖構(gòu)造環(huán)境判別圖解
數(shù)據(jù)來源：(a)據(jù)宋明春等，2009；(b、c)據(jù)王斌等，2021；王來明等，2023；(d)據(jù)Yang et al.，2021；王來明等，2023
中基性脈巖是指示成巖構(gòu)造環(huán)境和地幔性質(zhì)的重要標志。在膠東郭城、大尹格莊和玲瓏金礦區(qū)中產(chǎn)出的基性脈巖，具有大陸弧鈣堿性玄武巖地球化學(xué)特征(孫景貴等，2000；譚俊等，2006)，指示巖漿活動發(fā)生于陸弧構(gòu)造環(huán)境(圖5a)。脈巖的地球化學(xué)特征具有來源于富集地幔巖漿源區(qū)的特點，并可能受到了洋殼板塊俯沖的改造(Ma et al.，2014a；Liang et al.，2020)。在焦家金礦床中，發(fā)現(xiàn)了低Ti(TiO2 <1.1%，Ti/Y<270)和高Ti(TiO2>2%，Ti/Y>370)二種煌斑巖，低Ti煌斑巖具有俯沖作用地球化學(xué)特征，源于交代改造的古老富集巖石圈地幔的部分熔融；高Ti煌斑巖具有洋島玄武巖地球化學(xué)特征，可能源于對流巖石圈地幔的部分熔融。低Ti和高Ti煌斑巖的同位素年齡均在121Ma左右，指示由巖石圈源區(qū)快速轉(zhuǎn)變?yōu)檐浟魅υ磪^(qū)(Ma et al.，2014a)。在三山島金礦床中，成礦前基性脈巖顯示了島弧地球化學(xué)特征，指示巖漿源區(qū)為交代地幔；成礦期的基性脈巖具有了洋島玄武巖地球化學(xué)特征(Deng et al.，2019)。在εNd(t)-(87Sr/86Sr)i圖解中，膠東半島的二種基性脈巖分別投點于巖石圈地幔源區(qū)和軟流圈地幔源區(qū)(圖5b)。圖5 膠東半島脈巖的Ce/P2O5-Zr/TiO2判別圖解(a)和εNd(t)-(87Sr/86Sr)i圖解(b)
數(shù)據(jù)來源：(a)據(jù)孫景貴等，2000；譚俊等，2006；(b)據(jù)Li et al.，2016；Liu et al.，2009b，2020；Ma et al.，2014b；Cai et al.，2015；Deng et al.，2017
膠東和魯西中生代盆地中的早白堊世玄武巖具有島弧玄武巖的地球化學(xué)特征，而晚白堊世玄武巖具有洋島玄武巖的地球化學(xué)特征。與上述基性脈巖的形成環(huán)境演化具有相似性，反映了不同的與俯沖有關(guān)的殼幔相互作用，早白堊世島弧型玄武巖導(dǎo)源于橄欖巖地幔楔與來自于三疊紀大陸碰撞事件中俯沖大陸地殼的酸性熔漿的交代作用形成的富集地幔源區(qū)，晚白堊世洋島型玄武巖導(dǎo)源于橄欖巖地幔楔與來自于古太平洋俯沖洋殼酸性熔漿交代作用形成的虧損地幔源區(qū)(Dai et al.，2019)。青山群火山巖總體為高鉀鈣堿系列，堿度率較低(315件樣品的AR值為1.99～4.36，平均為2.45)(宋明春等，2009)，具有活動大陸邊緣型火山巖地球化學(xué)特征。根據(jù)火山巖全巖與單斜輝石單礦物具有一致的Sr、Nd、Pb同位素組成，指示其可能起源于俯沖陸殼在地幔源區(qū)發(fā)生混染和交代作用所形成的富集地幔的部分熔融體(邱檢生等，2005)。王氏群玄武巖屬高鈦堿性玄武巖系列，顯示了大陸板內(nèi)玄武巖特征，其87Sr/86Sr值為0.7035～0.7038、εNd(t)=+7.08～+7.55，反映了巖漿來源于虧損的地幔源區(qū)，是由軟流圈和新生巖石圈地幔分別部分熔融產(chǎn)生的熔體混合而成(閆峻等，2005)。總體分析，白堊紀巖漿巖地球化學(xué)特征指示其具有大陸拉張環(huán)境巖漿巖特點，由晚侏羅世和早白堊世至晚白堊世，巖石圈地幔性質(zhì)由富集巖石圈地幔轉(zhuǎn)變成虧損巖石圈地幔。膠東半島的晚中生代侵入巖中發(fā)育較多的鋯石和磷灰石等副礦物，由于磷灰石U-Th-Pb同位素封閉溫度比鋯石相對低，對二者進行同位素定年可分別提供巖漿活動相對低溫階段和相對高溫階段的年齡信息，從而計算其在某一年齡段的降溫速率，分析巖漿隆升的相對快慢。玲瓏型花崗巖樣品的鋯石和磷灰石U-Pb年齡分別為157.9Ma和136.1Ma，計算的降溫速率為11.9℃/Myr；郭家?guī)X型花崗閃長巖樣品的鋯石和磷灰石U-Pb年齡分別為132.9Ma和125.9Ma，平均降溫速率為35.8 ℃/ Myr；偉德山型花崗巖樣品的鋯石和磷灰石U-Pb年齡分別為121.3Ma和111.7Ma，平均降溫速率為29.2℃/Myr；柳林莊型閃長巖樣品的鋯石和磷灰石U-Pb年齡分別為120.1Ma和117.6Ma，平均降溫速率為156.5℃/Myr (宋明春等，2023)。可見，157.9～136.1Ma間降溫速率較慢，132.9～111.7Ma降溫速率明顯加快，達前一階段的2倍以上。這說明，玲瓏型花崗巖形成和冷卻時期處于較緩慢的隆升過程，而郭家?guī)X型、偉德山型花崗巖形成和冷卻時發(fā)生了快速的隆升作用，尤其是柳林莊型閃長巖是在強烈的隆升過程中定位的(圖6)。圖6 膠東晚中生代花崗巖類冷卻路徑
數(shù)據(jù)來源：鋯石和磷灰石LA-ICPMS U-Pb年齡據(jù)宋明春等，2023；角閃石、白云母和黑云母Ar-Ar年齡據(jù)Charles et al.，2013
Charles et al.(2013)通過對花崗巖中角閃石、黑云母、白云母的Ar-Ar同位素年齡測試，結(jié)合鋯石U-Pb同位素年齡值估算，玲瓏變質(zhì)核雜巖從約160～150Ma花崗巖侵位，到約128Ma拆離斷層脆性變形，延續(xù)時間超過25Myr，經(jīng)歷了較緩慢的降溫過程(約18°C/Myr)；郭家?guī)X型花崗閃長巖從130～126Ma就位，到大約124Ma冷卻至～350°C以下，冷卻速率為100°C/Myr量級；形成于122～118Ma的偉德山型花崗巖，極快地冷卻，于118Ma降溫至約350±50°C。與前述根據(jù)鋯石和磷灰石年齡數(shù)據(jù)指示了一致的侏羅紀花崗巖較慢速冷卻而早白堊世花崗巖快速冷卻過程。前人對膠東晚中生代花崗巖體的侵位深度和剝蝕程度進行了研究。采用綠簾石壓力計，估算侏羅紀垛崮頂和昆崳山花崗巖體的固結(jié)壓力為0.3～0.4GPa，得出巖體侵位深度為10～15km(張華鋒等，2006a)；采用角閃石全鋁壓力計，計算早白堊世郭家?guī)X巖體的侵位深度為13.0±1.6km(豆敬兆等，2015)，計算早白堊世艾山、海陽、牙山、三佛山、偉德山等巖體的侵位深度小于3.5km(張華鋒等，2006a)。野外觀察發(fā)現(xiàn)，偉德山型花崗巖的艾山巖體侵入玲瓏型花崗巖和郭家?guī)X型花崗閃長巖，三佛山巖體侵入玲瓏型花崗巖。綜合說明，原始侵位深度大于10km的玲瓏型花崗巖和郭家?guī)X型花崗閃長巖，在偉德山型花崗巖侵位時，已抬升至約3.5km的較淺部。玲瓏型花崗巖在140～110Ma 的30Myr間，隆升幅度約7km；郭家?guī)X巖體在約10Myr內(nèi)，隆升量達10km左右(豆敬兆等，2015)。而110Ma前至今地殼隆升量最大4km。可見，膠東半島在侏羅-白堊紀大規(guī)模巖漿活動的同時，發(fā)生了強烈的地殼隆升事件。膠東半島晚中生代變質(zhì)核雜巖、拆離斷層、張性斷層、斷陷盆地、巖漿作用等非常發(fā)育，指示了強烈的伸展構(gòu)造環(huán)境，構(gòu)成了伸展構(gòu)造系統(tǒng)(林偉等，2013；宋明春等，2018)，有研究者稱之為膠東寬裂谷(Charles et al.，2013)。膠東半島的變質(zhì)核雜巖主要有玲瓏、鵲山和五蓮3處，它們的核部主體均由晚中生代花崗巖類組成，外圍以拆離斷層為界被早前寒武紀變質(zhì)巖系或中生代地層環(huán)繞。賦存大量金礦床的玲瓏變質(zhì)核雜巖倍受研究者關(guān)注，該變質(zhì)核雜巖的核部主要為侏羅紀玲瓏花崗巖基，零星分布有白堊紀郭家?guī)X型花崗閃長巖和偉德山型花崗巖，玲瓏巖基的東、西兩側(cè)分別被招平和焦家拆離斷層限制，斷層上盤由早前寒武紀棲霞片麻巖套和膠東巖群、荊山群、粉子山群變質(zhì)地層組成；巖基南、北兩端分別被平度-門村和黃山館斷裂破壞，斷裂上盤分布中-新生代沉積地層。玲瓏巖基地表呈NE向延伸的橢圓狀，重力反演指示其為南厚北薄的席狀巖基，最大厚度10km左右。雖然有研究者不認同玲瓏變質(zhì)核雜巖，提出玲瓏巖基的隆升機制屬于伸展穹窿，但大家普遍認為玲瓏巖基是在早白堊世NW-SE向伸展作用下被剝露出來的(林偉等，2019)。焦家斷裂和招平斷裂被認為是玲瓏變質(zhì)核雜巖的主拆離斷層，它們也是膠東最重要的金礦賦礦斷裂。受斷裂控制的金礦體有二種產(chǎn)狀類型，即平行于主斷面的較緩傾角主礦體和與主斷面斜交的較陡傾角次要礦體，二種金礦體的產(chǎn)狀分別代表了主控礦斷裂及其下盤次級斷裂、裂隙的產(chǎn)狀。通過對金礦體產(chǎn)狀的統(tǒng)計分析，可以確定賦礦斷裂的應(yīng)力狀態(tài)。其中，根據(jù)三山島超巨型金礦床和焦家超巨型金礦床的主要金礦體產(chǎn)狀，進行赤平投影，獲得三山島和焦家斷裂之間最大主應(yīng)力σ1傾角為82°(圖7b)；根據(jù)焦家超巨型金礦床和臺上-水旺莊巨型金礦床的主要金礦體產(chǎn)狀，獲得焦家和招平斷裂之間最大主應(yīng)力σ1傾角為78°(圖7c)。二者均指示了近垂向的主應(yīng)力狀態(tài)。對于焦家斷裂，根據(jù)焦家礦區(qū)和望兒山礦區(qū)金礦體產(chǎn)狀獲得最大主應(yīng)力σ1傾角為78°(圖7d)，根據(jù)焦家礦區(qū)和河西礦區(qū)金礦體產(chǎn)狀獲得最大主應(yīng)力σ1傾角為81°(圖7e)，根據(jù)焦家礦區(qū)Ⅰ號主礦體及Ⅲ號礦體群產(chǎn)狀獲得最大主應(yīng)力σ1傾角為67°(圖7f)，三者顯示了較相似的應(yīng)力狀態(tài)，最大主應(yīng)力均為高角度狀態(tài)。對于招平斷裂北段的玲瓏金礦田，根據(jù)水旺莊、欒家河、嶺南、阜山、東風(fēng)171脈礦區(qū)蝕變巖型金礦體的產(chǎn)狀和玲瓏礦區(qū)石英脈型金礦體產(chǎn)狀，確定最大主應(yīng)力σ1傾角為69°(圖7g)，也為高角度主應(yīng)力。通過對多個礦區(qū)礦體及控礦斷裂應(yīng)力狀態(tài)的分析，一致地指示了垂向隆升是控制玲瓏變質(zhì)核雜巖拆離斷層形成及相關(guān)金礦體產(chǎn)狀的主導(dǎo)應(yīng)力狀態(tài)。
圖7 膠西北地區(qū)地質(zhì)圖(a)和構(gòu)造應(yīng)力場分析圖(b-g)(據(jù)宋明春等，2022b)
F1-三山島斷裂；F2-焦家斷裂；F3-招平斷裂.1-第四系；2-白堊系；3-早前寒武紀變質(zhì)巖系；4-白堊紀嶗山型花崗巖；5-白堊紀偉德山型花崗巖；6-白堊紀郭家?guī)X型花崗閃長巖；7-侏羅紀欒家河型花崗巖體；8-侏羅紀玲瓏型花崗巖；9-整合/不整合地質(zhì)界限；10-斷裂/主要控礦斷裂；11-淺部大/中小型金礦床；12-深部大/中小型金礦床
綜合分析認為，玲瓏巖基在晚侏羅世侵位后緩慢隆升，早白堊世時，在區(qū)域伸展背景下，由于郭家?guī)X型和偉德山型花崗巖的強烈?guī)r漿熱隆，地殼發(fā)生快速隆升，玲瓏巖基被抬升至地殼淺部。在早白堊世殼幔混合花崗巖強烈隆升和幔源基性脈巖上侵的同時，在其上部和外圍產(chǎn)生了拆離斷層及相關(guān)的張性斷層系統(tǒng)，它們共同構(gòu)成了熱隆-伸展構(gòu)造系統(tǒng)(圖8)。
圖8 玲瓏熱隆-伸展構(gòu)造系統(tǒng)
膠東半島斷裂構(gòu)造發(fā)育，主要為NE、NNE走向斷裂，少量近南北、近東西和NW走向者，斷裂組合樣式呈現(xiàn)以沂沭斷裂(郯廬斷裂的山東段)為骨干，向NE撒開、向SW收斂的似帚狀構(gòu)造。張性斷裂主要有走滑斷裂、控盆正斷層、拆離斷層、高角度正斷層等。走滑斷裂是控制膠東晚中生代以來構(gòu)造格架的斷裂，也是區(qū)內(nèi)規(guī)模最大的斷裂，主要斷裂有沂沭斷裂和牟即斷裂，二者均具有顯著的左行走滑特征，分別控制了膠萊盆地的西、東邊界。從郯廬斷裂錯斷三疊紀大別-蘇魯造山帶和古生代山東蒙陰與遼寧瓦房店金伯利巖帶分析，斷裂的左行錯移距離分別達550km左右和740km(張岳橋等，2008；梁光河，2018)。位于山東省的沂沭斷裂帶顯示了拉張裂谷性質(zhì)，該斷裂帶由4條近平行的斷裂組成，總寬度約20～60km。4條斷裂所控制的地質(zhì)體構(gòu)成“二塹夾一壘”格局，核部為由新太古代花崗-綠巖帶和古生代海相沉積地層組成的地壘區(qū)，二側(cè)為由早白堊世火山沉積巖系組成的地塹區(qū)(圖9)。牟即斷裂也由4條主干斷裂組成，總寬度40～50km，累計左行錯移地質(zhì)體總距離近萬米。斷裂帶內(nèi)早白堊世萊陽群沉積厚度達6000余米(宋明春等，2009)，是膠萊盆地沉積沉降最大的區(qū)域之一，指示了強烈的裂陷特征。
圖9 沂沭斷裂帶結(jié)構(gòu)剖面圖
1-早白堊世砂巖；2-早白堊世火山巖；3-早白堊世正長斑巖；4-寒武紀灰?guī)r；5-新太古代花崗質(zhì)片麻巖；6-斷裂及編號
膠萊盆地南側(cè)的五蓮-青島斷裂及臧家莊盆地北側(cè)的西林斷裂、俚島盆地西側(cè)的俚島斷裂等都是控制盆地沉降的正斷層。五蓮-青島斷裂呈NEE走向，長度近100km，其下盤為蘇魯超高壓變質(zhì)帶變質(zhì)巖系，上盤為白堊紀沉積地層，斷裂位于變質(zhì)基底巖系與中生代盆地之間，斷面向盆地方向傾斜，斷裂控制了盆地的生成與演化，為盆地邊界正斷層。玲瓏變質(zhì)核雜巖東、西兩側(cè)的焦家斷裂和招平斷裂及鵲山變質(zhì)核雜巖南側(cè)的鵲山斷裂均被認為是拆離斷層。在膠東半島施工的深部金礦找礦鉆探工程揭示，控礦的招平和焦家斷裂均具有淺陡、深緩的鏟式斷裂特征，而且呈現(xiàn)陡、緩相間的階梯狀變化規(guī)律(Song et al.，2012)。如在玲瓏金礦田東風(fēng)礦區(qū)，由120勘探線剖面揭露的破頭青斷裂(招平斷裂北段)，從地表至-500m深度段斷裂傾角較陡，約42°；在-500～-1000m深度，斷裂傾角逐漸變緩為約20°；至-1000～-1250m深度，斷裂傾角增陡為約38°；-1250m深度以下，斷裂傾角再變緩為大約28°?？梢姡?/span>由淺至深斷裂呈陡、緩交替的階梯狀展布。位于膠東半島東部的金牛山斷裂帶由大致平行且近等間距排列的5條斷裂組成，斷裂帶縱貫半島南北，長約60km，寬約30km，相鄰斷裂間距約2～4km。斷裂構(gòu)造巖主要為碎裂巖和角礫巖，有較多煌斑巖、石英脈等脈巖貫入到斷裂帶中，斷裂性質(zhì)為張性。斷裂傾角60°～85°，在鉆探工程控制的約2000m深度范圍內(nèi)，斷裂傾角一直很陡。沿該斷裂帶已經(jīng)探明若干石英脈型金礦床，構(gòu)成著名的金牛山金礦帶(或稱牟乳成礦帶)。穿越膠北隆起和膠萊盆地的重、磁、MT綜合物探剖面(圖1)，揭示了斷裂構(gòu)造的深部特征，剖面東段膠萊盆地及下伏基底中有較多陡傾角斷裂，而剖面西段的基底隆起區(qū)則發(fā)育緩傾角鏟式斷層(圖10)。
圖10 穿越膠北隆起和膠萊盆地的地球物理剖面及推斷解釋(據(jù)賀春艷等，2022)
(a)重力擬合曲線；(b)磁場擬合曲線；(c)MT測量視電阻率剖面；(d)推斷解釋地質(zhì)剖面，圖中的數(shù)字為模擬密度賦值
膠東半島最大的中生代盆地為膠萊盆地，此外，還有臧家莊盆地、龍口盆地、桃村盆地、俚島盆地、莒南盆地、中樓盆地、臨沭盆地等規(guī)模不大的小盆地，其規(guī)模僅數(shù)十平方千米，疊覆于基底隆起區(qū)之上。盆地的邊界受正斷層控制，為伸展斷陷盆地。膠萊盆地西邊界受控于郯廬斷裂，東緣被牟即斷裂切割，南側(cè)受五蓮-青島斷裂限制，北邊緣的局部斷續(xù)分布有門村-平度斷裂和金剛口斷裂。盆地的東、西側(cè)斷裂為走滑斷裂，南、北邊界為正斷層，屬走滑拉分盆地。盆地經(jīng)歷了多階段、不同構(gòu)造熱體制的伸展演化過程，包括3個主要演化階段，萊陽期斷陷盆地、青山期裂谷盆地和王氏期坳陷盆地，為伸展型疊合盆地。根據(jù)地表地質(zhì)及鉆探資料綜合分析，建立的膠萊盆地巖石地層格架(圖11)看出，膠萊盆地的沉降中心在萊陽一帶，地層厚度大、地層單位多，發(fā)育完整的湖泊演化序列(圖11a)。東部乳山一帶為古隆起，處于盆地邊緣，西部早期的古隆起到后期隨盆地規(guī)模擴大和沉降中心遷移也進入盆地范圍。盆地中部自北而南的斷面(圖11b)則反映，在高密以南存在另一沉降中心，該沉降中心范圍較大、沉降速率較小，湖泊演化序列不完整，以發(fā)育河流沖積扇為特征。白堊紀時膠萊盆地內(nèi)有多個凹陷和凸起，指示了強烈的伸展構(gòu)造過程。熱隆-伸展-滑脫作用是導(dǎo)致膠萊盆地古地形與沉積格架的直接原因(周瑤琪等，2018)。
膠東晚中生代以金礦聞名，在膠東東部地區(qū)分布少量銅、鉛鋅、鉬(鎢)等礦床。按照有用礦種組合，將礦床類型分為單金礦床、金多金屬礦床和有色金屬礦床。單金礦床以Au為主，一般有伴生的Ag，含有少量Cu、Pb、Zn(多不具開發(fā)利用價值)，目前膠東已探明中型以上金礦床100余處。金多金屬礦床是Au與Cu、Pb、Zn等共、伴生的礦床，Au與多種金屬礦產(chǎn)綜合勘查、綜合開發(fā)，這類礦床的數(shù)量較少，典型礦床有五蓮七寶山銅金礦和威海大鄧格金多金屬礦床。有色金屬礦床主要包括銅礦床、鉛鋅礦床和鉬(鎢)礦床，已探明小型及以上礦產(chǎn)地10余處，典型礦床如福山王家莊似層狀熱液充填交代型銅礦床，棲霞香夼矽卡巖型鉛鋅銅礦床，棲霞尚家莊斑巖型鉬礦床。膠東晚中生代金屬礦床成礦之時恰是大規(guī)模巖漿活動之期。金成礦與中生代巖漿活動密切相關(guān)(楊立強等，2014；Li et al.，2015)，礦床主要賦存于侏羅紀玲瓏型花崗巖和白堊紀郭家?guī)X型花崗閃長巖中，而白堊紀偉德山型花崗巖及大量中基性脈巖與金成礦時間一致(Song et al.，2020)。有色金屬礦則主要是與偉德山型花崗巖有關(guān)的斑巖型、矽卡巖型和熱液脈型礦床(Song et al.，2017；戴廣凱等，2021)。與成礦時間接近的郭家?guī)X型花崗閃長巖和偉德山型花崗巖均是殼?；旌显椿◢弾r類(Goss et al.，2010；Song et al.，2020)，基性脈巖和青山群玄武巖均是幔源巖漿巖，并且膠東半島還發(fā)現(xiàn)有形成于122.3～118.3Ma的幔源分異的柳林莊高鎂閃長巖(宋明春等，2020)。這說明，早白堊世時膠東半島發(fā)生了強烈的殼?；旌献饔?/span>，單金礦床、金多金屬礦床和有色金屬礦床是與殼幔混合巖漿活動有密切成因聯(lián)系的礦床成礦系列。根據(jù)礦化類型、礦床時空分布、礦床(物)共生組合特征及主要成礦因素，將膠東主要形成于早白堊世與燕山晚期大規(guī)模巖漿活動有關(guān)的單金礦床、金多金屬礦床和有色金屬礦床劃歸為早白堊世膠東型金礦成礦系列或早白堊世與燕山晚期巖漿活動有關(guān)的Au(Ag)、Cu、Pb、Zn、Mo礦床成礦系列，其下包括早白堊世中期(125～115Ma)的Au(Ag)成礦亞系列和早白堊世中晚期(118～110Ma)的Cu、Pb、Zn、Mo成礦亞系列(表1)。
早白堊世中期(125～115Ma) Au(Ag)成礦亞系列，為膠東型金礦成礦系列主成礦期的主要礦床組合，膠東的單金礦床屬于這一成礦系列。金礦床中常伴生有可供綜合利用的銀，個別有獨立的銀礦床，如招遠十里堡銀礦床。金礦床類型主要是破碎帶蝕變巖型和石英脈型，二者累計資源儲量占膠東金資源總量的94%以上。此外，還有破碎帶石英網(wǎng)脈帶型、硫化物石英脈型、蝕變礫巖型、盆緣斷裂角礫巖型、層間滑動構(gòu)造帶型和黃鐵礦碳酸鹽脈型等金礦化類型。金礦床的主要賦礦地質(zhì)體(賦礦圍巖)是侏羅紀玲瓏型花崗巖，其次為白堊紀郭家?guī)X型花崗閃長巖和新太古代-古元古代變質(zhì)巖系，少量金礦床賦存于早白堊世萊陽群的底部。金礦床主要產(chǎn)于NNE-近SN走向的斷裂中，主要控礦斷裂有：三山島斷裂、焦家斷裂、招平斷裂、西林斷裂、陡崖斷裂和金牛山斷裂。早白堊世晚期(118～110Ma) Cu-Pb-Zn-Mo成礦亞系列，為膠東型金礦成礦系列后期的次要礦床組合，金多金屬礦床和有色金屬礦床屬于這一成礦系列。礦床類型主要有熱液充填脈型銀鉛鋅礦、斑巖型銅鉬礦(鎢)、接觸交代型鉛鋅銅礦、似層狀熱液充填交代型銅礦、破碎帶蝕變巖型金及多金屬礦、隱爆角礫巖型金銅礦等。礦床主要產(chǎn)于偉德山型花崗巖類的內(nèi)部或周邊，如尚家莊鉬礦賦存于牙山巖體中的節(jié)理裂隙中，同家莊銀礦和夼北銅礦分別產(chǎn)于偉德山巖體內(nèi)部和邊緣，七寶山金銅礦和敞溝-杏山峪銀鉛鋅礦產(chǎn)于七寶山潛火山雜巖體中。成礦物質(zhì)和流體來源是成礦系統(tǒng)的關(guān)鍵組成要素。膠東半島有色金屬礦床中指示成礦物質(zhì)和流體來源的穩(wěn)定同位素數(shù)值與金礦床一致，暗示了二者密切的成因聯(lián)系。對膠東29個金礦床的856個硫同位素值統(tǒng)計表明，δ34S 值范圍為-14.0‰～15.1‰，主要集中在6.0‰～10.0‰之間(李杰等，2022)，不同于典型的巖漿硫和變質(zhì)硫，而與新太古代膠東變質(zhì)雜巖(包括膠東巖群和TTG巖系)、古元古代荊山群和粉子山群、侏羅紀-白堊紀花崗巖類等賦礦圍巖的δ34S 值大范圍重疊，指示硫源主要繼承了賦礦圍巖的硫同位素特征。并且金礦床的δ34S值范圍大于圍巖，指示S的源區(qū)不是單一的。與金礦相比，鉬礦、鉛鋅銅礦δ34S值較低且變化不大，如棲霞香夼鉛鋅銅礦硫化物δ34S 值為-1.1‰～4.9‰，棲霞尚家莊鉬礦δ34S 值為4.5‰，福山王家莊銅鉛鋅礦δ34S 值為5.9‰～6.6‰(戴廣凱等，2021)，顯示了巖漿硫特征，暗示有較多地幔物質(zhì)參與。金礦石鉛同位素組成主體相對均一，206Pb/204Pb值為16.476～17.863，207Pb/204Pb 值為15.211～15.529，208Pb/204Pb值為36.797～38.029(宋明春等，2022a)，在構(gòu)造環(huán)境判別圖解中，投點于下地殼范圍內(nèi)(圖12a)或下地殼與地幔演化線之間(圖12b)，并且數(shù)據(jù)點排列斜切下地殼、地幔和造山帶源區(qū)增長曲線(圖12a)。說明金礦中鉛的來源是以下地殼源區(qū)為主，地幔源和造山帶源不等量混合的結(jié)果；尚家莊鉬礦和大鄧格多金屬礦Pb 同位素組成與金礦總體相似，但206Pb/204Pb、208Pb/204Pb 值略偏低(圖12)。Re-Os 同位素體系可以示蹤成礦物質(zhì)來源，尚家莊鉬礦床輝鉬礦中Re 含量為17.74×10-6～23.72×10-6，平均20.21×10-6(宋明春等，2015b)，指示成礦物質(zhì)為殼、?；旌蟻碓?/span>?？傊?，膠東金及有色金屬礦床的成礦物質(zhì)均具有殼、?；旌蟻碓刺卣鳌?/span>圖12 膠東金成礦系統(tǒng)礦石構(gòu)造環(huán)境判別圖
數(shù)據(jù)來源：張良等，2014；Song et al.，2021；Tan et al.，2015；宋明春等，2015b；Yang et al.，2017；薛建玲等，2019；Li et al.，2020；Tian et al.，2020
膠東金礦床成礦流體的氫氧同位素組成范圍較寬泛，δD值范圍-111.0‰～-53.5‰，δ18O值-9.7‰～16.7‰，投點于氫氧同位素組成圖的變質(zhì)水和原生巖漿水區(qū)的左下方，并偏向于大氣降水方向(楊立強等，2014；Deng and Wang，2016)，表明成礦流體具有混合來源特征。許多研究者認為，主成礦期以巖漿水為主，成礦晚期有大氣水加入(Li et al.，2015；薛建玲等，2019；Feng et al.，2020b)；也有人認為，變質(zhì)水可能是成礦流體的主要來源，并可能混入了巖漿水和大氣水(楊立強等，2014；Chai et al.，2017；Yang et al.，2017；Guo et al.，2020)。相比而言，膠東有色金屬礦的氫氧同位素組成變化不大，福山邢家山鉬(鎢)礦和棲霞香夼鉛鋅礦礦石中石英流體包裹體的δD值為-77.0‰～-55.6‰，δ18O值為5.8‰～13.6‰(王奎峰，2008；薛玉山等，2014)，位于金礦床氫氧同位素組成范圍內(nèi)，且具有巖漿流體特征。新立、望兒山、大尹格莊、遼上、金青頂金礦碳酸鹽礦物的δ13CPDB值為-6.7‰～-2.2‰，δ18OSMOW 值為7.8‰～12.1‰(宋明春等，2022a)，與火成巖/巖漿系統(tǒng)(-30‰～-3‰)和地幔(-7‰～-5‰)碳儲庫的δ13C值非常接近。投點于碳酸鹽礦物δ18O -δ13C圖解中，少量數(shù)據(jù)點在地幔多相體系內(nèi)，大多數(shù)數(shù)據(jù)點在地幔多相體系和原始碳酸鹽區(qū)右上角花崗巖區(qū)內(nèi)外(楊立強等，2014；Deng and Wang，2016)。指示成礦流體與殼、?；旌显椿蛏钤戳黧w有關(guān)(Zhu et al.，2015；Deng et al.，2020a)。金礦床中黃鐵礦流體包裹體的He同位素值，投點于地幔He與地殼He之間(圖13)，指示成礦流體不具單一來源特征，應(yīng)是地殼和地幔的混合流體，有較多的幔源流體參與了成礦過程。對焦家超巨型金礦床69件破碎蝕變樣品統(tǒng)計，其K2O、Na2O、Ba、Sr含量分別是4.93%、2.31%、1437×10-6、2004×10-6，而107件未蝕變的玲瓏型花崗巖樣品的相應(yīng)元素含量分別是4.12%、3.99%、307×10-6、591×10-6(宋明春等，2023)，對比發(fā)現(xiàn)，礦化蝕變巖石與賦礦圍巖——玲瓏型花崗巖相比，具有富鉀、貧鈉和低Ba、Sr特征(圖14)，指示蝕變過程中有富鉀，貧鈉、鋇和鍶的流體加入。與金成礦同時代的偉德山型和嶗山型花崗巖恰恰具有高鉀和較低鋇、鍶含量的特征(圖14)，暗示與偉德山型和嶗山型花崗巖巖漿活動有關(guān)的流體參與了成礦過程。圖13 膠東金礦床黃鐵礦流體包裹體3He-4He圖
STP-標準狀態(tài).數(shù)據(jù)來源：Shen et al.，2013；Wen et al.，2016；Tan et al.，2018；杜佛光等，2019；Han et al.，2019；李杰等，2020；王來明等，2023
圖14 花崗巖類和礦化蝕變巖的K2O-Na2O關(guān)系圖解(a)和Ba+Sr含量對比圖(b)
數(shù)據(jù)來源：宋明春等，2009，2023；王來明等，2023
運移通道、儲礦位置和成礦機制是成礦物質(zhì)和流體的由源區(qū)向末端轉(zhuǎn)移的紐帶。由于膠東金礦主要賦存于斷裂構(gòu)造中，并且金礦床中常有較多基性脈巖，因此許多研究者認為深大斷裂或幔源基性巖脈是膠東金礦成礦流體運移的重要通道(Groves and Santosh，2016；Deng et al.，2019)。，其運移與早白堊世殼、幔混合源花崗巖的侵位有關(guān)。礦床的空間分布表明，拆離斷層和陡傾角張性斷層是膠東金礦賦存的有利空間，而白堊紀花崗巖類侵入體的內(nèi)、外接觸帶則是有色金屬礦賦礦的有利空間。對成礦機制的研究表明，金主要以Au(HS)2-化合物形式被流體運移(楊立強等，2014；Yang et al.，2017)，水/巖反應(yīng)、流體不混溶及流體混合是引起金沉淀的主要機制(Li et al.，2018；Zhang et al.，2020)。隨著花崗巖和區(qū)域地殼的快速隆升、降溫，流體的壓力急劇降低，造成流體不混溶，fO2降低，CO2、H2S逸出和硫化作用導(dǎo)致Au(HS)2-等絡(luò)合物失穩(wěn)分解，金沉淀富集成礦(楊立強等，2014)。膠東金及有色金屬礦成礦時，是構(gòu)造巖漿活動最強烈的時期，其后沒有發(fā)生大規(guī)模的構(gòu)造運動，因此成礦后的變化比較小。通過對焦家超巨型金礦床中鋯石和磷灰石裂變徑跡年齡測試，獲得120Ma以來區(qū)域地殼的剝蝕總厚度約5.2±1.2km (Zhang et al.，2022)，認為礦床本身僅遭受了微弱的剝蝕，礦床得到較好保存。成礦系統(tǒng)是在一定地質(zhì)時-空域中，控制礦床形成和保存的全部地質(zhì)要素和成礦作用過程，以及所形成的礦床系列和異常系列構(gòu)成的整體，是具有成礦功能的一個自然體系。翟裕生等(1999)依據(jù)構(gòu)造動力體制將成礦系統(tǒng)劃分為伸展構(gòu)造成礦系統(tǒng)類、擠壓構(gòu)造成礦系統(tǒng)類、走滑構(gòu)造成礦系統(tǒng)類等7類，并基于成礦系統(tǒng)思想，構(gòu)建了中國成礦系統(tǒng)構(gòu)造演化動力學(xué)模型(Zhai and Deng，1996)。晚中生代，膠東半島深部軟流圈上涌、殼幔相互作用及強烈的巖漿熱隆起與淺部變質(zhì)核雜巖、斷陷盆地、拆離斷層等伸展構(gòu)造，共同控制了Au(Ag)-Cu-Pb-Zn-Mo礦床成礦系列以及礦床形成和保存的全部地質(zhì)要素和成礦作用過程，本文稱之為膠東型金礦熱隆-伸展成礦系統(tǒng)，屬于翟裕生等(1999)劃分的伸展構(gòu)造成礦系統(tǒng)類。這一成礦系統(tǒng)形成于古太平洋板塊向歐亞板塊俯沖的后俯沖伸展環(huán)境(Mao et al.，2021)，成礦系統(tǒng)的深部表現(xiàn)為地幔隆起，巖石圈減薄，造成下地殼和地幔巖石圈的部分熔融，來自不同深度和層次巖漿房及不同源區(qū)的巖漿梯次上侵，在地殼淺部則產(chǎn)生伸展拆離構(gòu)造，構(gòu)成一個在殼、幔圈層相互作用下的深部與淺部耦合聯(lián)動的構(gòu)造成礦系統(tǒng)。如前所述，膠東侏羅紀-白堊紀巖漿活動的地球化學(xué)特征演化，指示了地幔性質(zhì)由EM2型向EM1型演化(Song et al.，2020)，由交代的富集地幔向虧損地幔演變。大量同位素年齡測試結(jié)果表明，膠東金礦形成于120Ma左右(Deng et al.，2020b)，而玲瓏型花崗巖形成于163～149Ma，郭家?guī)X型花崗閃長巖形成于132～125Ma，偉德山型和嶗山型花崗巖形成于125～108Ma。金成礦作用發(fā)生于二種不同年代、不同地球化學(xué)性質(zhì)的巖漿活動過渡或轉(zhuǎn)化時期。在巖石圈地幔由富集向虧損轉(zhuǎn)化和巖漿巖地球化學(xué)性質(zhì)變化過程中，巖石圈地幔和下地殼中的組成元素重新調(diào)整，是金成礦的重要背景。而大規(guī)模巖漿活動則為成礦元素的活化、遷移提供了重要的熱動力條件。據(jù)研究，膠北地體Au豐度的平均值為1.31×10-9，具有較高的Au背景場，晚中生代花崗巖的Au豐度平均為0.85×10-9，是中國東部花崗巖的2倍以上(田瑞聰?shù)龋?022)。山東省地質(zhì)調(diào)查院近期通過測試2570件樣品，計算的與金成礦有關(guān)主要地質(zhì)單元的金含量平均值為：新太古代膠東巖群1.04×10-9，新太古代棲霞TTG質(zhì)片麻巖套1.74×10-9，新太古代馬連莊基性-超基性巖序列1.34×10-9，古元古代荊山群1.03×10-9，古元古代萊州基性-超基性巖序列1.03×10-9，晚中生代基性脈巖2.65×10-9，侏羅紀玲瓏型花崗巖1.70×10-9，白堊紀郭家?guī)X型花崗閃長巖1.15×10-9，白堊紀偉德山型花崗巖0.75×10-9(田瑞聰?shù)龋?022；王來明等，2023)。比較發(fā)現(xiàn)，偉德山型花崗巖中的金豐度明顯小于其他地質(zhì)單元，為貧金花崗巖。在金含量與標準差和變異系數(shù)圖解上，各地質(zhì)單元的投點呈現(xiàn)較好的線形分布(圖15)，指示金豐度與標準差和變異系數(shù)呈正相關(guān)，而且與金成礦同時和略晚的偉德山型花崗巖的金豐度、標準差和變異系數(shù)明顯低于金成礦期之前的各地質(zhì)單元，基性脈巖、棲霞片麻巖套和玲瓏型花崗巖具有較高的金豐度、標準差和變異系數(shù)。在晚中生代侵入巖中，玲瓏型花崗巖及郭家?guī)X型花崗閃長巖金的豐度與早前寒武紀變質(zhì)巖沒有明顯差異，而基性脈巖的金豐度顯著增高，偉德山型花崗巖的金豐度值相對較小。這說明，金成礦之前和其后膠東地殼中金的豐度明顯降低；基性脈巖、棲霞片麻巖套和玲瓏型花崗巖等地質(zhì)體經(jīng)歷了金的不均一化過程，是有利于提供成礦元素的地質(zhì)體。由此，本文認為膠東半島在晚中生代強烈的殼幔相互作用及殼幔巖漿混合作用過程中，巖石圈地球化學(xué)組成重新調(diào)整，較高背景金含量下地殼和巖石圈地幔中的金質(zhì)被活化、遷移，形成了富金的流體庫，同時產(chǎn)生了貧金的偉德山型花崗巖，這一轉(zhuǎn)化過程為金成礦提供了豐富的物質(zhì)來源。圖15 膠東與金礦有關(guān)地質(zhì)體的金含量-標準差(a)和金含量-變異系數(shù)圖解(b)
數(shù)據(jù)來源：田瑞聰?shù)龋?022；王來明等，2023
膠東半島于2Ga前形成了早前寒武紀變質(zhì)巖系，于1.8～1.7Ga經(jīng)歷了強烈的區(qū)域變質(zhì)變形改造，其后進入長期的相對穩(wěn)定發(fā)展階段，直到中生代華北克拉通破壞(Yang et al.，2008；吳福元等，2008；Zhu et al.，2011)，地殼重新活化。太古宙時的原始地殼薄，地?zé)崽荻却?，巖漿活動強烈，由膠東巖群火山-碎屑巖建造、來自下地殼的棲霞TTG巖系和來自地幔的馬連莊基性-超基性火成巖等構(gòu)成了較高Au背景場的花崗-綠巖建造。中生代時，膠東半島經(jīng)歷了由華北板塊與揚子板塊碰撞向太平洋板塊俯沖構(gòu)造體系的轉(zhuǎn)化和克拉通破壞的構(gòu)造演化過程，產(chǎn)生了強烈的構(gòu)造巖漿活動。中三疊世，華北克拉通與揚子克拉通碰撞，蘇魯造山帶隆起，晚三疊世超高壓巖石快速折返。侏羅紀，古太平洋板塊向西低角度俯沖，造成華北克拉通東部地殼增厚、隆升，形成大陸巖漿弧，主要由早前寒武紀基底物質(zhì)組成的膠東下地殼活化，大范圍陸殼重熔(Yang et al.，2012)，巖漿源區(qū)深度在30km左右(張華鋒等，2006b)，巖漿大致順層侵位到早前寒武紀變質(zhì)巖系中，形成了似層狀展布的具埃達克巖地球化學(xué)特征的玲瓏型花崗巖(圖16a)。白堊紀，古太平洋板塊高角度俯沖和后撤(Yang et al.，2021)，華北東部發(fā)生強烈伸展作用，處于后俯沖伸展環(huán)境，形成拉分盆地和變質(zhì)核雜巖等伸展構(gòu)造?？死◣r石圈及地殼減薄(Xu et al.，2009)，其空間被熱的、飽滿的軟流圈物質(zhì)所代替，形成新生巖石圈地幔；拆沉的古老巖石圈地幔發(fā)生不同程度的部分熔融，形成了富集的鎂鐵質(zhì)巖漿；而上涌的軟流圈發(fā)生減壓部分熔融，則形成相對虧損的鎂鐵質(zhì)巖漿(Ma et al.，2014b；Yang et al.，2021)。熱的幔源巖漿上升到地殼底部發(fā)生底侵，誘發(fā)下地殼物質(zhì)發(fā)生部分熔融產(chǎn)生長英質(zhì)巖漿(Goss et al.，2010)。早白堊世早期(～130Ma)，膠東半島的殼幔相互作用較弱，巖漿活動比較局限，形成規(guī)模不大的殼幔混合型花崗巖(郭家?guī)X型花崗閃長巖)及少量基性脈巖，二者均具埃達克巖性質(zhì)(圖16b)，花崗巖的巖漿源區(qū)深度>33km(楊進輝等，2003)。隨著交代的富集地幔源區(qū)組分的不斷移出進入巖漿，膠東半島早白堊世地幔性質(zhì)由EM2型轉(zhuǎn)化為EM1型，至晚白堊世出現(xiàn)新生的虧損地幔。早白堊世中晚期(～120Ma)，軟流圈地幔部分熔融產(chǎn)生的基性巖漿上侵分異出高鎂閃長巖(宋明春等，2020)和洋島型基性脈巖；殼幔相互作用引發(fā)大規(guī)模下地殼重熔及流體活動，幔源含金流體與由重熔下地殼析出的殼源含金流體混合形成富金流體庫，析出金后的幔源和殼源巖漿混合及結(jié)晶分異，形成大規(guī)模的具弧花崗巖性質(zhì)的貧金花崗巖(偉德山型及嶗山型花崗巖)(圖16c)，偉德山型花崗巖的巖漿源區(qū)位于約30km深度的殼幔邊界附近(張華鋒等，2006b)。圖16 膠東型金礦熱隆-伸展成礦系統(tǒng)及演化深部地球動力學(xué)變化在地殼淺部產(chǎn)生了強烈的構(gòu)造響應(yīng)，形成廣泛的早白堊世伸展構(gòu)造。受區(qū)域伸展作用和巖漿隆升頂托的影響，膠東的玲瓏巖基與早前寒武紀變質(zhì)巖層之間發(fā)生拆離滑脫，形成大致沿玲瓏巖基頂部發(fā)育的拆離斷層，三山島斷裂、焦家斷裂和招平斷裂均是巖漿熱隆-伸展體制下的鏟式斷裂，屬拆離斷層的組成部分。這種拆離斷層規(guī)模大、連續(xù)性好，而且傾角陡、緩變化頻繁，為金礦床的形成提供了良好空間。隨著早白堊世大規(guī)?；◢弾r類、高鎂閃長巖和基性脈巖的上侵，富金流體庫的熱力平衡被破壞，流體快速遷移，到達上地殼中的拆離斷層系統(tǒng)中匯聚、運移并與大氣降水混合，最終在斷裂傾角階梯狀變化位置和拆離斷層下盤的次級斷裂、裂隙中沉淀成礦。總之，由于古太平洋板塊俯沖、回撤，巖石圈地幔由富集向虧損轉(zhuǎn)化，在膠東半島產(chǎn)生熱隆-伸展構(gòu)造，為大規(guī)模金成礦作用提供了有利條件。膠東型金礦形成于后俯沖伸展構(gòu)造環(huán)境，是華北克拉通破壞的產(chǎn)物(Zhu et al.，2015)，與經(jīng)典造山型金礦的成礦構(gòu)造環(huán)境和形成機制顯然不同，是不同于國外已知金礦類型的獨特類型。中國中東部晚中生代伸展構(gòu)造十分發(fā)育，表現(xiàn)為大量伸展成因的穹隆構(gòu)造和地塹-半地塹盆地，林偉等(2019)稱之為伸展穹窿構(gòu)造，并指出伸展穹窿構(gòu)造誘發(fā)了我國中東部晚中生代巖漿-熱液活動及相關(guān)的成礦作用。在遼吉成礦帶，發(fā)育醫(yī)巫閭山穹隆(變質(zhì)核雜巖)(Lin et al.，2013)、岫巖穹隆(巖漿穹隆或變質(zhì)核雜巖)(Lin et al.，2011)、古道嶺穹隆(同構(gòu)造巖漿穹隆)、飲馬灣山穹隆(同構(gòu)造巖漿穹隆)(Charles et al.，2012)、遼南穹隆(變質(zhì)核雜巖)(Lin et al.，2008)等，沿遼南變質(zhì)核雜巖邊緣的韌性剪切帶普遍存在礦化，并局部富集成礦，包括普蘭店孫家溝和核桃房金礦床。小秦嶺是我國貴金屬礦主要產(chǎn)地之一，金礦集中產(chǎn)于各變質(zhì)核雜巖中，如小秦嶺、崤山、熊耳山等。這些伸展穹窿及成礦作用構(gòu)成了廣泛分布的熱隆-伸展成礦系統(tǒng)。這表明，熱隆-伸展成礦系統(tǒng)是中國中東部晚中生代重要的成礦系統(tǒng)。(1)膠東晚中生代深部巖漿活動與地殼快速隆升及淺部變質(zhì)核雜巖、張性斷層、斷陷盆地等伸展構(gòu)造，共同控制了以Au為主的礦床成礦系列及礦床形成和保存的全部地質(zhì)要素和成礦作用過程，謂之熱隆-伸展成礦系統(tǒng)。礦床的成礦物質(zhì)和流體具有殼、幔混合源特征，金成礦后沒有遭受大規(guī)模的破壞和剝蝕。熱隆-伸展成礦系統(tǒng)是中國東部晚中生代重要的成礦系統(tǒng)。(2)晚中生代膠東半島巖漿巖的地球化學(xué)特征發(fā)生了明顯變化，花崗巖類由高鉀鈣堿性巖系列和過鋁質(zhì)轉(zhuǎn)化為橄欖安粗巖系列和偏鋁質(zhì)，由高Ba、Sr和高Sr低Y向低Ba、Sr和低Sr高Y轉(zhuǎn)化，由正Eu異常演化為負Eu異常；基性脈巖由島弧型地球化學(xué)特征轉(zhuǎn)變?yōu)檠髰u型地球化學(xué)特征，火山巖由橄欖安粗巖系列轉(zhuǎn)變?yōu)楦哜亯A性玄武巖系列。指示了巖漿形成的構(gòu)造環(huán)境由擠壓轉(zhuǎn)為伸展，源區(qū)性質(zhì)由富集巖石圈地幔向軟流圈地幔轉(zhuǎn)化。膠東型金礦形成于巖漿巖地球化學(xué)特征和地幔地球化學(xué)性質(zhì)轉(zhuǎn)化過程中。(3)金礦化蝕變帶的高K、低Na和貧Ba、Sr特征與偉德山型和嶗山型花崗巖具有較好的一致性，指示與這二種巖漿活動有關(guān)的流體參與了成礦過程。早白堊世中晚期膠東地殼中金的豐度顯著降低，產(chǎn)生了貧金的偉德山型花崗巖，這一過程為金成礦提供了豐富的物質(zhì)來源。(4)熱隆-伸展成礦系統(tǒng)形成于古太平洋板塊俯沖后撤的后俯沖伸展環(huán)境，由于軟流圈上涌導(dǎo)致巖石圈地幔由富集向虧損轉(zhuǎn)化，地球化學(xué)元素重新調(diào)整，同時大規(guī)模巖漿活動為成礦元素的活化、遷移提供了熱動力條件，幔源含金流體與由重熔下地殼析出的殼源含金流體混合形成富金流體庫，并產(chǎn)生貧金花崗巖。上地殼伸展產(chǎn)生的斷裂構(gòu)造則為成礦元素聚集提供了良好空間。謹以此文祝賀河北地質(zhì)大學(xué)70周年華誕。致謝 徐備教授邀請撰寫本文，審稿專家提出了寶貴的建設(shè)性修改意見，謹表衷心感謝。文中引用了大量前人資料，部分文獻未能在參考文獻中具體注明，一并表示感謝。
