胶东是全球唯一已知赋存于前寒武纪变质地体中的晚中生代巨型金矿省,其内已发现金矿床240余处,探明金资源储量近5800吨,成矿强度实属罕见。然而,胶东金成矿系统独具特色,难以被已有成矿模式所涵盖,可能代表一类独特的、尚未被完全系统描述和定义的金矿类型。“胶东型”一词本世纪初见于地质文献,强调了其非造山型金矿成因(翟明国等,2004)。为明确与其他金矿类型的不同,杨立强等(2014)和Dengetal.(2015)分别在国内和国际首次提出胶东型金矿的定义,其后胶东型金矿的成矿特征和成矿机制等逐渐被广为论述(Dengetal.,2020,2022,2023;Lietal.,2015;Yangetal.,2016,2017,2022;宋明春等,2024);但胶东型金矿的成因仍存较大争议,特别是尚未见关于其鉴别特征和形成关键因素的系统报道。
针对上述问题,中国地质大学(北京)杨立强教授和邓军院士等在论述胶东型金矿不同尺度鉴别特征的基础上,针对成矿动力学背景、主要控矿因素、矿床地质特征和矿床地球化学展开系统研究,取得以下主要认识:
1.胶东金矿位于陆内复合构造域,经历了多期重大构造-热事件,大规模金成矿作用受控于120±2Ma古太平洋板块俯冲方向变化及其诱发的软流圈上涌、岩石圈改造和伸展-挤压变形交替及控矿断裂剪压-剪张转换。
2.多重控矿构造和多样赋矿建造联合控制了不同规模和类型金矿的发育,形成了三山岛、焦家、招平、栖霞、郭即和牟乳六条NE向金矿带和三山岛-栖霞EW向富金廊带,导致了金矿化类型(焦家式/破碎带蚀变岩型、玲珑式/石英脉型、蓬家夼式/蚀变砾岩±角砾岩型、辽上式/黄铁矿-碳酸盐脉型)及其地质-地球化学特征的多样性。
3.主要矿化元素Au、Ag、Cu、Pb和Zn均达到工业利用要求,并有多种共/伴生关键金属超常富集。
4.不同金矿带中硫化物Pb同位素组成与探明金资源储量及到郯庐断裂带的距离线性相关,反映距离幔源流体主通道越近、金属硫化物中放射性成因Pb含量和幔源组分占比越多、金成矿强度越大。
5.区域总体相对均一的Δ199Hg(平均~0.012‰)及Δ199Hg/Δ201
6.区域恒定的Δ33S同位素组成(~0‰)排除了巨量金源自太古宙变质基底及其重熔花岗岩的可能,重的δ3433S/δ34S与探明金资源储量及其到郯庐断裂带距离线性相关,反映成矿期地壳伸展程度控制了金成矿强度。
7.区域He-Ar和氢-氧同位素组成显示壳幔混合特征,焦家式金矿的成矿流体组成更靠近地幔、玲珑式金矿位于地幔与地壳过渡带;三山岛、焦家和招平金矿带的成矿流体相对接近幔源流体,而郭即金矿带具有相对开放的构造环境;不同金矿带氢-氧同位素组成和探明金资源储量正相关,可能表征了从西到东成矿流体通量和流体-岩石反应强度逐渐降低。
图1胶东型金矿成矿模型(据Dengetal.,2023修改)
(a)成矿期软流圈大规模上涌与富集地幔部分熔融;(b)成矿期基性岩浆和富集地幔脱气形成幔源流体,流体活化下地壳硫化物堆晶中金属产生成矿流体;多重控矿构造和多样赋矿建造联合控制了六条金矿带和四类金矿化样式的产出
图2胶东型金矿勘查模型
参考文献
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杨立强(中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室,深时数字地球前沿科学中心;自然资源部金矿成矿过程与资源利用重点实验室,山东省金属矿产成矿地质过程与资源利用重点实验室,山东省地质科学研究院):教授,博士生导师,主要从事矿床学及矿产普查与勘探的教学和科研。
基金项目
本研究受国家自然科学基金项目(42130801、42272071)、国家重点研发计划项目(2019YFA0708603、2023YFC2906902)、高等学校学科创新引智计划2.0(BP0719021)、中国地质大学深时数字地球前沿科学中心“深时数字地球”中央高校科技领军人才团队项目(2652023001)和地质过程与矿产资源国家重点实验室专项基金(MSFGPMR201804)联合资助。
论文信息
本研究刊登在《岩石学报》2024年第40卷第6期:
杨立强,邓军,张良,杨伟,谢东,汪龙,邱昆峰,李大鹏.2024.胶东型金矿.岩石学报,40(6):1691-1711.
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排版:岳豪勃(吉林大学地球科学学院)
校对:邱梓惠(中国科学技术大学地球和空间科学学院)