山东胶东金矿成矿理论体系

李洪奎，于学峰，禚传源，梁太涛，耿科，李大鹏，单伟

(山东省地质科学研究院，国土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 济南 250013)



山东胶东金矿成矿理论体系

李洪奎，于学峰，禚传源，梁太涛，耿科，李大鹏，单伟

(山东省地质科学研究院，国土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 济南 250013)

在对胶东地区成矿地质背景、各种致矿地质-构造事件在时间和空间上的耦合、金矿床点时空结构、内在成生联系及时空配置关系研究的基础上，厘定了胶东金矿的概念、特征及主要表现形式，并对其进行了阐述，系统地提出了胶东地区金矿成矿的理论体系，即独具特色的四位一体构造叠置成矿背景、挤压-伸展手风琴式构造-岩浆-成矿作用方式和壳-幔流体多种来源的成矿物质，概括起来就是地质条件、定位方式和物质来源的有机耦合共同构成了胶东地区金矿成矿理论体系，这一理论解释了为何在该区形成巨量金矿的原因，是对胶东地区金矿理论研究的创新性成果。

胶东金矿；理论体系；四位一体；挤压-伸展；成矿方式；壳-幔混合；山东胶东

胶东地区是我国最大的金矿矿集区，已探明3个超千吨的世界级金矿田，焦家金矿田已探明资源储量1260t，三山岛金矿田已探明资源储量累计达1100t，玲珑金矿田已探明资源量亦达到1057t。区内有超大型、大型、中型金矿床30多处以及上百个小型金矿床。胶东金矿集中区是区域尺度地质成矿作用的综合产物，其形成演化受地壳的演化所制约[1-3]，其漫长的构造演化具有镶嵌、叠覆、年轻的特性，但又保存了几乎所有地质时期形成的地质记录的块体，具有丰富多彩的大地构造组合和叠覆[4-6]。胶东地区金矿成矿理论体系，概括起来是独具特色的四位一体的构造叠置成矿背景、挤压-伸展的手风琴式构造-岩浆-成矿作用方式和壳-幔混合多源流体成矿物质来源，而这一特征具有唯一性和不可复制性[7]。

1 胶东金矿概念特征及主要表现形式

胶东金矿成矿理论是近几年提出的一种全新的金矿成矿理论的系统总结和概括，是构造环境、成矿背景、成矿物质来源与成矿规律相统一的金矿成因系统的新理论，改变了人们过去对单一金矿类型进行总结的模式，是一种思维方式的创新。

1.1 胶东金矿概念

胶东金矿是指产于胶东地区、在同一的大地构造背景环境下、由同一成矿作用形成的，具有成因相同、时代相近、在不同构造部位、不同围岩条件形成的一系列金矿自然类型组合，它不是单一的矿床类型，而是反映构造环境、成矿背景、成矿物质来源与成矿规律的金矿成因系统。胶东金矿是与壳源重熔形成的层状岩浆岩和壳幔混合型花岗岩有关的金矿床类型的统称，具有独特的成矿条件和成矿作用，涵盖了破碎带蚀变岩型、石英脉型、富硫化物石英脉型、层间滑脱拆离带型、构造角砾岩型和辽上型等胶东地区所有金矿成因类型，由于成矿时所处构造位置和容矿空间不同，表现为不同金矿类型的集合体[7]。

胶东金矿具有全新的金矿成因内涵，它反映的既有矿床类型的组合，又有成因特征的鲜明特色，是对胶东地区金矿理论的提升和升华，它跳出了传统的金矿类型划分从单一成因类型或矿床类型划分的樊篱，从金矿成矿体系上丰富了有关金矿成矿理论，是对金矿成矿理论研究的重要贡献。

1.2 胶东金矿特征

胶东金矿特征集中体现在3期金矿成矿热事件、3个金矿成矿系列和3期金矿成矿作用上。

1.2.1 胶东金矿3期成矿热事件

指晚侏罗世-早白垩世形成的三幕四期岩浆活动，即160～150Ma形成的玲珑片麻状二长花岗岩组合构造热事件[8-9]，130～125Ma形成的郭家岭压剪性花岗闪长岩组合构造热事件，120～105Ma形成的伟德山二长花岗岩组合构造热事件和118～95Ma形成的崂山A型晶洞碱性花岗岩组合构造热事件，与金矿关系密切的是玲珑、郭家岭和伟德山三个构造-岩浆热事件，崂山晶洞碱性花岗岩代表了燕山旋回在区内的结束。

1.2.2 胶东金矿3个成矿系列

胶东中生代构造演化对成矿作用起着制约与控制作用，构造-岩浆-成矿事件与区域构造事件具有相互耦合性，金矿、多金属矿的形成与定位同三幕四期的花岗岩紧密相联，3个成矿系列则与玲珑、郭家岭和伟德山花岗岩的构造-岩浆热事件相耦合，成矿作用滞后于构造-岩浆事件约10Ma左右。一是胶北地区与晚侏罗世玲珑花岗岩有关的Mo(W)-Au矿成矿系列，二是胶北地区与早白垩世中酸性岩浆有关的Au(Ag)矿成矿系列，是胶东金矿的主成矿期；三是胶北地区与早白垩世中酸性岩浆有关的Cu-Pb-Zn-Mo-Au矿成矿系列，与铜、铅锌、钼矿有关，也是区内金矿的叠加成矿期及多金属矿的主成矿期[10]，成矿年龄81～105Ma。

1.2.3 胶东金矿3期成矿作用

(1)早期成矿期，即与玲珑-昆嵛山片麻状二长花岗岩组合有关的早期金矿成矿作用，典型矿床是留村金矿和邢家山钼钨矿，其形成年龄在141～160Ma之间[10-11]。

(2)主成矿期，即与郭家岭弱片麻状花岗闪长岩-花岗岩组合有关的主成矿期金矿成矿作用，其典型矿床为焦家金矿、三山岛金矿和玲珑金矿等，成矿年龄在110～130Ma之间。

(3)叠加成矿期，即与伟德山造山晚期闪长岩-花岗闪长岩-花岗岩组合、雨山浅成-超浅成石英闪长玢岩-花岗闪长斑岩-石英二长玢岩组合有关的晚期金矿叠加成矿作用，是区内金矿的叠加成矿期及Cu-Pb-Zn-Mo多金属矿的主成矿期，成矿年龄90～105Ma。

1.3 胶东金矿表现形式

胶东金矿表现形式是：北北东成串、东西成带，断裂构造是最主要的控矿形式，脆性断裂构造控矿规律，金矿床的等间距性和侧伏特征等方面。

2 胶东金矿成矿理论体系

在对胶东地区成矿地质背景、各种致矿地质-构造事件在时间和空间上的耦合、金矿床(点)时空结构、内在成生联系及时空配置关系的研究基础上，系统地提出了胶东地区金矿成矿理论体系，概括起来就是：独具特色的四位一体构造叠置成矿背景、挤压-伸展手风琴式构造-岩浆-成矿作用方式和壳-幔流体多种成矿物质来源，即地质基础、定位方式和物质来源共同构成了胶东地区金矿成矿体系，这一理论解释了为何在该区形成巨量金矿的原因，是对胶东地区金矿理论研究的创新性成果。

2.1 独具特色的四位一体的构造叠置成矿背景

山东地处特提斯、古亚洲洋和太平洋三大构造域的结合部位，它们的相互作用过程决定并影响着胶东金矿的形成环境。山东陆块及陆缘海域，经历了微陆块型原始板块演化、扬子板块与华北板块碰撞拼接的古板块演化和滨太平洋陆缘活动的现代板块演化等复杂的演化过程，在中国构造演化中独具特色[8]。胶东金矿区东邻太平洋，西靠郯庐断裂带，南部为苏鲁超高压变质带，在整个地质历史时期，受过多次造山事件影响。胶东地质发展史划分为前南华纪演化阶段(820Ma以前)、南华纪-中三叠世演化阶段、晚三叠世-第四纪阶段三大构造阶段，记录了新太古代至古元古代克拉通化汇聚碰撞作用、三叠纪华北板块与扬子板块碰撞、侏罗-白垩纪太平洋板块俯冲三次造山事件以及晚侏罗世以来郯庐断裂带的大规模左行走滑[6]，这种“四位一体”式的地质背景对该地区的构造-岩浆事件、沉积环境和成矿作用起着主要的制约与控制作用，也决定了胶东金矿在国内甚至全球的独特性。

(1)汇聚碰撞造就了基底构造格架

太古宙中基性-中酸性火山喷发沉积及TTG岩系侵位形成了基底初始矿源岩系，古元古代末期的汇聚碰撞作用形成的高压麻粒岩相与早期的低压麻粒岩相叠加，形成近EW向展布的热背斜(麻粒岩相带)，同时构成了胶东地区近EW向基底构造格架，古元古代末期造山作用的形成使得原始的绿岩带矿源岩系进行物质成分的再改造和重新分配，形成了以热背斜为表现形式的金质富集分带。

(2)再活化克拉通地体间碰撞造山作用对金矿形成贡献

三叠纪华北板块与扬子板块间陆-陆碰撞使得二大板块的物质成分在区内重新熔合分配并促使金元素转移富集，金矿床主要产于由华北板块与扬子板块碰撞后形成的S型玲珑花岗岩及其周围，暗示了金矿形成与地质作用的共伴性和继承性特征，而二种不同性质不同类型的物质成分的融合则更有利于金质的迁移和再富集作用的发生。

(3)构造体制转换导致金矿成矿爆发

侏罗-白垩纪洋陆俯冲作用，表现为太平洋板块向欧亚板块俯冲和微地块拼贴，导致华北克拉通破坏重构和华北克拉通岩石圈快速减薄双重效应，在胶东地区形成了活动大陆边缘俯冲造山型作用下的大陆弧花岗岩系列组合(玲珑、郭家岭、伟德山、崂山花岗岩序列)以及深源岩浆作用的加入——侏罗-白垩纪强烈的构造-岩浆活动为金元素迁移成矿提供了热驱动，也为胶东金矿成矿提供了必要的热力学条件，这种构造体制转换是导致胶东地区金矿成矿大爆发的关键点[12-17]。

(4)郯庐断裂带羽状构造系统为金矿定位提供了空间

与侏罗-白垩纪洋-陆俯冲几乎同时发生的郯庐断裂带(山东称为沂沭断裂带)大规模的左行走滑平移，是改变山东地质构造格局并导致成矿作用发生的重要构造事件，沂沭断裂带巨大的左行走滑系统(堑垒构造、主干断裂构造系统、断裂带两侧的盆岭构造、羽状构造系统及大陆弧花岗岩系)及其所形成的次级羽状构造系统为区内金质的成矿提供了深源通道和合适的沉淀场所[6,18]。这些羽状断裂既是沂沭断裂带的次级断裂构造，又自成体系是胶东地区的控矿容矿构造，它们的形成演化受沂沭断裂带的运动学特征和力学特征制约，整体上服从于沂沭断裂带的运动学机制，但又有各自的演化特征和力学特点，胶东地区成矿主期构造应力场正处于由较强的挤压作用分布阶段向较弱的剪张作用分布阶段转换的时空界面，在已形成矿化(脉)而相对脆弱的岩石物理界面地段，是形成有富金硫化物和裂隙金叠加的富金矿石的有利构造条件。

上述这一特殊的“四位一体”成矿地质背景以及它们的相互作用过程决定并影响着胶东的成矿环境，而这一特征具有唯一性和不可复制性。

2.2 挤压-伸展手风琴式构造-岩浆-成矿作用方式

胶东地区中生代构造-岩浆-沉积-成矿作用的时空演化事件反映了二次大的构造事件，其一是三叠纪华北板块与扬子板块陆陆碰撞阶段，代表了印支运动过程；其二是太平洋板块对欧亚板块的俯冲作用，是燕山运动的表现，也是中生代中国东部金属矿产成矿大爆发时期，后者可进一步分为三个构造幕[19]，每一幕表现为由挤压到伸展的转化过程，对应于应力由压性到张性的变化过程，并形成了一套特定的构造-岩石组合，伴随着与岩浆事件紧密相关的不同的成矿作用，构成了挤压-伸展的手风琴式构造-岩浆-成矿作用方式(图1)。

侏罗-白垩纪是中国东部构造体系由特提斯构造域转向太平洋构造域时期，构造活动波及受控于太平洋构造域的活动陆缘构造区，导致中国东部构造系统重新发生、发展和再平衡定型，其重大地质事件是华北克拉通的破坏与重构、火山喷发、岩浆侵位、构造变形、隆升断陷和成矿大爆发。胶东地区中生代构造-岩浆-沉积-成矿事件序列的时空演化也受控于这一地质作用过程，尤其是侏罗纪至白垩纪这一阶段，是胶东地区构造活动、岩浆侵入、地层沉积、火山喷发和成矿作用爆发时期，是挤压、伸展交互转化时期。这一过程表现在：①构造方面由早到晚经历了四期六阶段挤压-伸展过程。第一期近S-N向挤压及NW-SE向挤压，第二期早阶段NE-SW向挤压晚阶段NE-SW向引张，第三期NW向引张，第四期近E-W向挤压及近S-N向引张，与构造-热事件相一致。②侵入岩方面可进一步分为三幕四期侵入岩浆事件，各幕之间表现为挤压-伸展的交互活动。第一幕(早期)构造-岩浆事件的实体为晚侏罗世玲珑-昆嵛山片麻状二长花岗岩组合，其岩体SHRIMP锆石U-Pb年龄值集中在160～150Ma，是区域构造挤压导致地壳增厚引起地壳重熔的产物，其后的伸展引张形成了各种密集分布的脉岩群；第二幕(中期)构造-岩浆事件的实体是早白垩世早期郭家岭花岗闪长岩-花岗岩组合，其岩体SHRIMP锆石U-Pb年龄集中在130～125Ma,之后的沉积岩建造组合代表构造应力体制由挤压为主向伸展为主转换；第三幕(晚期)早阶段的构造-岩浆事件的实体是伟德山闪长岩-花岗闪长岩-花岗岩组合，晚阶段是在岩石圈伸展构造背景下形成崂山A型晶洞过碱性正长花岗岩组合，标志着燕山造山过程的结束。③地层方面表现为三期沉积二大沉积间断，代表三次伸展和二次挤压。莱阳群沉积代表了构造的伸展，区域角度(平行)不整合则代表了构造挤压；沉积间断后的青山群火山沉积及其不整合面之上的王氏群沉积显示了由伸展→挤压的地层学记录。④火山岩方面，表现为基性-中酸性-偏碱性火山岩喷发。⑤金矿成矿方面，表现为三个金矿成矿期，对应于由挤压向伸展转变阶段的成矿作用过程，即第一幕伸展后的早期金矿成矿作用、第二幕伸展后的金矿主成矿期和第三幕伸展后的叠加金矿成矿作用。

1—崂山序列碱长花岗岩；2—伟德山序列二长花岗岩—花岗闪长岩；3—郭家岭序列花岗闪长岩；4—玲珑序列二长花岗岩；5—基性火山岩；6—中酸性火山岩；7—砂泥岩；8—砂岩；9—砂砾岩；10—金矿；11—多金属矿；12—钼钨矿图1 胶东地区挤压-伸展成矿作用方式图

上述这种挤压-伸展的相互转化作用，互为因果。挤压为伸展提供了条件，伸展为金矿的沉淀提供了空间，也为下一次的挤压提供了前提。构造运动是地球内、外部热力学与动力学的平衡，每一个构造幕，均符合于挤压造山及其后的伸展作用，随后又是挤压造成的岩浆侵位以及造山后的伸展作用，并伴随着与岩浆-构造事件紧密相关的不同的成矿作用，构成了挤压-伸展的手风琴式构造-岩浆-成矿作用方式，这是胶东地区形成大型、超大型金矿的动力学条件。

2.3 壳-幔流体多种成矿物质来源

系统开展了胶东地区内基性-超基性深源脉岩的研究，通过对6个典型金矿床内深源脉岩的地质学、矿床学、岩相学、主微量元素、同位素等方面的研究，确定了区内金矿的成矿阶段、形成时代与深源脉岩的关系[20-23]。认为该区深源脉岩的成岩年龄在83～188.6Ma，可分为早、中、晚三期深源脉岩，与胶东金矿不仅具有紧密的时空关系,也具有密切的同构同源关系，均来源于EMⅠ型富集地幔+下地壳源区。其中中期深源脉岩与金矿的主成矿期的年龄范围110～130Ma大致相似，为与金矿同期的深源脉岩，为该区金矿成矿物质具有深部幔源来源提供了依据。

对区内硫、氢、氧、铅等稳定同位素的研究资料表明，区内金矿的形成主要是岩浆热液作用的结果，随着时代的由老到新，其成矿热液逐渐向大气降水漂移。区内铅同位素H-H法模式年龄集中在800Ma左右，其中玲珑式金矿田的铅模式年龄为419～1040Ma，平均739Ma；焦家式金矿田模式年龄为730～870Ma，平均820Ma。显然此铅源为古老的铅，反映出该区铅具有单阶段铅即正常铅的特点，从铅同位素组成的一致性说明该区金矿物质来源的深源性和继承性。

胶东金矿成矿物质来源具有多源性，既有深部幔源的物质，又有壳源重熔和壳幔混合岩浆源成矿物质，同时还继承了地壳中古老结晶基底的物质，因此胶东金矿成矿物质具有壳、幔混合源的典型特征，具有自源性、继承(遗传)性和再生性来源特点，大气降水的加入只是改变了成矿流体在金质沉淀富集时的物理、化学环境，加速了成矿物质的沉淀。

3 结论

(1)胶东金矿是在同一的大地构造背景环境下、由同一成矿作用形成的具有成因相同、时代相近、在不同构造部位、不同围岩条件形成的一系列金矿自然类型组合。

(2)胶东地区金矿成矿理论体系，概括起来是独具特色的四位一体的构造叠置成矿背景、挤压-伸展的手风琴式构造-岩浆-成矿作用模式和壳幔混合多源流体成矿物质来源，而这一特征具有唯一性和不可复制性。

(3)胶东金矿成矿理论体系是地质条件、定位方式和物质来源多种因素的有机耦合，它较好地解释了为何在胶东地区形成如此巨量金矿的原因，是对胶东地区金矿理论研究的创新性成果。

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Metallogenic System of Jiaodong Gold Deposit in Shandong Province

LI Hongkui, YU Xuefeng, ZHUO Chuanyuan, LIANG Taitao, GENG Ke, LI Dapeng, SHAN Wei

(Key Laboratory of Gold Mineralization Processes and Resources Utilization, Ministry of Land and Resources, Key Laboratory of Metallogenic Process and Resource Utilization of Metallic Minerals of Shangdong Province, Shandong Geological Sciences Institute, Shandong Jinan 250013, China)

On the basis of studying geological background of ore-forming, coupling of various tectonic events in time and space, time and space structures of gold deposit, internal relations and spatio-temporal relationship in Jiaodong area, the concept, characteristics and main forms of gold deposits in Jiaodong area have been introduced. The theoretical system of gold mineralization in Jiaodong area has been put forward, they are "four in one" tectonic superimposed metallogenic background, stretch-extrusion accordion style tectonic-magmatic-mineralization, and shell mantle fluid from many sources of ore-forming materials. The organic coupling of geological conditions, locations and material sources constitutes the system of metallogenic theory of gold deposits in Jiaodong area. This theory explains the formation of massive gold deposit in Jiaodong area. It is innovative achievement in the theoretical research of regional gold deposits.

Jiaodong gold deposit; theoretical system; four-in-one; extrusion-stretch; mineralization; crust mantle mixing; Jiaodong area in Shandong province

2017-01-17；

2017-04-15；编辑：王敏 基金项目：国家自然基金项目山东招远-平度断裂带夏甸金矿深部成矿特征研究(41572068)、全国矿产资源潜力评价项目之山东省成矿地质背景研究(1212010813014-01)、山东地质勘查基金项目(2012028，2012032)和山东省泰山学者建设工程专项项目

李洪奎(1962—)，男，山东昌乐人，研究员，主要从事地质调查、矿产资源勘查及矿床学研究工作；E-mail:lhklhk126@126.com

李洪奎，于学峰，禚传源，等.山东胶东金矿成矿理论体系[J].山东国土资源，2017,33(7)：1-6.LI Hongkui, YU Xuefeng, ZHUO Chuanyuan, ，etc.Metallogenic System of Jiaodong Gold Deposit in Shandong Province[J].Shandong Land and Resources, 2017,33(7)：1-6.

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