山東魯東碰撞造山型金礦成礦作用探討

李洪奎，李逸凡，耿科，禚傳源，張玉波，梁太濤

(1.山東省地質(zhì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究院，山東省金屬礦產(chǎn)成礦地質(zhì)過(guò)程與資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東濟(jì)南250013;2.山東大學(xué)土建與水利學(xué)院，山東 濟(jì)南250061)

山東魯東碰撞造山型金礦成礦作用探討

李洪奎1，李逸凡2，耿科1，禚傳源1，張玉波1，梁太濤1

(1.山東省地質(zhì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究院，山東省金屬礦產(chǎn)成礦地質(zhì)過(guò)程與資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東濟(jì)南250013;2.山東大學(xué)土建與水利學(xué)院，山東 濟(jì)南250061)

碰撞造山成礦作用是大陸動(dòng)力學(xué)研究的重要內(nèi)容，大地構(gòu)造相編圖是研究山東大陸塊體離散、會(huì)聚、碰撞、造山的大陸動(dòng)力學(xué)過(guò)程的主要載體和具體表達(dá)形式。作者在編制1∶50萬(wàn)山東省大地構(gòu)造相圖時(shí)發(fā)現(xiàn)，魯東地區(qū)中生代有兩次重要的碰撞造山事件——印支和燕山碰撞造山作用。印支造山作用主要表現(xiàn)為揚(yáng)子板塊向華北板塊俯沖，形成蘇魯高壓－超高壓變質(zhì)帶及同造山花崗巖及后造山高堿正長(zhǎng)巖;燕山造山作用的大陸動(dòng)力學(xué)環(huán)境起源于中亞－特提斯構(gòu)造域向?yàn)I太平洋構(gòu)造域轉(zhuǎn)化和太平洋板塊的俯沖，在魯東地區(qū)表現(xiàn)為三次造山和三次伸展，可分為造山早期玲瓏片麻狀花崗巖組合(J3)、造山中期郭家?guī)X花崗閃長(zhǎng)巖－花崗巖組合(K1)、造山晚期偉德山閃長(zhǎng)巖－花崗閃長(zhǎng)巖－花崗巖組合和后造山A型嶗山晶洞過(guò)堿性堿長(zhǎng)花崗巖－正長(zhǎng)花崗巖組合。造山中期郭家?guī)X花崗閃長(zhǎng)巖－花崗巖組合SHRIMP U-Pb年齡集中在130～126 Ma，與金礦的定位關(guān)系密切，而魯東金礦形成的年齡集中在120～115 Ma，基本代表了主成礦期的年齡。多金屬礦則與造山晚期偉德山閃長(zhǎng)巖－花崗閃長(zhǎng)巖－花崗巖組合有關(guān)，也是區(qū)內(nèi)金礦的疊加成礦期。魯東地區(qū)構(gòu)造－巖漿事件和金礦成礦作用受控于特提斯、古亞洲洋和太平洋三大構(gòu)造域的相互作用，金礦形成的動(dòng)力學(xué)背景是中生代構(gòu)造體制轉(zhuǎn)折和巖石圈減薄，起因?yàn)槿A北板塊與揚(yáng)子板塊碰撞及太平洋板塊的俯沖機(jī)制有關(guān)。

碰撞造山;造山期花崗巖;金礦;形成;動(dòng)力學(xué);山東魯東

山東魯東金礦礦集區(qū)面積不足全國(guó)大陸的0.2%，而黃金儲(chǔ)量占全國(guó)的四分之一，是我國(guó)最大的黃金礦集區(qū)(圖1)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，該區(qū)密集分布超大型金礦床5個(gè)，大和中型金礦床30多個(gè)，以及上百個(gè)小型金礦床和數(shù)百個(gè)金礦點(diǎn)，具有區(qū)域集中、規(guī)模大、儲(chǔ)量高和成礦期短的特點(diǎn)(翟明國(guó)等，2004)。就其內(nèi)部關(guān)系而言，魯東地區(qū)是一個(gè)復(fù)雜的開(kāi)放系統(tǒng)，具有殼幔組合的三維極不均一性、地殼運(yùn)動(dòng)的多旋回性、構(gòu)造格局立交橋式的疊層性、多階段巖漿活動(dòng)的旋進(jìn)性和多期成礦過(guò)程的繼承性。魯東金礦集中區(qū)是區(qū)域尺度地質(zhì)作用的產(chǎn)物，其形成、演化受大陸巖石圈和深斷裂控制，受太平洋板塊俯沖碰撞和地球動(dòng)力體制轉(zhuǎn)換制約，即與華北板塊與揚(yáng)子板塊碰撞及太平洋板塊的俯沖機(jī)制有關(guān)。

1 研究現(xiàn)狀與進(jìn)展

造山帶一詞最早出現(xiàn)于19世紀(jì)，主要被地形學(xué)家使用，后來(lái)也被地質(zhì)學(xué)家應(yīng)用，定義為在造山旋回中遭受了褶皺和其他變形的線狀區(qū)域(Margaret et al.，1973)，同時(shí)將造山作用定義為成山的過(guò)程(the process of formation of mountains)，它們可以分為形成階段的活動(dòng)帶和后造山過(guò)程形成的山帶。板塊構(gòu)造問(wèn)世以來(lái)，造山帶一詞即和板塊邊緣相聯(lián)系，并分為兩個(gè)基本類(lèi)型:陸－陸碰撞或陸－弧碰撞形成的以機(jī)械驅(qū)動(dòng)的碰撞造山和一個(gè)板塊向另一個(gè)板塊俯沖消亡的以熱力驅(qū)動(dòng)的俯沖造山(Deway，1972;Dewey and Kidd，1974)，分別稱(chēng)為科迪勒拉型和喜馬拉雅型。目前地質(zhì)學(xué)家在使用造山帶一詞時(shí)，雖然仍有將造山帶的概念沿用于地形學(xué)的成山作用，但大多研究者是將造山作用與板塊邊緣的會(huì)聚過(guò)程相聯(lián)系的。因此我們認(rèn)為造山作用應(yīng)限定在板塊構(gòu)造機(jī)制下的地質(zhì)塊體會(huì)聚的構(gòu)造過(guò)程，造山帶是在造山過(guò)程中形成的褶皺和其他變形的線狀區(qū)域，中國(guó)東部造山正是這一過(guò)程的綜合反映。

圖1 研究區(qū)地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)圖Fig.1 Geological sketch map of the study area

1.1 研究現(xiàn)狀

Goldfarb等(2001)和 Groves等(2003)發(fā)表了著名的造山帶金礦的論述，提出了與造山帶有關(guān)的金礦在全球范圍和從中太古代到整個(gè)顯生宙的地質(zhì)時(shí)期有廣泛的分布和周期性。國(guó)內(nèi)一些地質(zhì)學(xué)家也將魯東型金礦劃歸為造山帶型金礦(毛景文等，2003)，不少礦床學(xué)家曾嘗試借用基于大洋俯沖環(huán)境的斑巖銅礦模式，解釋大陸內(nèi)部古老碰撞造山帶的成礦作用和礦床分布(Mitchell，1974;Bromley，1975)，陳衍景(1995)以東秦嶺金礦床為例，提出了碰撞體制成礦流體演化的三階段模式，胡受奚等(1997)論證了陸－陸碰撞對(duì)華北地臺(tái)金礦形成的貢獻(xiàn)。魯安懷等(1998)通過(guò)大量研究，揭示山東文登南部的花崗巖類(lèi)、金礦床和有關(guān)流體等均由陸－陸碰撞所致。陳衍景等(1998)論證了華北花崗綠巖地體中的金礦床的成礦動(dòng)力學(xué)背景為中生代碰撞造山擠壓－伸展轉(zhuǎn)變期;碰撞造山成巖成礦模式的影響因素、變異模式和運(yùn)用方法、注意問(wèn)題等也得到了較為充分的討論(陳衍景，1998;陳衍景和楊澤軍，1998)。

1.2 研究進(jìn)展

自從碰撞造山成巖成礦模式被提出和例證(陳衍景和張程寧，1991;陳衍景等，1991;陳衍景和富士谷，1992)之后，華北克拉通金礦等被認(rèn)為主要形成于碰撞造山過(guò)程或與碰撞造山作用有關(guān)。目前，地質(zhì)學(xué)家們已基本不再懷疑碰撞造山成礦作用的客觀存在，而是開(kāi)始了成礦動(dòng)力學(xué)、礦床分布規(guī)律、成礦系列、找礦地球物理與地球化學(xué)標(biāo)志的研究。因此可以認(rèn)為，目前碰撞造山成礦作用的研究進(jìn)入到以成礦動(dòng)力學(xué)為中心的高級(jí)研究階段(陳衍景和富士谷，1992)。

2 碰撞造山作用

大陸動(dòng)力學(xué)是研究大陸塊體離散、匯聚、碰撞、造山等動(dòng)力學(xué)過(guò)程及機(jī)制的學(xué)說(shuō)(地球科學(xué)大辭典編委會(huì)，2006)，采用大地構(gòu)造相編圖是研究山東大陸塊體離散、會(huì)聚、碰撞、造山的大陸動(dòng)力學(xué)過(guò)程的主要載體和具體表達(dá)形式，潘桂棠等(2008)對(duì)大地構(gòu)造相的定義進(jìn)行了詳盡的說(shuō)明。作者編制完成的1∶50萬(wàn)山東省大地構(gòu)造相圖顯示，魯東地區(qū)中生代有兩次很重要的碰撞造山事件——印支和燕山碰撞造山作用。

2.1 印支造山作用

印支造山作用主要表現(xiàn)為揚(yáng)子板塊向華北板塊俯沖，形成蘇魯高壓－超高壓變質(zhì)帶及同造山花崗巖及后造山高堿正長(zhǎng)巖。

按山東省大地構(gòu)造相的劃分方案(李洪奎等，2010)，秦祁昆造山系相系(Ⅰ級(jí))進(jìn)一步分為大別－蘇魯結(jié)合帶大相(Ⅱ級(jí))、蘇魯高壓－超高壓變質(zhì)相(Ⅲ級(jí))和若干個(gè)亞相(Ⅳ級(jí))。對(duì)秦嶺－大別碰撞帶的研究結(jié)果表明:秦嶺－大別碰撞帶在三疊紀(jì)晚期最后完成碰撞、拼合，碰撞帶內(nèi)及其兩側(cè)的邊緣殘余海完全消失，大量的同碰撞期變質(zhì)和巖漿作用的年齡數(shù)據(jù)，均為240～210 Ma(李曙光等，1992，1993，1995;李錦軼，2001;王道軒等，2001)，顯示了三疊紀(jì)晚期完成拼合。代表晚古生代－早三疊世殘余洋殼的勉略－湖北隨州花山一帶蛇綠巖套，在中三疊世末期受到擠壓、碰撞，這是秦嶺－大別帶最后完成碰撞、拼合的主要表現(xiàn)(王道軒等，2001)。上述認(rèn)識(shí)與地質(zhì)方面的證據(jù)相吻合，已經(jīng)被多數(shù)地球科學(xué)工作者所接受。

魯東地區(qū)的印支造山作用大致經(jīng)歷了50 Ma強(qiáng)烈碰撞、俯沖和折返三個(gè)階段，其時(shí)限主要在250～200 Ma，主要造山作用為:250～230 Ma，華北板塊與揚(yáng)子板塊俯沖、碰撞，揚(yáng)子板塊俯沖華北板塊之下，在俯沖帶的前部和后部分別發(fā)生超高壓變質(zhì)和高壓變質(zhì)事件，疊加到前造山的角閃巖相變質(zhì)事件之上。230～210 Ma，揚(yáng)子板塊向華北板塊推擠、逆沖，榴輝巖向地表回歸，造山帶鄰近揚(yáng)子板塊一側(cè)變形強(qiáng)烈。同時(shí)形成柳林莊－寧津所同造山角閃石巖－閃長(zhǎng)巖－石英二長(zhǎng)巖組合，在榮成邢家?guī)r體變輝長(zhǎng)巖的SHRIMP鋯石U-Pb年齡(213±5)Ma、(211±5)Ma(張?zhí)锖蛷堅(jiān)罉颍?007)，紅門(mén)石巖體鋯石SHRIMP U-Pb年齡為(215±5)Ma(張?zhí)锖蛷堅(jiān)罉颍?007)。210～200 Ma，揚(yáng)子板塊向華北板塊大規(guī)模斜向逆沖推覆，深部榴輝巖同步向地表回歸，造山帶結(jié)構(gòu)分帶進(jìn)一步明顯化。210～200 Ma，進(jìn)入后造山拉張階段，形成槎山后造山高堿正長(zhǎng)巖組合，在葛箕巖體含斑中細(xì)粒正長(zhǎng)花崗巖鋯石SHRIMP U-Pb年齡為(205.7 ±1.4)Ma、(211.9 ±1.5)Ma(張?zhí)锖蛷堅(jiān)罉颍?007)，代表印支造山階段的結(jié)束，同時(shí)證明三疊紀(jì)末期已經(jīng)完成南北板塊的拼合，到侏羅紀(jì)－白堊紀(jì)時(shí)期應(yīng)力場(chǎng)與三疊紀(jì)已經(jīng)完全不同，進(jìn)而轉(zhuǎn)入燕山造山作用階段。

2.2 燕山造山作用

由伸展到擠壓一個(gè)連續(xù)的動(dòng)力學(xué)過(guò)程中所發(fā)生侵入巖漿作用作為一個(gè)旋回，它所代表的大地構(gòu)造意義是一個(gè)大洋盆地體系由打開(kāi)到閉合造山的全過(guò)程，或者是后造山伸展裂谷(包括海相和陸相)由開(kāi)裂到閉合造山的全過(guò)程。碰撞(包括同碰撞和后碰撞)造山之后(李繼亮，1992)(現(xiàn)在稱(chēng)后造山階段:post orogenic stage)大陸動(dòng)力學(xué)條件發(fā)生了變化，由擠壓變?yōu)樯煺?，形成了一套特定的侵入巖漿作用，表明侵入巖漿作用已經(jīng)進(jìn)入了另一個(gè)構(gòu)造巖漿旋回(肖慶輝等，2005)。

有資料表明，印支運(yùn)動(dòng)和燕山運(yùn)動(dòng)在魯東表現(xiàn)為二個(gè)截然不同的構(gòu)造體系域的特征，燕山造山作用的大陸動(dòng)力學(xué)環(huán)境起源于中亞－特提斯構(gòu)造域向?yàn)I太平洋構(gòu)造域轉(zhuǎn)化和太平洋板塊的俯沖，在魯東地區(qū)表現(xiàn)為三次造山和三次伸展。

①170～150 Ma時(shí)，太平洋板塊俯沖開(kāi)始，進(jìn)入燕山造山幕初始階段，與金礦有關(guān)的玲瓏－昆崳山造山早期片麻狀花崗巖組合(J3)對(duì)金礦形成初期富集，160～140 Ma年齡段與玲瓏花崗巖鋯石SHRIMP U-Pb年齡值相吻合。玲瓏花崗巖為基底巖系交代重熔的具繼承性演化的復(fù)式巖體，其形成時(shí)代可以代表魯東構(gòu)造體制轉(zhuǎn)變的起始時(shí)代，是魯東侏羅紀(jì)－白堊紀(jì)大規(guī)模巖漿活動(dòng)最早期形成的花崗巖體，標(biāo)志著構(gòu)造體制轉(zhuǎn)變的開(kāi)始，這與中國(guó)東部統(tǒng)一的以擠壓為主的動(dòng)力學(xué)背景相一致。

②135～120 Ma時(shí)，與金礦有關(guān)的燕山早－晚期郭家?guī)X造山中期弱片麻狀花崗閃長(zhǎng)巖－花崗巖組合，是魯東金礦的主成礦期。

③120～105 Ma時(shí)，偉德山造山晚期閃長(zhǎng)巖－花崗閃長(zhǎng)巖－花崗巖組合(K1)與銅、鉛鋅、鉬礦有關(guān)的造山晚期安山質(zhì)火山巖與淺成－超淺成石英閃長(zhǎng)玢巖－花崗閃長(zhǎng)斑巖－石英二長(zhǎng)玢巖組合(K1)，之后區(qū)域轉(zhuǎn)入伸展，出現(xiàn)白堊紀(jì)雙峰式組合。也是區(qū)內(nèi)金礦的疊加成礦期及多金屬礦的主成礦期。

④110～90 Ma時(shí)，出現(xiàn)后造山A型嶗山后造山晶洞過(guò)堿性堿長(zhǎng)花崗巖－正長(zhǎng)花崗巖組合侵入活動(dòng)，標(biāo)志著燕山造山過(guò)程的結(jié)束。

上述主要造山作用階段的動(dòng)力學(xué)特征可用模式圖2簡(jiǎn)要表述之。

3 與金礦有關(guān)的造山巖漿巖

在膠北地體內(nèi)，中生代花崗巖特別發(fā)育，其形成的動(dòng)力學(xué)環(huán)境與郯廬斷裂帶的形成和演化密不可分(李洪奎等，2009)?？蓪⑦@些花崗巖劃分為三大系列:①以玲瓏花崗巖為代表的片麻狀黑云母花崗巖系列，包括玲瓏、灤家河、磁山、昆崳山、鵲山、文登等大花崗巖基，其成因被認(rèn)為屬重熔型花崗巖系列;②以郭家?guī)X花崗閃長(zhǎng)巖為代表的花崗巖系列，包括郭家?guī)X、艾山等花崗巖，其成因被認(rèn)為屬同熔型花崗巖系列;③以嶗山堿性花崗巖為代表的A型花崗巖系列?，F(xiàn)將其與金成礦的關(guān)系及年代學(xué)制約等因素分別敘述如下。

3.1 造山早期玲瓏片麻狀花崗巖組合(J3)

該套侵入巖是燕山構(gòu)造旋回造山早期的花崗巖組合，為二長(zhǎng)花崗巖系列侵入巖(宋明春等，2009)，主要分布于玲瓏－平度地區(qū)和鵲山－昆崳山地區(qū)，總面積約3948 km2。早期為弱片麻狀含石榴二長(zhǎng)花崗巖類(lèi)，晚期為塊狀淺色二長(zhǎng)花崗巖類(lèi)，前者分布面積約占玲瓏花崗巖總面積的38%。各侵入體多組合成較大的復(fù)雜深成巖體(巖基)分布，主要巖體有:玲瓏巖體、昆崳山巖體、鵲山巖體、畢郭巖體。以玲瓏巖體和昆崳山巖體面積最大，組成最復(fù)雜。鋯石SHRIMP U-Pb年齡結(jié)果表明，玲瓏巖體形成于159～150 Ma之間。

圖2 主要造山作用階段演化模式圖Fig.2 Evolutionary patterns of main orogenic stages

主量元素化學(xué)成分，在(K2O+Na2O)-SiO2圖解上，投影在花崗巖區(qū);在K2O-Na2O圖解中，投點(diǎn)于鉀玄巖系列區(qū);在K2O-SiO2圖解上，投點(diǎn)于高鉀鈣堿性巖系列區(qū);在ACF圖解中投點(diǎn)于S型和Ⅰ型花崗巖界限附近。巖石化學(xué)成分中SiO2變化于71.86%～74.69%，Al2O3=12.96%～14.95%，MgO=0.04%～0.86%，顯示出高鋁低鎂的巖石化學(xué)特征。Na2O/K2O=0.71～1.24，多數(shù)樣品小于 1，屬鉀質(zhì)花崗巖。稀土配分型式顯示為輕稀土富集型，具負(fù)銪異常。微量元素中，Sr、Ba含量高(多數(shù)樣品Sr=425～561 μg/g，Ba=860～2036 μg/g)，Y、Yb 含量低(Y=3.09～25.40 μg/g，Yb=0.42～4.22 μg/g)。地球化學(xué)特征相似于埃達(dá)克巖，在(LaN/YbN)-YbN和(Sr/Y)-Y圖解中，多投點(diǎn)于埃達(dá)克巖范疇。

按照張旗等(2001)Sr＞ 400 μg/g、Yb ＜2 μg/g的劃分標(biāo)準(zhǔn)，玲瓏花崗巖絕大部分屬高Sr低Y花崗巖，張旗等認(rèn)為中國(guó)東部的這種花崗巖大體相當(dāng)于埃達(dá)克巖。然而，玲瓏花崗巖以常具較明顯的負(fù)銪異常和Al3O2一般不超過(guò)15%而區(qū)別于埃達(dá)克巖。

玲瓏花崗巖的早期單元常含石榴石，指示其為過(guò)鋁質(zhì)花崗巖類(lèi)。其Al2O3/(CaO+K2O+Na2O)(分子比)變化于0.95～1.10 之間，多數(shù)大于1，但均低于1.23，主要屬過(guò)鋁質(zhì)花崗巖。玲瓏巖體的8個(gè)鍶同位素樣品測(cè)定的87Sr/86Sr比值在0.710～0.718之間，屬于地殼部分熔融花崗巖范疇;石英的δ18O 值為 +7.47‰、+8.71‰、+9.21‰、+10.43‰，多屬正常δ18O范圍，指示巖漿為地殼熔融產(chǎn)物。上述特征指示玲瓏花崗巖系陸殼重熔型花崗巖(宋明春等，2009)。

玲瓏二長(zhǎng)花崗巖系列侵入巖，是一個(gè)成分變化不大、以結(jié)構(gòu)演化為主的侵入巖系列。自早到晚巖漿演化的總趨勢(shì)是:礦物成分中斜長(zhǎng)石與鉀長(zhǎng)石有互為消長(zhǎng)關(guān)系，化學(xué)成分SiO2含量總體遞減，而K2O+Na2O則呈遞增趨勢(shì)，巖石結(jié)構(gòu)由細(xì)?！屑?xì)?！辛！写至！鷤ゾЫY(jié)構(gòu)變化。

玲瓏花崗巖與金礦關(guān)系密切，焦家、三山島、玲瓏、大尹格莊、臺(tái)上、夏甸等大型金礦均賦存其內(nèi)。研究表明，金礦與巖體的邊緣相且具弱片麻狀構(gòu)造的巖性關(guān)系最為密切，是形成大型金礦的重要條件之一。

3.2 造山中期郭家?guī)X弱片麻狀花崗閃長(zhǎng)巖－花崗巖組合(K1)

該套侵入巖是燕山構(gòu)造旋回造山中期的花崗巖組合，其巖性為二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖－石英二長(zhǎng)巖－花崗閃長(zhǎng)巖－二長(zhǎng)花崗巖系列侵入巖，主要分布于萊州、棲霞、蓬萊等地，總面積514 km2。因郭家?guī)X花崗巖與金礦關(guān)系密切，為歷代地質(zhì)工作者所重視，因此研究程度很高。

郭家?guī)X花崗巖不連續(xù)分布，從西向東具一定規(guī)模的巖體有:倉(cāng)上巖體、上莊巖體、北截巖體、叢家?guī)r體、曲家?guī)r體、郭家?guī)X巖體、范家店巖體及澤頭巖體。郭家?guī)X巖體11個(gè)巖漿鋯石SHRIMP U-Pb年齡集中在130～126 Ma，為早白堊世早期。

主量元素化學(xué)成分，在(K2O+Na2O)-SiO2圖解上，投影在二長(zhǎng)巖、正長(zhǎng)巖和花崗巖區(qū)。在 K2ONa2O圖解中，投點(diǎn)于鉀玄巖系列區(qū);在K2O-SiO2圖解上，多數(shù)樣品投點(diǎn)于高鉀鈣堿巖系列區(qū)，個(gè)別樣品投點(diǎn)于橄欖安粗巖系列區(qū);在ACF圖解中多投點(diǎn)于Ⅰ型花崗巖區(qū)，反映了源區(qū)總體以火成巖為主。巖石化學(xué)成分中 SiO2變化于 56.29%～71.77%，Al2O3=13.21%～17.15%，MgO=0.37%～4.19%，Na2O/K2O=0.85～1.48，多數(shù)樣品大于 1，主要屬鈉質(zhì)花崗巖。稀土配分型式顯示為輕稀土富集型，沒(méi)有銪異常。微量元素Sr多大于700 μg/g，Ba多大于500 μg/g。這種地球化學(xué)特征與太古宙TTG巖系、埃達(dá)克巖和科迪勒拉安第斯等地的Na質(zhì)花崗巖及高Ba、Sr花崗巖相似，在(LaN/YbN)-YbN和(Sr/Y)-Y圖解中，樣品投點(diǎn)于埃達(dá)克巖區(qū)和其附近。

郭家?guī)X花崗巖的Sr同位素組成變化范圍較大，87Sr/86Sr比值介于 0.7028～0.7160 之間，表明巖漿不可能來(lái)自統(tǒng)一的源區(qū);δ18O值為+9.4‰～+11.5‰，多為高δ18O花崗巖類(lèi)，反映其源巖中有較多殼源物質(zhì)。郭家?guī)X花崗巖與典型的埃達(dá)克巖相比K2O明顯偏高，Al2O3、MgO偏低，反應(yīng)它們的成因機(jī)制不同?；◢弾r中含有較多的暗色閃長(zhǎng)質(zhì)包體，這些包體的巖石學(xué)、地球化學(xué)及副礦物組合表明幔源物質(zhì)參與成巖作用。地幔物質(zhì)直接或間接參與花崗巖成巖作用有兩種可能機(jī)制，即幔源巖漿和殼源巖漿的混合或者早期幔源巖漿底侵形成的新生鎂鐵質(zhì)下地殼。郭家?guī)X花崗巖中有較多幔源閃長(zhǎng)質(zhì)包體，因此認(rèn)為郭家?guī)X花崗巖是由殼?；旌蠋r漿經(jīng)歷結(jié)晶分異形成(宋明春等，2009)。

巖體就位受控于近東西向基底構(gòu)造或承襲了激活的基底構(gòu)造，如倉(cāng)上、上莊、北截、叢家、曲家和郭家?guī)X等巖體正好在83°走向線上呈串珠狀產(chǎn)出，地球物理資料表明其深部連為一體。

郭家?guī)X超單元處于構(gòu)造較穩(wěn)定的膠北斷隆內(nèi)部，金礦與巖體的分布形影不離，郭家?guī)X巖體的存在是尋找金礦的重要標(biāo)志。

對(duì)于膠東金礦的形成深度，前人通常采用壓力/比重的深度換算方法，得出的成礦深度為4～6 km，認(rèn)為是中深成礦。膠東金礦這些差別變化主要是由于控礦和成礦斷裂構(gòu)造性質(zhì)及部位不同，而不僅是成礦深度不同造成的(鄧軍等，1999;呂古賢，1995a，1995b，1997;呂古賢等，2000，2003)。顯然，在估測(cè)成礦深度時(shí)，要考慮構(gòu)造因素。

3.3 造山晚期偉德山閃長(zhǎng)巖－花崗閃長(zhǎng)巖－花崗巖組合(K1)

該套侵入巖是燕山構(gòu)造旋回造山晚期的花崗巖組合，系閃長(zhǎng)巖－石英二長(zhǎng)巖－花崗閃長(zhǎng)巖－二長(zhǎng)花崗巖系列侵入巖。廣泛分布于魯東地區(qū)，總面積約2662 km2，常構(gòu)成規(guī)模較大的復(fù)式巖體，著名的有偉德山巖體、院格莊巖體、南宿巖體、牙山巖體、艾山巖體、龍王山巖體、三佛山巖體、海陽(yáng)巖體、大山巖體，各巖體大致呈NE向串珠狀分布。其中二長(zhǎng)花崗巖分布面積約占總面積的51%，石英二長(zhǎng)巖類(lèi)約占46%。偉德山巖體9個(gè)鋯石SHRIMP U-Pb年齡集中在118～111 Ma，說(shuō)明其主體形成于早白堊世。

主量元素化學(xué)成分，在(K2O+Na2O)-SiO2圖解上，主要投點(diǎn)于二長(zhǎng)巖、正長(zhǎng)巖和花崗巖區(qū)，少量投于二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖和花崗閃長(zhǎng)巖區(qū);在K2O-Na2O圖解中，投點(diǎn)于鉀玄巖系列區(qū);在K2O-SiO2圖解上，投點(diǎn)于高鉀鈣堿性系列和橄欖安粗巖系列區(qū);在ACF圖解中投點(diǎn)于I型S型花崗巖界限附近。巖石化學(xué)成分中 SiO2變化于 53.64%～75.90%，Al2O3=12.63%～18.46%，Na2O+K2O=6.58%～11.62%，Na2O/K2O=0.54～1.57(多數(shù)小于 1)，A/CNK 多數(shù)樣品大于1.1，巖石化學(xué)成分顯示了I型花崗巖特點(diǎn)和鈣堿性巖演化特征。由早期侵入體向晚期侵入體巖石化學(xué)成分表現(xiàn)為，由富Fe、Mg向富堿質(zhì)和由富Ca向富Na、K演化的趨勢(shì)。稀土配分型式顯示為輕稀土富集銪虧損型。微量元素Ba=10～8070 μg/g，在149件樣品中，除10件樣品外Ba含量均大于500 μg/g，屬高Ba花崗巖類(lèi)。

δ18O在+1.3‰～+8‰之間，屬低－正常類(lèi)型δ18O花崗巖類(lèi)，指示巖漿中有幔源組分。據(jù)黃潔等(2005)研究，該區(qū)巖漿巖的87Sr/86Sr=0.7075～0.7091，與Ⅰ型花崗巖的上限ISr值相似;εNd值很低(－19.2～－15.3)，具有地殼物質(zhì)部分熔融成因特點(diǎn)。

地球化學(xué)特征指示偉德山花崗巖具有幔源和殼源成因雙重特點(diǎn)?；◢弾r中含有大量微粒閃長(zhǎng)質(zhì)包體，這些包體不僅具有明顯的巖漿結(jié)構(gòu)，而且包體內(nèi)部出現(xiàn)與圍巖性質(zhì)相同的斑點(diǎn)狀酸性花崗質(zhì)成分以及鉀長(zhǎng)石斑晶，從包體形態(tài)及與寄主巖邊界關(guān)系來(lái)看有機(jī)械和化學(xué)混合過(guò)程的存在。寄主巖礦物特征方面，長(zhǎng)石發(fā)育環(huán)帶，而邊緣環(huán)帶有黑云母呈環(huán)帶分布，顯示出巖漿有過(guò)化學(xué)成分混合的過(guò)程。包體礦物特征方面，斜長(zhǎng)石多出現(xiàn)暗化邊為特點(diǎn)的環(huán)帶結(jié)構(gòu)，以及磷灰石呈細(xì)長(zhǎng)的針狀顯示出有巖漿過(guò)冷卻和巖漿混合的痕跡。這些特征均說(shuō)明巖體具巖漿混合成因特點(diǎn)，即偉德山花崗巖是由殼源酸性巖漿與幔源基性巖漿混合形成。

根據(jù)礦物溫壓計(jì)和礦物包裹體估算巖漿的溫度在800℃左右，壓力在0.1 GPa左右，推算形成深度大約在30 km左右，這一深度應(yīng)該位于殼幔邊界附近，因此推測(cè)偉德山花崗巖酸性端元源區(qū)應(yīng)位于殼幔邊界附近。魯東地區(qū)白堊紀(jì)殼?；旌显椿◢弾r與侏羅紀(jì)來(lái)自于基性下地殼熔融的花崗閃長(zhǎng)巖巖漿形成深度的差異，暗示了該地區(qū)中生代巖石圈減薄作用在127～105 Ma達(dá)到最大(宋明春等，2009)。

4 造山型金礦成礦事件

魯東金礦的形成與中生代主造山事件的巖漿活動(dòng)有關(guān)，而這一過(guò)程與中國(guó)東部動(dòng)力學(xué)體制轉(zhuǎn)換有關(guān)。對(duì)于華北東部巖石圈減薄的時(shí)代，大量研究從不同角度限定了中生代構(gòu)造體制轉(zhuǎn)換和巖石圈減薄的時(shí)限，總的認(rèn)為，華北東部構(gòu)造體制轉(zhuǎn)換的峰期時(shí)限始于160～140 Ma，結(jié)束于110～100 Ma，峰值是120 Ma。宋明春等(2009)對(duì)山東177個(gè)中生代巖漿巖K-Ar同位素年齡數(shù)據(jù)和112件U-Pb同位素年齡數(shù)據(jù)分別統(tǒng)計(jì)表明:巖漿巖同位素年齡形成3個(gè)集中段:230～200 Ma、160～140 Ma和135～90 Ma，指示山東省經(jīng)歷了三疊紀(jì)、侏羅紀(jì)和白堊紀(jì)3個(gè)巖漿活動(dòng)階段。作者對(duì)魯東地區(qū)新近獲得的SHRIMP年齡統(tǒng)計(jì)表明(表1):晚侏羅世至白堊紀(jì)是魯東巖漿活動(dòng)的鼎盛時(shí)期，SHRIMP年齡集中在160～110 Ma，其中在160～150 Ma、130 Ma和120～110 Ma構(gòu)造三次強(qiáng)烈?guī)r漿侵入事件。

4.1 早期成礦事件

三疊紀(jì)末期華北板塊與揚(yáng)子板塊的碰撞造山作用完成南北板塊的拼合，至侏羅紀(jì)時(shí)，魯東地區(qū)一方面受到華北與揚(yáng)子板塊后碰撞的擠壓作用，另一方面受太平洋伊佐奈岐板塊向NW方向運(yùn)移的影響，呈現(xiàn)隆起剝蝕狀態(tài)。同時(shí)，這種雙重大地構(gòu)造背景形成了具有碰撞后的抬升和大陸弧特點(diǎn)的高鍶花崗巖。早侏羅世末，郯廬斷裂開(kāi)始產(chǎn)生并發(fā)生左行平移運(yùn)動(dòng)，玲瓏巖體、昆崳山巖體強(qiáng)力侵位。玲瓏花崗巖為過(guò)鋁質(zhì)花崗巖和鉀質(zhì)花崗巖，以具較明顯的負(fù)銪異常和鋁含量較低區(qū)別于埃達(dá)克巖(張旗等，2001)，是陸殼重熔型花崗巖(宋明春等，2009)。由于斷裂的剪切深熔作用，產(chǎn)生剪切深熔型花崗巖和相關(guān)脈巖，太古宙－元古宙綠巖地體強(qiáng)烈活化改造，其內(nèi)金及相關(guān)元素被激活，并向流體相運(yùn)移，在玲瓏巖體、昆崳山巖體內(nèi)、外接觸帶尤其是玲瓏巖體與結(jié)晶基底形成的接觸帶處為金質(zhì)聚集的有利場(chǎng)所。

(1)轉(zhuǎn)引自:山東省地質(zhì)調(diào)查院.2009.山東省侵入巖形成年代及期次劃分研究報(bào)告.(2)轉(zhuǎn)引自:山東省地質(zhì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究院.2010.山東省大地構(gòu)造相研究報(bào)告.

4.2 主成礦事件

白堊紀(jì)是中國(guó)東部構(gòu)造體制轉(zhuǎn)換的重要時(shí)期，表現(xiàn)為強(qiáng)烈的巖石圈減薄，構(gòu)造巖漿活動(dòng)非常活躍。在早白堊世，魯東發(fā)育了與巖石圈減薄有關(guān)的大規(guī)模巖漿作用、大范圍盆地?cái)嘞?、高?qiáng)度金礦成礦爆發(fā)、高速度地殼隆升、多期次幔源巖漿活動(dòng)和多式樣脆性斷裂切割等地質(zhì)構(gòu)造事件。研究表明:白堊紀(jì)時(shí)期魯東地區(qū)造山擠壓和伸展事件頻發(fā)，主成礦事件與擠壓向拉張作用轉(zhuǎn)換有關(guān)。130～126 Ma郭家?guī)X巖體在擠壓作用下強(qiáng)力定位，并伴有快速隆升，之后轉(zhuǎn)入拉張，金礦在這一時(shí)期沿構(gòu)造有利部位定位。在擠壓作用向拉張作用轉(zhuǎn)換的過(guò)渡階段，魯東地區(qū)花崗巖化作用強(qiáng)烈，NE向構(gòu)造巖漿帶發(fā)育成熟，此時(shí)，真空泵吸作用促使成礦流體進(jìn)入剪切裂隙系統(tǒng)，使其成為礦化熱液最佳吸收帶，造成含礦熱液大量釋放，形成了魯東金礦集中區(qū)(鄧軍等，1999)。在120 Ma左右魯東地區(qū)發(fā)生了大規(guī)模金礦成礦作用，形成的金礦床具有區(qū)域集中、規(guī)模大、富集強(qiáng)度高和成礦期短的特點(diǎn)(張旗等，2001)，這與區(qū)內(nèi)基礎(chǔ)地質(zhì)事件相吻合。據(jù)呂古賢等(1995a，1995b，1997，2000，2003)的研究:成礦期構(gòu)造應(yīng)力值明顯低于成礦前古應(yīng)力值，與金礦有關(guān)的成礦期差應(yīng)力為256.84 ×105～451.78×105Pa，成礦時(shí)代為125.8～105.0 Ma。而據(jù)范宏瑞(2009)資料，金青頂金礦成礦年齡為121～117 Ma，鄧格莊金礦為120 Ma，與上述結(jié)論相一致。其主成礦期可用圖3模式來(lái)表達(dá)。

4.3 疊加成礦事件

早白堊世晚期，太平洋區(qū)板塊運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變，由原來(lái)的伊佐奈岐板塊向NNW俯沖擠壓變?yōu)樘窖蟀鍓K的NWW向運(yùn)動(dòng)，郯廬斷裂帶發(fā)生右旋壓扭性活動(dòng)。魯東地區(qū)的構(gòu)造狀態(tài)已從NW-SE向擠壓轉(zhuǎn)為SE-NW向拉張。118～111 Ma時(shí)，偉德山造山晚期閃長(zhǎng)巖－花崗閃長(zhǎng)巖－花崗巖組合定位，也是區(qū)內(nèi)金礦的疊加成礦期及多金屬礦的主成礦期。110～90 Ma時(shí)，出現(xiàn)后造山A型嶗山晶洞過(guò)堿性堿長(zhǎng)花崗巖－正長(zhǎng)花崗巖組合侵入活動(dòng)，代表了大規(guī)模的伸展作用(洪大衛(wèi)等，2007)，標(biāo)志著燕山造山過(guò)程的結(jié)束。

5 主造山動(dòng)力學(xué)機(jī)制探討

圖3 山東膠東地區(qū)金礦成礦模式簡(jiǎn)圖Fig.3 Metallogenic model for the gold deposits in Shandong peninsula

山東陸塊區(qū)是一個(gè)鑲嵌、疊覆、年輕但又保存了幾乎所有地質(zhì)時(shí)期形成的地質(zhì)記錄的塊體，其形成演化涉及多個(gè)動(dòng)力學(xué)體制，具有獨(dú)特的地球動(dòng)力學(xué)背景，因而具有豐富多彩的大地構(gòu)造組合和疊覆。山東是一系列不同起源且經(jīng)歷了不同演化的微大陸及地塊經(jīng)多期增生和碰撞而形成的復(fù)合大陸(李洪奎等，2009，2010)，其漫長(zhǎng)的板塊構(gòu)造演化明顯具有階段性。中生代晚期(尤其是白堊紀(jì))是本區(qū)板塊構(gòu)造演化史上的一個(gè)重要轉(zhuǎn)換期(宋明春等，2009)。這種變化集中表現(xiàn)在中國(guó)及鄰區(qū)構(gòu)造演化由原來(lái)的南、北分異，轉(zhuǎn)變?yōu)闁|、西分異，西部以構(gòu)造的繼承性為特色，東部則以新生構(gòu)造起了主要作用。而中生代構(gòu)造體制轉(zhuǎn)換，總體表現(xiàn)為陸內(nèi)伸展和與地幔隆起相伴的大規(guī)模巖石圈減薄，及由EW向到NNE向的盆嶺格局重組。對(duì)華北東部中生代構(gòu)造格局研究表明，從巖石圈深部物質(zhì)上涌開(kāi)始到地殼淺表層響應(yīng)為止，都記錄了華北早中生代所經(jīng)歷的構(gòu)造體制轉(zhuǎn)換的重大變革，中生代巖石圈減薄在魯東地區(qū)表現(xiàn)得尤為明顯。

魯東大規(guī)模成礦時(shí)代為中生代，控礦圍巖為魯東克拉通基底巖系，控礦熱力學(xué)條件是中生代巖漿，成礦的動(dòng)力學(xué)過(guò)程受華北東部中生代構(gòu)造體制制約(鄧軍等，1999;鄧晉福等，1994，2004)。這一罕見(jiàn)的陸內(nèi)動(dòng)力學(xué)過(guò)程，已經(jīng)引起地學(xué)界的高度重視。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，中國(guó)大陸處于特提斯、古亞洲洋和太平洋三大構(gòu)造域的結(jié)合部位，它們的相互作用及陸內(nèi)過(guò)程，都影響著中國(guó)東部大陸，而魯東地區(qū)構(gòu)造－巖漿事件也受控于該動(dòng)力學(xué)機(jī)制(邱連貴等，2008)。中生代是魯東金礦最重要的構(gòu)造成巖成礦期，其金礦主成礦期為120 Ma(李洪奎等，2009)，金礦形成與基底巖系活化改造、同造山期花崗巖的形成關(guān)系密切。

6 結(jié) 論

(1)魯東地區(qū)中生代有兩次重大的碰撞造山事件，一是印支造山事件，二是燕山造山事件。印支造山作用主要表現(xiàn)為揚(yáng)子板塊向華北板塊俯沖，形成蘇魯高壓－超高壓變質(zhì)帶及同造山花崗巖及后造山高堿正長(zhǎng)巖;燕山造山作用的大陸動(dòng)力學(xué)環(huán)境起源于中亞－特提斯構(gòu)造域向?yàn)I太平洋構(gòu)造域轉(zhuǎn)化和太平洋板塊的俯沖，在魯東地區(qū)表現(xiàn)為三次造山和三次伸展。

(2)魯東金礦形成的動(dòng)力學(xué)背景是中生代構(gòu)造體制轉(zhuǎn)換和巖石圈減薄，起因?yàn)槿A北板塊與揚(yáng)子板塊碰撞及太平洋板塊的俯沖機(jī)制有關(guān)?？煞譃樵焐皆缙诹岘嚻闋罨◢弾r組合(J3)、造山中期郭家?guī)X花崗閃長(zhǎng)巖－花崗巖組合(K1)、造山晚期偉德山閃長(zhǎng)巖－花崗閃長(zhǎng)巖－花崗巖組合和后造山A型嶗山晶洞過(guò)堿性堿長(zhǎng)花崗巖－正長(zhǎng)花崗巖組合。

(3)造山中期郭家?guī)X花崗閃長(zhǎng)巖－花崗巖組合SHRIMP鋯石U-Pb年齡集中在130～126 Ma，與金礦的定位關(guān)系密切，而魯東金礦形成的年齡集中在120～115 Ma，基本代表了主成礦期的年齡。而多金屬礦則與造山晚期偉德山閃長(zhǎng)巖－花崗閃長(zhǎng)巖－花崗巖組合有關(guān)，也是區(qū)內(nèi)金礦的疊加成礦期。

(4)魯東地區(qū)構(gòu)造－巖漿事件和金礦成礦作用受控于特提斯、古亞洲洋和太平洋三大構(gòu)造域的相互作用，是導(dǎo)致區(qū)內(nèi)大規(guī)模成礦的動(dòng)力學(xué)條件。

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Study on the Orogenic Type Gold Deposits in Eastern Shandong Province

LI Hongkui1，LI Yifan2，GENG Ke1，ZHUO Chuanyuan1，ZHANG Yubo1and LIANG Taitao1
(1.Shandong Province Experimental Institute of Geological Sciences，Key Laboratory of Metallogenic Process and Resource Utilization of Metallic Minerals of Shangdong Province，Jinan250013，Shandong，China;2.Civil and Hydraulic Institute，Shandong Universty，Jinan250061，Shandong，China)

The mineralization during collision orogenesis is an important part of continental dynamic study.Mapping of the tectonic phases(1∶500000)was used to study the dispersion，convergence，collision and orogeny of the continental block in Shandong Province.Duringthe mapping of tectonic phases in Shandong Province，we found that there are two important Mesozoic collision events in Eastern Shandong Province——Indosinian and Yanshannian collision.Indosinian collision orogeny was resulted from the subduction of the Yangtze plate beneath North China plate，which led to the formation of the Sulu high pressure-ultra-high pressure metamorphic belt，synorogenic granites and post-orogenic high-alkali syenites;the Yanshannian collision orogeny originated from the transformation of central Asia-Tethyan tectonic region to the coastal Pacific tectonic plate，and the subduction of the Pacific plate，which is demonstrated as three phases of orogeny and extensions in Eastern Shandong Province.Four sets of granitoids associated with orogenesis can be discerned，i.e.，the Linglong gneissic granites of early orogenic period(J3)，the Guojialing granodiorite-granite of the middle orogenic period(K1)，the Weideshan diorite-granodoritegranite of the late orogenic period，and in the Laoshan A-type granites of the post-orogenic.SHRIMP U-Pb age of the Guojialing orogenic granodiorite-granite assemblage in middle orogenic period is 130～126 Ma，which is closely related to gold mineralization.The ore-forming age of the gold deposits in Eastern Shandong is 120～115 Ma，which basically represents the main ore forming period.Poly-metallic mineralization is closely related to the Weideshan diorite-granodiorite-granite of late orogenic period which is a period of superimposed gold mineralization in the region.Tectonic-magmatic events and gold mineralization are controlled by the interaction of Tethys，Paleo-Asian Ocean and the Pacific tectonic regions.Dynamic background of the gold mineralization was the transition of Mesozoic tectonic regime and lithospheric thinning，which was resulted from the collision bewteen North China plate and Yangtze plate and subduction of the Pacific plate.

collision orogeny;orogenic granite;gold;formation;dynamics;Eastern Shandong Province

P541;P611.1

A

1001-1552(2011)04-0533-010

2010－09－11;改回日期:2011－07－21

項(xiàng)目資助:本文為全國(guó)礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)項(xiàng)目之山東省成礦地質(zhì)背景研究(編碼:1212010813014-01)的成果。

李洪奎(1962－)，男，博士，研究員，主要從事區(qū)域地質(zhì)調(diào)查、礦產(chǎn)資源勘查評(píng)價(jià)。Email:lhklhk126@126.com