地殼深部結(jié)構(gòu)探測啟示與山東中生代金成礦的主要科學問題討論

單偉，于學峰，熊玉新，張偉，李小偉，馬祥縣，遲乃杰，程偉，舒磊

(1.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)科學研究院，山東 濟南 250013；2.自然資源部海岸帶科學與綜合管理重點實驗室，山東 青島 266061；3.地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國家重點實驗室，中國地質(zhì)大學地球科學與資源學院，北京 100083)

0 引言

中生代燕山期是中國東部內(nèi)生礦床大規(guī)模成礦期[1]。山東省域內(nèi)發(fā)育了大量金、銅、鐵、鉛鋅、銀及稀土等類型各樣的多金屬內(nèi)生礦床。其中金礦以礦床分布廣泛而密集，資源儲量巨大等特征成為山東省的優(yōu)勢礦產(chǎn)。眾多的研究嘗試從不同的角度闡述這種大規(guī)模密集成礦的地質(zhì)過程和成因機制。研究內(nèi)容涉及成礦大地構(gòu)造環(huán)境的判別、成礦地質(zhì)條件的組成、成礦動力學來源及成礦機制等。研究成果對山東省域內(nèi)尤其是膠東地區(qū)中生代的金成礦過程進行了多角度刻畫，同時也存在一些爭議。

2012年以來，研究團隊在膠西北金礦集區(qū)開展了地殼深部結(jié)構(gòu)探測工作，取得了一系列的對膠北地塊地殼結(jié)構(gòu)的認識成果，初步展現(xiàn)了地殼結(jié)構(gòu)對構(gòu)造活動和巖漿活動的成因約束。同時，筆者還承擔了《中國地質(zhì)礦產(chǎn)志山東省貴金屬卷》的編撰工作，系統(tǒng)梳理了山東省域內(nèi)金礦床的時空分布規(guī)律。在以上工作中筆者認識到：中生代晚期，在以燕山運動為代表的大地構(gòu)造環(huán)境中，山東省域內(nèi)不同大地構(gòu)造單元內(nèi)的構(gòu)造活動、巖漿活動以及成礦作用，存在內(nèi)在的成因聯(lián)系，暨板塊擠壓過程中，巖石圈發(fā)生了廣泛的剪切破裂；以此為前提，可以更好的架構(gòu)燕山期的構(gòu)造、巖漿、成礦過程，闡述不同構(gòu)造單元內(nèi)的內(nèi)生礦床成礦機理。

本文以膠西北地區(qū)開展的地殼結(jié)構(gòu)探測研究成果為依據(jù)，以中生代不同區(qū)域內(nèi)金成礦特征為基礎(chǔ)，從成礦系統(tǒng)的構(gòu)成角度初步梳理和提出了金成礦過程研究中仍存在的亟待解決的問題，并希望在未來的工作中逐步進行解答，以更好的闡述這一地質(zhì)過程。

1 深部探測啟示

研究團隊以膠西北金礦集區(qū)內(nèi)的三山島斷裂、焦家斷裂、招平斷裂三大賦礦斷裂構(gòu)造帶為目標，開展了以高精度反射地震為主的地殼結(jié)構(gòu)探測和成礦機理研究[2-3]。研究工作初步建立了該區(qū)域莫霍面以淺的地殼結(jié)構(gòu)框架，形成了以下認識：①膠北地塊以玲瓏巖體為代表的玲瓏期巖基狀巖漿巖呈層狀分布；郭家?guī)X期、偉德山期等殼幔混源的巖株狀巖漿巖呈點—線狀分布并形成了構(gòu)造巖漿巖帶；兩者具有顯著的成因機制差異和形態(tài)特征區(qū)別。②識別出小位移量超殼走滑斷裂束，明確了該時期存在廣泛分布的走滑斷裂構(gòu)造系統(tǒng)，剪切走滑機制對膠西北礦集區(qū)構(gòu)造格架的形成起到控制作用。③以走滑斷裂為主導的構(gòu)造體系、巖漿體系以及成礦作用間存在時空耦合關(guān)系。④區(qū)內(nèi)大型賦礦斷裂多為地殼淺層的斷裂系統(tǒng)，深部存在隱伏巖體并聯(lián)通走滑斷裂。

以上認識成果形成了以下立論基礎(chǔ)：①在構(gòu)造-巖漿活動耦合性研究方面，建立了基于陸內(nèi)造山和巖石圈破裂不同成因機制的構(gòu)造、巖漿活動的成因聯(lián)系，揭示了殼-幔巖漿作用的通道，為該區(qū)域中生代巖漿巖的成因判別提供了形態(tài)學的依據(jù)，為巖漿巖成因研究提供了新的證據(jù)。②在控礦構(gòu)造系統(tǒng)研究方面，形成了新的與中國東部剪切陸緣環(huán)境相協(xié)調(diào)的區(qū)域構(gòu)造格架認識，解釋了早期提出的膠北地塊金礦床“南北成串、東西呈帶”空間分布特征的形成機制，揭示了地殼內(nèi)不同尺度、不同類型、不同成因的斷裂構(gòu)造在成礦過程中的差異。③在礦床成因研究方面，顯示了內(nèi)生熱液礦床與巖漿活動的密切關(guān)聯(lián)，勾勒出以巖漿活動為主導的成礦系列特征，展現(xiàn)了巖漿演化過程、成礦流體屬性和演化過程、不同礦種間的成因聯(lián)系。

以上認識也為開展成礦系統(tǒng)研究奠定了基礎(chǔ)框架：中生代以走滑斷裂為框架的構(gòu)造體系串聯(lián)了巖漿活動與成礦作用，并共同構(gòu)成了具有時空耦合關(guān)系和內(nèi)在成因聯(lián)系的具有成礦功能的自然系統(tǒng)——成礦系統(tǒng)；超殼的走滑斷裂、殼-?；煸吹膸r漿體系以及地殼淺層的構(gòu)造體系作為成礦系統(tǒng)的必要構(gòu)成要素，為成礦系統(tǒng)構(gòu)成模式的建立和不同成礦系統(tǒng)的鑒別提供了依據(jù)。

2 內(nèi)生金礦床成礦規(guī)律及認識基礎(chǔ)

2.1 金成礦的空間分布特征

山東省中生代內(nèi)生金礦床在全省基巖出露區(qū)呈現(xiàn)廣泛的分布特征。截至2019年12月底，山東省域內(nèi)發(fā)現(xiàn)金礦產(chǎn)地292處，除少數(shù)的次生礦床和成因有待確定的礦床外，絕大部分金礦床為內(nèi)生礦床。

金礦床廣泛分布于山東省域內(nèi)的魯西地塊、膠北地塊和膠南威海造山帶等三大構(gòu)造單元內(nèi)；在膠北地塊和膠南威海造山帶內(nèi)，形成連片的金礦密集分布區(qū)；在魯西地塊內(nèi)，則分布于獨立的金礦田內(nèi)。基于對大地構(gòu)造單元和成礦規(guī)律的認識，金成礦區(qū)帶可劃分為2個成礦省、3個成礦區(qū)(帶)、12個礦集區(qū)(礦田)(表1)。在該成礦區(qū)帶的劃分中，雖然部分具有成因聯(lián)系的成礦區(qū)帶受大地構(gòu)造單元劃分的限制存在人為的分割現(xiàn)象，但成礦作用受構(gòu)造控制的總體規(guī)律是顯著的。典型代表如：著名的郯廬斷裂帶作為中國東部的一條大型構(gòu)造-巖漿-成礦作用分布帶，在山東省域內(nèi)控制了銅井、沂水以及七寶山等礦集區(qū)的分布；牟平-即墨斷裂帶作為膠北地塊與膠南-威海造山帶間分化斷裂，控制了膠萊盆地東北緣礦集區(qū)以及鄰近的金牛山礦集區(qū)；以上礦集區(qū)雖在Ⅳ級成礦亞帶劃分中分屬不同的大地構(gòu)造單元，但均顯示了成礦作用沿大型走滑斷裂分布的特征。

表1 山東省金礦成礦區(qū)帶劃分表

2.2 金成礦的時間分布特征

山東省域內(nèi)的內(nèi)生金成礦作用發(fā)育于燕山期，集中爆發(fā)于燕山晚期，是中國東部大規(guī)模成礦事件的重要組成部分。大量的測年數(shù)據(jù)顯示，除了魯西銅石地區(qū)的金成礦處于燕山早期以外，其他內(nèi)生金礦主成礦期均處于燕山晚期。

在魯西地區(qū)，雖然金礦床相對較少，但成礦年齡數(shù)據(jù)卻較分散。銅石地區(qū)歸來莊金礦的成礦時間受巖漿活動和地層限定，約在170～160Ma[4]；沂源金家山地區(qū)金、多金屬礦相關(guān)的閃長玢巖中斜長石的K-Ar年齡為141Ma；沂南地區(qū)金礦成礦時代為128～121Ma[5]；龍寶山含礦石英脈中測得鉀長石K-Ar年齡為96.2Ma[5-6]；沂沭斷裂帶內(nèi)與金礦成礦相關(guān)的巖脈成巖時代為(131±2)Ma；七寶山金礦單顆粒黃鐵礦Rb-Sr年代117Ma。

在膠東地區(qū)，由于礦床眾多，金成礦年齡數(shù)據(jù)豐富，依據(jù)已有的數(shù)據(jù)統(tǒng)計金礦床的成礦期主要集中于105～130Ma之間[7]。

除金成礦作用外，同時期的巖漿活動還形成了矽卡巖型鐵、銅、鉛鋅、鉬以及稀土礦床，部分礦種之間存在成礦作用的疊加，形成了共、伴生礦。在魯西地區(qū)，這些多金屬礦成礦年齡多集中在101～128Ma之間[7-11]。在膠東地區(qū)，銅鉬礦、鎢鉬礦成礦年齡分別集中在116～118Ma[12-13]和158～161Ma[14-15]兩個時間段。眾多成礦事件集中分布的特征顯示成礦作用的形成應(yīng)該與燕山期的大地構(gòu)造環(huán)境密切關(guān)聯(lián)，與燕山期的地質(zhì)過程存在成因聯(lián)系。

2.3 金成礦地質(zhì)背景

山東省域內(nèi)中生代內(nèi)生金成礦作用分布于魯西地塊、膠北地塊和膠南威海造山帶3個具有不同地史背景的構(gòu)造單元內(nèi)，各構(gòu)造單元的巖石建造和地史演化過程均存在較大的差異。

燕山期以前，3個構(gòu)造單元的巖石建造和構(gòu)造演化過程具有顯著的差異。區(qū)域上廣泛分布前寒武紀的結(jié)晶變質(zhì)巖的魯西地塊和膠北地塊為華北克拉通的組成部分；位于華北克拉通內(nèi)部的魯西地塊保留有古生代沉積建造和侵入、噴出的巖漿巖；而膠北地塊在隆起區(qū)內(nèi)為廣泛出露的前寒武紀結(jié)晶變質(zhì)基底，缺失古生代沉積建造，在凹陷區(qū)發(fā)育中生代的沉積盆地。膠南威海造山帶是中生代早期形成的蘇魯-大別造山帶東延部分，處于華北陸塊與華南陸塊的拼合部位，為中生代早期(印支期)華南陸塊和華北陸塊拼合的產(chǎn)物，帶內(nèi)分布有新元古代侵入巖和變質(zhì)、沉積建造。

燕山期以來，3個塊體共同經(jīng)歷了由古特提斯構(gòu)造域向濱太平洋構(gòu)造域的重大構(gòu)造體制轉(zhuǎn)折。整體顯示為以斷塊山和山間盆地為特征的盆嶺構(gòu)造格局。在膠北地塊和膠南威海造山帶形成近東西向延伸的膠萊盆地和膠北隆起區(qū)，在魯西地塊發(fā)育NW向延伸的斷陷盆地。伴隨以上構(gòu)造事件，巖漿活動和內(nèi)生成礦作用廣泛發(fā)育。從成礦作用爆發(fā)的時間和分布的范圍可以推斷，成礦作用的形成與3個大地構(gòu)造單元的背景以及巖石建造的專屬性并不密切，而與燕山期所處的大地構(gòu)造環(huán)境和期間的構(gòu)造、巖漿過程密切相關(guān)。

2.4 礦床成因類型與成礦模式

燕山期形成的金礦床與構(gòu)造、巖漿活動關(guān)系密切，為中—低溫熱液成因。在山東省域內(nèi)3個不同的大地構(gòu)造單元內(nèi)，由于成因環(huán)境的不同，成礦作用在礦物組合和成礦模式等方面呈現(xiàn)出差異性特征。在魯西地區(qū)，金礦田多以斷裂交會部位發(fā)育的中生代巖漿活動為中心，形成獨立的以巖株狀雜巖體或復式巖體為核心的成礦系統(tǒng)。在礦田內(nèi)，礦床受控于巖體內(nèi)部及其周邊的斷裂構(gòu)造以及巖體與圍巖接觸形成的各種物理化學界面，形成近于環(huán)帶狀的礦床空間分布模式；在區(qū)域上，成礦作用沿控巖的走滑斷裂延伸并形成空間分布帶。

例如：銅井金礦田位于郯廬斷裂帶西側(cè)，形成的礦床種類包括銅、金、鐵礦等，礦床主要分布于巖株狀的銅井雜巖體與圍巖的接觸帶上，形成了圍繞巖體的環(huán)狀分布帶；在區(qū)域上，郯廬斷裂帶串聯(lián)了更多的巖體和金屬礦床，形成了構(gòu)造-巖漿-成礦作用分布帶[16-17]。郯廬斷裂帶東側(cè)的五蓮七寶山礦集區(qū)(圖1)，形成了銅、金、鉛鋅礦等多金屬礦成礦系列；魯西燕甘斷裂兩側(cè)的銅石礦集區(qū)(圖2)，以銅石雜巖體為核心形成了金、銅、鐵礦等成礦系列；位于上五井斷裂東側(cè)的鐵寨礦集區(qū)，以鐵寨雜巖體為核心形成了鐵、金、銀礦成礦系列等。以上礦集區(qū)內(nèi)的礦床受產(chǎn)出環(huán)境和圍巖條件約束，形成的礦床類型有矽卡巖型、隱爆角礫巖型、次火山熱液-斑巖型、石英脈型和蝕變巖型等(表1)。

1—第四系；2—王氏群紅土崖組；3—青山群方戈莊組；4—青山群八畝地組；5—大盛群田家樓組；6—大盛群馬郎溝組；7—萊陽群曲格莊組；8—石英閃長玢巖；9—安山玢巖；10—輝石安山巖；11—閃長巖；12—輝石閃長巖；13—輝石二長巖；14—粗安斑巖；15—閃長玢巖；16—多金屬礦化帶；17—斷裂帶；18—張性斷層；19—壓性斷層；20—張扭性斷層；21—壓扭性斷層；22—斷層；23—推測斷層；24—地質(zhì)界線；25—不整合地質(zhì)界線；26—地層產(chǎn)狀；27—釣魚臺硫鐵礦床；28—金線頭金銅礦床；29—七寶山多金屬礦床

1—第四系；2—古近紀官莊群；3—白堊紀青山群；4—白堊紀萊陽群；5—侏羅紀淄博群；6—石炭紀月門溝群；7—奧陶紀馬家溝群；8—寒武紀九龍群；9—寒武紀長清群；10—隱爆角礫巖；11—侏羅紀二長斑巖；12—侏羅紀二長閃長玢巖；13—侏羅紀細粒閃長巖；14—新太古代二長花崗巖；15—新太古代花崗閃長巖；16—新太古代黑云母石英閃長巖；17—金礦化標志層；18—實測斷層；19—平行不整合地質(zhì)界線；20—角度不整合地質(zhì)界線；21—大型金礦床；22—中型金礦床；23—金礦點；24—銅石雜巖體

膠東地區(qū)的金礦床對成因的顯示不似魯西地區(qū)這樣直白，成礦模式總體可劃分為顯著受斷裂構(gòu)造控制[18-27]和受構(gòu)造-巖體雙重因素控制的成礦模式兩種類型。

前者是膠東地區(qū)金成礦的主要成礦模式，形成的礦床類型以中—低溫熱液蝕變巖型(焦家式)和石英脈型(玲瓏式)為主。該礦床類型劃分反映了沿構(gòu)造運移、定位的成礦流體與圍巖發(fā)生水巖反應(yīng)的差異：沿斷層破碎帶以及圍巖的微裂隙充填的成礦流體，常與破碎帶內(nèi)碎裂巖發(fā)生強烈的水巖反應(yīng)，從而形成蝕變巖型礦床；沿圍巖裂隙或節(jié)理等構(gòu)造充填的成礦流體，水巖反應(yīng)較弱，多形成石英脈型礦床。蝕變層間角礫巖型[28-29]、碳酸巖微細粒浸染型以及硫化物石英脈型[30-31]等均是以上兩種類型在特定環(huán)境下的變種。該類礦床受構(gòu)造控制特征顯著，同成礦期活動的大型斷裂構(gòu)造是形成大型、特大型礦床的理想場所。

后者主要分布于威海-膠南造山帶威海隆起區(qū)的東部。在牟平-乳山成礦帶以東，尤其是米山斷裂以東的金礦床呈現(xiàn)出類似魯西地區(qū)的環(huán)帶狀分布特征。環(huán)帶中心為中生代的雜巖體和復式巖體：文登巖體、偉德山巖體等。例如：偉德山巖體東南端的榮成市菜園子金礦就位于巖體與圍巖形成的矽卡巖接觸帶上。同時，該區(qū)域存在以偉德山巖體為中心呈帶狀分布的鉬、鉛鋅、金成礦作用顯示。以上特征均指示了巖漿活動對內(nèi)生成礦作用的控制特征，而巖體的定位明顯受斷裂構(gòu)造的控制。

上述的成礦模式顯示成礦作用與構(gòu)造-巖漿活動存在顯著的成因聯(lián)系，成礦系統(tǒng)的主要構(gòu)成要素包括：大型斷裂構(gòu)造、中生代的巖漿活動和熱液活動。雖然到目前為止，在膠東金礦成因研究中，仍舊缺失巖漿體系作為成礦系統(tǒng)組成部分的直接證據(jù)，成礦流體的組分分析中缺少顯著的巖漿流體屬性特征，但礦床中共、伴生的中基性脈巖，礦石中微量元素組合、穩(wěn)定同位素的示蹤等眾多地質(zhì)證據(jù)顯示巖漿活動參與了金成礦。膠東地區(qū)受斷裂控制的金礦床可能為成礦流體遠離巖漿體系，定位于圍巖斷裂內(nèi)的成礦模式。在不同的大地構(gòu)造單元內(nèi)，廣泛分布的金成礦作用雖然成礦模式存在一定的差異，但均直接的或間接的顯示了與巖漿活動的內(nèi)在聯(lián)系。成礦作用與巖漿活動間在時間和空間上的耦合特征，為不同區(qū)域開展礦床成因?qū)Ρ鹊於嘶A(chǔ)。地殼結(jié)構(gòu)探測顯示，作為膠東金礦成礦的主要控制因素的控礦構(gòu)造體系，深部聯(lián)通走滑斷裂系統(tǒng)并發(fā)育有隱伏的巖漿體系。區(qū)域上廣泛分布的小位移量超殼走滑斷裂切穿了地殼或巖石圈、控制了殼?；煸磶r體的發(fā)育，為成礦系統(tǒng)的主控要素之一。進一步分析顯示，走滑斷裂構(gòu)造體系串聯(lián)了巖漿活動與構(gòu)造活動以及成礦作用，為不同區(qū)域成礦機制對比奠定了基礎(chǔ)。

以上不同構(gòu)造單元內(nèi)內(nèi)生金礦床成礦模式的多樣性，主要與成礦期的成礦環(huán)境及成礦期后的不同構(gòu)造演化過程存在較大關(guān)系[32-34]。它們具有相似的成礦作用，以構(gòu)造巖漿活動為核心的，形成了一系列具有內(nèi)在成因聯(lián)系的多金屬成礦系列。在成礦過程中，走滑斷裂和其配套次級斷裂構(gòu)造對巖漿活動和成礦作用的分布起到了控制作用。

3 中生代金成礦研究需要關(guān)注的科學問題

回顧山東省域內(nèi)中生代金成礦成因研究不難發(fā)現(xiàn)，在與成礦系統(tǒng)密切相關(guān)的構(gòu)造體系和巖漿體系的研究中，均缺乏區(qū)域上的系統(tǒng)對比和過程架構(gòu)。以往多數(shù)的研究仍以單一礦床為主，局限于礦田尺度范圍內(nèi)[38-39]，研究內(nèi)容以礦床成礦要素的描述、屬性判別和模式建立為主。理論認識的缺失限制了生產(chǎn)實踐，目前的找礦工作仍是以“就礦找礦”為主，缺少以成礦理論為指導的新成礦靶區(qū)預(yù)測。

地殼結(jié)構(gòu)探測的成果及其對成礦系統(tǒng)發(fā)育的約束，金礦床的時、空分布規(guī)律和成礦地質(zhì)條件及特征等形成的一系列規(guī)律性認識，初步勾勒出以走滑斷裂為主控，以殼、幔巖漿相互作用為核心的山東省域內(nèi)中生代以金為主的內(nèi)生礦床成礦機制。這為系統(tǒng)的認識金成礦的地質(zhì)過程，確定不同區(qū)域內(nèi)是否存在相應(yīng)地質(zhì)過程以及進行資源潛力評價奠定了理論基礎(chǔ)；同時也為實現(xiàn)以上工作提出了一系列具體的科學問題。本文提出了幾方面需要特別關(guān)注和厘清的問題加以討論。

3.1 成礦構(gòu)造系統(tǒng)的識別與形成機制

構(gòu)成山東省域內(nèi)地質(zhì)體構(gòu)造格架的主體特征形成于中生代晚期，并逐步發(fā)育延續(xù)至今。不同構(gòu)造單元的構(gòu)造格架樣式具有顯著的差異。如何認識各構(gòu)造單元內(nèi)構(gòu)造格架的成因和個性化差異，并將其成因機制統(tǒng)一到中生代大地構(gòu)造環(huán)境中，是開展成礦構(gòu)造系統(tǒng)研究的前提。

3.1.1 構(gòu)造活動的生命周期與多期構(gòu)造疊加

由于地質(zhì)營力的持續(xù)存在和地史漫長的演化過程，任何構(gòu)造活動都存在一定的生命周期。現(xiàn)今的地質(zhì)體作為地質(zhì)作用的綜合疊加體，記載了不同構(gòu)造期地質(zhì)作用的遺跡，往往存在多期構(gòu)造行跡的疊加。因此，在進行構(gòu)造體系劃分時，首先要明確構(gòu)造體系的存在時限。

與成礦作用存在時空耦合的構(gòu)造體系構(gòu)成了成礦構(gòu)造系統(tǒng)，因此斷裂構(gòu)造期次的識別和劃分是成礦構(gòu)造系統(tǒng)識別和建立的基礎(chǔ)。事實上，除了少數(shù)斷裂由于多期構(gòu)造運動的疊加表現(xiàn)為長期活動外，任何活動的斷層都會被廣泛存在的地質(zhì)營力擬合和改造掉，從而表現(xiàn)為具有一定的生命期限。在成礦期，成礦斷裂體系中的斷層往往被成礦熱液活動和巖漿充填，并由于結(jié)晶作用而擬合；當存在多期成礦時，后期成礦流體多是沿新的破裂面充填，從而形成多期礦脈切割穿插的現(xiàn)象。成礦地質(zhì)體多期次破裂和擬合的疊加往往造成成礦期斷層和成礦期后斷層的識別困難。在具體的認識過程中，由于斷裂活動的繼承性和相互疊加，控礦斷裂的生命周期往往被忽略，從而將不同時期的構(gòu)造作用拼合在一起，掩蓋了成礦期后的構(gòu)造改造作用，造成對成礦規(guī)律的認識模糊。

此外，不同構(gòu)造層次構(gòu)造作用的疊加是另一個普遍存在的現(xiàn)象。在魯西地塊、膠北地塊和膠南威海造山帶內(nèi)，現(xiàn)今的構(gòu)造格架均以中生代以來形成的斷裂構(gòu)造體系為主，顯示了地殼淺層的脆性構(gòu)造形變的特征。但由于塊體間隆升剝蝕的差異，在不同構(gòu)造單元內(nèi)部，中生代發(fā)育的斷裂構(gòu)造體系疊加在了不同時期、不同構(gòu)造層次的構(gòu)造之上。魯西地塊地表以古生代的沉積蓋層出露為主，伴隨少量的前寒武結(jié)晶基底，以表殼構(gòu)造環(huán)境下構(gòu)造形變?yōu)樘卣鱗40]，這與銅石金礦田隱爆角礫巖型礦床的成礦模式是一致的。在膠北地塊和膠南威海造山帶，構(gòu)造形跡有前寒武紀結(jié)晶基底內(nèi)透入性片麻狀構(gòu)造，代表了中深地殼麻粒巖相、角閃巖相變質(zhì)環(huán)境，中生代早期的似斑狀長英質(zhì)侵入巖為主的中—上地殼韌性—脆性變形；中生代晚期的淺—表殼脆性形變特征，顯示了中生代存在快速的隆升剝蝕。成礦流體往往在各期構(gòu)造形跡中均有充填和交代，缺少時空概念，往往造成成礦期成礦環(huán)境的判別困難。

因此，在成礦構(gòu)造系統(tǒng)識別時，只有區(qū)分了不同時期的構(gòu)造疊加，才能更好的理解中生代晚期金成礦期的成礦環(huán)境特征。

3.1.2 成礦構(gòu)造系統(tǒng)組成要素識別及耦合過程

構(gòu)造體系是具有內(nèi)在聯(lián)系的不同形態(tài)、不同性質(zhì)、不同等級和不同序次的結(jié)構(gòu)要素所組成的構(gòu)造帶，以及它們之間所夾的巖塊或地塊組合而成的總體；其中的內(nèi)在聯(lián)系包括地質(zhì)作用的全過程,如構(gòu)造運動、巖漿活動與成礦作用等[41]。成礦構(gòu)造系統(tǒng)是構(gòu)造運動與成礦作用有機結(jié)合的產(chǎn)物，即從屬于構(gòu)造體系，也是成礦系統(tǒng)的有機組成部分。已知的成礦規(guī)律[18,20,42]表明，從成礦域到成礦區(qū)(帶)、礦田、礦床等不同級別的成礦單元，均存在不同級別的成礦構(gòu)造體系的多級控制作用[43]。

在山東省域內(nèi)燕山期的金成礦過程中，構(gòu)造體系的顯著控制作用主要表現(xiàn)在兩個方面：①控制金礦田的分布，表現(xiàn)為控巖、控礦特征；②控制礦田內(nèi)礦床的分布。

以礦田為尺度，分析成礦相關(guān)的構(gòu)造體系組成會發(fā)現(xiàn)，多數(shù)的構(gòu)造體系由一個以上的構(gòu)造類型組成，并且存在不同等級和序次。以銅石金礦田為例：與金成礦密切相關(guān)的銅石雜巖體主體位于NNW向走滑斷裂——燕甘斷裂的西側(cè)，巖體北側(cè)同時發(fā)育有NW向蒙山斷裂(鏟式斷裂)控制的中生代平邑盆地。眾多的金礦床和礦點圍繞著銅石雜巖體呈環(huán)帶狀分布，著名的歸來莊金礦發(fā)育于銅石雜巖體東側(cè)緊鄰燕甘斷裂的近EW向的歸來莊斷裂內(nèi)。已知的成礦構(gòu)造系統(tǒng)內(nèi)斷裂構(gòu)造、裂隙構(gòu)造、次火山構(gòu)造、巖漿侵入構(gòu)造、層控構(gòu)造等，構(gòu)成其中斷裂構(gòu)造是主控因素。目前，對不同類型的斷裂在成礦中的控制作用認識并不清晰，尤其是構(gòu)造控巖機制。依據(jù)地殼結(jié)構(gòu)探測認識規(guī)律，可以初步推斷：NNW向的走滑斷裂(燕甘斷裂)可能是溝通殼、幔的構(gòu)造通道；其與NW向鏟式斷裂的交會形成了巖漿、流體定位機制，控制了中生代巖漿活動和成礦作用的分布，形成了銅石雜巖體并發(fā)育了金礦田；雜巖體內(nèi)部及周邊與巖漿活動相配套的次級構(gòu)造和各種物理化學界面(不整合面、巖性接觸面)等形成了成礦熱液運移、充填、交代和礦質(zhì)沉淀的有利空間；成礦期后，隨著NNW向走滑斷裂和NW向鏟式斷裂的進一步發(fā)育，已經(jīng)固化的成礦系統(tǒng)受到了后期構(gòu)造運動的較大改造，可能導致了深部成礦系統(tǒng)與淺部成礦系統(tǒng)的錯位。

銅石金礦田的成礦構(gòu)造體系組成中，走滑斷裂與鏟式斷裂的作用顯著不同。走滑斷裂作為溝通殼幔相互作用的深大斷裂，可為巖漿活動提供通道[44]；鏟式斷裂作為擠壓—伸展相協(xié)調(diào)的地殼淺層斷裂，為巖漿和流體的定位提供了場所。作為成礦期斷裂，兩者共同形成了統(tǒng)一應(yīng)力場下的相互協(xié)調(diào)的斷裂構(gòu)造組合，構(gòu)成了成礦構(gòu)造系統(tǒng)的主體構(gòu)造格架，控制了雜巖體的定位，同時為次級斷裂的發(fā)育以及礦床的就位奠定了基礎(chǔ)。識別和劃分成礦構(gòu)造系統(tǒng)，筆者認為：首先要充分認識構(gòu)造要素的屬性，劃分成礦構(gòu)造系統(tǒng)中的不同形態(tài)、不同性質(zhì)、不同等級和不同序次的構(gòu)造，認識成礦期的構(gòu)造組合樣式，開展成因研究，進而建立區(qū)域內(nèi)不同成礦構(gòu)造系統(tǒng)間的成生聯(lián)系。其次，精細刻劃地質(zhì)作用全過程，開展構(gòu)造過程恢復。

3.1.3 成礦構(gòu)造系統(tǒng)與區(qū)域構(gòu)造運動的協(xié)調(diào)性

在中生代華南陸塊與華北陸塊拼合后，古太平洋板塊的西向俯沖導致了中國東部構(gòu)造體制的巨大轉(zhuǎn)換，EW向的構(gòu)造形跡逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橐怨曹椀腘E向和NW向的構(gòu)造形跡為主。中國東部地區(qū)處于剪切陸緣環(huán)境，發(fā)育以郯廬斷裂帶為代表的大規(guī)模的剪切走滑斷裂，形成廣泛分布的走滑斷裂系。山東省域內(nèi)及周邊的地質(zhì)塊體以走滑斷裂及盆緣斷裂為邊界，呈現(xiàn)出塊體的分離、拼合、隆起和沉降等特征，展現(xiàn)了以走滑--拉分構(gòu)造樣式為格架的構(gòu)造體系。依據(jù)分維理論推測，這種高序次的構(gòu)造樣式在低序次的塊體內(nèi)部應(yīng)該再現(xiàn)。

因此，在由大型走滑斷裂分割、圍限塊體內(nèi)，是否存在低序次的走滑--拉分構(gòu)造樣式？作為同一構(gòu)造環(huán)境下形成的成礦構(gòu)造體系，其與走滑--拉分構(gòu)造樣式之間存在何種成因聯(lián)系？低序次的構(gòu)造樣式又是如何與高序次構(gòu)造樣式相統(tǒng)一并與大地構(gòu)造環(huán)境相協(xié)調(diào)？這是一系列值得開展研究和討論的問題。

同樣，如果我們認為中生代的金成礦為同一成礦期內(nèi)的成礦事件，那么，魯西地塊、膠北地塊和膠南威海造山帶不同構(gòu)造單元內(nèi)間的金礦田的構(gòu)造應(yīng)力場應(yīng)符合同一大地構(gòu)造內(nèi)統(tǒng)一應(yīng)力場下形變的特征；具體來講，就是內(nèi)的區(qū)域構(gòu)造格架以及礦田構(gòu)造特征應(yīng)該具有成生聯(lián)系，并與形成時期的大地構(gòu)造環(huán)境及應(yīng)力場相協(xié)調(diào)。

綜上所述，由于缺乏構(gòu)造成因分析和過程恢復，對膠東地區(qū)成礦規(guī)律研究多集中在沿控礦斷裂帶的現(xiàn)今賦礦特征的研究方面；對魯西地區(qū)成礦規(guī)律的研究則是孤立的、局限于礦田范圍內(nèi)的成礦模式總結(jié)。

3.2 成礦巖漿體系與金成礦的關(guān)系

山東省域內(nèi)的金成礦在時間和空間上均顯示了與巖漿活動的密切關(guān)系，但建立金成礦與巖漿活動的成因聯(lián)系，仍有多個科學問題需要解決。

3.2.1 巖漿巖類型的多樣性與成因

山東省中生代成礦期的巖漿巖類型眾多，超基性巖、基性巖和中酸性巖均有廣泛分布。相關(guān)的內(nèi)生礦床礦物組合和成礦模式均顯示了多樣性的特征。與金成礦相關(guān)的巖漿巖大致可分為中性、偏堿性的二長巖、正長巖，高鉀鈣堿性的中--酸性的花崗閃長巖及寬成分譜的脈巖[45]等；與稀土礦相關(guān)的有碳酸巖和正長巖[46]；與金及多金屬(銅、鉛鋅、鐵)礦床相關(guān)的巖漿巖有輝長巖、閃長巖、輝石二長巖、粗安玢巖、閃長玢巖、花崗閃長斑巖等。同時，在不同的大地構(gòu)造單元，它們又顯示出自身獨特的物質(zhì)起源專屬性。

建立巖漿活動與成礦作用之間的關(guān)聯(lián)，需要解釋在統(tǒng)一的大地構(gòu)造環(huán)境下巖漿巖類型多樣性的問題；還要解釋不同類型巖漿巖類型之間潛在的成因聯(lián)系；同時需要區(qū)分與金成礦相關(guān)的巖漿活動期次問題。

3.2.2 巖漿系統(tǒng)的組成、演化及與金的富集機制

膠東地區(qū)中生代巖漿巖已有研究顯示，不同時期的巖漿巖的成因及巖漿物質(zhì)起源存在顯著的差異。三疊紀分布于膠南威海造山帶內(nèi)的甲子山(215Ma)巖體堿性正長巖以幔源起源為主[47-48]，中侏羅世膠北地塊內(nèi)玲瓏序列的巖漿起源以殼源為主[49-50]，呈層狀廣泛分布；早白堊世的郭家?guī)X期[50]、偉德山期的巖漿巖具有顯著的殼、?；旌咸卣?，隨后嶗山期的巖漿巖以殼源為主。以上巖漿過程顯示在中生代構(gòu)造--巖漿演化過程中存在幔源巖漿的上涌過程。與金成礦期高度重疊的巖漿活動時期正是殼、幔巖漿相互作用時期，類似的特征在魯西地區(qū)金成礦相關(guān)的巖漿活動中也有明顯的顯示。縱觀山東省眾多的內(nèi)生金礦床，幔源巖漿的參與總是不可缺少的條件之一。如何理解這種作用機制，同時解析成礦期內(nèi)巖漿體系的構(gòu)建與演化過程是理解金成礦與巖漿活動關(guān)系的基礎(chǔ)。

建立巖漿活動與金成礦的成因聯(lián)系，仍需解決金元素的供源及富集機制問題。金的來源歷來是金成礦機理研究的重要內(nèi)容。對礦質(zhì)來源的認識存在多種推斷，同位素示蹤顯示參與成礦過程的元素具有殼源、幔源和表生環(huán)境等多來源的特征，這與斷裂系統(tǒng)為開放體系相對應(yīng)。但到目前為止，無論是膠北地塊地殼主體組成的前寒武結(jié)晶變質(zhì)巖，還是各種類型的巖漿巖的研究獲得的地球化學數(shù)據(jù)均未能提出直接的證據(jù)，說明金元素來源于相對單一的巖石建造。依據(jù)山東省域內(nèi)不同構(gòu)造單元內(nèi)與金成礦相關(guān)的巖漿巖類型的多樣性特征大致可以推斷，“礦源巖”的概念可能是一個偽概念，即：無論是殼源的、還是幔源的巖漿巖以及前寒武的結(jié)晶變質(zhì)巖，自然界中并不存在單一的巖石建造作為“礦源巖”在成礦過程中提供金元素。更可能的是在以巖漿作用為主體的殼、幔巖漿體系的強烈相互作用中，巖漿的演化建立一種或多種的金元素的富集機制。該機制可以把巖漿體系和圍巖體系中的金元素活化、萃取出來形成富含金的巖漿熱液，脫離巖漿體系的含礦熱液中金元素在頂部圍巖和遠端構(gòu)造體系中沉淀，形成了金礦。如果存在這種過程，那么相應(yīng)的巖漿流體的屬性、形成機制、巖漿演化過程都將是未來研究的基礎(chǔ)性問題。

3.2.3 巖漿活動與構(gòu)造活動的成因動力學問題

研究巖漿活動與構(gòu)造活動之間的內(nèi)在聯(lián)系，不僅僅可以闡述金成礦的成因基礎(chǔ)，同時也是中國東部以古太平洋西向俯沖[51-53]為背景的大地構(gòu)造環(huán)境判別的重要指標。目前主流的研究主要是基于巖石地球化學屬性對巖漿巖的大地構(gòu)造環(huán)境屬性和成因動力學的判斷，以及基于這種判斷的礦床成因模式的建立。具體的基于構(gòu)造機制與巖漿機制有機結(jié)合的成因解釋并不常見，闡述構(gòu)造體系與巖漿體系耦合性研究案例更為少見。

基于山東省域內(nèi)金成礦的時空規(guī)律判斷，分布于3大構(gòu)造單元內(nèi)的金礦床應(yīng)為中生代統(tǒng)一大地構(gòu)造環(huán)境下地質(zhì)過程的產(chǎn)物。在古太平洋板塊西向俯沖的構(gòu)造背景下，構(gòu)造活動與巖漿活動應(yīng)該具有何種成生關(guān)系？兩者又是如何從動力學機制上與大地構(gòu)造環(huán)境相協(xié)調(diào)的？從系統(tǒng)構(gòu)成的的角度來看，以上均是需要進一步研究和回答的問題。

3.3 成礦流體的屬性與表現(xiàn)形式

成礦流體的演化同樣是成礦系統(tǒng)形成的重要控制因素。山東省域內(nèi)金礦床大致可分為與中—酸性巖漿巖有關(guān)的和與偏堿性巖漿巖有關(guān)的兩類巖漿熱液型礦床。前者分布于膠東地區(qū)，后者分布于魯西地塊內(nèi)。兩者存在較為明顯的地域分布差異，同時也存在由成礦系統(tǒng)所反映的成礦流體屬性差異。

在膠東地區(qū)，成礦作用形成的礦床以金、銀礦為主，伴隨少量的鉛鋅等礦化顯示。成礦物質(zhì)來源研究顯示了成礦流體組分的復雜性：S同位素示蹤顯示了殼源、幔源物質(zhì)混合的特征；H、O同位素顯示流體中有大氣降水、變質(zhì)水和巖漿水的混合。同成礦期石英包裹體中的流體為低鹽度的、近于中性或弱還原性的、富含CO2、CH4、NaCl的氣、水溶液。在魯西地區(qū)以及郯廬斷裂帶的周邊，成礦作用形成了包含金、銅、鉛鋅、銀、鐵等在內(nèi)的較寬成分譜的多金屬礦床系列。銅石金礦田內(nèi)的成礦流體研究顯示了巖漿熱液的特征。七寶山金礦田內(nèi)的高溫鉀化、青磐巖化、絹云母化和硅化分帶特征顯示了斑巖成礦系統(tǒng)的存在。

已有的研究顯示，膠東金礦成礦流體屬性與斑巖礦床中的高鹽度的、高溫的、酸性的、氧化性的巖漿熱液存在顯著的差異。如果金成礦作用與巖漿活動存在直接的關(guān)系，那么成礦流體應(yīng)該存在類似斑巖成礦模式中的由高硫、酸性流體向低硫、中性流體的演化過程。這一過程及路徑需要探討。

在金成礦的過程中，以上不同類型具有屬性差異的成礦流體是否均與巖漿活動相關(guān)？是單一屬性的巖漿熱液經(jīng)過演化形成了不同屬性的成礦流體，還是不同類型的巖漿活動形成了不同類型的含金巖漿熱液？在巖漿--熱液活動中，金元素的富集機制是什么？以上均是成礦機理研究的重要環(huán)節(jié)。

3.4 成礦系統(tǒng)的構(gòu)成與成礦作用顯示

3.4.1 成礦系統(tǒng)構(gòu)成要素分析

如果把山東省域內(nèi)中生代形成的內(nèi)生金礦看作同一機制下形成的成礦作用的產(chǎn)物，那么通過不同礦床的比較可以發(fā)現(xiàn)，在成礦系統(tǒng)的構(gòu)成中某些要素是必要條件，例如構(gòu)造活動、巖漿活動、成礦流體等；某些要素則是隨機的非必要條件，例如不同類型的圍巖、成礦系列中不同類型的礦種等。因此，在眾多的成礦模式中，有些模式可能并不反映礦床的成因，而僅反映了容礦空間的屬性差異；有些成礦模式則顯示了礦床形成過程中成因要素的基本構(gòu)成，例如：五蓮七寶山礦集區(qū)內(nèi)發(fā)育有不同時期、不同類型的巖漿巖，顯示了構(gòu)造--巖漿活動的長期耦合性。同時形成了包含金、銅、鐵、鉛鋅等在內(nèi)的多期次、多礦種成礦作用。以次火山熱液--斑巖型銅(金)礦為主要特征的成礦模式反映了成礦體系構(gòu)成要素中構(gòu)造體系與巖漿體系的必要性，以及多期礦化過程和礦化作用類型的偶然性。因此，充分認識燕山期的金成礦事件仍需進一步明確金成礦系統(tǒng)構(gòu)成的必要要素，從而建立涵蓋魯西地塊地區(qū)、膠北地塊以及膠南威海造山帶等3個大地構(gòu)造單元的，具有內(nèi)在成因聯(lián)系和同一成因機制的金成礦模式。

3.4.2 要素的過程耦合性問題

具有時空約束的以構(gòu)造活動、巖漿活動和成礦流體為必要要素的成礦系統(tǒng)，在形成和發(fā)育過程中構(gòu)成了具有事件性特征的成礦過程。其事件性屬性則是由巖漿活動和構(gòu)造活動所決定的，已有的研究和地質(zhì)現(xiàn)象也表明了這一特征。例如：雖然斷裂活動可能是長期的，但每一期的巖石破裂均是單一的和偶發(fā)的。沿破裂面充填的流體以及脈巖也均是單一的；雖然可見多期次充填的礦脈，但每一期次充填的流體均是在前期流體結(jié)晶固結(jié)后沿新的破裂面充填的；或者是沿先期結(jié)晶后殘留的空間(晶洞)存在又一期的流體灌入。因此，在地質(zhì)時間尺度上，與成礦相關(guān)的構(gòu)造過程、巖漿過程以及成礦流體運移和充填沉淀過程均是事件性的。事件性成礦要素的耦合可能是成礦系統(tǒng)得以構(gòu)建的關(guān)鍵。

從系統(tǒng)構(gòu)成的角度來看，成礦過程中的每一事件均是過程中的有機組成部分，事件與事件間的耦合性是系統(tǒng)過程構(gòu)成的前提。單一事件的發(fā)生和發(fā)展彰顯的不僅是自身的歷程，也記錄了與其耦合的其他事件的進程。受斷裂構(gòu)造控制的巖漿事件在經(jīng)歷多期次巖漿演化的同時，也標記了斷裂構(gòu)造的發(fā)育進程。因此，在成礦過程的恢復中，研究和確定成礦系統(tǒng)每一構(gòu)成要素的獨特性，構(gòu)成要素之間的耦合性，成礦過程的事件性，不同成礦事件的差異性和時空分布的典型性均是必要的和無法回避的。

3.4.3 成礦系統(tǒng)的表現(xiàn)形式

同一成礦系統(tǒng)形成的礦床系列在不同時間、空間域內(nèi)的表現(xiàn)形式可能存在顯著的差異。這可造成成礦模式的多樣性。借鑒斑巖型礦床成礦模式，可以大致了解與構(gòu)造--巖漿活動密切相關(guān)的成礦作用在不同成礦環(huán)境下成礦顯示的差異。侵位于地殼淺層的斑巖體可在頂部及側(cè)方遠端形成不同類型的礦床。在同成礦期的巖體和鄰近的成礦期前的巖體內(nèi)可形成斑巖型的Cu(Mo、Au)礦床，在巖體頂部一定范圍的圍巖內(nèi)可形成高硫型Au、Cu礦，在遠離巖體與成礦系統(tǒng)聯(lián)通的構(gòu)造裂隙內(nèi)可形成低硫型Au、Ag礦。以上模式總體上顯示了以構(gòu)造、巖漿活動為基本成因要素的成礦系列。在礦田范圍內(nèi)，該類成礦作用可形成以斷裂構(gòu)造為主控、以供源巖體為中心的，自高溫向低溫成礦、高硫向低硫含量轉(zhuǎn)變的環(huán)狀成礦分布帶。在魯西地區(qū)和膠南威海造山帶東部的成礦系列中顯示了類似的特征。以斷裂構(gòu)造控礦為特征的膠東金礦床是否為遠離斑巖成礦巖漿體系的，成礦系統(tǒng)末端的產(chǎn)物，是一個值得思考的問題。

3.4.4 區(qū)域成礦系列的差異與聯(lián)系

識別和建立同成礦期、不同礦種的成礦系列將為成礦系統(tǒng)的構(gòu)建提供依據(jù)，進而為成礦規(guī)律的認識和潛在成礦區(qū)帶識別、劃分以及評價帶來重要的指導作用。

山東省域內(nèi)不同構(gòu)造單元內(nèi)的金成礦模式存在較為顯著的差異。金礦床與其他內(nèi)生礦床的共、伴生關(guān)系也存在著顯著的差異。有研究認為，魯西地塊的南部為金及多金屬礦成礦區(qū)，北部為矽卡巖型鐵礦成礦區(qū)，膠東地區(qū)為金礦成礦區(qū)。不同構(gòu)造單元內(nèi)及不同區(qū)域的成礦作用具有顯著的成礦單元專屬性差異。但總有一些地質(zhì)事實突破這些理論認識的邊界。魯西萊蕪三岔河地區(qū)矽卡巖型鐵、金礦床的發(fā)現(xiàn)表明該期成礦事件存在不同礦種成礦作用的疊加，區(qū)域成礦的專屬性可能并不存在。不同礦種、不同類型的成礦模式差異可能只是不同成礦期次、不同成礦環(huán)境和成礦流體演化形成的隨機性顯示，而其間的成因聯(lián)系研究既具有挑戰(zhàn)性也具有現(xiàn)實需求。

4 結(jié)論與展望

基于對山東省域內(nèi)金成礦時間、空間分布規(guī)律以及成礦模式的總結(jié)，本文提出了山東省域內(nèi)中生代以金成礦為代表的內(nèi)生礦床為統(tǒng)一大地構(gòu)造環(huán)境下形成的具有成因聯(lián)系的成礦序列。認為膠北地塊、魯西地塊以及膠南威海造山帶內(nèi)不同成礦模式的金礦床應(yīng)為不同期次、不同環(huán)境下發(fā)育的具有內(nèi)在成因聯(lián)系的成礦系統(tǒng)的差異性顯示。

在具體的研究過程中，筆者認識到從成礦系統(tǒng)的角度探討構(gòu)造活動、巖活動漿和成礦作用的耦合性關(guān)系，可以更好的闡述構(gòu)造活動、巖漿活動以及成礦作用的形成機制，有助于理解中生代的地質(zhì)作用和成礦過程。同時，也認識到在中生代晚期，以板塊匯聚為背景的洋--陸相互作用過程中，以陸內(nèi)的巖石圈擠壓剪切破裂為機制可以更好的解釋克拉通的失穩(wěn)、燕山期的造山運動以及伴隨的大規(guī)模巖漿活動和成礦作用。

基于膠西北地殼結(jié)構(gòu)特征顯示的構(gòu)造--巖漿活動耦合性的啟示，本文從成礦系統(tǒng)的構(gòu)成、不同成礦系統(tǒng)間的對比以及潛在的成因聯(lián)系的角度，探討了當前金成礦研究中仍需解決的一些問題。