膠萊盆地東北緣鵲山變質(zhì)核雜巖構(gòu)造演化與成礦作用

岳遠(yuǎn)憲

膠萊盆地位于山東半島中南部，南起五蓮—青島，北起平度萊陽，西至安丘、莒縣，東至青島、海鹽，入黃海。東西長度近200km，南北寬近100km，總體上呈一長軸為NE向的菱形展布，為山東最大的中生代陸相沉積盆地。膠萊盆地特殊的構(gòu)造位置賦予了它重要的地質(zhì)意義。 膠萊盆地西部邊界為沂沭斷裂帶，在地質(zhì)上也是魯東與魯西的分界線，影響著魯東中生代以來的構(gòu)造，斷裂帶內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，亦是中新生代巖漿活動帶、成礦帶。南地口、宋家溝、西井口、西澇口、蓬家夼、南果子、遼上、郭城等金礦床（點(diǎn)）均產(chǎn)出于膠北隆起與膠萊盆地的“盆山”耦合部位，金礦床的產(chǎn)出受盆地-隆起區(qū)沉積、構(gòu)造、巖漿控制明顯。本文試圖通過鵲山變質(zhì)核雜巖構(gòu)造演化并結(jié)合前人研究成果進(jìn)一步探討該金礦區(qū)成礦作用的影響。

1 鵲山變質(zhì)核雜巖

鵲山變質(zhì)核雜巖出露于觀水-崖子一帶，主要由鵲山巖體以及荊山群地層組成。鶴山雜巖變質(zhì)巖心西南邊界為可采斷層帶，向西南緩慢傾斜，其上緣為早白堊世萊陽組砂礫巖和景山組部分床層。在切向帶，地表的表觀寬度變化很大，從幾十米到十幾公里不等，在蓬家夼一帶糜棱面理產(chǎn)狀為198°∠28°，拉伸線理發(fā)育。鵲山變質(zhì)核雜巖的糜棱前鋒是鵲山巖體以北牟平區(qū)安吉村附近的NWW向韌性剪切帶，該韌性剪切帶與觀水-崖子糜棱巖帶目前互不相連的原因是后期抬升過程中的地表剝蝕。與Lister和Davis總結(jié)的變質(zhì)核雜巖及拆離斷層模式相比，該變質(zhì)核雜巖具有相似的特點(diǎn)。在消除了王格莊-崖子斷裂的左旋平移的影響后，鵲山變質(zhì)核雜巖呈一穹狀隆起。

該韌性剪切帶中糜棱巖具糜棱結(jié)構(gòu)，條帶狀、眼球狀構(gòu)造，石英波狀消光、拉長及動態(tài)重結(jié)晶明顯，并可見斜長石的雙晶撓曲，利用眼球狀糜棱巖的S-C組構(gòu)、鏡下糜棱巖斜長石碎斑的書斜構(gòu)造和旋轉(zhuǎn)碎斑構(gòu)造可以清楚地判斷出蓬家夼附近的韌性剪切帶為伸展條件下的正向剪切形成。

變質(zhì)核雜巖及其成礦關(guān)系越來越受到地質(zhì)學(xué)家的關(guān)注。變質(zhì)核雜巖及其斷裂帶具有特殊的熱液成礦條件，其斷裂帶具有良好的物化條件，常代表成礦帶。變質(zhì)核雜巖的結(jié)構(gòu)控制著巖漿作用和沉積作用，其分離面既是脆性結(jié)構(gòu)和韌性結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換面，又是氧化還原交替的面。導(dǎo)礦條件和礦石占有率。分析膠萊盆地東北緣地區(qū)的變質(zhì)核雜巖及拆離斷層特征對本區(qū)找礦具有重大意義。

長久以來，人們就很重視擠壓作用在地殼演化中的意義，對大陸伸展作用的研究則開始的較晚，隨著70年代美國西部科迪勒拉山脈“盆嶺區(qū)”大規(guī)模拆離構(gòu)造的發(fā)現(xiàn)，才逐漸把拉伸作用提高到與擠壓作用同等的地位，并在80年代建立了伸展作用下的變質(zhì)核雜巖模式。

變質(zhì)核雜巖概念最早由Davis和Coney在1979年提出，將北美西部造山帶科迪勒拉帶中廣泛存在的一組獨(dú)特的伸展結(jié)構(gòu)和巖石復(fù)合體命名并確定為變質(zhì)核心復(fù)合體。變質(zhì)核雜巖是在強(qiáng)烈的伸展大陸環(huán)境中發(fā)育的獨(dú)特構(gòu)造類型。 典型的變質(zhì)核雜巖通常具有三種主要構(gòu)造元素：①“三位一體”的結(jié)構(gòu)條件。包括大型拆離斷層構(gòu)造帶（由區(qū)域規(guī)模的低角度正斷層、下盤中高級變質(zhì)的傾滑型韌性剪切層、上盤微弱變質(zhì)-不變質(zhì)的脆性變形層所組成）、核部中高級變質(zhì)巖-巖漿雜巖和半地塹沉積盆地3個配套單元；②運(yùn)動學(xué)條件。以核心為中心，至少一個或兩個翅膀向外滑向山。分離區(qū)的上下兩側(cè)應(yīng)具有單一的運(yùn)動模式：剪剪立面、張力線和剪切運(yùn)動學(xué)通常在基部發(fā)育，上墻通常在基部發(fā)育，缺陷劃痕和滑動運(yùn)動學(xué)到腔。③時間同一性。核圓頂狀巖體、大型滑脫構(gòu)造變形帶、半地塹沉積盆地變形帶一般形成同一時期或相近時期。非對稱陸相沉積伸展盆地主要發(fā)育于拆離后期，充滿大陸邊緣碎屑。變質(zhì)核雜巖在空間上呈穹狀、長垣狀、橢圓狀等外貌。早先報道的變質(zhì)核雜巖多以雙層結(jié)構(gòu)為特征；但近年見有不少3層結(jié)構(gòu)的報道，即上部位脆性變形層、中間韌性流變層和下部變質(zhì)核雜巖體。

對于變質(zhì)核雜巖的特征與構(gòu)造眾多學(xué)者持有不同的觀點(diǎn)，左青龍等對我國部分區(qū)域變質(zhì)核雜巖的特征進(jìn)行了較全面總結(jié)。具體如下：①為橢圓的空間形態(tài)，為長壁、圓頂狀孤立隆起，常在區(qū)域內(nèi)形成高山。通常，一個變質(zhì)核復(fù)合體表現(xiàn)出非線性的繁殖模式，而一些變質(zhì)核復(fù)合體表現(xiàn)出珠狀和帶狀方向分布。②變質(zhì)核雜巖發(fā)育結(jié)構(gòu)主要包括二層、三層。兩層構(gòu)造的主要特征是基底變質(zhì)核雜巖和被剪切斷層隔開的脆性上盤區(qū)。三層構(gòu)造主要由變質(zhì)巖心雜巖、中間韌性流變層、蓋層、山前半地塹沉積盆地等上脆性變形層組成。③撕裂缺陷的發(fā)展?？刹饠鄬拥纳稀⑾聜?cè)變形性質(zhì)完全不同：上側(cè)為脆性變形區(qū)，以不同類型正斷層的一個或數(shù)個階段的形式表現(xiàn)出來，而下側(cè)為脆性變形區(qū)。的延性變形。④封層中的巖石和變質(zhì)巖心雜巖可以完全不同。⑤變質(zhì)核雜巖外圍及上部發(fā)育塑性剪切帶，主要特征為具有明顯延伸線的糜棱巖、石英長斑巖殘余和SC組織。⑥大部分變質(zhì)巖心雜巖被構(gòu)造期和伸展期等不同時期的花崗巖類侵入體侵入，底辟侵入體是典型同構(gòu)造侵入體的常見侵入形式。⑦橫向褶皺、扁平夾板、梨形斷層等結(jié)構(gòu)是常見的輪胎發(fā)展模式。

2 構(gòu)造演化

鶴山變質(zhì)巖心雜巖的構(gòu)造演化通常伴隨著巖體的侵入和可拆斷層的塑性變形。從巖體與剪切斷層帶之間的構(gòu)造時間關(guān)系可以確定變質(zhì)巖心雜巖的年代框架。結(jié)合區(qū)域動力學(xué)背景，其演化模式大致如下：

受區(qū)域動力學(xué)背景制約，在162Ma～135Ma，受伊澤奈奇板塊俯沖影響，膠東隆起區(qū)的構(gòu)造應(yīng)力場由前期的近SN向的擠壓轉(zhuǎn)變?yōu)樵摃r期的近SN向拉伸，發(fā)育在隆起區(qū)的近EW向的斷裂構(gòu)造發(fā)生拉張活動，使之在膠北隆起和膠南造山帶間形成了大致呈EW向展布、SN向排列的盆嶺構(gòu)造，這是晚侏羅世膠萊盆地的雛形，也是為鵲山變質(zhì)核雜巖的形成奠定了基礎(chǔ)。由于鵲山地區(qū)處于近SN向伸展體制，加厚的巖石圈地殼發(fā)生部分熔融，巖漿上涌侵位，形成巖漿穹隆，在155Ma完成形成結(jié)晶。在此期間，區(qū)域上仍為近SN向伸展體制，在重力作用下鵲山巖體上覆地層發(fā)生滑脫，韌性剪切帶開始在中-下地殼深度發(fā)育，巖漿的上升與鵲山變質(zhì)核雜巖的產(chǎn)生是相伴隨的。

在135Ma～125Ma期間，膠萊盆地開始接受沉積，形成萊陽群地層，在～123Ma膠萊盆地加厚巖石圈發(fā)生拆沉，盆地進(jìn)入快速擴(kuò)張期，并伴隨大量的巖漿上侵，在重力作用鵲山變質(zhì)核雜巖上盤拆離斷層繼續(xù)發(fā)育。前文提到拆離斷層中黑云母年齡在125Ma～122Ma，由于黑云母封閉年齡較低，其最小年齡代表了拆離斷層最后活動時間，故認(rèn)為鵲山變質(zhì)核雜巖在122Ma發(fā)育結(jié)束。在此過程中，隨著遞進(jìn)剝露，韌性剪切帶經(jīng)過中-上地殼最后達(dá)到近地表層次。

進(jìn)入青山期（123Ma～113Ma）以后，拆離斷層停止活動，在伊澤奈奇俯沖作用下，巖石圈發(fā)生大規(guī)模拆沉，鶴山地區(qū)的結(jié)構(gòu)的總體是以脆性變形為主，結(jié)構(gòu)中的淺層部分發(fā)育為NNE向斷裂切割和破壞了早期的鵲山變質(zhì)核雜巖，區(qū)域上早期巖漿活動以基性為主，表現(xiàn)為基性火山巖的噴發(fā)和盆地及周緣大量NE型基性脈巖；晚期巖漿活動以中酸性為主，表現(xiàn)為區(qū)域上中酸性火山巖的噴發(fā)及酸性巖漿的侵入。

3 成礦作用

膠東地區(qū)已發(fā)現(xiàn)的中生代內(nèi)生金礦床呈區(qū)（帶）集中分布，全部為熱液礦床，根據(jù)礦床成礦動力學(xué)背景、成礦地質(zhì)特征、成礦物質(zhì)流體來源及成礦時代等，丁正江（2014）將其大致劃分為造山型金礦（如玲瓏式、焦家式、盤馬式、金青頂式、岔夼式等）、斑巖-矽卡巖型礦床（如邢家山鉬鎢礦、冷家鉬礦、尚家莊鉬礦、南臺銅礦等）和中低溫?zé)嵋好}型礦床（如大疃劉家鈹?shù)V，彭家夼式、宋家溝式、郭城式、遼上式等金礦，王家莊銅鋅礦、湯村店子式金鉛鋅銀多金屬礦、十里鋪銀礦、虎鹿夼銀礦、同家莊銀礦、杜家崖金礦等）。孫豐月等研究認(rèn)為在鵲山變質(zhì)核雜巖體系中拆離斷層與金礦化的關(guān)系主要存在以下觀點(diǎn)：

（1）拆離斷層為成礦提供構(gòu)造空間：在低角度的伸展、拆離過程中，沿拆離斷層形成了高滲透性的構(gòu)造角礫巖和碎裂巖帶，同時因存在化學(xué)活動性高的大理巖，使礦液進(jìn)入后有利于富集成礦。拆離斷層上盤的一系列傾角較大的脆性斷裂為大氣水的循環(huán)提供了有利通道。在東井口-崖子一帶拆離斷層上盤脆性正斷層相當(dāng)發(fā)育，且石英的H、O同位素及黃鐵礦特征都反映有大氣水的加入。Wickham等曾指出，由于變質(zhì)核雜巖的快速抬升，大氣水可以下滲到地表下10km～15km的深度。

（2）伸展作用控制了成礦的物理化學(xué)環(huán)境：熱的變質(zhì)核雜巖的快速抬升，使區(qū)內(nèi)產(chǎn)生異常高的地?zé)崽荻?，尤其是在拆離斷層附近更是如此。拆離斷層下盤的變質(zhì)核雜巖中以熱的、還原的深源熱液為主。拆離斷層上盤則以冷的、氧化的循環(huán)大氣水為主。兩套熱液系統(tǒng)相遇形成氧化-還原界面，從而促進(jìn)了金的沉淀和富集。

（3）成礦過程中元素的活動：拆離斷層下盤的韌性剪切過程中帶出了大量的Fe、Ca、Mg及部分Mn和CO2，而帶入了Si、K、Na等元素。孫豐月等通過分析蓬家夼金礦區(qū)不同類型巖石中微量元素含量的變化，從大理巖到硅化大理巖帶出了親石元素Ba、Sr以及親鐵V、Ti、Ni、Co等，而帶入Mn、Cu、Pb、Zn、S、Au、As等。大氣降水帶來了S和部分Au，而其它成分主要來自深源的熱液。

3.1 礦床地質(zhì)特征

膠萊盆地東北緣地區(qū)的金礦多為中低溫?zé)嵋好}型礦床，但由于其產(chǎn)出空間或礦石類型的差異性，又將其分為宋家溝式、蓬家夼式、遼上式、郭城式金礦床；多金屬礦產(chǎn)方面，以銅鉬礦居多，（共）伴生少量鉛鋅礦，礦床主要有斑巖型礦床、熱液脈型礦床。

3.2 成礦時代

成礦元素作為地殼的組成部分，隨著地殼的演化不斷分化，在地殼的不同歷史發(fā)展階段形成了各種礦床。 根據(jù)地質(zhì)標(biāo)志確定的成礦年齡具有一定的規(guī)律。 隨著同位素年代學(xué)引入地質(zhì)學(xué)和礦床學(xué)研究，成礦年齡數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和廣度大大提高。地質(zhì)方法表現(xiàn)在野外地質(zhì)勘探上，成礦年代依靠金礦床（體）與其他地質(zhì)體及控礦構(gòu)造的時間順序，來間接的、定性的推斷出來的；同位素測年的方法是利用放射性同位素衰變的自然規(guī)律，準(zhǔn)確測定巖石或礦物中原始放射性物質(zhì)的同位素含量和放射性因子，從而推算巖石或礦物的地質(zhì)年齡。前輩孫興麗測得西澇口金礦閃斜煌斑巖中黑云Ar-Ar坪年齡為（121.6±0.68）Ma，含金黃鐵礦絹英巖化花崗質(zhì)碎裂巖中絹云母的Ar-Ar坪年齡為（116.54±0.61）Ma；黃鐵礦是遼上金礦床中主要載金礦物，對黃鐵礦Re-Os進(jìn)行同位素年代學(xué)測定能精確厘定其成礦時間。前輩李杰等選取主成礦階段含金黃鐵礦-碳酸鹽脈金礦石，挑選其中黃鐵礦對其進(jìn)行了Re-Os同位素測年，測試結(jié)果顯示Re-Os等時線年齡為（58±11）Ma，在成礦時間上表明了遼上金礦成礦時間上的特殊性；通過輝鉬礦Re-Os同位素測得尚家莊鉬礦床模式年齡為（115.5±1.6）Ma～（117.6±1.6）Ma，平均年齡為（116.4±1.6）Ma，這與膠東金礦規(guī)模化成礦時代和威德山超級區(qū)塊印盤超級區(qū)塊含礦巖的成巖時代一致，表明膠東地區(qū)存在金鉬成礦過程。

通過上述成巖成礦年齡測試結(jié)果，膠萊盆地東北緣金成礦年齡在誤差范圍內(nèi)基本一致，即晚白堊世存在一期重要的金礦化作用，其時間大致在（116～128）Ma，其形成時代與膠東廣泛存在的金礦化期大致相同。膠萊盆地東北緣乃至膠東地區(qū)白堊世末期-古新世仍存在一期重要的金成礦作用，且該類型金礦具有巨大找礦潛力。

3.3 礦床成因

隨著勘探的日益復(fù)雜，為了快速圈定目標(biāo)區(qū)和識別遠(yuǎn)景，探礦者迫切需要理論研究給予更多的實(shí)際幫助，而該礦床類型的地質(zhì)成因模型是地質(zhì)理論與實(shí)踐的結(jié)合產(chǎn)品。以成礦理論為指導(dǎo)，收集、分析和研究現(xiàn)有礦床資料，綜合分析所研究的成礦對象和環(huán)境的形成過程以及與之相關(guān)的基本地質(zhì)、地球物理、地球化學(xué)等特征。了解和指定控制礦石的最重要因素。拆離斷層對金屬礦化的控制作用是備受國內(nèi)外關(guān)注的研究方向。國外在80年代開始較詳細(xì)地研究拆離斷層的控礦意義，并提出了有關(guān)成礦模式。雖然國內(nèi)這方面的研究起步較晚，目前拆離斷層對金礦控制作用的研究取得了較大進(jìn)展。孫豐月等研究認(rèn)為蓬家夼金礦成因類型是受拆離斷層控制的大氣水參與的中溫?zé)嵋盒徒鸬V床；朱大崗等認(rèn)為膠萊盆地東北緣金礦與韌脆性剪切帶有關(guān)的蝕變巖型金礦。蓬家夼金礦是層間滑動角礫巖型金礦，稱之為“蓬家夼式金礦”；劉玉強(qiáng)等研究認(rèn)為該區(qū)金礦為烴金雙源層中層控金礦床，屬礫巖型金礦，可與南非“蘭德”型金礦相對比，且深部具有一定的成礦潛力；張竹如等在膠萊盆地深入分析盆地基底、盆地地層及古地理沉積相的基礎(chǔ)上，得出膠萊盆地的金礦為“陸相含碳巖系層控金礦床”，并指出此類金礦床在崖子地區(qū)將有超大型遠(yuǎn)景。

4 結(jié)論

（1）拆離斷層為膠萊盆地東北緣成礦提供構(gòu)造空間；鵲山變質(zhì)核雜巖對該區(qū)金礦床具有一定的影響。

（2）膠萊盆地東北緣金礦屬于盆緣斷裂系中低溫?zé)嵋航鸬V成礦系列，受鶴山變質(zhì)巖心雜巖及伴生脆性斷裂構(gòu)造的統(tǒng)一控制。

（3）膠萊盆地東北緣深部具有優(yōu)越的成礦地質(zhì)條件，找礦遠(yuǎn)景可觀。