成矿物质和成矿流体来源

通过对焦家深部金矿床矿石和围岩（单矿物）的常量、微量元素地球化学特征分析，以及硫、氧、铅同位素组成特征研究可知，焦家深部金矿床成矿物质具有多来源特点，是胶东早前寒武纪变质岩系、容矿的玲珑重熔型花岗岩经热液流体长期、多阶段活化、萃取成矿物质，并与深源成矿物质混合而成。胶东早前寒武纪变质岩系、玲珑花岗岩及中生代幔源岩浆活动为成矿提供了主要物质来源，白垩纪强烈的岩浆爆发活动为成矿提供了充足的热源和流体来源，大规模构造运动为成矿提供了有利空间。胶东金矿成矿与伟德山花岗岩的岩浆活动密切相关，伟德山花岗岩的形成时代与金矿成矿时代接近，金矿形成于花岗岩浆活动最活跃的时期。伟德山花岗岩为壳幔混合型花岗岩，由于深部幔源上涌，使大量壳源物质熔融形成统一的岩浆房，并开始结晶分异，一些富含活动性组分的流体上升，由于其具有高温高压和极强的萃取能力，在上升过程中活化和萃取早前寒武系变质基底及玲珑花岗岩中的金，以络合物的形式向上迁移，当遇到适宜的物理化学条件时，体系平衡破坏，含金络合物不再稳定，将金卸载。构造转折和交汇部位是流体活动受阻的地方，易发生成矿物质沉淀。沿焦家断裂发育的稳定延伸的断层泥构成了成矿流体的阻隔层，使流体在主断面下盘聚集并与围岩进行充分的水—岩相互作用而形成较大矿体（图3-22）。在岩浆活动的中后期发生压滤作用，流体在岩体裂隙和围岩裂隙中形成与主矿体斜交的细脉、网脉状矿脉。

表3-16 焦家金矿床成矿年龄及焦家断裂断层泥年龄测试结果


图3-22 焦家深部金矿床流体成矿模式示意图

1—伟德山花岗岩；2—郭家岭花岗岩；3—玲珑花岗岩；4—太古宙结晶基底；5—绢英岩化花岗岩；6—钾化蚀变碎裂岩带；7—矿（化）体；8—流体运移方向

通过对夼北铜矿床和香夼铅锌矿床矿石（单矿物）和围岩的微量元素、稀土元素地球化学特征分析和硫、铅、氢、氧同位素组成特征研究认为，夼北铜矿床和香夼铅锌矿床成矿物质具有壳幔混合来源特点，成矿元素多来源于各自的赋矿围岩——荆山群、蓬莱群地层，成矿热液流体则与区域上的早白垩世岩浆活动——伟德山花岗岩关系密切。
通过对夼北铜矿床、香夼铅锌矿床的地质特征、地球化学特征、成矿物理化学条件等分析认为，香夼铅锌矿床的火山活动存在着中性→中酸性→酸性的演化规律，其成矿体系和围岩蚀变均表现出明显的垂直分带现象，即浅部为铅锌矿体、中部为铜硫矿体、深部为铜钼矿化，不同类型矿体是在不同阶段形成的，与不同类型的岩浆作用有关，多阶段热液作用造就了铅锌矿床成矿流体的高盐度。夼北铜矿床成矿元素来自于地层围岩，成矿流体来自于伟德山花岗岩，包裹体研究表明，流体密度整体较低，高盐度和低盐度的两类包裹体代表了流体的两个成矿阶段，成矿温度为中高温。
太平洋板块对欧亚板块的俯冲导致岩浆活动，引起俯冲造山作用，胶东地区在早白垩世呈现出不均匀的挤压，形成挤压带与引张带相间分布的特点，挤压带内形成壳源岩浆侵位，进而形成与此类侵入岩有关的铜、铅锌、钼等金属矿床。因此，胶东典型铜-铅锌矿床是与中生代花岗闪长斑岩岩浆活动有关的矽卡岩-斑岩型矿床。

结合石碌矿区矿床地质特征、元素地球化学和稳定及放射性同位素的示踪，以及成因矿物学初步研究和矿物包裹体特征，可以得出如下几点结论。

1)铁钴铜成矿物质主要来源与石碌群、尤其是与二透岩原岩的同一源区，即直接来源于经过壳内分异的火山岩或火成杂岩体;但铜成矿元素除主要来源于火山岩外，另一部分可能来源于盆地深部卤水和/或晚期岩浆热液中的成矿物质。

2)结合富铁矿体、贫铁矿体和二透岩含丰富的熔融包裹体，二透岩的原岩即火山岩本身就含有丰富的铁钴铜等成矿物质，亦或在高位岩浆房中已产生类似于富集铁钴铜等矿物质的“熔浆”，从而构成石碌铁矿床的矿源层或矿胚。

3)成矿流体主要起源于高温条件下类似于火山岩变质成因的交代热液，亦即在火山熔浆上升和喷溢过程中因同熔混合碳酸盐围岩和/或与碳酸盐围岩相互作用产生类似岩浆型矽卡岩过程所形成一种流体;但深部来源的盆地卤水和/或岩浆热液对成矿流体有重要贡献，而成矿晚期大气降水因氧化和淋滤可能促使富赤铁矿体最终形成。

4)结合石碌群第六层二透岩原岩恢复、二透岩与铁矿体的接触关系、二透岩与铁矿体呈多层互层出现及它们的产状，以及石碌群从第一层至第六层出现由细(第一至第三层)到粗(第四层)、由粗(第四层)到细(第五至六层)、再细(第五至六层)到粗(第七层，即原震旦系石灰顶组)的变化特点，反映这种火山喷溢或喷发具有多期次性;结合从海退→海进→海退的环境变化，石碌群至少代表了三个火山-沉积旋回。

5)岩浆活动的构造环境最可能是当地壳处于裂解时深部岩浆顺断裂侵位的过程(Solo-mon et al.，2004)，再结合石碌群沉积环境的恢复以及白云岩出现于二透岩、铁矿体的上、下部，石碌群和铁钴铜矿源层或矿胚应形成于拉张的裂谷盆地，而这种裂谷盆地最可能位于大陆边缘弧或弧后盆地，并最终发展成一陆缘边缘海盆地。

6)根据铁矿体和钴铜矿体以及赋矿围岩与印支—燕山早期花岗岩具有同构造剪切变形特征，以及成矿流体主要起源于保存原岩———火山岩同位素特征的高温变质成因的交代流体，其次为含矿的盆地卤水和/或岩浆热液等特征，我们进一步认为印支—燕山早期以来因大体积花岗岩侵入及其导致的剪切构造变形和被加热的深部流体(盆地卤水)对早期铁钴铜矿层和/或矿源层进一步富集形成厚大富赤铁矿体及钴铜矿体有重要的作用，因而可能是石碌铁矿第二次重要富集成矿期(详见第七章 )。

7)燕山晚期的构造-岩浆活动可能对铁矿和钴铜矿重要的叠加改造作用，如钴铜矿体通常除表现块状外，还具有条带状、网脉状或不规则状及胶状角砾状，并受构造面理、层间裂隙和剪张节 理等控制，一系列脉型含钴黄铁矿和/或黄铜矿矿脉则往往沿铁矿体的片理面广泛发育。这一构造-岩浆活动，一方面可能使原始铜钴物质或先前的钴铜矿体被再次活化、迁移和定位，而形成目前所见的晚期铜钴矿体;另一方面，所产生的新的含矿热液(岩浆热液)沿新的构造裂隙带和/或构造面理上升和运移，也可产生晚期铜钴矿体。第二种情况可由元素地球化学和同位素地球化学的示踪结果得以揭示，因而反映了石碌矿区钴铜矿具有两期或两期以上成矿特点。