黑云母全铝压力计估算胶东西北部玲珑花岗质杂岩剥蚀程度

基金项目:国家自然科学基金面上项目(No 140602010);国家重点基础研究发展计划项目(No 12006CB403503);教育部“111”计划(B0711);中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室开放基金项目
黑云母全铝压力计估算胶东西北部
玲珑花岗质杂岩剥蚀程度
王建平,刘俊,刘家军,彭润民,柳振江,付超
(中国地质大学(北京)地质过程与矿产资源国家重点实验室,北京100083)
胶东西北部地区是中国最重要的金矿集中区之一,在不到全国面积1/500的地域内集中了全国岩金产量的1/4。

该区发育两个系列的金矿床:以玲珑、焦家、三山岛、乳山为代表的石英脉型2破碎蚀变岩型金矿床和以大庄子、蓬家夼为代表的胶莱盆地北缘滑脱破碎带内的角砾岩型金矿,第一个系列相对更为重要。

矿床形成时间主要集中于120Ma 左右,金成矿与中生代构造动力体制转折密切相关(刘建明等,2001;翟明国等,2004;陈衍景等,2004)。

关于该区金成矿背景、成矿控制因素、矿床成因以及区域成矿规律等已多有研究,成果众多难以一一列举。

而对该区成矿后变化保存方面的研究则明显不足,本文利用矿物温压计的方法来研究岩体侵位深度,从而定量地探讨岩体剥蚀程度,从一个侧面来了解矿床保存条件,对于认识该区矿床成矿后变化保存情况以及区域金成矿潜力评价有重要参考意义。

1　地质背景与研究方法
玲珑岩体是我国东部一个著名的岩体,总面
积超过3000k m 2
,是胶东地区主要的赋矿岩石,以花岗质岩石为围岩或主要以花岗质岩石为围岩的金矿储量约占总该区黄金储量的93%(周军等,2001)。

玲珑岩体是一个典型的复式岩体,主要包括粗粒二长花岗岩为主的玲珑岩体(双顶、罗山、花山)、肉红色粗粒二长花岗岩为主的滦家河岩体、肉红色似斑状花岗闪长岩为主的郭家岭岩体以及灰白色细粒艾山花岗岩体等。

玲珑岩体、滦家河岩体侵位时代大约在155Ma,郭家岭侵入玲珑岩体、滦家河岩体之中,形成于130Ma
左右;最晚的艾山岩体侵入郭家岭岩体中,形成时代大至在115Ma 。

矿物压力计是研究岩体隆升剥蚀的有效手段之一,目前常用的矿物压力计有角闪石全铝压力计、黑云母全铝压计、岩浆绿帘石压力计等。

本文研究的20件样品分别采自玲珑复式岩体的不同单元,具有广泛的代表性。

首先通过镜下观察岩石薄片,选择较新鲜未遭受蚀变、符合温压计矿物共生组合关系的黑云母进行电子探针分析。

选用Uchida &Endo (2007)在角闪石全铝压力计基础上最新标定的花岗岩中黑云母全铝压力计公式:p (108Pa )=3103T A l -6153±0133来计算岩体成岩压力,式中T A l 指在O =22基础上的黑云母中的全铝含量。

再根据p =ρgh 换算成岩深度,其中g 值取918,复式岩体各单元岩石密度虽有差
异,但为计算方便统一取值2700kg/m 3
,从而获得成岩深度值。

2　结果分析
岩体成岩压力和侵位深度计算表明,玲珑花
岗质杂岩成岩压力在4118～24017MPa,平均为14019MPa;相应的成岩深度范围为1158～9109k m ,平均成岩深度为5132km 。

其中玲珑岩体的成岩压力分布在10210～21512MPa,平均为11552×108Pa,对应的深度在3185～8113km ,平均成岩深度为5186k m;滦家河岩体的成岩压力分布在6210～24017MPa,平均为18017MPa,对应的深度在2134～9109km ,平均深度为6183k m;郭家岭花岗岩的成岩压力分布在6212～21715MPa,平均为11917MPa,对应的深度在2135～8121km ,平均成岩深度为4152k m;艾山花岗岩的成岩压力分布在4118～8816MPa,平均
为01628×108
Pa,对应的深度在1158～3134k m ,平均成岩深度为2137k m 。

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矿　物　学　报
由于所有研究样品均采自地表,
可以用成岩
深度近似代表成岩后的剥蚀深度。

故玲珑复式花岗质杂岩整体平均剥蚀深度为5132km 。

玲珑花岩体平均剥蚀深度为5186km ,滦家河岩体平均剥蚀深度为6183k m ,郭家岭岩体平均为4152
k m ,艾山岩体平均为2137km 。

根据20个数据绘制的玲珑花岗质杂岩剥蚀量等值线图(图1)上
看,岩体自西向东剥蚀深度大体上减小,西北部剥蚀最多,可能原因是西北面临渤海,自海岸线向内陆剥蚀程度降低。

图1　胶西北部玲珑花岗质杂岩剥蚀深度分布图(经纬度坐标)
3　讨　论
以上计算结果结合岩体形成时代看,自玲珑
岩体成岩到艾山花岗岩成岩的约40Ma 间剥蚀量为3149km ,剥蚀速率为010997k m /Ma;而从艾山岩体至今的115Ma 间剥蚀量为2137km ,剥蚀速率仅有010206k m /Ma 。

由于剥蚀速率与高程成正比,可见在150～115Ma 期间胶东地区发生了区域大幅快速隆升,这从一个侧面支持中国东部在燕山中晚期可能存在一个高原的(张旗等,2001)假说,也为中国东部高原演化提供了可以参考的定量数据。

从成岩、成矿时间上看,艾山岩体与成矿时间最为接近。

可以近似地认为艾山岩体的剥蚀量代表成矿后胶东西北部区域剥蚀量,即矿床形成后研究区总体约剥蚀掉2137k m 。

这与吕古贤(1997)用构造附加静水压力较正后获得焦家金矿Ⅰ、Ⅱ号矿体形成深度224316m 的数值十分接近。

研究区成矿后剥蚀量与成矿深度基本相当,与该区大部分矿床刚刚出露地表而小部分金矿床为浅部隐伏矿床的地质事实相吻合。

这也可能是胶东地区巨大黄金储量的一个重要原因,即具有良好的保存条件。

参　考　文　献:
陈衍景,PirajnoF,赖勇,等1胶东矿集区大规模成矿时间和构造环境1岩石学报,2004,20(4):14521601
刘建明,叶杰,徐九华,等1初论华北东部中生代金成矿的地球动力学背景———以胶东金矿为例1地球物理学进展,2001,16(1):392461吕古贤1山东玲珑金矿田和焦家金矿田成矿深度的测算与研究方法1中国科学(D 辑),1997,27(4):33723421翟明国,范宏瑞,杨进辉,等1非造山带型金矿———胶东型金矿的陆内成矿作用1地学前缘,2004,11(1):852981张旗,钱青,王二七,等1燕山中晚期的中国东部高原:埃达克岩的启示1地质科学,2001,36(2):24822551周军,刘建朝,王瑞腾,等1胶东金矿省成矿作用初析1西安工程学院学报,2001,23(3):12101
EtsuoU ,ShoE,M itsut oshi M 1Relati onshi p bet w een s olidificati on dep th of granitic r ocks and f or mati on of hydr other mal ore deposits 1Res ource Geol 2ogy,2007,57(1):472561
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2009年。