非造山带型金矿_胶东型金矿的陆内成矿作用

非造山带型金矿———胶东型金矿的陆内成矿作用

翟明国,　范宏瑞,　杨进辉,　苗来成

(中国科学院地质与地球物理研究所矿产资源重点实验室,北京100029)

摘　要:综合了全球有关金矿床的资料,G oldfarb 和Groves 等发表了著名的造山带金矿的论述,提出了与造山带有关的金矿在全球范围和从中太古代到整个显生宙的地质时期有广泛的分布和周期性。该类金矿的特点是与变形和变质的中地壳岩块共生,特别是在空间上与相应的地壳构造一致。金矿出现在造山带的不同构造部位,与不同的金属共生或伴生成矿。胶东作为一个重要的金矿矿集区,以不到中国领土面积的0.2%,而金矿产量占全国的1/4。国内一些地质学家也将胶东型金矿划归为造山带型金矿。最近的研究表明,胶东矿集区的东界与华北克拉通的东界吻合,金矿以华北克拉通变质岩及其有关的侵入岩为控矿围岩。主成矿期成矿时代为(120±10)Ma ,约在不到10Ma 的短时限内。成矿物质具有多元性,既来自于控矿围岩———花岗片麻岩和变质岩,又来自于幔源的岩浆岩,特别是与中基性脉岩、偏碱的钙碱性花岗岩的侵入关系密切。除胶东金矿集区之外,华北克拉通的边缘和内部普遍含有金矿,而且金矿的物质来源、成矿方式、矿产类型、成矿围岩和成矿年龄都是一致的。这种大规模、短时限、高强度的成矿,被中国地质学家所重视并称为中生代成矿大爆发或金属异常巨量堆积。深部结构和成分的研究表明,华北东部的岩石圈在中生代急剧减薄,地幔和下地壳发生大规模置换,至130～110Ma 到达顶峰。中生代构造转折不具典型造作用特征,可能与周围块体夹持引发的区域性大规模地幔隆起有关。胶东大规模成矿的动力学过程受华北东部中生代构造转折体制制约,地幔上涌、地幔和下地壳置换引发的岩浆流体成矿作用,不同于经典的造山带成矿作用。文中从综述和评论的角度提出陆内非造山带型金成矿作用,并以胶东金矿为例加以讨论。关键词:非造山带型金矿;陆内成矿作用;成矿时代;胶东

中图分类号:P618.51　文献标识码:A 文章编号:10052321(2004)01008514

收稿日期:20040305基金项目:国家基金委重点资助项目(40234050);国家重点基础

研究规划项目(G 1999043207);中国科学院重大创新项目

0　引言

胶东黄金矿集区面积不足全国大陆的0.2%,而黄金储量占全国的四分之一,是我国最大的黄金矿

集区。据不完全统计,该区密集分布着3个二级矿集区,超大型金矿5个,大和中型金矿30多个,以及数百个小型金矿,它具有区域集中、规模大、储量高和成矿期短的特点。揭示胶东矿集区的爆发成矿之

谜,是揭示巨量金属堆积与岩石圈过程的难得实例。综合了全球有关金矿床的资料,G oldfarb 等(2001)[1]和Groves 等(2003)[2]发表了著名的造山

带金矿的论述,提出了与造山带有关的金矿在全球范围和从中太古代到整个显生宙的地质时期有广泛的分布和周期性。比较了成矿地球化学,国内一些地质学家也将胶东型金矿划归为造山带型金矿[3]。作者在研究中注意到,胶东金矿的地质特征与造山带的环境不同,此外,金矿在华北的分布并不像以往所认为的仅仅是围绕在克拉通的周缘,而是边缘和内部普遍含有金矿,金矿的物质来源、成矿方式、矿

产类型、

成矿围岩和成矿年龄都是一致的,没有时间、

空间和物质成分的分带。朝鲜半岛最近的研究也证实,原来认为在京畿地块内的前寒武纪金矿也

是中生代成矿,矿床类型和胶东非常相似(S. C.

Choi ,2003,科学交流)。对于金矿的成矿地质背

景,有不少文章[4～9]将其与华北东部中生代构造体第11卷第1期2004年3月

地学前缘(中国地质大学,北京)

Earth Science Frontiers (China University of G eosciences ,Beijing )

Vol.11No.1Mar.2004

向的盆岭格局,岩石圈快速减薄,岩浆作用活跃,引发了爆发式成矿。作者[10]最近提出华北东部的中生代构造体制转折是一个具有典型意义的陆内构造运动,其成因与印支期末的古中国大陆的拼合没有成因联系,它是中国陆块(华南—华北—蒙古)在侏罗纪中晚期,与西(南)部的特提斯洋闭合、北部的西伯利亚与中国陆块的碰撞,以及东(南)部的古太平洋(?)或特提斯洋闭合共同作用下,在周圈挤压后应力松弛,引发并在晚侏罗纪—早白垩纪达到高潮的深部地幔大规模隆起和地壳大规模伸展。这种地幔隆起和陆内伸展可能范围上超出了华北东部,和Pengea大陆的裂解在时间上耦合。为此我们有理由认为胶东金矿的成矿类型是需要认真研究的,并有可能建立一个与经典的造山带型金矿不同的陆内成矿模型。

在讨论造山带金矿和非造山带金矿之前,我们可以首先对造山带一词给予明确的定义和内涵。造山带一词最早出现于19世纪,主要被地形学家使用,后来也被地质学家使用,定义为在造山旋回中遭受了褶皱和其他变形的线状区域[11],同时将造山作用定义为成山的过程(the process of formation of mountains),它们可以分为形成阶段的活动带和后造山过程形成的山带。板块构造问世以来,造山带一词即和板块边缘相联系,并分为两个基本类型:陆陆碰撞或陆弧碰撞形成的以机械驱动的碰撞造山和一个板块向另一个板块俯冲消亡的以热力驱动的俯冲造山[12,13],分别称为科迪勒拉型和喜马拉雅型。目前的地质学家在使用造山带一词时,虽然仍有将造山带的概念沿用于地形学的成山作用,但大多研究者是将造山作用与板块边缘的会聚过程相联系的。因此我们认为造山作用应限定在板块构造机制下的地质块体会聚的构造过程,造山带是在造山过程中形成的褶皱和其他变形的线状区域。

造山带型金矿理论是与造山过程中的壳幔相互作用、岩浆作用、流体活动并引发的金以及其他金属元素的成矿理论。G oldfarb等[1]也是将造山带与板块的会聚过程相联系的。图1是造山带金矿构造环境模式图,从左至右,主要产出金矿的构造单元是大洋岛弧(1)、(洋)弧后盆地(2)、增生体(3)、大陆岛弧(4)、(陆)弧后盆地(5),相应的金其他金属成矿是:热液型金银矿(夕卡岩型)斑岩型铜金矿(1)、

金矿和卡林型金矿

(5)。虽然金矿在各个单元都有分布,但由于不同的洋陆、壳幔相互作用和岩浆活动,元素的富集和形成的矿床也有差别。但总的特点是与变形与变质的中地壳岩块共生,特别是在空间上与相应的地壳构造一致,这是受金以及与金共

图1　造山带金矿成矿背景模式图

(据G oldfarb等,2001改编)

Fig.1　The tectonic setting of orogenic gold deposits

生的金属元素的富集规律和成矿温度控制的。狭义的造山带型金矿仅指在大陆增生体构造环境的,不与其他矿产共生的金矿。Groves等(2003)[2]充分注意到在造山作用之后的变质叠加和再活化对于金矿的富集有很大的意义,但总体上仍将在变质带中出现的金矿与造山带演化相联系。对于胶东(华北东部)金矿,G oldfarb等(2001)[1]是将其划归为造山带型金矿的。毛景文等(2003)[3]虽然将110～130 Ma时期的金矿与岩石圈减薄过程相联系,但在成矿构造背景上,仍认为小秦岭和华北东部的金矿是与华北和扬子陆块的最终碰撞之后的伸展有关的造山带型金矿[14]。很显然,胶东金矿与狭义的造山带型金矿有别,且与图1模式中伸展盆地中的热液热泉型铜金矿和卡林型金矿也有别。

1　胶东金矿

1.1　胶东金矿的分布与矿集区的界限

图2显示胶东矿集区分为3个次一级的矿集区,它们位于招远—莱州—平度一带,蓬莱—栖霞一带,乳山—牟平一带,其间多是以侏罗—白垩纪火山沉积盆地相隔。矿集区的东部以密山断裂为界。密山断裂以东,虽然有报道在文登-荣成花岗岩中