薄軍委，丁正江，宋明春，邱昆峰，孫豐月，紀(jì) 攀，許 虹，張 然

(1.吉林大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，吉林 長春 130061；2.山東省第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東 煙臺 264000；3.山東省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局，山東 濟(jì)南 250013；4.中國地質(zhì)大學(xué)(北京)，北京 100083)

膠東地區(qū)是中國最大的黃金勘查與生產(chǎn)基地，同時也是世界第三大金礦集中區(qū)，資源/儲量超過5 000 t(于學(xué)峰等，2016；Deng and Wang，2016；宋明春，2017；王金輝，2020)。該區(qū)金礦找礦勘查、成礦理論、成礦預(yù)測研究等工作一直備受國內(nèi)外地質(zhì)學(xué)家關(guān)注(鄧軍等，2010；姜曉輝等，2011；Huetal.，2013；呂古賢等，2013；Yangetal.，2013；楊立強(qiáng)等，2014；宋明春等，2014，2015；Fanetal.,2016；Wenetal.，2016；Xuetal.，2016；Guoetal.,2017；楊奎鋒等，2017；Zhangetal.,2017；Dengetal.，2018；張龍等，2020)。其金礦床類型主要包括破碎帶蝕變巖型(俗稱“焦家式”)和石英脈型(俗稱“玲瓏式”)，區(qū)域上產(chǎn)出的大多數(shù)金礦床均有這兩種礦化樣式發(fā)育。破碎帶蝕變巖型金礦以三山島、焦家、新城等礦床為代表，主要受控于NE向區(qū)域主斷裂；石英脈型金礦以玲瓏和九曲等礦床為代表，主要受控于次級斷裂。Lu 等(2007)和Guo等(2017)通過對這兩種類型礦床H-O-S穩(wěn)定同位素、流體包裹體均一溫度和成分組成等研究，認(rèn)為膠東地區(qū)破碎帶蝕變巖型和石英脈型金礦床其實(shí)是同一次成礦作用的結(jié)果，只是在不同的賦礦圍巖和成礦熱液溫壓條件影響下的不同表現(xiàn)形式。近年來，隨著膠東東部深部找礦的不斷推進(jìn)，在膠萊盆地東北緣金礦集中區(qū)首次發(fā)現(xiàn)了黃鐵礦碳酸鹽脈型特大型金礦床(Au金屬量達(dá)69 t)——遼上金礦。該礦床是一種以金賦存于黃鐵礦-碳酸鹽(細(xì))脈中為顯著特征的新類型金礦床，其礦石類型明顯不同于膠東地區(qū)“焦家式”和“玲瓏式”金礦床中以硅化、絹英巖化為主的礦石類型，是膠東又一具備尋找特大型金礦床潛力的新礦床類型，被稱之為“遼上式”金礦(李國華等，2016，2017)。

前人對膠東地區(qū)“焦家式”和“玲瓏式”金礦床開展了系統(tǒng)深入地研究，并取得了諸多創(chuàng)新性的成果和認(rèn)識，極大地促進(jìn)了膠東地區(qū)金成礦理論的提升和找礦實(shí)踐的突破，但對于近年來新發(fā)現(xiàn)的具有較大找礦潛力的黃鐵礦碳酸鹽脈型新類型金礦床(“遼上式”金礦)的研究涉及較少。前人僅從該類型礦床地質(zhì)特征、礦物學(xué)特征、成礦規(guī)律等方面進(jìn)行了初步分析探討(紀(jì)攀等，2016；李國華等，2016，2017；王志新等，2017)，關(guān)于其成礦流體和成礦物質(zhì)來源、礦床成因等缺乏較為詳細(xì)的研究。本文在詳細(xì)的野外調(diào)研和室內(nèi)研究基礎(chǔ)上，對遼上金礦床中黃鐵礦碳酸鹽脈型礦石中白云石、黃鐵礦分別開展了C、O和S、Pb同位素組成分析，結(jié)合其礦床地質(zhì)和礦石組構(gòu)特征，探討了遼上黃鐵礦碳酸鹽脈型金礦成礦流體、成礦物質(zhì)來源及礦床成因，為建立該新類型金礦床成因模式提供了證據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

膠萊盆地東北緣金礦集中區(qū)位于華北板塊與蘇魯造山帶交匯部位(圖1a)。區(qū)內(nèi)殼幔作用強(qiáng)烈，構(gòu)造巖漿活動頻繁，區(qū)域成礦條件優(yōu)越。區(qū)內(nèi)地層主要由前寒武系變質(zhì)巖、白堊系陸源碎屑沉積巖和火山巖組成。前寒武系變質(zhì)巖主要為古元古界大理巖、變粒巖、斜長角閃巖等，是半穩(wěn)定-穩(wěn)定的淺海環(huán)境下成巖作用的產(chǎn)物，原巖為碳酸鹽巖、含鈣鎂質(zhì)沉積物的沉基性火山巖或白云質(zhì)雜砂巖、中基性火山巖、泥質(zhì)巖、粉砂質(zhì)泥巖、石英砂巖、長石石英砂巖等(林文蔚等，1998)，形成時代晚于～2 100 Ma(劉平華等，2011)，其峰期高壓麻粒巖相變質(zhì)時代為1 900～1 850 Ma(Wanetal.,2006；Zhouetal.,2008；Tametal.,2011；劉平華等，2011；劉建輝等，2011)，退變質(zhì)時代為1 840～1 820 Ma(劉平華等，2011)。白堊系陸源碎屑沉積巖為復(fù)成分礫巖、砂巖、粉砂巖等。白堊系火山巖為發(fā)育于陸內(nèi)裂谷環(huán)境的一套由酸性-中基性-酸性-偏堿性火山巖、火山碎屑巖組成的陸相火山盆地沉積，分別對應(yīng)4個火山活動旋回(丁正江等，2015)，從早期火山巖到晚期火山巖，其堿性物質(zhì)成分逐漸增加(唐華風(fēng)等，2003；李金良等，2007；付文釗等，2014)。區(qū)內(nèi)巖漿巖以晚侏羅世含石榴石弱片麻狀二長花崗巖為主(160～152 Ma)，被認(rèn)為是地殼重熔型(S型)花崗巖(孫豐月等，1995；丁正江等，2015)；西北部出露小面積早白堊世似斑狀花崗閃長巖(117～110 Ma)，為殼?；旌匣◢弾r(郭敬輝等，2005；丁正江等，2013)。另發(fā)育二長斑巖、閃長玢巖、煌斑巖脈巖群(116～114 Ma；譚俊，2009)。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，主要有桃村、郭城、崖子和育黎等4條NE向區(qū)域性超殼斷裂，為盆地邊界斷裂，控制了盆地的形成與演化，同時也是深部巖漿作用的重要通道。這些深大斷裂不僅影響巖漿巖的空間定位，而且控制著金及多金屬礦床的形成與分布，目前已發(fā)現(xiàn)有遼上、郭城、蓬家夼、宋家溝、西井口等數(shù)個(特)大-中型金礦床和尚家莊中型鉬礦。新發(fā)現(xiàn)的特大型黃鐵礦碳酸鹽脈型遼上金礦床即位于金礦集中區(qū)郭城斷裂的下盤(圖1b)。

圖1 膠萊盆地東北緣大地構(gòu)造位置(a)與區(qū)域礦產(chǎn)地質(zhì)圖(b)(據(jù)李國華等，2016修改)Fig.1 Sketch map for geotectonic location of the northeastern margin of Jiaolai Basin (a) and mineral deposits (b) on the north-east margin of Jiaolai Basin (modified after Li Guohua et al.,2016)1—水庫；2—第四系；3—下白堊統(tǒng)陸相沉積巖、火山巖；4—古元古界變質(zhì)巖；5—前寒武系侵入巖；6—晚侏羅世二長花崗巖；7—早白堊世花崗閃長巖；8—燕山晚期巖脈；9—地質(zhì)界線；10—斷裂；11—韌性剪切帶；12—金礦床(點(diǎn))；13—鉬礦床；14—銅礦點(diǎn)；15—鉛鋅礦點(diǎn)；16—膠萊盆地東北緣地區(qū)位置；Ⅰ—華北板塊；Ⅰ1—膠萊-膠北斷??；膠北斷隆；膠萊斷陷；Ⅱ—秦嶺-大別-蘇魯碰撞造山帶；Ⅱ1—膠南-威海斷?。晃牡?威海斷拱；膠萊斷陷；膠南-臨沭斷隆1—lake；2—Quaternary；3—Lower Cretaceous continental sedimentary and volcanic rocks；4—Paleoproterozoic metamorphic rock；5—Precambrian intrusive rock；6—Late Jurassic monzonite granite；7—Early Cretaceous granodiorite；8—Late Yanshanian dyke；9—geological boundary；10—fault；11—ductile shear zone；12—Au deposit (ore spot)；13—Mo deposit；14—Cu ore spot；15—Pb-Zn ore spot；16— northeast margin of Jiaolai Basin；Ⅰ—North China Plate；Ⅰ1— Jiaolai-Jiaobei falut-uplift； fault depression；Ⅱ—Qinling-Dabie-Sulu collision orogenic belt；Ⅱ1—Jiaonan-Weihai falut-uplift

2 礦床地質(zhì)特征

遼上金礦區(qū)賦礦圍巖主要為前寒武系大理巖、變粒巖，晚侏羅世二長花崗巖及少量燕山晚期脈巖(圖2a)。區(qū)內(nèi)礦體受構(gòu)造控制明顯，對圍巖無明顯選擇性，控礦構(gòu)造呈NE走向，傾向SE，上陡下緩，發(fā)育于荊山群與晚侏羅世二長花崗巖接觸帶附近，由多條近平行構(gòu)造組成(圖2b，Ⅲ、Ⅳ)。

Ⅲ號構(gòu)造蝕變帶：地表出露長約960 m，寬約1～14 m；走向及傾向上均呈舒緩波狀，總體走向50°±，傾向SE，傾角42°；自-300 m標(biāo)高往下蝕變帶變寬變厚，最大控制厚度可達(dá)285 m(圖2b)。帶內(nèi)淺部發(fā)育黃鐵礦化、碳酸鹽化，少量硅化、絹英巖化、鉀長石化、綠泥石化等蝕變，蝕變帶與圍巖呈漸變過渡，無明顯邊界；深部主要發(fā)育黃鐵礦化、碳酸鹽化。

Ⅳ號構(gòu)造蝕變帶：位于Ⅲ號構(gòu)造蝕變帶上側(cè)，二者間距約100～150 m，大致平行(圖2b)；斷續(xù)出露長約980 m，地表寬約1～10 m，于-200 m標(biāo)高向深部略變寬變厚?？傮w走向40°～56°，傾向SE，傾角23°～58°。蝕變帶內(nèi)特征與Ⅲ礦化蝕變帶基本一致，礦化強(qiáng)度稍弱。

區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)主要金礦體4條、次要礦體3條，主要賦存在-500 ～-1 000 m標(biāo)高(礦體向下未封閉；圖2b)。礦體多呈透鏡狀、似層狀、脈狀、楔狀及馬鞍狀等，總體走向37°，傾向SE，傾角在5°～55°之間，大多數(shù)傾角10°～40°；礦體水平延伸80～550 m，傾向延深42～271 m，厚1.36～42.93 m，礦石品位1.36～22.68 g/t。

圖2 遼上金礦區(qū)地質(zhì)簡圖(a，據(jù)山東省第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，2014(1)山東省第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院.2014.山東省牟平區(qū)遼上金礦深部及外圍詳查報告.修改)與12線剖面圖(b，據(jù)紀(jì)攀等，2016修改)Fig.2 Geological map (a,modified after No.3 Exploration Institute of Geology and Mineral Resources,2014(2)山東省第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院.2014.山東省牟平區(qū)遼上金礦深部及外圍詳查報告.) and geological section along No.12 line (b,modified after Ji Pan et al.,2016) of the Liaoshang gold deposit

遼上金礦床以充填方式成礦，含金黃鐵礦碳酸鹽(細(xì))脈體沿圍巖裂隙充填，對圍巖沒有明顯選擇性，形成3種主要礦石類型(丁正江等，2015；李國華等，2016)，分別為黃鐵礦碳酸鹽脈花崗巖型(圖3a)、黃鐵礦碳酸鹽脈變質(zhì)巖型(圖3b)和黃鐵礦碳酸鹽脈型(圖3c)，其中第3種金品位最高，前兩類礦石含金量與其所含黃鐵礦碳酸鹽細(xì)脈的多少呈正相關(guān)。斷裂帶中黃鐵礦碳酸鹽脈礦石主要由自然金、黃鐵礦、白云石組成，含少量方解石、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦等礦物。自然金礦物粒度5～350 μm不等(集中在20～50 μm)，主要以裂隙金、粒間金、包裹金和共生金的形式賦存在白云石(圖3d)和黃鐵礦中(圖3e)。根據(jù)礦物共生組合及形成的先后順序，將“遼上式”金礦成礦過程劃分為3個成礦階段(紀(jì)攀等，2016)：Ⅰ階段，粗粒黃鐵礦-白云石-金階段，脈體寬大，主要產(chǎn)出大顆粒黃鐵礦，粒度3～20 mm，自形程度好(圖3f；五角十二面體)，金礦物產(chǎn)出較多且粒度粗大[圖3g；(Py+Dol)Ⅰ]；Ⅱ階段，細(xì)粒黃鐵礦-白云石-(少量)金階段[圖3g；(Py+Dol)Ⅱ]，脈體細(xì)小，細(xì)脈狀、網(wǎng)脈狀，主要產(chǎn)出細(xì)粒半自形黃鐵礦，少量黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦等，金礦物產(chǎn)出粒度較細(xì)小，方鉛礦交代Ⅰ階段黃鐵礦(圖3h)；Ⅲ階段，石英-碳酸鹽脈階段，生成細(xì)粒碳酸鹽(白云石為主)和少量石英，呈脈狀切割Ⅱ階段黃鐵礦碳酸鹽細(xì)脈(圖3i)，不含金。

圖3 遼上金礦石類型及礦物特征Fig.3 Ore types and mineral characteristics of the Liaoshang gold deposita—黃鐵礦碳酸鹽脈花崗巖型礦石；b—黃鐵礦碳酸鹽脈變質(zhì)巖型礦石；c—黃鐵礦碳酸鹽脈型礦石；d—白云石中的包體金(反射光)；e—黃鐵礦中的包體金與裂隙金(反射光)；f—黃鐵礦碳酸鹽脈沿二長花崗巖裂隙充填；g—Ⅰ階段黃鐵礦碳酸鹽脈與Ⅱ段黃鐵礦碳酸鹽脈穿切關(guān)系；h—方鉛礦交代Ⅰ階段黃鐵礦(反射光)；i—Ⅲ階段石英-碳酸鹽脈穿切Ⅱ階段黃鐵礦碳酸鹽脈；Py—黃鐵礦；Gn—方鉛礦；Gl—自然金；Dol—白云石；Qtz—石英(礦物縮寫符號據(jù)沈其韓，2009)a—pyrite-carbonate vein granite type ore；b—pyrite-carbonate vein metamorphic rock type ore；c—pyrite-carbonate vein type ore；d—inclusion gold within dolomite (reflected light)；e—inclusion gold and fissure gold in pyrite (reflected light)；f—pyrite-carbonate vein filling the fissure of monzogranite；g—perforation relationship between stage Ⅰ pyrite-carbonate vein and stage Ⅱ pyrite-carbonate vein；h—galena replacing stage Ⅰ py-rite (reflected light)；i—stage Ⅲ quartz-carbonate vein crossing stage Ⅱpyrite-carbonate vein；Py—pyrite；Gn—galena；Gl—native gold；Dol—dolomite；Qtz—quartz (mineral abbreviation after Shen Qihan,2009)

3 樣品采集及分析方法

3.1 樣品采集

采集遼上金礦床黃鐵礦碳酸鹽脈礦石樣品18件，黃鐵礦碳酸鹽脈寬為2～3 cm，黃鐵礦顆粒粗大，粒徑為3～8 mm，晶型呈五角十二面體。采集標(biāo)本后，室內(nèi)使用切割機(jī)去除大部分二長花崗巖圍巖，以保證研究目標(biāo)黃鐵礦碳酸鹽脈中黃鐵礦、碳酸鹽礦物的同期性和同源性。初步處理后的樣品粉碎至40～80目，淘洗后進(jìn)行初選，然后在雙目鏡下挑選出黃鐵礦、白云石分別用于S、Pb和C、O同位素測試，X射線物相分析結(jié)果表明黃鐵礦和白云石的純度大于99%。

3.2 分析方法

白云石C、O和黃鐵礦S、Pb同位素分析測試工作均在核工業(yè)北京地質(zhì)研究院分析測試中心完成。白云石C、O同位素分析，用瑪瑙研缽將白云石單礦物研磨至200目，烘箱105℃烘烤樣品2 h，去除吸附水。75℃下烘烤在Gasbench線制樣設(shè)備的樣品管，烘干后將0.1 mg樣品放入樣品管中并封蓋。用高純氦氣將樣品管中的空氣排出。用酸泵酸針向樣品管中加過量的100%磷酸。磷酸和碳酸鹽樣品反應(yīng)產(chǎn)生CO2氣體。用高純氦氣將生成CO2氣體帶入MAT253質(zhì)譜儀測試C、O同位素組成。C、O同位素測試以PDB為標(biāo)準(zhǔn)，分別標(biāo)記為δ13CV-PDB和δ18OV-PDB，分析精度優(yōu)于±0.2‰(劉漢彬等，2013)。黃鐵礦S同位素分析，將單礦物和氧化亞銅按一定比例研磨、混合均勻后，在真空達(dá)10-2Pa和980℃狀態(tài)下加熱進(jìn)行氧化反應(yīng)使礦物中的硫轉(zhuǎn)化生成SO2。然后用液氮冷凍劑收集并純化SO2，用Delta V Plus分析SO2中硫同位素組成，測量結(jié)果以V-CDT為標(biāo)準(zhǔn)，分析精度優(yōu)于±0.2‰。黃鐵礦Pb同位素樣品先用混合酸溶樣，然后用樹脂交換法分離出鉛，蒸干后用熱表面電離質(zhì)譜法進(jìn)行鉛同位素測量，儀器型號為ISOPROBE-T，對1 μg鉛的204Pb/206Pb測量精度<0.05%，208Pb/206Pb≤0.005%。

4 同位素地球化學(xué)特征

4.1 白云石C、O同位素組成

18件遼上金礦床主成礦階段白云石樣品的 C、O同位素測試結(jié)果見表1。白云石的C同位素變化范圍小，分布集中，δ13CV-PDB值為-4.6‰～-3.6‰，平均值-4.22‰；白云石的O同位素變化范圍小，分布集中，δ18OV-SMOW值集中在9.6‰～10.6‰，平均值10.1‰。

表1 遼上金礦床白云石碳氧同位素組成 ‰Table 1 Carbon and oxygen isotopic compositions of dolomites from the Liaoshang gold deposits

4.2 黃鐵礦S、Pb同位素組成

遼上金礦床主成礦階段14件黃鐵礦的S-Pb同位素測試結(jié)果見表2。遼上金礦床黃鐵礦δ34S值除LS-1(3.4‰)之外，較為集中，為+7.3‰～+9.4‰，均值為+8.2‰。黃鐵礦206Pb/204Pb值為17.027～17.576，207Pb/204Pb值為15.435～15.503，208Pb/204Pb值為37.706～38.205。

表2 遼上金礦床黃鐵礦S同位素組成Table 2 S compositions of pyrites from the Liaoshang gold deposit

5 討論

5.1 成礦流體來源

前人研究表明，熱液碳酸鹽礦物中的碳、氧同位素組成是示蹤成礦流體來源的有效手段(Taylor，1986；黃智龍等，2004)。一般來說，巖漿和深部來源碳在自然界中δ13CV-PDB變化范圍分別為-9‰～-3‰和-5‰～+2‰，海相碳酸鹽類δ13CV-PDB約為-3.0‰～+2.0‰(Hoefs，1997)，有機(jī)碳δ13CV-PDB的變化范圍為-30‰～-15‰，蒙陰金剛石δ13CV-PDB的變化范圍為-6.4‰～-0.4‰(張宏福等，2009)，大理巖類δ13CV-PDB的變化范圍為-5.7‰～+3.8‰(王炳成等，1992(3)王炳成，等.1992.膠東金礦穩(wěn)定同位素地球化學(xué)及找礦(科研報告).)。遼上金礦床黃鐵礦碳酸鹽脈礦石中白云石碳同位素δ13CV-PDB值為-4.60‰～-3.60‰，平均值-4.22‰(表1)，位于巖漿系統(tǒng)總碳、幔源蒙陰金剛石、大理巖類碳同位素組成變化范圍內(nèi)(圖4)，但與區(qū)內(nèi)具有海相碳酸鹽特征的荊山群大理巖(δ13CPDB=0.24‰～1.70‰；楊敏之等，1996；張連昌等，2002)相比，δ13C出現(xiàn)虧損，而且遼上金礦白云石δ18OV-SMOW值集中在9.6‰～10.6‰，與海相碳酸鹽(δ18OSMOW=20‰～24‰)、荊山群大理巖(11.93‰～16.6‰；張連昌等，2002)相比亦出現(xiàn)不同程度的虧損，而接近于巖漿碳酸巖(5.5‰～14.5‰；Deines and Gold，1973)，上述特征表明遼上金礦床原始流體中的碳主要來源于深部巖漿熱液。在δ13C-δ18O圖解(圖5)上，遼上金礦床樣品集中落于巖漿巖范圍內(nèi)，表明遼上金礦床原始成礦流體中碳的來源主要與深部巖漿熱液有關(guān)。

圖4 遼上金礦及相關(guān)碳儲庫(δ13C )Fig.4 The Liaoshang gold deposit and its associated carbon reservoir (δ13C)

圖5 遼上金礦床δ13CV-PDB-δ18OV-SMOW相關(guān)圖解(底圖據(jù)劉建明等，1997)Fig.5 Correlation diagram of δ13CV-PDB-δ18OV-SMOW in the Liaoshang gold deposit (after Liu Jianming et al.,1997)

5.2 成礦物質(zhì)來源

S同位素是熱液脈型金礦床中成礦物質(zhì)來源示蹤的重要方法之一(Yangetal.，2016；Zuetal.，2020)。熱液硫化物中的S同位素受熱液流體中總S同位素組成、pH值和Eh值、沉淀時的溫壓條件以及硫化物形成時空間體系的開放程度等多種因素影響(裴英茹等，2016)。鄭永飛等(2000)認(rèn)為在低氧逸度環(huán)境下，熱液礦物組合多為黃鐵礦、磁黃鐵礦、方解石、石墨等礦物，此時黃鐵礦中的δ34S值基本等于熱液中的δ34S值；在高氧逸度環(huán)境下，會出現(xiàn)重晶石等硫酸鹽礦物，而此時重晶石中的δ34S值大于流體中的總S同位素組成。而遼上金礦床的主要載金礦物為黃鐵礦和白云石，未出現(xiàn)重晶石等硫酸鹽礦物，因此，認(rèn)為遼上金礦床中黃鐵礦δ34S值基本代表了熱液流體中的δ34S值，可以示蹤其成礦物質(zhì)來源。

通過遼上金礦床與膠東典型金礦床硫同位素對比發(fā)現(xiàn)(圖6)，膠西北礦集區(qū)(三山島金礦床)、牟乳成礦帶(金青頂金礦床)、膠萊盆地東北緣礦集區(qū)(遼上、蓬家夼、宋家溝、土堆-沙旺等金礦床)均以富34S為特征，相對于隕石硫、玄武巖硫同位素組成偏高；膠萊盆地東北緣地區(qū)賦礦圍巖荊山群δ34S值高于膠西北賦礦圍巖膠東群δ34S值，相對應(yīng)遼上金礦床δ34S值略高于三山島金礦床δ34S值。膠東地區(qū)中基性脈巖、郭家?guī)X花崗巖、玲瓏花崗巖等不同的地質(zhì)體δ34S值也比較相近，尤其是具有幔源特征的中基性脈巖δ34S值也遠(yuǎn)高于玄武巖、地幔δ34S值。這表明膠東地區(qū)金礦床成礦物質(zhì)與流體可能源于深源巖漿熱液，同時流體上升過程有地殼物質(zhì)混入，使得硫同位素發(fā)生分餾。

圖6 曲型礦床硫化物δ34S值分布圖Fig.6 Distribution of sulfide δ34S values of typical deposits

遼上金礦床δ34S值較隕石硫偏高，均以富δ34S為特征，與膠東地區(qū)荊山群、玲瓏花崗巖、郭家?guī)X花崗巖、膠東中基性脈巖相近；但也有δ34S值(LS-1號δ34S值為3.4‰)低于膠東中基性脈巖δ34S，與具有幔源性質(zhì)的玄武巖相近，表明硫同位素在流體演化過程發(fā)生較大分餾。而一般認(rèn)為較高的δ34S值表明可能存在大氣降水循環(huán)淋濾作用使得硫同位素發(fā)生較大程度的分餾(張連昌等，2002)，因此遼上金礦床硫的來源一部分可能源于深源巖漿熱液，深源流體上升過程中隨著地殼物質(zhì)成分的不斷加入或在地殼淺部大氣降水的混入，硫同位素發(fā)生分餾，最終表現(xiàn)出高δ34S值特征。

侯明蘭等(2006)在研究膠東金礦時對比了煌斑巖與礦石鉛同位素組成，認(rèn)為礦石鉛與煌斑巖具有相同的源區(qū)，為殼?；旌系漠a(chǎn)物。從遼上金礦床黃鐵礦206Pb/204Pb-207Pb/204Pb同位素構(gòu)造環(huán)境判別圖(圖7)上可以看出，黃鐵礦鉛同位素較為集中，其投點(diǎn)主要落于造山帶和地幔演化曲線之間，表明遼上金礦鉛也以殼?；旌蠟橹?，鉛來源與盆緣發(fā)云夼、蓬家夼、大莊子等金礦床具有相似的鉛同位素特征(孫豐月等，1995；楊金中等，2001；張連昌等，2001；曾慶棟等，2002)。關(guān)于成礦物質(zhì)來源，徐述平等(2008)總結(jié)了荊山群變質(zhì)巖中金元素豐度，大量數(shù)據(jù)顯示荊山群金含量較低，小于地殼中金的豐度值4×10-9，不能直接為區(qū)內(nèi)成礦提供如此巨量金元素。Yang 等(2015)從成礦時間方面給出了金礦成礦物質(zhì)源于深部巖漿系統(tǒng)的佐證，認(rèn)為膠東金成礦時間與區(qū)內(nèi)火山活動時間基本一致，為火山活動同期產(chǎn)物；而部分學(xué)者從同位素特征方面研究認(rèn)為區(qū)內(nèi)發(fā)云夼、蓬家夼金礦床成礦作用與膠萊盆地中火山-次火山巖漿活動有關(guān)(楊金中等，2001；曾慶棟等，2002)；李紅梅等(2010)對區(qū)內(nèi)土堆-沙旺金礦床S、Pb同位素分析認(rèn)為成礦物質(zhì)與伴生脈巖均來自深部殼幔巖漿混合源區(qū)，初始巖漿熱液流體為地幔流體衍生物；Tan等(2012)對土堆-沙旺金礦床研究也認(rèn)為金礦成礦物質(zhì)與輝綠巖具有同源性，成礦物質(zhì)源于深部巖漿系統(tǒng)。與區(qū)內(nèi)土堆-沙旺、發(fā)云夼、蓬家夼、大莊子等金礦床相比，遼上金礦床與其有相似的鉛同位素特征，表明區(qū)內(nèi)金礦床具有相同或相似的鉛源，應(yīng)為同一成礦背景下發(fā)生的成礦作用，其成礦物質(zhì)為殼?；旌献饔卯a(chǎn)物，與深部巖漿活動存在密切關(guān)系。

圖7 遼上金礦床207Pb/204Pb-206Pb/204Pb同位素構(gòu)造環(huán)境判別圖(底圖據(jù)曾慶棟等，2002)Fig.7 Discrimination diagram of 207Pb/204Pb-206Pb/204Pbisotope tectonic environment in the Liaoshang gold deposit (after Zeng Qingdong et al.,2002)

5.3 成礦模式

膠萊盆地是膠東地區(qū)中生代形成的陸相火山-沉積盆地，經(jīng)歷了萊陽期、青山期、王氏期3個階段的演化(李桂群等，1994；陳書平等，1998；唐華風(fēng)等，2003；徐貴忠等，2004；佟彥明，2007；任鳳樓等，2008；吳沖龍等，2009)，其中，青山期區(qū)內(nèi)發(fā)了大規(guī)模的火山-巖漿作用，火山活動時間大致在125～100 Ma(邱檢生等，2001；凌文黎等，2006；張岳橋等，2008；匡永生等，2012；周建波等，2016)，青山期基性火山巖噴發(fā)時間在122～113 Ma，酸性火山巖噴發(fā)時間為110～98 Ma(匡永生等，2012)，前者與區(qū)內(nèi)本類型金礦化時間基本一致(Tanetal.，2015；黃鐵礦Rb-Sr等時線年齡約118 Ma，丁正江等；未發(fā)表數(shù)據(jù))。而在125～115 Ma期間，太平洋板塊運(yùn)動方向發(fā)生轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)由SEE向NWW向歐亞大陸俯沖，華北克拉通構(gòu)造體制發(fā)生重大轉(zhuǎn)折，地幔大規(guī)模上涌，巖石圈加劇拆沉減薄，殼幔強(qiáng)烈作用，巖漿活動頻繁(翟明國等，2003；吳福元等，2003；鄧晉福等，2003；許文良等，2004；Xuetal.，2004；周新華，2006；閆俊等，2007；Maetal.，2014；Fanetal.，2016)，與此同時區(qū)域上爆發(fā)了大規(guī)模金成礦事件。

遼上金礦床位于膠東東部地區(qū)，形成于早白堊世中國東部軟流圈上涌、巖石圈大規(guī)模減薄背景下，此時交代富集地幔部分熔融形成的中基性偏堿性巖漿快速上涌(Fanetal.,2001；Lingetal.,2009；匡永生等，2012)，不僅形成了區(qū)內(nèi)大量的火山巖和基性脈巖群(郭城脈巖群；譚俊，2009；Tanetal.，2012)，而且?guī)泶罅砍傻V物質(zhì)在盆緣形成了遼上式黃鐵礦碳酸鹽脈型金礦床。即在太平板塊俯沖背景之下，軟流圈上涌，分異演化形成了C-H-O深源含礦流體，深源含礦流體在熱驅(qū)動下向上運(yùn)移，并與地殼發(fā)生反應(yīng)，部分地殼物質(zhì)進(jìn)入深源含礦流體形成殼?；旌虾V流體，殼幔混合含礦流體運(yùn)移至地殼淺部，與大氣降水混合，形成多源混合含礦流體并在運(yùn)移過程中萃取了荊山群部分成礦物質(zhì)。多源含礦流體在熱液驅(qū)動下運(yùn)移至盆緣滑脫構(gòu)造，由于物理化學(xué)條件改變，在盆緣滑脫構(gòu)造由陡變緩部位沉淀成礦(圖8)。而載金礦物白云石流體包裹體均一溫度顯示，遼上金礦床成礦溫度在199.8～247.1℃，平均222.7℃(紀(jì)攀，2016)，為低溫?zé)嵋好}型金礦床。

6 結(jié)論

(1) 白云石C、O和黃鐵礦S、Pb同位素顯示，遼上黃鐵礦碳酸鹽脈型金礦成礦流體主要源于深部巖漿流體，后期有大氣降水混入；成礦物質(zhì)源于地幔，部分源于地殼，為殼?；旌献饔卯a(chǎn)物，與深部巖漿作用存在密切關(guān)系，成因類型為含金黃鐵礦碳酸鹽脈充填型低溫?zé)嵋航鸬V床。

(2) 遼上黃鐵礦碳酸鹽脈型金礦床形成于太平洋板塊俯沖背景之下，軟流圈上涌，分異演化成C-H-O含礦流體，流體上升過程中混入地殼物質(zhì)，在熱液驅(qū)動下上升至地殼淺部，殼?；旌狭黧w與大氣降水混合，多源含礦流體運(yùn)移至盆緣滑脫構(gòu)造并在由陡變緩部位沉淀成礦。

致謝在野外地質(zhì)調(diào)查及采樣期間得到了山東恒邦冶煉股份有限公司大力支持和幫助；本文在成文過程中得到了審稿專家的指導(dǎo)和中肯建議，在此一并表示感謝。