朱學(xué)強(qiáng)， 秦杰， 郭晶， 黃永波，王麗娟， 王金光

山東省地質(zhì)調(diào)查院，濟(jì)南， 250014

內(nèi)容提要: 膠東福山—棲霞多金屬成礦帶是膠東重要的多金屬礦產(chǎn)分布區(qū)，與成礦關(guān)系密切的主要為燕山期淺成—超淺成的酸性小型斑巖體。關(guān)于這些成礦小型斑巖體的形成時代、成因機(jī)制及構(gòu)造背景以及與金礦密切相關(guān)的郭家?guī)X巖體之間的關(guān)系的研究目前仍存在薄弱之處。筆者等選擇香夼巖體、羊虎山巖體，在進(jìn)行系統(tǒng)的野外地質(zhì)調(diào)查基礎(chǔ)上，進(jìn)行巖石學(xué)、巖石化學(xué)、年代學(xué)等方面研究。結(jié)果表明，香夼巖體、羊虎山巖體鋯石LA-ICP-MS U-Pb加權(quán)平均年齡分別為127.9±0.6 Ma、125.6±0.8 Ma，屬于早白堊世。小型斑巖體SiO2含量為62.28%～68.59%，全堿含量為5.50%～9.30%，里特曼指數(shù)為1.33～3.38，Al2O3含量為13.52%～14.97%，P2O5含量為0.06%～0.14%，TiO2含量為0.18%～0.6%，Mg#介于30.35～56.70；輕稀土相對富集，具不明顯的Eu負(fù)異常；富集大離子親石元素Rb，虧損高場強(qiáng)元素Nb、Ta。巖石類型屬于I型花崗巖，同時具有高鍶低釔(Adakitic)巖石特征。小型斑巖體與金礦關(guān)系密切的郭家?guī)X巖體具有一致的成巖時代，相似的地球化學(xué)和Sr、Pb同位素比值，反映小型斑巖體應(yīng)為郭家?guī)X期巖漿的淺成相。該期巖漿的形成與揚(yáng)子板塊和華北板塊碰撞造山晚期增厚的巖石圈拆沉和太平洋板塊俯沖的雙重構(gòu)造背景有關(guān)。

膠東是中國著名的金礦產(chǎn)區(qū)(楊立強(qiáng)等，2014；Li Lin et al., 2015；宋英昕等，2017)，但鎢(鉬)、銅、鉛鋅礦等多金屬礦也比較發(fā)育，尤其是煙臺福山—棲霞地區(qū)，其中以棲霞香夼中型鉛鋅銅礦、福山王家莊中型銅礦、福山邢家山大型鎢鉬礦、杜家崖中型金銀礦等多金屬礦最為著名。它們集中分布于華北板塊東南緣膠北隆起區(qū)內(nèi)臧家莊盆地的周緣，具有呈東西向帶狀分布的特征，東西長約40 km，南北寬約15 km。這些多金屬礦床的發(fā)現(xiàn)引起了人們的關(guān)注，并開展了工作(遲洪紀(jì)，1993；劉光智，2003；丁正江等，2010，2011，2014；孫豐月等，2011；宋明春等，2015；盧文姬等，2016；朱學(xué)強(qiáng)等，2020；Liu Shuangliang et al., 2020；Li Jie et al., 2021)，較為系統(tǒng)地總結(jié)了這些多金屬礦的控礦條件、成礦規(guī)律和成礦模式、成礦系列。

福山—棲霞多金屬成礦帶內(nèi)多金屬礦床類型以斑巖—矽卡巖型和中低溫巖漿熱液型為主，均與中生代淺成—超淺成的酸性小型斑巖體在空間上、時間上和成因上存在密切的聯(lián)系。這些淺成—超淺成的酸性小型斑巖體是Cu、Pb—Zn、Au—Ag的主要成礦母巖(孫豐月等，2011；丁正江等，2015)。研究認(rèn)為，淺成中酸性小巖體成大礦的現(xiàn)象最為普遍和重要，是世界銅、金、鉬、鎢、錫等礦產(chǎn)的重要來源(陳衍景，2012)，大巖基周圍的小巖體尤其值得重視(王登紅等，2014；汪相和樓法生， 2022)。但福山—棲霞多金屬成礦帶內(nèi)小型斑巖體的形成時代、成因機(jī)制、構(gòu)造背景的研究還存在薄弱之處。膠東發(fā)育3期巖漿活動和成礦事件(宋英昕等，2019)，以往的研究認(rèn)為偉德山期花崗巖(126～107 Ma)(張?zhí)锏龋?008；Goss SarahC et al., 2010)與有色金屬礦(形成時代113～127.6 Ma)形影不離(李杰，2012；宋明春等，2015；Song Mingchun et al., 2017)。但是通過最近年代學(xué)資料分析，福山—棲霞多金屬成礦帶內(nèi)小型斑巖體成巖年齡集中分布于120～133 Ma之間(呂文杰，2010；丁正江等，2015；鄒鍵，2018；宋英昕等，2019；田杰鵬，2020)，有別于偉德山期巖漿活動時間。那么到底福山—棲霞多金屬成礦帶內(nèi)多金屬成礦作用具體屬于哪一期巖漿活動和成礦事件，成礦小巖體成因類型與物質(zhì)來源又具有怎樣的特征，與周圍廣泛分布的同期巖漿活動的大巖基之間的關(guān)系如何？因此，有必要對福山—棲霞多金屬成礦帶內(nèi)的小型斑巖體進(jìn)行系統(tǒng)的分析，為下一步找礦工作提供依據(jù)。

筆者等在系統(tǒng)的野外調(diào)查基礎(chǔ)上，選擇規(guī)模較大的臧家莊盆地南緣的香夼巖體(與香夼鉛鋅銅多金屬礦密切相關(guān))和盆地東緣的羊虎山巖體(與王家莊銅礦密切相關(guān))，對其進(jìn)行系統(tǒng)的巖石學(xué)、巖石地球化學(xué)、年代學(xué)等方面研究，探討膠東福山—棲霞多金屬成礦帶燕山期與多金屬成礦作用有密切聯(lián)系的淺成—超淺成酸性小型斑巖體的形成時代及成因類型，進(jìn)而探討其與盆地北緣與金成礦關(guān)系密切的郭家?guī)X巖體的成因聯(lián)系及構(gòu)造背景，為膠東地區(qū)多金屬礦成巖成礦規(guī)律的深入探討提供新的信息。

1 地質(zhì)背景

膠東福山—棲霞多金屬成礦帶位于華北板塊南緣的膠北隆起區(qū)臧家莊盆地及其周緣，呈NEE走向展布。該帶斷裂構(gòu)造發(fā)育，發(fā)育早期近東西向斷裂及切割近東西向斷裂的NE—NNE向斷裂。出露的地層由老到新有新太古代膠東巖群、古元古代粉子山群、新元古代蓬萊群、白堊紀(jì)萊陽群、青山群、王氏群以及第四系(圖1)。其中粉子山群和蓬萊群是重要的成礦圍巖，粉子山群為一套中高級變質(zhì)作用的片巖—變粒巖—碳酸鹽巖建造，蓬萊群為一套低級變質(zhì)作用的板巖—石英巖—碳酸鹽巖建造，其中的碳酸鹽巖對于形成矽卡巖型礦床具有重要的貢獻(xiàn)作用。

圖1 膠東福山—棲霞地區(qū)地質(zhì)簡圖(圖b據(jù)丁正江，2014)Fig. 1 Skech geological map from Qixia to Fushan in Jiaodong Peninsula, Shandong Province (Fig. b after Ding Zhengjiang et al., 2014&)

成礦帶內(nèi)分布著不同時代、不同期次和不同類型的巖漿巖，形成時代自新太古代至白堊紀(jì)，其中燕山期巖漿活動最為強(qiáng)烈，巖石類型以中酸性侵入巖為主，其中就包括與多金屬成礦關(guān)系密切的淺成—超淺成酸性小型斑巖體及與金成礦關(guān)系密切的郭家?guī)X巖體。

2 巖石特征

淺成—超淺成的酸性小型斑巖體出露面積不大，多呈橢圓、長條和不規(guī)則狀的巖株、巖墻或巖脈散居于斷裂附近和斷陷盆地邊緣，整體呈NEE向帶狀展布，常常受區(qū)域性近東西向與北北東向斷裂交匯部位控制。其侵入于古元古代、新元古代地層，被后期脈巖群穿切。

2.1 香夼巖體

香夼巖體位于臧家莊盆地南緣的香夼鉛鋅銅多金屬礦床中部區(qū)域，圍巖主要為新元古代蓬萊群碳酸鹽巖、板巖，沿近EW向和NNE向兩組斷裂交匯部位產(chǎn)出，巖體周圍局部發(fā)育強(qiáng)烈的矽卡巖化和隱爆角礫巖(郭晶等，2019)。

斑巖體主要為花崗閃長斑巖，灰白色，常因蝕變呈黃綠色，斑狀結(jié)構(gòu)，基質(zhì)呈顯微晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造(圖2a)。其中斜長石60%～70%，石英20%～25%，鉀長石<5%，黑云母5%～10%。斑晶含量約占40%～45%，主要為長石、石英和少許正長石、黑云母等(圖2b、2c)，粒徑0.3～4.5 mm，其中斜長石多呈他形—半自形板狀，極個別呈棱角狀，可見聚片雙晶、卡鈉復(fù)合雙晶，具較為強(qiáng)烈的絹云母化、碳酸鹽礦物化等蝕變而顯渾濁；正長石，他形—半自形板狀，零星可見，卡式雙晶不明顯，具強(qiáng)烈黏土礦物化、碳酸鹽礦物化及輕微絹云母化等蝕變而顯渾濁；石英，切面形態(tài)多呈近四方形，常被熔蝕呈渾圓粒狀或其他形，極個別可見港灣狀，無色透明，干凈明亮；黑云母，片狀，大小不等，散亂可見，均被白云母、碳酸鹽礦物和少許金屬礦物代替，僅保留其假象。基質(zhì)主要由顯微晶質(zhì)的長石、石英和極少許金屬礦物等組成。長石大多具強(qiáng)烈絹云母化、黏土礦物化、碳酸鹽礦物化等蝕變；石英，微粒狀，填隙分布于斜長石微晶間隙中，局部稍稍明顯。副礦物主要為黃鐵礦、磷灰石、鋯石、銳鈦礦、閃鋅礦、螢石等。

圖2 膠東福山—棲霞地區(qū)香夼巖體(a)、(b)、(c)、羊虎山巖體(d)、(e)、(f)野外照片和顯微照片F(xiàn)ig. 2 Representative field photographs and microgranphs of Xiangkuang granodiorite porphyry(a),(b),(c) and Yanghushan granodiorite porphyry (d),(e),(f) in Fushan—Qixia area, Jiaodong Peninsula (a)香夼花崗閃長斑巖巖石特征；(b) 斜長石(Pl)、石英(Qz)斑晶(+)；(c) 黑云母(Bi)斑晶均被蝕變礦物所代替(+)；(d)羊虎山花崗閃長斑巖巖石特征；(e) 斜長石(Pl)、石英(Qz)斑晶(+)；(f)角閃石(Hb)斑晶(+)(a) Petrologic—characteristics of the Xiangkuang granodiorite porphyry ; (b) plagioclase(Pl) and quartz(Qz) phenocrysts; (c) biotite(Bi) phenocrysts are replaced by altered minerals; (d) petrologic characteristics of the Yanghushan granodiorite porphyry ; (e) plagioclase(Pl) and quartz(Qz) phenocrysts; (f) amphibole phenocryst

2.2 羊虎山巖體

羊虎山巖體位于臧家莊盆地東緣，出露面積相對較大，侵入圍巖古元古代粉子山群變粒巖、片巖、大理巖中。

斑巖體主要巖性為花崗閃長斑巖，淺灰色，斑狀結(jié)構(gòu)，基質(zhì)呈顯微晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造(圖2d)。其中斜長石50%～60%，石英25%～30%，角閃石10%～15%。斑晶含量約占35%～40%，成分為斜長石、石英、角閃石等(圖2d、2e)，粒徑0.5～4 mm，其中斜長石多呈他形—半自形板狀，少許呈棱角狀、碎塊狀，可見聚片雙晶、卡鈉復(fù)合雙晶及環(huán)帶狀構(gòu)造，波狀消光，具輕微黏土礦物化、絹云母化等蝕變而略顯渾濁；石英，切面形態(tài)多呈近四方形，常被熔蝕成渾圓粒狀或其他形，極個別可見港灣狀結(jié)構(gòu)，無色透明，干凈明亮；角閃石，他形—半自形柱狀，斷面呈近菱形或扁六邊形，綠色—黃綠色，多色性明顯，斷面上可見近于菱形相交的兩組解理，具程度不同的綠泥石化等蝕變，部分已完全被綠泥石所代替，僅保留其假象。基質(zhì)主要由顯微晶質(zhì)的斜長石、石英和極少許金屬礦物等組成。斜長石多呈細(xì)粒狀，蝕變同斑晶；石英，微粒狀，填隙分布于斜長石微晶間隙中，局部稍稍明顯。副礦物主要為磁鐵礦、綠簾石、磷灰石、鋯石、赤褐鐵礦、榍石等。

3 樣品采集與測試方法

筆者等共采集2套小型斑巖體樣品，分別采自香夼巖體花崗閃長斑巖(編號CY201)，地理坐標(biāo)E120°57′51″，N37°25′37″；羊虎山巖體花崗閃長斑巖(編號CY204)，地理坐標(biāo)E121°9′35.4″，N37°27′28.9″。收集4件斑巖巖石樣品，包括盧文姬等(2016)采集自香夼礦床深部的花崗斑巖(XKZ-13，取自1150m深度)和蝕變花崗斑巖(XKZ-57)兩件樣品；1∶25萬煙臺市幅區(qū)調(diào)中采集自黃泥溝的石英閃長玢巖和山東棲霞—蓬萊地區(qū)中生代構(gòu)造巖漿演化與成礦作用研究項目采集自香夼鉛鋅礦的含黃鐵礦花崗閃長斑巖(14QX27-1)。同時，在臧家莊盆地北側(cè)郭家?guī)X巖體中采集2件樣品并收集13件郭家?guī)X期花崗巖樣品與小型斑巖體進(jìn)行對比研究，其中8件樣品收集自膠東中生代花崗巖調(diào)查及與金礦關(guān)系研究項目，5件收集自楊進(jìn)輝等(2003)數(shù)據(jù)。

在河北省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查研究所實驗室完成鋯石挑選工作，具體流程為：在避免污染的條件下，先用磁選和重液方法粗選鋯石，然后在雙目鏡下將鋯石逐一挑出。在北京鋯年領(lǐng)航科技有限公司完成鋯石樣品的制靶、鋯石陰極發(fā)光(CL)圖像拍攝，具體流程為：將鋯石顆粒和標(biāo)準(zhǔn)鋯石一起黏貼在環(huán)氧樹脂表面，拋光后將待測鋯石進(jìn)行透射光、反射光顯微照相，然后進(jìn)行陰極發(fā)光(CL)照相。在天津地質(zhì)調(diào)查中心實驗室完成鋯石U-Pb同位素分析工作。鋯石U-Pb同位素分析由LA-MC-ICP MS儀器完成，由NEW WAVE 193 nm FX激光器以及NEPTUNE多接收等離子質(zhì)譜組成。激光束斑直徑為32 μm。采用ISOPLOT進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并成圖。詳細(xì)的實驗流程見李懷坤等(2009)。

巖石地球化學(xué)測試分析在山東省第八地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院實驗測試中心完成。主量元素采用無水四硼酸鋰/偏硼酸鋰熔融—X射線熒光光譜法(XRF)測定(儀器型號：PF7)，選擇與樣品礦物巖性接近的國家一級標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，樣品分析誤差為2%～5%；微量元素和稀土元素分析均采用等離子質(zhì)譜法(ICP-MS)測定(儀器型號：ICAP6000)，測試溶液的制備均采用酸溶法，主量元素分析相對誤差小于5%，微量元素含量大于10×10-6時相對誤差小于5%，小于10×10-6時的相對誤差小于10%。依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 14506-2010，檢測環(huán)境溫度20℃，濕度40%。

4 測試結(jié)果

4.1 LA-ICP-MS鋯石U-Pb年代學(xué)測試結(jié)果

香夼花崗閃長斑巖的樣品CY201鋯石顆粒粒徑在0.02～0.25 mm之間，形態(tài)以自形—半自形柱狀為主，伸長系數(shù)在1.5～3.0之間，少數(shù)為半自形—次渾圓柱粒狀。陰極發(fā)光顯示鋯石環(huán)帶結(jié)構(gòu)明顯，結(jié)晶程度較好(圖3)；鋯石Th/U在0.30～0.63之間，多數(shù)>0.4(表1)。綜合上述信息表明，該巖體的鋯石主要為巖漿成因鋯石。對樣品CY201中32顆鋯石測定了32個點，得到32顆鋯石的206Pb/238U加權(quán)平均年齡127.9±0.6 Ma(MSWD=1.4)(圖4)。

羊虎山花崗閃長斑巖的樣品CY204鋯石顆粒粒徑在0.03～0.25 mm之間，形態(tài)以自形—半自形柱狀為主，伸長系數(shù)在1.5～3.0之間。陰極發(fā)光顯示鋯石環(huán)帶結(jié)構(gòu)明顯，結(jié)晶程度較好(圖3)，具有巖漿成因的鋯石特征。鋯石Th/U在0.02～0.47之間，多數(shù)在0.2～0.4之間(表1)。對樣品CY204中32顆鋯石測定了32個點，得到32顆鋯石的206Pb/238U加權(quán)平均年齡125.6±0.8 Ma(MSWD=2.4)(圖4)。

圖3 膠東福山—棲霞多金屬成礦帶香夼和羊虎山小型斑巖體鋯石CL圖像Fig. 3 CL images for zircons of the granodiorite porphyry from Xiangkuang and Yanghushan in Fushan—Qixia polymetallic metallogenic belt, Jiaodong Peninsula

圖4 膠東福山—棲霞多金屬成礦帶香夼和羊虎山小型斑巖體鋯石U-Pb年齡諧和圖Fig. 4 Zircon U-Pb concordia diagram of Xiangkuang and Yanghushan granodiorite porphyry in Fushan—Qixia polymetallic metallogenic belt, Jiaodong Peninsula

4.2 巖石地球化學(xué)測試結(jié)果

4.2.1 主量元素地球化學(xué)特征

福山—棲霞多金屬成礦帶燕山期小型斑巖體SiO2含量在62.28%～68.59%之間變化，平均為65.44%；全堿含量K2O+Na2O=5.50%～9.30%，平均為6.79%，K2O/Na2O=0.71～2.18，平均值為1.37；里特曼指數(shù)為1.33～3.38，平均為2.10，小于3.3(鈣堿性巖)；Al2O3含量13.52%～14.97%，鋁飽和指數(shù)A/CNK范圍在0.90～1.06之間；P2O5(0.06%～0.14%)、TiO2(0.18%～0.6%)、MgO(0.95%～3.3%)、Mg#(30.35～56.70)(除1件樣品外均>40)(表2)，整體屬于準(zhǔn)鋁質(zhì)—弱過鋁質(zhì)和高鉀鈣堿性系列(圖5)，硅堿圖上主要投影至花崗閃長巖區(qū)域(圖6)，部分落入石英二長巖和閃長巖區(qū)域。由于蝕變較強(qiáng)，其中14QX27-1明顯富K。

圖5 膠東福山—棲霞多金屬成礦帶小型斑巖體K2O—SiO2圖解(a)A/NK—A/CNK圖解(b)Fig. 5 K2O vs. SiO2 diagram (a) and A/CNK vs. A/NK diagram (b) of the granodiorite porphyry in Fushan—Qixia polymetallic metallogenic belt, Jiaodong Peninsula

表2 膠東福山-棲霞多金屬成礦帶小型斑巖體及郭家?guī)X花崗巖體主量元素(%)、微量元素和稀土元素(×10-6)分析結(jié)果Table 2 The analyzed data of major(%) trace and rare earth(×10-6) elements for granodiorite porphyry and Guojialing granite in Fushan-Qixia polymetallic metallogenic belt, Jiaodong Peninsula

圖6 膠東福山—棲霞多金屬成礦帶小型斑巖體TAS圖解(據(jù)Middlemost，1994)Fig. 6 TAS diagram of the granodiorite porphyry in Fushan—Qixia polymetallic metallogenic belt, Jiaodong Peninsula (after Middlemost, 1994)

4.2.2稀土元素地球化學(xué)特征

福山—棲霞多金屬成礦帶燕山期小型斑巖體球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化后的稀土元素配分模式表現(xiàn)為輕稀土相對富集的右傾型模式(圖7)，ΣREE含量41.13×10-6～127.8×10-6，LREE/HREE=9.910～16.55，(La/Yb)N=12.35～27.00，表明小型斑巖體具有稀土元素分餾明顯的特征。(La/Sm)N=2.70～5.39，(Gd/Yb)N=2.19～2.93，重稀土分餾較弱。具不明顯的Eu(δEu=0.83～1.08)負(fù)異常(同熔型I型花崗巖)，表明其斜長石未發(fā)生明顯的分離結(jié)晶作用。Ce異常不明顯(δCe=0.91～1.02)。

4.2.3微量元素地球化學(xué)特征

福山—棲霞多金屬成礦帶燕山期小型斑巖體原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化后的微量元素蛛網(wǎng)圖(圖7)顯示，大離子親石元素(LILE)相對富集：其中Rb的含量為112.2×10-6～164.9×10-6；Sr的含量為428.2×10-6～1119.0×10-6，Ba的含量為147.9×10-6～1752×10-6；高場強(qiáng)元素(HFSE)相對虧損：其中Nb的含量為2.90×10-6～7.61×10-6，Ta的含量為0.23×10-6～0.66×10-6。Nb/Ta=10.36～17.19，與陸殼(8.3～16.7)比值接近，Zr/Hf=16.08～33.12，Sr/Rb=0.13～0.36(陸殼0.24)。Nb—Ta負(fù)異常明顯，反映了有大陸地殼物質(zhì)的參與。

圖7 膠東福山—棲霞多金屬成礦帶小型斑巖體原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖(a)和球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分圖(b)(標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)Sun and McDonough, 1989)Fig. 7 Chondrite-normalized REE paterns (a) and primitive mantle-normalized trace elements spider diagram (b) of the granodiorite porphyry in Fushan—Qixia polymetallic metallogenic belt, Jiaodong Peninsula (normalization values after Sun and McDonough, 1989)

5 討論

5.1 小型斑巖體形成時代

前人對福山—棲霞多金屬成礦帶燕山期小型斑巖體進(jìn)行了成巖、成礦年代學(xué)研究(表3)表明，成礦小型斑巖體的成巖時代多集中于120～133 Ma。

表3 福山-棲霞多金屬成礦帶成礦小型斑巖體成巖年齡一覽表Table 3 Geochronology for granodiorite porphyry in Fushan—Qixia polymetallic metallogenic belt, Jiaodong Peninsula

香夼鉛鋅銅礦屬于斑巖—矽卡巖型礦床，是香夼巖體與圍巖發(fā)生接觸交代作用的結(jié)果。本次工作對香夼花崗閃長斑巖體進(jìn)行鋯石U-Pb年齡測試，諧和年齡為127.9±0.6 Ma。汪山(1984)對成礦母巖花崗閃長斑巖進(jìn)行黑云母、白云母K-Ar測年結(jié)果為120～127 Ma，由于云母K-Ar同位素體系封閉溫度較低，容易受到后期熱液作用影響，丁正江(2014)認(rèn)為可能127 Ma年齡更接近于巖漿結(jié)晶年齡。鄒鍵(2018)對香夼鉛鋅礦外圍的花崗閃長斑巖進(jìn)行鋯石U-Pb測年為125.8±1.0 Ma。宋英昕等(2019)對香夼花崗閃長斑巖體的SHRIMP鋯石U-Pb加權(quán)平均年齡為130.4±1.2 Ma。田杰鵬(2020)獲得香夼礦區(qū)花崗閃長斑巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡為125.6±0.7 Ma。這些測年結(jié)果均反映香夼巖體形成時代在125～127 Ma。

王家莊銅礦屬于中低溫巖漿熱液型礦床，礦區(qū)附近的羊虎山等小型巖體是巖漿熱液的主要來源。本次工作對羊虎山花崗閃長斑巖進(jìn)行鋯石U-Pb年齡測試，諧和年齡為125.6±0.8 Ma。丁正江等(2015)對該斑巖體進(jìn)行了鋯石U-Pb法測年，結(jié)果表明該巖體成巖年齡為133.7±2.1 Ma。宋英昕等(2019)對斑該巖體進(jìn)行了LA-ICP-MS鋯石U-Pb測年，獲得其加權(quán)平均年齡值為119.8±1.8 Ma。

該巖體的測年結(jié)果存在一定的差別。由于羊虎山巖體與香夼巖體均為臧家莊盆地周緣的淺成斑巖體，具有一致的產(chǎn)狀、巖石化學(xué)特征和微量、稀土元素配分曲線模式，因此認(rèn)為羊虎山巖體應(yīng)與香夼巖體為同時代產(chǎn)物。而且羊虎山巖體南部杜家崖金礦內(nèi)與主成礦期礦脈伴生的斑巖的鋯石U-Pb測年結(jié)果129.3±1.0 Ma(呂文杰，2010)，也說明這些小型斑巖體具有相近的年齡。

根據(jù)田杰鵬(2020)對香夼鉛鋅礦中黃鐵礦和杜家崖金礦主成礦階段的方解石分別進(jìn)行Rb-Sr和Sm-Nd同位素測試，等時線年齡分別為125.8±3.8 Ma和123.5±8.1 Ma，表明成巖、成礦時代一致，巖漿的成巖時代即礦床的成礦時代，為早白堊世早期。膠東金礦成礦時代主體在123～110 Ma(宋明春等，2018)，這表明多金屬礦成礦年齡略早于膠東金礦。

近年來大量膠東金礦及巖體的研究資料顯示，膠東晚中生代有三期大規(guī)模的巖漿活動(宋英昕等，2019)，分別是玲瓏期花崗巖、郭家?guī)X期花崗巖、偉德山期花崗巖(楊陽等，2017)，其中郭家?guī)X期花崗巖成巖時代為133～125 Ma左右(關(guān)康等，1998；丁正江等，2015)峰期為131～127 Ma(王來明等，2021)，福山—棲霞多金屬成礦帶小型斑巖體成巖年齡介于127～125 Ma，與郭家?guī)X期晚期成巖年齡重合，應(yīng)該屬于郭家?guī)X期巖漿活動事件晚期的產(chǎn)物，而非偉德山期巖漿活動事件的產(chǎn)物。

5.2 巖石成因類型

從礦物組成上，小型斑巖體中暗色礦物主要為黑云母、角閃石，副礦物為鋯石、磷灰石、榍石、磁鐵礦等，無堇青石、紅柱石、鈦鐵礦等富鋁礦物，顯示出I型花崗巖特征。

福山—棲霞多金屬成礦帶燕山期小型斑巖體地球化學(xué)特征方面普遍具高硅(62.28%～68.59%≥56%)，A/CNK(0.90～1.06)<1.1，富堿(K2O+Na2O=5.50%～9.30%)，K2O>3%，ΣREE為41.13×10-6～127.8×10-6，不明顯的負(fù)Eu異常表現(xiàn)出I型花崗巖特征。在SiO2—Y圖解上，小型斑巖體落于I型花崗巖區(qū)域(圖8)，在(K2O+Na2O)/CaO vs Zr+Nb+Ce+Y圖解中落于I型花崗巖的OGT區(qū)域(圖9)，屬未分異的I型花崗巖。同時，小型斑巖體中暗色礦物含量高，也說明花崗巖所經(jīng)歷的巖漿分異程度有限(Romain Tartese and Philippe Boulvais, 2010)。

圖8 膠東福山—棲霞多金屬成礦帶小型斑巖體Y—SiO2判別圖(據(jù)Collins et al., 1982)Fig. 8 SiO2 vs. Y diagram of granodiorite porphyry in Fushan—Qixia polymetallic metallogenic belt, Jiaodong Peninsula(after Collins et al., 1982)

圖9 膠東福山—棲霞多金屬成礦帶小型斑巖體 (K2O+Na2O)/CaO—(Zr+Nb+Ce+Y) 圖解(據(jù)Whalen et al., 1987)Fig. 9 Zr+Nb+Ce+Y vs. (K2O+Na2O)/CaO diagram of granodiorite porphyry in Fushan—Qixia polymetallic metallogenic belt, Jiaodong Peninsula(after Whalen et al., 1987)

同時，這些小型斑巖體又具有高硅、低鎂(0.95%～3.3%， 多小于3%)，貧Y(3.37×10-6～12.30×10-6≤18×10-6)和Yb(0.42×10-6～1.15×10-6≤1.9×10-6)，Sr含量高(428.2×10-6～1119×10-6>400×10-6)，LREE富集，輕微的Eu負(fù)異常等Adakite(高鍶低釔中酸性巖)的地球化學(xué)標(biāo)志，表明源區(qū)有石榴子石無斜長石。

上述分析整體反映了小型斑巖體為I型花崗巖，同時又具有Adakite特征。

5.3 小型斑巖體與大巖基成因聯(lián)系

通過年代學(xué)分析，福山—棲霞多金屬成礦帶小型斑巖體應(yīng)該屬于郭家?guī)X期巖漿活動事件晚期的產(chǎn)物。早期區(qū)調(diào)報告及巖石譜系劃分(張增奇等，2014)將二者劃分為郭家?guī)X和雨山兩個不同的巖漿系列。那么，對于小型成礦斑巖體與其周圍同期的郭家?guī)X大巖基之間的成因聯(lián)系如何？

與金礦有密切關(guān)系的郭家?guī)X巖體，巖石類型主要為花崗閃長巖、似斑狀二長花崗巖，主要分布于臧家莊盆地的西北緣。而福山—棲霞多金屬成礦帶小型斑巖體多分布于臧家莊盆地南緣、東緣，與多金屬礦成礦關(guān)系密切。礦物學(xué)上，小型斑巖體與郭家?guī)X期花崗巖礦物組成主要為石英、鉀長石、斜長石、黑云母、角閃石。在硅堿圖上均投影至花崗閃長巖區(qū)域。地球化學(xué)特征表明，郭家?guī)X期花崗巖與成礦小型斑巖體均屬于準(zhǔn)鋁質(zhì)—弱過鋁質(zhì)和高鉀鈣堿性系列的I型花崗巖；兩者的稀土元素配分曲線均為輕稀土富集的右傾模，輕重稀土元素分餾顯著，Eu、Ce異常不明顯。原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖顯示，郭家?guī)X期花崗巖與成礦小型斑巖體具有相似的微量元素配分模式，均具有大離子親石元素較富集的特征：Rb、Ba、Sr等元素富集，而高場強(qiáng)元素虧損：Nb、Ta等元素虧損。研究表明，Nb與Ta地球化學(xué)性質(zhì)相似，即使經(jīng)過強(qiáng)烈的風(fēng)化過程，Nb/Ta的比值基本保持不變(吳俊華等，2010)，小型斑巖體的Nb/Ta(10.36～17.19)與郭家?guī)X期花崗巖的Nb/Ta(10.03～19.44)，基本保持一致。另外，根據(jù)對Sr同位素的研究，香夼銅鉛鋅礦中黃鐵礦n(87Sr)/(n(86Sr)初始值為0.712824±0.000039(田杰鵬，2020)，煙臺幅、高疃幅、福山西半幅、崗崳幅、巨峰幅1∶5萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報告測試的王家莊石英閃長玢巖的鍶同位素初始比值n(87Sr)/n(86Sr)為0.7128±，郭家?guī)X期花崗巖鍶同位素初始比值n(87Sr)/n(86Sr)介于0.71071～0.71172之間(王中亮等，2014)，均具有介于殼幔之間的Sr同位素初始比值特征。Pb同位素研究表明，金礦床(馬家窯金礦、西陡崖金礦、大柳行金礦)和多金屬礦床(香夼銅鉛鋅礦)Pb同位素比值(均值17.545)也較為接近(田杰鵬，2020)。相似的地球化學(xué)特征和同位素比值特征，反映小型斑巖體與郭家?guī)X期花崗巖的同源性。

福山—棲霞多金屬成礦帶燕山期小型斑巖體與郭家?guī)X期花崗巖相比，巖石結(jié)構(gòu)由似斑狀變?yōu)榘郀?。Fe2O3/FeO值增加(由0.20～0.21變?yōu)?.28～0.81)，表明成巖環(huán)境由深成穩(wěn)定至淺成—超淺成不穩(wěn)定環(huán)境演化。輕稀土含量(由67.72～495.3變?yōu)?7.36～118.6)和輕重稀土含量比值(由12.28～28.81變?yōu)?.91～16.55)遞減。這些特征代表了同源巖漿侵位的不同深度的反映，小型斑巖體可能為郭家?guī)X期巖漿的淺成相，是深部郭家?guī)X期花崗巖沿盆地邊緣構(gòu)造薄弱帶向上伸出的巖枝、巖鐘、巖枝、巖床或巖脈(王登紅等，2014)。

根據(jù)Q—Ab—Or共結(jié)壓力圖解， 小型斑巖體的侵位壓力在100～200 MPa之間(圖10)，按照上地殼平均密度(2.7g/cm3)和平均地壓梯度0.027 km/ MPa進(jìn)行計算，小型斑巖體侵位深度約2.7～5.4 km之間。而郭家?guī)X巖體侵位壓力在400～500 MPa之間，侵位深度約10.8～13.5 km，這與豆敬兆等(2015)根據(jù)礦物溫壓計計算的郭家?guī)X巖體的侵位壓力在400～500 MPa之間，侵位深度約13±1.6 km的結(jié)果一致。表明小型斑巖體相比郭家?guī)X巖體侵位深度淺8～10 km左右。

圖10 膠東福山—棲霞多金屬成礦帶小型斑巖體Q—Ab—Or 共結(jié)壓力圖解(據(jù)Huang and Wyllie，1975)Fig. 10 Q—Ab—Or diagram for the granodiorite porphyry in Fushan—Qixia polymetallic metallogenic belt, Jiaodong Peninsula(after Huang and Wyllie，1975)

研究表明，郭家?guī)X巖體在126～116 Ma期間發(fā)生了快速隆升剝蝕，在10 Ma內(nèi)隆升剝蝕達(dá)10 km(豆敬兆等，2015)；在110 Ma以來，郭家?guī)X巖體剝蝕量在3.27 km(柳振江等，2010)。而現(xiàn)今這些侵位深度不同的巖漿共同出露與地表，主要是由于小型斑巖體位于巖漿核雜巖—伸展穹窿(周新華等，2002；呂古賢等，2016)與拆離帶的上盤，抬升幅度小的原因。也說明，福山—多金屬成礦帶中生代以來剝蝕程度相對較小，礦床保存條件好，故應(yīng)重視該地區(qū)多金屬礦床的尋找。

福山—棲霞多金屬成礦帶燕山期小型斑巖體與郭家?guī)X巖體的這種同源巖漿的聯(lián)系表明，郭家?guī)X大巖基可以為淺成相小型斑巖體提供了充足的熱量和物質(zhì)來源，從而出現(xiàn)小型斑巖體周圍富集成礦的現(xiàn)象。但是由于侵位深淺的不同，造成了溫度、壓力、酸堿度等物理化學(xué)條件發(fā)生變化，致使成礦流體中有用元素的富集沉淀不同，淺成相更有利于氣水熱液的作用，這可以從香夼鉛鋅銅礦普遍發(fā)育中低溫?zé)嵋何g變和侵入—隱爆角礫巖得到證實(郭晶等，2019)。并且，與這些小型斑巖體密切相關(guān)的多為斑巖—矽卡巖型蝕變礦化，受圍巖接觸交代作用等影響，更容易富集多金屬礦，造成小型斑巖體與多金屬成礦關(guān)系更為密切。

5.4 成巖物質(zhì)來源

福山—棲霞多金屬成礦帶燕山期小型斑巖體均屬于準(zhǔn)鋁質(zhì)—弱過鋁質(zhì)、高鉀鈣堿性系列；稀土元素配分模式普遍具有輕稀土富集的右傾特征，輕、重稀土分餾明顯，Eu異常不明顯；微量元素蛛網(wǎng)圖表明，小型斑巖體的微量元素普遍具有大離子親石元素較富集特征：Rb、Sr、Ba等元素富集，高場強(qiáng)元素虧損。明顯的Nb—Ta負(fù)異常，指示地殼物質(zhì)參與了巖漿過程。Nb/Ta 值介于10.36～17.19，與大陸地殼范圍重合(Nb/Ta=8.3～16.7)，低于原始地幔的Nb/Ta值(17.5)，指示陸殼物質(zhì)參與了巖漿過程并扮演重要角色(趙振華等，2008)。Rb/Sr值介于0.13～0.36(大陸地殼平均值為0.24)，與大陸地殼接近。這些不相容元素比值特征暗示巖體物源以殼源為主。按δEu對花崗巖進(jìn)行分類(王中剛等，1989)則屬于第一類(δEu>0.7)，即由基性巖漿分異或下地殼部分熔融形成。

福山—棲霞多金屬成礦帶燕山期小型斑巖體Mg#(30.35～56.70)主體大于40，內(nèi)部見有具截然接觸界面的透鏡狀暗色閃長質(zhì)包體，暗示有地幔成分參與巖漿演化。在成礦作用中，香夼銅鉛鋅礦的δ34S值變化范圍較小，均值接近于0(田杰鵬，2020)，說明此類礦床的硫可能來自于地幔和古老地殼物質(zhì)。鉛同位素表明花崗閃長斑巖長石鉛來源于上地幔(張乾，1990)。成礦作用研究也表明小型斑巖體的形成有幔源物質(zhì)的參與作用(盧文姬等，2016)。

綜上所述，小型斑巖體的成巖物質(zhì)來源表現(xiàn)為殼?；旌显吹奶卣?，這與郭家?guī)X期花崗巖具有殼?；旌显吹奶卣?楊進(jìn)輝等，2003；王中亮等，2004)是一致的。這些小型斑巖體普遍具有高的Sr含量，而HREE、Y及高場強(qiáng)元素Nb、Ta、Ti、Yb相對虧損，Eu異常不明顯的特征。由于HREE、Y在石榴子石礦物中的分配系數(shù)較大，因此巖體中HREE、Y的虧損暗示研究區(qū)巖體巖區(qū)的殘留相有石榴子石。據(jù)實驗結(jié)果(Rapp et al.,1999)，當(dāng)巖漿源區(qū)的殘留相中有石榴子石礦物，即暗示了當(dāng)時的壓力至少大于1～1.2 GPa，花崗質(zhì)巖漿具有至少40 km的深部源區(qū)。

棲霞—福山多金屬成礦帶燕山期小型斑巖體在SiO2—MgO圖解中投點落入拆沉下地殼的部分熔融和增厚下地殼的部分熔融的重合區(qū)域附近(圖11)，但基本全部落入拆沉下地殼的部分熔融區(qū)。未經(jīng)拆沉的加厚下地殼部分熔融作用形成的熔體基本未經(jīng)歷與地幔的相互作用(徐耀明等，2012)，但前述的巖石地球化學(xué)和同位素特征均表明它們具有殼?；旌系奶卣?。所以，棲霞—福山多金屬成礦帶燕山期小型斑巖體很可能是在拆沉下地殼部分熔融的熔體與上涌的軟流圈地幔相互作用后上侵形成的，而它們相對低鎂的特征表明地幔混染的程度相對較低。這與郭家?guī)X期花崗巖起源于拆沉下地殼的部分熔融(Hou Minglan et al.,2007)成因是一致的。

圖11 膠東福山—棲霞多金屬成礦帶小型斑巖體MgO—SiO2圖解(據(jù)Wang Qiang et al., 2007)Fig. 11 SiO2 vs. MgO diagram of granodiorite porphyry in Fushan—Qixia polymetallic metallogenic belt, Jiaodong Peninsula (after Wang Qiang et al., 2007)

5.5 巖漿活動的動力學(xué)背景

根據(jù)同位素測年結(jié)果顯示，小型斑巖體與郭家?guī)X期花崗巖成巖時代在130～125 Ma，為早白堊世，這個時期正是華北克拉通破壞減薄時期(朱日祥等，2011)，構(gòu)造體制由擠壓為主向伸展為主轉(zhuǎn)換(翟明國等，2003)。根據(jù)對膠東深部伸展構(gòu)造的研究(梁鳳華等，2011；Wu Xiaodong et al., 2020；Liu Junlai et al., 2021)表明，在135～123 Ma之間膠東地區(qū)深部伸展作用在地殼和巖石圈地幔都很普遍。膠萊盆地萊陽群火山巖夾層中獲得鋯石SHRIMP U-Pb年齡為127.2～131.8 Ma(張志剛等，2020)，同樣反映了早白堊世的伸展構(gòu)造背景。在郭家?guī)X巖體邊部具有明顯的同侵位韌性變形，也反映了巖體是在同伸展變形就位的。從大陸碰撞到造山帶垮塌和造山旋回結(jié)束的時間跨度為50～90 Ma(宋述光等，2015)。因此，在135～123 Ma的伸展很可能起源于揚(yáng)子板塊與華北板塊的碰撞造山(240～225 Ma)(鄭永飛，2008)晚期增厚的地殼或巖石圈的重力垮塌(拆沉)(張岳橋等，2008)。同時，郭家?guī)X期花崗巖在整個膠東的NEE向展布方向與蘇魯造山帶的展布方向大致一致也是一個側(cè)面說明。

同時，通過鋯石飽和溫度計算發(fā)現(xiàn)，郭家?guī)X巖體形成溫度在718～770℃，與在Q—Ab—Or圖解中反映的成巖溫度為700～750℃一致。小型斑巖體的形成溫度在725～759℃之間，二者成巖溫度相近，均屬于低溫花崗巖。軟流圈上涌應(yīng)該產(chǎn)生更高的溫度，但實際上卻表現(xiàn)為普遍低于800℃的低溫花崗巖。研究認(rèn)為低溫花崗巖含源區(qū)殘留物較多，形成主要與流體加入有關(guān)(Miller et al.,2003)，可能反映了一種與俯沖作用有關(guān)的構(gòu)造背景(吳福元等，2007)，說明其應(yīng)該受到冷的太平洋板塊的俯沖作用的影響。

巖石地球化學(xué)數(shù)據(jù)顯示，郭家?guī)X巖體與小型斑巖體稀土元素分布型式為輕稀土富集型，無或略具Eu負(fù)異常，屬混合源同熔型花崗巖，分布于大陸板塊邊緣活動帶(邱家驤，1991)。小型斑巖體與大巖基在Yb—Ta判別圖解和(Y+Nb)—Rb判別圖解(圖12)中，均落入火山弧區(qū)，說明郭家?guī)X巖體與小型斑巖體均形成于活動大陸邊緣構(gòu)造背景，這可能與太平洋板塊向歐亞板塊的俯沖構(gòu)造背景有關(guān)。

圖12 膠東福山—棲霞多金屬成礦帶小型斑巖體Yb—Ta判別圖解和(Y+Nb)—Rb判別圖解Fig. 12 Ta vs. Yb diagram and Rb vs.(Y+Nb) diagram of granodiorite porphyry in Fushan—Qixia polymetallic metallogenic belt, Jiaodong Peninsula

揚(yáng)子板塊與華北板塊的碰撞造山晚期增厚的地殼或巖石圈的重力垮塌(拆沉)和太平洋板塊的俯沖雙重構(gòu)造背景的作用，反映了郭家?guī)X期花崗巖和小型斑巖體巖漿活動時間代表了構(gòu)造體制轉(zhuǎn)換的時間，說明巖石圈擠壓增厚到伸展減薄的轉(zhuǎn)變時間與郭家?guī)X期巖漿活動時間是一致的，這與張?zhí)锏?2008)的研究結(jié)果相一致。

6 結(jié)論

(1)鋯石LA-ICP-MS U-Pb同位素年代學(xué)研究表明，福山—棲霞小型斑巖體的形成年齡介于125～128 Ma，屬于早白堊世，多金屬礦產(chǎn)的形成年齡與成巖時代一致，略早于膠東金礦。

(2)福山—棲霞多金屬成礦帶燕山期小型斑巖體普遍具有高硅、低鎂、富堿，輕稀土相對富集，不明顯的負(fù)Eu異常。大離子親石元素Rb相對富集，高場強(qiáng)元素Nb、Ta相對虧損等特征，巖石屬于準(zhǔn)鋁質(zhì)—弱過鋁質(zhì)、高鉀鈣堿性系列，為I型花崗巖，同時具有埃達(dá)克質(zhì)巖石特征，成巖物質(zhì)來源表現(xiàn)為殼?；旌显刺卣?。

(3)福山—棲霞多金屬成礦帶燕山期小型斑巖體與郭家?guī)X期巖漿晚期成巖年齡重合，相似的地球化學(xué)特征和Sr、Pb同位素初始比值，反映小型斑巖體與郭家?guī)X期花崗巖的同源性。而Fe2O3/ FeO 值的增加，輕稀土含量和輕重稀土含量比值遞減，反映了同源巖漿侵位到不同深度的反映，小型斑巖體屬于郭家?guī)X期巖漿活動的淺成相。

(4)結(jié)合區(qū)域構(gòu)造背景，認(rèn)為福山—棲霞小型斑巖體與郭家?guī)X期花崗巖的形成與揚(yáng)子板塊和華北板塊的碰撞造山晚期增厚的巖石圈拆沉和太平洋板塊俯沖的雙重構(gòu)造背景有關(guān)。

致謝：野外工作得到了戴廣凱、任天龍正高級工程師的幫助；鋯石U-Pb同位素分析得到了中國地質(zhì)調(diào)查局天津地質(zhì)調(diào)查中心唐文龍高級工程師的幫助；本文成文過程中得到了昆明理工大學(xué)焦騫騫博士的指導(dǎo)；審稿專家對筆者等提出了寶貴的修改意見。在此一并表示感謝。