李洪奎,卜文峰,禚傳源,耿科,梁太濤
(1.山東省地質科學研究院,國土資源部金礦成礦過程與資源利用重點實驗室,山東省金屬礦產成礦地質過程與資源綜合利用重點實驗室,山東 濟南 250013;2.日照市國土資源局,山東 日照 276800)
地質與礦產
山東膠東礦集區中生代構造事件與金礦成礦作用
李洪奎1,卜文峰2,禚傳源1,耿科1,梁太濤1
(1.山東省地質科學研究院,國土資源部金礦成礦過程與資源利用重點實驗室,山東省金屬礦產成礦地質過程與資源綜合利用重點實驗室,山東 濟南 250013;2.日照市國土資源局,山東 日照 276800)
中生代膠東地區有2次重要的碰撞造山事件,印支造山作用主要表現為揚子板塊向華北板塊俯沖,形成蘇魯高壓—超高壓變質帶,同造山花崗巖及后造山高堿正長巖;燕山造山作用的大陸動力學環境起源于中亞-特提斯構造域向濱太平洋構造域轉化和太平洋板塊的俯沖,在膠東地區表現為3幕4期構造--巖漿事件并以3次造山和3次伸展為特征。膠東地區中生代構造--巖漿--沉積--成礦事件序列的時空演化也受控于這一地質作用過程,尤其是侏羅紀至白堊紀這一階段,是膠東地區構造活動、巖漿侵入、地層沉積、火山噴發和成礦作用爆發時期,是擠壓、伸展交互轉化時期。該文基于對中生代構造事件的研究,厘定了構造與金礦成礦作用在空間上和時間上的高度耦合性。研究發現膠東地區在侏羅紀至白堊紀一階段構造活動由早到晚經歷了4期6階段擠壓--伸展過程,第一期近S—N向擠壓及NW—SE向擠壓,第二期早階段NE—SW向擠壓晚階段NE—SW向引張,第三期NW向引張,第四期近E—W向擠壓及近S—N向引張,與構造—熱事件相一致;在金礦成礦作用方面,表現為3期金礦成礦作用,對應于由擠壓向伸展轉變階段的成礦作用過程,即第一幕伸展后的早期金礦成礦作用、第二幕伸展后的金礦主成礦期和第三幕伸展后的疊加金礦成礦作用。這種擠壓—伸展構造活動的相互轉化互為因果,擠壓為伸展提供了條件,伸展為金礦的沉淀提供了空間,也為下一次的擠壓提供了前提,并伴隨著與巖漿—構造事件緊密相關的不同的成礦作用,構成了擠壓—伸展的構造—巖漿—成礦作用方式,這是膠東地區形成大型、超大型金礦的動力學條件。
構造事件;金礦;成礦耦合;山東膠東
眾所周知,中生代是中國大陸最終定位與中國東部疊加造山—裂谷發展階段,其最終定位是由于華北陸塊與揚子陸塊陸陸碰撞后使分離的中國大陸最終連為一體形成統一的中國大陸格局,這一時期大致發生在晚三疊世。進入侏羅紀,中國東部大陸邊緣動力學體系發生了根本的變化,185Ma左右三聯點擴張形成的太平洋是這一轉變的標志和直接動力來源,從此中國東部構造體系由特提斯構造域轉向太平洋構造域,構造活動也進入受控于太平洋構造域的活動陸緣構造區,導致中國東部構造系統重新發生、發展和再平衡時期,其重大地質事件是華北克拉通破壞重構、火山噴發、強烈巖漿侵位、斷裂構造強烈、隆升斷陷和成礦大爆發[1-4]。
山東膠東金礦礦集區面積不足全國大陸的0.2%,而黃金儲量占全國的四分之一,是我國最大的黃金礦集區(圖1)。膠東金礦礦集區內密集分布的230多個金礦床中,有超大型金礦床10個,大型、中型金礦床42個,它具有區域集中、規模大、儲量多和成礦期短的特點[5]。這一罕見的陸內動力學金礦成礦過程,已經引起地學界眾多學者的高度重視[6-8]。膠東金礦集中區是區域尺度地質成礦作用的綜合產物,其形成演化受大陸巖石圈和深斷裂控制,與太平洋板塊俯沖和地球動力學體制轉換有關[8]。金礦成礦作用(Golden ore-forming process)是地殼中金元素集中形成金礦床的各種地質作用的總和,是金礦成礦物質在一定地質歷史發展階段和構造環境中多次活動、長期演化、高度聚集的產物[9]。

1—太古宙TTG+表殼巖;2—元古宙變質表殼巖;3—高壓—超高壓變質帶;4—三疊紀巖漿雜巖;5—侏羅紀玲瓏侵入巖;6—早白堊世郭家嶺侵入巖;7—早白堊世偉德山侵入巖;8—早白堊世嶗山侵入巖;9—白堊紀沉積—火山沉積巖系;10—新生代沉積—火山沉積巖系;11—主要地質界線;12—主要斷裂;13—金礦床圖1 膠東礦集區大地構造位置圖
1.1 二次重大地質事件
膠東地區中生代發生二次重大構造事件[2-4,10]:一是三疊紀陸-陸碰撞造山,形成蘇魯高壓—超高壓變質帶及同造山花崗巖及后造山高堿正長巖;二是侏羅-白堊紀伊佐奈岐(Izanagi)板塊由SE向NW俯沖擠壓,膠東地體以左行剪切方式沿郯廬斷裂帶拼貼于華北板塊之上,導致膠東地區發生強烈構造變形和巖漿侵入作用,可進一步分為3幕4期巖漿事件[4,11](圖1)。
1.1.1 三疊紀陸-陸碰撞造山事件
幾近與山東海岸線平行,沿日照—膠南—榮成—威海等地呈NE向展布,出露寬20~100km,斷續長約450km的高壓—超高壓變質帶,是揚子板塊和華北板塊陸-陸碰撞造山后形成的一條HP-UHP變質帶,稱為蘇魯高壓—超高壓變質帶[12-15],是秦嶺-大別碰撞帶的東延部分。對秦嶺-大別碰撞帶的研究結果表明:秦嶺-大別碰撞帶在三疊紀晚期最后完成碰撞、拼合,碰撞帶內及其兩側的邊緣殘余海完全消失,大量的同碰撞期變質和巖漿作用的年齡數據,均為240~205Ma[16-19],顯示了三疊紀晚期完成拼合[20]。膠南-威海高壓—超高壓變質帶大致經歷了強烈碰撞、俯沖和折返3個階段,其時限主要在250~205Ma,約45Ma[20-22],屬三疊紀構造事件,堿性正長巖侵位代表陸-陸碰撞造山階段的結束,同時證明三疊紀末期已經完成南北板塊的拼合,到侏羅紀—白堊紀時期應力場與三疊紀已經完全不同,進而轉入燕山造山作用階段[2-4,10]。
1.1.2 侏羅-白堊紀板塊俯沖事件
膠東地區侏羅-白堊紀是由中亞-特提斯構造域向濱太平洋構造域轉化和構造再造的劇烈重塑期,表現為太平洋板塊相對歐亞板塊的俯沖作用[2]。在這一構造背景下,膠東地區侏羅-白堊紀板塊俯沖事件可進一步分為3幕4期侵入巖漿—構造事件。李洪奎[4]對膠東地區新近獲得的71個SHRIMP鋯石U-Pb年齡統計表明:其年齡值集中在160~110Ma,其中在160~150Ma、130~125Ma和120~100Ma表現為3次強烈構造--巖漿事件,代表了燕山造山事件3個構造幕,即第一幕(早期)、第二幕(中期)和第三幕(晚期)造山事件,包括四期巖漿活動,即晚侏羅世玲瓏花崗巖組合、早白堊世早期郭家嶺花崗閃長巖組合、早白堊世早--中期偉德山花崗巖組合和早白堊世中期嶗山A型晶洞過堿性正長花崗巖組合[2-5]。
據李洪奎研究[4],第一幕(早期)造山事件的實體為晚侏羅世玲瓏-昆崳山片麻狀二長花崗巖組合,年齡值集中在160~150Ma[2],是區域構造擠壓導致地殼增厚引起地殼重熔的產物,代表了大陸弧花崗巖特征[8],其后的伸展引張形成了各種密集分布的脈巖群。第二幕(中期)造山事件的實體是早白堊世早期郭家嶺花崗閃長巖-花崗巖組合(130~126Ma)和稍晚的萊陽陸內盆地形成的火山-沉積巖建造組合,構造應力體制由擠壓為主向伸展為主轉換。第三幕(晚期)分為早階段的偉德山閃長巖-花崗閃長巖-花崗巖組合和晚階段的后造山A型嶗山晶洞過堿性正長花崗巖組合,A型嶗山過堿性晶洞花崗巖標志著燕山造山過程的結束。
1.2 晚侏羅世-早白堊世構造活動序次
對于膠東地區中生代以來主要構造期次(主要是燕山期晚侏羅世--早白堊世時期)劃分及古構造應力場反演是個十分復雜的問題,而構造期次和相對時代順序的確定對于研究構造活動時限和成礦作用又是個十分重要的問題,需要建立在野外準確而又全面的觀察和測量基礎上。通過對3個典型礦床(大尹格莊、夏店及金亭嶺)井下及地表構造解剖,結合區域構造演化特征,將該區中生代以來重要構造活動劃分為4期6階段。
(1)第一期近S—N向擠壓及NW—SE向擠壓
該期為該區中生代以來最早的一期構造,可能反應了中生代區域陸內造山運動的后期效應,是形成該區控礦斷裂總體格局的最重要的一期構造運動,使控礦斷裂構造體系進一步發育。從該次構造期次劃分及古構造應力場研究的結果分析,該期構造運動可劃分為2個階段:①早期階段近S--N向擠壓。在該構造運動過程中,早期階段造成應力場為近S—N向擠壓,形成了NNE--SSW方向的左行平移斷層(表1、圖2)。②晚期階段NW—SE向擠壓。該階段的應力場為NW—SE向擠壓,主要形成相伴生的NWW—SEE向的右行平移斷層及近S—N向的左行平移斷層(表1、圖2)。
(2)第二期早期階段NE—SW向擠壓及晚期階段NE—SW向引張
Koppers等利用古地磁資料總結了140Ma以來太平洋內海山鏈的延伸方向及太平洋板塊的擴張方向,認為140~125Ma期間,太平洋板塊俯沖方向為NE—SW向,在俯沖早期,研究區區域應力場為NE—SW向擠壓,但很快隨著太平洋板塊的繼續俯沖,俯沖帶陸緣轉為NE—SW向引張構造環境(表1、圖2)。在該應力場作用下,招遠-平度斷裂帶以正斷層運動為主,兼微量左行平移。
早期階段NE向擠壓形成的斷層切割第一期構造運動晚期階段NW向擠壓形成的斷層,而NE向及NW向擠壓形成的斷層又同時切割第一期早期階段近S—N向擠壓形成的平移斷層。
(3)第三期NW向引張
125~110Ma,太平洋板塊俯沖方向為NW俯沖,在該區域構造背景下,研究區構造應力場轉為NW向引張,在這種古應力場作用下,招遠-平度斷裂帶以正斷層運動為主(表1、圖2)。本期活動的斷層構造切割NE向引張活動的斷層,兩者又同時切割近S—N向擠壓的斷層。
(4)第四期近E—W向擠壓及近S—N向引張
110~100Ma,太平洋板塊由東向西俯沖,區內構造應力場表現為E—W向擠壓及S—N向引張,此時,區內NE向為主的斷層以右行平移運動為主(表1、圖2)。在野外觀測中,可見大量E—W向擠壓構造切割早期各類構造。
(5)成礦期構造應力場及控礦斷裂活動特征
該區經歷了長期構造演化和眾多次數的構造運動,中生代以來,就經歷了多次構造活動,確定成礦期構造活動十分重要。該次通過野外礦體與構造關系的觀察,初步對與成礦期對應的構造活動進行了研究。
(6)成礦期的構造應力場及所對應的構造期次

表1 不同方向斷裂部分測量數據統計分析
注:據《招遠-平度斷裂帶招遠-夏甸段金礦深部找礦預測中期報告》(招金礦業股份有限公司,2014),有改動。
對大多數礦床來說,一般都經歷了多期構造活動,確定同成礦期構造十分困難。而同成礦期構造活動的確定是控礦構造研究中最重要的部分。該次主要根據同成礦期斷層與礦脈的相互關系,以及礦脈形態和組合特征,來確定成礦期的古構造應力場。
井下觀察發現,破碎帶內石英脈常呈短而粗的形態,脈體寬窄變化大,脈體產狀變化大,延伸不遠,這種形態反映了成脈過程斷裂的張性特征。大的脈體旁側派生節理內充填的黃鐵礦微脈均指示為正斷層;石英脈尾端常為樹枝狀分叉,顯示其充填于張性節理中。
該區的閃長玢巖脈的形成時代被認為與成礦時代接近,井下觀察表明,閃長玢巖脈的形成時的構造應力場為NW—SE向引張。閃長玢巖脈切穿礦化花崗巖,因此,可能形成于成礦后或成礦晚期階段。
上述特征顯示,研究區成礦時主要控礦斷裂顯示出引張特征,然而,另外一些證據表明,NE向控礦斷裂又具有左行平移的特征,為同成礦期側羽狀白云石(菱鐵礦)脈,脈的總體走向為230°~50°,均反映了NE走向斷裂同成礦期的左行平移。
(7)成礦期斷裂活動特征
上述特征表明,研究區NNE向及NE向的控礦斷裂在成礦期一方面表現出正向下滑性質,另一方面又表現出左行平移特征。因此,分析認為,成礦期由擠壓向引張的轉換時期,即成礦早階段應力場可能相當于第一期和第二期早階段的擠壓,成礦作用后期主要發生在NW—SE向引張構造背景,與該次研究中構造期次劃分的構造應力第二期相對應,σ為:278°∠82°,σ2為49°∠5°,σ3為139°∠6°,σ1近直立;σ3為NW—SE向,近水平。
從表1和圖2中可以看出:膠東地區中生代以來尤其是晚侏羅世至早白堊世時期的構造活動期次,顯示了區內構造力學性質由擠壓向伸展轉變的特性,由早到晚經歷了擠壓→伸展、再擠壓→再伸展的過程,而周期性的擠壓—伸展變化是與構造背景及力學性質息息相關的,這種周期性變化不斷改變和調整著區內應力場的變化,進而調整著區內的金礦成礦物質沉淀的地球物理、地球化學條件,為金質最終沉淀富集提供了空間,造就了擠壓—伸展手風琴式構造成礦模式。
2.1 金礦成礦事件
根據研究[4,23],膠東金礦可分為早期、主成礦期和疊加成礦期3次主要的成礦事件。
2.1.1 早期成礦事件
侏羅紀時期,由于構造體系發生重大轉折,太平洋伊佐奈岐板塊由SE向NW方向的歐亞板塊俯沖,導致郯廬斷裂帶大規模左行平移并拼貼于華北板塊,在剪壓作用下玲瓏-昆崳山片麻狀花崗巖強力侵位。該巖石組合為過鋁質花崗巖和鉀質花崗巖,以具較明顯的負銪異常和鋁含量較低區別于埃達克巖[24],是陸殼重熔型花崗巖[25]。由于斷裂的剪切深熔作用,產生剪切深熔型花崗巖和相關脈巖,太古宙-元古宙綠巖地體強烈活化改造,其內金及相關元素被激活,并向流體相運移,在玲瓏巖體、昆崳山巖體內、外接觸帶尤其是玲瓏巖體與結晶基底形成的接觸帶處形成金質聚焦的有利場所。

圖2 主要構造期次及應力特征
2.1.2 主成礦事件
白堊紀是中國東部構造體制轉折的重要時期,表現為強烈的巖石圈減薄,構造巖漿活動非常活躍。在早白堊世,膠東則發育了與巖石圈減薄有關的大規模巖漿作用、大范圍盆地斷陷、高強度金礦成礦爆發、高速度地殼隆升、多期次幔源巖漿活動和多式樣脆性斷裂切割等地質構造事件。研究表明:白堊紀時期膠東地區造山擠壓和伸展事件頻發,主成礦事件與擠壓向拉張作用轉換有關[4,11]。130~126Ma郭家嶺巖體在擠壓作用下強力定位,并伴有快速隆升,之后轉入拉張,金礦在這一時期沿構造有利部位定位。在擠壓作用向拉張作用轉換的過渡階段,膠東地區花崗巖化作用強烈,NE向構造巖漿帶發育成熟,此時,真空泵吸作用促使成礦流體進入剪切裂隙系統,使其成為礦化熱液最佳吸收帶,造成含礦熱液大量釋放,形成了膠東金礦集中區[1]。在120Ma左右膠東地區發生了大規模金礦成礦作用,形成的金礦床具有區域集中、規模大、富集強度高和成礦期短的特點[24],這與區內基礎地質事件相吻合。據呂古賢等[26-30]的研究:成礦期構造應力值明顯低于成礦前古應力值,與金礦有關的成礦期應力差為(256.84~451.78)×105Pa,成礦時代為125.8~105.0Ma。而據胡芳芳[31-32]、范宏瑞等[33]資料,金青頂金礦成礦年齡117~121Ma,鄧格莊金礦成礦年齡120Ma,與上述結論相一致,其主成礦期如圖3所示。

1—新太古代TTG;2—玲瓏序列二長花崗巖;3—郭家嶺序列花崗閃長巖;4—偉德山序列二長花崗巖;5—高壓—超高壓變質帶;6—碎屑(火山)巖沉積;7—軟流圈地幔;8—金礦體;9—流體運移方向;10—地幔物質運移方向;11—構造運動方向圖3 山東膠東地區金礦成礦模式簡圖(據李洪奎,2013改編)
2.1.3 疊加成礦事件
早白堊世晚期,太平洋區板塊運動狀態發生改變,由原來的Izanagi板塊向NNW俯沖擠壓變為太平洋板塊的NWW向運動,郯廬斷裂帶發生右旋壓扭性活動。膠東地區的構造狀態已從NW--SE向擠壓轉為SE--NW向拉張。118~111Ma時,偉德山造山晚期閃長巖--花崗閃長巖--花崗巖組合定位,也是區內金礦的疊加成礦期及多金屬礦的主成礦期。110~90Ma時,出現后造山A型嶗山晶洞過堿性堿長花崗巖--正長花崗巖組合侵入活動,代表了大規模的伸展作用[34],標志著燕山造山過程的結束。
2.2 金礦成礦與構造巖漿事件耦合
膠東金礦特征集中體現在3期金礦成礦熱事件、3個金礦成礦系列和3期金礦成礦作用上。
膠東金礦3期成礦熱事件:是指晚侏羅世--早白堊世形成的3幕4期巖漿活動,即160~150Ma形成的玲瓏片麻狀二長花崗巖組合構造熱事件,130~125Ma形成的郭家嶺壓剪性花崗閃長巖組合構造熱事件,120~105Ma形成的偉德山二長花崗巖組合構造熱事件和118~95Ma形成的嶗山A型晶洞堿性花崗巖組合構造熱事件,與金礦關系密切的是玲瓏、郭家嶺和偉德山3個構造--巖漿熱事件,嶗山晶洞堿性花崗巖代表了燕山旋回在區內的結束。
膠東金礦3個成礦系列:膠東中生代構造演化對成礦作用起著制約與控制作用,構造--巖漿--成礦事件與區域構造事件具有相互耦合性,金礦、多金屬礦的形成與定位同3幕4期的花崗巖緊密相聯,3個成礦系列則與玲瓏、郭家嶺和偉德山花崗巖的構造--巖漿熱事件相耦合,成礦作用滯后于構造--巖漿事件約10Ma左右。3個成礦系列是膠北地區與晚侏羅世玲瓏花崗巖有關的Mo(W)-Au礦成礦系列;膠北地區與早白堊世中酸性巖漿有關的Au(Ag)礦成礦系列,是膠東金礦的主成礦期;膠北地區與早白堊世中酸性巖漿有關的Cu-Pb-Zn-Mo-Au礦成礦系列,與銅、鉛鋅、鉬礦有關,也是區內金礦的疊加成礦期及多金屬礦的主成礦期,成礦年齡81~105Ma。
膠東金礦3期成礦作用:早期成礦期,即與玲瓏—昆崳山片麻狀二長花崗巖組合有關的早期金礦成礦作用,典型礦床是留村金礦和邢家山鉬鎢礦,其形成年齡在141~160Ma之間。主成礦期,即與郭家嶺弱片麻狀花崗閃長巖—花崗巖組合有關的主成礦期金礦成礦作用,其典型礦床為焦家金礦、三山島金礦和玲瓏金礦等。疊加成礦期,即與偉德山造山晚期閃長巖--花崗閃長巖--花崗巖組合、雨山淺成--超淺成石英閃長玢巖--花崗閃長斑巖--石英二長玢巖組合有關的晚期金礦疊加成礦作用,是區內金礦的疊加成礦期及Cu-Pb-Zn-Mo多金屬礦的主成礦期,成礦年齡90~105Ma。
山東陸塊區是一個鑲嵌、疊覆、年輕但又保存了幾乎所有地質時期形成的地質記錄的塊體,其形成演化涉及多個動力學體制,具有獨特的地球動力學背景,因而具有豐富多彩的大地構造組合和疊覆。山東是一系列不同起源且經歷了不同演化的微大陸及地塊經多期增生和碰撞而形成的復合大陸[2,4,11],其漫長的板塊構造演化明顯具有階段性。中生代晚期(尤其是白堊紀)是該區板塊構造演化史上的一個重要轉換期[25]。這種變化集中表現在中國及鄰區構造演化由原來的南、北分異,轉變為東、西分異,西部以構造的繼承性為特色,東部則新生構造起了主要作用。而中生代構造體制轉折總體表現為陸內伸展和與地幔隆起相伴的大規模巖石圈減薄,及由EW向到NNE向的盆嶺格局重組。對華北東部中生代構造格局研究表明,從巖石圈深部物質上涌開始到地殼淺表層響應為止,都記錄了華北早中生代所經歷的構造體制轉折的重大變革,中生代巖石圈減薄在膠東地區表現得尤為明顯。
膠東大規模成礦時代為中生代,控礦圍巖為膠東克拉通基底巖系,控礦熱力學條件是中生代巖漿,成礦的動力學過程受華北東部中生代構造體制制約[1,6-8,35,36]。這一罕見的陸內動力學過程,已經引起地學界的高度重視。應該強調的是,中國大陸處于特提斯、古亞洲洋和太平洋3大構造域的結合部位,它們的相互作用及陸內過程都影響著中國東部大陸,而膠東地區構造--巖漿事件也受控于該動力學機制[37]。中生代是膠東金礦最重要的構造成巖成礦期,其金礦主成礦期為120Ma[2,4,11],金礦形成與基底巖系活化改造、同造山期花崗巖的形成關系密切。
膠東地區金礦成礦期斷裂活動特征表明:研究區NNE向及NE向的控礦斷裂在成礦期一方面表現出正向下滑性質,另一方面又表現出左行平移特征。因此,分析認為,成礦期由擠壓向引張的轉換時期,即成礦早階段應力場可能相當于第一期和第二期早階段的擠壓,成礦作用后期主要發生在NW—SE向引張構造背景,與該次研究中構造期次劃分的構造應力第二期相對應,其σ1:278°∠82°,σ2:49°∠5°,σ3:139°∠6°,σ1近直立;σ3為NW--SE向,近水平。
膠東地區晚侏羅世至早白堊世時期的構造活動期次,顯示了區內構造力學性質由擠壓向伸展轉變的特性,由早到晚經歷了擠壓→伸展、再擠壓→再伸展的過程,而周期性的擠壓—伸展變化則與構造背景及力學性質息息相關,這種周期性變化不斷改變和調整著區內應力場的變化,進而調整著區內的金礦成礦物質沉淀的地球物理、地球化學條件,為金質最終沉淀富集提供了空間。
(1)膠東地區中生代構造方面由早到晚經歷了4期6階段擠壓--伸展過程,其應力特征表現為擠壓伸展的交互特點。
第一期近S—N向擠壓及NW—SE向擠壓:該期為該區中生代以來最早的一期構造,可能反映了中生代區域陸內造山運動的后期效應,是形成該區控礦斷裂總體格局的最重要的一期構造運動,使控礦斷裂構造體系進一步發育。從對構造期次劃分及古構造應力場研究的結果分析,該期構造運動可劃分為2個階段:早階段NW—SE向擠壓,晚階段的近S—N向擠壓。①早階段近S—N向擠壓,形成了NNE—SSW方向的左行平移斷層;②晚階段NW—SE向擠壓,主要形成相伴生的NWW—SEE向的右行平移斷層及近S—N向的左行平移斷層。
第二期階段NE—SW向擠壓晚階段NE—SW向引張:利用古地磁資料總結了140Ma以來太平洋板塊擴張方向,認為140~125Ma,太平洋板塊俯沖方向為NE—SW向,在俯沖早階段,研究區區域應力場為NE—SW向擠壓,但很快隨著太平洋板塊的繼續俯沖,俯沖帶陸緣轉為NE—SW向引張構造環境。在該應力場作用下,招遠-平度斷裂帶以正斷層運動為主,兼微量左行平移。該期早階段NE—SW向擠壓形成的斷層切割第一期構造運動晚階段NW—SE擠壓的斷層,而NE及NW擠壓的斷層又同時切割第一期早階段近S—N向擠壓形成的平移斷層。
第三期NW向引張:125~110Ma,太平洋板塊俯沖方向為向NW俯沖,在該區域構造背景下,研究區構造應力場轉為NW向引張,在這種古應力場作用下,招遠-平度斷裂帶以正斷層運動為主。本期活動的斷層構造切割第二期NE—SW向引張活動的斷層,兩者又同時切割第一期近S—N向擠壓的斷層。
第四期近E—W向擠壓及近S—N向引張:110~100Ma,太平洋板塊由東向西俯沖,區內構造應力場表現為E—W向擠壓及S—N向引張,此時,區內NE向為主的斷層以右行平移運動為主,在野外觀測中,可見大量E—W向擠壓構造切割早期各階段構造。
(2)金礦成礦方面,表現為3個金礦成礦期,對應于由擠壓向伸展轉變階段的成礦作用過程,即第一幕伸展后的早期金礦成礦作用、第二幕伸展后的金礦主成礦期和第三幕伸展后的疊加金礦成礦作用。早期成礦期,即與玲瓏--昆崳山片麻狀二長花崗巖組合有關的早期金礦成礦作用,典型礦床是留村金礦和邢家山鉬鎢礦,其形成年齡在141~160Ma之間。主成礦期,即與郭家嶺弱片麻狀花崗閃長巖--花崗巖組合有關的主成礦期金礦成礦作用,其典型礦床為焦家金礦、三山島金礦和玲瓏金礦等。疊加成礦期,即與偉德山造山晚期閃長巖--花崗閃長巖--花崗巖組合、雨山淺成--超淺成石英閃長玢巖--花崗閃長斑巖--石英二長玢巖組合有關的晚期金礦疊加成礦作用,是區內金礦的疊加成礦期及Cu-Pb-Zn-Mo多金屬礦的主成礦期,成礦年齡90~105Ma。
(3)膠東地區構造--巖漿事件和金礦成礦作用受控于特提斯、古亞洲洋和太平洋3大構造域的相互作用,是導致區內大規模成礦的動力學條件。膠東地區構造事件與金礦成礦作用在時間上和空間上具有高度耦合性,構造事件中擠壓--伸展的相互轉化作用互為因果,擠壓為伸展提供了條件,伸展為金礦的沉淀提供了空間,也為下一次的擠壓提供了前提。構造運動是地球內、外部熱力學與動力學的平衡,每一個構造幕,均符合于擠壓造山及其后的伸展作用,隨后又是擠壓造成的巖漿侵位以及造山后的伸展作用,并伴隨著與巖漿--構造事件緊密相關的不同的成礦作用,構成了擠壓--伸展的手風琴式構造--巖漿--成礦作用方式,這是膠東地區形成大型、超大型金礦的動力學條件。
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Mesozoic Tectonic Events and Mineralization of Gold Deposits in Jiaodong Area in Shandong Province
LI Hongkui1, BU Wenfeng2, ZHUO Chuanyuan1, GENG Ke1, LIANG Taitao1
(1.Key Laboratory of Gold Mineralization Processes and Resources Utilization, Ministry of Land and Resources, Key Laboratory of Metallogenic Process and Resource Utilization of Metallic Minerals of Shangdong Province, Shandong Geological Sciences Institute, Shandong Jinan 250013, China; 2. Rizhao Bureau of Land and Resources, Shandong Rizhao 276800, China)
There are two important collisional events in Jiaodong area. Indosinian orogeny is mainly presented as the subduction from Yangtze plate to the North China plate, which formed Sulu HP-UHP metamorphic belt, synorogenic granites and post orogenic high alkali syenites. Dynamic environment of continental Yanshan orogeny came from the transformation of ethys tectonic domain in central Asia to the Pacific tectonic domain and the subduction of the Pacific plate. It represented as 3 periods and four stages tectonic magmatic events in Jiaodong area with thecharacteristics of three orogenic stages and three extension. Time and space evolution of Mesozoic tectonic structures—magma—sedimentary mineralization event series in Jiaodong area is also controlled by the geological processes, especially the stage from Jurassic to Cretaceous. This stage is the eruption period of tectonic activity, magma intrusion, strata sedimentary, volcano eruption and mineralization, it is also reciprocal transformation of extrusion and stretching period in Jiaodong area. Based on the study of Mesozoic tectonic events, high coupling between structures and the mineralization of gold deposits in space and time has been defined. It is found that Jiaodong area has experienced 4 periods and 6 stages extrusion—stretching process from Jurassic to Cretaceous. The first stage is the extrusion with the trend of nearly S—N and NW—SE. The second stage is the extrusion with the trend of NE—SW in early period and the extrusion with the trend of NE—SW in late period. The stage is the extrusion with the trend of NW, The fourth stage is the extrusion with the trend of nearly E—W and the compression with the trend of S—N, which is consistent with tectonic thermal events. In terms of gold mineralization, it is showed as three gold mineralization, and corresponding to the transition from compression to extension mineralization, that is early gold mineralization agter the first stretching stage, gold mineralization after the second stretching stage, and gold mineralization after the third stretchingand superposition stage. The mutual transformation of extrusion and extensional tectonics is reciprocal causation. Extrusion provides conditions for the extension, while extension provides space for the gold deposits. It also provides the premise for next extrusion, accompaning with different mineralization which has close relation with magma tectonic events. It formed extrusion—stretching structure—magma—mineralization. This is the dynamics conditions of large and super large gold deposits formed in Jiaodong area.
Tectonic events; gold deposit; metallogenic coupling; Jiaodong area in Shandong province
2016-06-04;
2016-10-16;編輯:王敏
該文為國家自然基金項目山東招遠-平度斷裂帶夏甸金礦深部成礦特征研究(41572068)、膠東招平斷裂帶深部特征與金礦成礦過程研究(201511029)、山東省招遠-萊州地區金礦成礦地質條件及成礦規律研究(2012028)和山東省泰山學者建設工程專項經費共同資助的成果
李洪奎(1962—),男,山東昌樂人,研究員,主要從事地質礦產勘查及深部勘查技術方法研究工作;E-mail:lhklhk126@126.com
P618.51
A
李洪奎,禚傳源,耿科,等.山東膠東礦集區中生代構造事件與金礦成礦作用[J].山東國土資源,2017,33(1):1-9.LI Hongkui, ZHUO Chuanyuan, GENG Ke, etc. Mesozoic Tectonic Events and Mineralization of Gold Deposits in Jiaodong Area in Shandong Province[J].Shandong Land and Resources, 2017,33(1):1-9.