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近年来的研究业已表明,华北东部在中生代前后动力学机制发生过重大转折。位于山东半岛东部的昆嵛山地区既是华北东部中生代构造体制转折导致的岩石圈演化和减薄最强烈地区之一,也是胶东大型一超大型金矿床的密集分布地段,还是受扬子和华北陆块碰撞、俯冲和折返过程影响的部位,拥有极为强烈的岩浆和流体活动,是探讨中生代重大构造体制转折期岩石圈减薄造成的大规模岩浆活动、地质流体演化与金爆发成矿的理想地区。本文通过对昆嵛山地区中生代不同类型岩浆活动及典型金矿床成矿时代和成矿流体的研究,探讨胶东地区中生代岩石圈减薄与金大规模成矿的耦合关系,为完善矿床成因模型、认识区域成矿规律以及找矿勘探提供依据。
岩石地球化学和同位素年代学等研究表明,昆嵛山地区中生代主要存在两期岩浆活动:晚侏罗世(160~140 Ma)大面积出露的垛崮山花岗闪长岩、瓦善二长花岗岩和五爪山二长花岗岩来源于加厚地壳的部分熔融,但未见同时代的基性侵入体;早白垩世(115~111 Ma)三佛山斑状钾长花岗岩、六度寺石英二长岩是壳幔相互作用的产物,大量富集岩石圈地幔来源的基性脉岩或辉石闪长岩小岩体与其伴生,~111 Ma还有A型下马山晶洞钾长花岗岩的侵位,说明早白垩世岩石圈可能减薄至最大。由此推测该区晚侏罗世岩石圈拆沉的程度有限,大规模拆沉作用发生在早白垩世。
流体包裹体和稳定同位素研究表明,昆嵛山地区金矿床具有较一致的成矿流体介质条件,为中温、低盐度H2O-CO2-NaCl±CH4流体,金成矿温度、压力条件近似(主成矿温度为170~330℃,成矿压力为80~270 MPa),与胶东其它地区金矿床的成矿流体性质相似;金矿的初始流体以岩浆水为主,但在成矿晚期受到大气降水的混合。
高精度锆石SHRIMP U-Pb和LA-ICPMS定年法及超低本底单颗粒绢云母Rb-Sr等时线法获得昆嵛山地区典型金矿床-乳山和邓格庄金矿的成矿时代均在120 Ma左右,与前人在胶东其它金矿获得的成矿年龄值一致。胶东地区中生代岩浆活动时间很长,而金成矿却集中在早白垩世(120±10 Ma)这一狭短时段,与幔源岩浆的大规模上涌以及下地壳部分熔融时代一致;金矿床主要分布于晚侏罗世花岗岩体和古老变质基底内,成矿物质具壳幔多来源的特征。因此,胶东大规模金成矿的动力学过程受华北东部中生代构造体制转折的制约,而古太平洋板块的俯冲消减作用可能是岩石圈减薄的主要原因。