山东胶北金矿区晚中生代煌斑岩成因及其与金成矿的关系

Cretaceous lamprophyre dikes are abundant in the Jiaodong Peninsula and show a close relationship with gold deposits temporally and spatially. Previous studies suggested that the age of lamprophyres in this district is widely ranged from 84 Ma to 150 Ma. There are controversies on the origin of Jiaodong lamprophyres, such as the enriched mantle which resulted from collision of Yangtze and North China Block, the enriched mantle which resulted from subduction of the paleo-Pacific plate, ancient enriched metasomatic mantle, or asthenospheric mantle. The nearly 70 Ma age span of the lamprophyre dikes indicates that they should not be formed in the same magmatic event. In our previous studies we had already observed three periods of lamprophyre dikes existed in the gold deposits in Jiaobei terrain. Using U-Pb dating of zircon, Ar-Ar dating of biotite, this project will study intrusion age of the lamprophyres in Jiaobei terrain. Applying major and trace element and Hf isotopic analyses for zircon, Sr-Nd-Pb isotopic analyses for whole-rock, we will also try to trace the source of the lamprophyres in order to constrain the geological setting of the Au metallogenesis.

白垩纪煌斑岩脉在胶东地区十分发育，而且与该地区的金矿床存在密切的时空关系。通过前人的研究，我们发现该地区煌斑岩的成岩年龄范围较大，从84 Ma至150 Ma；煌斑岩的成因也存在较大争议，有源自扬子-华北陆陆碰撞形成的富集地幔、古太平洋板块俯冲流体交代岩石圈而成的富集地幔、古老的交代富集岩石圈地幔、软流圈地幔等多种观点。年龄跨度接近70Ma的煌斑岩不可能在同一期岩浆事件下形成，之前我们在胶北地区金矿井下实际观察到了三期煌斑岩脉，证明该区煌斑岩的确存在多期侵入关系。本项目拟采用锆石U-Pb定年、黑云母Ar-Ar定年，详细厘定这三期煌斑岩的成岩年龄。同时采用主微量元素成份分析、锆石Hf同位素分析、全岩Sr-Nd-Pb同位素分析等手段对不同期次的煌斑岩进行源区示踪，查明煌斑岩的成因，并对金矿的成矿背景提供限定。

胶东地区是我国最重要的金矿产地，金成矿时代集中于早白垩世晚期。煌斑岩脉在该区十分发育，而且与金矿床存在密切的时空关系。目前对于这些煌斑岩脉的成因、源区性质及其与金矿的成因联系仍存在较大争议。项目组在胶东金矿井下开展了详细的调研工作，找到了与金矿具有密切空间关系的煌斑岩脉，并在地表寻找相同地质特征的煌斑岩，以这些煌斑岩为主要研究对象，开展了详细的矿物学、年代学和地球化学等方面的研究。分析结果显示，井下和地表的煌斑岩具有相同的成岩时代（112-116Ma），且与金成矿峰期一致。这些煌斑岩具有相似的地球化学特征：高的MgO含量、Mg#、Cr、Ni和低的TiO2、Al2O3、Fe2O3T；富集LREE和弱的Eu负异常；富集LILEs，亏损HFSEs；较高的初始87Sr/86Sr和负的εNd（t）值。地球化学特征表明煌斑岩的源区应为富集的岩石圈地幔，而且受到过俯冲洋壳脱水形成的流体的改造作用。在与金成矿时代最接近的煌斑岩样品中，识别出3期不同成因的辉石。具有环带结构的辉石，指示了煌斑岩形成过程中经历了岩浆混合作用。辉石矿物温压计算发现3期辉石形成于不同的深度，分别形成在软流圈地幔和岩石圈地幔的交界处、下地壳与地幔的交界处以及地壳的浅部。综合本项目的研究数据，认为在白垩纪时期，受太平洋板块俯冲回撤的影响，胶东地区深部软流圈物质上涌，导致上覆的富集岩石圈地幔部分融熔，该岩石圈地幔的富集作用是由于三叠纪华北-扬子陆陆碰撞-大陆深俯冲后，部分扬子板片拆沉并残留于地幔中导致的。随后俯冲的太平洋板片脱水形成的碳酸盐流体/熔体交代了上述地幔楔。多次交代、富集的岩石圈地幔部分融熔产生的岩浆，上侵至地壳浅部形成煌斑岩。该岩浆的物质来源包括：软流圈地幔成分、扬子板片成分以及洋壳脱水而成的碳酸盐流体/熔体成分。