中国东部胶东半岛大规模滕家金矿床的成矿作用与勘查方向:独居石U-Pb定年及硫化物地球化学的约束作用

《Journal of Asian Earth Sciences》:Metallogenesis and exploration vectors of the large-scale Tengjia gold deposit, Jiaodong Peninsula (Eastern China): Constraints from monazite u-pb geochronology and sulfide geochemistry

【字体: 时间:2026年07月19日 来源:Journal of Asian Earth Sciences 2.4

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  •腾家地区的金矿化作用发生于125.5?±?1.1百万年前。•腾家地区的金矿化源自富集的岩石圈地幔。•腾家地区的金沉积主要受流体与岩石相互作用控制。•黄铁矿中的微量元素分布可为寻找矿脉型金矿提供线索。引言胶东半岛是中国最大的含金地区,这里分布着众多中大型规模的蚀变岩型及石英脉型金

  
  • 腾家地区的金矿化作用发生于125.5?±?1.1百万年前。
  • 腾家地区的金矿化源自富集的岩石圈地幔。
  • 腾家地区的金沉积主要受流体与岩石相互作用控制。
  • 黄铁矿中的微量元素分布可为寻找矿脉型金矿提供线索。

引言

胶东半岛是中国最大的含金地区,这里分布着众多中大型规模的蚀变岩型及石英脉型金矿床,已探明的黄金资源量接近6,000吨(Deng等人,2020;Wang等人,2025;Li等人,2026)。该地区长期以来一直是研究中国矿脉型金矿成因的重点区域,大量研究已建立了独特的金矿成因框架(Zhai等人,2004;Li等人,2015;Li等人,2023)。值得注意的是,该地区还具备形成深部矿床的巨大潜力(Song等人,2022),这凸显了在勘探工作中开发有效方法以发现隐伏矿体的重要性。过去几十年来,人们对胶东金矿床进行了深入研究,对其地质特征、成因地质年代以及区域抬升-剥露历史有了较多了解(Goldfarb和Santosh,2014;Wang等人,2022;Qiu等人,2023)。尽管取得了这些进展,但关于胶东半岛金矿的矿源以及成因模型仍存在诸多争议。更深入地了解胶东金矿的成因,对于指导更深入的勘探工作以及优化该高潜力区域的找矿策略至关重要。
在胶东半岛西北部的招平断层带新发现的腾家大型金矿床(含金量50吨,平均品位3.89克/吨;Duan等人,2024)就是典型的蚀变岩型矿床。因此,了解其成因不仅有助于澄清长期以来关于胶东金矿成因的争论,还能为该地区隐伏金矿的勘探提供重要依据。以往的研究主要集中在宿主花岗岩的形成年龄与成因(Zhang等人,2025),以及白云母的短波红外光谱特性在勘探中的应用(Hao等人,2024)。然而,腾家矿床的成矿年龄尚未得到直接确定,其矿源仍存在争议,而且控制金沉淀的物理化学过程也尚未被充分理解。
为解决这些问题,本研究采用了热液独居石U-Pb定年法来确定矿化年龄,利用方铅矿铅同位素追踪矿源,同时通过黄铁矿微量元素地球化学分析来揭示成矿流体的物理化学演化过程以及控制金沉淀的机制。作为腾家金矿中普遍存在的硫化物矿物,黄铁矿在矿体及蚀变围岩中均有大量分布。它能够吸附多种微量元素,且能灵敏反映流体的演化过程,因此是解读矿化过程、指导深部勘探的有效指标(Large等人,2009;Zhang等人,2022)。基于这些地球化学特征,本研究为理解胶东半岛金矿的成因提供了新的案例,同时也为评估类似地质环境下的深部勘探潜力及寻找隐伏矿体提供了参考。

章节要点

区域地质

胶东半岛位于华北克拉通与扬子克拉通的交界处,属于与古太平洋板块俯冲相关的弧后构造环境中的华北克拉通东部边缘(Zhao,2009;Lee等人,2011;图1a)。该地区在前寒武纪时期经历了长时间的构造稳定期,从而形成了结晶基底,而在中生代时这一基底又再次被强烈活化(Song等人,2023)。

矿化与蚀变

通过详细的野外调查和显微观察,腾家地区的蚀变与矿化过程可划分为三个阶段:(Ⅰ)矿化前期,以钾质蚀变和硅化作用为特征;(Ⅱ)石英-白云母-辉银矿-硫化物阶段(主要矿化阶段),对应叶状蚀变和褐铁矿化作用;(Ⅲ)矿化后期,以石英-方解石-方铅矿-闪锌矿-黄铁矿为特征,与碳酸盐化作用相关。腾家地区的完整成岩序列为

采样

热液独居石的纹理、U-Pb同位素及微量元素地球化学特征

背散射电子成像结果显示,腾家金矿中的独居石具有均匀的亮灰色内部结构,不存在明显的成分分区现象。这些晶体主要以自形至半自形的颗粒形态存在,直径在20到90微米之间(图6c)。对来自ZK2003-160和ZK2003-169样本的独居石颗粒共进行了51次原位U-Pb同位素分析和29次原位微量元素分析。经分析的颗粒显示出207Pb/

腾家金矿矿化的时间确定

要确定腾家地区金矿化的具体时间,需要可靠的地质年代学标志。独居石具有较高的铀含量以及稳定的同位素系统,因此适合进行可靠的原位LA-ICP-MS分析。通过综合显微观察和地球化学数据,排除了碎屑或岩浆来源的独居石对分析结果的影响。腾家地区的独居石以自形至半自形颗粒形态存在,且与热液硫化物矿物共生

结论

腾家金矿床经历了明确的三阶段热液演化过程,分别为(Ⅰ)石英-钾长石阶段,(Ⅱ)石英-白云母-辉银矿-硫化物阶段,以及(Ⅲ)石英-方解石-方铅矿-闪锌矿-黄铁矿阶段,其中金矿化仅发生在第二阶段。热液独居石U-Pb定年法将金矿化的时间确定为125.5?±?1.1百万年前,这一时间与华北克拉通东部中基性岩脉的侵入以及早白垩世时期岩石圈变薄的事件相吻合,而原位方铅矿铅同位素分析结果则

CRediT作者贡献说明

郝嘉耀:写作——审稿与编辑,写作——初稿撰写,研究工作,数据整理。段联安:可视化处理,研究工作,资金获取。张宇:写作——审稿与编辑,项目监督,资金获取。赵洪涛:方法学研究,研究工作。邵永军:项目监督,方法学研究。郭云成:研究工作。王旭:结果验证。宋淑玲:方法学研究。

利益冲突声明

作者声明,他们不存在任何可能影响本文研究结果的已知财务利益关系或个人关系。

致谢

本研究得到了中国国家重点研发计划的支持(项目编号:2022YFC2903601、2022YFC2903605)。
Jiayao Hao|Liuan Duan|Yu Zhang|Hongtao Zhao|Yongjun Shao|Yuncheng Guo|Xu Wang|Shuling Song
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