王金輝

(山東省地質(zhì)調(diào)查院，山東 濟(jì)南 250014)

膠西北金成礦區(qū)位于膠東半島的西北部，截至目前累計(jì)查明金資源儲(chǔ)量超過(guò) 4 000 t，成為繼南非蘭德和烏茲別克斯坦穆龍?zhí)字蟮氖澜绲谌髱r金成礦區(qū)(宋明春，2015)，金礦床主要沿三山島斷裂帶、焦家斷裂帶和招平斷裂帶3條斷裂帶分布，成因類(lèi)型主要有焦家式破碎帶蝕變巖型和玲瓏式石英脈型(李士先等，2007)。金礦主成礦期成礦時(shí)代為120 Ma左右(楊進(jìn)輝等，2000； 李厚民等，2003； 宋明春等，2011)，與早白堊世巖石圈拉張減薄的峰期時(shí)代一致(翟明國(guó)等，2004； 宋明春等，2011)。

前人對(duì)膠西北金成礦區(qū)成礦熱液來(lái)源進(jìn)行了大量的深入研究，但在礦床成因方面存在著巨大的分歧，主要有以下幾種觀點(diǎn)：變質(zhì)熱液(沈保豐等，1994)、巖漿期后熱液(李士先等，2007)、大氣降水(盧煥章等，1999)、巖漿熱液為主后期大氣降水加入(林文蔚等，1998)、與中基性脈巖有關(guān)的幔源流體(范宏瑞等，2005)、地幔流體參與了金礦的成礦作用(楊進(jìn)輝等，2000； 張連昌等，2002； 鄧軍等，2004； 毛景文等，2005)等。

稀有氣體尤其是He、Ar具有化學(xué)性質(zhì)不活潑及不同源區(qū)的同位素組成差異明顯等特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于金礦成礦流體來(lái)源及成礦機(jī)制研究(胡瑞忠，1997； 毛景文等，2000； 張連昌等，2002； 張運(yùn)強(qiáng)等，2012； 楊猛等，2012； 薛建玲等，2013； 焦學(xué)堯等，2016； 何陽(yáng)陽(yáng)等，2017)。前人對(duì)焦家金礦床及招平金成礦帶北段的玲瓏金礦均進(jìn)行了He、Ar同位素研究(張連昌等，2002； 毛景文等，2005)，但是按照3條斷裂成礦帶來(lái)系統(tǒng)對(duì)比研究的基本上沒(méi)有，不同斷裂帶控制下的礦床的成礦流體是否有差異？其對(duì)成礦作用又有什么指示意義？這對(duì)于深入了解研究大區(qū)的成礦作用及流體來(lái)源有重要意義。本文通過(guò)對(duì)招平金成礦帶中南段的姜家窯金礦床、曹家洼金礦床和近年來(lái)新發(fā)現(xiàn)的三山島成礦帶的三山島北部海域金礦床、焦家深部的紗嶺金礦床礦石樣品的載金黃鐵礦中流體包裹體進(jìn)行He、Ar同位素測(cè)試，結(jié)合前人在該地區(qū)其它礦床取得的He、Ar同位素?cái)?shù)據(jù)，在分析后期地質(zhì)作用對(duì)成礦流體初始He、Ar同位素造成的影響上，對(duì)膠西北金成礦區(qū)3條主要成礦帶內(nèi)金礦成礦流體進(jìn)行示蹤，探討成礦流體的來(lái)源差異。

1 區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)特征

膠東地區(qū)位于華北克拉通東南部，郯廬斷裂之東側(cè)。區(qū)內(nèi)分布著眾多超大、中型金礦床，組成了舉世聞名的膠東金礦集中區(qū)。膠西北金成礦區(qū)位于膠東金礦集中區(qū)西北部，是其主要組成部分。區(qū)內(nèi)金礦類(lèi)型主要有焦家式破碎帶蝕變巖型和玲瓏式石英脈型，均根據(jù)膠西北金成礦區(qū)典型礦床命名。焦家式破碎帶蝕變巖型金礦床主要分布在三山島金成礦帶、焦家金成礦帶和招平金成礦帶中南段，礦床受規(guī)模較大的區(qū)域性斷裂三山島斷裂、焦家斷裂和招平斷裂控制。玲瓏式石英脈型金礦主要分布于招平金成礦帶北段，礦床受招平斷裂伴生、派生斷裂控制，傾角陡，礦體呈高角度傾斜。

膠西北地層巖體主要有前寒武紀(jì)變質(zhì)巖系和中-新生代地質(zhì)體組成。前寒武紀(jì)變質(zhì)巖系包括新太古代TTG質(zhì)片麻巖，少量變輝長(zhǎng)巖(斜長(zhǎng)角閃巖)、中太古代唐家莊巖群及古元古代荊山群，新太古代膠東巖群呈殘留包體出現(xiàn)。中生代巖體有侏羅紀(jì)玲瓏花崗巖、白堊紀(jì)郭家?guī)X型花崗巖、偉德山型花崗巖(艾山巖體和南宿巖體)、嶗山型花崗巖(大澤山巖體)和酸性、中-基性脈巖，其中以侏羅紀(jì)玲瓏花崗巖為主。新生代地質(zhì)體為第四紀(jì)松散沉積層，沿海邊和河流分布(圖1)。區(qū)域內(nèi)NE向斷裂發(fā)育，自西向東分別為三山島斷裂(F1)、焦家斷裂(F2)、招平斷裂(F3)，具有多期、多階段活動(dòng)性，控制著蝕變帶及金礦床的空間定位，金礦床嚴(yán)格受三條斷裂及其次級(jí)斷裂控制，沿?cái)嗔殉蚀闋罘植肌?/p>

三山島斷裂位于陸地上北起三山島，南至倉(cāng)上-潘家屋子一帶，向南、北兩端均延伸入渤海，陸地長(zhǎng)度為12 km，寬20～400 m不等，走向40°～50°，傾向SE，傾角30°～40°，局部達(dá)80°。斷裂在平面上呈“S”形延伸，形態(tài)不規(guī)則。自南向北控制著倉(cāng)上、新立、三山島、西嶺、北部海域等金礦床，皆達(dá)大型或特大型規(guī)模，累計(jì)查明金資源儲(chǔ)量大于1 200 t(于學(xué)峰等，2016)。

焦家斷裂南端起始于萊州市紫羅姬家，北到龍口市姚家，控制長(zhǎng)度約60 km，寬度50～500 m，傾向NW，傾角30°～50°，局部達(dá)78°。斷裂在平面上呈“S”形展布，形態(tài)不規(guī)則，局部膨縮，斷裂下盤(pán)發(fā)育與走向平行或呈“入”字形相交的次級(jí)斷裂。焦家、新城、寺莊、望兒山、河西等金礦床均受焦家斷裂或其下盤(pán)次級(jí)斷裂控制。近年在深部發(fā)現(xiàn)紗嶺、騰家、朱郭李家、招賢等大型-特大型礦床。目前已探獲金資源儲(chǔ)量1 400 t(于學(xué)峰等，2016)。

圖 1 膠西北地區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖(據(jù)宋明春，2015)Fig. 1 Simplified geological map of northwestern Jiaodong area(after Song Mingchun, 2015)1—第四系； 2—郭家?guī)X型花崗巖； 3—玲瓏型花崗巖； 4—新太古代變質(zhì)巖系； 5—斷裂； 6—金礦位置； F1—三山島斷裂； F2—焦家斷裂；F3—招平斷裂1—Quaternary； 2—Guojialing type granite； 3—Linglong type granite； 4—Neoarchean metamorphic rock complex； 5—fault； 6—gold position； F1—Sanshandao fault； F2—Jiaojia fault； F3—Zhaoping fault

招平斷裂是區(qū)內(nèi)規(guī)模最大的控礦斷裂，南起平度宋格莊，向北經(jīng)夏甸、大尹格莊、招遠(yuǎn)城區(qū)，抵玲瓏礦田，由玲瓏向北轉(zhuǎn)為NE向至龍口市顏家溝，長(zhǎng)約120 km，總體呈NNE向“S”形展布。按展布方向及礦化特征分為北、中、南三段，北段顏家溝-丁家莊子段(又稱(chēng)破頭青斷裂)，走向50°～70°，帶寬40～300 m，最寬800 m；中段招遠(yuǎn)城-夏甸段，走向10°～20°，寬30～60 m，最寬80 m；南段為山后-山旺段(劉述敏等，2016)。招平斷裂帶北段及其下盤(pán)的次級(jí)斷裂控制著玲瓏金礦田，有玲瓏、臺(tái)上、東風(fēng)、水旺莊、阜山、灤家河等大型-特大型金礦床；中段分布有大尹格莊-夏甸金礦田，有大尹格莊、夏甸、姜家窯、曹家洼、山后等特大型-中型金礦床；南段主斷裂上礦化較弱，僅有南墅、下莊、山旺等小型金礦，下盤(pán)的次級(jí)斷裂控制著舊店金礦田。成礦帶累計(jì)查明金資源儲(chǔ)量大于1 100 t(于學(xué)峰等，2016)。

2 樣品及分析方法

本次研究用于He-Ar同位素測(cè)試的黃鐵礦樣品分3個(gè)斷裂帶采集。三山島成礦帶樣品來(lái)自于北部海域金礦床、三山島金礦床、倉(cāng)上金礦床；焦家成礦帶樣品來(lái)自于紗嶺金礦床、焦家金礦床；招平成礦帶樣品來(lái)自于姜家窯金礦床、曹家洼金礦床、玲瓏金礦床、金翅嶺金礦床。其中北部海域金礦床、沙嶺金礦床、姜家窯金礦床及曹家洼金礦床數(shù)據(jù)為本次分析，其余為搜集前人測(cè)試數(shù)據(jù)。

研究樣品在河北區(qū)域地質(zhì)調(diào)查所實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心經(jīng)破碎、篩選后，在雙目鏡下挑選40～60目的新鮮、晶形完好黃鐵礦顆粒，純度達(dá)99%以上。

He-Ar同位素測(cè)試由中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所完成。采用Helix SFT稀有氣體質(zhì)譜儀測(cè)試，系統(tǒng)由壓碎、純化和質(zhì)譜系統(tǒng)組成。測(cè)試在高真空下完成，壓碎和純化系統(tǒng)真空n×10-7Pa，質(zhì)譜系統(tǒng)真空在n×10-8Pa。質(zhì)譜離子源采用Nier，靈敏度對(duì)He在800 μA阱電流時(shí)好于2×10-4amps/Torr，對(duì)Ar在200 μA阱電流時(shí)好于1×10-3amps/Torr。40Ar靜態(tài)上升率小于1×10-12cm3STP/min，36Ar本底小于5×10-14cm3STP。法拉第杯分辨率>400，離子計(jì)數(shù)器分辨率>700，可將3He與4He、HD+H3+與3He峰完全分開(kāi)。詳細(xì)的測(cè)試流程及說(shuō)明參見(jiàn)葉先仁等(2001)。

H、O同位素分析測(cè)試由中科院地質(zhì)與地球物理研究所穩(wěn)定同位素地球化學(xué)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試完成。硅酸鹽的氧同位素分析分析方法為：稱(chēng)取200目干燥的硅酸鹽或氧化物或全巖樣品10～30 mg，在真空條件下，于550～700℃與純凈的BrF5恒溫反應(yīng)釋放出氧氣。用組合冷阱分離生成的SiF4、BrF3等雜質(zhì)組分。令純化后的氧氣在700℃鉑催化作用下，與碳棒逐級(jí)反應(yīng)生成二氧化碳(CO2)。將純凈的二氧化碳導(dǎo)入Finnigan Delta S型質(zhì)譜儀中測(cè)定其同位素比值。分析測(cè)試誤差好于0.2‰。包體中氫同位素分析方法為：在高真空約10-3Pa條件下，通過(guò)加熱(溫度為600℃)將包體充分爆裂,將水之外的雜氣去除。在真空中用干冰將包體中水凍住并引入金屬鉻反應(yīng)器中。在溫度800℃的條件下，包體水進(jìn)入鉻反應(yīng)爐轉(zhuǎn)變?yōu)闅錃?。將氫氣?dǎo)入Finnigan MAT 252型質(zhì)譜儀中進(jìn)行氫同位素的測(cè)量。分析測(cè)試誤差好于3‰。

3 測(cè)試結(jié)果與討論

3.1 分析結(jié)果

將本次研究測(cè)試的10件和前人的31件金礦床黃鐵礦流體包裹體He、Ar同位素組成及相關(guān)計(jì)算參數(shù)一并列入表1。

從表1中可以發(fā)現(xiàn)4He含量變化較大，為0.12×10-7～10.68×10-7cm3STP/g，3He/4He值為0.09～7.14 Ra，平均為1.54 Ra。三山島帶4He含量從極少到8.06×10-7cm3STP/g，3He/4He值為1.04～7.14 Ra，平均為1.95 Ra；焦家?guī)?He含量為2.33×10-7～10.68×10-7cm3STP/g，3He/4He值為0.76～2.36 Ra，平均為1.74 Ra；招平帶4He含量為1.62×10-7～10.65×10-7cm3STP/g，3He/4He值為0.09～1.98 Ra，平均為1.17 Ra。40Ar的變化范圍為0.51×10-7～25.34×10-7cm3STP/g，其中三山島帶變化范圍0.51×10-7～23.14×10-7cm3STP/g；焦家?guī)ё兓秶?.94×10-7～25.34×10-7cm3STP/g；招平帶變化范圍1.35×10-7～16.99×10-7cm3STP/g。40Ar/36Ar值變化范圍為284～4 042.6，平均為848.6。其中三山島帶變化范圍284～2 295，平均為614.63；焦家?guī)ё兓秶?50～2 955.3，平均為1 117.35；招平帶變化范圍321～4 042.6，平均值840.43。40ArE/4He值為0.029 6～1.89，其中三山島帶變化范圍0.36～1.89，平均為0.88；焦家?guī)ё兓秶?.09～1.15，平均為0.59；招平帶變化范圍0.029 6～0.960 2，平均為0.56。

3.2 影響因素分析

膠西北金成礦區(qū)中，黃鐵礦為金礦主要載金礦物，黃鐵礦相比較其他礦物不易發(fā)生漏氣，因此，其是流體包裹體He、Ar同位素研究最理想的測(cè)試對(duì)象，并能反映成礦期成礦流體的原始信息(Stuartetal.，1995； 胡瑞忠等，1997b，1999； Huetal.，1998)。一些后期作用可能對(duì)流體包裹體初始He、Ar同位素組成有影響，包括： ① 成礦后熱液改造，② 礦物晶格及流體包裹體內(nèi)He、Ar擴(kuò)散或新生放射性成因He、Ar加入，③ 樣品分析過(guò)程中同位素分餾及大氣污染(胡瑞忠，1997)。

對(duì)于第①種情況，本次所測(cè)試的黃鐵礦晶形完好，未變形，無(wú)明顯的后期改造，說(shuō)明黃鐵礦流體包裹體中的He在流體包裹體被圈閉后無(wú)明顯的丟失(Baptiste and Fouquet，1996)。對(duì)于第②種情況，膠西北成礦區(qū)內(nèi)黃鐵礦為不含鉀礦物，U、Th含量也極低，故放射成因40Ar的含量可以忽略不計(jì)(Qiu and Groves，1999)；另外放射成因的40Ar也難以進(jìn)入流體包裹體中，晶格中由放射性元素衰變產(chǎn)生的4He很難進(jìn)入包裹體(胡瑞忠等，1998； 薛春紀(jì)等，2003)；膠西北成礦區(qū)巖石中缺乏含鋰礦物，由其產(chǎn)生的放射性成因3He的后生疊加影響可排除(胡瑞忠等，1998)。黃鐵礦晶格及流體包裹體內(nèi)He、Ar的擴(kuò)散系數(shù)均很低(Burnardetal.，1999)，以黃鐵礦為載體的流體包裹體中He、Ar的擴(kuò)散丟失對(duì)He、Ar同位素組成影響也很小，甚至可忽略不計(jì)(胡瑞忠，1997)。對(duì)于第③種情況，由于宇宙成因的3He只產(chǎn)生在近地表1.5 m的范圍內(nèi)(胡瑞忠，1997； 丁德建等，2014)，本文的樣品均采自地下坑道和鉆孔中，且暴露時(shí)間很短，因此可以排除樣品中存在宇宙成因3He的可能(Stuartetal.，1995)。氦在大氣中的含量極低，不足以對(duì)地殼流體中氦的含量和同位素組成產(chǎn)生明顯的影響。另樣品中若含有大氣氦組分，則F4He=1(Kendricketal.，2001； 毛景文等，2005)。由表1中可以發(fā)現(xiàn)，膠西北金礦床的F4He范圍為53～72 659，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于1，所以大氣He的混染作用可以排除。本次測(cè)得的黃鐵礦包裹體的He、Ar同位素?cái)?shù)據(jù)，可以代表原生流體包裹體的初始值。成礦流體中的氦只有地幔和地殼兩個(gè)來(lái)源。另外由于稀有氣體的特殊性，無(wú)論在成礦時(shí)捕獲還是真空壓碎法取得流體包裹體樣品，均不會(huì)產(chǎn)生明顯的同位素分餾(胡瑞忠等，1999)。

表 1 膠西北地區(qū)金礦黃鐵礦中流體包裹體的He、Ar同位素組成
Table 1 He, Ar isotopic composition of fluid inclusions in pyrite from the gold deposits in northwestern Jiaodong area

注： Ra為空氣的3He/4He比值(取1.40×10-6)； R/Ra表示樣品的3He/4He與空氣的3He/4He(取1.40×10-6)比值； He(%)為地幔成因的He同位素，He(%)=[(R-Rc)/(Rm-Rc)]×100，Rm、 Rc、 R分別代表地慢流體、 地殼流體以及樣品的氦同位素組成； 40Ar*(%)表示成礦流體中放射成因40Ar的相對(duì)含量，40Ar*(%)=[1-295.5/(40Ar/36Ar)樣品]×100； 40ArE表示扣除空氣40Ar后的過(guò)剩氬，40ArE=(40Ar)樣品-295.5×36Ar樣品； F4He=(4He/36Ar)樣品/(4He/36Ar)大氣，大氣中的4He/36Ar值為0.165 5。

3.3 He和Ar同位素分析結(jié)果討論

熱液流體中He、Ar同位素有4種來(lái)源，它們分別是大氣來(lái)源、飽和大氣水來(lái)源、地幔來(lái)源和地殼來(lái)源(Burnardetal.，1999； 李曉峰等，2003)。其中，飽和大氣水中3He/4He值為1.39×10-6，40Ar/36Ar值為295.5；幔源流體3He/4He值為6～9 Ra，40ArE/4He值為0.33～0.56，40Ar/36Ar值大于4 000；地殼流體的3He/4He值為0.01～0.05 Ra，40ArE/4He值為0.156；大氣Ar的同位素40Ar/36Ar值為295.5(Dunai and Touret, 1995； Stuartetal.，1995)。由于He在大氣中的含量極低，對(duì)地殼流體中的He豐度和同位素組成不會(huì)產(chǎn)生明顯的影響(Martyetal.，1989)。

本次研究測(cè)試和收集的41件樣品中，除三山島金礦1件樣品由于He含量低于檢出限，1件樣品出現(xiàn)極高值外，其余39件黃鐵礦樣品的3He/4He值變化范圍為0.09～2.36 Ra，平均為1.40 Ra，高于地殼3He/4He值(0.01～0.05 Ra)，低于地幔3He/4He值(6～9 Ra)(Stuartetal.，1995)，說(shuō)明成礦流體的He同位素是地幔和地殼兩種來(lái)源的混合。三山島成礦帶11件樣品3He/4He均值為1.95 Ra，焦家成礦帶11件樣品3He/4He均值為1.74 Ra，招平成礦帶18件樣品3He/4He均值為1.17 Ra，從西往東逐漸降低，說(shuō)明地幔流體參與成礦自西往東逐漸降低。在氦同位素組成分布圖(圖2)上，數(shù)據(jù)點(diǎn)均落在地幔與地殼之間的過(guò)渡區(qū)。

圖 2 膠西北地區(qū)金礦黃鐵礦流體的He同位素組成(據(jù)Mamyrin and Tolstikhin，1984)Fig. 2 He isotope composition of fluid inclusions in pyrite from gold deposits in northwestern Jiaodong area (after Mamyrin and Tolstikhin, 1984)

與3He/4He比值相比，黃鐵礦流體包裹體中的40Ar/36Ar比值為284～4 042.6，分布范圍較廣，平均848.6，除倉(cāng)上Csh5樣品分析結(jié)果外都大于大氣Ar同位素均值。40Ar/36Ar值高于大氣值說(shuō)明流體中存在來(lái)源于地殼的放射成因Ar(40Ar*)，經(jīng)計(jì)算獲得放射性成因Ar所占比例范圍為1.17%～92.69%。其中三山島成礦帶1.17%～87.12%，平均33.04%，焦家成礦帶15.57%～90.00%，平均55.75%，招平成礦帶7.94%～92.69%，平均44.23%，各成礦帶內(nèi)及成礦區(qū)不同樣品放射性成因Ar所占比例變化較大。

膠西北成礦區(qū)具有較高的3He/4He和40Ar/36Ar比值，說(shuō)明膠西北成礦區(qū)地幔流體參與了部分成礦。同時(shí)40Ar/36Ar比值變化范圍較大，說(shuō)明了深部來(lái)源的幔源流體在成礦作用過(guò)程中，少量加入了淺部低溫海水或者大氣降水。

流體幔源He所占比例范圍在0.97%～29.87%，平均17.57%，顯示出幔源流體對(duì)成礦有貢獻(xiàn)。其中三山島成礦帶平均24.65%，焦家成礦帶平均22.01%，招平成礦帶平均14.62%，說(shuō)明膠西北金礦床成礦物質(zhì)來(lái)源主要來(lái)源于地殼，且有少量幔源物質(zhì)的加入，自西往東幔源物質(zhì)加入逐漸減少。

將He和Ar同位素組成投入R/Ra-40Ar/36Ar圖解(圖3)，投點(diǎn)集中在地殼流體與地幔流體之間，并且靠近大氣飽和水，說(shuō)明成礦流體以地殼流體與地幔流體參與成礦作用外,大量的大氣降水也參與其中。另外從圖3可以發(fā)現(xiàn)，除去個(gè)別樣品外，基本上所有數(shù)據(jù)點(diǎn)也沿平行x坐標(biāo)軸的方向分布，表明成礦流體中Ar同位素的變化基本上不受氦的影響，說(shuō)明膠西北成礦區(qū)內(nèi)成礦流體中He和Ar同位素的組成變化相互獨(dú)立，指示了區(qū)內(nèi)金礦床具有相似的流體來(lái)源及混合過(guò)程，只是在后期的演化中由于成礦構(gòu)造環(huán)境的差異而導(dǎo)致不同。

圖 3 膠西北地區(qū)金礦成礦流體R/Ra-40Ar/36Ar圖解(據(jù)宋世明等，2007)Fig. 3 R/Ra versus 40Ar/36Ar diagram of ore-forming fluids in northwestern Jiaodong area (after Song Shiming et al., 2007)

40ArE/4He比值除2件較低(0.029 6，0.09)外，其余樣品比值范圍0.232 2～1.89，平均0.65，其中三山島帶平均0.88，焦家?guī)骄?.59，招平帶平均0.56，普遍大于地殼值(0.156)，與地幔值(0.33～0.56)(Stuartetal., 1995；胡瑞忠等，1997a)相近并略高，成礦流體中40ArE/4He值高于正常40Ar/4He值，說(shuō)明大氣降水在流經(jīng)地殼巖石過(guò)程中捕獲了放射性成因40Ar。由于黃鐵礦中氦的封閉溫度低(200℃)，而氬的封閉溫度高(>200℃)(Ballentineetal.，2002)，高的40ArE/4He值表明成礦流體溫度較高(>200℃)，這與該區(qū)主成礦階段溫度為170～335℃，一般高于200℃的事實(shí)一致(范宏瑞等，2005)。同時(shí)也反映出膠西北成礦區(qū)成礦流體主要來(lái)源于地殼，并與深部幔源流體發(fā)生不同程度的殼?；旌?，大氣降水也參與成礦作用。將He和Ar同位素組成投入R/Ra-40ArE/4He圖解(圖4)，投影點(diǎn)落在地幔流體和地殼流體之間斑巖銅礦床區(qū)域左上方，顯示成礦流體中有地幔流體不同比例的混入。

3.4 與成礦流體δ18O和δD組成的比較

為了進(jìn)一步對(duì)成礦流體來(lái)源的合理解釋?zhuān)治隽巳綅u北部海域、姜家窯及曹家洼金礦床成礦流體的H、O同位素組成(表2)。搜集了前人部分資料，綜合地質(zhì)和成礦流體He-Ar同位素系統(tǒng)進(jìn)行綜合分析。

測(cè)試獲得膠西北金成礦區(qū)δ18O范圍為7.9‰～13.0‰，三山島帶均值12.08‰，焦家?guī)Ь?0.37‰，招平帶均值9.68‰。δ18OH2O范圍1.57‰～8.55‰，三山島帶均值7.26‰，焦家?guī)Ь?.43‰，招平帶均值3.63‰，自三山島帶往東至招平帶逐漸降低,說(shuō)明幔源物質(zhì)參與逐漸降低。氫同位素組成δD值變化于48‰～-86‰，三山島帶均值-60.10‰，焦家?guī)Ь?76.67‰，招平帶均值-66.84‰。將上述數(shù)據(jù)投影到氫氧同位素關(guān)系圖中(圖5)，可以看出，投點(diǎn)主要落于變質(zhì)水下方，巖漿水附近，自西部三山島成礦帶向東部招平成礦帶逐漸靠近大氣降水。δD分布范圍相對(duì)較窄，表明成礦流體源于初始巖漿水，晚期有少量大氣降水的參與，這與前人的認(rèn)識(shí)一致(毛景文等，2005)。由此可見(jiàn)，膠西北成礦區(qū)金礦床成礦流體H-O和He-Ar同位素系統(tǒng)所示蹤的流體來(lái)源具有一致性。

圖 4 膠西北地區(qū)金礦成礦流體R/Ra-40ArE/4He圖解(底圖Ballentine et al.，2002)Fig. 4 R/Ra versus 40ArE/4He diagram of ore-forming fluids in northwestern Jiaodong area (after Ballentineet al., 2002)

3.5 成礦作用過(guò)程

依據(jù)前人研究成果和本文得出的結(jié)論，推斷膠西北成礦區(qū)成礦流體的形成、演化經(jīng)歷了如下過(guò)程：在侏羅紀(jì)，古太平洋板塊自SE向NW向歐亞大陸下方俯沖，膠東地殼增厚并發(fā)生地殼重熔，在160～150 Ma，玲瓏型花崗巖侵位，古老陸殼中的金初步富集。在白堊紀(jì)早期，中國(guó)東部構(gòu)造體制發(fā)生轉(zhuǎn)折，巖石圈強(qiáng)烈減薄，地幔物質(zhì)上涌，構(gòu)造、巖漿活動(dòng)活躍，殼-幔發(fā)生相互作用。130～126 Ma，殼?；煸吹墓?guī)X型花崗巖侵位。同時(shí)，受早白堊世殼?；旌闲蛶r漿作用影響，玲瓏花崗巖巖基隆升，其上前寒武紀(jì)變質(zhì)巖發(fā)生拆離滑脫，形成發(fā)育在玲瓏巖基頂部的三山島斷裂、焦家斷裂和招平斷裂等拆離斷層。在120 Ma左右，巖石圈已經(jīng)大幅度減薄，大量煌斑巖、輝綠玢巖、閃長(zhǎng)玢巖等中基性脈巖沿NNE斷裂侵位，地幔物質(zhì)(包括流體)不斷向地殼涌入，地幔流體在向上運(yùn)移的過(guò)程中，與地殼流體發(fā)生混合，并有大氣降水的加入。碳、氧、氫、硫同位素和流體包裹體研究反映它們由來(lái)自同一的流體庫(kù)，通過(guò)水巖反應(yīng)和流體混合作用，金最終卸載成礦。

表 2 膠西北金礦石英流體包裹體氫氧同位素組成
Table 2 H and O isotope composition of fluid inclusions in quartz from gold deposits, northwestern Jiaodong

注： t/℃依據(jù)石英流體包裹體測(cè)溫結(jié)果；通過(guò)石英-水之間的氧同位素分餾方程： 1 000 lnαQ-W=3.38×106/t2-2.90(Clayton et al.，1972)，估算成礦熱液中水的氧同位素組成δ18OH2O，即δ18OH2O=δ18Ov-smow-1 000 lnαQ-W，其中αQ-W為石英與水之間的分餾系數(shù)。

圖 5 膠西北地區(qū)金礦床成礦流體δD-δ18OH2O分布圖(底圖據(jù)Hugh and Taylor, 1974)Fig. 5 δD-δ18OH2O of ore-forming fluid in northwestern Jiaodong area (after Hugh and Taylor, 1974)

4 結(jié)論

(1) 膠西北成礦區(qū)3條金成礦帶具有相似的流體來(lái)源及混合過(guò)程，成礦流體主要來(lái)源于地殼，并與深部幔源流體發(fā)生不同程度的殼幔混合，大氣降水也參與成礦作用。后期受不同構(gòu)造環(huán)境的影響和制約，從而在不同的構(gòu)造部位形成不同的金礦床。

(2) 黃鐵礦流體包裹體揭示三山島成礦帶3He/4He均值為1.95 Ra，焦家成礦帶3He/4He均值為1.74 Ra，招平成礦帶3He/4He均值為1.54 Ra，從西往東逐漸降低，說(shuō)明地幔流體參與成礦自西往東逐漸降低，與H、O穩(wěn)定同位素研究得出的結(jié)論一致。

(3) 黃鐵礦流體包裹體中放射性成因Ar所占比例范圍三山島成礦帶為1.17%～87.12%，平均33.04%，焦家成礦帶為15.57%～90.00%，平均55.75%，招平成礦帶為7.94%～92.69%，平均44.23%，說(shuō)明在成礦過(guò)程中，地殼成礦流體參與成礦作用焦家成礦帶最高，招平成礦帶次之，三山島成礦帶最低。

致謝本文在成文過(guò)程中得到了審稿專(zhuān)家的學(xué)術(shù)指導(dǎo)和中肯建議，在此表示誠(chéng)摯的謝意。