胶莱盆地东北缘鹊山变质核杂岩构造演化与成矿作用

岳远宪

胶莱盆地位于山东半岛中南部，南起五莲—青岛，北起平度莱阳，西至安丘、莒县，东至青岛、海盐，入黄海。东西长度近200km，南北宽近100km，总体上呈一长轴为NE向的菱形展布，为山东最大的中生代陆相沉积盆地。胶莱盆地特殊的构造位置赋予了它重要的地质意义。 胶莱盆地西部边界为沂沭断裂带，在地质上也是鲁东与鲁西的分界线，影响着鲁东中生代以来的构造，断裂带内地质构造复杂，亦是中新生代岩浆活动带、成矿带。南地口、宋家沟、西井口、西涝口、蓬家夼、南果子、辽上、郭城等金矿床（点）均产出于胶北隆起与胶莱盆地的“盆山”耦合部位，金矿床的产出受盆地-隆起区沉积、构造、岩浆控制明显。本文试图通过鹊山变质核杂岩构造演化并结合前人研究成果进一步探讨该金矿区成矿作用的影响。

1 鹊山变质核杂岩

鹊山变质核杂岩出露于观水-崖子一带，主要由鹊山岩体以及荆山群地层组成。鹤山杂岩变质岩心西南边界为可采断层带，向西南缓慢倾斜，其上缘为早白垩世莱阳组砂砾岩和景山组部分床层。在切向带，地表的表观宽度变化很大，从几十米到十几公里不等，在蓬家夼一带糜棱面理产状为198°∠28°，拉伸线理发育。鹊山变质核杂岩的糜棱前锋是鹊山岩体以北牟平区安吉村附近的NWW向韧性剪切带，该韧性剪切带与观水-崖子糜棱岩带目前互不相连的原因是后期抬升过程中的地表剥蚀。与Lister和Davis总结的变质核杂岩及拆离断层模式相比，该变质核杂岩具有相似的特点。在消除了王格庄-崖子断裂的左旋平移的影响后，鹊山变质核杂岩呈一穹状隆起。

该韧性剪切带中糜棱岩具糜棱结构，条带状、眼球状构造，石英波状消光、拉长及动态重结晶明显，并可见斜长石的双晶挠曲，利用眼球状糜棱岩的S-C组构、镜下糜棱岩斜长石碎斑的书斜构造和旋转碎斑构造可以清楚地判断出蓬家夼附近的韧性剪切带为伸展条件下的正向剪切形成。

变质核杂岩及其成矿关系越来越受到地质学家的关注。变质核杂岩及其断裂带具有特殊的热液成矿条件，其断裂带具有良好的物化条件，常代表成矿带。变质核杂岩的结构控制着岩浆作用和沉积作用，其分离面既是脆性结构和韧性结构的转换面，又是氧化还原交替的面。导矿条件和矿石占有率。分析胶莱盆地东北缘地区的变质核杂岩及拆离断层特征对本区找矿具有重大意义。

长久以来，人们就很重视挤压作用在地壳演化中的意义，对大陆伸展作用的研究则开始的较晚，随着70年代美国西部科迪勒拉山脉“盆岭区”大规模拆离构造的发现，才逐渐把拉伸作用提高到与挤压作用同等的地位，并在80年代建立了伸展作用下的变质核杂岩模式。

变质核杂岩概念最早由Davis和Coney在1979年提出，将北美西部造山带科迪勒拉带中广泛存在的一组独特的伸展结构和岩石复合体命名并确定为变质核心复合体。变质核杂岩是在强烈的伸展大陆环境中发育的独特构造类型。 典型的变质核杂岩通常具有三种主要构造元素：①“三位一体”的结构条件。包括大型拆离断层构造带（由区域规模的低角度正断层、下盘中高级变质的倾滑型韧性剪切层、上盘微弱变质-不变质的脆性变形层所组成）、核部中高级变质岩-岩浆杂岩和半地堑沉积盆地3个配套单元；②运动学条件。以核心为中心，至少一个或两个翅膀向外滑向山。分离区的上下两侧应具有单一的运动模式：剪剪立面、张力线和剪切运动学通常在基部发育，上墙通常在基部发育，缺陷划痕和滑动运动学到腔。③时间同一性。核圆顶状岩体、大型滑脱构造变形带、半地堑沉积盆地变形带一般形成同一时期或相近时期。非对称陆相沉积伸展盆地主要发育于拆离后期，充满大陆边缘碎屑。变质核杂岩在空间上呈穹状、长垣状、椭圆状等外貌。早先报道的变质核杂岩多以双层结构为特征；但近年见有不少3层结构的报道，即上部位脆性变形层、中间韧性流变层和下部变质核杂岩体。

对于变质核杂岩的特征与构造众多学者持有不同的观点，左青龙等对我国部分区域变质核杂岩的特征进行了较全面总结。具体如下：①为椭圆的空间形态，为长壁、圆顶状孤立隆起，常在区域内形成高山。通常，一个变质核复合体表现出非线性的繁殖模式，而一些变质核复合体表现出珠状和带状方向分布。②变质核杂岩发育结构主要包括二层、三层。两层构造的主要特征是基底变质核杂岩和被剪切断层隔开的脆性上盘区。三层构造主要由变质岩心杂岩、中间韧性流变层、盖层、山前半地堑沉积盆地等上脆性变形层组成。③撕裂缺陷的发展。可拆断层的上、下侧变形性质完全不同：上侧为脆性变形区，以不同类型正断层的一个或数个阶段的形式表现出来，而下侧为脆性变形区。的延性变形。④封层中的岩石和变质岩心杂岩可以完全不同。⑤变质核杂岩外围及上部发育塑性剪切带，主要特征为具有明显延伸线的糜棱岩、石英长斑岩残余和SC组织。⑥大部分变质岩心杂岩被构造期和伸展期等不同时期的花岗岩类侵入体侵入，底辟侵入体是典型同构造侵入体的常见侵入形式。⑦横向褶皱、扁平夹板、梨形断层等结构是常见的轮胎发展模式。

2 构造演化

鹤山变质岩心杂岩的构造演化通常伴随着岩体的侵入和可拆断层的塑性变形。从岩体与剪切断层带之间的构造时间关系可以确定变质岩心杂岩的年代框架。结合区域动力学背景，其演化模式大致如下：

受区域动力学背景制约，在162Ma～135Ma，受伊泽奈奇板块俯冲影响，胶东隆起区的构造应力场由前期的近SN向的挤压转变为该时期的近SN向拉伸，发育在隆起区的近EW向的断裂构造发生拉张活动，使之在胶北隆起和胶南造山带间形成了大致呈EW向展布、SN向排列的盆岭构造，这是晚侏罗世胶莱盆地的雏形，也是为鹊山变质核杂岩的形成奠定了基础。由于鹊山地区处于近SN向伸展体制，加厚的岩石圈地壳发生部分熔融，岩浆上涌侵位，形成岩浆穹隆，在155Ma完成形成结晶。在此期间，区域上仍为近SN向伸展体制，在重力作用下鹊山岩体上覆地层发生滑脱，韧性剪切带开始在中-下地壳深度发育，岩浆的上升与鹊山变质核杂岩的产生是相伴随的。

在135Ma～125Ma期间，胶莱盆地开始接受沉积，形成莱阳群地层，在～123Ma胶莱盆地加厚岩石圈发生拆沉，盆地进入快速扩张期，并伴随大量的岩浆上侵，在重力作用鹊山变质核杂岩上盘拆离断层继续发育。前文提到拆离断层中黑云母年龄在125Ma～122Ma，由于黑云母封闭年龄较低，其最小年龄代表了拆离断层最后活动时间，故认为鹊山变质核杂岩在122Ma发育结束。在此过程中，随着递进剥露，韧性剪切带经过中-上地壳最后达到近地表层次。

进入青山期（123Ma～113Ma）以后，拆离断层停止活动，在伊泽奈奇俯冲作用下，岩石圈发生大规模拆沉，鹤山地区的结构的总体是以脆性变形为主，结构中的浅层部分发育为NNE向断裂切割和破坏了早期的鹊山变质核杂岩，区域上早期岩浆活动以基性为主，表现为基性火山岩的喷发和盆地及周缘大量NE型基性脉岩；晚期岩浆活动以中酸性为主，表现为区域上中酸性火山岩的喷发及酸性岩浆的侵入。

3 成矿作用

胶东地区已发现的中生代内生金矿床呈区（带）集中分布，全部为热液矿床，根据矿床成矿动力学背景、成矿地质特征、成矿物质流体来源及成矿时代等，丁正江（2014）将其大致划分为造山型金矿（如玲珑式、焦家式、盘马式、金青顶式、岔夼式等）、斑岩-矽卡岩型矿床（如邢家山钼钨矿、冷家钼矿、尚家庄钼矿、南台铜矿等）和中低温热液脉型矿床（如大疃刘家铍矿，彭家夼式、宋家沟式、郭城式、辽上式等金矿，王家庄铜锌矿、汤村店子式金铅锌银多金属矿、十里铺银矿、虎鹿夼银矿、同家庄银矿、杜家崖金矿等）。孙丰月等研究认为在鹊山变质核杂岩体系中拆离断层与金矿化的关系主要存在以下观点：

（1）拆离断层为成矿提供构造空间：在低角度的伸展、拆离过程中，沿拆离断层形成了高渗透性的构造角砾岩和碎裂岩带，同时因存在化学活动性高的大理岩，使矿液进入后有利于富集成矿。拆离断层上盘的一系列倾角较大的脆性断裂为大气水的循环提供了有利通道。在东井口-崖子一带拆离断层上盘脆性正断层相当发育，且石英的H、O同位素及黄铁矿特征都反映有大气水的加入。Wickham等曾指出，由于变质核杂岩的快速抬升，大气水可以下渗到地表下10km～15km的深度。

（2）伸展作用控制了成矿的物理化学环境：热的变质核杂岩的快速抬升，使区内产生异常高的地热梯度，尤其是在拆离断层附近更是如此。拆离断层下盘的变质核杂岩中以热的、还原的深源热液为主。拆离断层上盘则以冷的、氧化的循环大气水为主。两套热液系统相遇形成氧化-还原界面，从而促进了金的沉淀和富集。

（3）成矿过程中元素的活动：拆离断层下盘的韧性剪切过程中带出了大量的Fe、Ca、Mg及部分Mn和CO2，而带入了Si、K、Na等元素。孙丰月等通过分析蓬家夼金矿区不同类型岩石中微量元素含量的变化，从大理岩到硅化大理岩带出了亲石元素Ba、Sr以及亲铁V、Ti、Ni、Co等，而带入Mn、Cu、Pb、Zn、S、Au、As等。大气降水带来了S和部分Au，而其它成分主要来自深源的热液。

3.1 矿床地质特征

胶莱盆地东北缘地区的金矿多为中低温热液脉型矿床，但由于其产出空间或矿石类型的差异性，又将其分为宋家沟式、蓬家夼式、辽上式、郭城式金矿床；多金属矿产方面，以铜钼矿居多，（共）伴生少量铅锌矿，矿床主要有斑岩型矿床、热液脉型矿床。

3.2 成矿时代

成矿元素作为地壳的组成部分，随着地壳的演化不断分化，在地壳的不同历史发展阶段形成了各种矿床。 根据地质标志确定的成矿年龄具有一定的规律。 随着同位素年代学引入地质学和矿床学研究，成矿年龄数据的准确性和广度大大提高。地质方法表现在野外地质勘探上，成矿年代依靠金矿床（体）与其他地质体及控矿构造的时间顺序，来间接的、定性的推断出来的；同位素测年的方法是利用放射性同位素衰变的自然规律，准确测定岩石或矿物中原始放射性物质的同位素含量和放射性因子，从而推算岩石或矿物的地质年龄。前辈孙兴丽测得西涝口金矿闪斜煌斑岩中黑云Ar-Ar坪年龄为（121.6±0.68）Ma，含金黄铁矿绢英岩化花岗质碎裂岩中绢云母的Ar-Ar坪年龄为（116.54±0.61）Ma；黄铁矿是辽上金矿床中主要载金矿物，对黄铁矿Re-Os进行同位素年代学测定能精确厘定其成矿时间。前辈李杰等选取主成矿阶段含金黄铁矿-碳酸盐脉金矿石，挑选其中黄铁矿对其进行了Re-Os同位素测年，测试结果显示Re-Os等时线年龄为（58±11）Ma，在成矿时间上表明了辽上金矿成矿时间上的特殊性；通过辉钼矿Re-Os同位素测得尚家庄钼矿床模式年龄为（115.5±1.6）Ma～（117.6±1.6）Ma，平均年龄为（116.4±1.6）Ma，这与胶东金矿规模化成矿时代和威德山超级区块印盘超级区块含矿岩的成岩时代一致，表明胶东地区存在金钼成矿过程。

通过上述成岩成矿年龄测试结果，胶莱盆地东北缘金成矿年龄在误差范围内基本一致，即晚白垩世存在一期重要的金矿化作用，其时间大致在（116～128）Ma，其形成时代与胶东广泛存在的金矿化期大致相同。胶莱盆地东北缘乃至胶东地区白垩世末期-古新世仍存在一期重要的金成矿作用，且该类型金矿具有巨大找矿潜力。

3.3 矿床成因

随着勘探的日益复杂，为了快速圈定目标区和识别远景，探矿者迫切需要理论研究给予更多的实际帮助，而该矿床类型的地质成因模型是地质理论与实践的结合产品。以成矿理论为指导，收集、分析和研究现有矿床资料，综合分析所研究的成矿对象和环境的形成过程以及与之相关的基本地质、地球物理、地球化学等特征。了解和指定控制矿石的最重要因素。拆离断层对金属矿化的控制作用是备受国内外关注的研究方向。国外在80年代开始较详细地研究拆离断层的控矿意义，并提出了有关成矿模式。虽然国内这方面的研究起步较晚，目前拆离断层对金矿控制作用的研究取得了较大进展。孙丰月等研究认为蓬家夼金矿成因类型是受拆离断层控制的大气水参与的中温热液型金矿床；朱大岗等认为胶莱盆地东北缘金矿与韧脆性剪切带有关的蚀变岩型金矿。蓬家夼金矿是层间滑动角砾岩型金矿，称之为“蓬家夼式金矿”；刘玉强等研究认为该区金矿为烃金双源层中层控金矿床，属砾岩型金矿，可与南非“兰德”型金矿相对比，且深部具有一定的成矿潜力；张竹如等在胶莱盆地深入分析盆地基底、盆地地层及古地理沉积相的基础上，得出胶莱盆地的金矿为“陆相含碳岩系层控金矿床”，并指出此类金矿床在崖子地区将有超大型远景。

4 结论

（1）拆离断层为胶莱盆地东北缘成矿提供构造空间；鹊山变质核杂岩对该区金矿床具有一定的影响。

（2）胶莱盆地东北缘金矿属于盆缘断裂系中低温热液金矿成矿系列，受鹤山变质岩心杂岩及伴生脆性断裂构造的统一控制。

（3）胶莱盆地东北缘深部具有优越的成矿地质条件，找矿远景可观。