原始矿源岩系——雏形期

金矿成矿的地质背景条件~

北祁连山地区的大地构造位置、区域地质构造环境的特征与其演化、成矿物质的来源与控矿因素等条件是否具备，则是金矿成矿过程能否得以完成的基础。因而认真分析这些重要基础问题，查明成矿背景条件乃是十分必要的。
1.成矿区域的大地构造位置
北祁连山金成矿区域涉及的主体范围为通常所说的北祁连山加里东褶皱带，是早古生代优地槽或裂谷－岛弧体制阶段演化的结果。由于它占有华北古陆南缘的特定时空位置，古地壳的不稳定性和构造的活动性，决定了北祁连山地区成为早古生代的造山带，并经后续多阶段的构造演化至今，无不叠加有深深的烙印。来自东方的环太平洋构造域和来自西南的特提斯构造域相比，后者的影响较为突出。印度板块的不断向北俯冲，青藏高原不断隆升，作为青藏高原东北边缘的北祁连山加里东褶皱带则不断地遭受着海西、印支、燕山、喜马拉雅等褶皱期构造运动旋回的影响，新构造运动、地震灾害频繁，热泉成矿活动多见，均表明北祁连山成矿域具有特定的大地构造位置。这对金矿的成矿来说，尤为重要。
2.成矿区域的地质环境
北祁连山成矿域是在元古宙原始地壳沿古河西系构造裂陷发生，经过裂谷、大洋化、岛弧阶段的建造期 ；俯冲、碰撞阶段（O—D）的造山期阶段以及进入上叠盆地（C—T）、盆－山构造（J—现代）等陆内造山阶段的改造期。从北祁连山复合造山带的演化历史来考察，可归纳出以下诸多的地质构造环境特征：
1）寒武—奥陶纪海相火山岩、火山－沉积岩的分布特征
寒武—奥陶纪海相火山岩、火山－沉积岩的广泛分布，表明裂谷－岛弧环境火山活动强烈，除大规模造岩的同时，并把上地幔、下地壳的贵金属、多金属等造矿元素借以有利的构造途径和各种状态的载体有可能运移到地壳的浅表部。随着不同的演化阶段，建造了双峰式钙碱性—偏碱性的细碧岩－石英角斑岩系和准同期的铁－铜－硫成矿系列（寒武纪裂谷期）；以基性为主体的细碧－角斑岩系和准同时的铁－铜－硫成矿系列（奥陶纪岛弧期）；超基性—基性岩带集中分布的蛇绿岩杂岩带，具有洋脊洋岛拉斑玄武岩系特征，是洋脊裂谷、岛弧裂谷深切洋壳重熔的结果，在洋盆闭合碰撞过程中，洋壳残片仰冲所致。在青海境内，走廊南山南坡黑河断裂以北西起边麻沟东至白柳沟一带中晚寒武世以中酸性火山岩为主的火山岩系分布广泛，酸性火山穹窿（短背斜）控制着白银厂－小铁山式铜、多金属硫化物矿床成群成带分布。托来山西起龙孔大坂东至扎麻什克东沟一带以早奥陶世基性火山岩为主的火山－沉积岩系和基性—超基性岩带相伴发育，是蛇绿岩带分布的主要地段。除铬铁矿（玉石沟）、石棉（双岔）、玉石（玉石沟）等矿产与超基性岩直接相关外，还有铜－锌型硫化物矿（阴凹槽）、铁矿（大水沟、小水沟）铜－金矿（大二珠龙）、金矿（红土沟—川刺沟）等系列分布。
除托来山蛇绿岩杂岩带外，走廊南山北坡亦有岛弧扩张脊的蛇绿岩套发育，主要分布在甘肃境内，而在托来山南坡延至红沟、大坂山地区，双峰式细碧－角斑岩－石英角斑岩系及基性—超基性岩亦有出现，早期有学者认为红沟铜矿可与产有塞浦路斯型铜矿的洋脊蛇绿岩套环境相类比。近期夏林圻、夏祖春等（1996）认为在晚奥陶世是被动大陆边缘新生裂谷环境；但笔者认为不排除在晚奥陶世北祁连洋扩张的停止，有可能往南侧俯冲，原被动大陆边缘活化具有类岛弧环境的特征。红沟含矿火山岩系仍可能是大洋闭合、碰撞过程，由北向南逆冲拼贴，推覆于前寒武纪变质岩基底之上。
2）多阶段岩浆－构造演化与不同构造型式对成岩成矿过程的控制特征
北祁连山地区在元古宙至早古生代，已是处于中朝—塔里木陆块南缘，即阿拉善、柴达木等两地块间的构造活动环境，该区内前寒武纪基底微地体的存在和早古生代火山岩浆活动的记录表明这一点，但其主要演化阶段应为古生代。在早古生代经历了优地槽的发展历程；以板块运动而论，经历了陆内裂谷—洋脊扩张—岛弧俯冲—大洋消减，在早古生代末，晚古生代早期碰撞造山。目前所见走廊南山北坡复向斜、走廊南山南坡复背斜，托来山复向斜的三分格局显示了北祁连山中西段的整体特征。沟－弧－盆体系的记录表明不同的构造环境分布着火山岩、岩浆岩各异的岩浆岩带，如中—上寒武统双峰式火山岩系主要分布在走廊南山南坡黑河—祁连河以北的复背斜带；早—中奥陶世基性火山岩系、基性—超基性岩带（或称蛇绿岩杂岩带）主要分布于上述中间复背斜带南、北两侧复向斜带。相应的花岗岩浆的侵入活动沿走廊南山北坡、托来山南坡区域边界深大断裂带发育。在青海境内较大的中酸性侵入岩体主要在北祁连山加里东褶皱带与中祁连山分界转换部位分布，在火山岩、火山－沉积岩系分布区内，除小规模的中酸性岩株、岩脉外，中酸性岩浆侵入活动显示并不强烈。
晚古生代天山、秦、祁、昆等复合造山带的形成，对中国大陆的拼合及最后转入陆内造山起到十分重要的作用。在北祁连山加里东褶皱带的基底上，经过石炭一二叠纪上叠盆地的发展阶段，由海相、海陆交互相向陆相过渡，晚古生代含煤沉积经过晚古生代末至中生代早期断－褶运动，沿区域构造线NW—SE向呈断陷盆地展布，相应的岩浆侵入活动并不强烈。从中生代至新生代进入盆山发展阶段，形成现今的地质结构面貌，盆山体系展示了复合造山带发生、演化的历史记录，成岩、成矿时空分布的相应规律，为探索金的成矿地质环境提供了信息。
3）区域岩石地球化学特征
北祁连山地区曾进行过区域化探扫面和部分点上的大比例尺化探工作，积累了较丰富的资料，目前因资料未能收集齐全，也没有经过统计和综合整理，这里仅就少量的资料，粗略反映本区部分岩石地球化学场特征。根据1:20万野牛台幅和祁连幅少量岩石测量资料反映，有以下特征：
①Au元素在中寒武统地层中有明显富集趋势，其富集系数最高为2.8；②Au元素在闪长岩内富集，其富集系数为 2.0，稍次在斜长花岗岩内富集系数为1.7；③与金密切相关的元素 As、Sb在奥陶系地层和志留系地层中富集系数较高。As元素在奥陶系地层中富集系数最高为1.7，其次在志留系地层中富集系数为1.5;Sb元素在志留系地层中富集系数最高为2.1，在奥陶系地层中为1.5。
根据1:5万达郎农饲队幅和祁连县幅，岩石测量资料统计计算结果见表5-1。
表5-1　达郎农饲队幅、祁连幅岩石含金性统计结果表


金元素主要富集于中寒武统绢云母石英片岩中，其Au元素的含量平均值最高，离差大。在副变质岩和寒武系、奥陶系各类火山岩中，尽管Au平均含量不算很高，但离差较大，反映Au元素在上述地层岩石中易于局部富集。
图5-1、5-2、5-3等主要表明了白银厂－小铁山式块状硫化物矿床的含矿火山岩系若干元素组合的地球化学场特征。海相火山岩区喷气－火山成因类块状硫化物矿床主要为铜、铅、锌等铜－多金属矿床；但一般均含贵金属元素伴生矿产，且以金、银为主体。含矿火山岩系及其相应的多金属、贵金属矿床所对应的区域地质环境和地球化学场不仅是多金属矿床的成矿背景，亦是共伴生Au(Ag）矿产的成矿背景。虽在时间维上前者为早，后者从准同时延至后期改造叠加阶段，但在空间维上两者往往紧密相依，赋存于同一含矿岩系、同一构造部位、同一构造－岩性－矿化蚀变带内。原来的喷气沉积成因的块状硫化物矿化带、矿床、矿体不仅构成金（银）矿初步富集的载体，而且事实上构成了贵金属的物质来源，即矿源层。

图5-1　白银厂矿田及小外围区域岩石、含矿岩系与近矿围岩微量元素含量曲线（据邬介人等，1994）

①—区域围岩；②—基性火山岩；③—中基性火山岩；④—酸性火山岩；⑤—含矿岩系；⑥—近矿围岩
将白银厂矿田及其小外围区域岩石、含矿岩系与近矿围岩的若干金属元素按其序号排列作出了含量对比曲线（图5-1），其总体特征反映了铜、铅、锌的高丰度值，其中含矿岩系近矿围岩更为突出。虽然曲线中缺少Au、Ag等连结点，但一般与Au、Ag矿化有关的Cu、Pb、Zn组合和As、Sb、Bi、Hg指示元素异常相伴出现。无疑构成了伴共生金矿地球化学场的有利特征。

图5-2　白银厂矿田各矿床和矿化带主金属元素分布特征（据邬介人等，1994)

1—折腰山；2—火焰山；3—四个圈；4—小铁山；5—铜厂沟；6—拉牌沟
对比白银厂矿田主元素在诸矿床或矿化带的分布特征，表明诸矿床的矿化度（Cu+Pb+Zn）曲线与贵金属的Ag曲线基本一致。折腰山、小铁山矿床规模大，Ag与主元素（Cu、Pb、Zn）正相关。铜－多金属块状硫化物矿床的矿石一般认为是喷气沉积产物，矿石是“特殊”的岩石。折腰山、小铁山矿的伴生型金矿、银矿储量可达大、中型金、银矿规模。对金、银而言，其地球化学行动与铜、铅、锌元素相似而有差异；因而多金属矿床、矿化带、矿石亦是伴生型贵金属金、银矿产的矿源层、就位空间与矿化蚀变围岩；同时亦是共生型以至独立型金、银矿床的就位空间。
白银厂区域岩石、矿床主金属元素原生晕比值与折腰山、火焰山Cu-Zn型矿床、小铁山Zn-Pb-Cu型矿床主元素金属储量比三角图表明区域岩石、矿床（区）和矿床储量等三者三步变化趋势。说明火山岩系和诸矿床（区）相对集中于Zn-Pb-Cu型的分布区域内，前者较分散，后者显示集中的趋势；以折腰山、火焰山矿床和小铁山矿床而言，主元素储量比向两极分散，前者接近Cu端员点Cu(Zn）型域，后者更接近Pb-Zn型域。在白银厂矿田两类矿床Cu、Pb、Zn的集中过程中，相伴的金、银元素必然得到初步的富集，后期因素的叠加改造有可能引起金、银元素的再迁移再富集，加富老矿体，产生新矿体。
3.成矿前的控矿因素与物源的准备
从北祁连山复合造山带区域地质背景和基本成矿事实出发，以最新金矿成矿理论为指导，来总结本研究区金矿类型及其控矿因素，不难显示其各自的重要性。归纳起来有以下几点。
（1）“构造”因素在金成矿过程中占有主导地位，板块构造体制控制着北祁连山裂谷－岛弧系的发生、发展以及大洋板块的不断消减直至碰撞造山。区域大断裂一般都是超壳断裂，往往控制着岩浆的上侵通道、火山活动中心与盆地的沉积，不同板块的接合带、俯冲消减带、碰撞带都经历了热动力变形变质过程。巨大的韧性、韧脆性剪切带、强片理化构造破碎带为深源成岩成矿物质转移至地壳的浅表部提供了通道。更低级序的构造可直接为成矿提供就位空间。研究区内的黑河断裂带具有长寿性质，在早古生代控制着双峰式火山岩带的分布及洋脊型蛇绿岩带和岛弧俯冲杂岩带的分布，在晚古生代控制着石炭—二叠纪的上叠盆地沉积及盆地的发生与发展，在中、新生代还控制了黑河流域砂金、砂铂矿的分布。其两侧的次级断裂、韧性、韧脆性剪切带、片理化带、断层破碎带等强构造蚀变带的扩容作用为成矿元素迁移、矿液的富集、金矿的形成提供了良好的构造环境。

图5-3　白银厂矿田区域围岩、近矿围岩及矿床主金属对比（据邬介人等，1994)

1—区域围岩；2—基性火山岩；3—中—基性火山岩；4—酸性火山岩；5—含矿岩系；6—近矿围岩；7—折腰山，8—火焰山；9—四个圈；10—小铁山；11—铜厂沟；12—拉牌沟；13—折腰山和火焰山矿床Cu、Pb、Zn（储量）比值；14—小铁山矿床Cu、Pb、Zn（储量）比值
（2）在岩石圈的构造演化过程中不同的构造演化阶段可产生不同的岩（矿）石系列，代表着一定的物质环境，亦可称之为一定的地球化学场，构成成矿的物质基础。北祁连山海相火山岩系特别发育，基性—超基性岩体的成带分布表明下地壳上地幔物质上迁，造岩亦造矿。在中一晚寒武世、早奥陶世裂谷岛弧带细碧岩－角斑岩－石英角斑岩系的酸性端员构成火山喷气成因类铜、多金属硫化物矿床（白银厂－小铁山式）的主岩。赋矿的黄铁绢英蚀变岩带同时亦是共（伴）生金、银的富集场所；在托来山北坡蛇绿岩杂岩带以及托来山南坡扎麻什东沟脑—大坂山口晚奥陶世细碧岩－角斑岩－石英角斑岩系中可形成铜－锌型硫化物矿床（阴凹槽、红沟），亦是共（伴）生金、银富集的场所和金、银成矿物质获初步富集后经叠加、改造再富集的地球化学背景场。
上述构造因素、火山岩浆因素是主要的控矿因素，前者为主导后者为基础。其次，前寒武纪基底变质岩系与后寒武纪的中酸性岩浆侵入活动对金矿的成矿具有重要影响，如北祁连山褶皱带内的基底变质岩地体、托来山南坡与中祁连陆块分界深大断裂带两侧基底变质岩系的金源和古生代及其以后的岩浆侵入活动，为该地区增加了成矿的有利因素。中铁目勒—柯柯里与中酸性侵入岩有关的蚀变岩型金矿化带和巴拉哈图—茶汗河一带的金矿床（点）可能与之有重要关系。

根据前述区域地质构造特征，以及该区盛产的多金属、贵金属等矿产分布来看（图1-11），所有这些矿产在时空分布特征上与大地构造关系极为密切。不同的矿产资源受控于不同的大地构造格局或大地构造环境，不同的大地构造体制、格局、环境，形成不同的岩浆作用的矿产组合类型。
1.大陆裂谷体系成矿作用阶段
大陆裂谷体系以具双峰式海相火山沉积岩为特征，在此火山喷发的间歇期发生了强烈的火山喷气成矿作用，形成了研究区以清水沟—尕大坂一带铜、多金属矿床（点）为主的铁－铜－硫系列矿产（邬介人等，1998）。除此之外，还在铜、多金属矿体内或围岩中伴（共）生有金矿床（点）或金矿化，如郭米寺、尕大坂、下沟、弯阳河、下柳沟西山梁和拴羊沟等。
2.古板块构造演化成矿作用阶段
北祁连山大陆裂谷自晚寒武世逐渐向大洋裂谷演化，到早中奥陶世进入沟 弧－盆共同发展的板块构造演化阶段，大致沿黑河一带形成大洋裂谷系，生成洋中脊型蛇绿岩，其中产有岩浆作用成因的铬铁矿、铜镍矿和火山喷气－沉积成因的铁矿、铜（锌）矿、铅锌、多金属型矿床（点）等（玉石沟、阴凹槽等）。此后，在造山作用过程中，大洋中脊型蛇绿岩仰冲到托勒山北坡一带，形成与构造挤压相叠加的蛇绿岩杂岩有关的构造蚀变岩型金矿床（点），如川刺沟、红土沟、热水大坂、撒拉河等。
随着洋盆扩张，大洋板块冷却，逐渐致密，继而自SW往NE方向向华北大陆板块俯冲，由于俯冲作用诱发产生岛弧火山作用，形成与原大陆裂谷双峰式海相火山岩或含矿岩系相伴出露的早中奥陶世俯冲杂岩和岛弧火山岩系。岛弧火山活动驱动海底火山堆积物中的热卤水形成循环体系（邬介人等，1994、1996），并在岛弧火山作用所派生的酸性凝灰质沉积岩中形成块状硫化物及金的工业堆积（如二道沟、野马沟、大岔西岔、寺大隆、桦木沟、直河、银灿、浪力克等）。
由于俯冲作用引起的该火山岩带在区域上表现为韧性剪切构造十分发育，已知的原生金矿床（点）均受到韧性剪切带或构造蚀变带控制。金的化探异常也与该构造一致，呈带状分布。就目前掌握的资料来看，寒山金矿及青分岭（团结）金矿就产于该岛弧火山岩带中。结合寒山金矿的发现，在具找寻原生金矿前景的北祁连山中段（青海省境内）早古生代火山沉积岩区韧性剪切带或构造蚀变带，亦包括黑河以北已知的黄铁矿化强构造蚀变区段，获得找金工作的突破是大有希望的。

图1-11　北祁连山地区沟－弧－盆体系多金属、贵金属矿床（点）分布示意图（据夏林圻等，1998，修编）

Ⅰ—塔里木－中朝板块；Ⅱ—走廊弧后边缘海区；Ⅲ—北祁连山沟 弧－盆体系；Ⅳ—中祁连陆块。1洋盆扩张脊；2—弧后盆地扩张脊；3—裂谷岛弧或岛弧带；4—俯冲带；5—被动陆缘裂谷；6—深断裂、走滑断裂及构造分区；7—铜多金属（金）矿床（点）；8—金矿床（点）
由于俯冲作用的加强，在岛弧火山链的后方发生拉伸，形成弧后盆地，并发育弧后盆地扩张脊型蛇绿岩，这些蛇绿岩中的中基性火山岩内产有喷气火山成因的铜（金）、多金属矿床（点），如九个泉、石居里及北祁连山东段老虎山猪嘴哑巴等。
中—晚奥陶世时，由于古浪运动造成大洋盆地缩减，转化为残留洋盆；晚奥陶世时北祁连山是残留洋盆的演化时期。从早志留世开始，残留洋盆已转化为海盆，这一时期主要表现为残留海盆碎屑建造，而火山活动变得微弱。截至目前还未见有金矿方面的报道，仅在肃南一带发现了沉积型微细粒蓝辉铜矿矿床。
泥盆纪为碰撞造山带上升期，至今未见有这一时期形成的矿床。
从石炭纪开始，北祁连山造山带进入陆内造山阶段，该阶段的前期为上叠盆地期，从石炭纪延续到三叠纪，造成时空跨度都较大的滨浅海沼泽环境，为该期北祁连地区煤炭资源的成矿作用创造了条件。该阶段后为盆－山构造期，成矿作用以煤炭、石油、蒸发盐类及砂金为主。北祁连山火山岩带韧性剪切蚀变岩型金矿正是这种多阶段富集成矿作用的产物。
总之，北祁连山大地构造与古板块运动的演化历史和成矿信息告诉我们，北祁连山海相火山沉积岩地区有金成矿的良好环境和地质条件，有金来源的矿源层，具有金矿的潜资源优势。在此火山岩带内注意寻找有利于金元素活化、迁移、再富集的加里东期及其以后多阶段的地质事件叠加改造相对集中的区段（如构造破碎蚀变带、多期次的韧性、韧脆性剪切构造蚀变带、糜棱岩带、多期次岩浆侵入体相对集中区段等），坚信这一点，在以后地质研究与找矿实践中定会有新的突破。

包括中太古代迁西期（3200～2800Ma）和新太古代阜平—五台期（2800～2500Ma）所形成的变质地层（表壳岩类）和变质变形的深成侵入岩类。即原始陆核形成发展期间和陆壳发展初期阶段的已克拉通化的变质基底岩系。出露面积1600km²，绝大部分为变质变形深成侵入岩类，变质地层仅占其面积的1%，其多来自深部的幔源物质，经受了区域麻粒岩相、高角闪岩相的变质作用，它们才是真正的原始矿源岩系。

（一）太古宙变质地层、原岩建造和地球化学特征

1.中太古代迁西期变质地层——唐家庄岩群

地球尚在混沌时期（2800Ma前）在南东北西向拉张环境下，局部海盆形成了最原始的壳幔杂岩——唐家庄岩群，是一套基性、中基性，时伴中酸性火山岩、火山硅铁沉积的表壳岩类，是活动带构造环境下形成的尚在飘浮移动状态下的硅铝壳（原始陆核）；此后幔源超基性—基性岩浆侵入，使陆核迅速增生、加厚、扩大范围，由于新太古代侵入岩的切割、冲碎，造成规模很小、互不关联的残存包体出露，原始规模无从考究。

构成唐家庄岩群的岩性大致分为两类：一类是铁镁质的斜长角闪岩和麻粒岩；另一类是长英质磁铁石英岩、黑云变粒岩类，后者往往为夹层或透镜体。前类岩石化学成分平均值（表4-1）在化学图解投点均落入基性火山岩区。稀土元素总量（∑REE为43.58），轻稀土富集（∑LREE为31.83）、δEu为1.40，化学特征显示原岩为幔源基性火山岩，属大洋拉斑玄武岩系列的太平洋型钙碱性岩系。迁西运动（2800Ma）使其发生区域麻粒岩相变质。

2.新太古代阜平—五台期变质地层——胶东岩群

在新太古代阜平期活动带构造环境下，处于南北向拉张应力下的早期海槽开启，接受沉积，形成胶东岩群的中基性火山岩、火山碎屑岩——正常碎屑岩的硅铁沉积，使陆壳扩展增大，其后被深成侵入岩，特别是栖霞超单元的侵入切割，使其形成大小不同的残留包体，分散而孤立的残留于侵入体内。包体长轴与区域构造线吻合，其与寄主岩类界线为过渡和突变两种关系，界面平直，总面积不足5km²。

胶东岩群上部的郭格庄岩组为长英质岩类和含磁铁矿长英质岩类，原岩系陆源碎屑岩类；下部苗家岩组为韵律式长英质变粒岩与斜长角闪岩不均匀互层。化学成分平均值见表4-1。前者原岩为中酸性火山碎屑岩类和碎屑沉积岩，斜长角闪岩原岩为中基性火山碎屑岩。稀土元素总量较高（∑REE为187.46）、轻稀土富集型（∑LREE为157.19）、δEu为1.12～2.25，具正铕异常，为幔源大洋岛弧拉斑玄武岩钙碱性岩类。阜平运动和五台运动，使其发生了高角闪岩相变质作用及塑性流变褶皱变形。

（二）太古宙变质变形侵入岩地质和地球化学特征

太古宙深成侵入岩是从原划胶东岩群剔出者，其包括迁西期官地洼超单元和西朱崔单元，阜平—五台期的马连庄和栖霞超单元。其是陆核、陆壳发展阶段使地壳迅速增生、加厚、扩展的幔源岩浆物质组分，由超镁铁质—铁镁质的超基性—基性岩和中性—中酸性等岩类组成，并经历了麻粒岩相和高角闪岩相变质作用。

1.太古宙超基性—基性岩类特征

其包括迁西期官地洼超单元和阜平一五台期与马连庄超单元，二者岩类近似，故合并述之。该岩类零散分布于太古宙变质基底岩系内，出露少，规模小，多呈残留包体赋存于栖霞超单元TTG岩系内。野外超基性岩系一套蛇纹石化辉石橄榄岩、橄榄辉石岩或辉石蛇纹岩和阳起角闪片麻岩；基性岩类为二辉角闪麻粒岩和斜长角闪岩。岩石灰黑—黑绿—黄绿色，粒状或柱粒状变晶结构，片麻状、条带状或块状构造。在岩石化学平均值及主要参数一览表（表2-3）中反映：为太平洋型极强—强钙性岩系；超基性岩为幔源岩浆直接结晶产物，基性岩类为幔源玄武岩浆分异产物；稀土元素总量∑REE为98.65，轻稀土∑LREE为63.12，δEu为0.44～0.94，原岩为辉石橄榄岩、橄榄辉石岩、辉石角闪石岩（类科马提岩）和辉长岩类（拉斑玄武岩系列）。该岩类是活动带大洋裂谷幔源超镁铁质-铁镁质岩的岩浆侵入岩，拼贴于原始陆核之上，使其增大，并将上地幔内金质带至陆壳之内，迁西和阜平运动使其经受了麻粒岩相和高角闪岩相变质。变质热流将金弥散于初始陆壳内。

表4-1 胶东太古宙—古元古代变质地层主要岩类岩石化学成分平均值一览表

2.太古宙TTG岩系——栖霞超单元的特征

该超单元广布于桃村－陡山断裂以西的胶北地区，面积约1521km²。此乃原划胶东岩群主体岩性和所谓栖霞复背斜的所处位置，现内涵已是物存质非。该超单元是太古宙规模最大的，亦是胶东地区具重要意义的一次岩浆侵入活动。其是在胶东岩群已形成和马连庄超单元定位之后的阜平中后期开始，并延续到五台期末的一次岩浆侵入活动，其发生于由陆核发展阶段（已克拉通化）转入陆壳发展阶段的转换时期，应力场由北西—南东向转换为近东西向的拉张背景，导致大规模岩浆侵入，岩浆侵入致使处于塑性一半塑性原始陆核、陆壳组成物质被冲碎解体，分散为规模不等，形态各异的超镁铁质—铁镁质岩的残留包体。从而使古陆壳迅速增生，地壳增厚，陆壳得以扩展。

栖霞超单元由片麻状、条带状角闪黑云英云闪长岩、片麻状奥长花岗岩和片麻状花岗闪长岩构成的TTG岩系组合，呈近东西向复式杂岩体展布，宏观上反映为一系列椭圆形和不规则的由片麻状花岗岩构成的穹隆和穹状岩体，除神堂片麻岩穹隆具早期单元居边，晚期者居中的环状分布，为热氢气球膨胀式定位外，其他穹隆均系早期单元居中，晚期单元在边缘展布的底劈式穹起定位。总体趋势南宽北窄，北部为英云闪长岩，南部为奥长花岗岩。岩体内表壳岩及超镁铁值—铁镁质岩类包体颇多，接触界面为不规则的突变或过渡关系。

栖霞超单元野外为灰色片麻岩类，鳞片柱粒状、粒状、花岗等变晶结构，片麻状、条纹状构造。主要由斜长石、石英、角闪石、黑云母及少量钾长石组成。但花岗闪长岩钾长石含量则高（15%），岩石化学及参数值见表2-3；稀土元素总量∑REE为48.22～379.98，平均173.05，轻稀土∑LREE为419～355，平均114.05，δEu为0.95～2.02，大多数为轻稀土富集，铕略具亏损型；微量元素富Sr为111.5～1140,Ba为179～1148。参数值及其他特征反映为幔源玄武岩浆同熔壳源物质形成的壳幔型岩浆侵位而形成的TTG花岗岩类。其特征与花岗绿岩带相近，是绿岩带同构造岩浆期产物。

（三）太古宙变质基底金丰度和原始矿源岩系

1.太古宙变质基底内金丰度值

自“矿源层”概念问世以来，诸多从事金矿地质工作者研究分析变质基底（原胶东群）金丰度认为“胶东群”中金平均含量高出克拉克值的3～10倍，从而得出其为金矿初始矿源层的结论。

近十余年来，随基础地质的发展和测试技术的提高，真正的表壳岩类甚微，原胶东岩群被解体，绝大部分为变质变形的侵入岩类，新近获取的金丰度值结果表明（表4-2），高丰度的结论不攻自破。

表4-2 胶东主要地质单元金平均丰度值一览表

从表4-2看出广义的胶东岩群（1995年地层清理划分方案）金丰度值为1.67×10^-9，现划分的胶东岩群为1.88×10^-9。其他的地质单元亦不例外，其金丰度值均低于金在地壳中的平均含量4×10^-9（黎彤，1997），令人惊讶的是，公认与金成矿有关系的郭家岭超单元的金丰度仅0.8×10^-9。可见仅仅依靠金丰度的高低确认的“矿源层”，是不可能从如此低数量级的岩石或岩系中迁移、富集成上千至万倍的矿集区。

众所周知，金元素地球化学特性决定了金存在于地壳中的化学行为。研究表明：金在岩石中有两种赋存形式：一是亲铁、亲铜、亲钾性易活化的金；二是具惰性不易活化的金。易活化的金在地质构造事件过程中，热液作用使其从岩石中活化、焠取出来被迁移，不易活化者难以释放而残留于岩石中。现测试的正是这部分难以激活的剩余金，而不是形成原岩时的金丰度，其不能代表原始含金量。如此低丰度的岩石、岩系能迁移富集成胶东金矿集区，令人难以置信。然从物质不灭定律和有其物必有其源的角度看：原始变质基底金含量特别是易活化金含量颇丰，其被一系列岩浆侵入的热液将其活化、萃取、搬运迁移而富集成矿，故现在岩系的金丰度值低可以解释。从而不能因丰度值低否定太古宙变质基底岩系具原始矿源岩系的性质。

确定太古宙变质基底岩系是否具原始矿源岩系的性质，除金丰度因素外，还应考虑在构造体制背景下，变质岩系形成环境、原岩建造、构造岩浆活动等地质因素的基础上，从金矿与变质岩系岩石组合的空间展布、穿切、包容关系，亲疏远近程度及彼此间稳定同位素内在干系等诸多方面综合分析方能确认。

2.原始矿源岩系的确认、形成及演化

（1）原始矿源岩系的确认：从前述及的原始矿源岩系判断因素和太古宙变质基底岩系之各类岩石、岩性组合及其他特征显示：以栖霞超单元TTG岩系为主体的具花岗绿岩带性质的太古宙变质基底是胶东金矿集区的原始矿源岩系：①具有初始金质聚集的幔源大洋中基性—中酸性火山沉积—碎屑沉积硅铁建造的唐家庄和胶东二岩群及漫源超镁铁质—铁镁质侵入岩构成的太古宙古陆核和陆壳。按金多来自深部地幔（软流圈地幔）的论断，克拉通后的原始陆核最具这种表源；②幔源玄武岩浆同化熔融壳源物质的重熔型岩浆定位的栖霞超单元TTG岩系在侵位过程中，活化、萃取原始陆核、陆壳金质与自身携带的金和其成矿元素融于一体而带至地壳，弥散于英云闪长岩内，奥长花岗岩定位将含金成矿流体推向花岗质片麻岩穹隆之北富集；③其经历了迁西、阜平、五台三个构造岩浆期，构造岩浆活动强烈，在由南东北西向伸展体制转入南—北向又转换成东西伸展体制的三次构造运动背景下，变质作用达到麻粒岩相和高角闪岩相，提供了变质热液活化、运移金质；④胶东诸多金矿床与栖霞超单元TTG岩系形影不离、紧密相随的空间依附关系：如焦家、大尹格庄金矿其断层上盘均为英云闪长岩及斜长角闪岩或呈残留包体赋存于花岗岩体之内。其关系非同一般；⑤稳定同位素示踪；S、Pb、O、C等稳定同位素提供物质来源佐证：无论是金矿、变质岩，抑或是花岗岩其δ³⁴S值都在4.2‰～10.2‰区间，且集中在4‰～9‰的狭小范围，具很强相似性、继承性；铅同位素²⁰⁶Pb在24.126%～24.715%、²⁰⁷Pb在21.575%～22.162%、²⁰⁸Pb在52.840%～54.134%同位素稳定，通过C、O同位素测定，具统一来源，显示出来西深部幔源和变质基底，与金元素赋存环境一致。

（2）原始矿源岩系的形成、演化：胶东金矿原始矿源岩系的形成，大致经历如下四个阶段：

启蒙阶段：约2800Ma的迁西期，在南东北西向伸展构造体制下由幔源中基性火山岩的表壳岩和超镁铁质—铁镁质构成的原始陆核，是金元素赋存的初始物质载体，迁西运动发生了麻粒岩相变质作用，提供变质热液能源。

初期阶段2800～260Ma，阜平早中期，应力场转换为南北伸展体制，中基—中酸性火山碎屑岩的胶东岩群表壳岩石和侵入其内的幔源超镁铁质—铁镁质侵入岩相继形成，使原始陆核增生、加厚、范围扩大形成原始陆壳，其从地幔中所携带金质加入陆核之中，致使陆核内金元素浓度加大，金矿最原始的物质即源于此。

发展阶段（金活化、萃取阶段）：阜平中后期，地壳由陆核发展阶段已进入陆壳形成阶段，构造活动强烈，地温增高，幔源玄武岩浆形成，在运移过程中，交代同熔尚在塑性状态、温度尚高的呈飘移状态的原始陆核、陆壳物质，同时活化、焠取其内金质和成矿物质连同自身从地幔中携带富金成矿元素共同组成新的岩浆流体，在上涌穹起侵位时，弥散于栖霞超单元TTG岩系的英云闪长岩内。阜平运动（2600Ma）地壳首次克拉通化，形成了成熟度高的岩石圈，并发生了区域高角闪岩相变质作用。

末期定型阶段：2600～2500Ma，地壳进入陆壳发展阶段，构造体制又回到东西向伸展体制，阜平运动构造活动强烈，地温在构造和变质双重作用下，迅速提升，栖霞超单元重熔型的奥长花岗岩上涌穹起侵位，侵位过程中将弥散于半塑状态英云闪长岩的金活化、迁移、富集于已具雏形的片麻岩穹隆边部；五台运动：发生区域性的角闪岩相变质。应提及的是区域变质作用亦导致岩石或岩系中的成矿物质活化，并由高能向低能部位迁移富集（R.W.Bole），迁西运动在唐家庄一带形成的麻粒岩相，近东西向延展，南陡北缓的“热背斜”，阜平和五台运动的高角闪岩相、角闪岩相变质作用，导致从南向北由高能向低能运移，运移过程中活化、焠取TTG岩系成矿物质，至北部的温度低的扩容空间的片麻理发育的英云闪长岩中富集，与奥长花岗岩的定位运移不谋而合，为原始矿源岩系形成、富集起到推波助澜的作用。

胶东太古宙变质基底（花岗—绿岩带）从古陆核形成到增生、加厚至陆壳发展早中期，标志太古代变质基底岩系的发生、形成和演化过程，其形成是胶东金矿集中发育的建造基础，是矿源岩系得以逐步演化成矿的物质渊源。

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