巨型矿床形成与定位的构造控制:胶东金矿集区剖析

胶东被视为全球惟一一个晚于赋矿围岩几十亿年而发生巨量金聚积的矿集区, 也是中国最重要的黄金基地, 已发现金矿床 150 余处, 累计探明黄金资源储量超过 4500 t。金矿床沿区域上 NE-NNE 向断裂带及其次级断裂产出, 具有NE 呈带、 EW 呈行的分布特征, 形成招莱、蓬栖、牟乳和盆缘 4 条金矿带。控矿断裂带经历了从挤压、经剪压和剪张、到伸展的构造体制转换, 其中成矿前为挤压‒剪压构造体制, 成矿后为伸展构造体制, 而大规模金成矿作用受控于NNW-SSE 向主构造应力场引起的韧‒脆性形变, 形成于剪压‒剪张构造体制转换过程中。区域控矿断裂带具有拆离断层特征, 且在成矿期与上、下盘的构造‒建造组合具有变质核杂岩典型的 3 层组成结构, 其中受控于拆离断层脆‒韧性变形的玲珑变质核杂岩东缘金矿床的金矿化年龄略早于受控于脆性构造变形的区域大规模金成矿作用, 表明至少存在两次连续却明显不同的金成矿事件, 其形成于陆内伸展拆离向汇聚挤压构造体制转换背景。成矿前、后, 区域主构造应力场基本均一, 反映了区域均匀应变特征; 而成矿期 NE-NNE 向断裂带叠加于再活化的近 EW 向基底构造之上, 触发区域控矿的NNE 向断裂带往 NE 方向偏转了约 20°~30°, 引起构造主应力偏离区域等效应力 10°~20°, 导致局部非均匀应变和围岩渗透率的增大, 从而有利于巨型金矿床(区)的形成与就位。压剪构造体制下断层产状相对平缓的部位呈拉张状态, 导致断裂带下盘形成厚且宽的含赤铁矿钾化蚀变带, 其化学和流变学特征有利于随后金成矿作用的发生, 是破碎带蚀变岩型金矿床 NE 向控矿断层倾角相对较缓的可能原因; 而由断块旋转变形导致的近平行 S-N 向高角度断裂带间先存构造薄弱带的再活化和液压致裂作用是导致石英脉型金矿床形成与就位的可能机制。

关键词: 构造体制转换; 基底构造复活; 拆离断层; 变质核杂岩; 胶东金矿床

高科技工业发展亟需的金属往往无法被替代,其中多种金属仅被发现于少数国家的特定矿床中。对矿产资源需求的持续激增, 迫使人们不得不勘探与开发更低品位、更深和海底的隐伏矿床作为接替资源,巨型矿床(区)是主要勘查目标。然而隐伏矿床的探寻仍然是当今矿产勘查的主要难题之一, 目前尚不清楚是什么控制了巨型矿床(区)的形成与定位, 而这个问题的核心是它们具有独特的成因机理, 还是仅代表最高效的成矿作用和(或)最佳成矿过程耦合的末端产物(Richards, 2013)？这在一定程度上导致金属矿床的发现率持续下降、找矿成本却急剧上升, 黄金勘探也不例外。尽管如此, 仍有大量金矿床未被发现, 隐伏金矿床的探寻始终是令人关注的重大课题。《 Nature Geoscience》集中发文对巨型金铜矿床和矿集区的形成与定位机理展开探讨, 引领了当今地球科学重大国际研究前沿 (http:// www.nature. com/ngeo / focus / metal-resources /index. html)。

中国是黄金生产与消费大国, 2007 年黄金产量为 270.491 t、消费量为 327.60 t, 到 2017 年产金426.142 t(连续 11 年世界第一)、消费量则高达1089.07 t(连 续 5 年 世 界 第 一 )。胶东是我国最重要的黄金生产基地, 已探明黄金资源储量超过 4500 t, 黄金年产量约占全国的1/4、连续 42 年居全国之首, 它也被视为全球惟一一个晚于赋矿围岩几十亿年而发生巨 量 黄 金 工 业 聚 积 的 地 区。该区是一个主要由前寒武纪基底岩石和超高压变质岩块组成、中生代构造‒岩浆作用发育的内生热液金矿集区, 约 130~110 Ma 的金成矿事件比区域变质作用晚约 2 Ga; 其成矿背景、产出环境及成矿作用在全球金矿床中独具特色, 显著区别于世界范围已知典型金矿床, 也不同于区域同时代其他类型矿床(如中国大陆斑岩型矿床、中国东部矽卡岩型金矿床和浅成低温热液型金矿床)。

长期以来, 对胶东金矿集区进行了大量地质、地球物理和地球化学研究与探查工作, 取得了丰硕成果, 积累了大量有价值的数据资料, 为进一步深入研究奠定了坚实基础; 尤其是近年来,随着对其矿床成因研究的逐步深入、以及系列深部找矿钻探工程不断取得突破,使胶东金矿床被视为引领深部勘查突破的理想对象。然而, 对其构造控矿机理和规律的研究还相对缺乏, 逼近客观实际的成矿规律和成矿模式尚未被揭示, 亟需深入研究。 因此, 为了深化对胶东金矿成矿作用的科学理解, 本文在大量相关研究基础上,系统剖析了其区域构造格架与金矿床时空分布特征,厘定了控矿构造特征与样式, 探讨了其构造控矿机理与地球动力学背景, 以期为揭示其成矿规律并指导发现新的金矿资源提供理论依据。

胶东地区横跨华北克拉通东南缘与苏鲁超高压变质带, 是一个主要由前寒武纪基底岩石和超高压变质岩块组成、中生代构造‒岩浆作用发育的内生热液金矿集区。该区南临全球规模最大的高压‒超高压变质带, 北靠我国大陆岩石圈现今最薄区域, 东邻太平洋板块俯冲带, 西被郯庐断裂带所限; 经历了古元古代、三叠纪和晚中生代以来三次造山事件,金成矿作用滞后于区域变质作用峰期约 2 Ga, 与燕山期克拉通再活化、岩石圈减薄及金属再富集的高峰近同时, 形成于早白垩世(约 130~110 Ma)伸展拆离向汇聚挤压转换构造体制下。以五莲‒烟台断裂带为界, 胶东地区可进一步分为东、 西两部分: 东部即苏鲁地体北段, 属秦岭‒大别‒苏鲁造山带的一部分; 西部即胶北地体,包括北侧的胶北隆起和南侧的胶莱盆地(图 1)。

区域构造主要包括 EW、 NE-NNE 和 NW-NNW向构造系统。其中 EW 向构造主要表现为古老基底褶皱及与之伴生的断裂构造共同组成的褶断带, 它们是在前中生代 EW 向基底褶皱带基础上发展起来长期活动的构造带。它们并非以简单、连续、稳定的构造形式表现出来, 而是以 EW 向花岗岩带、断陷盆地和断裂带等断续体现, 主要包括 37°50′N 左右的蓬莱‒龙口、 37°20′N 左右的栖霞、 36°50′N 左右的平度‒石岛 3 条 EW 向区域构造带, 这些构造带从北向南呈间距约 60 km 似等间距近平行展布(图 1)。其形成与早中生代华北板块与扬子板块之间陆陆碰撞造成的南北向挤压作用有关, 与大别‒苏鲁超高压变质岩同时形成。

NE-NNE 向断裂是主控矿构造, 被认为是郯庐断裂带的次级断裂(图 1), 它们联合组成了区域岩浆/熔体和含金流体的主要输运通道。郯庐断裂带被认为是晚侏罗世发育于中国东部的左行走滑断层, 因深达岩石圈地幔而成为壳/幔物质和能量交换的重要场所, 早白垩世演化为右行剪切断 层 , 并 控 制 胶 莱 拉 分 盆 地 的 形 成。 NE-NNE 向断裂以约 35 km 的间隔彼此平行均匀分布于胶东半岛, 自西向东分别为三山岛、焦家、招平、栖霞、牟平‒即墨和牟乳断裂带(图 1), 胶东几乎所有探明的金储量都与这些断裂带有关。 构造解析与年代学综合研究表明,这些断裂带均具有长期演化、多期次活动的特征,中生代构造变形过程一般包括左行逆冲→右行张剪→右行正断→左行压剪 4 个阶段, 例如牟平‒即墨断裂带晚侏罗世经历左行走滑挤压转换、早白垩世金成矿时遭受拉张或拉伸转换、晚白垩世和古近纪为右行走滑拉伸转换。

NW 向断裂主要分布于胶西北地区, 总体展布方向为 300°~330°, 倾向 NE 或 SW, 倾角 60°~80°,延伸长几到几十千米, 宽几到几百米, 沿断裂走向及倾向有明显的波状起伏变化。根据断裂带内部结构和主、支断裂的组合关系, 认为属左行压剪性质,切割含矿蚀变带, 形成于主期金成矿作用之后的挤压事件。NWW 向大尹格庄断裂错断 NE-NNE 向招平断裂带, 导致不同性质流体沿断裂带交汇处混合而发生银多金属叠加成矿作用, 是一个明显的 NW 向断裂控矿的例子。

胶东金矿集区已发现金矿床 150 余处, 累计探明黄金资源储量超过 4500 t, 它们沿区域 NE-NNE向断裂带及其次级断裂产出, 具有 NE 呈带、 EW 呈行的分布特征(杨立强等, 2014b)。根据金矿床(点)的空间分布特点, 可分为招远‒莱州(招莱)、蓬莱‒栖霞(蓬栖)、牟平‒乳山(牟乳)和胶莱盆地南北缘(盆缘)4条金矿带, 它们赋存了胶东绝大部分金矿床, 其间多是以侏罗纪‒白垩纪火山‒沉积盆地相隔, 前两者位于胶北隆起中, 牟乳带位于苏鲁地体之内。此外,文登‒威海金矿带是近年来在胶东半岛东端新发现的金矿带, 其内金矿床往往赋存于米山主断裂旁侧与之平行的次级断裂带内, 矿床规模一般较小(图 1)。

2.1 招莱金矿带

该矿带西起三山岛、东至玲珑大磨曲家, 南自招远夏甸、北抵黄县县城, 东西长约 60 km, 南北宽约 45 km(约为 119°48′E~120°30'E、37°05'N~37°35'N),面积约 3000 km2。带内金矿床严格受区域 NE-NNE向断裂带控制, 这些断裂带主要发育于胶东群变质岩与中生代花岗岩接触界面、局部穿切中生代花岗岩, 自西向东发育三山岛、焦家和招平 3 条近平行、等间距(约 15 km)的主干含金断裂带(图 2)以及焦家断裂旁侧派生的侯西、河西、望儿山、灵山沟‒双目顶和破头青断裂旁侧派生的玲珑 5 条次级含金断裂带, 构成三山岛、焦家和招平 3 条世界级金矿带。目前已发现金矿床(点)200 余处, 占胶东已探明资源储量的 85%以上(Qiu et al., 2002); 大型‒超大型金矿床集中产出, 形成焦家、玲珑、三山岛、大尹格庄‒夏甸(大夏)、旧店、灵山沟‒北截(灵北)和鞍石等金矿田(图2); 而三山岛‒玲珑近 EW向成矿廊带虽然长仅50 余千米、宽仅十几千米, 却聚集了近 100 个金矿床, 已探明金资源储量约 3500 t(相当于胶东已探明金资源储量 75%)。

2.2 蓬栖金矿带

该带位于招莱金矿带东约 50 km, 其边界控矿断裂为 NNE 向的五十里堡断裂和肖古家断裂; 前者南起栖霞境内, 北入渤海, 全长约 70 km, 走向 NNE 20°~30°, 在平面上略呈波状, 倾向 SE, 倾角 70°~ 80°。后者分布于研究区东部, 断裂活动性质和产状与前者大致相似, 只是规模更大, 产状较缓, 破碎带约 100 m, 断裂倾角为 60°~70°。该矿带开发较晚,其发现始于 1970 年代末期以来栖霞(原马家窑)金矿的勘探和开发, 之后又发现了百里店、鸡冠山、玉皇顶、十里堡、初家幢等小型金矿床(点); 直至近年来, 才在蓬莱地区发现系列远景较大的金矿床, 如后大雪、大柳行、黑岚沟、烟台、山城(后夼)等金矿床。由于藏格庄盆地的间隔, 该带可分为南部的栖霞和北部的蓬莱(大柳行)2 个金矿田(图 1)。

2.3 牟乳金矿带

该带为胶东第二大金矿带, 位于蓬栖金矿带东约 45 km; 矿带南北长达 85 km, 东西宽约 30 km,总面积约 2000 km²。带内已发现和探明金矿床(点)100 余处, 其中大型金矿床 3 处, 中‒小型金矿床40 余处。控矿断裂带走向约 NNE15°, 近平行、等间距排列, 呈左行右阶式分布, 间距为 5 km 左右, 由西向东分别为青虎山‒唐家沟、石沟‒巫山、将军石‒曲河庄及马家庄‒葛口含金断裂带, 这些断裂主要发育在昆嵛山杂岩体中, 主体呈剪张性, 旁侧与其平行的次级张性断裂中也往往有大型金矿床的产出;主要形成金牛山(邓格庄‒金青顶)和莱山‒王格庄 2个金矿田(图 1)。

近年来, 在胶南群 BIF 建造与中生代花岗岩的接触带附近发现部分铜金矿床, 在三佛山斑状二长花岗岩中发现金多金属矿床, 其定位受花岗岩侵位过程中形成的弧形和放射状构造控制, 其中放射状断裂控制着矿体分布, 弧形断裂控制着矿体侧伏。

2.4 盆缘金矿带

胶莱盆地位于胶东半岛中部, 是中生代晚期形成的断陷盆地。该盆地边缘金矿带的勘查与研究始于 20 世纪 90 年代, 在盆地东北盆缘断裂带中和盆内莱阳群砾岩中发现了蓬家夼、发云夼、土堆、辽上、西涝口等大‒中型层间滑动角砾岩‒蚀变岩型金矿床。近年来, 盆地东南缘地带的五莲、日照、胶南、莒南坪上等地区也先后发现了五莲七宝山含金、铜多金属次火山岩型金矿、坪上含金铁矿, 以及莒南、沂水地区受破碎带控制的小型金矿, 最近在莒县风台沟和杜村等地的白垩纪地层中也发现了金矿化; 总体形成大庄子(‒吉格庄)、蓬家夼 2 个金矿田(图 1)。

3.1 变形特征

区内控矿构造以 NE-NNE 向断裂带为主, 其内发育糜棱岩和碎裂岩系列的变形构造岩, 并叠加在一起形成复构造岩, 既反映了早期深中层次固态流变特征的滑劈理和折劈理, 又展现出晚期浅层次脆性变形的构造片理和节理密集带。糜棱岩系列主要发育在断裂带附近的碎裂花岗岩中, 其延续性较差,保存不完整; 碎裂岩系列分布在断裂面的上下盘,且下盘更发育, 呈带状分布, 由断层泥、碎粉岩、碎粒岩、碎裂岩和碎裂花岗岩组成。构造岩普遍发育钾(红)化、(黄铁)绢英岩化、硅化和碳酸盐化蚀变, 形成具有明显分带性的构造蚀变岩, 且与金矿化关系密切, 其中(黄铁)绢英岩化和钾(红)化发育地段常常是金矿化富集地段。

中晚侏罗世‒早白垩世早期(如同构造绿泥石K-Ar 年龄 149.2 Ma 和 136.8±8.35 Ma; 邓军等, 1996),区域遭受 NW 向挤压构造变形, 以 NNE 向逆断层和NW-NWW 向横张断层或走滑断层为特征, 如 NENNE 向三山岛、焦家和招平断裂兼有左行滑动特征。焦家断裂带糜棱岩中石英 c 轴组构中平行于 X 轴的带状点极密为柱面滑移, 代表 600~ 700 ℃高温的挤压变形环境。 早白垩世中晚期(如焦家断裂 123.53±1.74 Ma 白云母K-Ar 年龄和 128.2±1.36 Ma、127.7±1.34 Ma 玲珑拆离断层白云母 ⁴⁰Ar/³⁹Ar 坪年龄, 区域遭受 NNE-NE 向挤压构造变形。早阶段 NNE-NE 向断裂带内糜棱岩中长英质矿物变形指示韧性剪切变形环境为绿片岩相变质条件; 焦家断裂带糜棱岩石英 c 轴组构中平行于 Y轴的简单点极密为柱面滑移, 反映了挤压构造环境 , 并 发生了 右行 剪切活 动 , 变形温 度为 400~ 500 ℃, 压力为(3.5~4.5)´10⁸Pa。晚阶段 NNE-NE 向断裂带内碎裂岩石英 c 轴组构中平行于 Z 轴的简单点极密为底面滑移, 反映了张性构造环境, 脆性变形阶段温度主要为 200~300 ℃, 压力为(0.6~1.6)´10⁸Pa。

3.2 构造样式

胶东金矿床群聚于 NNE 向玲珑和鹊山变质核杂岩周边, 沿着拆离断层带分布(图 1~3)。 这些 NNE向变质核杂岩在成矿期具有典型的 3 层组成结构,其中拆离断层分隔了代表下部单元的高级变质花岗杂岩体和上部单元的前寒武纪变质岩。上盘的前寒武纪岩石主要包括新元古代 TTG(英云闪长岩‒奥长花岗岩‒花岗闪长岩)片麻岩、角闪岩、混合岩(胶东群)和新元古代变质基底, 其内发育系列 NE-NNE 向高角度正断层, 使得变质核杂岩被肢解和改造。下盘花岗杂岩体主要由经历明显韧性变形的片麻状黑云母和白云母花岗岩组成, 尤其是下盘靠近拆离断层附近遭受强烈的糜棱岩化。拆离断层经历了长期演化和多期次变形活动, 由上盘和下盘中的断层角砾岩、断层泥、碎裂岩和糜棱岩组成; 拆离断层中发育的断层角砾岩和断层泥厚度变化从 1 厘米到几厘米不等。紧贴断裂带下盘, 强烈的热液蚀变和晚期脆性变形叠加破坏了早期韧性变形组构, 韧性变形温度估计为 600~700 ℃。拆离断层带的岩石组成、几何学、运动学、宏观和显微构造以及石英 EBSD 组构分析, 显示其经历了从角闪岩相‒绿片岩相‒地壳表层次的变形变质过程, 同时也反映在 NWW-SEE(285°~105°)向伸展作用下, 下盘岩石经历了从深部向浅部递进剥露的过程。主拆离断层带典型剖面内构造岩中石英进行有限应变测量和运动学涡度计算结果显示,主拆离断层带由深到浅剥露过程中, 整体上剪切类型由纯剪为主转换为单剪为主, 同时应变量逐渐增大。因剥蚀, 盖层和主拆离断层已被破坏, 胶东地区变质核杂岩结构现今已不复存在,但在成矿期其存在并控制了金矿化。

地震剖面解释结果显示, 胶莱盆地深部发育两个低角度拆离系统, 其中一个位于莱阳凹陷深层(对应于浅表的鹊山变质核杂岩)。 由一系列向北倾的铲形断层组成, 北倾的胶县断裂和五龙河断裂构成了这个拆离系统的南部地表边界。该深部拆离系统控制了莱阳凹陷不对称的伸展构造样式。深部拆离带显示西浅东深的特点, 凹陷南缘五龙村断层和西缘茂支场断层构成了该凹陷深部拆离系统的西南边界; 拆离面向东终止在 NNE 向东陡山断裂带西侧。

综合高精度重力和电磁法剖面测量结果, 揭示出拆离断层在剖面上产状显示为陡缓交替的变化特点, 金矿体主要赋存于断裂产状陡‒缓转折变化部位, 造成了金矿分段富集产出特征。浅部金矿床(体)和深部金矿床(体)沿同一断裂构造倾斜方向分布, 构成浅部第一矿化富集带和深部第二矿化富集带, 在两个矿化富集带之间的断裂陡倾段出现无矿间隔, 而浅部金矿体之下还有第二、第三富集带; 矿床中矿体成群产出, 形成多个矿体群, 受多层矿化蚀变带控制。随后实施的深部钻探工程验证了上述地球物理综合探测成果。

4.1 构造控矿机理

由于胶东金矿床赋存在数亿年前形成的岩石中,晚中生代构造演化和变形序次非常复杂; 尤其是强烈热液蚀变和后期脆性变形叠加于控矿断裂带之上, 早期韧性变形的组构往往被破坏, 仅残留部分挤压片理或糜棱岩角砾, 从而导致构造运动学和动力学难以恢复。长期以来, 通过矿床或矿田尺度的构造观测和力学分析, 对这些断裂带在金成矿时的运动学和力学性质提出了多种认识, 主要包括: ①NW-SE向挤压作用; ②NW-SE 向伸展作用; ③NE-SW 向走滑作用; ④NW-SE 向挤压向 NE-SW 向挤压转换; ⑤正滑和走滑两种相互独立的构造复合叠加; ⑥NW-SE向伸展构造体制转换为 NW-SE 向挤压构造体制。 然而, 由于缺乏对整个断裂带尺度的构造解析及其成矿动力学的深入探讨，尤其是深部结构与变形样式的地球物理约束更是鲜见, 上述控矿构造体制的不确定性在一定程度上导致了对金矿床成矿规律和深部找矿方向的不同理解, 甚至引起对金矿床分类的认识分歧。

我们最近的系统研究揭示 NE-NNE 向控矿断裂带实际上经历了从挤压、经剪压和剪张、到伸展的构造体制转换(Deng et al., 2008, 2018); 其中成矿前为挤压‒剪压构造体制(图 4a), 成矿后为伸展构造体制(图 4c), 且这两个阶段的区域主构造应力场基本均一, 表明区域形变的均一性; 而大规模金成矿作用受控于NNW-SSE 向主构造应力场引起的韧‒脆性形变, 形成于剪压‒剪张构造体制转换过程中, 且这一阶段的区域主构造应力场在 EW 向成矿廊带附近向 NEE 方向发生了约 20°的偏转(图 4b), 这种局部主构造应力场的偏转表明区域控矿的 NNE 向断裂带向 NE 方向偏转了约20°~30°。这种偏转是由于沿该带的成矿前基底断裂和褶皱的再活化, 导致系列 NE-NNE 向控矿断裂带与其交汇形成构造节点, 产生局部非均匀应变, 增加了岩石的渗透率, 从而有利于成矿流体的汇聚和金的群聚富集。 该认识得到了深部地球物理探测成果的支撑。 这一现象在玲珑金矿田台上金矿床表现十分明显: 成矿前EW 向基底断裂被 NE-NEE 向破头青断裂(玲珑断裂北段)及其次级断裂左行错动, 在断裂交汇处形成的构造节点控制了高品位金矿体(图 5)。

破碎带蚀变岩型金矿床控矿断层的倾角相对较缓, 而倾角较陡的断裂带往往不发育该类型金矿化,这是由于压剪构造体制下断层产状相对平缓的部位呈拉张状态, 导致断裂带下盘形成厚且宽的含赤铁矿钾化蚀变带, 其化学和流变学特征有利于随后金成矿作用的发生。

而近 SN 向的牟乳和蓬栖金矿带尚未发现与上述类似的构造节点, 大型石英脉型金矿床往往产出于古元古代变质岩和中生代花岗岩接触带及两期花岗岩体的接触带之上或附近, 它们之所以能够形成石英脉型金矿床的集聚, 可能与由断块旋转和扭变形导致的近平行断裂带间先存构造薄弱带的再活化和液压致裂作用有关。

此外, 玲珑变质核杂岩东缘金矿床受控于拆离断层脆‒韧性变形的金矿化绢云母 ⁴⁰Ar/³⁹Ar 和锆石裂变径迹年龄约为 130~126 Ma,明显早于受控于脆性构造变形的约 120 Ma 的区域大规模金成矿作用,意味着胶东地区中生代至少存在两次连续却明显不同的金成矿事件, 它们形成于陆内伸展拆离向汇聚挤压构造体制转换背景、断裂带韧‒脆性递进构造变形过程中。

4.2 地球动力学背景

郯庐断裂沿胶东半岛西缘延伸, 晚侏罗世表现为左行走滑, 这可能反映了太平洋板块斜俯冲到欧亚大陆, 导致沿大陆边缘形成反转构造变形体制。其中, 早白垩世胶东地区的构造变形以胶莱盆地下白垩统莱阳群和古元古界荆山群之间的角度不整合为标志, 发生在 130~150 Ma。期间至少发生了两幕主要的挤压变形事件: 早幕以 NW-SE 向挤压逆冲和左旋走滑共同作用为主要特征; 晚幕以晚侏罗世侵入体内 NNE 向近水平韧性剪切带和褶皱变形为特征。 150~146 Ma 和 141~ 130 Ma 之间两次短暂的岩浆活动间隙, 可能是对该构造体制转换作用的响应。之后, 区域经历了两个不同阶段的早白垩世伸展作用(图 6): ①约 130~120 Ma,区域 NW-SE 向伸展。以 NNE 走向的左行走滑或横张断裂、变质核杂岩形成和裂解作用为特征, 前者控制了双峰式郭家岭型岩浆活动(包括系列密集的NNE 向中酸性岩脉)的产出、后者对白垩纪的胶莱拉分盆地和区域金矿起直接控制作用。早期 130~120 Ma,整个东亚地区 NW-SE 向伸展变形, 而陡倾直角俯冲带引起的中地壳减薄和俯冲板块回转被认为与这次伸展事件有关。伸展变形导致广泛的地壳熔融和抬升、产生高角度正断层, 然后去顶变质核杂岩演化为低角度正断层。沿拆离断层的脆性变形和相关热液成矿作用可能仅仅与部分去顶拆离到更脆性的地壳浅部有关。之后, 可能与太平洋板块结构重大转变有关, 引起了胶东地区的拆离断层再活动。②约 120~100 Ma, 区域近W-E 向伸展。以苏鲁地体崂山 A 型花岗岩、胶莱盆地青山期强烈的火山喷发和玄武岩脉发育为特征,造山作用最终结束。该阶段, 对应于华北克拉通破坏、中国东部岩石圈大规模减薄和大陆裂谷作用的高峰及晚期金矿成矿作用, 其地球动力学背景可能与古太平洋 Izanagi板块向西俯冲板片的断离作用密切相关。

我们最新的资料证实玲珑变质核杂岩东缘金矿床的成矿时代明显早于胶东其他地区的金矿床(Yang et al., 2014, 2016d), 这意味着胶东中生代至少存在两次连续却明显不同的金成矿事件, 它们均形成于陆内伸展拆离向汇聚挤压转换构造体制(Yang et al., 2014)。 Mercier et al. (2007)指出约 127 Ma 的主伸展方向改变也可能引起沿 NE-NEE 向断裂的左行走滑运动, 是造成胶北隆起边缘郭家岭岩体侵位和流体成矿事件的主要原因之一(图 6)。

胶东金矿床沿区域 NE-NNE 向断裂带及其次级断裂产出, 这些控矿断裂经历了从挤压、经剪压和剪张、到伸展的构造体制转换过程, 其中成矿前为挤压‒剪压构造体制, 成矿后为伸展构造体制。这两个阶段的区域主构造应力场基本均一, 反映了区域形变的均一性特征 。大规模金成矿作用受控于NNW-SSE 向主构造应力场引起的韧‒脆性形变, 形成于剪压‒剪张构造体制转换过程中(区域控矿断裂带具有拆离断层特征, 且其在成矿期与上、下盘的构造‒建造组合具有变质核杂岩典型的 3 层组成结构, 其中玲珑变质核杂岩东缘金矿床受控于拆离断层脆‒韧性变形的金矿化年龄(约 130~126 Ma), 略早于受控于脆性构造变形约 120±5 Ma 的区域大规模金成矿作用)。此时的区域主构造应力场在 EW 向成矿廊带附近向 NEE 方向发生了约 20°的偏转, 这种局部主构造应力场的偏转表明区域控矿的 NNE 向断裂带向 NE 方向偏转了约 20°~30°。这种偏转是由于沿该带的成矿前基底断裂和褶皱的再活化, 导致系列 NE-NNE向控矿断裂带与其交汇形成构造节点,产生局部非均匀应变, 增加了其岩石的渗透率, 从而有利于成矿流体的汇聚和金的群聚富集。

破碎带蚀变岩型金矿床控矿断层的倾角相对较缓, 这是由于压剪构造体制下断层产状相对平缓的部位呈拉张状态, 导致断裂带下盘形成厚且宽的含赤铁矿钾化蚀变带, 其化学和流变学特征有利于随后金成矿作用的发生。而近 S-N 向的金矿带之所以能够形成石英脉型金矿床的集聚可能与由断块旋转和扭变形导致的近平行断裂带间先存构造薄弱带的再活化和液压致裂作用有关。