胶东地区是世界上最大的赋存在花岗岩中的金矿矿集区。伴随着短时间、大规模、高强度的金属堆积，花岗质围岩发生了多期复杂的蚀变作用，而这些蚀变岩记录了成矿流体的来源及演化的印迹。胶东三山岛金矿储量丰富（>200吨Au），是一座具有代表性的“蚀变岩型”金矿。近年在此矿区施工了一系列钻孔，其中包括“中国岩金勘查第一深钻”（~4000m），这些钻孔完整地显示了矿体及蚀变带的面貌。

图1 三山岛金矿56-4钻孔揭露的蚀变及矿化分带示意图

地质地球所固体矿产资源研究室硕士生李晓春（已毕业）在导师范宏瑞研究员的指导下，通过详细的岩相学观察，揭示出伴随着三山岛金矿的形成，发生了强烈的水/岩相互作用，从早到晚依次为：钾长石化、绢英岩化、硅化、黄铁绢英岩化、碳酸盐化（图1）。金的沉淀和黄铁绢英岩化密切相关。在水/岩相互作用过程中，多种主量元素被带入带出；多数大离子亲石元素（LILEs）及轻稀土元素（LREEs）也表现出了较强的活动性；值得注意的是传统上认为活动性差的重稀土元素（HREEs）及高场强元素（HFSEs）也可能被强烈地带入带出。蚀变矿物的Sr-Nd同位素暗示成矿流体以壳源流体为主（如中酸性岩浆的岩浆期后热液、大气降水等），但有部分幔源流体的贡献。蚀变矿物或者直接从成矿流体中沉淀，或者通过水/岩相互作用形成，所以可通过其推断成矿流体的物理化学性质。他们利用SUPCRT92软件进行热力学计算，结果显示成矿流体具有中低温（300-400℃）、低盐度（≤8.4 wt.% NaCl equiv.）、弱酸性（pH: 3~5)、相对还原(log f_O2 ~ –28)的特征。在此流体中，金很可能以Au(HS)^₂–络合物的形式进行搬运。不同阶段蚀变矿物的组合及流体包裹体特征揭示，随着蚀变作用的进行，流体的log (a_K^+/a_H⁺)及f_O2逐渐下降；流体f_O2下降可能是造成金沉淀的原因之一。

胶东金矿和世界上典型的造山带型金矿的围岩蚀变特征及流体的物理化学条件非常相似，但是其形成于早白垩世华北克拉通东部拉张的构造背景下，所以并不属于典型的造山带型金矿。该研究表明，尽管胶东金矿不是典型的造山带型金矿，但是其形成伴随着岩石圈减薄以及广泛强烈的壳幔相互作用，在这个过程中强大的热流驱动流体活动，流体携带相应岩石中的S及Au并在合适的位置沉淀成矿。因此，胶东金矿形成的本质和典型的造山带型金矿是相似的。

该研究成果近期发表在国际矿床学专业期刊Ore Geology Reviews（Li et al. Hydrothermal alteration associated with Mesozoic granite-hosted gold mineralization at the Sanshandao deposit, Jiaodong Gold Province, China. Ore Geology Reviews, 2013, 53: 403-421）。