胶东半岛位于华北克拉通的东部,因其产出了一些世界级的金矿床而闻名。上庄金矿是其中典型的受构造控制的蚀变岩型金矿,金矿化以强烈的热液蚀变分带和穿插其中的矿化细网脉为特征。锆石U-Pb同位素定年显示其围岩郭家岭花岗闪长岩侵位时间为130 ± 1 Ma。矿物组合和岩相学分析显示上庄金矿的某些特征与典型蚀变岩型金矿有所区别,其中最主要的是金-多金属硫化物阶段辉钼矿的出现(图1A,B)和成矿早期发育含子晶流体包裹体(图1G),这些发现有助于更全面地理解胶东金矿床的成因。
上庄金矿金-多金属硫化物阶段产出的辉钼矿Re-Os同位素得到的成矿时代为126±2Ma (MSWD=1.3)(图2)。流体包裹体研究表明成矿早期流体经历了不混溶和不均匀捕获,而在成矿期发生了流体混合,来自不同阶段的石英的H-O同位素同样证实了该结论,其结果显示成矿流体来源于岩浆热液,在成矿期与大气水发生了混合。SIMS原位硫同位素揭示了不同成矿期的两类黄铁矿具有明显不同的δ34S值(图3),早期黄铁矿Py I高的δ34S值(+10.2~+11.3‰)可能与受交代的地幔去气过程有关,而主成矿期相对低的δ34S值(+4.1~+6.8‰)是由于成矿流体与大气水发生混合导致fO2升高而引起的。
综合的时间、空间和构造关系证据表明大规模金成矿与华北克拉通破坏之间具有明显的成因关系。胶东金成矿(126~117 Ma)可能起始于华北克拉通东部破坏的峰期(~125 Ma)。显生宙以来克拉通边界的造山运动对华北克拉通东部大规模金成矿同样起到了重要的作用。结合地质特征、成矿时代、成矿流体和硫的来源、构造背景,上庄金矿成因类型更倾向于克拉通破坏型金矿。而华北克拉通东部早白垩世大规模金成矿事件的地球动力学背景包括西太平洋的俯冲,软流圈上涌以及克拉通边界的多次俯冲-碰撞过程。
图1. 辉钼矿脉与蚀变岩钾化(A)和绢英岩(B)的穿切关系图