胶西北滕家金矿基性脉岩锆石U-Pb年代学、地球化学及其地质意义

Zircon U-Pb Geochronology， Geochemistry of Gold-bearing Dike from the Tengjia Gold Deposit in the Northwest Jiaodong and Its Geological Significance

摘要

招远滕家金矿是近年来招平成矿带发现的特大型蚀变岩型金矿，金矿体主要赋存在晚侏罗世玲珑花岗岩中的破碎带内。矿区大量发育有基性脉岩，本次在基性脉岩中发现金矿体（金品位为1.50×10^-6），为探究含金与不含金两类基性脉岩的岩石成因、形成年代及其与成矿的关系，开展了岩石地球化学、锆石U-Pb年代学和Lu-Hf同位素等研究工作。分析结果显示，脉岩具有富集大离子亲石元素（LILE）和轻稀土元素（LREE），且亏损高场强元素（HFSE）和重稀土元素（HREE）的特征，ε_Hf（t）为负值，推测脉岩岩浆以富集岩石圈地幔为主，混入了古老下地壳物质，与太平洋板块向华北板块俯冲有关。含金脉岩的Ce-U-Ti氧逸度计ΔFMQ平均值为0.89，不含矿脉岩ΔFMQ平均值为-0.96，认为高氧逸度熔体更具有成矿的潜力。脉岩中存在多时期的继承锆石，U-Pb年龄显示脉岩侵位过程中，穿越的地壳经历了华北克拉通在新太古代、中元古代、新元古代经历的地质事件以及苏鲁造山带在三叠纪时期经历的地质事件。成矿期后脉岩最年轻的锆石年龄可以代表脉岩的结晶年龄，认为滕家金矿成矿作用最晚发生在（117.5±1.6）Ma。含金脉岩锆石U-Pb年龄为（154.4±1.3）Ma，证明胶东存在一期162~151 Ma的金成矿事件。

Abstract

The Tengjia gold deposit, a recently identified super-large alteration-type gold deposit, is located within the Zhaoping metallogenic belt. The gold orebodies are predominantly situated within fracture zones of the Late Jurassic Linglong granite. The mining area is characterized by the extensive presence of mafic dikes. This study is the first to report the discovery of gold orebodies within these mafic dikes, with a gold grade of 1.50×10^-6. To elucidate the genetic relationships among petrogenesis, formation ages, and mineralization processes, a comprehensive investigation was conducted, incorporating petrogeochemical analysis, zircon U-Pb geochronology, and Lu-Hf isotopic analyses were conducted on both gold-bearing and barren mafic dike varieties. The analytical findings indicate that the dikes are characterized by enrichment in large-ion lithophile elements （LILE） and light rare earth elements （LREE）, along with depletion in high-field-strength elements （HFSE） and heavy rare earth elements （HREE）. Combined with negative εHf（t） values, these characteristics suggest that the magmas were primarily derived from an enriched lithospheric mantle source with contributions from ancient lower crustal materials, likely related to the subduction of the Pacific Plate beneath the North China Craton. Gold-bearing dikes exhibit an average Ce-U-Ti oxygen fugacity proxy （ΔFMQ） of +0.89, whereas barren dikes display a lower average ΔFMQ of -0.96. This observation implies that melts with elevated oxygen fugacity are characterized by enhanced metallogenic potential. The dikes contain zircons with evidence of multiple stages of inheritance. U-Pb dating reveals that the emplacement history of the dikes encapsulates geological events experienced by the North China Craton during the Neoarchean, Mesoproterozoic, and Neoproterozoic eras, as well as events associated with the Sulu orogenic belt in the Triassic period. The youngest zircon age from post-mineralization dikes is indicative of their crystallization age, suggesting that the most recent gold mineralization at the Tengjia gold deposit occurred no later than （117.5±1.6）Ma. The zircon U-Pb age of the gold-bearing dikes is （154.4±1.3）Ma, corroborating the occurrence of a gold mineralization event in Jiaodong （eastern Shandong Peninsula） during the period of 162 Ma to 151 Ma.

Graphical abstract

关键词

含金脉岩 / 锆石U-Pb年龄 / 地球化学 / 蚀变岩型金矿 / 滕家金矿 / 胶西北

Key words

gold-bearing dikes / zircon U-Pb age / geochemistry / alteration rock type gold deposit / Tengjia gold deposit / nothwest Jiaodong

胶东地区是我国金矿资源最为富集的区域，该区域金矿床以成矿高度富集、规模巨大、矿石品位显著偏高且成矿时限短暂为主要特征，被我国地质学家誉为一次典型的“中生代矿化作用集中爆发事件”（翟明国等，2004）。近几十年来，研究人员在胶东地区开展了大量的地质工作，取得了一系列成果，但胶东金矿床成矿物质来源仍存在较大的分歧。早期研究提出新太古代胶东岩群变质火山—沉积岩系为金矿形成提供了基底物源（杨敏之等，1996）；中生代岩浆活化理论则强调玲珑花岗岩与郭家岭花岗岩作为直接矿源岩体的控制作用，揭示了深部岩浆热液系统对成矿的关键贡献（田瑞聪等，2022）；而幔源成矿观点认为，金主要来自形成中基性脉岩的深部幔源岩浆系统；该系统形成于富集地幔的部分熔融过程，并在这一熔融过程中萃取Au元素，最终迁移至浅部形成矿床（Wang et al，2024）。目前，对于成矿流体来源的争论主要集中于岩浆流体与变质流体孰为主导的问题，尽管存在分歧，但多数学者认同成矿流体具有多源性特征，即在变质水或岩浆水的基础上混入了大气降水组分，且普遍认为其来源深度较大或包含深源成分（毛景文等，2005；姜晓辉等，2011a）。目前，更多学者认为基性脉岩与金矿化具有成因联系（汪在聪等，2023；Wang el al，2024），尤其是钙碱性煌斑岩与金矿床时空关系密切，对于研究金矿床成因具有十分重要的意义。

近年来，胶东地区脉岩研究取得了显著进展，但仍存在分歧。该区域脉岩主要形成于早白垩世（140~100 Ma），属于燕山晚期岩浆活动产物，岩性包括煌斑岩、闪长玢岩和石英闪长岩等中基性脉岩（宋明春等，2003；张增奇等，2014）。主流观点认为这些脉岩多源于富集岩石圈地幔，对于这种富集作用成因，一方面强调是古太平洋板块俯冲释放的流体对地幔楔的改造，另一方面更重视三叠纪扬子克拉通深俯冲至华北地块之下所带来的陆壳物质的贡献，这2种机制在元素和同位素地球化学证据上存在交织和竞争（刘燊等，2005；马遥等，2019）。在脉岩与金矿成矿的时空和成因关系上认识不一致，一些研究认为脉岩活动直接提供了成矿热液和部分物质，其蚀变矿化与金矿化是同一流体系统的产物；另一些研究则指出，精确的年代学数据显示部分脉岩略晚于主成矿期，只是用了相同的断裂系统，可能对先存矿体起到了破坏或改造作用，而非成因上的直接联系（王建国等，2008；梁亚运等，2014）。本研究首次发现的含金脉岩，是深化认识区域金成矿规律的关键，其所揭示的矿化特征与成因联系，将对后续研究产生显著的推动作用。

滕家金矿地处招平断裂带的北部（图1），是新探明的特大型金矿床，地处台上超大型金矿西南侧，主要金矿体赋存在招平断裂带①号脉Ⅰ号构造蚀变带内（段留安等，2024a）。目前该区金矿研究已取得阶段性进展，重点围绕赋矿围岩地球化学特征、成矿物质来源以及成矿规律等方面（段留安等，2024a；Hao et al，2024；张泽涛等，2025），为区域找矿预测奠定了理论基础。然而，钻孔岩心显示，中基性脉岩与矿化蚀变带空间上紧密共生，显示二者具有密切的成因联系，但其形成时代、岩石成因及其与金成矿作用的具体关系尚不明确。本次研究在孔深1 662.6 m处发现含金脉岩，以滕家矿区含金与不含金两类脉岩作为研究对象，开展了岩石地球化学、锆石U-Pb年代学和Lu-Hf同位素组成分析，并结合前人研究成果，旨在深入探讨区内脉岩的岩石成因、源区属性、成岩时代及其与金矿化的关系。

1 区域地质概况及矿床地质

胶西北矿集区位于郯庐断裂带以东，胶北隆起西北部［图1（a）］，产出众多大型—超大型金矿床，主要包括石英脉型金矿床（玲珑式）和破碎蚀变岩型金矿床（焦家式），截至目前，已探明的黄金储量超过5 000 t（陈炳翰等，2014；宋明春，2015）。

该区域的主要地层由老至新分别为新太古界胶东群、古元古界荆山群和粉子山群，以及新元古界蓬莱群等［图1（b）］。其中胶东群由黑云斜长片麻岩、麻粒岩和角闪片岩等组成，主要以NEE-NWW向呈包体状或带状广泛发育，与荆山群呈不整合接触；荆山群以蛇纹石化大理岩、火山镁铁质岩石和变粒岩为主，与上覆粉子山群呈角度不整合接触；粉子山群以黑云片岩、大理岩和浅变质砂岩为主，与荆山群上部部分地层存在着重叠相变的关系，且与荆山群呈断层接触关系（陈光远等，1993；杨忠芳等，1998；周勉，2016）。中生代印支期至燕山期形成并发展的NE-NEE向旋转压扭性断裂，是胶西北地区最主要的控矿构造，自西向东有三山岛、焦家和招平断裂，该区已探明的金矿床均与这些断裂带有关，如三山岛、焦家、新城、仓上、台上、玲珑、大尹格庄和夏甸等中型—超大型金矿（阳琼艳，2013；Song et al，2021）。区域内主要发育中生代花岗岩，主要包括玲珑型花岗岩（166~146 Ma）、郭家岭型花岗岩（135~123 Ma）和伟德山型花岗岩（123~110 Ma），玲珑型花岗岩与郭家岭型花岗岩为该区域的赋矿围岩（李经纬等，2023；于晓卫等，2023）。中—基性脉岩分布非常广泛，包括闪长岩、闪长玢岩、煌斑岩和辉绿岩等，脉岩与矿体在空间上常常相伴而生，在时间先后上可将脉岩划分为矿前脉岩、矿期脉岩和矿后脉岩。部分脉岩矿化明显，部分脉岩切割蚀变带或矿体，与构造活动关系密切，中—基脉岩与金矿化有重要联系（季海章等，1992；罗镇宽等，2001）。

滕家矿区金矿体严格受招平断裂带控制，其特征与招平断裂成矿带典型蚀变岩型金矿床极为相近，均赋存于该断裂带的破碎带内。现有数据显示，全区推断（TD）金资源总量达52.96 t，已探明8个金矿体，其中Ⅰ-3、Ⅰ-4和Ⅰ-5共3个主矿体的资源量占全区总资源量的68.86%。Ⅰ-3矿体分布于12~28号勘探线间，整体走向60°，倾向SE，倾角为27.3°~37.0°，平均倾角为33.5°。该矿体控制走向长度为826 m，最大斜深为410 m，平均厚度为5.73 m，平均金品位为4.62×10^-6；估算推断资源量为23.12 t，占全区总资源量的43.66%（段留安等，2024b）。

滕家矿区岩浆岩主要为玲珑花岗岩，浅部与深部均有基性脉岩侵入，玲珑花岗岩内常见基性脉岩穿插发育，表明脉岩形成时间晚于（或略晚于）玲珑花岗岩。招平断裂带内（花岗质碎裂岩、碎裂状花岗岩和金矿体等）也可见多期次脉岩沿破碎带发育，少量后期脆性断裂切穿基性岩脉（图2）。以矿化带为中心蚀变强度向外围逐渐减弱，矿化带中岩石破碎强烈，黄铁矿沿裂隙发育，蚀变类型为绢英岩化和黄铁矿化。矿石类型主要包括黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩和黄铁绢英岩等。矿石中的金属矿物以黄铁矿为主，伴生有少量黄铜矿、方铅矿和闪锌矿等。金矿物的产出状态具有明显的共生特征，多与黄铜矿、方铅矿相伴出现，其赋存形式主要为包裹金或裂隙金，且主要分布于黄铁矿内部（张泽涛等，2025）。

2 样品与测试方法

样品取自滕家矿区ZK2402钻孔孔深1 662.6 m附近的含金煌斑岩［图3（a）］和1 856 m附近成矿期后的不含金煌斑岩［图3（b）］。

含金煌斑岩［图3（c）］：斑状结构，块状构造。斑晶主要为斜长石和普通辉石。斜长石呈半自形—自形板状分布，粒径为0.3~1.2 mm，发育环带结构，多被方解石交代，保留斜长石环带结构和晶形，含量约为10%。普通辉石呈半自形柱状分布，粒径为0.2~1.2 mm，已完全被方解石交代，只保留形态。基质为辉绿结构，自形较好的板状斜长石搭成三角架中充填普通辉石和角闪石等暗色矿物，成分与斑晶成分相似，主要为斜长石、普通辉石、角闪石、黑云母及少量他形石英颗粒，多为微粒结构。

不含金煌斑岩［图3（d）］：煌斑结构，块状构造，岩石碳酸盐化蚀变。斑晶主要为角闪石和斜长石。斜长石呈半自形板条状分布于基质中，发育卡斯巴—钠长石双晶，粒径为0.4~1.0 mm，斜长石部分碳酸盐化和绢云母化，含量约为12%。角闪石呈自形长柱状分布于基质中，横截面可见闪石式解理，粒径为0.4~1.3 mm，单光下具浅绿—黄绿色多色性，部分角闪石蚀变强烈，被绢云母和碳酸盐交代，含量约为18%。辉石呈自形柱状分布，粒径为0.4~1.2 mm，辉石蚀变完全，主要蚀变为绢云母和碳酸盐，保留辉石晶形，含量约为5%。基质成分主要为斜长石、角闪石和辉石，与斑晶成分相似，基质中暗色矿物晶形较好，基质蚀变主要为碳酸盐化。

样品的全岩主微量元素分析测试、锆石U-Pb年龄测试和Lu-Hf同位素分析测试工作由中南大学有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室完成。采用X射线荧光光谱法（XRF）测定全岩主量元素，测试于Axios max型X射线荧光光谱仪上完成。分析时试验参数设定为电压50 kV、电流60 mA，以国家标准物质GBW07101-14构建标准曲线。全岩微量元素含量分析借助Thermo Scientific X2 ICP-MS 完成，为监控其分析精度，选取AGV-2、BCR-2和GSR-3等岩石标样进行校准。与参考值对比，主量元素和微量元素的分析准确度分别优于5%和10%。

锆石U-Pb同位素分析采用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱（LA-ICP-MS）技术完成，试验中，氦气被用作载气，而氩气则作为补偿气体来调整仪器的灵敏度，每个分析点先采集20~30 s的空白信号，随后再采集40 s的样品信号。数据处理借助ICPMSDataCal软件，涵盖信号选择、灵敏度调整和U-Th-Pb同位素年龄计算等。最终利用Isoplot软件完成锆石U-Pb年龄测定及谐和图的绘制（Ludwig，2003；Liu et al，2008；侯可军等，2009）。

通过激光剥蚀多接收器电感耦合等离子体质谱（LA-MC-ICP-MS）技术完成了锆石Hf同位素的分析工作，具体测试流程及分析方法见参考文献（徐平等，2004；Wu et al，2006）。在试验过程中，分别采用¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf=0.7325和¹⁷³Yb/¹⁷²Yb=1.35274作为标准值来校正Hf和Yb同位素质量。计算所用的¹⁷⁶Lu衰变常数为（1.867±10^-11）a^-1，球粒陨石现今¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf和 ¹⁷⁶Lu/¹⁷⁷Hf参考值分别取0.282772和0.0332。Hf模式年龄计算中，单阶段模式年龄（T_DM1）与二阶段模式年龄（T_DM2）分别采用现今亏损地幔参数（¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf=0.28325，¹⁷⁶Lu/¹⁷⁷Hf=0.0384）和大陆地壳平均值（¹⁷⁶Lu/ ¹⁷⁷Hf=0.015）进行计算（Griffin et al，2000，2002）。

3 测试结果

3.1 地球化学特征

滕家矿区两类脉岩的主量元素含量测试结果如表1所示。含金脉岩的SiO₂含量为44.08%~45.75%，平均值为44.90%；全碱含量为3.85%~4.33%，平均值为4.15%；MgO含量为7.79%~9.77%，平均值为8.33%；Al₂O₃含量为12.78%~14.03%，平均值为13.36%；TiO₂含量为0.77%~0.87%，平均值为0.82%；Mg^#值范围为66.77~71.07，平均值为69.06。不含金脉岩的SiO₂含量为47.58%~49.80%，平均值为48.62%；全碱含量为4.54%~4.82%，平均值为4.65%；MgO含量为6.59%~7.92%，平均值为7.10%；Al₂O₃含量为13.27%~13.95%，平均值为13.60%；TiO₂含量为0.68%~0.72%，平均值为0.70%；Mg^#值范围为65.19~67.72，平均值为66.08。Ti/Y比值为257.4~269.8，两类脉岩均符合低Ti煌斑岩的特征（TiO₂<1.1%，Ti/Y<270）（马亮，2013）。

根据TAS岩石分类图解［图4（a）］和Nb/Y-Zr/TiO₂判别图解［图4（b）］显示，含金脉岩主要分布于玄武岩与碱玄岩的过渡区域，属于碱性系列；而不含金脉岩则集中落在玄武岩区间，属于亚碱性系列。二者在主量元素组成上均表现出富碱、高钾及低钛的地球化学特征，符合同源岩浆经结晶分异作用演化的规律。

稀土元素和微量元素含量见表1。含金脉岩稀土元素总量（ΣREE）为192×10^-6~214×10^-6，其中轻稀土元素（LREE）总量为179.12×10^-6~200.08×10^-6，重稀土元素（HREE）总量为13.18×10^-6~14.29×10^-6，轻重稀土比值（LREE/HREE）为13.18~14.29，（La/Yb）_N比值为18.62~19.67，δEu为0.93~0.98，δCe值为1.00~1.02。不含金脉岩稀土元素总量（ΣREE）为159.45×10^-6~165.56×10^-6，LREE元素总量为148.80×10^-6~154.16×10^-6，HREE元素总量为11.40×10^-6~10.98×10^-6，LREE/HREE=13.52~14.21，（La/Yb）_N值为18.33~19.62，δEu值为0.92~0.99，δCe值为1.00~1.02。球粒陨石标准化稀土元素配分图［图5（a）］中，含金脉岩的稀土元素含量高于不含金脉岩，可能是含金脉岩的源区更富集，或经历了更低程度的熔融，导致熔体中不相容元素（REE）高度富集；二者的配分曲线均表现为右倾特征，LREE相对富集，HREE相对亏损，表明源区上存在相似性，没有Ce负异常，表明岩石没有受低温蚀变作用的影响（Zou et al，2000）。原始地幔标准化微量元素蛛网图［图5（b）］揭示，该含金脉岩呈现大离子亲石元素（LILE）Ba、Th、U和K相对富集的特征，同时伴随高场强元素（HFSE）Nb、P和Ti相对亏损，这一地球化学特征强烈指示其与富集地幔源区具有成因上的密切关联性。

3.2 锆石U-Pb年龄

对含金脉岩ZK2402-1和不含金脉岩ZK2402-2锆石进行挑选，含金脉岩做了32个点次的分析测试，锆石U含量为56.33×10^-6~1 068.60×10^-6，Th含量为39.83×10^-6~267.00×10^-6，Th/U比值为0.25~0.71，平均值为0.43，大部分锆石的Th/U比值介于0.1~0.4（表2），Pb含量相对较高，锆石有明显震荡环带，显示出岩浆锆石的特征［图6（a）］。对不含金脉岩锆石做了18个点次分析测试，锆石颜色为浅粉色，透明，金刚光泽，大部分具有平行环带或无内部结构，为岩浆成因锆石，少量锆石呈浑圆状，内部裂隙发育，属于变质锆石［图6（b）］。

对于含金脉岩，在剔除继承性锆石和个别不谐和年龄数据后，锆石的²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄数据点集中分布在谐和线及其附近［图7（a）］，²⁰⁶Pb/²³⁸U表面年龄为144.3~165.3 Ma，加权平均年龄为（154.4±1.3）Ma（MSWD=0.9，n=16），代表了含金脉岩的年龄。

对于不含金脉岩，锆石Pb含量为27.45×10^-6~810.35×10^-6，Th和U含量分别为19.31×10^-6~1 015.45×10^-6和59.31×10^-6~1 721.54×10^-6，Th/U比值为0.10~1.28（表2）。个别数据点落在一致曲线下方，表明有一定程度的铅丢失，多数数据点均落于谐和线上或附近［图7（b）］，具有多组年龄，其中最年轻锆石有2粒，分别为ZK2402-2-3和ZK2402-2-14，锆石2-3无内部结构，晶型较好，Th/U比值为1.15，年龄为（116.3±2.1）Ma，锆石2-14有明显的韵律环带，Th/U比值为0.61，年龄为（119.2±1.4）Ma，加权平均年龄为（117.5±1.6）Ma，n=2，说明成矿后脉岩的结晶年龄小于等于（117.5±1.6）Ma。

3.3 锆石微量元素

锆石微量元素分析结果如表3所示。经球粒陨石标准化的稀土元素配分曲线如图8所示，其中含金脉岩的配分模式一致［图8（a）］：轻稀土亏损、重稀土富集，具有显著Ce正异常和较弱Eu负异常，与典型岩浆锆石特征相符；少数不含金脉岩表现出LREE富集的热液锆石特征［图8（b）］。根据锆石中微量元素Ti对岩浆形成温度进行限定，T_Zircon=（4 800±86）/（5.711±0.072-lgTi-\mathrm{l}\mathrm{g}{a}_{\mathrm{S}\mathrm{i}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}}+\mathrm{l}\mathrm{g}{a}_{\mathrm{T}\mathrm{i}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}}）-273，a_{\mathrm{S}\mathrm{i}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}}和a_{\mathrm{T}\mathrm{i}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}}分别为SiO₂和TiO₂活度，根据矿物共生组合设定（一般为0.5~1.0），误差在70 ℃之内（Watson et al，2006）。根据锆石Ti含量计算得到2种脉岩结晶温度分别为628~811 ℃（平均值为727 ℃）和613~941 ℃（平均值为758 ℃），由于锆石Ce⁴⁺/Ce³⁺的组成受斜长石、榍石的分离结晶和矿物包裹体的影响，Eu_N/Eu_N^*组成受地壳厚度的影响，X_Ce⁴⁺/X_Ce³⁺氧逸度计的结果受岩浆含水量的影响，研究人员根据Ce⁴⁺、U⁴⁺和Ti⁴⁺提出新的锆石氧逸度计，避免了所有基于REE³⁺的氧逸度计中可能遇到的问题。ΔFMQ=3.998（±0.124）×lg（Ce/\sqrt[]{U_{\mathrm{i}}\times \mathrm{T}\mathrm{i}}）+2.284（±0.101），Ce、Ti为锆石的Ce和Ti含量，U_i为U的初始含量，用U含量和年龄值计算（Loucks et al，2020）。滕家金矿两类脉岩Ce-U-Ti氧逸度计ΔFMQ的范围分别为-1.17~1.64和-4.03~3.18。

3.4 锆石Lu-Hf同位素

锆石的Lu-Hf同位素组成是一种非常敏感的地球化学示踪剂，可用于探测地壳和地幔物质的演化历史，本次测试结果见表4。2种脉岩锆石 ¹⁷⁶Lu/ ¹⁷⁷Hf变化范围分别为0.000438~0.003504和0.000195~0.002252（<0.004），表明锆石形成后放射性成因Hf的积累极弱，其测试结果能够有效代表其形成时的初始Hf同位素组成（吴福元等，2007）。

含金脉岩锆石¹⁷⁶Lu/¹⁷⁷Hf变化范围在0.281184~0.282522之间，变化范围较小。ε_Hf（t）值范围为-52.5~-5.7，平均值为-32.2，均为负值，相应的Hf同位素单阶段模式年龄为T_DM1=1 078~2 838 Ma，二阶段模式年龄为T_DM2=1 567~4 502 Ma。

将锆石Hf模式年龄明显小于结晶年龄的异常点剔除，这类数据通常被认为存在严重问题（如后期扰动、混合信号或分析误差），不宜进一步讨论（吴福元等，2007），不含金脉岩锆石¹⁷⁶Lu/¹⁷⁷Hf变化范围在0.281383~0.282203之间，ε_Hf（t）值范围为-44.91~-8.32，相应的Hf同位素单阶段模式年龄为T_DM1=1 530~2 721 Ma，二阶段模式年龄为T_DM2=2 253~3 147 Ma。

4 讨论

4.1 岩石成因和岩浆源区特征

基性脉岩（如辉绿岩和煌斑岩等）是地壳伸展环境下深部地幔岩浆快速上升并侵位的产物，其形成与壳幔相互作用、岩石圈伸展减薄密切相关（宋英昕等，2018）。作为连接深部地幔与浅部地壳的“探针”，基性脉岩为揭示地幔源区性质、岩浆演化过程及壳幔物质交换提供了重要窗口。

Nb、Ta和Zr等高场强元素性质稳定，后期蚀变中不易迁移，可作为指示岩石成因及岩浆源区特征的标志（任军虎等，2010）。由表1可知，含金脉岩的Nb、Ta元素含量分别为5.7×10⁻⁶~6.4×10⁻⁶（平均值为6.0×10⁻⁶）和0.31×10⁻⁶~0.36×10⁻⁶（平均值为0.34×10⁻⁶），介于板内玄武岩（Nb=13×10⁻⁶~18×10⁻⁶，Ta=0.73×10⁻⁶~5.90×10⁻⁶）与岛弧玄武岩（Nb=1.7×10⁻⁶~2.7×10⁻⁶，Ta=0.10×10⁻⁶~0.18×10⁻⁶）之间。不含金脉岩Nb、Ta元素含量分别为4.5×10^-6~4.8×10^-6（平均值为4.6×10^-6）和0.25×10^-6~0.27×10^-6（平均值为0.26×10^-6），与洋中脊玄武岩MORB的Nb、Ta元素含量（Nb=0.46×10^-6，Ta=0.29×10^-6）接近。2种脉岩的Zr、Hf元素含量相近，分别为130×10^-6~146×10^-6（平均值为135×10^-6）和3.0×10^-6~3.4×10^-6（平均值为3.3×10^-6），与板内玄武岩Zr、Hf元素含量相近，远高于火山弧玄武岩（Zr=40×10^-6，Hf=1.17×10^-6）和MORB型玄武岩（Zr=92×10^-6，Hf=2.4×10^-6）平均含量。脉岩的Nb/Ta比值为17.3~18.3，接近原始地幔值（17~18），且具有富集大离子亲石元素，亏损高场强元素的特征，反映其源区与富集型地幔密切相关。由脉岩微量元素Ta/Yb-Ce/Yb图解［图9（a）］可以看出，两类脉岩的地球化学特征均表现为高碱度富集，且其源区演化趋势与板块俯冲过程有关，由Th/Yb-Th/Yb图解［图9（b）］可知，脉岩属于活动大陆边缘的玄武岩，Th-Hf-Ta判别图［图9（c）］显示脉岩为岛弧钙碱性玄武岩系列，推测滕家矿区脉岩主要来自富集地幔岩浆。

通常认为不同类型富集岩石圈地幔或古老地壳物质的锆石Hf同位素中¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf比值较小（≤0.282772），对应的ε_Hf（t）为负值（吴福元等，2007；郭文琳等，2019），滕家矿区脉岩的锆石¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf比值为0.281184~0.282522，ε_Hf（t）值为-52.5~-5.7，说明脉岩地幔源区古老且富集，对应的Hf模式年龄明显老于岩体结晶年龄，表明岩浆源区受到过古老下地壳物质的混染（吴福元等，2007）。在Hf同位素图解（图10）中，所有的数据点均位于亏损地幔演化线之下，集中分布在1.8 Ga、3.0 Ga和4.0 Ga地壳演化线附近，表明脉岩来自华北克拉通古老的岩石圈地幔（梁亚运，2017）。脉岩的HFSE相对亏损，这被认为是俯冲交代作用的结果，表明可能受到了太平洋板块俯冲作用交代改造。综上所述，滕家矿区脉岩岩浆源区以富集岩石圈地幔为主，混入了古老下地壳物质。

4.2 锆石U-Pb年龄揭示区域关键地质事件

本次测试中，不含金脉岩只有2颗形成于早白垩世［（116.3±2.1）~（117.5±1.6）Ma］的年轻锆石，其余均为残留锆石或围岩锆石，这类锆石可记录不同阶段岩浆活动特征，为解析中基性岩浆通道周边地质体的演化提供重要依据（李洪奎等，2017）。本文测得的继承锆石年龄主要有以下阶段：2.1~1.8 Ga、1.6~1.3 Ga、900~700 Ma、500~400 Ma、250~210 Ma和145 Ma，结合前人数据，老锆石的同位素年龄分别记录了太古宙、古元古代、新元古代和中生代的岩浆事件和变质事件（宋英昕等，2018；韩小梦等，2024）。2.5 Ga的锆石对应太古宙华北克拉通晚期的构造—热事件（高级变质作用和岩浆活动），表明该区存在太古宙陆壳物质，为中生代岩浆活动和金成矿提供了古老物质来源（翟明国等，2000）。2.1~1.8 Ga的锆石年龄与古元古代华北克拉通碰撞拼贴事件（如胶—辽—吉活动带闭合）相关，古元古代地壳再造为中生代岩浆提供了部分熔融源区（李三忠等，2003）；900~700 Ma的锆石可能与新元古代扬子板块与华北板块的相互作用有关，暗示着胶东地区可能受到新元古代区域构造热事件的影响，或存在外来物质（如扬子板块）的加入（Li et al，2007）；500~400 Ma的锆石记录了后期热事件扰动，即中生代岩浆活动对古老锆石的部分重置（许志琴等，2006）；锆石U-Pb年龄（250~210 Ma）记录了三叠纪扬子板块与华北板块之间的构造碰撞事件，说明胶东中生代岩浆岩受到三叠纪板块碰撞物质的混染（宋英昕等，2018）；145 Ma记录了中生代古太平洋板块俯冲事件：俯冲引发的弧后伸展导致胶东岩石圈减薄和岩浆活动（孙卫东等，2008）。滕家矿区脉岩中包含多时期、多来源的锆石，表明基性脉岩在从深部向浅部侵位的过程中，穿过了具有复杂演化历史的地壳。该地壳既包含华北克拉通在新太古代、中元古代至新元古代形成的地质体及相应地质事件，也留存有苏鲁造山带在古生代与三叠纪时期的构造活动及演化历程。

4.3 脉岩构造背景及与金成矿的关系

锆石Ce-U-Ti氧逸度计ΔFMQ和Ti温度计是研究岩浆—热液系统中成矿条件的重要参数。二者共同控制金的迁移、富集和沉淀过程，其相互作用对金成矿具有关键影响。高ΔFMQ时（氧化条件），可以促进金以Au（HS）{}_{\mathrm{2}}^{-}等金硫络合物形式溶解，增加岩浆中金的溶解度，增强金的迁移能力，高氧逸度熔体更有成矿的潜力（段留安等，2012）；低ΔFMQ时（还原条件），导致硫化物（如黄铁矿等）沉淀，破坏金络合物稳定性，促使金以自然金或合金形式沉淀；高温（>400 ℃）可以促进流体活动性和金的迁移，而中低温（200~350 ℃）有利于硫化物沉淀和金的富集（赵振华，2010）。从锆石ΔFMQ-锆石Ti温度计图解（图11）可以看出，不含金脉岩的氧逸度较低，说明在此之前Au已经从流体中沉淀。根据脉岩与金矿体的穿切关系，不含金脉岩为成矿期后脉岩，本文测得成矿期后脉岩的结晶年龄为（117.5±1.6）Ma。前人对玲珑金矿田的成矿年龄做了大量的研究，认为玲珑金矿田成矿时代为122~118 Ma（杨进辉等，2000；阳琼艳，2013；林祖苇，2019），本研究成果与该区确定的成矿时代下限具有一致性，认为滕家金矿成矿作用最晚发生在（117.5±1.6）Ma之前。

脉岩与金矿的形成均受控于伸展构造动力学背景，伸展断裂系统为岩浆和热液提供了运移路径，脉岩贡献了幔源物质与热能，驱动成矿流体活动，且脉岩与围岩的界面可作为化学障促使金沉淀，对金矿的形成也起到了一定作用。

以往研究表明，留村金矿黄铁矿的Rb-Sr等时线年龄为（151.0±2.7）Ma，揭示了约150 Ma的一次小规模金矿化事件（姜晓辉等，2011b），且该事件与东部玲珑岩体的侵位密切相关；张良（2016）通过对平里店金矿石英白云母黄铁矿矿石中白云母的 ⁴⁰Ar/³⁹Ar定年，获得了（162.5±0.8）Ma的坪年龄，认为这是蚀变矿化的时间，并将其归因于晚侏罗纪的金成矿事件。同时对该区与黄铁矿共生的热液独居石开展U-Pb年代学研究，得到的成矿年龄为（119±2.1）Ma（另文发表）。本文测得的含金脉岩锆石U-Pb年龄为（154.4±1.3）Ma，这些数据共同表明，胶东地区存在一期162~151 Ma的金成矿事件，这一成矿期与玲珑期重熔型花岗岩的岩浆活动事件相对应。含矿煌斑岩仅在ZK2402钻孔中有发现，大规模成矿事件仍发生在120 Ma左右，这与区域大规模金成矿事件一致。

5 结论

（1）滕家金矿脉岩具有富集LILE、LREE以及亏损HFSE、HREE的特征，岩浆源区以富集岩石圈地幔为主，混入古老下地壳物质，与太平洋板块向华北板块俯冲有关。

（2）滕家金矿脉岩中包含多时期、多来源的锆石，表明基性脉岩侵位过程贯穿了具有多期构造叠加的地壳，既包括华北克拉通在新太古代、中元古代和新元古代多期次岩浆—变质事件，也叠加了苏鲁造山带三叠纪陆陆碰撞相关的构造热事件。

（3）滕家矿区含金脉岩锆石U-Pb年龄为（154.4±1.3）Ma，认为存在一期162~151 Ma的金成矿事件。成矿期后脉岩最小锆石年龄为（117.5±1.6）Ma，代表了基性脉岩的结晶年龄，即该区成矿作用最晚发生在（117.5±1.6）Ma。因此，滕家金矿是两期成矿事件的产物。

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基金资助

国家重点研发计划项目“脉状金系统的综合找矿技术与增储示范”(2022YFC2903605)

中国地质调査局项目“山东招远玲珑—水旺庄金矿资源调査评价”(DD20243128)

烟台市高端人才引育“双百计划”联合资助