!"##年$月

%&’&()，!"##矿 床 地 质

*+,-.%/0-123+43第5"卷 第6期

789:5" ,8:6

文章编号："!;$<=#">（!"##）"6<">=;<#;

胶东大庄子金矿成矿流体及稳定同位素研究!

刘 玄#，范宏瑞#""，胡芳芳#，郑小礼!，蓝廷广#，杨奎锋#

（#中国科学院地质与地球物理研究所矿产资源重点实验室，北京 #"""!?；

!山东黄金集团有限公司，山东 莱州 !>6"""）

摘 要 胶东大庄子金矿床位于胶北地体西南缘，中生代胶莱盆地北缘，西侧靠近郯庐（沂沭）断裂带。矿体产

出在古元古界荆山群变质岩中，发育碎裂（糜棱）蚀变岩型和石英脉型!种矿石。流体包裹体显微测温表明，主成矿

期温度为!6"!!$"@，成矿流体盐度!（,AB9CD）为=E!$E，属于F!2<B2!<,AB9体系。包裹体显微测温及岩相学

观察发现，成矿期流体发生了相分离作用，这可能是导致矿化的主要原因之一。氢、氧同位素测试显示石英"#$2石英

值变化于#"G?H!##G$H之间，石英包裹体"#$2F!2变化于6G5H!;G!H，"0F!2变化于I>;G$H!I=6G;H，表明大

庄子金矿成矿期流体以岩浆水为主，成矿后期混入了一定量的大气降水，岩浆水可能来自于与基性脉岩同源的基性

岩浆的去气作用。硫同位素分析获得硫化物"563值为=G?H!##G5H，与围岩荆山群变质岩硫同位素组成非常接

近，而与胶东群变质岩和中生代花岗岩的硫同位素组成差别较大，因此认为大庄子金矿床成矿流体中的硫主要来自

于荆山群变质岩。

关键词 地球化学；流体包裹体；稳定同位素；相分离作用；胶东大庄子金矿

中图分类号：1>#$G;# 文献标志码：%

!"#$%&"’()*%+,(-.)-/0.1+#(/&0&2#/0,-(#/&%3.45,.)*4(*&+--#2&/(0()6(.&-&)*7#)()/,+.

/+JK&AL#MN%,F8L’.&O#""MFJNAL’NAL’#MPF-,QKOA8/O!M/%,4OL’Q&AL’#ALRS%,QT&ONCL’#

U#TCV/AW8XA)8XV8Y*OLCXA9.C(8&XZC(M+L()O)&)C8YQC898’VALRQC8[\V(OZ(MB\OLC(C%ZARC]V8Y3ZOCLZC(MCO_OL’#"""!?MB\OLA‘!3\ALR8L’Q89RQX8&[B8a/)RaM/AOb\8&!>6"""M3\ALR8L’MB\OLAc

81/0".90

4\C0Ab\&AL’bO’89RRC[8(O)9OC(OL1OL’R&BO)VM3\ALR8L’1X8dOLZCa4CZ)8LOZA99VMO)O(98ZA)CROL)\C(8&)\eC()CXLZ8XLCX8YfOA8WCO)CXXAOLALR8L)\CL8X)\CXL]AX’OL8Y)\C*C(8b8OZfOA89AOWA(OL‘)8)\CeC()MO)O(AR_AZCL))8)\CSO(\&YA&9)b8LCa4\C8XCW8ROC(Me\OZ\AXC\8()CROL]C)A]8X[\OZX8Zg(8Y1A9C8[X8)CX8b8OZfOL’(\ALQX8&[MZALWCROdORCROL)8)e8)V[C(MLA]C9V)\ChA9)CXCRZA)AZ9A(O)C8X]V98LO)C)V[CiALR)\ChD&AX)bdCOL)V[Cia*OZX8)\CX]8]C)XOZOLdC()O’A)O8LXCdCA9()\A)’89R[XCZO[O)A)O8L8ZZ&X(A)!6"!!$"@YX8]B2!<XOZ\M98e(A9OLO)V〔!U,AB9CDc=E!$E〕\VRX8)\CX]A9Y9&OR(OLe\OZ\)\CXCAXCL88)\CXd89A)O9C(CjZC[)F!2ALRB2!a*8XCO][8X)AL)9VM[\A(C(C[AXA)O8LO(8W(CXdCRALRO(YOX]9VWC9OCdCR)8WCXC([8L(OW9CY8X)\C]AOL()A’C]OLCXA9ObA)O8La.C(&9)(8Y\VRX8’CLALR8jV’CLO(8)8[C()&ROC((&’’C())\A)8XC<Y8X]OL’Y9&OR(eCXCA]Ojk)&XC8Y]A’]A)OZeA)CXe\OZ\]O’\)\AdC8XO’OLA)CRYX8]RC’A((OL’8Y]AYOZ]A’]A(e\OZ\[X8R&ZCR)\CeORC([XCAR]AYOZROgC(OL)\O(XC’O8LALR]C)C8XOZeA)CXa3&9Y&XO(8)8[C()&RV

###############################################################

RC]8L()XA)C()\A)(&9YORC(\AdCA

! 本文得到国家杰出青年基金项目（编号：6">!;"#"）和全国危机矿山接替资源找矿项目（编号：!""$??5"）资助

第一作者简介 刘 玄，男，#?$6年生，博士研究生，矿床学专业，-]AO9：O’C8Z\C]#’]AO9:Z8]""通讯作者 范宏瑞，男，#?>5年生，研究员，岩石学和地球化学专业，-]AO9：YAL\X#]AO9:O’’ZA(:AZ:ZL收稿日期 !"##<"5<5"；改回日期 !"##<";<!"。张绮玲编辑。

!!"#$%&’()%*+(,-./01"22/!1345675689’6:(86;6&%):,:5%:,-;(:%;,)<567),7=8,->6*+85%*?),’<3:5’86*@67%:6*+:5%:8’&-’)6*:5(,)(A-,);6*+-&’6@84%8@,;6*%*:&B@()6$(@-),;:5(;(:%;,)<567),7=8,->6*+C85%*?),’<D

!"#$%&’()+(,75(;68:)B3-&’6@6*7&’86,*38:%E&(68,:,<(3<5%8(8(<%)%:6,*3F%G5’%*+G6+,&@@(<,86:

作为中、新生代环太平洋金成矿带的一部分

（?,&@-%)E(:%&H，200I），胶东地区产出了若干个世

界级（!2JJ:）、数十个大型及许多中小型金矿床（图

2），它已成为中国最大、最重要的黄金产地（K5,’(:%&H，LJJJ；M6’(:%&H，LJJL；N%*(:%&H，LJJ!；范宏瑞

等，LJJO）。裘有守等（20II）根据金矿化形式的不

同，将胶东地区的金矿床划分为“蚀变岩型”或“焦家

式”和“石英脉型”或“玲珑式”两种类型，这种分类方

法在中国学者中已被广为接受。对于这两种类型的

典型矿床，例如“蚀变岩型”的焦家金矿、新城金矿、

三山岛金矿和“石英脉型”的玲珑金矿、乳山金矿、三

甲金 矿，研 究 者 们 在 矿 床 地 质 特 征（范 宏 瑞 等，

LJJO）、成 矿 年 代（K5%*+(:%&H，LJJ!；P6(:%&H，

LJJ!；胡芳芳等，LJJQE；胡芳芳，LJJQ7；P6(:%&H，

LJJI）、成矿动力学背景（K5,’(:%&H，LJJJ；K5%6(:%&H，LJJ2；R%):(:%&H，LJJL；M6’(:%&H，LJJL；K5,’

(:%&H，LJJ!）、成 矿 流 体 性 质 及 来 源（N%*(:%&H，

LJJ!；范宏瑞等，LJJO；胡芳芳等，LJJO；LJJ.；LJJI；

R’(:%&H，LJJQ%；S%*+(:%&H，LJJ0）等方面进行了

大量的研究，并达成了较为一致的共识。胶东地区

大多数金矿床与中生代花岗岩有着密切的空间关

系，矿体多产在花岗岩内或者花岗岩与变质岩的接

触带内。矿体的具体产出部位多受脆A韧性剪切带

的控制。另外，矿区普遍发育中生代的基性脉岩（李

兆龙等，200!；孙景贵等，LJJJ；杨进辉，LJJJ；?’,(:%&H，LJJ"；S%*+(:%&H，LJJ"）。成矿时代非常一致，

为（2LJT2J）U%（S%*+(:%&H，LJJ2；LJJ!；V%*+(:%&H，200I；M6’(:%&H，LJJL；P6(:%&H，LJJ!；R’(:%&H，LJJ"；胡芳芳等，LJJO）。成矿流体以中温A低盐

度的RLWAXWLAY%X&TXR"体系为主，可能主要来源

于幔源岩浆脱水形成的岩浆水（范宏瑞等，LJJO）。

除这两类矿床之外，胶东地区还发育一种较为

图2 胶东区域地质及金矿分布略图（据N%*(:%&H，LJJ!改绘）

N6+H2 Z(+6,*%&+(,&,+67%&;%<,->6%,@,*+<(*6*8’&%，85,46*+&,7%:6,*8,-+,&@@(<,86:8（;,@6-6(@%-:()N%*(:%&H，LJJ!）

Q.Q 矿 床 地 质 LJ22年

特殊的金矿床，例如蓬家夼、大庄子等金矿床（朱大

岗 等，!"""；郭 百 创 等，#$$#；张 连 昌 等，#$$#%；

#$$#&；’%()*%+,，#$$-；邹为雷等，#$!$），它们大多

产在胶莱盆地北缘的变质岩内（胶东群或者荆山

群），矿体产出受层间滑动断层控制，矿区内除基性

脉岩以外，不发育中生代火成侵入岩。就较典型的

“石英脉型”和“蚀变岩型”矿床而言，除上述区别外，

本文研究的大庄子金矿床矿石矿物发育更多的方铅

矿而具有较少的黄铁矿。矿床的形成经历了多期构

造活动，成矿后变形叠加成矿期和成矿前变形。多

期的构造变形使得其相对于胶东地区其他矿床更为

复杂。目前，对该矿床的研究尚不深入，成矿流体性

质以及金矿化沉淀机制更是缺乏详实的资料，对矿

床成因也存在较大分歧（朱大岗等，!"""；郭百创等，

#$$#；张连昌等，#$$#%；#$$#&；范宏瑞等，#$$.；’%()*%+,，#$$-；邹为雷等，#$!$）。本文通过详细的流

体包裹体研究并结合稳定同位素分析，探讨了大庄

子金矿床成矿流体的性质和来源，为进一步认识这

种类型的金矿化机制提供制约。

! 区域及矿床地质背景

胶东大庄子金矿（图!）位于平度市大庄子村，向

东南距平度市区#$余/0。它处于胶北地体西南

缘，胶莱盆地北缘，向西离郯庐（沂沭）深大断裂带约

#$/0（郭百创等，#$$#）。矿区内基本为第四系覆

盖，自西向东（向盆地内部方向）零星出露有古元古

界荆山群变质岩系（图#），其岩性主要为斜长角闪

岩、二长片麻岩、大理岩、黑云变粒岩和黑云角闪斜

长片麻岩等（邹为雷等，#$$!）。矿区东部!$/0处

为中生代玲珑花岗岩（连国建等，#$$1），矿区内发育

早白垩世煌斑岩脉（!#2!!$3’%，4567法，朱大岗

等，!"""）。

本区构造以断裂为主，可划分为889向、89向

和8:向;组。889向断裂最为发育，基本控制了矿

区的构造格局，最东侧的大庄子断裂发育在盆地的边

缘，是矿区内主要的控矿断裂。89向断裂规模小，一

般同时或稍晚于889向断裂。8:向断裂往往切割

错断其他方向的断裂，属于晚期构造，规模较小。与

成矿作用有关的主要是889向和89向断裂构造

（邹为雷等，#$$!）。另外，矿区内还分布有889走

向的黑羊山断裂及88:走向的洪山断裂（图#）。

图# 胶东大庄子金矿床矿区地质图

<=>,# ?)(+(>=@%+0%A(B*C)D%ECF%G>E=>(+HH)A(I=*，

J=%(H(G>A)G=GIF+%

矿区内的"号矿体（蚀变带）受分布于大庄子村

以东，向北穿越四甲村，向南为第四系所覆盖，受控

于889向大庄子脆K韧性剪切带（图#），顺层产在

斜长角闪岩和黑云斜长片麻岩夹持的大理岩中（图

;）。整个矿化带在平面和剖面上均呈波状、似层状

和透镜体状，具有膨胀与尖灭再现现象，矿化带长度

断续出露超过;$$$0，地表宽度1$!3$0（周国

发，#$$3）。断层面附近大理岩普遍发生破碎，主要

发育硅化蚀变，离断层越近硅化越强烈。伴随硅化

蚀变，碎裂硅化大理岩发育细粒浸染状、微裂隙充填

细脉状及细网脉状硫化物;种形式矿化。#号矿体

为含多金属硫化物的乳白色石英脉，其位于"号蚀

变带下盘的片麻岩中，与脆5韧性剪切带反倾。平面

和剖面上脉体均呈现出扁豆状，整个带长2$$多0，

宽!.$0左右，脉内发育少量与石英脉同期形成的

粗粒自形黄铁矿。通过坑道和显微观察发现，乳白

色石英脉遭受了多次构造破碎，形成了角砾状石英

和大量微裂隙，后来被多金属硫化物脉穿插、胶结

（图1&、1@），这表明乳白色石英脉比多金属硫化物先

沉淀，属于主成矿前脉体。此外，显微镜下偶见石英

被压扁拉长，正交偏光下可见发生动态重结晶的细

粒石英，呈波状消光，这指示石英脉遭受了一定的变

形。

矿区发育碎裂（糜棱岩化）蚀变岩型（图1%）和石

223第;$卷 第1期 刘 玄等：胶东大庄子金矿成矿流体及稳定同位素研究

图! 胶东大庄子金矿床矿区剖面图（据周国发，"##$改绘）

%&’(! )*+,+’&-.,/*-0&+1+203*4.536.1’5&’+,77*8+/&0，9&.+7+1’8*1&1/6,.（:+7&2&*7.20*;<3+6，"##$）

英脉型（图=>、=-）两种类型矿石，分别产于!号蚀变

带和"号矿体。矿石矿物主要有方铅矿、黄铁矿、黄

铜矿和闪锌矿，脉石矿物有石英、绿泥石、绢云母、方

解石、白云石和萤石等。矿区蚀变作用强烈，从早至

晚发育有钾化、硅化、（黄铁）绢英岩／绿泥石化、多金

属硫化物矿化、碳酸盐化及萤石化。钾化蚀变一般

以粗粒、自形钾长石发育在片麻岩中；（黄铁）绢英岩

／绿泥石化蚀变主要发育在片麻岩中，形成绢英岩化

／绿泥石化片麻岩，还发育含细粒浸染状黄铁矿绢英

岩；主构造带内围岩荆山群片麻岩、斜长角闪岩、大

理岩普遍发育硅化；多金属矿化（主成矿阶段）在!号蚀变带内表现为硅化大理岩，并发育细（网）脉以

及浸染状多金属矿化，而在"号矿体中多为网脉状

矿化；碳酸盐?萤石化为粗粒自形脉状方解石、萤石。

结合坑道和薄片观察，将大庄子金矿成矿作用

从早至晚分为=个阶段，即（!）黄铁矿?石英阶段，

黄铁矿自形程度好（通常为立方体）、颗粒较粗，与强

硅化大理岩及乳白色石英脉共生，此阶段矿化很弱；

（"）黄铁矿?石英?绢云母阶段，细粒浸染状黄铁矿发

育在较弱绢英岩化片麻岩中，矿化程度有所升高；

（#）多金属?石英阶段，大量细粒方铅矿、黄铁矿、黄

铜矿及少量闪锌矿和石英，呈细脉、网脉状穿插或胶

结碎裂硅化大理岩和破碎石英脉，为矿区主要成矿

阶段；（$）方解石?萤石阶段，方解石、萤石呈粗粒自

形脉状充填成矿后断裂，此阶段矿化微弱。

" 流体包裹体研究

!(" 分析方法

共采集了!#件样品进行流体包裹体研究，先将

样品磨制成厚度约为#@!::双面抛光的薄片，然

后进行流体包裹体岩相学观察，最后选择有代表性

的流体包裹体进行显微测温和激光拉曼光谱测试。

!号蚀变带内的石英主要以硅化形式出现，其中的

包裹体非常小（通常小于!%:），难以进行显微测温

及激光拉曼光谱测试，"号矿体中发育丰富的流体

包裹体，为本次测试的主要对象。最终用于显微测

温的样品有A件，其中B件石英样品主要采自"号

石英脉矿体（图=-），C件方解石样品采自!号蚀变

带内的方解石?石英脉（图=7）。

流体包裹体显微测温在中国科学院地质与地球

物理研究所矿产资源重点实验室流体包裹体实验室

配备的D&1E.:FGHI$##冷热台上完成。测试样品

前先利用美国%DJK4KLM公司提供的人工合成流

体包裹体标样对冷热台进行温度校正。该冷热台在

NC"#&NB#O、NB#&C##O、C##&P##O温度区间

的测定精度分别为Q#@PO、Q#@"O和Q"O。流体

包裹体测温过程中，升温速率一般为#@"&C#O／:&1，

AB$ 矿 床 地 质 "#CC年

图! 大庄子金矿床!号和"号矿体矿石及部分用于包裹体测试样品照片

"#!号蚀变带中含浸染状硫化物的硅化大理岩矿石；$#"号矿体中含多金属硫化物矿石；%#被多金属硫化物穿插的石英脉（&’()&*）；

(#方解石脉（&+(),!）

-./#! 01232/4"5162724867429:2#!";(:2#"248$2(.86，";(68<8%38(6"95<867247<=.(.;%1=6.2;63=(>.;318?")1=";/)./2<((8526.3，@."2(2;/58;.;6=<"

"#A.<.%.7.8(9"4$<8B.31(.6689.;"38(6=<7.(867429:2#!248$2(>；$#C="43)B.316=<7.(86D8.;<8367429:2#"E="43)D8.;；

%#C="43)D8.;58;834"38($>6=<7.(8D8.;7429:2#"E="43)D8.;（&’()&*）；(#F"<%.38D8.;=68(7247<=.(.;%<=6.2;";"<>6.6（&+(),!））

含FGH包裹体在其相转变温度（如固态FGH熔化和

笼合物熔化）附近升温速率降低为&IHJ／9.;，在水

溶液包裹体冰点和均一温度附近升温速率降为&IH#&I*J／9.;。流体包裹体成分（摩尔分数）、盐度、

FGH 密 度、总 密 度 和 捕 获 压 力 利 用 K"%-<.;%24（L42B;83"<I，M++*）程序进行计算获得。流体包裹

体激光拉曼光谱测试在同一实验室配备的英国N8O;.61"B公司生产的NKOH&&&型激光拉曼光谱仪上

完成。仪器使用P4Q激光器，波长为*M!;9，所测光

谱的时间为M&6，每%9RM（波数）计一次，M&&#!&&&%9RM全波段取峰，激光束斑大小约为M$9，光谱分

辨率H%9RM。

!#! 流体包裹体岩相学

"号矿体内的乳白色石英脉为成矿前脉体，形

成后经历了强烈的构造作用，形成大量微裂隙（图

*S），导致脉体石英中大部分原生包裹体遭到了改造

甚至破坏，没有找到符合鉴别标准（卢焕章等，H&&!）

的原生包裹体。在主成矿阶段，成矿流体充填石英

脉构造裂隙，形成大量以细粒多金属硫化物为主、只

含有极少量石英的细（网）脉，随着多金属硫化物的

沉淀，沿早期石英脉微裂隙形成大量次生包裹体，这

些次生包裹体多呈线状沿愈合裂隙分布，偶尔呈孤

立状，代表主成矿阶段的成矿流体；!号蚀变带内的

方解石脉中也发育较丰富的原生流体包裹体，多呈

+T,第U&卷 第!期 刘 玄等：胶东大庄子金矿成矿流体及稳定同位素研究

（长）管状，沿节理线方向生长（图!"、!#）。值得注意

的是，由于构造作用的影响，许多包裹体遭到了改

造，常见到包裹体被拉长（图!$）甚至出现颈缩（卡脖

子）（图!%）现象，这些后期改造作用通常会改变包裹

体的体积、成分等，进而影响测温数据的可靠性。因

此，本次测试所选择的包裹体离裂隙较远，外形较规

则，以减少后期改造对测温数据的影响。

根据室温下包裹体大小、形状、产状、相比例和

颜色等特征，在大庄子金矿床中识别出了如下&种

类型流体包裹体：

’(富)*+ 包裹体（图!,!-），室温下呈两相

（./+*0.)*+；’1 型）或 三 相（./+*0.)*+02)*+；’+型），外形较规则，个体一般较大，最大者达

34"5。具有较暗的相边界，)*+ 相充填度变化较

大，在!46!746之间。通常呈线状，偶尔呈孤立状

分布，大部分为次生包裹体，只在与硫化物紧密共生

的石英中发现少量原生包裹体；

89纯)*+包裹体（图!:、!;），室温下为单一或

者两相，通常呈线状，偶尔呈孤立产出；

)9/+*<)*+包裹体（图!=、!>），室温下呈气液

两相（图!=），偶见三相（图!>），/+*相充填度变化

较大，在?46!746之间，气相具有稍暗的边界。通

常呈线状与’类包裹体共生产出（图!5）；

@9/+*溶液包裹体（图!"、!#），在方解石样品

中广泛发育，多为原生包裹体，石英脉中也偶有发

现。常呈线状分布者，为次生包裹体，通常切割前3种类型包裹体。室温下呈气液两相，充填度多大于

746，气相边界较亮；

富)*+包裹体和/+*<)*+包裹体各自充填度

都有很大的变化，而且二者紧密共生，这些现象可能

暗示流体为不混溶体系（@#,5AB:，+441）（图!5）。

在大庄子金矿中发育大量富)*+包裹体和/+*<)*+包裹体，且它们的)*+充填度都有一定的变化，这初

步暗示流体发生了相分离作用。)*+充填度相对较

小的’型和)*+充填度相对较大的)型包裹体可

能是捕获不混溶流体接触部位的流体形成的。在显

微测温时，选择了)*+充填度为C46!746的’型

包裹体和)*+充填度为146!346的)型包裹体

进行测试，这些包裹体可能分别代表了相分离后的

流体端员组分。

!9" 流体包裹体显微测温

对上述&类包裹体进行显微测温及计算（结果

见表1、+以及图?、D），各类包裹体显微相变特征如

下：

’9富)*+包裹体，’1型包裹体在降温至4!1CE时液相)*+中先出现一个气相)*+，随后气相

逐渐变大，液相边界逐渐变模糊，至F144E左右液

相)*+被冻结或压扁挤至角落；室温下降温，’+型

包裹体液相收缩，气相逐渐变大，至F7DE左右液

)*+冻结。’1型和’+型包裹体在升温至F!D(+!

F!?(?E（平均为F!?(DE）固相)*+熔化，其与纯

)*+三相点温度（F!?(?E）十分接近，暗示含碳相

为纯)*+，这得到激光拉曼光谱测试结果（图C,）的

证实。进一步升温至&(+!C(3E时)*+F/+*笼合

物熔化，随后在D(!!34(CE发生部分均一（至液

相），最后在+1?!3+DE（平均为+DCE，!G11）完全

均一（至液相），有?个包裹体在++!!+7DE发生爆

裂。计算获得’型包裹体"（/+*）为4(+&!4(DD，

"（)*+）为4(37!4(D!，盐度#（H,)$;I）为3(36!

14(36，平 均 为?(C6，)*+ 密 度 为4(!&!4(CC

>／-53，总密度为4(?&!4(7+>／-53，压力为7!!174

表# 大庄子金矿床流体包裹体显微测温结果

$%&’(# )*+,-./(,0-0(.,*+1%.%-23’4*1*2+’45*-25*2./(6%7/4%287*8-’11(9-5*.

成矿

阶段类型

$5，)*+／E $5，#-;／E $5，-$,J"／E $"，)*+

／E $"，JAJ／E

范围 均值 范围 均值 范围 均值 范围 均值 范围 均值 爆裂范围 均值

#

’ F!D9+!F!?9? F!?9D（1+） &9+!C93 ?9&（1!）D9!!349C

（.）+49!（1C） +1?!3+D +DC（11） ++!!+7D 3?7（?）

8 F!D9+!F!?9? F!?9D（C） 1194!

+79&（.）+&93（C）

) F!?9C!F!?9? F!?9D（14） &9!!C94 ?9+（+&）149C!3493

（.）+49?（7） 1C+!3+1 +3?（D!）

$ @ 4!F&9D F19?（1C） D1!+!+ 1&!（+7）

注：括号内数字为所测流体包裹体数量，.为均一至液相。

4C? 矿 床 地 质 +411年

表! 大庄子金矿流体包裹体成分、盐度、"#!密度、总密度数据汇总

$%&’(! "%’)*’%+(,)-./-01+1-2，0%’121+3，"#!,(201+3%2,&*’4,(201+3-56，7，"%2,8+3/(5’*1,12)’*01-2012+9(8%:9*%2;:1;-’,,(/-01+

成矿阶段

类型

!（!"#）／$%&’ !（(#"）／$%&’ !（)*(&）／$%&’ "（)*(&+,）／’ (#"密度／（-／.$/） 总密度／（-／.$/）

范围 均值 范围 均值 范围 均值 范围 均值 范围 均值 范围 均值

估算

压力

／01*

!

2 34"5"3466 3455（75）34/8"

3469 3499（75）3"343"3437（75） /4/"734/ :4;（7:） 3495"

34;; 346"（7:）34:5"348" 34;7（7:）89"

783

< 34:7"34;9 346"（77）

( 34;;"3486 3485（5） 3437"

3438 3435（5） 3437"343/ 343"（5） /43"

774" 64;（/;） 347;"34/: 34":（5） 34;/"

743 348"（6）

# = 3"949 745（76） 34;9"743 348:（"3）

注：括号内为所测流体包裹体数量。

图: 胶东大庄子金矿床均一温度直方图

>?-4: !?@A%-B*$@C%D?E-A%A*&C%$%-+E?F*A?%EA+$G+B*AHB+@%II&H?J?E.&H@?%E@?EAC+=*FCH*E-F?-%&JJ+G%@?A，K?*%J%E-

G+E?E@H&*

图6 胶东大庄子金矿床(#"包裹体部分均一温度直方图

>?-46 !?@A%-B*$@C%D?E-G*BA?*&C%$%-+E?F*A?%EA+$G+B*AHB+@%I2，<*EJ(ALG+I&H?J?E.&H@?%E@?EAC+

=*FCH*E-F?-%&JJ+G%@?A，K?*%J%E-G+E?E@H&*

图; 胶东大庄子金矿床包裹体激光拉曼光谱

*42型包裹体拉曼光谱；M4(型包裹体拉曼光谱

>?-4; N*@+BO*$*E@G+.AB*%I2*EJ(ALG+I&H?J?E.&H@?%E@?EAC+=*FCH*E-F?-%&JJ+G%@?A，K?*%J%E-G+E?E@H&**4O*$*E@G+.AB*%I2ALG+I&H?J?E.&H@?%E；M4O*$*E@G+.AB*

%I(ALG+I&H?J?E.&H@?%E

01*；

<4纯(#"包裹体在过冷却过程中至P83Q左

右液相发生冻结，随后回温至P96R""P9:R:Q固

相熔化。进一步升温至77R3""8R5Q完全均一，计

算获得的包裹体(#"密度为3R:7"3R;9-／.$/；

";: 矿 床 地 质 "377年

!"#$%&!%$ 包裹体在从室温降温至’())*时，气泡冻结或被压扁挤至包裹体腔的角落，回温至

’+,"-!’+,",*固 结 相 熔 化，表 明 含 碳 相 为 纯

!%$，这与激光拉曼光谱测试结果一致（图-.）。对

于)")(+!!（!%$）!)"(/-的!%$’#$%体系，笼

合物的熔化温度非常难观察到，需要反复升降温度

来获得准确温度（0123456，$))(）。就本矿区此类包

裹体而言，即使进行了反复升降温度，大多数此类包

裹体也很难测到笼合物熔化及部分均一温度（表(），

从为数不多的数据来看，此类包裹体在/"+!-")*（"7$/）笼合物熔化，在()"-!8)"8*（"79）发生

部分 均 一（至 液 相），最 后 在(-$!8$(*（平 均 为

$8,*，"7:+）完全均一（至液相）。计算获得的包裹

体!（#$%）为)"--!)"9:，!（!%$）为)")(!)")9，

!%$密度为)"(-!)"8,;／<38，盐度#（=2!>?@）为

8")A!(("$A，平均为:"-A，总密度为)"-8!(");／<38；

0B水溶液包裹体通常冷却至’/)*左右发生

冻结，升温至’/":!)*附近冰熔化，在())!(-)*发生完全均一（至液相）。计算获得的包裹体的盐度

#（=2!>?@）为)!+"+A，平 均 为("/A，总 密 度 为

)"-+!(");／<38。

8 稳定同位素研究

!B" 分析方法

本次研究选取了+件石英样品和,件硫化物样

品（/件黄铁矿和$件方铅矿）分别进行氢、氧和硫同

位素分析。石英样品中/件来自"号矿体，(件来自

#号矿体。黄铁矿样品中$件采自含浸染状黄铁矿

化的绢英岩，(件细粒浸染状黄铁矿化的硅化大理岩

以及(件被多金属硫化物穿插的石英脉，$件方铅矿

都采自被多金属硫化物穿插的石英脉。

先将样品（石英、黄铁矿和方铅矿）破碎至约,)目，然后在双目镜下手工挑纯。同位素测试在核工

业北京地质研究院分析测试研究中心进行。分析氧

同位素时，样品与纯净的CDE+在+))!,-)*恒温条

件下反应(/F，释放出%$和杂质组分，将G1E/、CDE8等杂质组分用冷冻法分离出去，将纯净%$在:))*，

且有铂催化剂的条件下，与石墨恒温反应生成!%$，

用冷冻法收集!%$，用HIJ$+8气体同位素质谱仪

分析样品的%同位素组成。测量结果以GH%K为

标准，记为$(-%，分析精度优于L)"$M。$(-%#$%由

()8>5%7$(-%石英&$(-%#$%计算得出，()8>5%采用8"8-

N(),／$$’$"9)（!>2OP45?P2>B，(9:$）；式中$ 为

所测矿物中I和!型包裹体均一温度的算术平均

值；分析氢同位素时，石英包裹体样品在装有碳的陶

瓷管里爆裂，释放出#$%、#$等含#气体，#$%及其

他可能存在的有机物在高温下与碳发生还原反应，

将含#气体还原成#$，#$在高纯氦气流的带动下

进入 HIJ$+8质 谱 仪 进 行 分 析。测 量 结 果 以 Q&GH%K 为 标 准，记 为$0Q&GH%K，分 析 精 度 优 于L(M；分析硫同位素时，将硫化物单矿物和氧化亚铜

按一定比例研磨至$))目左右，并混合均匀，在真空

达$")N()’$R2，9-)*条件下进行氧化反应，生成

G%$气体。在真空条件下，用冷冻法进行收集，并用

HIJ$+8气体同位素质谱仪分析硫同位素组成。测

量结果以!0J为标准，记为$8/G，分析精度优于

L)"$M。分析结果分别列于表8与表/。

!#$ 氢、氧同位素研究

#号蚀变带和"号矿体中的石英具有非常接近

的$0#$%值，变化于’,+"-M!’:/"+M，$(-%石英 值

范围也较窄，变化于()"9M!(("-M之间，计算得到

包裹体$(-%#$%变化于/"8M!+"$M（表8）。毛景文

等（$))$）测试了大庄子金矿床成矿晚期方解石的

氢、氧同位素组成（表8），认为成矿流体为岩浆水和

大气降水的混合。在$0&$(-%图解上（图9），本文样

品投点位置紧邻原生岩浆水的左侧，离变质水较远，

而毛景文等（$))$）的数据点投在更加靠近大气降水

线的位置，呈现向大气降水演化的趋势，这指示大庄

子金矿成矿流体在成矿期主要为岩浆水，演化到成

矿后期有越来越多的大气降水参与进来。

!B! 硫同位素研究

大庄子金矿$8/G组成介于:"9!(("8M，其中

方铅矿$8/GQ&!0J为:"9M!-"$M，黄铁矿$8/GQ&!0J为-"+M!(("8M。可以看出，方铅矿$8/G较黄铁

矿低，这符合8/G在不同硫化物中的富集顺序（郑永

飞等，$)))）；不同阶段黄铁矿$8/G也有些区别，表

现为成矿期比成矿前低。在自然界中，当硫处于热

力学平衡分馏作用下8/G倾向于赋存在含高价硫的

化合物。范宏瑞等（(99/）认为热液中沉淀出的硫化

物中硫同位素组成取决于热液中G$’／G%$’/ 比值和

当时热液所处环境的氧逸度。当热液经历从还原环

境 到氧化环境的变化时，热液中G$’／G%$’/ 随之降

8-,第8)卷 第/期 刘 玄等：胶东大庄子金矿成矿流体及稳定同位素研究

表! 胶东大庄子金矿氢、氧同位素组成

"#$%&! ’()*+,&-#-)+.(,&-/0+1+2&)#1#+314&5#647#-,6/,+%))&2+0/1，8/#+)+-,2&-/-07%#样品名称 成矿阶段 测试矿物 !!"#矿物／$ 温度／% !!"#&’#

／$ !(&’#／$ 来源

)"(*)+ ",# 石英 !!-" ’.) +-’ /0!-.)"(*)1 ",# 石英 !!-1 ’.) +-) /1+-")"(*’) ",# 石英 !!-. ’.) .-" /0.-+

)"(*)!2!’2! ",# 石英 !!-’ ’.) .-1 /0.-+)"(*!0 ",# 石英 !)-3 ’.) .-4 /1+(’’24 $ 方解石 !!-3 !04 /’-’ /1’(’’2. $ 方解石 !)-3 !04 /4-) /0)(’’2+ $ 方解石 0-0 !04 /1-+ /+0(’’21 $ 方解石 1-0 !04 /0-. /0’

本文

毛景文等，’))’

表9 胶东大庄子金矿床硫同位素组成

"#$%&9 :7%37*/0+1+2&;#%7&0+307%3/)&0/-14&5#647#-,6/,+%))&2+0/1，8/#+)+-,2&-/-07%#样品号 测试矿物／岩石类型 成矿阶段 !4.5627(8／$ 数据来源

)"(*!! 方铅矿／被网脉状方铅矿穿插的石英脉 # 0-3)"(*4+ 方铅矿／石英、方解石、多金属硫化物脉 # "-’)"(*)+ 黄铁矿／含多金属硫化物石英脉 # "-+)"(*4) 黄铁矿／含大量细粒黄铁矿大理岩 ",%,# 3-’)"()!2!! 黄铁矿／含少量黄铁矿绢英岩 % !!-4)"()!2!. 黄铁矿／含细粒黄铁矿绢英岩 % !)-0

本文

黄铁矿／容矿围岩荆山群 3-4&!)-0（1） 张竹如等!

黄铁矿／玲珑花岗岩 1-!)&!)-!（!’）

黄铁矿／胶东群 0-’&0-1（+）杨忠芳等!

注：!表示转引自张连昌等（’))!）；括号中的数字表示测试样品数量。

图3 胶东大庄子金矿床!(2!!"#图解

9:;-3 (:<;=<>?@!(AB=CDC!!"#:EFGB(<HGD<E;H:;?IJJBK?C:F，L:<?J?E;KBE:ECDI<

低，4.5便赋存在5#’/. 中而得不到释放，因此沉淀出

的硫化物!4.5会呈现出降低的趋势。因此，这一现

象反映了当黄铁矿结晶时热液所处的氧化还原环境

的改变，即随着热液不断地向近地表迁移，其所处环

境的氧逸度不断增高，导致成矿期析出的黄铁矿具

有相对较低的!4.5。而)"(*4)出现介于成矿期和

成矿前的!4.5可能是由于样品不纯造成的结果。

结合胶东地区基底变质岩、火成岩和金矿的硫

同位素组成的资料可以看出，大庄子金矿!4.5组成

（"M+$&!!M4$）远高于胶东群变质岩和花岗岩，而

与其容矿围岩荆山群变质岩非常接近，表明大庄子

金矿成矿流体中的硫主要来自荆山群变质岩，这一

结论与前人工作一致（张连昌等，’))’N；连国建等，

’))4；宋玉财等，’)).）。

. 讨 论

9-< 流体包裹体成因和成矿流体性质

大庄子金矿床%号矿体中的乳白色石英脉为成

矿前脉体，代表成脉流体的原生包裹体已遭到构造

活动的改造和破坏，本次工作未找到适合测试的原

生包裹体，因此未能获得成矿前流体性质的信息。

通过详细的观察发现，代表主成矿期（第#阶段）的

石英多金属脉呈细（网）脉状胶结早期的乳白色石英

角砾，并沿早期的石英愈合裂隙封存了此阶段的流

体，另外，沿早期石英愈合裂隙也捕获了成矿后流

."1 矿 床 地 质 ’)!!年

体，因此早期乳白色石英中的次生包裹体代表了主

成矿期（第!阶段）和成矿后（第"阶段）流体。

热液金属矿床中富!"#包裹体的存在指示流体

可能发生过相分离或沸腾作用（$%&’()*，#++,），而

若同时存在!"#密度相差很大，且均一温度近似的

两组包裹体，则其所代表的流体一定发生过相分离

作用（卢焕章等，#++-）。通常可以通过均一温度和

均一压力来判断包裹体是否属于不混溶流体包裹体

组合。大庄子金矿床石英脉中发育富!"#包裹体、

纯!"#包裹体和富.#"包裹体，它们代表了成矿期

流体。富!"#包裹体和富.#"包裹体均一温度非

常接近，并且在镜下常可观察到这两种类型的包裹

体密切共生，表明大庄子金矿成矿热液为共存的

!"#/.#"不混溶体系，它们是发生相分离作用后通

过不均一捕获形成的，分别代表共存的两个端员组

分，即富!"#贫.#"相和富.#"贫!"#相。刘斌

等（,000）描述了.#"/!"#体系不混溶流体六种组

合类型并解释了它们的形成原因，认为若流体由于

不混溶形成两相，此时被捕获的包裹体由于形成的

温度和压力较高，捕获的单相.#"中溶解了较多的

!"#成分，捕获的单相!"#中溶解了较多的.#"成

分，当温度下降至室温时，包裹体内的两种成分相互

分离，形成单独相，通过这种方式可以同时捕获富

!"#贫.#"和富.#"贫!"#两类包裹体，即1、!组合类型。2型包裹体为纯!"#包裹体，它们在样

品中发育程度不高，只发现了少量此类包裹体，可能

代表样品局部位置发生的不混溶程度很高。对于不

混溶体系，包裹体的均一温度等于捕获温度，不需要

进行压力校正，计算获得的压力可以代表包裹体的

捕获压力（刘斌等，,000；3%45%)6()，#++,）。根据1型和!型包裹体测温数据，富!"#相温度为#7+8左右，压 力 为09#,0+:;&，盐 度 !（<&!4=>）为

?@7A，密度为+@7,B／C’D；而富.#"相温度为#-+8左右，盐度!（<&!4=>）为E@7A，密度为+@0#B／C’D。

激光拉曼光谱结果（图7）也表明，成矿流体中挥发份

主要为!"#和.#"。综上所述，大庄子金矿床成矿

期流体为中温（#-+##7+8）、低盐度〔!（<&!4=>）EA#7A〕的 .#"/!"#/<&!4不 混 溶 体 系。范 宏 瑞 等

（#++9）详细总结了胶东“石英脉型”（包括玲珑、邓格

庄和乳山金矿）和“蚀变岩型”金矿床（包括三山岛、

大尹格庄、大柳行金矿）的流体性质，发现这些金矿

主成矿期流体为低盐度的!"#/.#"F!.-体系，成

矿温度为,E+#DD98，成矿压力为E+##9+:;&。

对比来看，大庄子金矿主成矿期流体具有与胶东其

他矿床类似的流体组成（唯一不同的是大庄子金矿

未发现!.-）和流体包裹体捕获温度，这表明大庄子

金矿的成矿流体与胶东地区其他金矿具有相似的性

质。而大庄子金矿含矿石英脉被碎裂成角砾状指示

为张性应力环境，因此成矿流体在灌入后由于压力

突然释放发生相分离作用而呈不混溶状态。同样的

现象在胶东其他金矿床的含矿石英脉内也有发现

（乳山、邓格庄、三甲，胡芳芳等，#++9；#++E；#++7），

这表明流体相分离作用对于胶东金矿脉状矿化起了

重要作用。

!"# 成矿流体来源

对于大庄子金矿成矿流体来源，前人主要利用

氢、氧同位素进行判别，但是对于类似的测试结果，

研究者们却得出了大体一致却又有不同的认识。一

致之处在于他们都认为大庄子金矿成矿流体为混合

水，不同之处在于混合端员成分。张连昌等（#++#G）

以及连国建（#++D）测试得到大庄子金矿床石英流体

包裹 体$,7".#"为#@DH#9@DH，$$.#"变 化 于

I-EA#IE#H，在$$/$,7"图解上投点在岩浆水、

变质水和大气降水的混合区域，据此他们认为大庄

子金矿床成矿流体为上述三者的混合。而毛景文等

（#++#；#++9）以及:&(等（#++7）测得大庄子金矿晚

期碳 酸 盐 脉 中 的 方 解 石 $,7".#"为 I#@#H #

IE@-H，$$.#"变化于I90H#IE?H，认为这一范

围基本属于岩浆水范畴，混入了一定的大气降水，但

没有变质水。本文测得大庄子金矿床$,7"石英值

变化于,+@0H#,,@7H之间，计算得到的包裹体

$,7".#"变化于-@DH#9@#H，石英包裹体中$$.#"变化于I?9H#IE-@9H，这与前人结果基本一致。

在$$J$,7"图解上，样品投点范围紧邻岩浆水的左

侧，位于混合区域内。但是笔者注意到矿床围岩（荆

山群变质岩）在新元古代（王沛成，,009）经历了中I高角闪岩相，甚至麻粒岩相的区域变质作用，而成矿

作用发生在早白垩世（,,E@-:&，石英1K/1K法，张

连昌等，#++#&），中间有十几亿年的间隔，变质水应

该无法被保存至中生代参与成矿。因此，我们认为

大庄子金矿成矿流体应该是以岩浆水为主，没有变

质水。结合毛景文等（#++#）的结果发现，在$$/$,7"图解上明显具有向大气降水线靠近的趋势，因此推

测成矿后期大气降水参与了进来。

97?第D+卷 第-期 刘 玄等：胶东大庄子金矿成矿流体及稳定同位素研究

值的思考的是，矿区内除少量基性脉岩外并没

有发现中生代岩浆岩，那么岩浆水从何而来呢？郭

百创等（!""!）提出了深源富水、碱质和硅质的岩汁

交代矿源层（即荆山群地层）的成矿模型。他们所提

到的深源岩汁应该类似于岩浆水，但是他们在文中

没有解释流体的来源。胶东金矿床内普遍发育一定

数量的基性脉岩，因此不能忽视它们跟成矿作用的

关系。毛景文等（!""!；!""#）和$%&等（!""’）认为，

胶东金矿在成矿时代上与基性脉岩侵位时代非常接

近，且二者都具有富()!流体和伴随以钾质交代为

特征的蚀变作用，因此认为二者具有同源性。而且

他们从区域上将金矿化、基性岩墙侵位联系起来，认

为胶东所有金矿为同一成矿系统。同样，范宏瑞等

（!""#）认为，胶东金矿成矿流体中的岩浆水可能来

源于与金矿床伴生的基性幔源岩浆脱水作用。因

此，根据本次研究结果并结合前人关于胶东金矿成

矿流体的认识，笔者认为大庄子金矿成矿流体以岩

浆水为主，后期混入了少量的大气降水，岩浆水主要

来源于幔源岩浆的去气作用。

!*" 矿化机制

流体包裹体、稳定同位素、成矿年代学（张连昌

等，!""!%）等研究表明大庄子金矿床与胶东地区其

他金矿具有相同的成矿动力学背景，即中生代构造

体制转折作用下形成的，它们属于同一成矿体系。

氢、氧同位素证据及前人的研究工作（张连昌

等，!""!+；连国建，!"",；毛景文等，!""!；!""#；$%&-.%/*，!""’）表明，大庄子金矿成矿流体来自矿区发

育的基性脉岩源区幔源岩浆去气作用产生的岩浆

水，并在成矿后期混入了少量大气降水。硫同位素

研究表明成矿热液中的硫主要来自围岩荆山群变质

岩。对大庄子金矿成矿物质来源问题，前人的工作

（朱大岗等，0111；连国建，!"",；宋玉财等，!""2）认

为，成矿物质具有多源性，部分来自荆山群地层，部

分来自下地壳或深源物质。因此可以推测，幔源岩

浆对成矿也具有一定贡献。结合各个方面的资料，

笔者认为在中生代构造体制转折的动力学背景下，

岩石圈减薄诱发软流圈上涌，引发大规模基性岩浆

活动，基性岩浆分异出富()!的热液流体携带着成

矿物质沿先存构造薄弱带（剪切带）上升、迁移，并在

上升过程中与荆山群变质岩发生水3岩反应，萃取其

中的矿化剂（硫等）和成矿物质，使得热液中的成矿

元素得到进一步富集，形成成矿热液。当流体迁移

至主构造带时，在压性应力环境下成矿热液与大理

岩发生水3岩反应，形成硅化蚀变，并伴随少量矿化；

而当热液迁入主构造带下盘张性裂隙中，随着热液

温度的逐渐降低（可能发生过相分离作用），热液中

的硅质沉淀下来，形成早期的乳白色石英脉及少量

自形黄铁矿，由于硫化物没有大量沉淀所以金保存

在残余热液中。随着构造带再次活动及温度进一步

降低，残余贫硅、富成矿物质的流体（可能还有新的

热液脉动）经历压力的突然释放，达到()!34!)两

相不混溶区的物理条件，使得()!从成矿热液中分

离出来，而无法对热液的54进行缓冲（678//859-.%/*，!""2），导致热液54环境发生变化，大量4:;

变成4!:而脱离成矿热液，热液中的金硫络合物发

生分解，形成大量硫化物，同时金发生沉淀，构成矿

区主要矿化事件。主成矿期后，大气降水加入，此时

热液中的成矿物质已大部分发生沉淀，无法形成工

业品位的金矿化。

# 结 论

（0）大庄子金矿床主成矿期捕获富()! 包裹

体、纯()!包裹体、4!)3()!包裹体，成矿晚期发育

4!)溶 液 包 裹 体；主 成 矿 流 体 属 于 中 温、低 盐 度

4!)3()!3<%(/体系，流体经历了相分离作用；

（!）成矿流体氢、氧同位素特征表明，主成矿期

流体主要来自于基性岩浆去气形成的岩浆水，成矿

后混入了一定量的大气降水。硫同位素研究表明，

成矿流体中硫主要来自于荆山群变质岩；

（,）大庄子金矿床在赋矿围岩、矿化特征、控矿

构造性质等方面与胶东地区石英脉型和蚀变岩型金

矿床有一定区别，但是它们的成矿流体具有相似的

性质和相同的来源，暗示大庄子金矿床与胶东地区

其他矿床可能具有类似的成因机制。

志 谢 野外工作得到了山东黄金集团大庄子

（鑫汇）金矿地质科孙伟业工程师的大力协助，姜晓

辉、汪再聪提供了有益的讨论和建议，匿名审稿人提

出了宝贵修改意见，在此一并表示真挚感谢！

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N’N 矿 床 地 质 !"00年

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5ZJ第FG卷 第T期 刘 玄等：胶东大庄子金矿成矿流体及稳定同位素研究

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盆地北缘金矿/0(/0法和8.(60等时线年龄与成矿时代［!］"中

国科学（2辑），&#（-）：’#’(’&"张连昌，沈远超，邹为雷，李厚民"#**#."大庄子金矿成矿作用地质

地球化学特征及成因［!］"地质与资源，$$（$）：$,(#+"郑永飞，陈江峰"#***"稳定同位素地球化学［3］"北京：科学出版

社"$(&$#"周国发"#**,"大庄子金矿控矿构造(流体(成矿作用研究（硕士论文）

［2］"导师：邓军，吕古贤"北京：中国地质大学（北京）"$()-"朱大岗，吕古贤，邓 军，鲁安怀"$---"胶东大庄子金矿地质特征与

成因探讨［!］"贵金属地质，)（#）：)$())"邹为雷，沈远超，张连昌，李厚民，荆林海"#**$"平度市大庄子金矿

床控矿构造特征及金矿赋存规律初步探讨［!］"地质与勘探，&’（$）：++(%*"

邹为雷，李光明，张连昌"#*$*"胶东大庄子构造角砾岩型金矿床地

质地球化学特征及成矿流体来源探讨［!］"矿床地质，#-（&）：

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-),第&*卷 第+期 刘 玄等：胶东大庄子金矿成矿流体及稳定同位素研究