“多层圈相互作用与多因耦合是胶东成矿主导机理,‘胶东型’成矿模型区别于已有金矿模型。”8月28日,中国科学院院士邓军在2023国际黄金产业发展大会上作主旨发言时说。
据邓军介绍,全球巨型金矿床成因是研究焦点,目前全球已建立造山型、岩浆热液型和表生型主要矿床模型。中国金矿床大多形成于增生、碰撞和陆内造山构造背景,其中胶东成矿强度世界罕见,难以被经典理论解释。
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“胶东不足1万平方公里内探明金储量超5000吨,是全球唯一已知前寒武变质基底内中生代巨型金成矿省,经历大陆碰撞、大洋俯冲等多重构造演化,为陆内成矿环境,不属俯冲构造的沟-弧-盆体系。”邓军说。
邓军指出,胶东型金矿的金主要来源于下地壳。同位素填图显示胶东以古老地壳为主,而贫矿的鲁西地区以新生地壳为主;同时,金矿集中于古老地壳改造区,即胶东群等基底岩石被部分熔融改造的区域,下地壳包体含金高于地幔和上地壳,反映下地壳经历金再富集。
“差异构造演化和不同地幔源区交代导致金资源禀赋差异。”邓军说,“因此,胶北地体(华北板块)的黄金资源量超过4500吨,苏鲁地体(华南板块)的黄金资源量只有500吨。”
邓军表示,胶东型金矿特征与标识主要有7个。一是赋存于古老变质基底内岩石圈尺度断裂旁侧。二是区域岩石圈地幔被俯冲洋片/陆壳交代。三是金矿床(体)与基性脉岩紧密时空伴生。四是构造控制的浸染状和脉状石英硫化物矿石。五是成矿流体具有中低温、低盐度和富二氧化碳特征。六是成矿期无变质流体、成矿前花岗岩基侵位。七是同位素地化特征指示流体源区为富集地幔。
“胶东金矿成因模型具有普适性。”邓军认为,全球部分造山型金矿成因难以用地壳成因模型解释,胶东金矿成因模型强调壳幔相互作用及其成矿效应,完善了金矿分类体系和成因理论。
为此,邓军提出了“四步式”勘查指导海域和深边部找矿突破。要通过理论模型指导勘查,然后逐步缩小预测靶区。
第一步是基于胶东型理论模型,确立“拆离断裂系与基底活化带复合控矿”勘查思路。
第二步是构造-岩相填图和高磁测量,探查拆离断裂与基底活化带交汇处,选定远景区。
第三步是蚀变-流体填图和电法测量,查明含金流体活动中心,圈定有利地段。
第四步是实施蚀变矿物和构造地球化学测量,分析富矿体优选赋存部位,定位预测靶区。
根据胶西北区深部-中东区浅部-南区浅覆盖下部的成矿主控因素,该地区勘查攻关方向确定为西北区深部矿广体延伸、中东区浅部矿体展布、南区盆山过渡浅覆盖。邓军表示,在胶西北区深部,三山岛金矿的探矿突破拓展了对深部成矿潜力的认识,产学研单位共同努力与合作,推动了胶西北地区2000米以深的系列勘查和找矿工作,近十年在深部勘查过程中取得了系列的找矿突破;在三山岛金矿带海水覆盖区,靶区经勘查部门工程验证,在海域和深部探获多层厚大富矿体,新增储量达到超大型矿床规模;在西北区招平断裂带深部,经矿业权人和勘查部门工程验证,新增资源量达到大型规模,获中国地质学会地质找矿重大成果。
邓军指出,胶东金矿形成于大陆内部多重构造复合域和构造体制时空转换带中,软流圈上涌-富集地幔熔融-地壳金属活化多层圈作用形成富金流体,流体沿贯通地壳断裂系输运并于韧-脆性转换断裂沉淀形成矿体。