近日，我校黄金及关键矿产成矿理论与勘查技术创新团队（简称黄金团队）在地球科学领域国际知名SCI期刊《Gondwana Research》（中科院1区TOP期刊）上发表了题为“Where does the enormous gold endowment in the Jiaodong Peninsula originate from?”的论文，揭示了胶东半岛不同地质单元中金等痕量元素的含量及变化，发现了晚中生代大范围的“贫金”花岗岩，从而对胶东金矿床巨量金的来源提出了新认识。
胶东地区已查明金资源量近6000吨，是世界第三大金矿集区，也是中国最大的金矿集区。胶东金矿找矿和成矿理论研究不断取得新突破，但对矿床成因和金的来源尚存在较大分歧。本研究通过系统测试胶东主要地质单元中痕量金及相关元素含量，揭示了不同地质单元中这些元素的含量及变化，发现了晚中生代大范围的“贫金”花岗岩，从而对胶东金矿床巨量金的来源提出了新认识。
图1 胶东地区区域地质和采样位置图
样品测试结果表明：早前寒武纪变质岩、晚中生代侵入岩和白垩纪火山岩的Au平均含量分别是0.65ppb、0.29ppb和0.28ppb；晚中生代侵入岩的Ag、Cu、Pb、Zn、As、Sb元素平均含量分别是38.4ppb、4.11ppm、28.9ppm、57.6ppm、0.83ppm和0.09ppm。对测试数据的分析发现，胶东半岛与金成矿相关地质单元中Au的含量普遍较低，低于地壳丰度值。但早前寒武纪变质岩中Au的含量是晚中生代花岗岩中的2倍以上，晚中生代花岗岩具有明显的“贫金”特征。郭家岭型花岗岩的Cu/Ag比值与Au含量之间具有弱的正相关，闪长质包体的Cu/Ag与Au含量呈较好的正相关；晚中生代花岗岩及闪长质包体的Cu/Ag与Cu含量呈正相关关系。
图2 不同经度位置Au含量分布散点图(a)和不同地质单元Au含量箱状图(b)
图3 Cu/Ag与Au和Cu的相关图
综合研究提出了胶东巨量金来源的新认识：古老变质基底在晚中生代发生大范围部分熔融，在高温和相对还原环境下，变质岩系中的Au以类似火试金的“熔炼”方式从硅酸盐熔体中分离，成为金矿床的主要来源；在其后的岩浆演化过程中通过单硫化物固溶体分离方式析出Au，为金矿床提供了部分来源。通过这两种方式分离出的Au堆晶到岩浆房底部，由此产生了“贫金”花岗岩。在早白垩世岩浆岩地球化学性质和岩石圈地幔性状发生转变过程中，大量流体和挥发分出溶/脱气，溶解/萃取了早先分离出的 Au，高氧逸度的流体将Au携带、迁移至有利的空间位置聚集、成矿。
图4 胶东金矿成因和成矿过程示意图
论文第一作者为我校黄金团队首席科学家、山海学者宋明春教授，通讯作者为李杰副教授。成果受深地国家科技重大专项(2024ZD1001900)、国家自然科学基金-山东省联合基金(U2006201)、河北省全职引进国家高层次创新型人才科研项目(2023HBQZYCSB010)、新一轮找矿突破战略行动科技支撑项目(ZKKJ202405、ZKKJ202406)、2024年度部省合作项目(2024ZRBSHZ130)等资助。”
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