华北克拉通周缘在早白垩世发生了大规模金成矿作用，其中仅胶东金矿集区就已探明5000吨黄金储量。巨量金的来源及其具体成矿过程长期以来备受国内外学者的广泛关注 [1]。理论上讲，胶东金矿不能由造山型金矿床成矿模型解释，因为华北克拉通的高级变质作用发生在前寒武纪（1.9-1.8 Ga），远早于早白垩世的金成矿作用（120±5 Ma）；而且早期的高级变质作用（达角闪岩到麻粒岩相）已使地壳极度亏损金和迁移金的流体，不利于后期的大规模成矿 [2, 3]。

然而，仍有不少观点认为前寒武变质基底可能是胶东金矿的主要金来源。从上世纪80-90年代以来，发表的数据整体显示胶东地壳基底岩石金含量比较高，甚至局部高达几十个ppb（图1）；和金成矿密切相关的硫和铅的同位素指示，地壳物质可能参与了金成矿作用。最近陈玉民等（2019）对胶东钻孔中获得的变质基底样品进行了大量测试，Au含量平均仅0.8 ppb。这些低含量的样品被认为是原先富集金的变质基底被热液抽取用于成矿后造成的 [4]。因此不管金含量高还是低，变质基底都可以被解释为向胶东金成矿贡献了金属。显然，这些结论与金在高级变质作用中的地球化学行为相矛盾。如果基底在高级变质后仍然可以为成矿提供金的认识被证实，有可能颠覆传统高级变质地壳不能形成巨型金矿的认识，将对造山型金矿模型进行重要补充。

图1 已发表的胶北前寒武变质地壳基底金含量数据(a)与本研究的数据(b)。(a)中Date sources 1-7来自1980-1990的研究，8来自[4]。成矿热液会显著造成基底金含量的富集。

针对这一问题，中国地质大学（武汉）壳幔交换动力学科研团队汪在聪教授和中科院地质与地球物理研究所的郭敬辉以及刘艳红团队合作，对胶东前寒武变质基底样品进行了系统的高精度金及其它金属元素含量的测试。该工作中采用了两种独立的低本底金含量测试方法 [5, 6]。分析的样品选自于变质岩露头（n=30）以及被成矿前郭家岭岩体（130Ma）包裹的基底捕虏体（n=10， 图2）。胶东地表经历了大规模的金成矿热液活动，可能会使受影响的基底岩石极度富集金（图1，陈玉民等2019）。因此，采集的新鲜露头样品远离矿区和断裂带，尽可能减少后期成矿热液叠加的影响。露头样品覆盖了胶北地区太古代和古元古代的各类变质基底样品（图3）。更重要的是，成矿前郭家玲岩体中的基底捕虏体不参与120 Ma的金成矿，也不受后期成矿热液的蚀变影响，可以真实反映地壳基底在成矿前的金含量。结果表明，尽管有硫化物零星分布，地表露头的太古代和古元古代变质基底均含有极低的金含量（分别为0.20 ± 0.18 ppb和 0.47 ± 0.29 ppb）；郭家玲岩体中的基底捕虏体金含量为0.18 ± 0.15 ppb（图4-5）。此外，我们也分析了S和部分样品的Cu和Ag含量，这些结果都与变质作用脱金等金属的变质脱挥发份模型相符合 [3, 7]。因此在1.9-1.8 Ga经历了高级变质作用后，胶东前寒武地壳变质基底强烈亏损金，前寒武变质基底很难作为胶东金矿的主要金来源；金可能来自其他源区，例如交代岩石圈地幔。

图2 郭家玲岩体中的基底捕虏体（a,b）以及胶北前寒武变质基底样品(c,d)野外特征。变质基底中分布有不均一的硫化物（e,f）。

图3 前寒武基底变质岩样品的MgO-SiO₂含量。

图4 前寒武基底变质岩样品的Au-S-Cu-Ag含量。

图5 前寒武基底变质岩样品的Au-S-Cu-Ag相关性。

上述成果得益于中国科学家对华北克拉通演化和金矿床长期深入的研究，受“国家重点研发计划‘深地资源勘查开采’重点专项(2016YFC0600103)”资助，发表在《Precambrian Research》[8]。

文章信息：Wang, Z.*, Z. Xu, H. Cheng, Y. Zou, J. Guo, Y. Liu, J. Yang, K. Zong, L. Xiong, and Z. Hu, Precambrian metamorphic crustal basement cannot provide much gold to form giant gold deposits in the Jiaodong Peninsula, China. Precambrian Research, 2021. 354: p. 106045. https://doi.org/10.1016/j.precamres.2020.106045

主要参考文献：

1. Zhu, R., H. Fan, J. Li, Q. Meng, S. Li, and Q. Zeng, Decratonic gold deposits. Science China Earth Sciences, 2015. 58(9): p. 1523-1537.

2. Goldfarb, R.J. and M. Santosh, The dilemma of the Jiaodong gold deposits: Are they unique? Geoscience Frontiers, 2014. 5(2): p. 139-153.

3. Goldfarb, R.J. and D.I. Groves, Orogenic gold: Common or evolving fluid and metal sources through time. Lithos, 2015. 233: p. 2-26.

4. 陈玉民, 曾庆栋, 孙之夫, 王昭坤, 范宏瑞, 肖风利, and 褚少雄, 胶东金地球化学背景研究. 黄金科学技术, 2019. 27(06): p. 791-801.

5. Cheng, H., Z. Wang, K. Chen, K. Zong, Z. Zou, T. He, Z. Hu, M. Fischer-Gödde, and Y. Liu, High-precision Determination of Gold Mass Fractions in Geological Reference Materials by Internal Standardisation. Geostandards and Geoanalytical Research, 2019. 43(4): p. 663-680.

6. Liu, Y., Z. Wang, D. Xue, Y. Yang, W. Li, H. Cheng, C. Patten, and B. Wan, An Improved Analytical Protocol for the Determination of Sub-nanogram Gold in 1–2 g Rock Samples Using GFAAS After Polyurethane Foam Pretreatment. Atomic Spectroscopy, 2020. 41(3): p. 132-140.

7. Patten, C.G.C., I.K. Pitcairn, F. Molnár, J. Kolb, G. Beaudoin, C. Guilmette, and A. Peillod, Gold mobilization during metamorphic devolatilization of Archean and Paleoproterozoic metavolcanic rocks. Geology, 2020. 48(11): p. 1110-1114.

8. Wang, Z.*, Z. Xu, H. Cheng, Y. Zou, J. Guo, Y. Liu, J. Yang, K. Zong, L. Xiong, and Z. Hu, Precambrian metamorphic crustal basement cannot provide much gold to form giant gold deposits in the Jiaodong Peninsula, China. Precambrian Research, 2021. 354: p. 106045.