焦家金矿是胶东蚀变岩型金矿的典型代表,金储量超过200t.矿体受焦家主干断裂控制,呈脉状产出,发育钾化、绢英岩化、硅化和碳酸盐化等蚀变,矿石中主要载金矿物为黄铁矿.热液成矿期主要可分为四个阶段:黄铁矿-石英阶段(i)、金-石英-黄铁矿阶段(ii)、金-石英-多金属硫化物阶段(iii)和石英-碳酸盐阶段(iv).本文选取焦家金矿床深部1号主矿体为研究对象,采集了不同标高(-600～-1100m)的钻孔岩心样品,分析了黄铁矿的微量元素和S-He-Ar同位素组成,以此讨论成矿流体的组成、性质及来源.研究发现:焦家深部1号矿体黄铁矿呈浅黄色,强金属光泽,自形-半自形粒状结构,粒度50～1000μm,呈浸染状-细脉状分布于黄铁绢英岩化碎裂岩中,为第ii成矿阶段的产物.黄铁矿的稀土元素含量较低,∑REE为3.27×10-6 ～38.5×10-6,富集轻稀土元素,δCe值为0.81 ～1.05,δEu值为0.67 ～1.43,Th/La、Nb/La比值均小于1,指示成矿流体为富C1的还原性流体.Co/Ni比值介于0.54～1.57之间,平均值为0.99,与变质流体相近;Y/Ho比值在21.9～35.5之间,与地幔值(25～30)和中国东部大陆地壳值(20 ～35)接近,指示成矿流体与壳-幔相互作用有关.Y/Ho值、Zr/Hf值和Nb/Ta值变化范围较大,表明成矿热液体系发生了交代作用或有外来热液加入.与大陆地壳相比,黄铁矿富集Cu、Pb、Zn、Cd、Co、Ni等亲硫、铁族元素,亏损高场强元素.焦家深部金矿床黄铁矿的δ4S值介于7.5‰～9.8‰之间,平均值为8.7％,低于浅部矿床δ34S值,呈现出由浅到深δ34S值逐渐降低的特点.胶东金矿硫同位素组成整体一致,绝大多数矿床δ34S值均为正值,变化范围主要集中在6‰～ 12‰,其来源与古老的变质基底岩系、中生代花岗岩以及幔源流体具有继承演化关系.δ34S值整体呈现出:石英脉型＜硫化物石英脉型＜蚀变岩型的变化规律,说明矿化类型的差异是造成硫同位素组成差别的最主要因素.黄铁矿的3He/4He值为1.6±0.1Ra～ 1.8±0.1Ra,40Ar/36Ar值为750～3106,均显示混合来源特征.幔源He所占比例为20％ ～22％,表明幔源流体可能参与了成矿过程.焦家金矿成矿与燕山晚期中国东部强烈的壳幔相互作用密切相关.
焦家金矿床 黄铁矿 氦-氩同位素 硫同位素 成矿流体 微量元素