冀东地区位于华北克拉通北缘,华北地台燕山台褶带东部,是古亚洲洋和滨太平洋两大构造域叠加复合部位。该区在古元古代吕梁运动形成结晶基底后,经历了中元古代至晚古生代长期的稳定盖层沉积,中生代以来重新活化,构造变形剧烈,地层褶皱严重,断裂构造发育并经历了广泛的岩浆活动和成矿作用,是华北克拉通北缘重要的成矿带。我们对研究区内早侏罗世深成和超浅成花岗质侵入体开展了矿物和岩石地球化学、锆石U-Pb年龄和Hf同位素特征研究,厘定蛇盘兔正长花岗岩和建昌营流纹斑岩锆石U-Pb年龄分别为199.6±1.5 Ma和192.5±0.9 Ma,属早侏罗世。蛇盘兔正长花岗岩内斜长石地球化学特征指示斜长石属于钠长石-更长石,花岗岩形成过程中可能受到偏基性岩浆的影响,发生过岩浆混合作用;黑云母地球化学特征指示黑云母属于镁质黑云母,具有壳幔混源的特征,黑云母和锆石地球化学特征均指示岩体具有较高的氧逸度。建昌营流纹斑岩内长石斑晶地球化学特征指示斜长石属于钠长石,碱性长石属于正长石,形成过程中可能受到偏基性岩浆的影响,发生过岩浆混合作用,锆石微量元素特征指示岩体具有较高的氧逸度。全岩地球化学和Hf同位素特征表明蛇盘兔正长花岗岩和建昌营流纹斑岩二者均属于高分异I型花岗岩,源区均为下地壳变质玄武岩的部分熔融,岩浆演化过程中经历了一定程度的分离结晶作用,形成过程中有少量幔源物质的加入,后者在岩浆上升侵位过程中发生了某种程度的围岩同化混染作用;岩浆活动发生在早侏罗世与华北克拉通和西伯利亚克拉通碰撞拼合事件密切相关的后碰撞的伸展背景。对研究区内典型矿床长城金矿进行研究,总结了长城金矿的矿化富集规律,尤其是构造控矿规律,获得了系统的长城金矿流体包裹体相态、温压等参数,石英原位成分、C-O-S-Pb同位素资料,通过电子探针和扫描电镜,精细刻画了金等成矿元素的行为和赋存状态。研究表明长城金矿成矿流体I阶段均一温度为205~259℃,流体以岩浆水为主,可能混有少量的层间水,矿床发生去碳酸盐化、硅化和重晶石化,流体呈酸性和较高氧逸度,硫可能以硫酸盐的形式存在,不利于硫化物的结晶,到I阶段的晚期,随着流体温度和氧逸度的降低,有少量自形星点状-浸染状黄铁矿沉淀,伴随着少量金的沉淀;Ⅱ阶段:均一温度为140~190℃,为金的主要成矿阶段,由于大量层间水和大气降水的加入,流体温度和盐度降低,流体由酸性逐渐变为中性、还原性和弱碱性,发生强烈的碳酸盐化(主要是白云石化),此时浸染状-细脉浸染状黄铁矿及其他金属硫化物大量沉淀,伴随金的沉淀;Ⅲ阶段:为碳酸盐阶段,随着大气水的不断加入,成矿流体从岩浆水为主变成以层间水和大气降水为主,均一温度为122~135℃,随着成矿过程的进行,流体逐渐变为弱氧化-弱碱性流体,碳酸盐化(主要是方解石化)发育,有少量星点状黄铁矿沉积,基本没有金矿的沉淀,热液成矿期基本结束。查明金的赋存状态为显微-超显微包裹金和晶格金产出,并具有Au、As、Sb、Tl的元素共生组合。揭示成矿流体为岩浆流体和层间水的混合水,晚期有大气降水加入,成矿物质主要来源于幔源岩浆,碳酸盐岩地层对成矿具有明显的层控性,与卡林型金矿特征相似。首次在冀东中晚元古界碳酸盐岩地层中发现了一例矽卡岩型金矿马头牛金-多金属矿(点),获得了系统的流体包裹体相态、温压等参数,石英原位成分、C-O-S-Pb同位素资料,探讨了流体演化和矿质沉淀机制。通过电子探针和扫描电镜,精细刻画了金的赋存状态。研究表明成矿流体起源于岩浆房出溶的中等盐度(6~8 wt.%Na Cl eqv)超临界流体,在向上运移的过程中碳酸盐岩围岩发生反应。早期矽卡岩阶段:石榴石中部分包裹体均一温度大于550℃,盐度为15.7~19.3 wt.%Na Cl eqv,辉石中包裹体均一温度为314~439℃,盐度为7.3~16.1 wt.%Na Cl eqv,成矿流体具有高温,中高盐度的特征,具有岩浆热液的特征。此阶段包裹体类型仅发育WL型包裹体,表明流体没有发生明显的减压作用,没有沸腾现象出现。成矿流体的氧逸度较高,硫可能以硫酸盐的形式存在,不利于硫化物沉淀。晚期矽卡岩阶段:绿帘石中包裹体的均一温度为337~354℃,盐度为11.7~13.0 wt.%Na Cl eqv,沉淀大量磁铁矿等氧化物,并交代早期的矽卡岩矿物,磁铁矿的结晶导致流体的氧逸度下降,流体从偏氧化环境逐渐转为偏还原的环境,硫酸盐中S⁶⁺被逐渐还原为S^2-;氧化物阶段:温度和盐度进一步下降,流体氧逸度进一步降低;早期硫化物阶段,石英中发育WL、WV、S、V、L型包裹体,S型包裹体和WL、WV型包裹体在同一阶段共存,流体发生了沸腾作用,挥发分从成矿流体中溢出,金络合物稳定性降低,[Au(HS)₂]^-络合物的稳定性遭到破坏,Au卸载随黄铁矿等的结晶而沉淀。此阶段成矿流体仍以岩浆流体为主,但是有大气降水的持续加入,导致温度和盐度的不断降低;在晚期硫化物阶段,成矿物质已基本沉淀,成矿作用逐渐减弱,成矿流体温度和盐度降至174~274℃和2.6~7.2 wt.%Na Cl eqv,该阶段成矿流体应以大气水为主。流体沸腾和温度降低是马头牛金-多金属矿(点)矿质富集沉淀的主要机制,流体混合和水岩反应也对矿质富集沉淀有一定影响。黄铁矿是最主要的载金矿物,金主要以纳米级裂隙金和包体金形式存在于金属硫化物中,成矿物质来源于深源岩浆。通过研究确定了与长城金矿床和马头牛金-多金属矿(点)成矿有关的侵入岩,对成矿有关的侵入岩进行了矿物和岩石地球化学、锆石U-Pb年龄、Hf-Sr-Nd-Pb同位素研究。对于马头牛金-多金属矿(点),厘定与成矿有关的闪长玢岩锆石U-Pb年龄为146.7±1.1 Ma,岩浆具有高湿度(H₂Omelt为5.4%和6.0%之间)和氧逸度(ΔNNO+1.0~ΔNNO+1.3,logf O₂=-12.2~-12.0),角闪石开始结晶时闪长玢岩母岩浆侵位深度约3.8 km,岩石来源于镁铁质下地壳的部分熔融,形成过程中有少量幔源物质的加入。成岩成矿发生在古太平洋板块高角度俯冲和回转导致的华北克拉通北缘构造体系由挤压到伸展的时期。对于长城金矿,厘定成矿前煌斑岩锆石U-Pb年龄为138.5±5.8 Ma,与成矿有关的辉石闪长玢岩锆石U-Pb年龄为124.1±3.5 Ma;岩浆均来源于受俯冲流体交代的富集型地幔楔的部分熔融,岩浆在上升侵位过程中基本没有发生明显的地壳物质混染。从煌斑岩侵位开始,区内已经进入到俯冲板片回转引发的强烈伸展时期,持续的伸展导致与成矿有关的辉石闪长玢岩的侵位,幔源岩浆为金成矿提供热动力、流体和主要成矿物质。初步总结了区域成矿规律,开展了成矿预测。冀东中晚元古界碳酸盐岩分布区矽卡岩型金矿形成于晚侏罗世末期,闪长岩类中性侵入岩小岩体(含脉岩)与碳酸盐岩地层接触带是该类金矿主攻的目标地质体。区内卡林型金矿形成于早白垩世早期,成矿有利部位为冷口断裂带等深大断裂附近+中晚元古界不纯的碳酸盐岩分布区+层间破碎带和陡倾的断裂构造发育地段+辉石闪长玢岩脉、煌斑岩脉发育地段。通过综合找矿信息提取,圈定了多处找矿靶区。