膠東晚中生代花崗巖的源區性質與構造環境演化及其對金成礦的啟示

王 斌，宋明春，霍 光，周明嶺，徐忠華，蔣 雷，宋英昕，李 杰

(1.山東省深部金礦探測大數據應用開發工程實驗室，山東省地礦局 深部金礦勘查評價重點實驗室，山東省地質礦產勘查開發局 第六地質大隊，山東 威海 264209；2.山東省地質科學研究院，山東 濟南 250013；3.河北地質大學 資源學院，河北 石家莊 050031)

花崗巖作為大陸地殼的主要組成部分，其形成與殼幔相互作用和板塊構造演化密切相關，形成于不同源區和構造環境下的花崗巖，具有其特有的巖石學與地球化學特征，因此，花崗巖研究對推演大陸構造演化歷史具有重要意義(郭春麗等,2004)。膠東地區位于華北板塊與大別-蘇魯造山帶拼合位置的東北端，發育晚中生代強烈的構造-巖漿事件，巖漿巖類型多樣，是研究晚中生代區域構造活動體制轉換和克拉通破壞過程的理想之地。膠東晚中生代花崗巖類主要由玲瓏型花崗巖(164±2～140±4 Ma)、郭家嶺型花崗巖(130±3～125±2 Ma)、偉德山型花崗巖(126±3～108±2 Ma)和嶗山型花崗巖(120±2～107±2 Ma)組成(胡世玲等,1987;徐洪林等,1997;關康等,1998;苗來成等,1998;Wangetal.,1998;Zhaoetal.,1998;Zhangetal.,2003a,2003c;周建波等,2003;Huetal.,2004;郭敬輝等,2005;李俊建等,2005;邱連貴等,2008;譚俊等,2008;張田等,2008;Gossetal.,2010;Zhangetal.,2010;王世進等,2010,2011;Yangetal.,2012;丁正江等,2013;Maetal.,2013,2014a;羅賢冬等,2014;董學等,2020;宋英昕等,2020)。前人對花崗巖類的地質和地球化學特征、同位素年齡、成因機制、巖漿活動的構造背景等進行了較多研究(徐貴忠等,2001;Yang,2003;周新華,2006;張田等,2008)，也研究了與膠東巨量金成礦有關的構造-巖漿作用過程，認識到早白堊世伸展作用及巖石圈減薄對成巖成礦的重要影響，但尚缺乏對花崗巖類地球化學特征演化及其指示的大地構造背景轉化的系統研究，制約了對該區巖漿活動的構造驅動機制和大規模金成礦機理的深入理解。本文通過對膠東地區晚中生代花崗巖類的巖相學、巖石地球化學、Sr-Nd同位素組成、鋯石U-Pb年代學等方面的綜合研究，討論了花崗巖類的侵位時代、巖漿源區及構造環境演化，揭示了晚中生代構造體制轉換過程，為華北克拉通東部殼幔相互作用、巖漿演化和大規模成礦作用研究提供了重要依據。

1 區域地質背景

膠東地區位于大別山-蘇魯造山帶的西北部，華北板塊東南緣與大別-蘇魯造山帶東北段的拼貼位置，由隸屬華北板塊的膠北隆起、膠萊盆地和隸屬蘇魯超高壓帶的威海隆起組成(圖1；宋明春,2008；宋明春等,2009)。膠北隆起和威海隆起主要由穩定的前寒武紀基底變質巖系和中生代花崗巖類侵入巖組成。白堊紀膠萊盆地為伸展盆地，由萊陽群、王氏群陸相沉積地層和青山群火山巖系組成。膠東最發育的一組斷裂是NE-NNE走向斷裂，其次為近EW-NEE走向斷裂。EW向斷裂連續性較差，零星出露地表。華北陸塊(膠北隆起)和大別-蘇魯超高壓變質帶(威海隆起)的拼貼位置大致位于牟平-即墨斷裂帶附近。NNE-NE走向斷裂為膠東金礦的控礦斷裂，自西向東主要依次有三山島斷裂帶、焦家斷裂帶、招遠-平度斷裂帶、西林-陡崖斷裂帶和金牛山斷裂帶。

圖1 膠東地區區域地質圖(據宋明春等，2018)Fig.1 Regional geological map of Jiaodong area showing sampling sites(modified after Song Mingchun et al.,2018)

膠東地區晚中生代巖漿巖大規模出露，約占膠東陸地總面積的25%，主要為廣泛發育的花崗巖類侵入巖、密集帶狀分布的中基性-酸性脈巖和沿裂陷盆地分布的火山巖(宋明春等,2003;李洪奎等,2016)。花崗巖類主要包括侏羅紀玲瓏型花崗巖和白堊紀郭家嶺型花崗巖、偉德山型花崗巖、嶗山型花崗巖，其中，玲瓏型和郭家嶺型花崗巖是膠東金礦的主要賦礦圍巖。各類型花崗巖均由諸多花崗巖體組成。玲瓏型花崗巖典型巖體包括玲瓏巖體、畢郭巖體、鵲山巖體和昆崳山巖體等，其巖性主要為不同結構、構造或特征礦物含量的二長花崗巖類。郭家嶺型花崗巖主要分布于膠西北地區，包括倉上、上莊、北截、叢家、曲家、郭家嶺、范家店和澤頭等巖體，其巖性主要由二長閃長巖、石英二長巖、花崗閃長巖和二長花崗巖等組成，具似斑狀結構。巖體內部發育以橢圓狀為主、定向排列的閃長質包體。偉德山型花崗巖廣泛分布于早前寒武紀變質巖系發育區域，規模較大，重要巖體有偉德山、院格莊、南宿、牙山、艾山、三佛山和海陽等巖體，主要巖石類型有閃長巖、石英二長巖、花崗閃長巖和二長花崗巖，巖石常具似斑狀結構，其內有較多微粒閃長質包體。嶗山型花崗巖主要分布在膠東南沿海地區，典型巖體如嶗山、龍須島、招虎山、大澤山等，為二長花崗巖-正長花崗巖-堿長花崗巖系列侵入巖(趙廣濤等，1997；李洪奎等，2016；宋明春等，2017)。

2 樣品采集與巖相特征

本次針對膠西北金礦床集中區附近的侏羅紀玲瓏型花崗巖(玲瓏巖體崔召單元)和白堊紀郭家嶺型花崗巖(曲家、北截巖體)、偉德山型花崗巖(艾山、南宿巖體)、嶗山型花崗巖(大澤山巖體)及白堊紀脈巖進行了調查研究，采集巖石樣品進行了巖相學、巖石地球化學、鋯石U-Pb年代學及巖石Sr-Nd同位素測試工作。

2.1 玲瓏型花崗巖

片麻狀含斑中粒黑云二長花崗巖(16SD-35，坐標：E120°29′45″，N 37°33′36″)采自下丁家鎮北，南山集團南，北邢家村S215國道東側，為新鮮露頭，有寬約5 cm的偉晶巖脈。巖石樣品呈淺灰白色，具中細粒結構、片麻狀構造(圖2a)，主要礦物成分為斜長石(30%)、鉀長石(25%)、石英(30%)以及黑云母(5%)，另外有少量副礦物如石榴子石、鋯石、榍石等。斑晶為斜長石，含量10%左右，長徑多在1 cm左右。斜長石呈自形-半自形板柱狀，大小0.5～3 cm不等，部分發生絹云母化蝕變。鉀長石呈自形-半自形柱狀或板狀，格子雙晶發育，大小0.2～1 cm不等。石英多為他形中細粒，粒徑0.5～1 cm，普遍具有波狀消光。

片麻狀中細粒二長花崗巖(16SD-39，坐標：E120°20′11″，N 37°12′30″)采自招遠大尹格莊金礦西小尹格莊東，為新鮮露頭。巖石樣品呈淡紅色，具中細粒結構、片麻狀構造，主要礦物成分為鉀長石(35%)、斜長石(30%)、石英(32%)以及黑云母(3%)，另外有少量副礦物如角閃石、鋯石、榍石等。可見礦物定向排列及定向拉長，石英拉長長寬比3∶1左右(圖2b)。

圖2 膠東地區晚中生代花崗巖的野外及正交偏光顯微鏡下特征Fig.2 Field outcrop and photomicrographs under crossed nicols of Late Mesozoic granite in Jiaodong area,Shandong ProvinceQtz—石英；Pl—斜長石；Kfs—鉀長石；Bt—黑云母；Hb—角閃石；Ser—絹云母Qtz—quartz;Pl—plagioclase；Kfs—alkali feldspar;Bt—biotite;Hb—hornblende;Ser—sericite

2.2 郭家嶺型花崗巖

斑狀角閃花崗閃長巖(16SD-32，坐標：E120°38′09″，N 37°32′33″)采自龍口市東南，王屋水庫西南公路邊小采坑，為新鮮露頭，有細粒閃長質包體。斑狀角閃花崗閃長巖(16SD-36，坐標：E120°22′15″，N37°31′53″)采自招遠市西北，狗山李家村東，為新鮮露頭，西側見有與玲瓏中細粒二長花崗巖呈侵入接觸。巖石均呈灰白色，似斑狀結構，塊狀構造，基質為中細粒花崗結構(圖2c)。主要礦物成分為斜長石(35%)、鉀長石(30%)、石英(25%)及少量角閃石(6%)、黑云母(4%)，副礦物有鋯石、榍石和磷灰石等。斑晶主要為鉀長石，粒徑長3～5 cm。基質中石英呈它形粒狀充填在長石之間，粒徑大小一般為0.05～8 mm，可見波狀、帶狀消光；斜長石呈半自形板狀，常見聚片雙晶，偶見環帶結構，微弱高嶺土化、絹云母化，粒徑一般為0.1～5 mm；鉀長石呈半自形板狀，在基質中大小一般為0.1～2 mm的細粒，2～4 mm的中粒次之；見少量角閃石(8%)，呈它形-半自形柱粒狀，多為普通角閃石，具明顯黃綠色-綠色多色性，局部發生綠泥石化、綠簾石化；黑云母呈它形鱗片狀-葉片狀，常定向排列或環繞長石斑晶分布，或呈集合體產出(圖2d)。

2.3 偉德山型花崗巖

斑狀角閃花崗閃長巖(16SD-33，坐標：E120°45′37″，N 37°30′54″)采自棲霞村里集鎮柳格莊村西500 m采坑，野外見有較多閃長質包體，較大包體長徑約20 cm。巖石呈似斑狀結構、塊狀構造(圖2e)，斑晶長徑3～5 cm。礦物組成主要為斜長石(45%)、鉀長石(20%)、石英(20%)、角閃石(10%)，黑云母等其他礦物約占5%，鏡下可見斜長石廣泛發育高嶺土化蝕變。

斑狀中粒二長花崗巖(16SD-40，坐標：E120°06′53″，N37°09′01″)采自招遠南宿村東的南宿巖體。巖石呈似斑狀結構，基質中粒花崗結構，塊狀構造。主要礦物組成為斜長石(35%)、鉀長石(30%)、石英(30%)、黑云母(3%)、角閃石(2%)，有少量榍石、磷灰石等副礦物，鏡下可見長石發生絹云母化蝕變。鉀長石斑晶含量約占10%，長徑2～4 cm，基質中主要礦物粒徑一般在0.5～5 mm(圖2f)。

2.4 嶗山型花崗巖

中粗粒二長花崗巖(16SD-41，坐標：E119°58′53″，N37°00′24″)采自平度大澤山鎮秦姑庵村西北采坑。巖石呈不等粒花崗結構、塊狀構造(圖2g)。主要礦物成分為斜長石(40%)、鉀長石(25%)、石英(30%)、黑云母(3%)、角閃石(2%)、少量磷灰石和榍石等副礦物。鉀長石斑晶含量約占10%，長徑2～3 cm，基質中主要礦物粒徑一般在3～10 mm，多數≥5 mm。野外露頭見有閃長質包體，直徑約5 cm。

2.5 脈巖

正長斑巖樣品(16SD-34，坐標：E120°47′18″，N37°32′34″)采自蓬萊村里集鎮陳家溝村東采砂場。此處主要為郭家嶺型花崗巖露頭，風化較嚴重，見有一條正長斑巖脈，寬約20 cm。巖石呈斑狀結構、塊狀構造，基質具粗面結構。斑晶主要為正長石，呈長板狀自形晶，卡式雙晶發育，粒徑一般為1.5～3.0 cm，基質由斜長石微晶和少量角閃石等組成(圖2h)。

3 實驗測試方法

3.1 巖石地球化學測試

巖石主、微量及稀土元素測試分析在核工業北京地質研究院分析測試研究中心完成，樣品經人工粉碎至200目。主量元素采用X射線熒光法(XRF)測試，微量及稀土元素利用電感耦合等離子體質譜法測試，儀器分別為X熒光光譜儀Philips PW2404和等離子質譜儀ELEMENT-I(Finnigan-MAT有限公司制造)，精度優于1%和5%。依據標準為《電感耦合等離子體質譜方法通則(DZ/T0223-2001)》。

3.2 鋯石U-Pb年代學測試

挑選中生代花崗巖類8件樣品進行了鋯石U-Pb年齡測試。同位素定年樣品處理及分析測試流程主要包括碎樣、鋯石顆粒挑選、鋯石制靶、反射光及CL圖像采集、選定測試鋯石顆粒、實驗測試及數據處理等。在河北廊坊市宏信地質勘查技術服務有限公司完成鋯石挑選。首先將野外采集巖石樣品粉碎，然后采用淘選與電磁選方法進行鋯石分選。將挑選出的鋯石用環氧樹脂制靶并拋光表面，在此基礎上對鋯石進行反射光和陰極發光(CL)圖像采集。鋯石U-Pb定年在中國地質大學(武漢)地質過程與礦產資源國家重點實驗室完成，采用Agilent7500a等離子質譜儀和GeoLas2005激光剝蝕系統，激光束斑直徑32 μm。具體的儀器操作流程詳見Liu 等(2008)。U-Pb定年中采用標準鋯石91500作為外標進行同位素分餾校正。樣品的U-Th-Pb同位素比值和年齡處理均采用ICPMSDataCal軟件完成。

3.3 全巖Sr-Nd同位素測試

選擇嶗山型花崗巖和脈巖進行本項測試。全巖Sr-Nd同位素測定在核工業北京地質研究院分析測試中心完成。全巖Sr-Nd同位素分析首先稱量全巖粉末(200目)50～100 mg，使用純化HF-HNO3-HCl溶樣，之后加入純化HCl使用Rb-Sr(AG50W-X12，200～400目)、Sr-Nd(LN樹脂)交換柱進行分離提純和元素提取。樣品采用熱電離質譜儀TIMS進行測試，Sr-Nd同位素比值測定分別采87Sr/86Sr=0.119 4和143Nd/144Nd=0.712 9進行標準化校正。在樣品測試中所測定的Alfa Nd標樣和NBS-987 Sr標樣的Sr-Nd同位素比值，分別為143Nd/144Nd=0.512 433±0.000 008(±2σ)和87Sr/86Sr=0.710 252±0.000 015(±2σ)。

4 測試結果

4.1 巖石地球化學特征

本文對8件膠東地區晚中生代花崗巖石樣品進行了主、微量元素測試分析，結果詳見表1和表2。

4.1.1 玲瓏型花崗巖

玲瓏型花崗巖樣品(16SD-35、16SD-39)的主、微量元素測試結果列于表1。巖石化學成分中SiO2含量為72.55%～75.86%，平均74.25%，屬于酸性巖類的化學組成范疇；巖石全堿(Na2O+K2O)含量為8.23%～9.32%，Na2O/K2O值為0.91～1.15，屬于鉀質型，在TAS圖解(圖3a)中投入花崗巖區域，在K2O-SiO2圖解(圖3b)中投入高鉀鈣堿性系列。Al2O3含量為14.01%～15.07%，CaO含量為0.37%～1.64%，鋁飽和指數(A/CNK)=1.03～1.13，在A/NK-A/CNK圖解(圖3c)中均投入過鋁質區域。MgO含量為0.06%～0.29%，TFe2O3介于0.09%～1.32%，鎂指數(Mg#)[Mg#=100(MgO/40.31)/(MgO/40.31+0.899 8 TFe2O3/71.85)]為29.07～60.60，多數小于40。TiO2和P2O5含量分別為0.03%～0.15%和0.01%～0.04%，含量較低。巖石主量元素氧化物(TFe2O3、MgO等)與SiO2含量呈負相關(圖4)，可能經歷了輝石、磷灰石、鈦鐵礦等礦物的分離結晶(Sun and McDonough,1989)。

在稀土元素球粒隕石標準化圖(圖5a)上，樣品16SD-35稀土元素總量為104.19×10-6～135.09×10-6，表現出明顯的輕稀土元素(LREE)富集和重稀土元素(HREE)相對虧損，LREE/HREE值為20.71～25.65，(La/Yb)N=45.97～52.02，指示輕、重稀土元素發生了強烈分異，呈右傾型模式；δEu為0.92～1.02，沒有明顯的銪負異常，部分樣品有輕微正異常，暗示石榴石或石榴石+角閃石可能是部分熔融的殘留相，局部可能有斜長石的分離結晶現象。樣品16SD-39則顯示出較平坦的稀土元素配分模式，稀土元素總量較低(14.74×10-6～28.46×10-6)，LREE/HREE值為1.58～5.99，(La/Yb)N=0.70～4.47，指示輕、重稀土元素分異不明顯，δEu為0.92～1.58，多數具明顯的Eu正異常。

在原始地幔標準化微量元素蛛網圖(圖5b)上，玲瓏型花崗巖樣品顯示富集Rb、Ba、Sr、K、Pb等大離子親石元素(LILE)以及相對虧損Nb、Ta、Ti、P等高場強元素(HFSE)特征。微量元素具有高Ba、Sr(Ba=606×10-6～2 044×10-6，Sr=202×10-6～640×10-6)和低Y、Yb(Y=4.23×10-6～13.60×10-6，Yb=0.36×10-6～2.48×10-6)的特點(圖6a)，具有埃達克巖特征。

4.1.2 郭家嶺型花崗巖

郭家嶺型花崗巖樣品(16SD-32、16SD-36)的主、微量元素測試結果列于表1。巖石化學成分中SiO2含量為68.66%～70.36%，平均69.48%，屬于酸性巖類；巖石全堿(Na2O+K2O)含量介于7.95%～9.01%，Na2O/K2O為1.10～1.60，在TAS圖解(圖3a)中投入花崗巖范圍，少量投入正長巖和二長巖范圍，在K2O-SiO2圖解(圖3b)中投入高鉀鈣堿性系列。Al2O3含量為14.99%～16.60%，CaO含量為2.30%～2.79%，鋁飽和指數(A/CNK)=0.94～1.00，在A/CNK-A/NK圖解(圖3c)中落入偏鋁質區域。MgO含量為0.88%～1.15%，TFe2O3含量介于1.59%～2.02%之間，Mg#值為52.15～53.28。TiO2和P2O5含量分別為0.25%～0.29%和0.08%～0.10%。在Harker圖解(圖4)上，多數氧化物隨SiO2含量增高而降低，具有良好的線性關系，而Na2O則與SiO2呈正相關關系，為典型的巖漿混合或結晶分異演化趨勢。Sr/Y值為112.38～145.48，具有埃達克巖特征。

表1 膠東地區晚中生代玲瓏型、郭家嶺型花崗巖的主量(wB/%)、微量和稀土元素(wB/10-6)分析結果Table 1 Major (wB/%),trace element and REE (wB/10-6) analyses of Late Mesozoic Linglong- and Guojialing-type granites in Jiaodong area,Shandong Province

續表1 Continued Table 1

圖3 花崗巖地球化學分類圖解Fig.3 Geochemical classification diagrams of granitesa—TAS圖解(據 Middlemost,1994)；b—K2O-SiO2圖解(據Rickwood,1989)；c—A/NK-A/CNK圖解(據Maniar and Piccoli,1989)；除本文樣品外，其他數據來源于宋明春等(2003)、Yang等(2012)和Song等(2015)a—total alkali versus SiO2 (TAS) diagram (after Middlemost,1994);b—K2O versus SiO2 variation diagram (after Rickwood,1989);c—A/NK versus A/CNK diagram (after Maniar and Piccoli,1989);data after this study,Song Mingchun et al.,2003,Yang et al.,2012 and Song et al.,2015

在稀土元素球粒隕石標準化圖(圖5a)上，郭家嶺型花崗巖樣品顯示出相似的稀土元素特征，巖石稀土元素總量為82.32×10-6～281.12×10-6，表現出明顯的LREE富集和HREE相對虧損特征，LREE/HREE值為13.21～21.54，呈LREE高度富集的模式；(La/Yb)N=17.83～50.48，指示輕、重稀土元素發生了強烈分異；δEu為0.82～1.04，沒有明顯的銪負異常，表明熔融過程中應該沒有斜長石作為殘留相。

在原始地幔標準化微量元素蛛網圖上，微量元素顯示了富集Ba、Sr、K、Pb等大離子親石元素(LILE)以及虧損Nb、Ta、Ti、P等高場強元素(HFSE)(圖5b)，表現出弧型地殼特征。微量元素具高Ba、Sr的特點(Ba=1 078×10-6～3 521×10-6，Sr=876×10-6～1 673×10-6)，屬高Ba、Sr花崗巖(圖6a)且Sr含量均高于玲瓏型花崗巖。

4.1.3 偉德山型花崗巖

偉德山型花崗巖樣品的主、微量元素測試結果列于表2。巖石化學成分中SiO2含量為69.27%～73.18%，平均70.90%，低于玲瓏型花崗巖，高于郭家嶺型花崗巖，屬于酸性巖類；巖石全堿(Na2O+K2O)含量介于7.54%～8.93%之間，Na2O/K2O值為0.77～1.19，在K2O-SiO2圖解(圖3b)中投入高鉀鈣堿性系列和橄欖安粗巖系列，與前人測試數據一致。Al2O3含量為13.61%～15.10%，CaO含量為1.64%～2.77%，鋁飽和指數(A/CNK)=0.92～0.99，在A/CNK-A/NK圖解(圖3c)中落入偏鋁質區域。MgO含量為0.77%～1.51%，TFe2O3介于1.67%～2.68%，Mg#值為46.90～52.77。TiO2和P2O5含量分別為0.24%～0.36%和0.11%～0.17%。在Harker圖解中，除K2O與SiO2含量同步增長外，SiO2與TiO2、Al2O3、Fe2O3、Na2O、MgO、P2O5和CaO等氧化物含量均呈良好的線性關系(圖4)。本文和前人數據在TAS圖解中落入二長閃長巖、二長巖、正長巖、花崗閃長巖、花崗巖區域，說明偉德山型花崗巖為同源巖漿演化序列(圖3a)。

圖4 花崗巖主量元素與SiO2含量變異圖(Harker圖解)Fig.4 Harker diagrams showing the magmatic evolution of the granite in the Jiaodong Peninsula

在稀土元素球粒隕石標準化圖(圖5a)上，偉德山型花崗巖樣品顯示出相似的稀土元素分配模式，巖石稀土元素總量為144.66×10-6～207.48×10-6，表現出明顯的LREE富集和HREE相對虧損，LREE/HREE值為17.95～22.20，呈LREE高度富集的模式；(La/ Yb)N=30.23～39.67，指示輕、重稀土元素發生了強烈分異；δEu為0.72～0.85，表現出略微明顯的銪負異常。

圖5 花崗巖球粒隕石標準化稀土配分模式圖解(a，Boynton，1984)和原始地幔標準化微量元素蛛網圖(b,Sun and McDonough，1989)Fig.5 Chondrite-normalized REE patterns (a,after Boynton,1984) and primitive-mantle-normalized trace element spidergrams (b,after Sun and McDonough,1989) for the granites in the Jiaodong Peninsula

在原始地幔標準化微量元素蛛網圖上(圖5b)，微量元素顯示了富集Ba、Sr、K、Pb等大離子親石元素(LILE)以及虧損Nb、Ta、Ti、P等高場強元素(HFSE)，指示巖漿活動受地殼影響。微量元素Ba、Sr的含量(Ba=678×10-6～1 363×10-6，Sr=471×10-6～604×10-6)低于玲瓏型和郭家嶺型花崗巖，處于高Ba-Sr花崗巖與低Ba-Sr花崗巖的過渡地帶(圖6a)。Sr/Y值為55.02～69.23，具有埃達克巖特征。樣品的Nb/Ta值介于11.61～14.63之間，平均值13.34，接近于大陸地殼的平均值(Green，1995)。

4.1.4 嶗山型花崗巖

嶗山型花崗巖樣品16SD-41的主、微量元素測試結果列于表2。巖石化學成分中SiO2含量為74.31%～75.51%，平均74.91%，屬于酸性巖類的化學組成范疇；巖石全堿(Na2O+K2O)含量為8.53%～8.85%，Na2O/K2O值為0.79～0.93，在TAS圖解(圖3a)中投入花崗巖范圍，在K2O-SiO2圖解(圖3b)中投入高鉀鈣堿性系列。Al2O3含量為13.23%～13.95%，CaO含量為0.89%～0.97%，明顯富硅、堿，貧鈣。A/CNK=1.01～1.03，在A/CNK-A/NK圖解(圖3c)中投入過鋁質區域。

在稀土元素球粒隕石標準化圖上，巖石稀土元素總量為100.82×10-6～139.17×10-6，表現出明顯的LREE富集和HREE相對虧損，LREE/HREE值為16.37～18.41，呈LREE高度富集的模式(圖5a)；(La/Yb)N=19.59～22.89，指示輕、重稀土元素發生了強烈分異；δEu為0.52～0.68，顯示出明顯的銪負異常。本次及前人研究測試數據顯示嶗山型花崗巖微量元素具低Ba、Sr特點，屬低Ba、Sr花崗巖(圖6a)。

圖6 花崗巖的Rb-Sr-Ba圖解(a)(據Qian et al.,2002)和εNd(t)-εSr(t)圖解(b)Fig.6 Rb-Sr-Ba plot (a,after Qian et al.,2002) and εNd(t) versus εSr(t) plot (b) for the Mesozoic granite in the Jiaodong Peninsula除本文樣品外，其他數據來源于趙廣濤等(1997)、楊進輝等(2003)、黃潔等(2005)、Goss等(2010)、Yang 等(2012)、林博磊等(2013)、王中亮等(2014)、Yang和Santosh(2015)Data after this study;Zhao Guangtao et al.,1997；Yang Jinhui et al.,2003;Huang Jie et al.,2005;Goss et al.,2010;Yang et al.,2012;Lin Bolei et al.,2013;Wang Zhongliang et al.,2014;Yang and Santosh,2015

4.1.5 脈巖

正長斑巖脈樣品(16SD-34)的主、微量元素測試結果列于表2。巖石化學成分中SiO2含量為67.36%～68.00%，平均67.64%；巖石全堿(Na2O+K2O)含量為7.98%～8.21%，Na2O/K2O值為1.02～1.06，在TAS圖解(圖3a)中投入正長巖范圍，在K2O-SiO2圖解(圖3b)中投入高鉀鈣堿性系列。Al2O3含量為14.87%～15.15%，CaO含量為2.64%～2.80%，A/CNK=0.93～0.95，在A/CNK-A/NK圖解(圖3c)中投入偏鋁質區域。MgO含量為1.60%～1.72%，TFe2O3介于2.93%～3.11%。TiO2和P2O5含量分別為0.38%～0.41%和0.20%～0.21%。

表2 膠東地區晚中生代偉德山型、嶗山型花崗巖和脈巖的主量(wB/%)、微量和稀土元素(wB/10-6)分析結果Table 2 Major (wB/%),trace element and REE (wB/10-6) analyses of Late Mesozoic Weideshan-,Laoshan-type granites and dike in Jiaodong area,Shandong Province

續表2 Continued Table 2

在稀土元素球粒隕石標準化圖上，巖石稀土元素總量為211.89×10-6～245.60×10-6，表現出明顯的LREE富集和HREE相對虧損，LREE/HREE值為19.78～21.30，呈LREE高度富集的模式(圖5a)；(La/Yb)N=37.40～41.84，指示輕、重稀土元素發生了強烈分異；δEu為0.75～0.80，具銪負異常。

在原始地幔標準化微量元素蛛網圖上，微量元素顯示了富集大離子親石元素(LILE)、虧損高場強元素(HFSE)，Ti的含量低(圖5b)。微量元素顯示了高Ba、Sr(Ba=1 284×10-6～1 435×10-6，Sr=711×10-6～818×10-6)的特點，屬高Ba-Sr類型(圖6a)。

4.2 鋯石U-Pb年代學測試結果

本文對8件膠東地區晚中生代花崗巖石樣品進行了鋯石LA-ICP-MS U-Pb同位素測試，部分鋯石陰極發光(CL)圖像見圖7，測試分析結果詳見表3。由圖7可見，8件樣品鋯石絕大多數呈自形-半自形，晶形完整，表面光滑，內部振蕩環帶結構發育，且具有較高Th/U值(0.31～2.23，表3)，暗示均為巖漿結晶鋯石。

圖7 膠東地區晚中生代花崗巖的鋯石陰極發光圖像Fig.7 Cathodoluminescence (CL) images of zircon grains of the Late Mesozoic granites in Jiaodong area,Shandong Province

4.2.1 玲瓏型花崗巖

樣品16SD-35的 20個分析點中1個分析點(16SD-35-14)偏離諧和線較遠，諧和度較低，說明原鋯石形成后可能遭受熱事件改造而導致鉛丟失，不能代表鋯石結晶年齡。剩余19個測點落在諧和線上或附近，所得年齡變化于2 444±20～143±2 Ma(表3)之間(對于年齡<1 000 Ma的年輕鋯石采用206Pb/238U年齡，對于>1 000 Ma的鋯石則采用207Pb/206Pb的年齡，下同)，可分為2組，分別為侏羅紀(174±3～143±2 Ma，16個測點)、古元古代(2 444±20～2 025±24 Ma，3個測點)。侏羅紀鋯石大部分具有高的Th含量(17.92×10-6～216.29×10-6)和Th/U值(0.15～0.95)，具有典型的振蕩環帶。古元古代鋯石有殘留核，但仍可見環帶，測點位于核部，Th/U值為0.19～0.45，推測為來源于前寒武紀變質基底的繼承性鋯石。侏羅紀鋯石加權平均年齡值為157.9±4.1 Ma(MSWD=6.5，n=16)(圖8a)，代表了巖石固結年齡。

樣品16SD-39的 20個測試分析點獲得年齡介于2 758±18～125±2 Ma之間(表3)，年齡分布范圍較廣，混入較多前寒武紀鋯石和少量早白堊世鋯石，可將其分為4組，分別為早白堊世(134±2～125±2 Ma，2個測點)、侏羅紀(176±2～154±2 Ma，9個測點)、早古生代(622±8～487±7 Ma，2個測點)、新元古代-新太古代(2 758±18～966±13 Ma，7個測點)。早白堊世鋯石具有典型振動環帶，Th/U值為0.57和0.88，應為后期混入巖漿鋯石。侏羅紀鋯石中有3個測點(16SD-39-04、16SD-39-06、16SD-39-07)在諧和圖中偏離諧和線較遠，諧和度較低，其他6個鋯石震蕩環帶發育良好，Th/U值介于0.12～0.79，為巖漿鋯石。早古生代鋯石晶形不完整，但可見振蕩環帶發育，Th/U值為0.55和0.79，為繼承巖漿鋯石。新元古代-新太古代鋯石中16SD-39-10明顯受后期事件改造而無環帶，測點位于核部，Th/U值為0.04，邊部鋯石具面狀分帶，說明存在變質流體的作用，該鋯石應為變質鋯石，而其他鋯石均顯示巖漿鋯石特征，推測為來自于華北板塊前寒武紀結晶基底和蘇魯超高壓帶的繼承鋯石。對諧和度較高的6個侏羅紀鋯石206Pb/238U年齡采取加權平均，所獲年齡值為163.2±9.3 Ma(MSWD=13，n=6)(圖8b)。綜上所述，玲瓏型花崗巖結晶年齡范圍為163.2～157.9 Ma，即晚侏羅世。大量繼承鋯石的發育指示了玲瓏型花崗巖物質來源的復雜性，既有華北板塊新太古代結晶基底部分熔融的產物，也有蘇魯超高壓變質帶深俯沖物質的殘留。

4.2.2 郭家嶺型花崗巖

樣品16SD-32的20個分析點中含有2個古-中元古代206Pb/238U年齡(16SD-32-11、16SD-32-13)，1個早古生代年齡(16SD-32-07)，應為繼承鋯石年齡。再剔除1個不諧和度較高的鋯石數據(16SD-32-18)，其余16個鋯石206Pb/238U年齡值集中在早白堊世早期，加權平均年齡值132.9±2.0 Ma(MSWD=1.9，n=16)(圖8c)。16SD-36樣品中20個分析點所得206Pb/238U年齡值集中在早白堊世，年齡變化范圍較小，加權平均年齡為130.0±2.0 Ma(MSWD=3.6,n=20)(圖8d)。上述2個樣品分析結果說明，郭家嶺型花崗巖的侵位年齡介于132.9±2.0～130±2.0 Ma之間，屬早白堊世。

圖8 晚中生代花崗巖的鋯石U-Pb同位素年齡諧和圖Fig.8 Zircon U-Pb concordia diagrams and dating results of Late Mesozoic granites in Jiaodong area,Shandong Province

4.2.3 偉德山型花崗巖

16SD-33和16SD-40兩個樣品分別有20和19個分析點，分別剔除1個諧和度較低的分析點(16SD-33-08和16SD-40-19)，其余分析點206Pb/238U年齡變化于129±3～113±2 Ma之間(表3)，加權平均年齡分別為116.7±1.7 Ma(MSWD=2.2，n=19)和121.3±2.1 Ma(MSWD=2.8，n=18)(圖8e、8f)，代表了巖石結晶年齡。測年結果表明，偉德山型花崗巖的侵位年齡在121.3～116.7 Ma左右，屬早白堊世。

4.2.4 嶗山型花崗巖

樣品16SD-41的20個分析點中6個測點(16SD-41-02、08、12、13、15、17)偏離諧和線較遠，諧和度較低，其年齡并不能代表鋯石形成的年齡。剩余測點落在諧和線上或附近，獲得的206Pb/238U年齡變化于133±2～119±2 Ma之間(表3)，加權平均年齡為125.0±2.5 Ma(MSWD=3.9，n=14)(圖8g)，代表了巖石結晶年齡。測年結果表明，嶗山型花崗巖的侵位年齡在125 Ma左右，屬早白堊世。

表3 膠東地區中生代花崗巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb同位素測年結果Table 3 LA-ICP-MS zircon U-Pb data of Late Mesozoic granite in Jiaodong area,Shandong Province

續表3-1 Continued Table 3-1

續表3-2 Continued Table 3-2

續表3-3 Continued Table 3-3

續表3-4 Continued Table 3-4

4.2.5 脈巖

樣品16SD-34的20個分析點所得年齡值中有1個侏羅紀年齡(16SD-34-07)，應為捕獲鋯石年齡。1個鋯石數據(16SD-34-17)在諧和圖中偏離諧和線較遠，諧和度較低。其余鋯石的206Pb/238U年齡值加權平均年齡值為120.7±1.7 Ma(MSWD=1.8，n=18)(圖8h)，代表了巖漿侵位年齡。

4.3 全巖Sr-Nd同位素測試結果

樣品的Sr、Nd同位素組成測試結果見表4。經計算嶗山型花崗巖初始87Sr/86Sr值為0.714 186，低于大陸地殼平均值(0.717)，高于地幔平均值(0.709，Faureetal.,1986)，顯示其具A型花崗巖特征，與玄武巖源區巖漿巖相似。與典型A型花崗巖比較，嶗山型花崗巖的εNd(t)值較低(-18.71)，εSr值較高(137.49)，指示巖漿起源于下地殼基底變質巖和巖石圈地幔熔融(宋明春等，2017)。白堊紀脈巖初始87Sr/86Sr值為0.709 892，接近地幔平均值，但脈巖的εNd(t)值較低(-21.24)，εSr值較高(76.54)，指示巖漿具有下地殼物質成分(圖6b)。

表4 白堊紀嶗山型花崗巖和脈巖Rb-Sr、Sm-Nd同位素組成Table 4 The Rb-Sr,Sm-Nd isotope compositions of the Cretaceous Laoshan-type granite and dike rock

5 討論

花崗巖是大陸復雜動力學過程的產物，主要起源于地殼及殼幔過渡帶巖石的部分熔融，花崗質巖漿可能因經歷殼幔巖漿混合作用而使其地球化學特征與眾不同，因而對花崗巖地球化學特征、巖石成因和地球動力學背景的綜合研究有助于深入了解地球深部殼幔相互作用以及巖漿起源與演化過程中發生的構造活動事件(Brownetal.,1995;Pitcher,1997;Thompson,2001;崔芳華等,2020)。

5.1 巖漿源區及演化

5.1.1 玲瓏型花崗巖

玲瓏型花崗巖樣品16SD-35具有高Na2O+K2O、Al2O3，低MgO，富集LREE、LILE，虧損HFSE的地球化學特征，是具有陸殼特征的鉀質花崗巖,屬高鉀鈣堿性巖系。巖石的主量元素TFe2O3、MgO、CaO、TiO2、P2O5與SiO2呈明顯的負相關關系，說明為同源巖漿演化的產物。微量元素具高Ba、Sr特征。Rb/Sr均值為0.31，Rb/Ba均值為0.10，更接近下地殼值(0.17和0.07)，明顯不同于地幔值(表1，McDonough and Sun,1995)。Nb、Ta負異常和Pb正異常顯示為大陸地殼特征(圖5b)。Sr高且Y偏低，為高Sr低Y型花崗巖(張旗等,2001,2005)。在Sr/Y-Y圖解(圖9b)中，數據點均落入埃達克巖區域，同時巖石無明顯的負銪異常(δEu=0.92～1.58)，均指示玲瓏型花崗巖具有埃達克巖特征。一般認為，埃達克巖源于俯沖洋殼熔融或下地殼熔融。玲瓏型花崗巖具有較高的K2O含量(3.88%～4.87%，表1)，Mg#值一般小于40，Cr、Ni含量較低，這些特征接近下地殼熔融形成的埃達克巖(Rapp and Watson,1999;Xuetal.,2002;Wangetal.,2005)。另外，玲瓏型花崗巖中大量的繼承鋯石指示其既有華北板塊新太古代結晶基底部分熔融的產物，也有蘇魯超高壓變質帶深俯沖物質的殘留，因此認為，玲瓏型花崗巖主要為華北下地殼重熔的S型花崗巖類，并有蘇魯超高壓變質帶深俯沖物質的參與。

5.1.2 郭家嶺型花崗巖

郭家嶺型花崗巖巖石化學成分以高鉀鈣堿巖系列為主，屬鈉質花崗巖，富集CaO、TFe2O3、MgO、LREE、LILE，虧損HFSE，無明顯的負銪異常等，為典型的高Ba、Sr花崗巖。在Sr/Y-Y圖解(圖9b)上所有樣品點都落入埃達克巖區域，K2O含量為3.15%～4.29%，這些特征與下地殼來源的埃達克巖接近；Mg#值介于52.15～53.28，Cr、Ni含量較玲瓏型花崗巖大幅提高，可能與幔源物質的底侵作用或加厚的下地殼拆沉作用有關。另外，郭家嶺型花崗巖的La/Ta平均值為73.49(表1)，大于25，顯示出幔源巖漿巖的特點(Lassiter and Depaolo,1997)；Nb/Ta平均值為16.64(表1)，明顯高于陸殼巖石(11左右)，接近幔源巖石(17.5±2)(Taylor and Mclennan,1985；Green,1995)，也顯示出殼幔混合成因的特點。郭家嶺型花崗巖Sr同位素特征和氧同位素特征指示巖漿可能來自不同的源區且暗示殼源成分較多(宋明春等,2009)。對花崗巖中普遍含有的微粒閃長巖包體研究表明，包體來自于幔源源區(關康等,1998)。

圖9 膠東中生代花崗巖類的εNd(t)-(87Sr/86Sr)i圖解(a，底圖據Defant and Drummond，1990)和Sr/Y-Y圖解(b，底圖據Yang et al.，2012)Fig.9 Plots of εNd(t) versus (87Sr/86Sr)i (a,after Defant and Drummond,1990) and Sr/Y versus Y (b,after Yang et al.,2012) of Mesozoic granites in Jiaodong除本文數據外，還收集其他數據(灰色符號)：玲瓏型和郭家嶺型花崗巖及a圖中的基性巖脈數據來源于Yang等(2012)和宋英昕等(2018)，a圖中的偉德山型花崗巖數據來源于黃潔等(2005)和董學等(2020),a圖中的嶗山型花崗巖數據來源于趙廣濤等(1997)，b圖中的偉德山型和嶗山型花崗巖數據來源于Goss等(2010),b圖中的基性脈巖數據來源于Ma等(2014a,2014b)In addition to the data from this study,other data (gray) are collected:in a,data for the Linglong and Guojialing-type granite and mafic dike are from Yang et al.,2012 and Song Yingxin et al.,2018,data for the Weideshan and Laoshan-type granite are from Huang Jie et al.,2005,Zhao Guangtao et al.，1998 and Dong Xue et al.，2020;in b,data for the Weideshan and Laoshan-type granite are from Goss et al.,2010,data for the mafic dike are from Ma et al.,2014a,2014b

郭家嶺型花崗巖Sr、Nd同位素特征反映在巖漿上升或形成過程中受到中、上地殼物質的混染(楊進輝等,2003)。鈉質花崗巖是由年輕的底侵作用形成的鎂鐵質巖石部分熔融形成，郭家嶺型花崗巖巖漿可能是源于基性巖漿底侵作用形成的下地殼鎂鐵質巖石脫水部分熔融作用，融入了巖石圈地幔的地球化學性質(楊進輝等,2003)，屬I型花崗巖。

5.1.3 偉德山型花崗巖

偉德山型花崗巖巖石化學組成富硅、鋁、堿，貧MgO、MnO和CaO，屬于陸殼色彩的高鉀鈣堿性巖和橄欖安粗巖系列。巖石富集LILE和LREE，虧損Nb、Ta，暗示巖漿源區曾遭受地殼物質的混染或俯沖殘留洋殼流體的交代(Fittonetal.,1991)；大部分樣品的Rb/Sr值(均值0.24)和Rb/Ba值(均值0.13)接近于下地殼值(0.17，0.07)(McDonough and Sun,1995)。在Sr/Y-Y圖上樣品點在埃達克巖區域和島弧巖石區域均有分布(圖9b)。

前人研究認為牙山巖體的巖漿來源于下地殼(Yangetal.,2004;張華鋒等,2006a)。但是偉德山型花崗巖的Sr-Nd同位素特征指示，可能除古老地殼的熔融外，還有少量幔源巖漿的混合(Chengetal.,2017;Lietal.,2019;董學等,2020)，這與偉德山型花崗巖中普遍含有具有幔源地球化學特征的微粒閃長質包體現象相符(宋明春等,2000;胡芳芳等,2005;張華鋒等,2006a;Gossetal.,2010)。Goss 等(2010)測試的牙山巖體中包體的鋯石SHRIMP U-Pb年齡為116±1 Ma，與寄主巖石同位素年齡基本一致，指示包體與寄主巖石是同時形成的。巖相學和地球化學特征表明，偉德山型花崗巖是殼源酸性巖漿與幔源基性巖漿混合的產物(Landietal.,2004;胡芳芳等,2005;張華峰等,2006b;張田等,2007)，是殼幔混合成因的Ⅰ型花崗巖。

5.1.4 嶗山型花崗巖

嶗山型花崗巖巖石地球化學成分中明顯富硅、堿，貧鈣，富集LILE，虧損HFSE，負Eu異常明顯，為A型花崗巖的典型特征，屬鉀質花崗巖，高鉀鈣堿性巖系列。微量元素具高Rb和低Ba、Sr花崗巖特點，在Sr/Y-Y圖上樣品點在埃達克巖區域和島弧巖石區域均有分布且更趨向后者(圖9b)。K2O含量為4.54%～4.95%，Mg#值介于36.93～37.92，Cr、Ni含量較低，說明與下地殼物質關系密切，與幔源物質關系不大。花崗巖的La/Ta平均值為24.72，小于25，未顯示出幔源巖漿巖的特點(Lassiter and Depaolo,1997)，Nb/Ta平均值為11.78，接近于陸殼(～11)(Taylor and Mclennan,1985;Green,1995)，顯示出陸殼重熔型花崗巖特點。巖石中初始87Sr/86Sr值為0.714 186(表4)，低于大陸地殼平均值(0.717)，高于地幔平均值(0.709，Faure,1986)，與玄武巖源區巖漿巖相似，與古老地殼物質密切相關(圖6b)。野外地質考察發現，嶗山型與偉德山型花崗巖在空間上常緊密伴生，形成Ⅰ-A型復合花崗巖體，因此推斷，在殼幔巖漿混合形成偉德山型花崗巖時，下地殼古老基底巖石重熔，產生SiO2飽和的嶗山型花崗巖(宋明春等,2015)。

5.1.5 脈巖

巖石中相對富集LILE和LREE，相對虧損HFSE，貧Ti，與大陸弧鈣堿性玄武巖相似，指示其形成于陸弧構造環境(宋明春等,2017)。巖石的初始87Sr/86Sr值為0.709 892，與玄武巖源區巖漿巖相似。其εNd(t)值較低(-21.24)，εSr(t)值較高(76.54)，tDM2值為2 641 Ma(表4)，顯示了與膠東早前寒武紀基底巖石關系密切(圖6b)，指示巖漿起源于下地殼基底變質巖的部分熔融。在Sr/Y-Y圖(圖9b)上樣品點大都落入埃達克巖與島弧巖石的交匯區域。K2O含量為3.91%～4.05%，Mg#值介于51.96～52.28，Cr、Ni含量較高，暗示存在幔源組分，或許與幔源物質的底侵或加厚的下地殼拆沉有關。巖石的La/Ta值介于77.50～87.37之間，平均80.67，大于25，顯示出幔源特征(Lassiter and Depaolo,1997)；Nb/Ta值介于12.38～13.14之間，平均為12.82，接近于陸殼巖石(11左右)(Green,1995;Taylor and Mclennan,1985)。綜上，正長斑巖脈的源區物質具有殼幔混合特點。

5.1.6 巖石地球化學成分及巖漿源區演化

膠東地區晚中生代花崗巖地球化學特征顯示，巖漿演化的規律性非常明顯，由早期的玲瓏型花崗巖至晚期的嶗山型花崗巖，巖石化學成分由高鉀鈣堿性系列→橄欖安粗巖系列，由過鋁質→偏鋁質(圖3b、3 c)；微量元素由高Ba-Sr→低Ba-Sr，由高Sr低Y→低Sr高Y(圖6a、9b)；稀土元素由無或弱正銪異常→顯著負銪異常(圖5)；花崗巖類型由S型→Ⅰ型→A型；地幔性狀由EM2型向EM1型演化，由富集地幔轉向虧損地幔或由巖石圈轉向軟流圈演變(圖9a；閆峻等,2003;劉建明等,2003;宋明春等,2009)。玲瓏型花崗巖和郭家嶺型花崗巖具埃達克巖地球化學特征，玲瓏型花崗巖源區為下地殼的部分熔融，而郭家嶺型花崗巖源區為下地殼鎂鐵質巖石脫水部分熔融，疊加巖石圈地幔物質組成；偉德山型和嶗山型花崗巖具有弧花崗巖特征，偉德山型花崗巖源區為富集巖石圈地幔和地殼部分熔融，嶗山型花崗巖源區為偉德山型花崗巖形成過程中的下地殼巖石重熔。

5.2 花崗巖侵位時代及其與金成礦的時空關系

前人對膠東晚中生代巖漿巖開展了大量同位素測試研究工作，宋明春等(2019)統計了侏羅紀-白堊紀測試精度較高、運用不同測試方法的年齡數據。玲瓏、郭家嶺、偉德山、嶗山4種類型花崗巖和脈巖成巖時代分別為164～140 Ma、130～125 Ma、126～108 Ma、120～107 Ma和121～114 Ma(胡世玲等,1987;徐洪林等,1997;關康等,1998;苗來成等,1998;Wangetal.,1998;Zhaoetal.,1998;Zhangetal.,2003a,2003c;周建波等,2003;Huetal.,2004;郭敬輝等,2005;李俊建等,2005;邱連貴等,2008;譚俊等,2008;張田等,2008;Gossetal.,2010;Zhangetal.,2010;王世進等,2010,2011;Yangetal.,2012;丁正江等,2013;Maetal.,2013,2014a;羅賢冬等,2014;董學等,2020;宋英昕等,2020)。此外，膠萊盆地萊陽群火山巖樣品同位素年齡為～129 Ma(張岳橋等,2008)，青山群火山巖形成時代為123～98 Ma(邱檢生等,2001;Lingetal.,2007;張岳橋等,2008;Liuetal.,2009;匡永生等,2012)。本次測試得到的玲瓏型花崗巖、郭家嶺型花崗巖、偉德山型花崗巖、嶗山型花崗巖和脈巖的侵位時代基本位于前人測試的年齡范圍內。

膠東金礦在早白堊世早期及之前形成的地質體中均有產出，成礦期顯然晚于圍巖的成巖期。許多學者對膠東金礦的成礦時代進行了研究，對礦體中的黃鐵礦、絹云母、石英等礦物進行測年，獲取Ar-Ar同位素年齡和Rb-Sr等時線年齡，經統計，膠東西北部金礦床成礦年齡為123.0～110.6 Ma(楊進輝等,2000;Yang and Zhou,2000,2001;李厚民等,2003;Zhangetal.,2003a,2003b,2003c;Huetal.,2004;Bi and Zhao,2017)。比較發現，在膠東晚中生代花崗巖中，與金成礦年齡最為接近的是偉德山型花崗巖、嶗山型花崗巖和脈巖，說明巖漿劇烈活動之期也是金的爆發式成礦期。宋明春等(2018,2019)根據金礦化與晚中生代花崗巖類的時空關系，將侏羅紀玲瓏型花崗巖和早白堊世早期郭家嶺型花崗巖稱為賦礦地質體，而將早白堊世中期的偉德山型花崗巖、嶗山型花崗巖和中基性脈巖稱為成礦期地質體，并認為膠東金礦的形成與偉德山型花崗巖及同期脈巖有關，強烈的巖漿活動為金成礦提供了熱能和部分流體(宋明春,2014;宋明春等,2015;Songetal.,2014,2015)。

根據上述成巖成礦時代，結合晚中生代花崗巖侵位深度的研究成果，探討反演花崗巖侵位與大規模金成礦的過程是：～160 Ma，玲瓏型花崗巖巖漿侵位，侵位深度約為10～15 km(張華鋒等,2006a)，花崗巖固結成巖后緩慢隆升(圖10a)；～130 Ma，郭家 嶺型花崗巖巖漿侵位，侵位深度約為13 km(圖10b;豆敬兆等,2015)；～120 Ma，偉德山型、嶗山型花崗巖及同期中基性脈巖侵位，偉德山型花崗巖侵位深度約為3 km(圖10c；張華鋒等,2006a;豆敬兆等,2015;宋明春等,2020a)，此階段的強烈巖漿活動誘發廣泛的流體循環，隨著地殼快速隆升導致流體因降溫、降壓而沸騰，發生大規模金成礦作用。由于金成礦溫度顯著低于巖漿溫度，因此金礦主要產于同期的花崗巖(偉德山型和嶗山型花崗巖)的外圍，而不在其內部，主要賦存于因早白堊世中期巖漿快速隆升而在玲瓏型和郭家嶺型花崗巖與早前寒武紀變質巖之間產生的拆離斷層中和花崗巖內部的張裂隙中(圖10c)。之后地殼緩慢隆升剝蝕，直至目前各花崗巖巖體和部分金礦被剝露出地表(圖10d，柳振江等,2010)。

圖10 膠東地區中生代花崗巖侵位過程與金成礦關系示意圖[據Li等(2018)修改]Fig.10 Emplacement and exhumation histories of Mesozoic granites in Jiaodong area(modified after Li et al.,2018)

5.3 成巖、成礦構造環境及演化

在構造環境判別圖解中，膠東晚中生代花崗巖樣品均投入火山弧花崗巖、同碰撞花崗巖區域，明顯區別于板內和洋中脊花崗巖類，具有活動大陸邊緣火成巖特點(圖11)。4種類型花崗巖的地球化學特征、物源和成巖構造背景具有良好的連續性，基本揭示了膠東中生代地球動力學演化歷史(宋明春等，2015)。

三疊紀時，華北板塊與揚子板塊強烈碰撞使本區處于強烈造山構造背景下(宋明春等,2015)，侏羅紀玲瓏型花崗巖成巖時仍受板塊碰撞后續效應的影響，反映在εNd(t)-87Sr/86Sr圖解上樣品投點于揚子下地殼與華北上地殼之間，接近于EM2型富集地幔，與白堊紀花崗巖類明顯不同(圖9a)，指示其物源比較復雜；在相關微量元素圖解上，顯示了同碰撞-后碰撞特征(圖11c)，且接近于板內花崗巖(圖11d)；在R2-R1圖解(圖11e)中，落入同碰撞花崗巖附近，其S型花崗巖特征及普遍存在的片麻理現象指示成巖時處于擠壓構造狀態。郭家嶺型花崗巖與玲瓏型花崗巖的Sr、Y含量均具有埃達克巖特征(圖9b)，但郭家嶺型花崗巖物源兼具幔源成分和華北古陸殼物質，Sr、Nd同位素特征與偉德山型花崗巖、嶗山型花崗巖、脈巖接近(宋明春等,2015)。偉德山型花崗巖在地球化學方面呈現出島弧或大陸弧花崗巖的特征(圖9b)，物質來源于華北古地殼和富集巖石圈地幔部分熔融，與郭家嶺型花崗巖、嶗山型花崗巖和脈巖具有連續演化趨勢。偉德山型花崗巖形成過程中，下地殼巖石重熔形成的嶗山A型花崗巖，具有典型的島弧巖石特征和非造山特征(圖9b、圖11；宋明春等,2015)，A型花崗巖多產出于地殼伸展減薄環境下，嶗山型花崗巖即是太平洋板塊向歐亞板塊俯沖之后，俯沖板塊后撤引發地殼減薄伸展的產物。偉德山型花崗巖與嶗山型花崗巖近乎同時產生，而且二者在空間上常伴生在一起構成Ⅰ-A復合型巖體，指示其同樣形成于伸展構造背景。郭家嶺型花崗巖既具有類似于玲瓏型花崗巖的埃達克巖特征，又具有與偉德山型花崗巖相似的地球化學特征，指示其形成于構造環境轉換過程中，即形成于由擠壓向伸展的過渡環境。膠東的脈巖顯示典型的島弧巖石特征(圖9b)，應具大陸弧構造背景，形成于古太平洋板塊俯沖作用下的伸展環境，物質來源于富集巖石圈地幔部分熔融，源區或有海水參與(劉洪文等,2002)。可見，由侏羅紀到白堊紀，膠東地區經歷了大地構造體系(華北-揚子→歐亞-太平洋)和構造應力機制(擠壓→伸展)的轉換。同位素示蹤顯示膠東早白堊世具有富集地幔特征(圖9a)，推測與受同期巖石圈拆沉和板塊俯沖的影響有關(宋明春等,2015)。

圖11 晚中生代花崗巖構造環境判別圖解[據 Pearce等(1984)、Batchelor和Bowden(1985)、Harris等(1986)、Gorton和Schandl(2002)，c中部分數據引自宋英昕等(2020)]Fig.11 Tectonic discrimination diagrams for the Late-Mesozoic granites in Jiaodong Peninsula (base map after Pearce et al.,1984;Batchelor and Bowden,1985;Harris et al.,1986;Gorton and Schandl,2002 and some data in c after Song Yingxin et al.,2020)

綜上，推斷了膠東地區晚中生代構造-巖漿-成礦過程。三疊紀，揚子板塊與華北板塊碰撞擠壓(陳衍景等,2004)，形成蘇魯超高壓變質巖系(圖12a；郭敬輝等,2005)。其后，伴隨強烈的折返和板塊斷離，區內進入后造山期，超高壓變質帶快速抬升。侏羅紀，受太平洋板塊俯沖影響，地殼持續增厚，晚侏羅世時，因地幔隆起導致增厚地殼局部發生減薄，造山帶根部垮塌，由造山帶物質或揚子和華北克拉通基底物質混合組成的新生下地殼活化，引發大范圍陸殼重熔，巖漿上侵形成了玲瓏型花崗巖(圖12a；宋明春等,2015)。早白堊世，斷離的太平洋板塊俯沖板片擾動軟流圈促使構造-巖漿活動強烈發育(宋明春等,2015)。俯沖板塊的前端回撤致使大陸島弧裂離，巖石圈地幔失穩拆沉，軟流圈上涌引起大規模減壓熔融(Maetal.,2014b)和局部伸展，富集巖石圈地幔部分熔融產生的基性巖漿底侵作用于底部古老或新生地殼，促使地殼底部巖石部分熔融產生花崗質巖漿(邱連貴等,2008)，為包括膠東地區在內的華北克拉通東部晚中生代花崗質巖石提供巖漿來源(圖12b)。此外，幔源基性巖漿上侵分異出煌斑巖及其它暗色脈巖，最近在文登市柳林莊發現了幔源的高鎂閃長巖(宋明春等，2020b)；幔源和殼源巖漿不同程度混合及結晶分異，先后形成郭家嶺型、偉德山型及嶗山型花崗巖(宋明春等,2015)，郭家嶺型花崗巖可能形成于俯沖板塊回撤早期，呈現出擠壓-伸展過渡狀態；偉德山型及嶗山型花崗巖形成于俯沖板塊回撤過程中，是巖石圈伸展減薄的產物。

圖12 膠東地區構造-巖漿-成礦作用過程[改自Yang等(2012)、Ma等(2014b)、宋明春(2014)、宋明春等 (2015)]Fig.12 A tectonic model for gold mineralization and magmatism in the Jiaodong Peninsula (modified after Yang et al.,2012;Ma et al.,2014b;Song Mingchun,2014;Song Mingchun et al.,2015)

在晚中生代大規模巖漿活動的同時，膠東地區發生了強烈的地殼隆升，其中白堊紀地殼隆升和降溫速率明顯大于侏羅紀，尤其偉德山型花崗巖侵位過程中地殼隆升速率非常快(張華鋒等,2006a,2006b;林少澤等,2013;豆敬兆等,2015;宋明春等,2017)。地殼強烈隆升導致先成玲瓏型花崗巖巖基之上的早前寒武紀變質巖層發生大幅度拆離滑脫，形成大致沿花崗巖巖基頂部發育的拆離斷層，三山島斷裂、焦家斷裂和招平斷裂均是熱隆-伸展體制下的鏟形下滑斷裂，屬拆離斷層的組成部分，同時產生的還有張裂隙、早前寒武紀變質巖系中的層間滑動構造、高角度正斷層、伸展斷陷盆地盆緣斷裂等組成伸展構造系統(宋明春等,2017)。早白堊世巖漿熱隆-伸展構造系統造成的構造-巖漿-流體耦合作用構成了膠東大規模金礦成礦的重要因素，強烈的巖漿活動既為流體活化提供熱源，又是形成伸展拆離構造的動力源之一，對金礦的形成起到“引擎”作用(宋明春等,2020a)；拆離斷層系統不但為成礦流體提供了良好的運移通道，而且為流體富集、礦體定位提供了有利的空間。沿玲瓏花崗巖體與早前寒武紀變質基底發育的焦家斷裂、三山島斷裂、招平斷裂等規模大、連續性好，向深部斷裂傾角變緩，為金礦床的形成提供了充足的儲存空間，形成大量金礦與玲瓏型花崗巖相伴分布的空間格局(圖12c)。

6 結論

(1) 依據膠東地區晚中生代花崗巖地球化學特征推斷巖漿起源與演變趨勢：玲瓏型花崗巖物質來源于造山帶俯沖雜巖和華北克拉通下地殼的部分熔融；郭家嶺型花崗巖物質來源于下地殼鎂鐵質巖石脫水部分熔融，部分繼承了巖石圈地幔物質組成；偉德山型花崗巖物質來源于華北地殼和富集巖石圈地幔的部分熔融；嶗山型花崗巖物質來源于偉德山型花崗巖形成過程中的下地殼巖石重熔。由侏羅紀至早白堊世，地球化學特征的演化趨勢是：巖石化學成分由高鉀鈣堿性系列→橄欖安粗巖系列、由過鋁質→偏鋁質；微量元素由高Ba-Sr→低Ba-Sr、由高Sr低Y→低Sr高Y，稀土元素由無或弱正銪異常→顯著負銪異常，花崗巖類型由S→I→A型，指示地幔性狀由EM2型向EM1型演化，由富集地幔轉向虧損地幔或由巖石圈轉向軟流圈演變。

(2) 本次測試得出玲瓏型花崗巖、郭家嶺型花崗巖、偉德山型花崗巖的侵位時代分別為163.2～157.9 Ma、132.9～130.0 Ma、121.3～116.7 Ma；嶗山型花崗巖和脈巖的侵位時代分別為125.0 Ma和120.7 Ma，與前人年齡測試數據基本相符。其中偉德山型花崗巖、嶗山型花崗巖和脈巖的形成時代與金成礦年齡最為接近，指示此階段的巖漿活動與金成礦關系密切。

(3) 膠東4種類型花崗巖類的地球化學特征、物質來源和形成構造背景的連續演變特征，指示膠東地區由侏羅紀到白堊紀經歷了由華北-揚子構造體系向歐亞-太平洋構造體系和由擠壓機制向伸展機制的轉換。玲瓏型花崗巖形成于擠壓構造背景，具有受華北板塊與揚子板塊板塊碰撞影響的后碰撞特征花崗巖特征；郭家嶺型、偉德山型及嶗山型花崗巖形成于太平洋板塊的俯沖構造環境，是伸展構造活動的產物。早白堊世強烈的熱隆-伸展構造為膠東大規模金成礦提供了有利條件。

致謝感謝審稿專家對本文提出的寶貴修改意見，研究工作中得到領導和同事的啟發和指導，在此一并致以誠摯的感謝。