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胶东矿集区是世界著名的金矿资源基地，截止2019年，累计查明金资源储量已达5000余t，属世界第三大金矿区（Yu Xuefeng et al.，2012; Song Mingchun et al.，2018a）。其被视为全球惟一的晚于赋矿围岩几十亿年而发生巨量黄金工业聚积的地区（Goldfarb and Groves，2015），而多数超大型、大型金矿床集中产于胶西北地区，胶东的14处探明资源量超过100 t的超大型金矿床也全部集中在胶西北地区，其探明的金矿资源量约占整个胶东探明金矿资源量的86.46%。区内广泛分布的中生代花岗岩与金矿有着密切的时间、空间关系（Chen Yanjing et al.，2004; Luo Zhenkuan et al.，2002; Deng Jun et al.，2020; Yang zhenyi et al.，2020），其中出露面积最大的为164±2~144±3 Ma的玲珑期花岗岩（玲珑岩体、磁山岩体、毕郭岩体），其次为130±3~125.4±2.2 Ma的郭家岭期花岗岩（郭家岭岩体、丛家岩体、七甲（曲家）岩体、范家店岩体、三山岛岩体、上庄岩体、北截岩体），126±3~108±2 Ma的伟德山期花岗岩只在莱州和平度地区发育（南宿岩体、周官岩体、北峰顶岩体），其面积最小（Song Mingchun et al.，2018b）。
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前人对区内中生代花岗岩从构造背景、形成时代、岩浆演化、成矿作用等方面做了大量研究（Li Junjian et al.，2005; Song Mingchun et al.，2018b，2019，2020; Han Zhenyu et al.，2019），试图揭示其与金矿形成的内在联系。罗振宽等（2002）通过对招莱地区玲珑型、栾家河型、郭家岭型花岗岩以及脉岩开展岩相学、地球化学、年代学研究，认为胶东金矿的形成最大可能与郭家岭型花岗岩有关，郭家岭型花岗岩的源岩岩成分中属于胶东岩群的铁镁质成分，被认为是Au的主要来源。且其在固结晚期有一次富钾流体的自交代作用，钾长石化又是胶东金矿热液蚀变的前锋。李士先等（2007）认为胶东地区的金矿与玲珑期、郭家岭期花岗岩相关，郭家岭期花岗岩尤为突出。罗振宽等（2014）认为金矿的形成与伟德山型花岗岩及相关的中基性脉岩有关，岩浆活动在金矿成矿中起到了“热机”作用，并提供了部分成矿物质。万国普等（2002）、Sun Huashan et al.（2007）通过高精度重磁、CSAMT等物探方法解译，认为焦家成矿带、招平成矿带深部可能有隐伏郭家岭期花岗岩存在，对寻找胶西北地区深部隐伏金矿体具有重要的指示意义。
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本文通过近几年胶西北地区勘查施工钻孔揭露的隐伏郭家岭期花岗岩的地球化学、锆石U-Pb年龄及Lu-Hf同位素研究，证实在胶东地区除了已经出露的已知郭家岭期花岗岩外，在胶西北三条主要金成矿带深部仍有隐伏郭家岭期花岗岩岩体存在。通过已开展的钻探工程及脉岩提供的深部地质信息（地质年代、捕掳体、捕获锆石等），对隐伏的郭家岭期花岗岩体进行了推测，从而对整个胶东地区郭家岭期花岗岩的分布格局有一个全新的认识，对进一步研究郭家岭期花岗岩与金矿成矿的内在联系提供基础。
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1 地质背景
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胶西北地区，隶属于华北板块（I级）之胶辽隆起区（Ⅱ级）胶北隆起（Ⅵ级）。地层发育有中太古界唐家庄岩群、新太古界胶东岩群、古元古界荆山群和粉子山群、中元古界长城系芝罘群、新元古界震旦系蓬莱群。中生代断陷盆地内有中生界白垩系莱阳群、青山群、王氏群分布，新生代盆地（龙口盆地）内则发育古近系五图群，另外在栖霞、蓬莱等地零星发育新近系临朐群基性-超基性火山岩，马山地区发育第四系史家沟组火山岩，在沿河流、沟谷、滨海岸带及平原地区则分布有大面积的第四纪松散堆积物（Tian Jiepeng et al.，2016）。
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侵入岩以发育新太古代TTG岩系、南华纪片麻状二长花岗岩、中生代花岗岩为特征。主要有新太古代栖霞序列TTG，南华纪荣成序列片麻岩，晚侏罗世玲珑期片麻状花岗岩―块状花岗岩，早白垩世郭家岭期斑状花岗闪长岩―二长花岗岩、伟德山期石英二长岩―二长花岗岩、崂山期二长花岗岩-正长花岗岩-碱长花岗岩。中生代构造运动在胶东地区表现明显，有多次岩浆侵位活动，侵入岩广泛发育，是中国东部构造体制转换，岩石圈减薄事件的产物。被认为是区内金矿形成的重要因素。
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区内脆韧性构造发育，脆性断裂以北东、北北东向为主，其次为东西向和北西向断裂，前寒武纪结晶基底发育褶皱、片麻岩穹隆构造以及不同层次的韧性剪切带等。北北东向和北东向断裂是与金矿成矿关系密切的线性构造，且均表现出多期活动特点。如三山岛断裂、焦家断裂、招远-平度断裂（Li Yixin et al.，2020），是胶西北地区三条主要的金矿成矿带。该区发现的所有金矿床（点）都与其有关，分布于断裂带内和其低序次断裂控制区域，著名的三山岛、焦家、新城、台上、大尹格庄、夏甸等大型、超大型金矿床均分布于该断裂系统之内。
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2 样品采集与分析方法
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在三山岛金成矿带，三山岛北部海域矿区施工的钻孔ZK3816（2054~2076 m）、ZK3612（2085~2092 m）三山岛断裂下盘见到斑状中粒二长花岗岩，分别采集样品ZK3816-1（E119°58′57″，N37°24′57″）和ZK3612-8（E119°58′57″，N37°24′56″）共2件样品; 在焦家-新城金成矿带，招贤矿区72ZK03（1690~1704 m）88ZK07（1871~1885 m）、288ZK03（2307~2353 m）焦家主断裂带下盘见到巨斑状中粒花岗闪长岩-二长花岗岩，分别采集样品88ZK07-1（E120°05′03″，N37°25′19″），288ZK03（E120°04′10″，N37°23′13″）共2件样品; 在破头青金成矿带上，水旺庄矿区、栾家河矿区96ZK2（2100~2150 m）、29ZKL1（1810~1825 m）、18ZKC6（1941~1943 m）、42ZKC12（2150~2191 m）破头青断裂下盘见到斑状中粒花岗闪长岩，分别采集样品29ZKL1（E120°34′20″，N37°27′22″）、18ZKC6（E120°34′36″，E37°27′24″）、42ZKC12（E120°34′41″，N37°26′42″）共3件样品; 在招远-平度金成矿带中段在大尹格庄矿区深部24ZK1（1467~1550 m）招平断裂带下盘也已见到巨斑状中粒花岗闪长岩。采集样品24K1-1（E120°22′44″，N37°15′22″）。具体钻孔位置见图1。所有样品均远离矿体，样品新鲜，手标本及镜下观察显示未蚀变（图2a~e）。
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图1 胶西北地区区域地质图（揭露隐伏岩体（郭家岭期）钻孔位置）（据Liang Ping et al.，2018修改）
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Fig.1 Regional geological map of Northwest Jiaodong area (showing the borehole location of concealed pluton, (Guojialing stage) (modified after Liang Ping et al., 2018)
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1 —第四系; 2—白垩纪沉积地层; 3—白垩纪火山岩; 4—元古宙变质地层; 5—太古宙变质地层; 6—早白垩世伟德山期花岗岩; 7—早白垩世郭家岭期花岗岩; 8—晚侏罗世玲珑期花岗岩; 9—南华纪荣成序列片麻状花岗岩; 10—元古宙基性-超基性岩; 11—太古宙TTG片麻岩; 12—变质基性-超基性岩; 13—断裂; 14—金矿床; 15—采样钻孔位置
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1 —Quaternary; 2—Cretaceous sedimentary strata; 3—Cretaceous volcanic rocks; 4—Proterozoic metamorphic strata; 5—Archean metamorphic strata; 6—Early Cretaceous granite of Weideshan; 7—Early Cretaceous granite of Guojialing; 8—Late Jurassic granite of Linglong; 9—Nanhua epoch gneissic granite of Rongcheng; 10—Proterozoic basic ultrabasic rocks; 11—Archean TTG gneiss; 12—metabasic ultrabasic rocks; 13—fault; 14—gold deposit; 15—sampling borehole location
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岩矿鉴定、岩石主、微量元素的测试分析在自然资源部济南矿产资源监督检测中心完成，主量元素分析使用X荧光光谱仪（XRF），微量元素分析使用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）完成。分析精度多小于3%，温度20℃，湿度30%。测试过程中分别使用国际标准进行监控。
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锆石挑选由河北省区域地质调查研究所实验室利用标准重矿物分离技术分选完成。靶样、锆石透射光、反射光显微照相以及锆石阴极发光（ CL）显微照相均由中国地质科学院地质研究所完成。锆石U-Pb年龄数据是在国家科技基础条件平台北京离子探针中心（中国地质科学院地质研究所）的SHRIMP II仪器上获得的。测定时仪器质量分辨率约为5000（1%峰高）。一次离子流O2-强度为4 nA，一次离子流束斑直径约为25 μm，分析前样品点清洗时间为150 s。每个数据点测定由5~7次扫描构成。标准为SL13（U=238×10-6）和TEM（年龄为417 Ma）（Williams，1998; Black et al.，2003）分别用于样品U含量标定和年龄校正，待测样和TEM标样之比为3∶1。数据处理采用SQUID和ISOPLOT程序（Ludwig，2001）。锆石定年分析原理和流程见Williams（1998）。
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原位微区锆石Hf同位素比值测试在武汉上谱分析科技有限责任公司利用激光剥蚀多接收杯等离子体质谱（LA-MC-ICP-MS）完成。激光剥蚀系统为Geolas HD（Coherent，德国），MC-ICP-MS为Neptune Plus（Thermo Fisher Scientific，德国）。分析过程同时配备了信号平滑装置以提高信号稳定性和同位素比值测试精密度（Hu Zhaochu et al.，2012a）。载气使用氦气，并在剥蚀之后引入少量氮气以提高Hf元素灵敏度（Hu Zhaochu et al.，2012b）。分析采用Neptune Plus新设计高性能锥组合。激光输出能量可以调节，实际输出能量密度为~7.0 J/cm2。采用单点剥蚀模式，斑束固定为44 μm。详细仪器操作条件和分析方法可参照Hu Zhaochu et al.（2012b）。
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3 测试结果
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3.1 岩石学特征
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三山岛北部海域ZK3816钻孔中斑状中粒二长花岗岩（图3a）主要由石英（±30%）、钾长石（±40%）和斜长石（±24%）组成，其次含有黑云母（±5%）、绿泥石、碳酸盐矿物和不透明矿物等。岩石局部发生破碎重结晶作用，石英颗粒被拉长，粒度约0.002~2 mm，沿一定方向发育，碎斑透镜体粒度约0.2~6 mm。石英:呈粒状、柱粒状、不规则状，细碎物质的重要组成成分，充填在其他矿物间隙中，聚集发育，被拉长呈流动构造，波状消光明显。钾长石:呈柱状、板状，颗粒较大，消光不均匀，局部可见少量石英被包裹在长石中形成蠕英石; 可见卡式双晶。斜长石:呈板状，少数可见聚片双晶、卡钠复合双晶; 大颗粒内部可见小颗粒石英。黑云母:呈片状、鳞片状，颜色呈浅褐色—褐色、绿色—浅绿色。
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焦家成矿带88ZK07钻孔中斑状中粒二长花岗岩（图3b）主要由石英（±30%）、钾长石（±41%）和斜长石（±25%）组成，其次含有黑云母（±3%）、绿泥石（±1%）、碳酸盐矿物和不透明矿物等。岩石发生破碎，粒度约0.002~0.15 mm，被拉长沿一定方向发育，有的呈眼球状构造，碎斑透镜体粒度约0.2~6.5 mm。石英:呈粒状、柱粒状、不规则状，细碎物质的重要组成成分，充填在其他矿物间隙中，聚集发育，被拉长呈流动构造，波状消光明显。钾长石:呈柱状、板状，颗粒较大，消光不均匀，局部可见少量石英被包裹在长石中形成蠕英石; 可见卡式双晶。斜长石:呈板状，少数可见聚片双晶、卡钠复合双晶; 大颗粒内部可见小颗粒石英; 局部可见弱绢云母化和碳酸盐化。黑云母:呈片状、鳞片状，颜色呈浅褐色—褐色、绿色—浅绿色。
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焦家成矿带288ZK03钻孔中斑状中粗粒花岗闪长岩（图3c），含斜长石（55%~60%）、钾长石（5%~10%）、石英（25%~30%）和少量的黑云母（2%~3%）、金属矿物，粒径一般在3.0~7.0 mm之间，矿物之间往往紧密接触，杂乱排列，他形的石英分布在长石间隙中，形成中粗粒花岗结构。斜长石:他形—半自形板状，大小不等，杂乱排列，可见聚片双晶，有双晶纹弯曲变形的现象，具轻微的碳酸盐矿物化等蚀变; 钾长石:他形—半自形板状，大小不等，填隙分布，主要见有条纹长石和少量的微斜长石，具轻微的黏土矿物化蚀变; 石英，他形粒状，大小不等，填隙分布，较洁净，可见波状消光现象; 黑云母:他形片状，大小不等，填隙分布。金属矿物，他形粒状，大小不等，填隙分布，黑色不透明。
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破头青金矿带水旺庄矿区42ZKC12钻孔中斑状中粒花岗闪长岩，含斜长石（45%~50%）、钾长石（20%~25%）、石英（20%~25%）和少量的黑云母（5%）、磷灰石、榍石、金属矿物，粒径一般在0.8~3.0 mm之间，矿物之间往往紧密接触，杂乱排列，他形石英填分布在长石间隙中，形成中细粒花岗结构。斜长石:他形—半自形板状，大小不等，杂乱排列，可见聚片双晶和卡纳复合双晶，由于绢云母化等蚀变而显得浑浊。钾长石:他形—半自形板状，大小不等，填隙分布，主要见有条纹长石和少量的微斜长石，局部偶见具卡斯巴双晶的正长石，较洁净。石英:他形粒状，大小不等，填隙分布，较洁净，可见波状消光现象，局部偶见与长石交生形成的蠕虫结构。黑云母:他形片状，大小不等，填隙分布，由于绿泥石化等蚀变而显得浑浊，部分黑云母已全部为绿泥石所替代仅保留其假象。磷灰石，他形粒状，较细粒，局部可见，正中突起，一级灰干涉色。榍石，自形-半自形粒状，较细粒，零星可见，淡褐色，正极高突起，干涉色较鲜艳（图3d）。
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图2 胶西北钻孔揭露隐伏郭家岭期花岗岩样品照片
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Fig.2 Photos of concealed Guojialing granite samples revealed by boreholes in northwestern Jiaodong
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（a）—ZK3816斑状中粒二长花岗岩;（b）—88ZK07斑状中粒二长花岗岩;（c）—288ZK03斑状中粗粒花岗闪长岩;（d）—42ZKC12斑状中粒花岗闪长岩;（e）—24ZK1斑状中粗粒花岗闪长岩
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(a) —ZK3816 porphyritic medium grained monzogranite; (b) —88ZK07 porphyritic medium grained monzogranite; (c) —288ZK03 porphyritic medium coarse grained granodiorite; (d) —42ZKC12 porphyritic medium grained granodiorite; (e) —24ZK1 porphyritic medium coarse grained granodiorite
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图3 胶西北钻孔样品镜下鉴定照片
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Fig.3 Photomicrographs of drilling samples from northwestern Jiaodong
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Q—石英; Pl—斜长石; Kf—钾长石; Bt—黑云母
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Q—quartz; Pl—plagioclase; Kf—potash feldspar; Bt—biotite
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在招平断成矿带大尹格庄矿区钻孔24ZK1中深部发现斑状中粗粒花岗闪长岩侵位于玲珑期二长花岗岩体内。岩石呈灰白—局部肉红色，似斑状结构，基质为细中粒花岗结构，块状构造，主要由斜长石（40%~55%）、石英（20%~25%）、钾长石（15%~30%）及少量黑云母、角闪石组成，副矿物有锆石、榍石等（图3e）。斑晶主要为肉红色微斜长石，粒径3~5 cm，部分发育有环带结构。基质中斜长石呈半自形板状、近半自形板状等，大小一般为2.0~5.0 mm的中粒和0.25~2.0 mm的细粒，杂乱分布。多见聚片双晶（平直且较细密），环带构造发育，晶体内略显波状消光，具绢云母化和高岭土化，与钾长石接触部位多见交代蠕虫结构。钾长石呈半自形板状、近半自形板状等，大小一般为0.25~2.0 mm的细粒和2.0~5.0 mm的中粒，多见具格子双晶的微斜长石，部分颗粒内部嵌布板条状斜长石、他形粒状石英和鳞片状黑云母，与石英接触少见文象结构，局部交代斜长石。石英:他形粒状，多为集合体，由于受构造应力作用，部分颗粒细粒化，集合体分布，呈镶嵌状分布，粒内可见强波状、带状消光。黑云母呈鳞片状，片径0.2~1.75 mm的细粒，多色性明显，Ng深棕色，Np浅黄绿色，颗粒多被绿泥石和绿帘石交代，部分呈假象。
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3.2 主量和微量元素
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对胶西北地区见郭家岭序列花岗岩的勘查钻孔采集的13件样品，进行主量元素分析，所有样品SiO2含量为70.19%~74.26%。具有较高的Na2O（3.12%~5.13%）、Al2O3（14.01%~16.36%）、高的Sr含量（632×10-6~1224×10-6）、Ba含量（1641×10-6~3512×10-6）和高的Sr/Y比值（185~435）以及含K2O为2.68%~6.14%、CaO 1.25%~2.44%、TiO2 0.08%~0.23%、MgO 0.17%~0.84%、全Fe2O3 0.67%~1.94%，Rb46×10-6~110×10-6，Rb/Sr比值为0.038~0.141，Na2O/K2O为0.508~1.914（表1）。在TAS图解上，样品基本投在靠近花岗闪长岩的花岗岩范围内（图4）。
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Na2O+K2O含量较高，一般7.05%~9.26%。在SiO2-K2O图解上，主要落在高钾钙碱性-钙碱性系列（图5a），显示出富硅、碱的特征。岩石的A/CNK一般为1.01~1.06，在A/CNK-A/NK图解上，落在弱过铝质区域内（图5b）。花岗岩主量元素和SiO2之间的这种相关性说明，岩浆在上升侵位过程中可能经历了少量斜长石和铁-钛氧化物的分离结晶。从主量元素来看，钻孔揭露的隐伏斑状中粒二长花岗岩和花岗闪长岩表现出与郭家岭期花岗岩相似的特征。
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图4 胶西北钻孔中花岗岩TAS图解
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Fig.4 TAS diagram of granite from the boreholes in northwestern Jiaodong
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所有样品的稀土元素和微量元素特征表现一致，在稀土元素组成上，稀土总量变化不大，稀土总量∑REE变化于50×10-6~138×10-6，岩石的轻、重稀土总量分别为47×10-6~133×10-6和2.27×10-6~4.43×10-6，（La/Yb）N=26.4~111.8，指示轻、重稀土元素分异作用强烈，分馏明显。δEu为1.23~2.49，具有正铕异常，可能与岩浆岩中斜长石分异结晶有关，斜长石的分离结晶会导致熔体Eu的强烈亏损，明显的 Eu正异常表明源区残留相中无斜长石存在。δCe为0.79~1.25，显示弱负铈异常到弱的正铈异常。在稀土元素配分图上表现右倾模式（图6a），轻稀土高度富集，重稀土相对亏损。在原始地幔标准化微量元素蛛网图上（图6b），所有样品的微量元素显示富集Ba、K、Rb、Sr、Pb大离子亲石元素（LILE），其中Sr＞632×10-6、Ba＞1641×10-6，亏损Ta、Nb、P、Ti等高场强元素（HSFE）的特征。曲线形态表现为右倾，表现出明显的弧型地壳特征（Rudnick，1995）。总体来说，钻孔揭露的斑状中粒花岗闪长岩和斑状二长花岗岩稀土配分模式图和微量元素蛛网图与郭家岭期花岗岩显示出相似的变化趋势（Yang Jinhui et al.，2003; Luo Xiandong et al.，2014）。
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3.3 锆石定年
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由三山岛北部海域ZK3816钻孔中斑状中粒二长花岗岩（ZK3816-1）和焦家金矿带招贤矿区88ZK07钻孔中斑状中粒二长花岗岩（88ZK07-1）样品中挑出的锆石呈长柱状，粒径100~150 μm，长宽比2∶1~3∶1，自形，具有清晰的岩浆振荡环带（图7）。锆石U含量为219×10-6~1743×10-6，Th含量为33×10-6~431×10-6，Th/U比值为0.06~0.60，平均值为0.27。以上特征显示这些锆石均为岩浆锆石。对ZK3816-1样品锆石进行了13个点次的分析，13颗锆石的207Pb/235U和206Pb/238U数据点位于谐和线上或附近（表2，图8），锆石的206Pb/238U加权平均年龄为126.10±1.00 Ma（MSWD =0.89），可以代表三山岛北部海域钻孔揭露岩体的形成年龄; 对88ZK07-1样品锆石进行了14个点次的分析，12颗锆石的207Pb/235U和206Pb/238U数据点位于谐和线上或附近（表2，图8），锆石的206Pb/238U加权平均年龄为127.59±0.85 Ma（MSWD = 1.10），可以代表焦家金矿带招贤矿区钻孔揭露岩体的形成年龄。
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图5 胶西北钻孔中花岗岩SiO2-K2O图解（a）和A/CNK-A/NK图解（b）
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Fig.5 SiO2-K2O diagram (a) and A/CNK-A/NK diagram (b) of granite from the boreholes in northwestern Jiaodong
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图6 胶西北钻孔中花岗岩球粒陨石标准化稀土元素配分图（a）原始地幔标准化微量元素蛛网图（b）
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Fig.6 Chondrite-normalized REE patterns (a) and primitive mantle normalized trace element spider diagram (b) for the granite samples from boreholes in northwestern Jiaodong
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郭家岭岩体样品10JC-31、10JC-34、10JC-35引自Luo Xiandong et al.，2014，球粒陨石值根据Sun et al.，1989
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Samples 10JC-31, 10JC-34 and 10JC-35 of Guojialing pluton are from Luo Xiangdong et al., 2014 and chondrite values are from Sun et al., 1989
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3.4 锆石Lu-Hf同位素组成
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样品锆石呈黄粉色，微铁染，自形—半自形双锥柱状及断柱状，晶体可见裂纹，晶棱、晶锥略显钝化，可见锥柱不对称的歪晶，可见凹坑、沟槽等溶蚀痕迹，样品中锆石颜色单一，晶群集中，改造程度相近，为同源产物。
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所有锆石测点的176Lu/177Hf比值都介于0.001073~0.000215，小于0.002，说明锆石在岩体形成之后的演化过程中有较少的放射成因的Hf积累，因此可以用锆石176Lu/177Hf比值解释岩体形成时的成因信息（Wu Fuyuan et al.，2007）。所有锆石测点的fLu/Hf值为-0.99~-0.98，小于硅铝质地壳fLu/Hf值（-0.72，Verboort et al.，1996）和铁镁质地壳fLu/Hf值（-0.34，Amelin et al.，2000），因而二阶段模式年龄更清楚反映其源区物质从亏损地幔被获取的时间。
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图7 胶西北钻孔 ZK3816和88ZK07中的花岗岩锆石CL图像
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Fig.7 Zircon CL image of granites from boreholes ZK3816 and 88ZK07 in northwestern Jiaodong
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钻孔揭露郭家岭期花岗岩样品锆石的176Hf/177Hf比值范围0.281902~0.282167（表3），平均值为0.2821195; εHf（t）值为-27.94~-18.59，平均值为-20.28; 亏损地幔二阶段模式年龄tDM2为2947~2360 Ma，平均值为2466 Ma。
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4 讨论
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4.1 钻孔揭露花岗岩体的形成时代
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本文测得三山岛北部海域ZK3816-1斑状二长花岗岩的锆石U-Pb SHRIMP年龄126.10±1.00 Ma（MSWD=0.89），焦家金成矿带88ZK07-1斑状中粒二长花岗岩锆石U-Pb SHRIMP年龄127.59±0.85 Ma（MSWD=1.10）。破头青金成矿带96ZK2（2130 m）斑状中粒花岗闪长岩的锆石U-Pb SHRIMP定年，获得7个单点锆石年龄135~127 Ma（未刊发）。Shen Yuke et al.（2016）在破头青金成矿带深部2070 m，处发现黑云母二长花岗岩，黑云母40Ar-39Ar热年代学研究表明，其成岩年龄为 123.7 ± 1.5 Ma，与郭家岭期花岗岩年龄接近。张瑞忠（2017）获得招平金成矿带24ZK1斑状中粒花岗闪长岩锆石U-Pb LA-MS-ICP年龄128±1~126±1 Ma。不同矿区隐伏岩体锆石U-Pb年龄128±1~123.7±1.5 Ma，这也代表了钻孔揭露隐伏郭家岭期花岗岩的结晶年龄。
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图8 胶西北钻孔中花岗岩锆石U-Pb谐和图和加权平均年龄
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Fig.8 Zircon U-Pb concordia diagrams and weighted average age of granite revealed by borehole in northwestern Jiaodong
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图9 胶西北钻孔中花岗岩εHf（t）-t图解
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Fig.9 The diagram of εHf (t) -t of granite from boreholes in northwestern Jiaodong
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玲珑期花岗岩据Yang Kuifeng et al.，2012; 郭家岭期花岗岩据Wang et al.，2014，Wang Ligong et al.，2018
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Linglong granite data after Yang Kuifeng et al., 2012; Guojialing granite after Wang et al., 2014, Wang Ligong et al., 2018
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前人对胶东郭家岭期花岗岩做了大量的U-Pb同位素年代学研究，得到了精确的年龄数据（Guan Kang et al.，1998; Wang et al.，1998; Yang Kuifeng et al.，2012; Liu Yue et al.，2014; Luo Xiandong et al.，2014; Geng Ke et al.，2016; Song Yingxin et al.，2020）。锆石U-Pb SHRIMP和LA-MS-ICP法测定岩浆侵位时代为130±3~125.4±2.2 Ma，这些定年结果与本次钻孔揭露的花岗岩锆石定年结果一致。郭家岭期花岗岩有较少的继承或捕获锆石，包括晚侏罗世（159~142 Ma）、晚三叠世（230 Ma、225 Ma）、古元古代（2483~1860 Ma）、太古宙（2708~2530 Ma）（Luo Zhenkuan et al.，1999）。由于郭家岭期花岗岩是壳幔混熔型花岗岩（Qu Xiaoming et al.，1997b），这些锆石可能是继承的源区锆石，也可能是岩体上侵过程中捕获的锆石。
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4.2 岩浆源区及岩石成因
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锆石具有较好的稳定性，近几年，锆石Lu-Hf同位素作为地球化学示踪技术得到广泛应用，可为鉴别岩浆源区和具体的岩浆过程提供确定性的证据（Hu Fangfang et al.，2005; Wang Ligong et al.，2018; Wu Fuyuan et al.，2007）钻孔揭露花岗岩锆石εHf（t）值变化范围较小，为-27.94~-18.59，均为负值，来自于古元古代地壳中的流体交代岩石圈广泛的壳幔相互作用源区，这与太平洋板块俯冲后的岩石圈减薄峰值同期（Li Xinghui et al.，2019）。在εHf（t）-t图解上（图9），样品分布于球粒陨石演化线之下，多数位于1.9 Ga和2.5 Ga地壳线之间，也有数据投于2.5~3.0 Ga之间地壳演化线之间，与郭家岭期花岗岩的投点位置接近。钻孔中花岗岩Hf同位素二阶段模式年龄tDM2集中在2.95~2.36 Ga（均值2.47 Ga），指示钻孔揭露的花岗岩其岩浆源区主要自于太古宙—古元古代壳源物质熔融。结合岩石地球化学，认为该期花岗岩物源的多元性，既具有地壳物质来源特征，又有地幔物质来源的信息，是下地壳酸性岩浆与幔源基性岩浆混合作用的结果。这与郭家岭期花岗岩的岩浆源区一致（Qu Xiaoming et al.，1997b; Yang Jinhui et al.，2003; Yang Yang et al.，2017）。
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钻孔揭露的花岗岩A/CNK介于1.01~1.06之间，平均值为1.03，具有正铕异常，弱Ce异常，相对亏损Ta、Nb、P、Ti等高场强元素，显示出壳源特征。δEu的正异常和高Sr的含量说明源区残留相中没有斜长石或较少，反映岩浆源区较深。Th/U值为2.73~10.69，均值5.12，高于大陆地壳平均值（4）; Th/Nb比值为0.35~2.09，平均1.27，远高于大陆地壳平均值（0.44）; La/Nb比值为1.27~11.13，平均值6.20，明显高于大陆地壳平均值（2.2）; Th/La比值为0.13~0.30，平均值0.21，接近大陆地壳平均值（0.204）。以上地球化学特征表明钻孔揭露的花岗岩可能有地幔物质混入。
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钻孔揭露的花岗岩中含有暗色包体，约占3%~5%（体积），分布比较均匀，每个钻孔都有零星的包体产出。这些包体中少数为胶东岩群斜长角闪岩的捕掳体和黑云母相对富集形成的析离体，而大多数则是具有重要成因意义的闪长质包体。闪长质包体不仅有明显的岩浆结构，而且部分包体内部出现与围岩性质相同的似斑状闪长岩质成分以及钾长石斑晶。研究认为微粒闪长质包体的存在是壳、幔岩浆混合的证据（Qu Xiaoming et al.，1997a; Perugini et al.，2003; Goss et al.，2010）。花岗岩的岩性均一，缺少长英质端元和过渡性岩石类型正是壳慢岩浆混合程度高的表现（Qu Xiaoming et al.，1997b; Zhai Mingguo et al.，2003）。
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结合钻孔揭露的二长花岗岩和花岗闪长岩锆石U-Pb测年结果，以及综合岩相学、岩石化学、地球化学等特征分析，本研究确定了三山岛断裂、焦家断裂及破头青断裂带下盘深部均有隐伏郭家岭期花岗岩存在。
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4.3 郭家岭期隐伏岩体推测
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地表已出露的郭家岭期花岗岩位于玲珑岩基的北侧，呈近东西向分布。从西到东由三山岛、上庄、北截、丛家、七甲、郭家岭及范家店七个岩体组成。该期岩体从西到东表现出有规律的变化，如岩体规模越来越大，西部岩体呈岩脉、岩枝及岩株逐渐变为东部郭家岭岩体呈岩基; 钾长石斑晶个体越来越小; 角闪石含量是随着岩浆演化变化大，一般石英二长闪长岩—石英二长岩—花岗闪长岩—花岗岩逐渐降低; 西部的三山岛、上庄、北截岩性较为单一，东部的丛家、七甲及郭家岭岩体，其岩性有从边缘至中心由二长闪长岩—角闪石英二长岩—角闪花岗闪长岩—黑云母二长花岗岩的变化，斜长角闪岩等残留体越来越少演化的特征。
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胶西北地区郭家岭期花岗岩的侵位规模要比现已出露的规模大得多，在许多地表为玲珑期花岗岩地区，深部有郭家岭期花岗岩存在。地球物理资料表明，它们在深部可能连成一体（山东省区域地质，2003）。根据最新勘查成果，确认三山岛断裂带、焦家断裂带、招平断裂带（包括北段破头青断裂带）金矿床深部有郭家岭花岗岩的存在。胶西北三条主要控矿断裂带下均有隐伏郭家岭期花岗岩存在，金矿与郭家岭期花岗岩形影不离。Song Yingxin et al.（2020）认为早白垩世早期（130 Ma），在欧亚板块边缘形成少量火山弧环境的郭家岭型花岗岩，并有幔源的基性脉岩产生。郭家岭花岗岩有可能来源于早先与脉岩源区相似的基性岩浆底侵作用而形成的下地壳镁铁质岩石（Yang Jinhui et al.，2004）。
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因而通过脉岩提供的深部地质信息（地质年代、捕掳体、捕获锆石等）及钻探工程等，可初步揭示郭家岭期岩体隐伏分布情况。① 郭家岭期岩体地表集中出露于三山岛—招远北—栖霞北，呈近东西向展布，近年勘查成果揭示了三山岛成矿带、焦家成矿带、招平成矿带深部隐伏郭家岭期岩体的存在。② 李士先等（2007）认为在招远以南，莱西、平度之北地区，尽管未出露郭家岭期的岩体，然却有大量早白垩纪脉岩群分布; 栖霞之北不足20 km处，则是向南缓倾的郭家岭复式岩体，其深部未必没有郭家岭期隐伏岩体。③ 前人在平度贝博金矿、夏甸金矿、大尹格庄金矿获得中基性岩脉年龄为127~122 Ma，同时在24ZK1钻孔中已经发现有郭家岭期侵入体，推测郭家岭期隐伏岩体沿招平断裂带向南延伸。④ 蓬莱-栖霞地区发育众多的浅成岩相（130~127 Ma）与郭家岭岩体在岩性、矿物组成、主量元素地球化学、稀土元素地球化学和微量元素地球化学表现出的相同性或相似性指示其可能是同源的，为郭家岭岩体在栖霞地区产出的浅成相。⑤ 1∶5万葛家集幅曾将文登泽头一带斑状花岗岩划归为郭家岭超单元，我们新近获得了114.2±0.70 Ma的岩浆侵入年龄（未发表数据），属于伟德山期岩体，但也有127.3 Ma、123.7 Ma的单颗粒锆石年龄数据，乳山市周围岩脉的年龄存在127 Ma的年龄数据，推测该区深部可能存在郭家岭期岩浆事件（图10）。
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5 结论
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（1）钻孔揭露的胶西北三条主要金成矿带隐伏郭家岭期花岗岩主要表现为Na2O+K2O含量较高，属于高钾钙碱性系列，少量钙碱性系列。岩石的A/CNK一般为1.01~1.06，具有弱过铝质的特征。稀土配分模式为轻稀土富集，重稀土亏损的右倾模式。具有正铕异常，弱负铈异常。微量元素特征显示富集Ba、K、Rb、Sr、Pb等大离子亲石元素（LILE），其中Sr＞632×10-6、Ba＞1187×10-6，亏损Ta、Nb、P、Ti等高场强元素（HSFE）。
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（2）三山岛北部海域斑状中粒二长花岗岩和焦家金矿带斑状中粒二长花岗岩锆石SHRIMP U-Pb测年结果为126.10±1.00 Ma和127.59±0.85 Ma，为郭家岭期花岗岩。
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（3）岩浆锆石εHf（t）值为-27.94~-18.59，Hf同位素二阶段模式年龄tDM2为2.95~2.36 Ga（均值2.47 Ga），样品分布于球粒陨石演化线之下壳源区域，岩浆源区与郭家岭岩体一致，既具有地壳物质来源特征，又有地幔物质来源的信息，是陆壳酸性岩浆与幔源基性岩浆混合作用的结果。
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（4）通过已开展的钻探工程及脉岩提供的信息，认为胶西北三条主要控矿断裂带下盘有郭家岭期花岗岩存在，同时对胶西北三条主要控矿断裂带、栖霞一带、乳山市周围深部可能存在郭家岭期花岗岩范围进行推测。
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图10 胶东地区郭家岭期花岗岩（隐伏岩体）分布图
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Fig.10 Distribution of Guojialing granite (concealed granitic plutons) in Jiaodong area
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致谢:感谢山东省第三地质矿产勘查院和山东省第六地质矿产勘查院同仁在样品采集时提供的帮助; 感谢国家科技基础条件平台北京离子探针中心的颉杭强和谢士稳在装载样品，仪器调试、仪器监控和数据处理方面所提供的帮助; 感谢武汉上谱分析科技有限责任公司有关工作人员在原位微区锆石Hf同位素测试方面提供的帮助; 感谢审稿专家和编辑部成员提出了宝贵的意见、建议。
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摘要
胶东矿集区是世界著名的金矿资源基地,截止2019年累计查明金资源储量达5000余吨,区内广泛分布的中生代花岗岩与金矿有着密切的时间、空间关系。前人利用高精度重磁、CSAMT等物探方法解译,认为焦家成矿带、招平成矿带深部可能有隐伏郭家岭期花岗岩存在。本文通过近几年勘查施工钻孔揭露的胶西北三条主要金成矿带隐伏郭家岭期花岗岩,表现为较高的Na2O+K2O(5.80%~11.27%)、Al2O3(14.01%~16.36%)含量,高的Sr含量(632×10-6~1224×10-6)、Ba含量(1641×10-6~3512×10-6)和高的Sr/Y比值(185~435),CaO(1.25%~2.44%)、TiO2(0.08%~0.23%)、MgO(0.17%~0.84%)、全Fe2O3(0.67%~1.94%)、Rb(46×10-6~110×10-6),属于高钾钙碱性-钙碱性系列。岩石的A/CNK为1.01~1.06,投点于弱过铝质区域。稀土配分模式为轻稀土富集,重稀土亏损的右倾模式,具有正铕异常,弱负铈异常。微量元素特征显示富集Ba、K、Rb、Sr、Pb等大离子亲石元素(LILE),亏损Ta、Nb、P、Ti等高场强元素(HSFE)。三山岛北部海域斑状中粒二长花岗岩和焦家金矿带斑状中粒二长花岗岩锆石SHRIMP U-Pb测年结果为126.10±1.00 Ma和127.59±0.85 Ma。岩浆锆石εHf(t)值为-27.94~-18.59,Hf同位素二阶段模式年龄tDM2为2.95~2.36 Ga(均值2.47 Ga),样品分布于球粒陨石演化线之下壳源区域,岩浆源区与郭家岭岩体落点一致。结合岩石地球化学认为,钻孔揭露的郭家岭期花岗岩既具有地壳物质来源特征,又有地幔物质的加入,是陆壳酸性岩浆与幔源基性岩浆混合作用的结果。通过已开展的钻探工程及脉岩提供的信息,认为胶西北三条主要控矿断裂带下盘有郭家岭期花岗岩存在,同时对胶西北三条主要控矿断裂带、栖霞一带、乳山市周围深部可能存在郭家岭期花岗岩范围进行推测。这对整个胶东地区郭家岭期花岗岩的分布格局有一个全新的认识,为进一步研究郭家岭期花岗岩与金矿成矿的内在联系提供基础。
Abstract
The Jiaodong ore concentration area is a globally famous gold resource base. By 2019, the total gold resource reserves had reached 5000 tons. The Mesozoic granite widely distributed in the area has a close temporal and spatial relationship with gold deposits. By using high-precision gravity and magnetic, CSAMT and other geophysical methods, the predecessors believe that there may be concealed Guojialing granite in the deep part of the Jiaojia and Zhaoping metallogenic belts. The concealed Guojialing granites in the three main gold metallogenic belts in Northwest Jiaodong revealed by drilling in recent years are characterized by high Na2O+K2O (5.80%~11.27%), Al2O3 (14.01%~16.36%), high Sr content (632×10-6~1224×10-6), Ba content (1641×10-6~3512 × 10-6), high Sr/Y ratio (185~435), CaO (1.25%~2.44%) and TiO2 (0.077%~23%), MgO (0.17%~0.84%), total Fe2O3 (0.67%~1.94%), Rb (46×10-6~110×10-6), belonging to high potassium calc-alkaline series. The A/CNK of the rocks is generally 1.01~1.06, which is located in the weak peraluminous region. There are positive Eu anomalies and weak negative Ce anomalies. Trace elements are characterized by enrichment of LILE such as Ba, K, Rb, Sr and Pb, and depletion of HSFE such as Ta, Nb, P and Ti. Zircon SHRIMP U-Pb ages of the porphyry medium grained monzogranite in the northern Sanshandao and Jiaojia gold belt are 126.10±1.00 Ma and 127.59±0.85 Ma, respectively. The zircon εHf(t) values range from -27.94 to -18.59, and the two-stage Hf isotope model ages range from 2.95 Ga to 2.36 Ga (mean 2.47 Ga). The samples are distributed in the crust source area below the chondrite evolution line, and the magma source area is consistent with the fall point of the Guojialing pluton. Combined with petrochemistry, it is considered that the Guojialing granite exposed by drilling has the characteristics of both crustal material source and mantle material addition, which is the result of mixing of continental crust acidic magma and mantle derived basic magma. According to the information derived from the drilling projects and dikes, it is considered that there are Guojialing granite in the footwall of the three main ore controlling fault zones in the northwest of Jiaodong. Meanwhile, it is speculated that there may be the Guojialing granite in the three main ore controlling fault zones in the northwest of Jiaodong, Qixia area and the deep part around Rushan City. This provides a new understanding of the distribution pattern of the Guojialing granite in Jiaodong area, and provides a basis for further study of the internal relationship between the Guojialing granite and gold mineralization.
Keywords
concealed intrusion ； Guojialing granite ； geochemistry ； zircon U-Pb age ； Lu-Hf isotopes
