胶西北金矿集区位于华北克拉通东南缘、苏鲁超高压变质带北段西侧和郯庐断裂带东侧,是一个主要由前寒武纪基底岩系和超高压变质岩块组成,中生代构造、岩浆活动频繁且剧烈的内生热液金矿集区。它是我国最大的金矿集区,区内产出三个超千吨的世界级金矿田(三山岛金矿田、焦家金矿田和玲珑金矿田),包含超大型、大型金矿床十余处,中、小型金矿床近百处。前人的研究表明,胶西北金矿集区内绝大多数金矿床的成矿时代都在120±10 Ma以内。如此大规模、短时期、高强度的金矿化是在怎样的成矿作用下形成的,一直是学者们努力探寻的关键性问题之一。本文在区域地质背景、区域地球物理和区域地球化学资料研究的基础上,以胶西北金矿集区典型金矿床为研究对象,综合运用多种地质、地球化学方法探讨了金矿集区的成矿物质来源、成矿过程及成矿作用,从而建立胶西北金矿集区成矿模型。胶西北金矿集区的金成矿作用与中生代构造岩浆活动联系紧密。区域地球物理资料解译成果显示金矿床的主要围岩为玲珑序列花岗岩和郭家岭序列花岗闪长岩;区域地球化学特征参数表明,玲珑超单元和郭家岭超单元的金元素浓集系数明显高于其他地质单元,指示出它们是有利的成矿地质单元;结合区域地质背景研究,认为玲珑序列花岗岩和郭家岭序列花岗闪长岩与金成矿密切相关,玲珑序列花岗岩的形成过程为金矿化提供了热源,郭家岭序列花岗闪长岩是直接矿源岩系,并且对金矿的富集和定位起主导作用。为了进一步探索胶西北金矿集区成矿物质来源和成矿作用过程,选取并采集新立、焦家和大尹格庄金矿岩(矿)石及岩心样品,利用地质学、地球化学方法进行实验分析与成果解释。金矿物微区分析表明金矿物颗粒的暗化主要是由Al、Si、O、Fe和S组成的杂质或包裹体引起的;碲(铋)金络合物在金的迁移成矿过程中起着重要作用。岩石地球化学分析结果显示,玲珑序列花岗岩属于高钾钙碱性I-S过渡型花岗岩,由来自上地幔或上地幔与下地壳间的花岗岩浆重熔胶东岩群变质岩所形成的交代再生岩浆和同熔型岩浆结晶分异而形成;3个金矿床的微量元素含量差异较大;稀土元素研究显示,各个金矿床不同岩石类型的岩心样品都具有相似的配分型式,都具有轻稀土富集、重稀土亏损的特征,故推测它们具有同源性-胶西北金矿集区的金矿床具有同一成矿来源;此外,尝试使用对应分析方法研究不同金矿床多种元素之间的相互关系,取得良好的分类效果,体现出了各种元素的特性以及各矿床之间的关系。围岩蚀变研究显示了不同蚀变过程中元素的带入带出情况,并分析了元素富集与亏损的原因,例如Zr和Hf的丢失可能和锆石的分解有关。流体包裹体研究显示,胶西北金矿集区流体包裹体具有中-低盐度,低密度的特点,主成矿温度为219.7~387.7℃,成矿压力为32~160Mpa。氢氧同位素研究结果显示,成矿流体由岩浆水和大气降水混合而成,硫同位素和铅同位素指示成矿流体具有壳幔混合源特征。在上述研究的基础上,从成矿物质来源、容矿构造、成矿时代以及成矿地质作用四个方面总结胶西北金矿集区金矿床的成矿机理,构建出成矿模型:在中生代早白垩世华北东部岩石圈减薄的构造背景下,地幔隆起引发拆沉作用形成一个大规模的壳幔岩浆混合带,地壳深部的金矿源层在这里发生部分熔融产生含金花岗质岩浆,构造应力体制由挤压到伸展的转换进一步产生大规模、高强度的岩浆活动事件,含金花岗质岩浆在结晶分异过程中分离出含金热液,这些热液沿着断裂构造裂隙向上迁移,在一定的构造部位和物理化学条件下通过充填和交代的方式形成胶西北金矿集区内众多金矿床。