崂山花岗岩是中国东部花岗岩的代表之一,其主要岩性为碱性花岗岩,岩体普遍发育晶洞构造,是典型的晶洞碱性花岗岩。近年来,崂山花岗岩表面坑穴状微地貌的成因成为中国东部地区是否发育第四纪冰川的争论焦点,本课题组在崂山地区考察时发现了 10余个直径超过1m的卵形洞穴(本文将其称为“崂山花岗岩大型洞穴”),经过研究认为坑穴状微地貌是崂山花岗岩大型洞穴暴露后直接形成或者经过后期改造形成,但是对于这种洞穴本身的认识仍有不足。本文通过野外地质调查、岩相学观察、形态学分析、流体包裹体岩相学观察和显微测温以及氢氧同位素分析等方法,对崂山花岗岩大型洞穴进行了深入研究,系统的总结了洞穴特征,分析了洞穴成因,进一步研究了洞穴的形成过程。通过野外地质考察、形态学分析、岩相学研究以及微观特征观察,崂山花岗岩大型洞穴具有以下特征:洞穴分布在崂山不同地区的不同海拔高度上,洞穴的形状圆润,整体形状大多为椭球体,个别为双椭球体相连的葫芦形,洞穴开口均在竖直方向的节理面上;洞穴主要发育在八水河岩体,其岩性为晶洞碱性花岗岩,所有洞穴发育的岩体矿物粒度均为中粒或中细粒;洞穴内壁肉眼观察光滑的岩石表面,微观特征也表明其未经受外力作用,属于岩石的原生表面;洞穴内壁风化程度比较低,且洞内的风化程度低于洞口。将崂山花岗岩大型洞穴与花岗岩上常见的海蚀洞、碳酸岩溶蚀洞、人工开凿洞穴、风蚀洞和外力作用下崩塌、滑脱或堆积形成的洞穴对比,可以确定崂山花岗岩大型洞穴是一种新的花岗岩洞穴。洞穴内壁岩石表面的微观特征和风化程度的研究表明,崂山花岗岩大型洞穴并非是在花岗岩出露之后经受外力地质作用而形成,而是花岗岩的原生洞穴。在确定崂山花岗岩大型洞穴是花岗岩的原生洞穴后,为了进一步确定花岗岩大型洞穴的原生成因和形成过程,通过流体包裹体岩相学和显微测温以及氢氧同位素测试对洞穴发育的八水河岩体的成岩环境进行了深入研究。通过流体包裹体岩相学观察发现,八水河岩体石英矿物中发育大量NaCl-H2O体系富液相流体包裹体。显微测温结果显示流体包裹体的均一温度主要集中在160～240℃,冰点温度主要集中在-5～-2℃,流体的盐度主要集中在2～7wt%,密度主要集中在0.85～0.95g/cm3,通过流体包裹体计算出的成岩深度分布范围为2.73～4.43km,主要集中在3.00～3.90km。氢氧同位素实验数据分析表明,崂山八水河岩体晶洞碱性花岗岩在成岩过程中伴随强烈的热液活动,热液由岩浆水与外来的大气降水或地下水混合而成。研究表明,八水河岩体是岩浆侵位到3.00～3.90km深度后在低温、低压的环境下形成,并且在成岩过程中有外来流体的加入。在岩体的形成过程中,由于外来流体的加入使得岩浆内部含有大量的流体和挥发分,同时岩浆在低温低压环境中比较快速的冷凝成岩,因此岩浆内聚集的大量挥发分和流体无法溢出,而是在已结晶的岩体内占据一定的空间,从而形成了现在看到的大型原生洞穴。综上所述,可以确定崂山花岗岩大型洞穴是花岗岩的原生洞穴,同时八水河岩体的形成环境符合形成花岗岩大型原生洞穴所需要的条件。根据八水河岩体的形成环境并结合前人的研究,建立了崂山花岗岩大型原生洞穴的形成模式,洞穴的形成过程按照所在岩体的地质历史划分为四个阶段,分别是:岩浆活动时期的气泡聚集阶段、花岗岩成岩时期的洞穴形成阶段、花岗岩出露时期的洞穴暴露阶段以及花岗岩出露之后洞穴被改造阶段。