沂沭斷裂帶南段晚中生代鉀質(zhì)與鈉質(zhì)火山巖成因問題研究
發(fā)布時(shí)間：2014-08-26 15:01
第一章區(qū)域地質(zhì)概況
1.1研究區(qū)范圍
鄰廬斷裂是中國東部濱太平洋構(gòu)造域內(nèi)規(guī)模最為壯觀的巨型斷裂構(gòu)造帶，在中國境內(nèi)延伸長(zhǎng)達(dá)2400余km，寬20~40km。該斷裂帶南起長(zhǎng)江北岸湖北廣濟(jì)，經(jīng)安徽廬江、江蘇宿遷、山東鄰城，穿越激海，過沈陽后分為西支的依蘭-伊通
斷裂帶和東支的密山-撫順斷裂帶（也稱敦化-密山斷裂帶），總體呈S狀沿北北東向延伸（圖1-1)。該斷裂帶經(jīng)歷了多期的構(gòu)造體制轉(zhuǎn)換，各段活動(dòng)的特征具有巨大的差異性（張鵬等，2010)，由南至北，可劃分為三段，即蘇院段、山東段和沈陽-勸海段（又稱營(yíng)濰斷裂帶），山東段的部分又稱為折沭斷裂。
折沭斷裂帶呈NNE向縱貫山東中部，將山東省劃分為魯西地塊和魯東地塊兩個(gè)地質(zhì)構(gòu)造分區(qū)。魯西、魯東以及折沭斷裂帶內(nèi)部在地層建造、變質(zhì)變形特征和構(gòu)造演化上均有不同。本次研究選取的湯頭盆地和李莊神泉鉀質(zhì)及鈉質(zhì)火山巖位于折沭斷裂帶的南段（圖1-2),是折沭斷裂帶內(nèi)部晚中生代火山巖的典型代表。
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1.2巖石地層概況
1.2.1地層特征
山東省地層發(fā)育良好，化石豐富，很早就引起國內(nèi)外地質(zhì)學(xué)家的關(guān)注，因而有較長(zhǎng)的研究歷史。按照綜合地層區(qū)劃的原則，山東地層可分為華北平原、魯西
和魯東三個(gè)地層分區(qū)，其中以魯西地層發(fā)育最全。魯東和魯西兩個(gè)地層分區(qū)大致以昌邑-大店斷裂為界；華北平原地層分區(qū)自東明、聊城、禹城，向東穿越黃河后，大體沿小清河-萊州灣一線與魯西地層分區(qū)相鄰(山東省區(qū)域地質(zhì)志，1991)。魯西地塊依構(gòu)造位置區(qū)分為華北平原地層分區(qū)（濟(jì)陽勒陷區(qū)）和魯西地層分區(qū)(魯西隆起區(qū)），華北平原地層分區(qū)內(nèi)全被第四系覆蓋，因本文研宄不涉及到該區(qū)域，因此下文只簡(jiǎn)述魯西地塊中的魯西地層分區(qū)，即魯西隆起區(qū)。
(1)魯西地塊：魯西地塊地層發(fā)育較全，包括太古宙-元古宙基底、古生代海相地層及中-新生代陸相火山-沉積地層。
太古宙-元古宙基底地層主要由太古界泰山群中-高級(jí)變質(zhì)巖組成。新元古代地層僅發(fā)育有青白口系和震旦系，主要出露于魯西的東部，發(fā)育有青白口-震旦紀(jì)土門群，以未變質(zhì)砂巖、灰?guī)r、頁巖的旋回性沉積為特征。古生代地層廣布于魯西，發(fā)育了早古生代寒武-奧陶紀(jì)海相-海陸交互相的碳酸鹽巖和碎屑巖建造、晚古生代晚石炭世、二疊紀(jì)的海陸交互相的砂頁巖夾灰?guī)r及煤層的沉積巖系，缺失晚奧陶世至早石炭世沉積；中生代白堊紀(jì)地層廣布于各古老隆起之間的中生代盆地之中，為一套陸相碎屑巖及火山巖沉積。中、新生代火山巖多分布于斷陷型火山盆地中，主要為中心式火山噴發(fā)的產(chǎn)物。新生代古近紀(jì)、新近紀(jì)均發(fā)育。第四系組成了山前堆積平原、山間沖積平原。
魯西中、新生代鎂鐵質(zhì)巖漿作用廣泛發(fā)育，中生代鎂鐵質(zhì)火山巖較集中地分布在魯西地塊南部的費(fèi)縣-蒙陰一帶，以及魯西地塊北部的濟(jì)南-部平一帶，新生代鎂鐵質(zhì)火成巖主要分布在臨朐-昌樂一帶，為堿性玄武巖。除中、新生代鎂鐵質(zhì)火成巖外，魯西地塊內(nèi)還分布有金伯利巖、碳酸巖和鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)煌斑巖（邱檢生等，2005)，這一地區(qū)成為研究地暢性狀與化學(xué)組成隨時(shí)間演化的理想場(chǎng)所。
(2)魯東地塊：最大特點(diǎn)是只發(fā)育前寒武紀(jì)和中、新生代地層，缺失古生代地層，即太古宙-元古宙結(jié)晶基底被中生代-新生代陸相火山-沉積巖蓋層直接覆蓋。
太古代地層主要為唐家莊若群和膠東巖群，呈大小不等的包體形態(tài)殘存于古老的變質(zhì)變形深成侵入體中。古元古代地層系一套中級(jí)變質(zhì)的含鈣泥砂質(zhì)碎屑巖-鈣鎂質(zhì)碳酸鹽巖。中生代發(fā)育一套陸相碎屑巖及火山沉積，下部萊陽群為一套灰色沖洪積碌巖，中部青山群為一套中基性、中酸性火山巖夾砂頁巖，上部王氏群為一套紫色粗碎屑巖系，夾富堿的中基性火山巖組合。新生代地層主要分布于各山間盆地，第四系構(gòu)成了山前堆積平原、山間沖積平原。
雖然存在古生代-前寒武紀(jì)地層區(qū)別，魯東和魯西中生代-新生代陸相火山-沉積巖的分布卻共同地嚴(yán)格受到區(qū)域斷裂帶的控制，表現(xiàn)為火山-沉積盆地的走向隨區(qū)域構(gòu)造格局由擠壓為主向拉伸為主的演化而由近東西向轉(zhuǎn)變?yōu)榻北睎|向，即與區(qū)域構(gòu)造的延伸方向一致，這一現(xiàn)象在中國東部具有普遍性（Menziesefah,1998)。
(3)祈沭斷裂帶內(nèi)部：祈沭斷裂帶內(nèi)部在地層劃分上屬于魯西地層分區(qū)，因此地層概況與魯西隆起區(qū)基本相似。
1.2.2青山群火山巖
山東省境內(nèi)巖楽巖類分布廣泛，巖漿活動(dòng)從老到新劃分為四期：太古代泰山期、元古代桃科期、中生代燕山期和新生代喜馬拉雅期(山東省區(qū)域地質(zhì)志，1991)。巖漿活動(dòng)以中生代燕山期最為發(fā)育，其時(shí)代為侏羅紀(jì)-白堊紀(jì)。燕山期侵入巖以花崗巖為代表，侵入活動(dòng)可分為燕山早期（180~140Ma,以玲瓏和郭家?guī)X花崗巖為代表）和燕山晚期（140~70Ma,以艾山和南天門花崗斑巖為代表)，侵入作用結(jié)束時(shí)常伴有大量的中基性脈巖（輝綠巖、輝長(zhǎng)巖、煌斑巖和少量堿性巖，山東省區(qū)域地質(zhì)志，1991)。燕山期火山巖以白堊系青山群火山巖為代表（圖1-2)。
青山群是指位于萊陽群之上、王氏群或大盛群之下的一套火山巖系，火山巖分布廣、厚度大、巖性復(fù)雜，是火山溶巖和火山碎屑巖類，自下而上可進(jìn)一步區(qū)分為4個(gè)旋回，分別對(duì)應(yīng)4個(gè)地層組，即后帶組、八畝地組、石前莊組和方戈莊組（張?jiān)銎娴龋?996;劉明渭等，2003)。該群火山巖各地發(fā)育程度不同（表1-1)，魯西地區(qū)僅出露八畝地組和方戈莊組（如蒙陰盆地），魯東地區(qū)則出露相對(duì)完全(如膠萊盆地），沂沭斷裂帶區(qū)介于兩者之間（典型地區(qū)包括五蓮縣七寶山、分嶺山等）。4個(gè)火山巖地層組中以八畝地組分布最為廣泛，在魯東、魯西和斷裂帶內(nèi)部均有發(fā)育，其余3組地層主要發(fā)育于魯東的膠萊盆地。在巖石組合上，魯西主要發(fā)育屮基性火山沿；斷裂帶內(nèi)南部多為屮-基性，北部出現(xiàn)屮-基性夾酸性火山忠；魯東以酸性火山巖為主，部分地區(qū)基性火山巖與酸性火山巖相間出現(xiàn)，具雙峰式特征（張?jiān)銎娴龋?996; Fan et al, 2001)。
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第二章火山巖地質(zhì)和巖石學(xué)特征
2.1火山巖地質(zhì)與巖相學(xué)
2.1.1湯頭火山巖
湯頭火山盆地處于祈沐斷裂帶內(nèi)部，“呈北寬南窄的長(zhǎng)條狀展布(圖2-1)，火山巖出露面積約25km2。盆地內(nèi)火山巖在地層層序上主要屬早白里世青山群八畝地組，主體巖性為安粗質(zhì)火山碎屑巖及潛火山巖，僅在攆沂莊東側(cè)火山機(jī)構(gòu)的周邊有少量青山群石前莊組的潛流紋巖產(chǎn)出。盆地內(nèi)多數(shù)火山巖均具富鉀特征，巖石類型主要為黑云母安粗巖，它們主要呈火山碎屑巖產(chǎn)出，部分為潛火山巖相；鈉質(zhì)火山巖較少，主要分布在盆地西北角的紅埠嶺一帶，巖性主要為輝石粗安巖，多呈潛火山巖相產(chǎn)出。在地層層序上，輝石粗安巖主要分布在八畝地組頂部，顯示其形成較晚。
本文編號(hào)：8461
1.1研究區(qū)范圍
鄰廬斷裂是中國東部濱太平洋構(gòu)造域內(nèi)規(guī)模最為壯觀的巨型斷裂構(gòu)造帶，在中國境內(nèi)延伸長(zhǎng)達(dá)2400余km，寬20~40km。該斷裂帶南起長(zhǎng)江北岸湖北廣濟(jì)，經(jīng)安徽廬江、江蘇宿遷、山東鄰城，穿越激海，過沈陽后分為西支的依蘭-伊通
斷裂帶和東支的密山-撫順斷裂帶（也稱敦化-密山斷裂帶），總體呈S狀沿北北東向延伸（圖1-1)。該斷裂帶經(jīng)歷了多期的構(gòu)造體制轉(zhuǎn)換，各段活動(dòng)的特征具有巨大的差異性（張鵬等，2010)，由南至北，可劃分為三段，即蘇院段、山東段和沈陽-勸海段（又稱營(yíng)濰斷裂帶），山東段的部分又稱為折沭斷裂。
折沭斷裂帶呈NNE向縱貫山東中部，將山東省劃分為魯西地塊和魯東地塊兩個(gè)地質(zhì)構(gòu)造分區(qū)。魯西、魯東以及折沭斷裂帶內(nèi)部在地層建造、變質(zhì)變形特征和構(gòu)造演化上均有不同。本次研究選取的湯頭盆地和李莊神泉鉀質(zhì)及鈉質(zhì)火山巖位于折沭斷裂帶的南段（圖1-2),是折沭斷裂帶內(nèi)部晚中生代火山巖的典型代表。
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1.2巖石地層概況
1.2.1地層特征
山東省地層發(fā)育良好，化石豐富，很早就引起國內(nèi)外地質(zhì)學(xué)家的關(guān)注，因而有較長(zhǎng)的研究歷史。按照綜合地層區(qū)劃的原則，山東地層可分為華北平原、魯西
和魯東三個(gè)地層分區(qū)，其中以魯西地層發(fā)育最全。魯東和魯西兩個(gè)地層分區(qū)大致以昌邑-大店斷裂為界；華北平原地層分區(qū)自東明、聊城、禹城，向東穿越黃河后，大體沿小清河-萊州灣一線與魯西地層分區(qū)相鄰(山東省區(qū)域地質(zhì)志，1991)。魯西地塊依構(gòu)造位置區(qū)分為華北平原地層分區(qū)（濟(jì)陽勒陷區(qū)）和魯西地層分區(qū)(魯西隆起區(qū)），華北平原地層分區(qū)內(nèi)全被第四系覆蓋，因本文研宄不涉及到該區(qū)域，因此下文只簡(jiǎn)述魯西地塊中的魯西地層分區(qū)，即魯西隆起區(qū)。
(1)魯西地塊：魯西地塊地層發(fā)育較全，包括太古宙-元古宙基底、古生代海相地層及中-新生代陸相火山-沉積地層。
太古宙-元古宙基底地層主要由太古界泰山群中-高級(jí)變質(zhì)巖組成。新元古代地層僅發(fā)育有青白口系和震旦系，主要出露于魯西的東部，發(fā)育有青白口-震旦紀(jì)土門群，以未變質(zhì)砂巖、灰?guī)r、頁巖的旋回性沉積為特征。古生代地層廣布于魯西，發(fā)育了早古生代寒武-奧陶紀(jì)海相-海陸交互相的碳酸鹽巖和碎屑巖建造、晚古生代晚石炭世、二疊紀(jì)的海陸交互相的砂頁巖夾灰?guī)r及煤層的沉積巖系，缺失晚奧陶世至早石炭世沉積；中生代白堊紀(jì)地層廣布于各古老隆起之間的中生代盆地之中，為一套陸相碎屑巖及火山巖沉積。中、新生代火山巖多分布于斷陷型火山盆地中，主要為中心式火山噴發(fā)的產(chǎn)物。新生代古近紀(jì)、新近紀(jì)均發(fā)育。第四系組成了山前堆積平原、山間沖積平原。
魯西中、新生代鎂鐵質(zhì)巖漿作用廣泛發(fā)育，中生代鎂鐵質(zhì)火山巖較集中地分布在魯西地塊南部的費(fèi)縣-蒙陰一帶，以及魯西地塊北部的濟(jì)南-部平一帶，新生代鎂鐵質(zhì)火成巖主要分布在臨朐-昌樂一帶，為堿性玄武巖。除中、新生代鎂鐵質(zhì)火成巖外，魯西地塊內(nèi)還分布有金伯利巖、碳酸巖和鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)煌斑巖（邱檢生等，2005)，這一地區(qū)成為研究地暢性狀與化學(xué)組成隨時(shí)間演化的理想場(chǎng)所。
(2)魯東地塊：最大特點(diǎn)是只發(fā)育前寒武紀(jì)和中、新生代地層，缺失古生代地層，即太古宙-元古宙結(jié)晶基底被中生代-新生代陸相火山-沉積巖蓋層直接覆蓋。
太古代地層主要為唐家莊若群和膠東巖群，呈大小不等的包體形態(tài)殘存于古老的變質(zhì)變形深成侵入體中。古元古代地層系一套中級(jí)變質(zhì)的含鈣泥砂質(zhì)碎屑巖-鈣鎂質(zhì)碳酸鹽巖。中生代發(fā)育一套陸相碎屑巖及火山沉積，下部萊陽群為一套灰色沖洪積碌巖，中部青山群為一套中基性、中酸性火山巖夾砂頁巖，上部王氏群為一套紫色粗碎屑巖系，夾富堿的中基性火山巖組合。新生代地層主要分布于各山間盆地，第四系構(gòu)成了山前堆積平原、山間沖積平原。
雖然存在古生代-前寒武紀(jì)地層區(qū)別，魯東和魯西中生代-新生代陸相火山-沉積巖的分布卻共同地嚴(yán)格受到區(qū)域斷裂帶的控制，表現(xiàn)為火山-沉積盆地的走向隨區(qū)域構(gòu)造格局由擠壓為主向拉伸為主的演化而由近東西向轉(zhuǎn)變?yōu)榻北睎|向，即與區(qū)域構(gòu)造的延伸方向一致，這一現(xiàn)象在中國東部具有普遍性（Menziesefah,1998)。
(3)祈沭斷裂帶內(nèi)部：祈沭斷裂帶內(nèi)部在地層劃分上屬于魯西地層分區(qū)，因此地層概況與魯西隆起區(qū)基本相似。
1.2.2青山群火山巖
山東省境內(nèi)巖楽巖類分布廣泛，巖漿活動(dòng)從老到新劃分為四期：太古代泰山期、元古代桃科期、中生代燕山期和新生代喜馬拉雅期(山東省區(qū)域地質(zhì)志，1991)。巖漿活動(dòng)以中生代燕山期最為發(fā)育，其時(shí)代為侏羅紀(jì)-白堊紀(jì)。燕山期侵入巖以花崗巖為代表，侵入活動(dòng)可分為燕山早期（180~140Ma,以玲瓏和郭家?guī)X花崗巖為代表）和燕山晚期（140~70Ma,以艾山和南天門花崗斑巖為代表)，侵入作用結(jié)束時(shí)常伴有大量的中基性脈巖（輝綠巖、輝長(zhǎng)巖、煌斑巖和少量堿性巖，山東省區(qū)域地質(zhì)志，1991)。燕山期火山巖以白堊系青山群火山巖為代表（圖1-2)。
青山群是指位于萊陽群之上、王氏群或大盛群之下的一套火山巖系，火山巖分布廣、厚度大、巖性復(fù)雜，是火山溶巖和火山碎屑巖類，自下而上可進(jìn)一步區(qū)分為4個(gè)旋回，分別對(duì)應(yīng)4個(gè)地層組，即后帶組、八畝地組、石前莊組和方戈莊組（張?jiān)銎娴龋?996;劉明渭等，2003)。該群火山巖各地發(fā)育程度不同（表1-1)，魯西地區(qū)僅出露八畝地組和方戈莊組（如蒙陰盆地），魯東地區(qū)則出露相對(duì)完全(如膠萊盆地），沂沭斷裂帶區(qū)介于兩者之間（典型地區(qū)包括五蓮縣七寶山、分嶺山等）。4個(gè)火山巖地層組中以八畝地組分布最為廣泛，在魯東、魯西和斷裂帶內(nèi)部均有發(fā)育，其余3組地層主要發(fā)育于魯東的膠萊盆地。在巖石組合上，魯西主要發(fā)育屮基性火山沿；斷裂帶內(nèi)南部多為屮-基性，北部出現(xiàn)屮-基性夾酸性火山忠；魯東以酸性火山巖為主，部分地區(qū)基性火山巖與酸性火山巖相間出現(xiàn)，具雙峰式特征（張?jiān)銎娴龋?996; Fan et al, 2001)。
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第二章火山巖地質(zhì)和巖石學(xué)特征
2.1火山巖地質(zhì)與巖相學(xué)
2.1.1湯頭火山巖
湯頭火山盆地處于祈沐斷裂帶內(nèi)部，“呈北寬南窄的長(zhǎng)條狀展布(圖2-1)，火山巖出露面積約25km2。盆地內(nèi)火山巖在地層層序上主要屬早白里世青山群八畝地組，主體巖性為安粗質(zhì)火山碎屑巖及潛火山巖，僅在攆沂莊東側(cè)火山機(jī)構(gòu)的周邊有少量青山群石前莊組的潛流紋巖產(chǎn)出。盆地內(nèi)多數(shù)火山巖均具富鉀特征，巖石類型主要為黑云母安粗巖，它們主要呈火山碎屑巖產(chǎn)出，部分為潛火山巖相；鈉質(zhì)火山巖較少，主要分布在盆地西北角的紅埠嶺一帶，巖性主要為輝石粗安巖，多呈潛火山巖相產(chǎn)出。在地層層序上，輝石粗安巖主要分布在八畝地組頂部，顯示其形成較晚。
本文編號(hào)：8461
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