山东胶莱盆地构造变形及形成演化——以王氏群和大盛群变形分析为例

胶莱盆地是形成于中生代晚侏罗世的陆相盆地,构造变形较为复杂。在野外断裂构造变形观测的基础上,结合年代学数据和地层沉积序列,确立了胶莱盆地白垩纪的变形演化历史。总体上,胶莱盆地在形成和演化过程中沉积了3套地层,经历了多个构造变形阶段。其中,发生在白垩纪的变形阶段主要有：(1)早白垩世早期,鲁东地区受区域近E—W向引张应力场控制,胶莱盆地发生大规模的火山喷发,喷发间歇期沉积了大盛群;早白垩世晚期,受强烈的区域性NW—SE向挤压,胶莱盆地褶皱回返。(2)晚白垩世早期,在区域近S—N向引张应力作用下,诸城断陷盆地发育,王氏群沉积;晚白垩世晚期,胶莱盆地受区域性NE—SW向挤压,导致王氏群褶皱变形。     

胶莱盆地白垩纪构造演化

胶莱盆地是位于胶东半岛的白垩纪盆地,前人对该盆地的沉积-构造演化进行了相关研究,也取得了重要进展。但是关于盆地初始形成阶段古构造应力场状态还存在一些争论。本文通过对盆地内部断层滑动矢量数据的反演及节理、同沉积断层指示意义分析,将胶莱盆地白垩纪构造演化划分为五个阶段:早白垩世早期NWW-SEE向伸展,控制了莱阳群初始沉积;莱阳群沉积末期近E-W向挤压;早白垩世晚期E-W向伸展,形成了青山群;早白垩世末期NW-SE向挤压;晚白垩世近N-S向至NNE-SSW向伸展,形成了王氏群。大量的野外现象与前人研究成果均与本文得到的盆地初始成盆阶段NWW-SEE向伸展应力场相吻合。NWW-SEE向伸展作用可能是在古太平洋板块向欧亚板块俯冲过程中,古太平洋板块后撤与苏鲁造山带后造山作用的共同作用下发生的,代表胶莱盆地形成初期,受苏鲁造山带造山后期作用的影响;而青山期伸展方向的变化可能指示盆地主要受到古太平洋板块后撤的影响。盆地在白垩纪古构造应力场的作用下,分别受到早白垩世裂谷作用与晚白垩世走滑拉分作用控制,两种作用的叠加使胶莱盆地成为一个复合型盆地。     

山东胶莱盆地五莲地区早白垩世红层古地磁研究及其构造意义

胶东半岛中生代以来的旋转变形对限定郯庐断裂的剪切走滑活动具有重要意义,然而目前对胶莱盆地中生代旋转变形与否及其幅度仍存在很大争议。本文选择胶莱盆地南部五莲地区早白垩世莱阳群龙旺庄组红层开展系统古地磁学研究,共采集11个采点82个定向古地磁岩芯样品。岩石磁学实验结果表明,样品的载磁矿物主要为赤铁矿,部分样品同时含有少量磁黄铁矿和磁铁矿;系统热退磁实验共分离出8个采点58个样品的稳定特征剩磁方向,并认为其可能代表岩石沉积时期的原生剩磁方向。8个采点的特征剩磁方向平均值为Ds=169. 5°、Is=33.2°、ks=40.9、α95 =8.8。相对于稳定东亚极,五莲地区发生了显著的（22.8°±8.8°）逆时针旋转变形。结合前人在胶莱盆地白垩纪沉积岩中获得的古地磁结果,指示胶莱盆地晚白垩世以来可能经历了整体的逆时针（10°~20°）旋转变形,而沿五莲断裂带向南西方向的逆时针旋转变形幅度增大,表明受郯庐断裂带左行走滑的影响增强。此外,沿郯庐断裂带不同部位在不同时期发生了不同方式和幅度的旋转变形,其不仅受郯庐断裂带左行剪切活动影响,还与断裂带周缘不同地体的性质及其所处的大地构造背景有关。     

胶莱盆地区域地球物理场特征及构造单元划分

胶莱盆地第四系分布广泛,其构造单元可利用重磁资料进行划分。本文对鲁东地区各岩层的磁性及密度资料进行了汇总,按物性特征将其划分为５种类型。根据胶莱盆地重磁场形态、走向、幅值等特征,可将其划分为６个分区,其中七级镇重高磁高低相间区为该盆地的特殊地段。胶莱盆地共划分１４个次级构造单元,它们的形成与发展受七级镇断裂带的控制。     

胶莱盆地沉积-沉降史分析与构造演化

基于地表典型露头剖面观察、地震剖面和测井资料解释、沉降史分析，并运用叠合盆地和改造盆地的研究思路，恢复了胶莱盆地白垩纪不同演化阶段的盆地原型及其构造性质。结果表明，该盆地经历了3个显著不同的沉积-沉降阶段。早白垩世莱阳群沉积时期，盆地原型表现为两个NE至NNE向延伸的断陷槽：一个沿苴县-诸城断陷发育，另一个沿牟平-即墨构造带发育．其沉积-沉降中心分别受苏鲁造山带北缘断裂带和牟平-即墨断裂带控制；该阶段沉积-沉降速率发生显著的空间分异．最大沉积-沉降速率在断陷槽，为230～370m／Ma，沿两侧斜坡地带沉积-沉降速率减小．约60m／Ma。早白垩世青山群对应一套中基性至中酸性火山岩，在沂沭裂谷盆地中堆积了一套大盛群河湖相沉积，这个时期是典型的大陆裂谷作用阶段．胶莱盆地演化为火山盆地，盆地沉降速率为35～70m／Ma。晚白垩世盆地原型表现为受东西向断裂控制的不对称箕状断陷．由诸城凹陷、高密凹陷和莱阳凹陷组成，其构造性质属于受西侧郯庐断裂和东侧牟平-即墨断裂控制的右旋拉分盆地：该阶段沉积-沉降速率总体一致，在63～73m／Ma。最后探讨了白垩纪盆地不同伸展阶段的动力学机制．     

胶莱盆地沉积-沉降史分析与构造演化

基于地表典型露头剖面观察、地震剖面和测井资料解释、沉降史分析,并运用叠合盆地和改造盆地的研究思路,恢复了胶莱盆地白垩纪不同演化阶段的盆地原型及其构造性质。结果表明,该盆地经历了3个显著不同的沉积-沉降阶段。早白垩世莱阳群沉积时期,盆地原型表现为两个NE至NNE向延伸的断陷槽:一个沿苴县—诸城断陷发育,另一个沿牟平—即墨构造带发育,其沉积-沉降中心分别受苏鲁造山带北缘断裂带和牟平—即墨断裂带控制;该阶段沉积-沉降速率发生显著的空间分异,最大沉积-沉降速率在断陷槽,为230～370m/Ma,沿两侧斜坡地带沉积-沉降速率减小,约60m/Ma。早白垩世青山群对应一套中基性至中酸性火山岩,在沂沭裂谷盆地中堆积了一套大盛群河湖相沉积,这个时期是典型的大陆裂谷作用阶段,胶莱盆地演化为火山盆地,盆地沉降速率为35～70m/Ma。晚白垩世盆地原型表现为受东西向断裂控制的不对称箕状断陷,由诸城凹陷、高密凹陷和莱阳凹陷组成,其构造性质属于受西侧郯庐断裂和东侧牟平—即墨断裂控制的右旋拉分盆地;该阶段沉积-沉降速率总体一致,在63～73m/Ma。最后探讨了白垩纪盆地不同伸展阶段的动力学机制。     

胶莱盆地白垩纪构造应力场与转换机制

通过对胶莱盆地断层滑动矢量的收集与测量,利用计算机程序反演了盆地白垩纪的古构造应力场演化历史,并据此将盆地的发育划分为三个伸展阶段和三个挤压反转阶段,分别为早白垩世早-中期莱阳期伸展,与造山期后应力松弛重力坍塌有关;早白垩世中-晚期青山期伸展,受早白垩纪早期以后广泛的岩石圈减薄、大陆裂陷制约;晚白垩世王氏期伸展,与郯庐断裂及牟平-即墨断裂右旋走滑有关。三期伸展之间存在构造挤压反转,最后阐明各期盆地发育的地球动力学背景。     

论胶莱盆地的改造与原型盆地恢复

改造盆地的研究具有重要的石油勘探意义。通过系统分析对比原型盆地与改造型盆地认为胶莱盆地具有改造型盆地的特征。根据胶莱原型盆地的改造过程及其特点的探讨、国内改造型盆地研究实例分析及胶莱盆地改造型盆地研究的欠缺，对胶莱盆地改造型盆地进行了充分论证。最后，指出胶莱盆地的改造与原型盆地恢复的关键在于判断胶莱原型盆地构造性质、原型盆地恢复采用的理念及多种研究方法相结合。     

胶莱盆地含油气性分析

胶莱盆地下白垩统莱阳组逍仙庄中段和水南段在诸城拗陷和莱阳拗陷发育完整，是最具生油气潜力的层段。盆地内粗碎屑岩发育，但多数处于高成熟成岩阶段，物性差。研究区缺乏区域盖层，多局部盖层。本区非构造圈闭类型多，且保存条件好，是该区主要圈闭类型。本文通过上述石油地质条件分析，提出胶莱盆地具备良好的含油气前景，诸城拗陷中北部、莱阳拗陷、万第地堑、集王疃凹陷远景最佳。     

胶莱盆地莱阳期原型盆地恢复

应用区域地质调查资料、地震剖面解释、钻孔测井资料解释和野外典型剖面的观察,并运用层序地层学原理和方法,对胶莱盆地和沂沭地堑系沉积充填序列进行了描述与对比分析,基本理清了胶莱盆地地层层序格架,并恢复莱阳期胶莱盆地原形。胶莱盆地莱阳期发育两个独立的槽状断陷带:一个沿牟即断裂构造带发育,呈NNE向展布,称之为朱吴—即墨断槽带,该断槽带完全受牟即断裂带的控制;另一个沿沭河裂谷带和诸城凹陷发育,总体也呈NNE向展布,称为苴县—诸城断槽带。两个断陷槽控制了该期的沉积相及分布。另外,位于胶莱盆地东北角的郭城凹陷可能是一个独立的断陷盆地,其发育受东西两侧断裂控制。平度地区是否存在独立的断陷湖盆,目前尚难确定。苏鲁造山带北部边界断裂（百尺河断裂）的伸展复活主导了胶莱原形盆地的发育。     

胶莱盆地含金建造地球化学特征

胶莱盆地蓬家夼金矿床及宋家沟金矿床均赋存于下白垩统莱阳群一段含金建造中,该含金建造由砾岩、含砾砂岩、碳质泥岩及碳酸盐岩等组成,Au100.2～241.0ng/g,Ag1.50～3.73μg/g,Zn560～1021μg/g,Pb356～364μg/g,Cu60～394μg/g,As11.0～25.4μg/g,同时富硫及有机碳。含金建造K-Rb、K-Ba呈正相关,K-Sr、K-Ca不相关,Sr/Ba<1,B、V关系均显示了陆相淡水沉积特征。La/Y-REE组成显示了沉积特征。围岩、矿石及矿石中黄铁矿及磁铁矿的稀土元素分布模式相似,该含金建造是矿源层也是容矿层,是区内重要的成矿地质条件及找矿标志。     

合肥盆地中新生代构造演化

综合地质、物探及钻井等资料,通过对合肥盆地的构造演化分析,认为合肥盆地是大别造山带和郯庐断裂带共同作用产生的中新生代残留盆地。受两大构造体系的共同作用,合肥盆地在印支期形成了盆地的基底,中新生代的演化大体可划分为以下5个时期：J1～J2坳陷盆地发育期;J3再生前陆盆地发育期;K1走滑盆地发育期;K2—E断陷盆地发育期;N—Q盆地消亡期。其中,在盆地发育早期受大别造山带影响较大,郯庐断裂作用较小;在盆地发育的中后期,郯庐断裂的影响逐渐成为主导因素。     

胶莱盆地白垩系林寺山组砾岩沉积特征及盆地演化意义

胶莱盆地下白垩统莱阳群底部林寺山组主要由砾岩组成。通过对盆地及周缘18个地点林寺山组砾岩系统的调查,从砾岩组分、砾径和长轴排列方向的统计分析出发,研究该砾岩沉积相类型、盆地物源区、古水流及林寺山组上覆地层中砂岩碎屑锆石U-Pb年龄谱特点,并进一步讨论了盆地演化的意义。研究表明,林寺山组底部砾岩以冲积扇相为主,但不同地点亚、微相类型又有差异。原型胶莱盆地由莱阳、海阳-即墨和诸城-五莲3个独立盆地组成,被6个隆起区所分隔。莱阳盆地的物源主要来自胶北隆起和苏鲁造山带北部;海阳-即墨盆地以苏鲁造山带北部隆起区、即墨-牟平隆起、胶南隆起为主物源区;诸城-五莲盆地以胶南隆起和马山-李党家低隆起为主要物源区。林寺山组砾岩的出现标志着苏鲁造山带大规模塌陷和胶莱盆地的形成。     

胶莱盆地早白垩世莱阳群沉积物源及地质意义

应用古流向、砾石成分及砂岩碎屑锆石定年方法,综合分析了胶莱盆地早白垩世莱阳群沉积时期的物源组成及其地质意义。古流向,五莲—诸城显示较稳定的N向,莱阳—乳山一带由早期的E-SE向逐渐转变为晚期W-NW向。砾石成分,五莲—诸城—胶州地区以花岗片麻岩、花岗岩、大理岩和石英岩为主,莱阳—乳山早期花岗岩砾石成分含量高,晚期成分复杂。碎屑锆石年龄分布主要集中在110~145 Ma,150~180 Ma,200~250 Ma,600~950 Ma和1700~2600 Ma。由此推断胶莱盆地在早白垩世莱阳群沉积期的物源主要由三部分组成:1盆地南缘苏鲁造山带超高压-高压变质岩和浅变质杂岩;2盆地周缘燕山期(J2-3-K1)花岗岩;3北侧胶北隆起基底(亲华北型)变质岩。并且盆地物源组成表现出明显的区域差异性,这种差异说明当时苏鲁造山带的南、北段在抬升及抬升后可能存在着差异性的隆起和改造,表现为苏鲁造山带南段(南苏鲁造山带)隆升幅度大并且稳定,北段(北苏鲁造山带)表现出较为低缓的隆起或者局部的小隆起并且后期经历大规模的塌陷。另外,物源也指示早白垩世莱阳群沉积时期,胶莱盆地呈现出西高东低的古地貌特征,直到莱阳群沉积晚期,盆地东部才有所抬升。     

华北克拉通胶莱盆地马山地区早白垩世粗面英安岩岩石成因

伸展盆地、拉张断层以及伴生火山岩是华北克拉通中生代岩石圈减薄的地质响应,前两者通常源于中上地壳伸展活动,而后者则可能来自下地壳甚至地幔部分熔融。因此火山岩能够提供来自深部地壳、地幔及壳-幔相互作用的信息。胶莱盆地马山粗面英安岩成因及其与华北克拉通岩石圈减薄的关系仍存在争议。本文对马山粗面英安岩开展岩石学、全岩地球化学、LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学以及Lu-Hf同位素研究,查明其SiO₂含量为65.73%~66.08%,K₂O含量为3.13%~4.03%,全碱含量为7.56%~8.15%,属于高钾钙碱性系列。锆石²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄为119.3±1.6Ma,与胶莱盆地早白垩世伸展变形时间一致。ε_Hf（t）值为-24.6~-11.5,两阶段Hf模式年龄为2700~1200Ma,表明岩浆源区为改造的古老下地壳并混有富集地幔物质。岩石相对富集K和Sr等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta和Ti等高场强元素,LREE/HREE比值较高,无明显的Eu负异常（δEu=0.94~1.02）,表明岩浆可能源于下地壳的部分熔融,因此,马山粗面英安岩可能是富集地幔与部分熔融的下地壳相互混染的产物。研究认为早白垩世高角度俯冲的古太平洋板片大规模回撤,胶莱盆地快速伸展断陷伴随青山群火山岩喷发,随后演化形成张性火山盆地。     

胶莱盆地早白垩世瓦屋夼组砂岩中碎屑锆石U-Pb-Hf同位素组成及其构造意义

本文报道了胶莱盆地莱阳群最底部瓦屋夼组长石石英砂岩中碎屑锆石的LA-ICP-MS U-Pb年代学和原位Hf同位素分析结果,进而约束了瓦屋夼组砂岩的沉积时代和物源及其构造意义。碎屑锆石多数呈自形–半自形晶,发育岩浆生长环带,暗示它们为岩浆成因;少数晚三叠世锆石呈均匀无结构的阴极发光特点,缺乏岩浆环带,暗示它们为变质锆石。82个谐和年龄的峰值分别为129 Ma、158 Ma、224 Ma、253 Ma、461 Ma、724 Ma、1851 Ma和2456 Ma。上述定年结果结合原位Hf同位素分析表明:(1)瓦屋夼组的沉积时代为早白垩世(129~106 Ma);(2)1851 Ma、2456 Ma年龄的锆石主要来源于华北克拉通前寒武纪基底岩石;新元古代(729~721 Ma)岩浆锆石和晚三叠世(226~216 Ma)变质锆石来源于苏鲁造山带;晚古生代锆石记录了华北克拉通北缘同时代的岩浆事件;晚三叠世(231~223 Ma)岩浆锆石和158~129 Ma锆石则与胶北、胶东同时期的岩浆事件相对应;(3)胶莱盆地与合肥盆地具有不同的沉积时代和物源属性;(4)瓦屋夼组中苏鲁造山带物源的存在,暗示苏鲁高压–超高压变质岩石至少在早白垩世时期已经出露地表。     

胶莱盆地莱阳凹陷莱阳组储层成岩作用及孔隙演化

以野外露头、岩心观察为基础,综合采用普通薄片、铸体薄片、阴极发光薄片、扫描电镜、物性分析、黏土矿物X衍射等多种测试手段对胶莱盆地莱阳组砂岩储层特征、成岩作用及孔隙演化进行了研究。研究结果表明：受物源差异影响,凹陷东部以长石砂岩为主,凹陷西部以岩屑砂岩为主,富含各种塑性岩屑,莱阳组砂岩总体以低成分成熟度、中等结构成熟度为特征。压实作用、压溶作用和胶结作用是造成砂岩储层致密的主要原因。凹陷东部以胶结作用减孔为主,压实程度较弱,碳酸盐胶结物是造成砂岩孔隙度降低的主要胶结物。凹陷西部以压实作用为主,但绿泥石薄膜胶结物的存在有利于保存部分原生孔隙。莱阳组砂岩储层原生孔隙残留较少,多以次生孔隙为主。溶蚀作用,尤其是长石的溶解作用,对改善储层物性有重要作用。次生孔隙发育带主要在K₁llw、K₁ls中,成岩演化达中成岩A期,溶蚀型次生孔隙成为这一阶段主要的孔隙类型,其发育带往往是有利储层发育区。     

胶莱盆地砾岩型金矿的发现及经济地质意义

１砾岩型金矿的发现及特征近期作者在山东省牟平宋家沟—发云夼地段,发现了砾岩型金矿。金矿位于胶莱盆地东北端。赋矿围岩为灰色、深灰色及灰黑色砾岩及砂质砾岩,地层属下白垩统莱阳群一段,是一套不整合在胶东地块前寒武系基底变质杂岩之上以巨砾、砾石为主的粗碎屑岩...