晚中生代沂沭断裂带左旋韧性剪切与岩浆迁移规律

沂沭断裂带内部的岩浆侵入与断裂活动关系密切,开展沂沭断裂带内部岩浆年代学研究,对于沂沭断裂带构造背景研究具有积极的参考意义。选取沂沭断裂带内部的莒县浮来山正长岩体、边部的莒南官坊石英正长岩体及侵入该岩体的闪长玢岩脉,开展岩石学及年代学研究。首次发现晚中生代沂沭断裂带左旋韧性剪切,获得浮来山岩体的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(125.1±1.7) Ma,官坊岩体年龄为(125.6±2.0) Ma, 发生韧性变形的闪长玢岩脉年龄为(122.8±2.1) Ma。获得的125 Ma岩浆活动年龄与沂沭断裂带东侧的五莲变质核杂岩快速剥露(122~128 Ma)、诸城断陷盆地快速沉降的时间相吻合,该时期沂沭断裂带处于岩石圈减薄与破坏强烈的时期;闪长玢岩脉的122.8 Ma结晶年龄,与五莲变质核杂岩后构造岩体(石场、坊子岩体等)结晶年龄一致,该时期沂沭断裂带处于弱伸展状态,同时也说明胶东半岛岩石圈减薄具有时间上的一致性。晚中生代时期,沂沭断裂带两侧岩浆活动具有逆时针迁移的规律,这一规律可能与伊佐奈岐板块向欧亚板块俯冲的方向、角度、速度的变换有关。     

沂沭断裂带早期活动讨论

沂沭断裂带展布区域内不同地块的变质作用、岩浆活动和构造变形特征表明,在新元古代之前,区内发生过强烈的构造运动,但各地块的构造形迹不是在同一应力场作用下形成的,现存的沂沭断裂带各断裂均为脆性断裂,无继承性活动的迹象。因此,认为沂沭断裂带形成于新元古代之后。     

沂沭断裂带中段两种类型金矿流体包裹体特征及其地质意义

为探讨沂沭断裂带中段地区金矿的成矿温度和物质来源,对蚀变岩型和石英脉型金矿内方解石、石英中流体包裹体的研究表明,这2类金矿中流体包裹体较为发育,有单一液相包裹体、气液两相包裹体和富气相包裹体等3种类型;其冰点温度为-2～-8.6℃,盐度w(NaCleq)为3.39%～12.39%;其均一温度变化范围较宽,为107～550℃,可分为125～160℃、177～230℃和260～330℃3个温度峰值集中区,分别反映了以中温石英为代表的早期成矿阶段(260～330℃),以中低温石英和方解石为代表的中期成矿阶段(177～260℃)和以低温方解石为代表的晚期成矿阶段(125～160℃)。沂沭断裂带中段地区金矿的流体包裹体特征及其所反映的成矿条件与鲁西金矿相似,而不同于胶东的金矿。沂沭断裂带是鲁西和鲁东构造区之间的一个转换断层,从流体包裹体的特点来看,该断裂带内的金矿与鲁西平邑地区的金矿更为相似。     

基于深反射地震剖面的沂沭断裂带岩石圈精细结构

为揭示沂沭断裂带深部结构及发生—发展过程,查清断裂切割深度及对岩石圈地幔的破坏,探讨沂沭断裂带的构造组合样式、运动方式、地壳稳定性及其对资源环境的约束作用,研究团队于2019年在沂沭断裂带南段沂南—莒县附近布设了一条长约60 km的深反射地震剖面,系统采集了沂沭断裂带和两侧地块的地震数据,对沂沭断裂带深部岩石圈精细结构进行了解剖.结果显示,该区岩石圈结构在横向上表现为以沂沭断裂带为界的块状结构特征,地壳厚度约30.8～39.5 km;莫霍面总体呈西浅东深态势,并被西倾的沂水—汤头断裂(F2)和昌邑—大店断裂(F4)错断,垂直落差达10.5 km.与浅部"两堑夹一垒"的构造组合样式不同的是,沂沭断裂带在深部剖面上表现为由沂水—汤头断裂(F2)和昌邑—大店断裂(F4)向上延伸与分叉散开的多条断裂组成"双枝状"构造组合样式.断裂带内被断层切割的界面反射波多呈向上的拱弧形,其构造形迹具有伸展、挤压和走滑并存的特征,推断这些界面为层间滑脱构造,它们指示了沂沭断裂带"多层滑移"构造运动方式.该断裂带不仅切穿了近地表、壳内地质界面,F2、F4断裂还向下切割莫霍面,深入岩石圈地幔,是深达地幔的深大断裂构造带,为地幔热物质的上涌提供了通道,对中生代的岩浆活动和内生成矿具有控制作用.地震剖面西端的铜井金矿成矿与沿F2断裂上侵的铜井杂岩体关系密切;剖面东端的火山机构保存完整,没有明显构造破坏痕迹,据此认为沂沭断裂带左行走滑主要发生在早白垩世青山期以前,其后水平滑移量应不大.从区域地质分布及地震反演结果看,昌邑—大店断裂(F4)明显将山东省分割为鲁西和鲁东两个地质构造单元,因此将其作为区域地质构造分界线是合理的.本项研究结果进一步加深了沂沭断裂带深、浅部结构的认识,为分析研究沂沭断裂带的深部过程和浅部构造响应及对资源环境的影响提供了资料约束.     

沂沭断裂带成热地质条件研究

沂沭断裂带是由四条主干断裂组成的深大断裂带,带内地热露头较多,蕴藏着较为丰富的地热资源。本文试图从区域地质角度对沂沭断裂带的地层结构、构造的导水控热性能以及热储特征等成热地质条件进行分析研究,提出沂沭断裂带内的正确勘查方向,以便有目的、有计划地开展地热资源勘查工作,以期促进沂沭断裂带地热资源勘查的新突破。通过分析,沂沭断裂带内西部马站-苏村地堑的成热地质条件优于东部安丘-莒县地堑,沂沭断裂带中段是进一步开展地热资源勘查的有利地段,而NW、NEE向次级断裂与主干断裂的交汇处是地热资源勘查的主要靶区,推断-葛沟断裂两侧存在深部灰岩热储。     

南白碱滩断裂带结构特征及流体作用

南白碱滩断裂带可分为滑动破碎带和诱导裂缝带两个结构单元。滑动破碎带具断裂角砾岩特征,厚度小,压实强,岩性致密,封闭性好;诱导裂缝带宽度大,裂缝发育,胶结充填作用强。断裂充填物主要为方解石,其次为方沸石,另外还发现硅质和沥青充填。充填物中流体包裹体发育,有盐水包裹体,也有有机包裹体,主要沿方解石解理面和微裂隙呈线状分布。盐水包裹体均一温度可分为3个区间,有机包裹体在荧光镜下也显示出棕色、亮黄色及蓝绿色3种颜色,表明南白碱滩断裂带至少经历了3期大规模的流体活动。成岩胶结作用对南白碱滩断裂带的封闭性起重要作用,受后期构造运动的影响,早期封闭性断裂会重新开启,流体将再次活动,形成新的胶结物,故该断裂的封闭是多期流体活动发生成岩胶结作用的结果。      

沂沭断裂带显微构造及变形叠加分析

本文主要论述了沂沭断裂带中碎裂岩的类型及特征、变形机制、变形叠加特征,并根据显微构造分析探讨了变形叠加期次及相应的断裂活动时间。      

郯庐断裂带晚白垩世金成矿作用: 来自龙泉站金矿床黄铁矿Rb-Sr年代学证据

龙泉站金矿床位于郯庐断裂带山东段内中段, 为沂沭断裂金成矿带的重要组成部分, 同时也是目前沂沭断裂带内发现的唯一一个碎裂蚀变岩型金矿, 矿体主要产于沂水-汤头断裂内的破碎带以及下盘变质岩系中.应用Rb-Sr同位素定年方法对该矿床10件黄铁矿样品进行了成矿时代测定, 获得黄铁矿Rb-Sr同位素等时线年龄为96±2 Ma(MSWD=1.2), 该年龄与断裂带内及附近目前发现的早白垩世晚期至晚白垩世早期岩浆活动时限(106~96 Ma)相吻合.同时结合近些年来山东省成岩成矿的高精度年代学以及矿产勘查成果资料, 表明华北克拉通东南缘亦存在晚白垩世金成矿作用.成矿构造背景与该时期沂沭断裂带不断引张及减压环境有关.伸展机制可能导致断裂带内及附近软流圈不断抬升, 等温线升高, 其进而诱发的强烈壳幔作用为金成矿提供了物质和流体来源.龙泉站晚白垩世金成矿事件的确定, 也为郯庐断裂带内及其两侧矿床成因对比和找矿实践提供了参考.      

沂沭断裂带内盖层的剪切变形及其构造意义

通过沂沭断裂带内晚元古代至古代盖层变形的详细研究，发现这套盖层遭受了明显的顺层左旋走滑剪切变形。这期盖层变形是与沂沭断裂带基底中北北东走向左行韧性剪切带同期形成的。它们是郯庐断裂带中生代大规模左行平移运动在不同层次上所造成的不同产物。这套盖层的变形及其特征证明了郯庐断裂带大平移发生在中生代。     

郯庐断裂带在新生代的演化

论述了郯庐断裂带在新生代的活动性。根据其活动特点，郯庐断裂带的活动可分5个时期：①古新世至早始新世，除沂沭断裂带中、南段为右行走滑运动外，其余地段都为张裂活动；②中始新世至渐新世，莱州湾以北地段以张性活动为主，而以南则为压性逆冲活动；③中新世至早更新世，渤海湾地区张裂活动强，其以北地区较强，而以南地区弱，且兼有左行滑动；④中更新世，断理解活动平静，在沂沭断裂带中形态该时期的夷平面；⑤晚更新世至今，淮河以北地区，尤其沂沭断裂带，断裂活动强烈，其性质为右行走滑－－逆冲。     

沂沭断裂带内盖层的剪切变形及其构造意义

通过沂沭断裂带内晚元古代至古生代益层变形的详细研究，发现这套盖层遭受了明显的顺层左旋走滑剪切变形。这期盖层变形是与沂沭断裂带基底中北北东走向左行韧性剪切带同期形成的。它们是郯庐断裂带中生代大规模左行平移运动在不同层次上所造成的不同产物。这套益层的变形及其特征证明了郯庐断裂带大平移发生在中生代。     

沂沭断裂带早白垩世晚期伸展的低温年代学证据

沂沭断裂带(郯庐断裂带山东段)由4条断裂组成,其西部的两条分别称鄌郚—葛沟断裂和沂水—汤头断裂。横跨这两条断裂及夹持的中生代盆地,分别获得6个磷灰石裂变径迹数据,年龄分布在102~82Ma,封闭径迹长度集中在13.0~14.0μm。数据反演结果显示:隆起区在距今105~100Ma及约距今85Ma时有过两次快速冷却事件;这两条断裂所夹持的断陷区经历过快速沉降,达到最大古地温后,在距今85~60Ma快速抬升。结合区域地质背景资料,以及在沂沭断裂带附近南北向玄武岩脉及北西向断层的断层泥K-Ar年龄数据综合分析,认为沂沭断裂带在早白垩世晚期经历以伸展为主的左行张剪活动。     

鲁西北西向断裂系与沂沭断裂带晚中生代演化关系及其动力学背景探讨

晚中生代是华北地块构造演化的转折时期。由出露于沂沭断裂带、鲁西地体、鲁东地体的中生代地层、岩浆,结合断裂活动年代学、区域地质等资料分析,可以将沂沭断裂带晚中生代构造演化划分出距今约160Ma、130～110Ma、90～80Ma等3个关键时期,并分别与左行压剪、左行张剪、右行压剪构造活动相对应。晚中生代沂沭断裂带与鲁西北西向断裂系间的几何学、运动学、年代学的共轭匹配关系表明,它们为特定构造动力学背景下形成的一组共轭断裂系。同时对鲁东地体晚中生代构造演化、鲁东北西向断裂系特征,以及沂沭断裂带、北西向断裂系晚中生代构造演化的动力学背景进行探讨。     

沂沭断裂带中段金矿特征及找矿方向研究

沂沭断裂带是中国东部著名的深大断裂,由4条大断裂组成,沂水汤头断裂是其4条主干断裂之一。近几年来,在该断裂上发现了龙泉站、牛家小河、南小尧等金矿,使沂沭断裂带金矿找矿取得了突破。该文在研究金矿地质背景、矿床地质特征、矿床成因的基础上,归纳总结了金矿类型、成矿规律,认为沂沭断裂带不但导矿,而且储矿,提出了新的找矿方向,为沂沭断裂带乃至整个郯庐断裂带进一步开展金矿找矿工作提供了依据。     

早寒武世初期沂沭断裂带地震效应

早寒武世初期,随着从古沂沭海峡向西海侵的发展,鲁西地区沉积了厚度不等的主要由砂岩、泥岩和碳酸盐岩组成的滨海、潟湖及浅海相沉积,其层位属下寒武统底部的李官组和朱砂洞组.在它们沉积过程中,沂沭断裂带正发生着伴有频繁海底地震的构造裂陷活动,使海底沉积物在自沂沭断裂带向西200 km范围内产生了不同的地震效应,形成了各种地震成...     

从水系的分布形态探讨沂沭断裂带的运动特征

郯城-庐江断裂带是纵贯中国大陆东部,长达2 000 km以上的大断裂带。该研究利用DEM数据和ETM,以及谷歌卫星影像来分析郯城-庐江断裂带中段的沂沭断裂带周边的水系的几何分布形态特征。三维卫星图像解译和野外调查的结果显示：(1)沿断裂带周边发育的水系的几何分布形态主要受由F1-F4 4条主要断层所组成的沂沭断裂带构造所制约;(2)沿断裂带发育的水系不具有典型的走滑断层的系统化的同步转折和位错的变形特征;(3)沂沭断裂带东侧的F1和F2断裂是现今的活动断裂,而F3和F4断裂在第四纪基本没有明显的活动迹象;(4)F1和F2断裂以垂向运动为主,具有高角度的逆断层或正断层的运动特征。该研究结果显示沿断裂发育的水系地貌和几何分布特征可作为评价断裂的活动性和运动特征的地貌标志。     

胶莱盆地构造演化规律

胶莱盆地是中生代走滑拉分盆地，其形成与发育受到沂沭断裂和五莲—即墨—牟平断裂的控制。从晚侏罗世—晚白垩世经历了莱阳期、青山期和王氏期的盆地发展阶段。构造活动使不同时期的盆地格局发生改变，不同阶段盆地的次级构造单元也随之变化。不同阶段次级构造单元的形成与演变反映了构造活动对盆地发育的控制作用，表现在各单元之间沉积相发生突变。扬子板块与华北板块的碰撞，控制郯庐断裂带(沂沭断裂带)和五莲—即墨—牟平断裂的运动方向和强度，进而控制胶莱盆地的形成与发育。同时盆地发育也受到太平洋板块的影响与控制。     

基于多源遥感数据研究沂沭断裂带几何展布及构造地貌特征

本文利用ETM+、资源三号等多源遥感数据,经过镶嵌、增强及融合等一系列影像处理,对沂沭断裂带(郯庐断裂带山东带)的几何展布及构造地貌特征进行了详细的解译。研究表明,沂沭断裂带总体走向NNE,主要由5条主干断裂组成,分别是鄌郚-葛沟断裂(F_1)、沂水-汤头断裂(F_2)、白芬子-浮来山断裂(F_3)、昌邑-大店断裂(F_4)及安丘-莒县断裂(F_5),遥感影像上形成两堑一垒的构造地貌格局,而每条断裂均有明显的遥感构造地貌特征,表现为线性特征、色调差异、串珠状湖泊分布、断层陡坎、断层陡崖、断塞塘等现象,其中安丘-莒县断裂(F_5)在构造地貌上具有历史地震地表破裂、断层陡坎与冲沟同步右旋位错等较新的活动现象,表明该断裂为现今5条主干断裂中构造活动性最强的一条,对强震的发生具有明显的控制作用。     

郯-庐断裂带陆内伸展构造:以沂沭断裂带的表现特征为例

郯-庐断裂带构造系统是中亚-特提斯构造域转向滨太平洋构造域过程中的重要组成部分,是太平洋板块与欧亚板块及扬子板块相互作用的结果,沂沭断裂带是郯-庐断裂带中段研究其地质构造演化最佳的观测场所,也是露头分布集中、地质现象多样的区段。沂沭断裂带在经历了大规模的左行平移、伸展、拉张及挤压作用后,形成了以堑垒构造、盆岭构造、羽状构造系统及大陆边缘花岗岩系为典型陆内伸展构造的特征表现形式。沂沭断裂带堑垒构造为马站—苏村地堑、汞丹山地垒和安丘—莒县地堑两堑夹一垒的构造格局,是由白垩纪以来陆内伸展造成的差异性升降运动所致,其运动学方式多样,构造变形特征性质复杂,形成围绕沂沭断裂带的羽状断裂系统,鲁西地区以NW向的断裂构造为主,鲁东地区则是NE走向的断裂构造。受侏罗纪以来沂沭断裂带强烈的左行平移作用,形成了广泛发育的裂陷盆地和伸展盆山耦合系统,可进一步归纳为泛裂陷型盆地系、狭窄型裂陷盆地系、菱形状裂陷盆地系和胶莱盆地系统四种类型,这些裂陷盆地与隆升山体共同构成了典型的盆岭构造体系。与盆岭构造相伴的岩浆事件形成了大陆弧花岗岩系统,胶北俯冲型大陆弧花岗岩主要有玲珑造山早期二长花岗岩组合、郭家岭造山中期花岗闪长岩组合、伟德山造山晚期闪长岩-花岗岩组合和崂山后造山晶洞过碱性碱长花岗岩-正长花岗岩组合;鲁西俯冲型陆内弧花岗岩包括铜石造山早期闪长(玢)岩-二长(斑)岩-正长斑岩组合、济南—莱芜造山中期辉长岩-闪长岩组合、沂南造山中期闪长岩-闪长玢岩-花岗岩组合等。大陆弧花岗岩与山东的金矿、多金属矿的形成有着十分密切的关系。     

沂沭断裂带西侧中段火山——侵入杂岩特征及其演化

本区位于山东沂沭断裂带西侧,北起沂水姚家店,南至沂南铜井一带。面积约210KM~2,该区东部属沂沭断裂带的马站——苏村拗陷,中、西部属鲁中隆断区的马牧池穹断块。本区的太古界泰山群为一套中、深变质的结晶片岩、混合岩组成本区的基底,震旦系、寒武系、奥陶系以及少量石炭系地层,构成了本区的盖层。本区中生界地层主要为白垩系的青山组火山岩系及少量王氏组地层(见图1)。 该区处于沂沭断裂带与北北西构造断裂带复合部位,白垩纪早期岩浆活动频繁,岩浆侵入及喷发作用具多期性。本区火山——侵入作用受白垩纪早期的区域性穹起作用控制,形成了穹窿构造,产生了复杂的火山机构。自白垩纪末期以来本区长期处于上升,使原古火山机构遭受剥蚀与破坏。