青岛灵山岛及邻区早白垩世大地构造演化

正灵山岛位于苏鲁造山带中段,青岛市西南约35 km的南黄海之中,总面积约7.66 km~2,最高峰海拔513.6 m,是中国北方第一高岛。据山东省区域地质资料,岛上的岩石主要由早白垩世河湖相碎屑岩及其上覆的中酸性火山岩组成(宋明春和王沛成,2003;钟建华,2012)。吕洪波等(2011)对青岛灵山岛碎屑岩进行了深入的考察和研究,认为其属于典型的深海—半深海沉积而非传统的河湖相沉积,进一步指出灵山     

山东青岛地区灵山岛早白垩世碎屑岩锆石U-Pb-Hf同位素特征及其大地构造意义

苏鲁造山带东缘的灵山岛上发育有早白垩世碎屑岩,目前人们对其沉积的精确时代、成因机制和大地构造环境仍然存在着广泛的争议.利用LA-ICP-MS的方法对灵山岛上两套碎屑岩进行了锆石U-Pb测年,并对特征年龄谱中的代表性碎屑锆石进行了Lu-Hf同位素分析.结果表明:（1）碎屑锆石U-Pb测年结果显示,莱阳群法家茔组和青山群八亩地组下部的碎屑岩沉积时代分别为127±3 Ma和128±4 Ma,表明两套碎屑岩都是早白垩世中晚期的沉积产物;（2）灵山岛上两套碎屑岩具有完全相似的年龄谱以及锆石Hf同位素组成,表明发育软沉积变形的粉砂岩、泥岩和上覆的含砾粗砂岩具有相似的物源,并且源区组成较为单一,主要以亲华北的胶北地体为主,其次的物源区为苏鲁造山带;（3）胶莱盆地下白垩统莱阳群和灵山岛下白垩统莱阳群的碎屑锆石年龄谱对比表明,灵山岛上的莱阳群碎屑岩明显不同于胶莱盆地的莱阳群,暗示在早白垩世时,灵山岛上的两套碎屑岩可能受到区域断裂的控制,沉积于一个相对独立的盆地.综合结果表明,灵山岛地区莱阳群法家茔组可能沉积于断陷湖盆的萎缩期,早期的沉积以湖相为主,晚期主要以河流相为主,在此期间遭受到了强烈的火山地震作用,诱发了下部的湖相的砂泥岩发生大规模的滑塌和软沉积变形.      

灵山岛早白垩世软沉积物变形构造触发机制及其古环境意义探讨

灵山岛早白垩灵山岛组发育丰富的软沉积物变形构造。野外踏勘船厂、灯塔和千层崖三个剖面,根据沉积外观可分为变形层段和非变形层段两个部分。软沉积物变形构造在变形层段和非变形层段均有发育。其中,变形层段中可见褶皱变形、变形层理及大型负载构造。非变形层段可见火焰构造、同沉积布丁构造和同沉积微断层。研究发现,变形层段软沉积物变形构造尺度大(厚度可至十多米,长度可至数百米),侧向连续性好;非变形层段软沉积物变形构造尺度小(厚度仅几个厘米),侧向连续性差。且变形层段和未变形层段厚度统计数据表明,变形层段软沉积物变形构造与砂岩厚度无必然联系,而非变形层段软沉积物变形构造多出现在粒序砂岩层底部或旋回砂岩层变厚过程中。沉积环境表明,非变形层段和变形层段为一深水低角度斜坡沉积产物。软沉积物变形构造发育形态和数量受到斜坡地形的控制。结合沉积环境及沉积特征分析,认为变形层段软沉积物变形构造触发机制为地震,而非变形层段软沉积物变形构造触发机制为负载作用。锆石测年数据表明灵山岛组与上覆流纹岩沉积时间相近,因此地震活动可能与岩浆侵入或早期火山喷发活动相关。此外,汇总早白垩世重要事件,发现灵山岛组沉积、变冷事件、恐龙迁移、海平面变化和同位素偏移具有时间一致性,因此推断这些事件可能共同对应了早白垩世一次与火山活动相关的短期灾难性事件(如早白垩世缺氧事件)。     

山东省灵山岛早白垩世软沉积物变形构造特征*

利用野外露头和镜下薄片等资料、地质统计等方法, 对山东省灵山岛老虎嘴剖面和船厂滑塌剖面软沉积物变形构造分布特征和形成期次进行了研究。船厂剖面发育滑塌褶皱、负载构造、阶梯断层、布丁构造、球—枕构造等典型的软沉积物变形构造;老虎嘴剖面发育层内褶皱、微阶梯断层、层内角砾岩等。根据形成时间、发育部位和形态特征, 将船厂剖面变形划分为滑塌前变形和滑塌中变形, 滑塌前变形又可以细分滑塌体下部变形和滑塌体内部变形。滑塌褶皱具有多级别、多尺度的特点;以厚岩层组成的滑塌褶皱为主, 尺寸为米级;岩层内部纹层形成的次级褶皱为辅, 尺寸为毫米级。滑塌过程中岩层不同部位应力不同, 伴生其他变形构造, 如拉张形成的布丁构造和挤压形成剪切褶皱等。滑塌前已经形成的负载构造等在滑塌过程中保持原来形态, 不因地层变形而变形。这些古地震触发形成的软沉积变形构造证明灵山岛在早白垩世古地震活动频繁。     

山东灵山岛早白垩世复理石软沉积物变形期次解析

前人对软沉积物变形期次研究多数集中于触发变形的地震事件的周期,而对滑塌体内部软沉积物变形期次研究较少。山东灵山岛早白垩世复理石形成于残余盆地背景,且由于地震频发导致滑塌沉积广泛发育。滑塌沉积层中发育有丰富的软沉积物变形构造,如：同沉积滑塌褶皱、底模构造、剖面X形共轭逆断层、同沉积布丁构造、砂岩层断块及变形团块、微型地垒—地堑组合和叠瓦状倒转紧闭褶皱等。不同类型和不同部位的软沉积物变形构造显示出发育期次不同的特征。本文以灵山岛修船厂附近滑塌沉积层为例,分析软沉积物变形构造的变形机制,并将其发育期次大致分为滑塌前、滑塌中和滑塌后三个阶段。只有部分滑塌中的软沉积物变形构造具有滑塌指向意义,而滑塌前的变形构造不能用来判别滑塌体的搬运方向。     

长江中下游地区早白垩世埃达克质岩的大地构造背景及其成矿意义

长江中下游地区是中国重要的铜资源基地之一。该成矿带广泛发育与Cu-Au成矿作用密切相关的早白垩世火成岩。大多数与成矿有关的中酸性侵入岩具有类似埃达克岩的地球化学特征,即富集Sr而贫HREE(如:Y和Yb);但它们具有负的εNd(t)值和相对富集的Sr同位素初始比值(>0.704.),因此,被称为埃达克质岩。根据岩石化学数据,研究区埃达克质侵入岩多数属于高钾钙碱性系列,部分属于钙碱性系列;而火山岩和A型花岗岩类由于其高钾和富铁特征而属于钾质碱性系列。岩石地球化学资料显示,与成矿作用有关的中酸性埃达克质侵入岩经历了复杂的成岩过程,至少包括在深位岩浆房(>35～40 km深度)的分离结晶和在高位岩浆房内的分离结晶或AFC过程两个阶段。同时不排除有下地壳直接熔融形成的埃达克质熔体参与的可能性。富钾的火山岩则是原生岩浆在深位岩浆房(>40-50 km深度)经镁铁矿物的分离结晶过程演化而来。基于长江中下游地区及其邻区的区域地质构造、早白垩世岩浆岩的岩石化学和地球化学特征和岩浆活动的时空演变特征的综合分析,推测该成矿带在早白垩世早期处于大陆边缘岩浆弧内陆一侧,岩浆活动与古太平洋板块的斜向俯冲作用有关;晚期由于俯冲板片迁移(变陡),岩浆岩具有弧后环境特征。俯冲板片上部所释放的超临界流体提高了地幔     

缅甸密支那早白垩世钾玄质岩石成因及其大地构造意义

缅甸地处喜马拉雅造山带东段,紧临喜马拉雅东构造结.作为喜马拉雅造山过程深部动力学在浅部的响应,该区发育了大量晚中生代-新生代岩浆岩,这些岩浆岩是揭示新特提斯演化过程及缅甸不同地块与青藏高原内部各块体之间大地构造属性的重要窗口.但是,目前该区域研究程度非常低,特别是东缅密支那地区几乎是空白.本文首次报道缅甸密支那地区的一...     

燕山构造带中段早白垩世盆地特征

燕山构造带中段主要包含3个早白垩世盆地,即滦平盆地、凤山盆地、石人沟盆地.通过对盆地的沉积相分析、古水流的恢复以及盆地构造-沉积演化研究,认为燕山构造带中段早白垩世盆地发育分为三个阶段,即早期火山喷发阶段、中期强烈断陷阶段和晚期填平阶段.早期发育强烈的火山作用,形成以酸性火山岩为主的张家口组;中期盆地主体呈半地堑状,受单一边界主断层控制,盆地相互独立,盆地边缘以冲积扇砾岩和扇三角洲砂岩、砾岩沉积为主,盆地中心为湖泊细粒沉积.古流向和物源恢复结果证明,盆地沉积物主体来自于北部和/或西部的变质岩基底.盆地构造沉降和沉积充填过程主要受边界正断层的控制,断层下盘基底岩石的抬升与盆地边界正断层活动相关,从而成为盆地主要的物源区.     

华北克拉通南缘早白垩世中基性火山岩成因及其地质意义

平顶山早白垩世大营组中基性火山岩样品为钾质和钾玄岩石系列,主要由粗安岩组成,属于偏铝质岩石。低MgO(2.25%~2.88%)和Cr(17.5~30.0μg/g)、Ni(17.4~23.3μg/g),高Al2O3(17.32%~17.56%)和K2O(4.43%~4.56%),K2O/Na2O>1。稀土表现出LREE富集的右倾平滑分布型式,(La/Yb)CN=14.0~14.7,HREE弱分馏,(Gd/Yb)CN=2.42~2.66,富集Rb、Ba、K、LREE和亏损Nb-Ta、Th,弱的Sr正异常。Sr-Nd同位素较富集87Sr/86Sr(t)=0.706877~0.707005,εNd(t)=-10.9~-11.6。大营组中基性火山源区岩的稀土、微量元素地球化学和同位素组成类似于晚中生代苏鲁造山带基性火山岩,北大别镁铁-超镁铁质侵入体和北淮阳中基性火山岩(Fanetal.,2001,2004;Wangetal.,2005),暗示其可能具有相似的岩石成因,即大营组中基性火山来自于古老陆下岩石圈地幔和深俯冲的扬子下地壳混合源区的部分熔融作用,说明华北和扬子陆块在三叠纪碰撞过程中,扬子陆壳深俯冲再循环进入华北岩石圈地幔,其形成与板块俯冲作用没有直接的动力学关系,而形成于陆内伸展拉张环境下。     

福建上杭单竹坪矿床早白垩世岩浆作用及地质意义

单竹坪矿床位于福建省上杭县紫金山矿田的西南部, 形成了Au、Cu和Mo异常, 其中Au、Cu富集成矿。选取单竹坪矿床钻孔岩芯中二长花岗岩和花岗闪长岩作为研究对象, 开展岩石学、岩相学、全岩地球化学、锆石U-Pb年代学和Lu-Hf同位素研究。研究结果表明, 二长花岗岩和花岗闪长岩锆石²⁰⁶Pb/ ²³⁸U加权平均年龄分别为105.2Ma和113.4Ma。二长花岗岩和花岗闪长岩具有富钠(Na₂O/K₂O>1), 过铝质(A/CNK=1.19~1.68), 富集轻稀土(LREE)、大离子亲石元素(LIEE, 如Ba、K)和Th、U、Pb和Hf等元素, 亏损高场强元素(如Nb、Ta和Ti等)的特征, 属于高钾钙碱性过铝质岩石系列, 具有岛弧岩浆岩特征。同时具有中等的(La/Yb)_N值(13.6~17.4), 高Mg^#值(45.89~48.53), 以及Eu弱负异常(δEu=0.79~0.97)和Ce弱正异常(δCe=1.0~1.08)。锆石两阶段Hf模式年龄(t_DM2)峰值分别处于0.95~1.0Ma和1.05~1.10Ma区间; ε_Hf(t)值分别介于-4.47~+2.38和-2.73~+1.47, 二长花岗岩以负值为主, 花岗闪长岩正负值均有。综合研究认为, 二长花岗岩来源于中元古界未受幔源组分影响的古老基底地壳熔融而成, 花岗闪长岩来源于新元古界地壳物质并经历了壳-幔混合作用; 单竹坪矿床形成于燕山晚期岛弧或活动大陆边缘构造环境, 与古太平洋板块的俯冲相关, 其西南部或南部是成矿远景区。

     

山东省灵山岛负载构造和球-枕构造研究

本文运用野外露头考察、沉积岩石学、地质统计等方法,对灵山岛的负载构造和球-枕构造进行研究。这些负载构造和球-枕构造侧向延伸好,在整个剖面上连续分布,具有多尺度、多形态、多组合等特点。形成负载构造和球-枕构造的前提条件是地层密度的倒置(上大下小),变形的根本驱动力是沉积物自身的重力。球-枕构造和负载构造的形成机制相同,只是变形程度和阶段不同。根据不对称负载构造受横向剪切力分析,证明早白垩世时该盆地存在古斜坡,并且SE高、NW低。综合考虑地震触发形成震积岩的标志特征和灵山岛的构造地质背景,认为本研究区的负载构造和球-枕构造系古地震触发形成。     

Characteristics and dynamics origin of the Lower Cretaceous sill in northern Beilaishi section of Lingshan Island,Shandong Province

A lot of sand dikes are found in the Lower Cretaceous Laiyang Formation in northern Beilaishi section located in the Lingshan Island of Shandong Province. There are two types including bedding sand dikes and unbedding sand dikes based on their relationship with the bedding plane. The bedding sand dikes, which are often associated with soft sedimentary deformation, are mainly developed in the black mudstone of delta front, and their top and bottom interfaces are generally uneven. Based on the characteristics of sand dikes, the physical model and formula of bedding sand dikes under non-seismic condition are established. The relationship between the depth of liquefied sand layer, the emplacement depth and thickness of overlying sediment layer is deduced. It is considered that the depth of liquefied sand layer which forms large sand veins is very deep. This paper is of great significance in studying the origin of sand veins, lake related deposition and basin tectonic movement.     

山东灵山岛北背来石剖面下白垩统顺层砂脉的特征及其成因动力学分析*

山东灵山岛北背来石剖面下白垩统莱阳组发育大量砂脉。根据砂脉与层面的关系,将其分为顺层砂脉和非顺层砂脉。前者主要发育在三角洲前缘黑色泥岩中,顶、底界面普遍参差不齐,常与软沉积变形构造共生。在分析砂脉特征的基础上,建立了非地震条件下顺层砂脉侵入的物理模型和公式,推导出液化砂层的深度与侵位深度和上覆沉积层厚度之间的关系,认为形成大型砂脉的液化砂层深度都很大。该实例对研究砂脉的成因、湖泊相关沉积及盆地构造运动具有重要意义。     

青岛灵山岛下白垩统风暴岩与风暴沉积的发现及意义*

青岛灵山岛中生界下白垩统碎屑岩中发育了很好的风暴岩与风暴沉积,其特点是:(1)丘状、洼状构造及丘状、洼状交错层理经常可见;丘状交错层理呈对称或近对称丘状,一般发育在三角洲前缘暗色薄层状砂泥岩互层中,薄层一般厚1~2,cm,有时也可以更厚;砂岩中常有平行层理或低角度交错层理,也可以发育丘状交错层理;细层较厚,多在1~2,cm,甚至3~4,cm;但砂岩多数呈块状;洼状交错层理相对较少,多不完善;洼状构造则相对多见。(2)冲刷侵蚀面非常发育。多波状起伏或凹凸不平,起伏可达20~30,cm,甚至更大;内部的冲刷侵蚀面常不连续,但底部的冲刷侵蚀面连续性很好。(3)中厚层状砂岩内部的冲刷侵蚀面可以分为多个次级层,但常因冲刷面的不连续而上下合并在一起。(4)砂岩中常含有内碎屑,以暗色泥砾为主,小者直径多在1~2,cm,大者可达10,cm以上,形态多变;长轴多顺层分布;有时集中在砂岩的顶部。(5)以中细砂岩为主,没有真正的砾岩;砂岩的分选性可以较好。(6)发育了大量的多尺度、多类型软沉积物的变形构造。(7)有时候含有炭屑。灵山岛风暴岩和风暴沉积的发现,揭示了这套沉积是在一个相对较浅水的湖泊条件下形成的,而非海洋深水;此外,风暴形成的砂岩下移到三角洲前缘相中,使其更加靠近烃源岩,优化了生储关系,有利于油气成藏。     

Provenance analysis of the Cretaceous Laiyang Group on Lingshan Island (western Yellow Sea,China) and its tectono-sedimentary implications

Abstract

Longstanding debates on the tectonic setting and provenance of the Lower Cretaceous Lingshandao Formation have hindered basin analysis and tectonic studies of the collision of the Yangtze Craton and the North China Craton, and thus the evolution of the Sulu Orogen. Thin-section analysis, identification of rock particles, cathodoluminescence, heavy minerals and trace-element analysis have, in addition to field investigations, been applied to reconstruct the source area and transport pathways of the sediments that build the Lower Cretaceous Laiyang Group on the Lingshan Island, western Yellow Sea. These analyses indicate that the Laiyang Group consists mainly of material derived from a recycled orogen and from transitional continental sediments. The Laiyang Group on Lingshan Island has been sourced from igneous and metamorphic rocks. Comparing analyses of detrital minerals with rocks from surrounding areas leads to the conclusion that the main source area is the Sulu Orogen that supplied sediment to rift basin rather than a residual basin between the Yangtze Craton and the North China Craton.

1. A recycled orogenic belt is the source area for the Laiyang Group on Linshan Island.

2. Felsic metamorphic and igneous rocks form the most probable sources.

3. The rift basin was filled by sediments supplied from the Sulu Orogen on both sides.

     

Origin and evolution processes of hybrid event beds in the Lower Cretaceous of the Lingshan Island,Eastern China

On the basis of detailed sedimentological investigation, three types of hybrid event beds (HEBs) together with debrites and turbidites were distinguished in the Lower Cretaceous sedimentary sequence on the Lingshan Island in the Yellow Sea, China. HEB 1, with a total thickness of 63–80 cm and internal bipartite structures, is characterised by a basal massive sandstone sharply overlain by a muddy sandstone interval. It is interpreted to have been formed by particle rearrangement at the base of cohesive debris flows. HEB 2, with a total thickness of 10–71 cm and an internal tripartite structure, is characterised by a normal grading sandstone base, followed by muddy siltstone middle unit and capped with siltstones; the top unit of HEB 2 may in places be partly or completely eroded. The boundary between the lowest unit and the middle unit is gradual, whereas that between the middle unit and the top unit is sharp. HEB 2 may be developed by up-dip muddy substrate erosion. HEB 3, with a total thickness up to 10 cm and an internal bipartite structure, is characterised by a basal massive sandstone sharply overlain by a muddy siltstone interval. The upper unit was probably deposited by cohesive debris flow with some plant fragments and rare mud clasts. HEB 3 may be formed by the deceleration of low-density turbidity currents. The distribution of HEBs together with debrites and turbidites implies a continuous evolution process of sediment gravity flows: debris flow → hybrid flow caused by particle rearrangement → high-density turbidity current → hybrid flow caused by muddy substrate erosion → low-density turbidity current → hybrid flow caused by deceleration.