山东省区域地质构造演化探讨

山东省区域地质构造演化分为5个阶段。①陆核形成阶段：形成太古宙高级区，地壳分异成稳定的花岗岩穹窿和活动的绿岩带，第一次克拉通化完成。②陆块发生形成阶段：地壳向刚性发展，在华北陆核硅铝壳的基础上先后有3次张开、闭合裂谷作用，第二次克拉通化完成。这一阶段演化在鲁西地区主要表现为挤压作用，形成大量造山花岗岩；鲁东地区则以拉张作用为主，形成海槽，产生沉积。③秦昆洋形成演化阶段：四堡期沿鲁东南部地壳拉张，在华北板块与扬子板块间形成秦昆洋。晋宁期秦昆洋关闭，华北板块与扬子板块对接碰撞，沿胶南造山带产生大量碰撞花岗岩，同时产生超高压变质作用及形成丰富多彩的碰撞构造。晋宁运动最终形成统一的原始中国古 陆，第三次克拉通化完成。④陆块发展阶段：鲁西地区地壳频繁升降，形成广泛的海陆交互相沉积；鲁东地区则以造山抬升为主，地层沉积较少。⑤滨太平洋发展阶段：该阶段的主要特征是断块构造发育，形成盆岭构造格局，产生大陆边缘花岗岩，构造体系由古亚洲构造域转向滨太平洋构造域。     

胶东金矿成矿时代及区域地壳演化——基性脉岩的SHRIMP锆石U-Pb年龄及其地质意义

关于胶东金矿的成矿时代前人已进行了较多研究,但其成矿时限尚没有准确确定。对胶东焦家金矿床成矿前和成矿后的2个基性脉岩进行了锆石SHRIMP年龄测定和锆石氧同位素分析。锆石阴极发光图像显示,样品中有少量岩浆新生锆石,其晶形、环带清晰。在2个成矿前脉岩样品中测得岩浆锆石206Pb/238U年龄最小值为124.9±1.8Ma和124.2±1.1Ma,1个成矿后脉岩样品中测得最小年龄值为112.2±0.7Ma。故成矿前脉岩的侵位年龄小于等于124.9Ma和小于等于124.2Ma,成矿后脉岩的侵位年龄小于等于112.2Ma,金矿的成矿年龄被限制在124~112Ma之间。此外,较多的锆石年龄数据记录了早侏罗世、三叠纪、古生代、新元古代、中元古代和新太古代的岩浆事件和变质事件,指示胶北隆起深部既有华北克拉通新太古代、中元古代和新元古代的地质体或地质事件,也有苏鲁造山带古生代和三叠纪的地质体或地质事件,苏鲁超高压变质带曾俯冲到胶北隆起之下。锆石氧同位素组成变化范围较大,δ18O值为3.86‰~11.37‰,指示了不同时代锆石氧同位素组成的不均一性和物质来源的差异性。     

胶东晚中生代三期成矿岩体和3. 5 Ga锆石的发现及成矿动力学背景

胶东地区在晚中生代发生了大规模岩浆活动和"爆发式"成矿作用。为了深入研究岩浆活动的时代及其对成矿的影响,本文在对胶东晚中生代花岗岩类侵入岩及大规模成矿作用进行综合分析基础上,选择福山邢家山钼钨矿区、栖霞香夼铅锌矿区和福山王家庄铜矿区,对成矿岩体进行锆石U-Pb同位素年龄测试。测试结果表明,幸福山斑状二长花岗岩体(邢家山矿区)和香夼花岗闪长斑岩体的SHRIMP锆石U-Pb同位素年龄分别为159.3±1.6Ma和130.4±1.2Ma,养虎山石英闪长玢岩体(王家庄矿区)的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为116.1±5.1Ma和119.8±1.8Ma,由此确定了三期岩浆活动及与之相对应的三期成矿事件。在晚侏罗世幸福山岩体中测得了前寒武纪残余锆石的年龄信息,三组年龄分别为3548±12Ma、2472.9～2400Ma和2192～1725Ma,指示岩浆物质来源于前寒武纪结晶基底的再循环作用。3548±12Ma是胶东地区迄今为止获得的最大年龄值,指示胶东地区存在古太古代早期的古老结晶基底。综合分析认为,胶东晚侏罗世岩浆活动和160Ma±的成矿事件是华北克拉通与扬子克拉通碰撞造山后续过程的产物,形成于挤压构造背景;早白垩世早期的岩浆活动及130Ma±成矿事件与太平洋板块俯冲有关,形成于挤压向伸展转化背景;早白垩世中晚期岩浆活动形成于拉张环境,与华北克拉通破坏和岩石圈伸展减薄有关,由此产生的胶东热隆-伸展构造体系,为115Ma±的金、银及有色金属等热液矿床大规模爆发式成矿提供了有利成矿条件。     

山东省金矿成矿区带划分及找矿方向探讨

依据山东省金矿的空间分布规律、控矿构造、控矿地质体、矿床类型将其划分为三山岛-仓上成矿带、龙莱成矿带、招平成矿带、牟乳成矿带、栖蓬福成矿区、胶莱盆地周缘成矿区和鲁中南中生代杂岩体分布区成矿区等7个成矿区带.金矿成矿区带一般分布于大地构造单元的边部或不同大地构造单元的结合部位,金矿床则主要受断裂构造和不同地质体的接触带控制.山东省金矿资源潜力很大,已有成矿带的深部及周边隐伏矿体是今后的找矿重点.     

胶东早白垩世高镁闪长岩类的发现及其构造背景

胶东地区发育大规模早白垩世壳幔混合源花岗岩类,但一直未发现与花岗岩类相关的独立的幔源侵入体,给深入理解早白垩世壳幔演化带来了困惑。胶东的柳林庄和夏河城岩体以往被认为是三叠纪闪长岩类,本文在详细的野外地质工作基础上,通过年代学、岩石地球化学、同位素地球化学分析,发现这2个岩体为早白垩世高镁闪长岩。样品的SiO₂含量在53.29%~62.54%之间,MgO含量为3.60%~8.10%,Mg^#主要介于0.47~0.68之间;富集Ba、Rb、K等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Zr等高场强元素;初始⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值为0.7082~0.7083,与地幔平均值接近;ε_Nd（t=113Ma）值很低（-20.5~-16.8）,与胶东地区的基性脉岩同位素组成一致。2个岩体相比而言,柳林庄岩体富K₂O、Fe₂O₃^T,REE、LILE、HFSE含量较高,而MgO、Ni和Cr含量偏低。3件样品的锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素加权平均年龄值分别为120.1±1.6Ma、118.3±1.7Ma和122.3±4.0Ma,与壳幔混合源的伟德山型花岗岩及胶东金矿的成岩、成矿时代一致,指示他们形成于统一的地球动力学背景。高镁闪长岩的地球化学特征介于高镁埃达克岩与赞岐岩及埃达克岩与Piip型高镁安山岩之间,指示其形成于古太平洋板块俯冲的地幔楔环境,为富集岩石圈地幔部分熔融的产物。夏河城岩体的岩浆直接来源于含角闪石的富集岩石圈地幔源区,而柳林庄岩体岩浆源区为含金云母的岩石圈地幔并且在岩浆上侵过程中混染了部分地壳物质。     

山东省济宁群形成时代探讨

济宁群是在铁矿勘查过程中发现的埋藏于地下近千米深度以下的全隐伏浅变质地层。通过对济宁群中变质火山岩同位素年龄测试和千枚岩中微体古生物分析,结合区域地层和含铁建造对比,探讨了济宁群的形成时代。结果表明,翟村组变英安岩中的锆石成因比较复杂,在15颗锆石上进行了16个数据点分析,其中7个数据点构成不一致线的上交点年龄为(2 522±7)Ma,最年轻锆石的年龄值为(2 487±7)Ma;在30件岩石样品中,发现11件样品含有微古植物化石,为类型分异度不高的疑源类化石组合,以简单球形的疑源类为主,如光面球藻(Leiosphaeridia)、鮫面球藻(Trachysphaeridium)、线脊球藻(Stictosphaeridium)。比较发现:济宁群特征及变质程度,与华北古-中元古代地层的相似程度大于与太古宙地层的相似程度;含铁岩系特征与鲁西及华北克拉通其他新太古代BIF有明显差异,而与山西袁家村BIF相似。综合分析认为,济宁群是新太古代—古元古代过渡期的岩石地层单位,对其深入研究可以揭示太古宙—元古宙过渡期的地质环境演变。     

胶东中生代金成矿系统

胶东是我国最重要的金矿集区,其内已发现金矿床150余处,探明金资源储量4000余吨。虽然其金矿床数量众多、资源储量巨大、分布地域广泛、产出空间各异、矿化类型多样,但它们的成矿地球动力学背景、赋矿围岩环境与产出条件及其成矿作用特征总体一致:(1)胶东是一个主要由前寒武纪基底岩石和超高压变质岩块组成、中生代构造-岩浆作用发育的内生热液金矿集区,约130~110Ma的金成矿事件比区域变质作用晚约2000Myr;(2)区域金成矿系统形成于早白垩世的陆缘伸展构造背景,大规模金成矿事件发生在区域NW向伸展转换为NE向伸展后的NEE向挤压变形作用过程中,对应于中国东部岩石圈大规模减薄、华北克拉通破坏和大陆裂谷作用的高峰;(3)金矿床群聚于NNE向玲珑、鹊山和昆嵛山变质核杂岩周边,主要沿前寒武纪变质岩与中生代花岗岩体接触带形成的区域NE-NNE向拆离断层带分布;(4)控矿断裂带经历了早期的韧-脆性变形和晚期的脆性变形构造叠加,在三维空间上呈舒缓波状延展,控制了金矿体的侧伏和分段富集;(5)矿化样式以破碎带蚀变(砾)岩型、(硫化物-)石英脉型和复合脉带型为主,矿石普遍发育压碎、晶粒状和填隙结构,浸染状、细脉浸染状、网脉状、脉状、团块状和块状构造,反映其形成于韧-脆性→脆性变形环境;(6)矿石中金属矿物以黄铁矿、黄铜矿、方铅矿和闪锌矿为主,非金属矿物以石英、绢云母、钾长石、斜长石和方解石为主;金矿物以银金矿和自然金为主、含少量金银矿,主要以可见金的形式赋存于黄铁矿和石英裂隙中、含少量晶隙金和包体金;热液蚀变主要为黄铁矿化、硅化、钾长石化、绢云母化和碳酸盐化;成矿元素为Au-Ag(-Cu-Pb-Zn);呈现出中-低温蚀变矿化组合特征;(7)成矿流体为壳-幔混合来源,以壳源变质流体为主;成矿物质总体来源于中生代活化再造的前寒武纪变质基底岩石,并混入了少量浅部地壳和地幔组分。这种区域成矿特征的一致性,表明胶东金矿集区早白垩世大规模金成矿作用受控于统一的地质事件,属于后生的中-低温热液脉金成矿系统。这些金矿床具有明显的时空群聚分布特征,主要沿三个变质核杂岩周边的岩相接触带产出,且自西向东,金成矿作用年龄由老变新。据此,可划分为胶北隆起蚀变岩-石英脉型、苏鲁超高压变质带硫化物-石英脉型和胶莱盆地北缘蚀变砾岩型三个金成矿子系统。其矿化样式由浸染-细脉、细脉-网脉型和石英脉型→硫化物-石英脉型→蚀变(角)砾岩型变化,矿石结构、构造以细脉浸染状构造为主→环带结构与梳状构造→角砾状构造为特色,反映其成矿作用分别发生于脆-韧性转换带(约15km)→脆性张剪性断裂带→脆性角砾岩带(约5km)环境;矿化、蚀变规模和强度逐渐减弱,成矿物质中浅部壳源组分逐渐增多,可能与其矿床定位空间越来越远离源区有关;成矿温度和压力依次降低、成矿流体中大气降水和/或盆地卤水贡献逐渐增大,与其成矿深度越来越浅、成矿构造环境越来越偏张性的变化趋势一致。这种成矿特征的区域规律性变化反映至少在拆离断层韧-脆性转换带附近→脆性角砾岩带之间的地壳剖面中、在不同的垂向深度上连续成矿。胶东中生代金成矿系统的上述特征明显区别于典型的"与侵入岩有关的金矿"和"造山型金矿",也不同于全球其它已知的金矿床类型,不能被已有成矿模式所涵盖。为合理解释胶东中生代金成矿系统独特的地质与成矿特征,我们提出新的"胶东型金矿"成矿模式,指出古太平洋Izanagi俯冲板片的回转作用可能是引起区域前寒武纪变质基底岩石中成矿物质大规模活化再造的主要驱动机制,成矿流体主体来源于俯冲板片变质脱水,金可能主要以Au(HS)2-络合物的形式在流体中沿拆离断层系输运,在韧-脆性转换带附近→脆性角砾岩带,由于构造空间急剧增大、成矿流体的温度和压力突然降低,CO2、H2S逸出和硫化作用导致Au(HS)2-等金络合物失稳分解,金大规模沉淀富集成矿。     

山东省矿床成矿系列研究

文章在对山东省已查明资源储量的石油、煤、金、铁、铜、金刚石、石膏、石盐、石墨、自然硫、萤石、蓝宝石等以固体矿产为主的成矿地质条件进行总结的基础上,根据矿床成矿系列研究的学术思想,在全省初步划分为34个成矿系列,其中重要成矿系列10个。这34个矿床成矿系列,分别归属于与岩浆作用、沉积作用、变质作用及成矿流体作用有关的4类矿床成矿系列组合。同时对成矿系列组合及其分布特征和当前山东成矿系列研究中的有关问题进行了讨论,以及对山东各个地质历史时期的成矿作用及其所形成的矿床的全部地质要素特征进行总结,并对山东成矿作用划分为早前寒武纪、中元古代-新元古代、古生代、中生代和新生代5个大的成矿期的成矿系列特征进行了分析论述,建立了山东省成矿系列类型和框架。     

鲁西大井头地区金刚石找矿指示矿物特征及其研究意义

鲁西大井头地区自然重砂中的金刚石及其找矿指示矿物发现已久,然而找矿工作尚未能取得实质性突破。本文从金刚石找矿指示矿物角度入手,在研究该地区指示矿物晶体形貌特征和化学成分特征的基础上,通过对比大井头地区自然重砂与大井头岩体中的指示矿物特征、大井头地区与其它地区金伯利岩、钾镁煌斑岩中的指示矿物特征后得出:大井头地区既存在金刚石指示矿物,又含有金刚石母岩指示矿物,是鲁西金刚石找矿的有利地区;第四系自然重砂中的指示矿物类型和所占比重与大井头岩体较为一致,认为第四系中的指示矿物由大井头岩体供源;大井头岩体含有较大比重的榴辉岩相指示矿物,如G4组镁铝-铁铝榴石和绿辉石,且其中金刚石多为Ib型,表现出与蒙阴地区金刚石原生矿不同的特征,认为大井头岩体为穿越金刚石生成区边部、并携带了其中特征性矿物成分的钾镁煌斑岩。结合大井头周边地区发现的三处重砂矿物异常和多个可疑岩体,依据钾镁煌斑岩集群分布的特点,认为大井头及周边地区是新区、新类型金刚石找矿的优质靶区,建议今后找矿方向和工作重点向钾镁煌斑岩型金刚石原生矿转移。     

胶东金矿成矿模式

胶东是全球三大金矿集区之一,深入研究其成矿模式对于正确认识胶东金矿类型并指导进一步找矿具有重要的理论意义和实践价值。文章通过系统总结胶东金矿控矿构造特征与型式、构造与矿体的耦合关系、岩浆活动与金矿化的关系及其他成矿地质因素,在分析不同类型和不同层次金矿赋矿规律、成矿机制的基础上,分别建立了破碎带蚀变岩型金矿、石英脉型金矿、胶西北金矿和深部金矿成矿模式。综合分析后,提出了胶东金矿热隆-伸展成矿模式,其要义是:早白垩世,由于板块俯冲、回撤,诱发壳幔相互作用,产生大规模岩浆活动,引起广泛的流体活动;同时,地壳拉张和岩浆隆升,形成花岗岩穹窿-伸展构造,出现大量铲式断层、拆离断层等。与岩浆活动有关的高强度含矿流体活动和交代蚀变作用是胶东金矿大规模集中产出的基础条件,地壳快速隆升引起强烈减压、降温是大量金质从流体中析出、沉淀的重要原因,伸展构造则为大规模金成矿提供了充足的空间。