山东地区大地构造演化.docx

0.引言通过对沉积建造、岩浆活动、构造变动等形成背景研究，结合区域对比，提出了山东省 不同地质年代大地构造单元组成和演化过程山东省早前寒武纪基底属华北克拉通东部陆块 群的胶辽微陆块、渤鲁微陆块和迁淮徼陆块，经历了不成熟陆壳向成熟陆壳转化、陆壳拼贴 和弧陆碰撞等演化过程中-新元古代分别属华北克拉通和大别-苏鲁造山带的组成部分，经 历了大陆裂解与聚合的演化过程古生代处于华北陆表海盆地、华北板块东南缘被动大陆边 缘和大别-苏鲁裂谷环境，经历了由海相沉积一一陆相沉积转化的海陆变迁演化中生代是 板块构造演化转换和构造体制转折期，早期受华北板块与扬子板块碰撞作用制约，表现为挤 压构造体制；中晚期受太平洋板块向欧亚板块俯冲作用制约，构造体制转换为伸展为主中 新生代构造单元可划归滨太平洋构造域，在基底构造单元的基础上形成了若干受伸展构造体 制控制的隆起、盆地和凸起、凹陷等上叠构造单元中新生代经历了早中生代的挤压改造、 晚白垩世至中渐新世的拉张聚敛、中渐新世至早上新世的扩张断陷和晚上新世至全新世的俯 冲沉降的大地构造演化过程山东大陆在长达3000Ma的地质历史中，经历了复杂的地质作用，地质历史的发展演化 既与中国大陆的整体演化相协调，又有自己独特的发展历程。

华北拗陷区、鲁西地块具有稳 定区的演化特点，而胶南威海造山带（以下简称“胶南造山带”）及胶北地块则具有活动带的 特点由于华北拗陷区与鲁西地块，胶北地块与胶南造山带的发展演化具有继承性，所以以 下论述中将前者作为鲁西地区统一考虑，而将后者作为鲁东地区统一考虑按照地质历史发 展的阶段性特点，将山东省的地质演化划分为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同碰撞花岗岩，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，形成广泛的海相及海陆交互相沉积；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1.陆核形成阶段迁西期一阜平期（2500Ma以前），华北陆核固结，第一次克拉通化完成这一阶段地质 构造演化在鲁西地区表现明显，鲁东地区相对较弱，但两个地区地质特点具有相似性迁西 期（2800Ma以前），同位素地质年龄数据指示本区最古老的地质体位于汞丹山凸起的沂水城 东，形成于3000Ma之前在中太古代早期的地壳初始发展阶段，地球表面温度高，地热梯 度大，火山作用强烈；在地球逐渐冷却过程中，开始形成原始地壳，原始地壳受地幔对流影 响，引起拉张，接受超基性一中酸性火山岩及浅海陆棚沉积物（沂水岩群［1］、唐家庄岩群）； 地壳持续拉张，产生拆离滑脱构造及张裂构造，地幔岩浆沿张裂构造侵位（严家官庄单元、 官地洼超单元①），形成古岛弧；迁西运动造成岛弧系的弧间碰撞，产生钠质花岗岩：沂水超 单元、西朱崔单元）和高温区域变质作用（麻粒岩相）、挤压褶皱及韧性剪切带，从而在本区形 成一个非均匀的古老基底（沂水古陆核，图1a）当时原始地壳表现为不成熟的过渡型地壳（可 能相当于玄武质一安山质基底）。

这一过程形成了本区的太古宙高级区，胶辽陆块的雏形基 本形成沂水古陆核图1鲁西地区早起寒武纪大地构造演化模式阜平期（2800〜2500Ma）,地壳分异成稳定的花岗岩穹窿和活动的绿岩带，稳定区与活动 带基本格架逐渐清晰，是本阶段的主要特征伍家善等研究认为，在2800Ma以前，胶辽陆 核的西侧有一洋盆存在，洋盆的西部有迁怀、晋冀小陆核，它们部分露出水面或全部淹没在 海水中2800〜2500Ma胶辽陆块西侧洋盆开始消减，向胶辽陆块俯冲胶辽陆块边缘破裂， 早期以基性火山岩为主的火山喷发强烈，火山盆地逐渐加大，并逐渐发育双峰式火山岩建造； 后期产生碎屑沉积，这一过程形成太古宙绿岩带（泰山岩群、胶东岩群［1］）；稍后幔源岩浆侵 位（万山庄超单元、马连庄超单元①）并在地层中形成层间褶皱俯冲洋壳的部分融熔作用形 成大量TTG花岗岩（蒙山超单元、栖霞超单元①）（图1b）阜平运动晚期，构造运动达到高潮，稳定的陆核之间发生碰撞、拼贴，洋盆闭合，新的 陆核联合体产生，并相继固结，第一次克拉通化完成2.陆块发生形成阶段五台期一吕梁期（2500〜1800Ma），地壳向刚性发展，这个阶段的主要地质事件是在华北 陆核硅铝壳的基础上先后发生3次张开、闭合裂谷作用，第二次克拉通化完成。

这一阶段地 质构造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2.1鲁西地区郑庐断裂以酉的山东省酉部地区以往被统称为鲁酉断隆，它十分显著地耸立在华北平原 中东部地形、地貌，甚至地层（岩体）展布均以泰山-鲁山-邹县-临沂地区为中心，向外旱环 状展布鲁酉地区基底由新太占代泰山岩群、TTG岩系和占元占代造山花岗质岩体组成、 其中泰山岩群岩性主要由斜长角闪岩和黑云变粒岩组成，并和TTG岩系一起遭受了中-浅程 度的变质作用盖层则由占生代、中生代和新生代碳酸盐岩、碎屑岩和火山岩组成其中占 生代主要由寒武系-中奥陶统碳酸盐岩夹碎屑岩组成，中石炭统■二叠系则为海相地层和陆相 含煤碎屑岩建造；中生界缺失三叠系，仅发育侏罗系-白垩系，为一套陆相碎屑岩建造；新 生界亦以陆源碎屑沉积夹火山岩为主地层展布上具有一定规律性，基底构造层主要出露于中部地区，旱不甚规则的圆形展布， 其上尚残留有部分尚米完全拆离剥蚀掉的盖层掀斜地块、基底构造层向外逐渐旱同心环状展 布有占生界、中生界、新生界中新生代进入了强烈地壳运动时期，不仅伴有强烈的火山喷 发、多期次岩浆侵入话动，同时伴有大幅度的隆升，差异隆陷明显，甚至形成掀斜地块，使 得中新生界分布零星，且多表现为断陷盆地中的箕状沉积。

这表明燕山运动以来，鲁酉地区 进入了强烈的INX枝构造话动时期，使得核部区强烈隆升，盖层则大幅度向外拆离滑脱， 形成了典型的鲁西INX枝构造五台期，地壳热流值显著下降，地壳刚性度增加，是原始地壳向陆块转化的过渡时期 早期华北陆核发生张裂，局部可能形成裂陷槽，拉斑玄武质一钙碱性玄武质岩浆沿张裂带侵 入，形成南涝坡超单元；后期裂陷槽闭合，下地壳部分熔融，导致鲁西地区第二期TTG花 岗岩浆（峰山超单元）侵位这是五台期一吕梁期的第一次裂谷开合吕梁期是鲁西地区的强 烈造山期古元古代早期泰山块体西缘裂解，出现裂陷槽，接受了泥质、泥砂质和中性火山岩 沉积（济宁岩群）（图1c）；之后裂谷闭合，大量同造山型钙碱性花岗岩浆傲徕山超单元）侵位， 这是鲁西地区一次最强烈的花岗岩浆侵位事件造山运动接近尾声时地壳破裂，钾质花岗岩 浆（四海山超单元）侵位，完成了五台期一吕梁期的第二次裂谷开合（图1d）由钠质花岗岩（TTG） 转化为钙碱性花岗岩，再转化为钾质花岗岩的演化规律与古生代以来的造山带花岗岩类演化 相似吕梁后期地壳又一次拉张，碱性玄武岩浆（红门超单元）沿线型构造带侵位，直到吕梁期 末裂谷闭合，浅色花岗岩浆（摩天岭超单元）侵位，同时发生鲁西地区的最后一期韧性变形作 用，完成了该阶段的第三次裂谷开合。

至此，第二次克拉通化完成2.2 鲁东地区五台期一吕梁期鲁东地区的地壳演化与鲁西地区存在明显差异:五台期鲁东地区地壳以 褶皱抬升为主，地质记录不明显孩, 海平面KncjiBiMMund晚古生代目】目2旬口也，囹6旧7皿8囱9图2胶南造山带演化历史示意剖面图吕梁期鲁东地区以地壳拉张为特点，形成裂陷槽（图2a）,产生陆缘海相沉积组合（荆山 群、粉子山群［1］），当时以栖霞古陆核为中心形成一列岛弧，粉子山群沉积于弧后盆地，荆 山群沉积于弧前盆地粉子山群沉积的早期以泥砂质碎屑岩夹基性火山岩为主，中期以碳酸 盐岩及含碳碎屑岩为主，晚期以粘土质碎屑岩为主，反映了海水由浅变深，地壳由活至稳定 的特点；荆山群的下部以泥质岩及富镁碳酸盐岩为主（原岩），中下部为碎屑岩夹火山岩，中 上部为碳酸盐岩及含碳碎屑岩，顶部为泥质岩，反映了沉积早期及后期海水较深，沉积中期 海水较浅，所处地壳除沉积中期短暂强烈活动外，其它时间均较稳定的特点粉子山群与荆 山群沉积环境的差异表明二者所处大地构造位置的差别沉积基本结束后幔源岩浆侵位（莱 州超单元），随后发生顺层拆离滑脱构造及中高温变质作用（麻粒岩相、角闪岩相）吕梁后期 裂陷槽开始闭合，在弧后盆地的残留海槽中沉积了陆源碎屑岩组合（芝罘群），在栖霞岛弧的 北部及西部形成花岗闪长岩、二长花岗岩（双顶超单元），这一裂陷槽可能并未完全封闭，因 此形成的花岗岩数量较少。

在上述二个原生地壳发展阶段中，鲁东、鲁西二地区的地质演化特点总的相似，但也存 在明显差异，表明它们所处的构造位置不同该阶段二者并不象现今这样东西向联在一起， 当时鲁东地区可能处于鲁西地区的东南方向，位于古华北板块的南缘，而鲁西地区则位于古 华北板块的内部，后来沂沐断裂带的左行平移将二者并置在一起3秦昆洋形成演化阶段这是古元古代以后发生的第一次构造分合事件，是原始秦昆洋从形成、演化、关闭到华 北板块与扬子板块对接碰撞形成原始中国古陆的一个全过程，主要表现在鲁东地区，鲁西地 区该阶段仅有微弱显示四堡期（1800〜1000Ma），早期地壳拉张，形成裂谷带（图2a），华北板块与扬子板块被秦 昆洋分隔，南部属拉张体系，北部为弧盆体系鲁东地区处于北部弧盆体系中，由于地壳拉 张深度大，因而导致幔源岩浆上侵定位（海阳所超单元），在扬子板块北缘有大量酸性岩浆喷 发（海州群）鲁西地区处于华北板块内部，地壳拉张强度稍弱，形成基性岩墙群牛岚单元） 晚期洋壳消减，地壳发生褶皱变形及中高温变质作用（角闪岩相）晋宁期（1000〜800Ma），秦昆洋关闭，华北板块与扬子板块对接碰撞（图2b），沿胶南造山 带产生大量同碰撞花岗岩，在900〜800Ma期间产生壳源型花岗岩（荣成超单元），同时产生超 高压变质作用及形成丰富多彩的碰撞构造。

稍后壳幔同熔型花岗岩浆（月季山超单元）侵位原始秦昆洋经后来多次改造，已是一个不复存在的失踪海洋，地表仅表现为分隔不同类 型基底的断裂线及其两侧的榴辉岩、蓝闪片岩（苏北）、超基性岩，以及地球物理场（重力或磁 力）梯度带等构造分界标志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4陆块发展阶段该阶段的地质构造演化在鲁西地区表现明显，形成广泛的海相及海陆交互相沉积，鲁东 地区则以造山抬升为主，地质记录不醒目4.1鲁西地区4.1.1 震旦期（800—543Ma）鲁西地区自吕梁期后主体处于造山隆升阶段，遭受剥蚀青白口纪末至早震旦世，地壳 沿现在的沂沐断裂带附近被拉开，形成沂沐海峡，沉积了以海相碎屑岩为主的岩石组合（土 门）沉积早期海侵范围不大，仅局限在沂沐裂陷槽南北两端，沉积了黑山官组和二青山组; 中期海侵范围扩大，南北海盆沟通，沉积了佟家庄组；晚期海侵稍退，沉积了浮来山组和石 旺庄组海峡西部古海岸可据沉积相特征辨认出来，而东部由于沂沐断裂带活动的破坏，无 边缘相存在晚震旦世沂沐海峡上升为陆，缺失晚震旦世至早寒武世早期沉积，表现为土门群与上覆 长清群呈平行不整合接触这一时期至古生代，鲁西地区缺少岩浆活动，褶皱、断裂不发。