李洪奎,杨永波,耿科,禚传源,张春法,梁太涛
(1.山东省地质科学研究院,山东 济南 250013;2.国土资源部金矿成矿地质过程与资源利用重点实验室,山东 济南 250013)
华北陆块区渤海陆块山东部分的厘定及其地质意义
李洪奎1,2,杨永波1,2,耿科1,2,禚传源1,2,张春法1,2,梁太涛1,2
(1.山东省地质科学研究院,山东 济南 250013;2.国土资源部金矿成矿地质过程与资源利用重点实验室,山东 济南 250013)
笔者以已完成的山东省1∶5万、1∶20万和1∶25万区域地质资料为基础,运用大地构造相分析方法,鉴别、厘定和划分大陆形成演化过程,编制完成1∶50万山东省大地构造相图。编图研究发现:鲁东和鲁西地区在地层建造特征、岩浆活动、构造环境和成矿作用等方面均存在较大差异,故将原划分的胶辽陆块进行解体,划为鲁西陆块和渤海陆块,并对新划分的渤海陆块进行了定义。渤海陆块是华北陆块区新划出的一个二级构造单元,它的分布范围是指夹持于郯庐断裂带以东、苏鲁-大别高压-超高压带以北的地区,地理轮廓呈狭长的三角形。渤海陆块有自己独特的演化历史,从最初的陆核到汇聚增生,大致经历了前新太古代陆核形成、新太古代大陆地壳快速增生和古元古代大陆被动陆缘和前渊盆地形成和最终汇聚期,与华北陆块的克拉通化同步。渤海陆块的厘定,代表了古老大陆地壳的板块运动的早期表现形式,多由弧火山岩沉积(表壳岩)和TTG岩石组合成为古陆壳的主体,并经历古元古代裂谷盆地发育期,最终拼合期和隆升、剥蚀期的演化过程。
渤海陆块;大地构造;时空结构;厘定;演化阶段
全国矿产资源潜力评价之成矿地质背景研究项目是一项前所未有的探索性工作,是我国应用板块构造学说开展大陆板块构造及大陆动力学研究并表达其成果的方法体系。运用大地构造相分析方法进行大地构造单元的划分,是重新认识理解中国大陆区、造山系演化过程及其基本特征的开创性工作,是一项多学科聚焦服务于成矿地质背景及成矿预测的整体性工作[1]。作者在承担全国矿产资源潜力评价项目之山东省成矿地质背景研究时,通过全面收集研究山东已完成的1:5万、1:20万和1:25万区域地质资料,编制完成了1:50万山东省大地构造相图。本次编图运用大地构造相分析方法,鉴别、厘定和划分了大陆形成演化过程中地壳块体离散、汇聚、碰撞、造山等过程的大地构造环境及其与成矿的时空关系[2、3、4]。通过编制沉积岩区、侵入岩区、火山岩区、变质岩区和大型变形构造区工作底图,在三个构造层即前南华纪、南华-前三叠纪和中-新生代大地构造相图的基础上,编制完成山东省大地构造图并编写了山东省大地构造相研究报告及山东省大地构造图说明书,在山东重大基础地质问题研究上取得了新的认识与进展,重新确定了华北陆块区(Ⅰ)渤海陆块(Ⅱ)的大地构造属性与成矿地质背景,可以更好地解释山东金矿形成的构造环境[5]。
新定义的渤海陆块,是指夹持于郯庐断裂带以东、苏鲁-大别高压-超高压带以北的地区,其西界为郯庐断裂带与鲁西陆块和燕辽陆块相邻,东南部在山东境内被苏鲁高压-超高压折返带截断,北部与兴蒙造山系相接,现在的地理轮廓呈一狭长的三角形。本文以山东省境内建造构造特征为例说明对渤海陆块重新厘定的原因及结果,未涉及辽宁境内的有关建造构造特征。
1.1 研究现状
二十世纪初,随着工业革命的到来,地球科学掀起了新的变革,全球构造理论也出现了革命性的发
展。魏格纳(A.L.Wegener)的大陆漂移学说、卓利(J.Joly)提出的热循环对流说、赫斯(H.H.Hess)海底扩张学说等、以及1965年威尔逊(J.T.Wilson)在论述转换断层时提出板块构造概念[6],由此催生了板块构造学说。板块构造学说[7]是对大陆漂移学说和海底扩张学说的系统性综合,代表了过去半个世纪以来人们在大地构造学方面的认知水平,具有划时代意义,对中国大地构造研究起了重要的推动作用。
对中国大地构造影响深远的是早期的槽台学说和现今的板块构造学说。受前苏联学者的影响,槽台学说在我国影响甚广。传统的“槽台说”认为山东属华北地台或中朝准地台,分别属胶辽地盾、鲁西台背斜、辽冀台向斜。黄汲清先生[8,9]进一步发展了多旋回槽台观点,将山东大地构造划分为鲁西断隆、华北断坳、胶辽台隆三个大地构造单元(二级);李四光先生创立的地质力学理论[10],对山东的地质构造研究有较深刻影响,山东处于新华夏系第二隆起带和第二沉降带两个一级构造单元之上,进一步划分新华夏系、鲁北扫帚状构造、鲁西扫帚状构造、胶西北S型构造、华夏式构造等,对山东构造地质作了较为深入地阐述;陈国达先生[11]认为山东是典型的地洼区(鲁西),太古宙属前地槽阶段,古元古代属地槽阶段,新元古代-古生代为地台阶段,中新生代为地洼阶段;张文佑先生[12]“断块说”理论,对山东的地质构造划分和研究都有影响。曹国权先生[13,14]对胶南地体有详细论述,丰富了山东地质构造的研究内容。
兴起于20世纪70年代的板块构造,为长期从事地球科学工作的学者们打开新的思路,促使板块构造学说获得进一步发展。板块构造观点把地球作为一个整体来进行研究,认为一种类型的地质作用与其它地质作用类型相互联系、相互制约,并将一系列地质作用如构造运动、岩浆活动、变质作用、沉积作用和成矿作用等在板块运动基础上联系起来,它们之间在空间上的分布及时间上的先后均决定于板块构造活动性质和时间等特征。李春昱先生是全面研究并推动板块构造的我国著名学者,其《板块构造基本问题》集中反映这种理论体系[15,16]。
以板块构造理论为基础,结合山东大地构造特征,宋明春等[17]提出的山东省大地构造单元划分方案为:一级构造单元采用华北板块和秦岭-大别板块结合带;二级构造单元划分为华北坳陷、鲁西地块、胶北地块、沂沭断裂带;三级构造单元采用断坳、隆块、隆褶带等单元术语。孔庆友等[18]则划为华北陆块(Ⅰ)之华北坳陷、鲁西隆起、鲁东隆起(Ⅱ)和苏鲁造山带(Ⅰ)之胶南-威海隆起(Ⅱ),并作为山东省矿产资源储量报告编制遵守规范。
1.2 研究进展
山东地区的地质演化与全国大陆形成演化基本上具有不同态的同步性。因而,把山东大陆地质构造研究置于中国构造演化的时空结构框架之中,从宏观上把握山东陆块区、造山带的地质构造研究,进而为山东大地构造演化阶段的划分奠定基础[3]。
按全国矿产资源潜力评价《成矿地质背景研究技术要求》中对中国大地构造分区的划分方案,山东划分为华北陆块区(Ⅰ级)的胶辽陆块(Ⅱ级)之沂水陆核、胶辽古裂谷、泰山古岩浆弧和鲁西碳酸盐台地(Ⅲ级)四个三级构造单元[19]。但随着山东大地构造相编图及研究工作的进展,对胶辽陆块的大地构造属性及划分提出了挑战。经山东、山西、河南、河北、内蒙、天津、北京、辽宁等省市成矿地质背景研究工作者和天津地质矿产研究所、沈阳地质矿产研究所的共同努力,在全国成矿地质背景研究项目办的指导帮助下,华北陆块区共划分了阴山-冀北陆块、鄂尔多斯陆块、晋冀陆块(怀安-五台-太行-吕梁-赞皇)、冀辽陆块、渤海陆块、鲁西陆块、陕西皖陆块7个二级构造单元(图1),渤海陆块正式作为一个重要的独立单元标注在中国大地构造图上。
图1 华北陆块区二级单元划分Fig.1 Division of the second-order geological unit in the North China Block
研究表明:地球早期的岩石圈厚度薄,板块规模小,初生大陆地壳通过小洋板块的不断俯冲逐渐扩大增生,因此,在现存最古老的大陆地壳形成时即已存在板块运动[20],其表现形式主要是洋壳俯冲,导致弧火山岩和TTG岩石组合成为古陆壳的主体以及陆缘岩系、洋壳残片、陆内沉积岩和火山岩,以及不同地质时期侵入或喷发的少量幔源岩浆岩等组成。小型洋壳的不断俯冲形成小型陆壳,陆壳的不断生长使大陆地壳规模不断扩大,厚度不断增加,这是此阶段大陆地壳演化之特点,而鲁西与鲁东前寒武纪地壳演化也具有各自不同的特点。
众所周知,郯庐断裂(山东地区称之为沂沭断裂)带将传统的鲁西隆起和鲁东隆起分隔开来[21-22]。近年来大量的研究表明,鲁东和鲁西地区拼合在一起是由于中生代时郯庐断裂带发生大规模的左行平
移所造成的[21]。近年来作者研究认为,鲁东和鲁西地区最终完成拼合可能发生在中侏罗世末期。各种地质事实表明鲁东和鲁西地区在沉积建造、岩浆活动、成矿作用等方面存在巨大差异,可能是两个不同的微陆块各自演化的结果[3]。
2.1 地层建造不同
鲁东和鲁西地区地层建造的差异性不仅反映在其岩性成分和岩石建造组合特征上,而且还表现在地层建造的时代上。
鲁西地区的变质岩系为新太古代泰山岩群和TTG、GMS岩系,构成其结晶基底,其变质地层自下而上分为孟家屯含砾石英岩组合、雁翎关斜长角闪岩变粒岩夹角闪磁铁岩组合、山草峪黑云变粒岩夹磁铁石英岩组合、柳杭斜长角闪岩变粒岩夹绿片岩组合4个变质岩岩石构造组合。鲁东地区的北部变质岩系由新太古代胶东岩群、TTG、古元古代荆山群、粉子山群和芝罘群组成,共同组成结晶基底,其变质岩系组合较鲁西地区复杂得多。胶东变质岩亚段为一套变粒岩、斜长角闪岩夹麻粒岩的岩石组合,可分为苗家斜长角闪岩角闪变粒岩组合、郭格庄黑云变粒岩磁铁石英岩组合2个岩石构造组合。荆山群包括禄格庄片岩-大理岩组合、野头变粒岩透辉(闪)变粒岩-大理岩组合、陡崖石墨变粒岩片麻岩-片岩(孔兹岩)3个岩石构造组合。粉子山群下亚段包含小宋浅粒岩-变粒岩-斜长角闪岩夹磁铁石英岩组合、祝家夼黑云变粒岩-斜长角闪岩-透辉变粒岩组合2个岩石构造组合。粉子山群上亚段包含张格庄大理岩-滑镁岩组合、巨屯石墨变粒岩-石墨透辉岩组合、岗嵛片岩组合3个岩石构造组合;芝罘群包含老爷山长石石英岩组合、兵营浅粒岩变粒岩组合、东口石英岩石英片麻岩组合3个岩石构造组合;反映二者在前寒武纪所经历的构造环境和构造运动状态均存在着显著的差别,岩石构造组合特征差别甚大。
非变质岩系是指发育在结晶基底之上的盖层建造,即古生界和中、新生界。古生代时,鲁西广泛发育陆表海相的古生界,而鲁东地区缺失古生界。中生代时,二者虽然都发育了在断陷盆地控制下的一套陆相火山-沉积岩建造,但鲁西地区只发育了一些规模较小且呈零星分布的断陷盆地,而鲁东地区发育大规模断陷盆地(胶莱盆地)且火山喷发活动强烈。
2.2 岩浆活动的差异性
鲁西地区新太古代有两期俯冲增生的TTG岩系和后造山的GMS岩系,可分为新太古代早期T1T2G1组合(2741~2611 Ma)、新太古代中期T1T2G1组合(2600~2563 Ma)、新太古代晚期G2QM组合(2500 Ma±)、古元古代早期G2QM组合(2496~2435 Ma)和
古元古代晚期变质正长花岗岩构造组合,代表了华北陆块区1800 Ma构造-岩浆事件的结束,标志华北克拉通化完成。新元古代岩浆活动不发育。而鲁东地区则仅有一期新太古代T1T2G1组合,少量的古元古代二长花岗岩组合及新元古代广泛发育的二长花岗岩组合,其岩浆活动的差异性较大。
鲁西和鲁东地区中生代岩浆岩的规模和类型有着显著的差别。仅就侵入岩体而言,鲁西地区仅发育有规模较小且呈零星分布的闪长岩体;而胶东地区则广泛发育造山早期玲珑片麻状花岗岩组合(J3)、造山中期郭家岭花岗闪长岩-花岗岩组合(K1)、造山晚期伟德山闪长岩-花岗闪长岩-花岗岩组合和后造山A型崂山晶洞过碱性碱长花岗岩-正长花岗岩组合。
2.3 构造环境差异
鲁西地区的泰山群变质岩系和新太古代TTG变质岩系多形成了一系列轴向呈北西或北北西向复背斜和复向斜构造,彼此相间紧密排列,在东平、枣庄-苍山地区复式向、背斜构造控制了鞍山式铁矿产出形态。鲁东地区由于基底岩系被中生代大规模的岩浆活动所破坏,褶皱构造形态为轴向近东西的向背形构造,如粉子山复式向斜构造等,但近年来研究成果表明:在古元古代末期鲁东发生了一次深俯冲构造作用,并保留了俯冲-碰撞的地质记录,残留的荆山群内的高压麻粒岩相变质及高压基性麻粒岩是其佐证[23-25],这与鲁西的大地构造环境完全不同。
鲁西和鲁东地区的断裂构造非常发育,特别是沂沭断裂带从它们中间穿切而过,因此形成了十分醒目的断裂构造格局。鲁西地区大部分主要断裂构造呈北西向延伸,而胶东地区的主要断裂构造多呈北东-北北东向延伸,整体断裂格局构成羽状形态[21,26](图2)。
鲁西地区古生界和中、新生界及胶东地区的中、新生界盖层的褶皱构造很不发育,且形态均较简单,多为平缓的单斜或为宽缓开阔的向斜与背斜构造。
图2 山东断裂构造羽状图Fig.2 Flumose structures in Shandong Provine
2.4 成矿作用的差异性
鲁东地区是中国最大的金矿集中区,拥有两个千吨级金矿田,产有大型-超大型及中型金矿床几十处,同时产有银、铅锌、铜及钼矿床,滑石、菱镁矿、石墨矿等在国内别具特色(辽宁产有滑石、菱镁矿)。鲁西地区铁矿、煤矿众多,少量的金、铜、铅锌矿床。
3.1 大地构造属性之争
传统的观点认为山东属华北地台或中朝准地台,并划分为鲁西断隆、华北断坳、胶辽台隆三个二级大地构造单元[8,9],并将胶辽台隆划分为鲁东断隆和辽东断隆,鲁东断隆则进一步分为胶北隆起、胶南隆起和胶莱盆地三个四级构造单元。近些年来已有部分学者陆续对鲁东地块西部归属华北板块这一传统观点提出了质疑,并且通过岩石学、古生物学、构造地质学、同位素年代学等方面的研究,指出鲁东地块西部应当归属于扬子板块[27-31]。唐俊等[32]研究认为,鲁东地块西部新元古代岩浆活动、印支期变质时代和氧同位素亏损事件的存在,表明其可能属于扬子板块,对应于扬子板块北缘新元古代裂谷岩浆侵位时裂谷肩部的北翼古老围岩,而且在印支期陆壳俯冲过程中,整个鲁东地块西部可能并没有俯冲到地幔深度。许志琴等[33]的研究表明,苏鲁超高压变质带由两个不同时代的变质基底组成。南苏鲁变质基底形成在新元古代的被动大陆边缘裂谷环境,是罗迪尼亚超大陆裂解事件的响应[34,35],而北苏鲁属于北中国板块胶辽朝地块的一部分,原岩形成时代为2400 Ma,并经历了约1800 Ma的变质作用。由于在南、北变质基底中都获得了印支期高压或超高压变质作用的岩石学和年代记录,因此提出了陆-陆碰撞俯冲剥蚀新模式,即在印支期扬子板块的深俯冲作
用中拽动上部胶辽朝板片的一部分老变质基底岩石向下俯冲至大于100 km的深度,并形成楔形俯冲剥蚀体,之后又与南苏鲁俯冲板片一起快速折返上来,使胶辽朝地块的楔形俯冲剥蚀体经历了高压-超高压变质作用和折返退变质作用。
唐克东等(1995)曾将本区称为渤海地块[36],他认为辽东-徐淮-朝鲜北部地区有着共同的地质特点,但与华北克拉通地质特征有较大差别,说明它们与华北不属同一克拉通。乔秀夫等[37]也强调“古郯庐断裂带”在细分华北克拉通地质构造单元的重要性,他将本文的渤海陆块称为“胶辽朝块体”,其西称为“华北块体”,二者之间的分界为“古郯庐断裂带”。
3.2 渤海陆块之确定
根据大地构造相编图和成矿地质背景研究中取得的进展和认识,以及鲁东和鲁西地区存在重大地质矿产差异性的事实,对原“胶辽陆块”进行了再分,将郯庐断裂带以西的鲁西和郯庐断裂带以东的胶辽吉部分各自划为独立的陆块,称为“鲁西陆块”和“渤海陆块”。对于渤海陆块,因前人已命名在先,根据先前后从的原则,将鲁东地区超高压变质带以北的广大区域命名为渤海陆块。
现渤海陆块的界定是:渤海陆块是华北陆块区内的二级构造单元,它的西界为郯庐断裂带与鲁西陆块和冀辽陆块相邻,东南部在山东境内被苏鲁高压-超高压折返带截断,北部与兴蒙造山系相接,现在的地理轮廓呈三角形,参见图1所标绘之位置。
3.2.1 渤海陆块的演化特征
前新太古代陆核是由>2800 Ma古老地质体组成的构造单元,通常在较年轻的早前寒武纪构造单元中呈残留体出现,现保留渤海陆块的唐家庄古陆核。唐家庄古陆核中磁铁石英岩Sm-Nd模式年龄为2763~2846 Ma[17],官地洼变橄榄辉长岩的Sm-Nd模式年龄为2839~2904 Ma[17]。其原岩以中基性、中酸性火山岩为主夹硅铁建造。
2800~2500Ma,是新太古代大陆地壳快速增生期。渤海陆块的新太古代变质地层称为胶东岩群,呈包体分布于板内栖霞英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩(TTG)岩系中,其最主要的结晶基底是栖霞古岩浆弧(TTG)。
古元古代是多种类型构造盆地形成和最终汇聚期(2500~1800 Ma),渤海陆块则广泛发育该时期的火山岩-碎屑岩-碳酸盐岩建造。渤海陆块的古元古界包括荆山群、粉子山群,其构造属性一直有争议。现有研究资料表明胶辽吉构造带经历了被动陆缘的复杂演化过程,粉子山群主体形成于陆架的构造背景,荆山群为前渊盆地,表现出洋盆沉积的特点,因此该构造带实质上是古元古代末造山作用的产物。古元古代晚期(2100 Ma~1900 Ma),鲁东裂谷盆地闭合,发生强烈深俯冲作用,形成高压麻粒岩变质作用,同时地层发生强烈变形,发生大量褶皱和韧性剪切变形构造,形成褶皱造山带。至此,始于新太古代的强烈的碰撞造山作用完全结束,进入地台发展演化阶段,渤海陆块的大地构造演化可用模式图来表示(图3)。
需要强调的是古元古代晚期是华北陆块区最终形成时期,在陆块与陆块之间不同程度保留了俯冲-碰撞的地质记录残留,深俯冲形成的“高压麻粒岩带”是其佐证。渤海陆块古元古代“胶辽吉构造带”也是古造山带的地质记录,是华北陆块区最终统一期的“会聚带”,与显生宙线性造山带具相似的构造性质。
图3 渤海陆块早前寒武纪构造演化模式图Fig.3 Tectonic develop diagram of the Bohai Block in early Preterozoic
3.2.2 渤海陆块的建造特征
渤海陆块主要包含了莱西古陆核、栖霞古岩浆弧、莱州古弧盆系和蓬莱陆内裂谷4个构造相。
(1)莱西古陆核(Ar2):是渤海陆块上最古老的变质岩石,包含唐家庄含磁铁辉石麻粒岩组合、官地洼层状超基性岩组合、黄崖底英云闪长岩组合3个变质岩岩石构造组合。
(2)栖霞古岩浆弧(Ar3):划分为胶东变质岩亚段、观里变质岩亚段2个Ⅳ级变质单元。胶东变质岩亚段为一套变粒岩、斜长角闪岩夹麻粒岩的岩石组合,可分为苗家斜长角闪岩角闪变粒岩组合、郭格庄黑云变粒岩磁铁石英岩组合2个岩石构造组合;观里变质岩亚段仅包含栖霞板内TTG岩系组合1个岩石构造组合。
(3)莱州古弧盆系(Pt1):指渤海陆块变质单元中若干套古元古代变质表壳岩及其同时期的变质深成侵入体组合,下划灰埠变质岩亚段、粉子山变质岩亚段、荆山变质岩亚段、芝罘变质岩亚段、夏邱变质岩亚段5个Ⅳ级变质单元。1)灰埠变质岩亚段:主要分布于莱州小宋家、平度三埠李家、昌邑青龙山等地,岩性为黑云变粒岩、斜长角闪岩、浅粒岩、长石石英岩夹磁铁石英岩、磁铁浅粒岩、偶夹大理岩等,包含小宋浅粒岩-变粒岩-斜长角闪岩夹磁铁石英岩组合、祝家夼黑云变粒岩-斜长角闪岩-透辉变粒岩组合2个岩石构造组合;2)粉子山变质岩亚段:主要分布于栖霞-福山、蓬莱金果山、莱州粉子山,胶东其他地方零星分布,为一套变粒岩、高铝片岩、大理岩、含石墨岩系、透闪岩等并夹菱镁矿层的复杂岩石组合,包含张格庄大理岩滑镁岩组合、巨屯石墨变粒岩石墨透辉岩组合、岗嵛片岩组合3个岩石构造组合;3)荆山变质岩亚段:主要分布于莱阳荆山、旌旗山、莱西南墅、北墅、平度祝沟、海阳发城、牟平祥山、昌邑岞山等地,为一套高铝片岩、变粒岩、大理岩、含石墨岩系、片麻岩、透辉岩等岩石组合,富含石墨矿,包含禄格庄片岩-大理岩组合、野头变粒岩透辉(闪)变粒岩-大理岩组合、陡崖石墨变粒岩片麻岩-片岩(孔兹岩)3个岩石构造组合;4)芝罘变质岩亚段:仅局限分布于烟台芝罘岛,是一套以石英岩为主夹钾长石英岩并含镜铁矿的岩石地层单位,以含镜铁矿、钾长石和电气石及纯石英岩为特征,包含老爷山长石石英岩组合、兵营浅粒岩-变粒岩组合、东口石英岩-石英片麻岩组合3个岩石构造组合;5)夏邱变质岩亚段:呈小岩株或岩墙状分布于栖霞岩套中,包含2个岩石构造组合,一部分岩性以蛇纹岩、透辉岩、变角闪石岩、变辉长岩为主,划归西水夼层状基性侵入体组合,另一部分岩性以变质花岗闪长岩、二长花岗岩为主,划归双顶花岗闪长岩二长岩组合。
本文从前寒武纪整体演化的角度将该区划为独立的“渤海陆块”,它和西部鲁西陆块前寒武纪地史
演化特点确实存在明显差异,但它所具有的早前寒武纪变质基底和晚前寒武纪沉积盖层的基本特点仍应归属华北陆块区,这种认识为大家所接受。
4.1 佐证了早期存在板块作用
渤海陆块的确定,不仅仅是新划分了一个二级大地构造单元,更重要的是连同华北陆块区划分的阴山-冀北陆块、鄂尔多斯陆块、晋冀陆块(怀安-五台-太行-吕梁-赞皇)、冀辽陆块、渤海陆块、鲁西陆块、陕豫皖陆块7个二级构造单元,说明了早前寒武纪地壳是由若干个小的块体不断增生、拚贴而成的,大致经历了前新太古代陆核生长阶段、新太古代大陆地壳快速增生阶段和古元古代裂谷盆地发育、并最终拼合等3个重要阶段。进而认为,地球早期的板块规模小,岩石圈厚度薄,初生大陆地壳通过小洋板块的不断俯冲逐渐扩大规模。因此,在现存最古老的大陆地壳形成时即已存在板块运动,其表现形式主要是洋壳俯冲,导致弧火山岩沉积(表壳岩)和TTG岩石组合成为古陆壳的主体。小型洋壳的不断俯冲形成小型陆壳,陆壳的不断生长使大陆地壳规模不断扩大,厚度不断增加,最终克拉通化形成华北陆块,反映了地壳演化从量变到质变的过程。
4.2 佐证了成矿作用受控于早期地壳演化
渤海陆块基底演化的独特性,形成了与之相关联的一套岩石建造构造组合,并衍生出各具特点的矿产资源。各种矿床都是大地构造演化过程中在特定大地构造相环境下形成的特殊地质体,成矿作用过程与大地构造演化密切相关。成矿作用过程中特定成矿类型反映了大地构造相环境的时空专属性。
不同级别大地构造相单元制约了相应级次的成矿区带,大地构造相(亚相)单元即是成矿系统、成矿作用的构造环境,也是成矿系统的载体。开展特定大地构造相单元控制矿床形成、保存的地质作用过程以及区域成矿的时空结构和物质组成的研究和各类矿产资源成矿系统、成矿系列和成矿类型的相关大地构造相单元的时空结构、岩石-构造组合及其大地构造环境的研究,可为研究成矿规律提供了全新的方法创新与理论创新。
4.3 为探讨大地构造提供了新思维
在板块构造理论指导下,运用将今论古的比较构造地质方法论和大地构造相时空结构分析方法,依据建造构造图所表现的各种地质构造建造实际,精细划分了特定构造阶段和大地构造环境中形成的、各个不同尺度、不同岩石构造组合的构造单元;厘定构成地壳表层构造的存在状态、结构组成和组合系统,揭示在空间上形成于不同部位和不同深度的构造单元彼此间的相互关系及其演化过程。基础地质的研究进展为重新认识鲁东地区的一些重大基础地质问题提供了大地构造相的详细划分资料,因而确定了渤海陆块的存在并通过全国成矿地质背景项目办专家学者的认可。而这些成果的进展无疑将为重新确定诸如大地构造演化、古元古代造山作用、金矿床的形成、物质来源等加以佐证,所有这些,都将影响着人们今后对矿与岩石构造组合的关系的探讨与认识,也必将更客观地去认知地球科学这一探无终点的复杂性。
用大地构造相方法理论体系研究山东乃至全国大地构造的学术思路是探索性的,本文的认识是阶段性的,许多重要问题我们仍需要进一步探索、梳理、集成和综合研究,以探索研究板块构事件发生发育的各类岩石构造组合形成的构造环境的功能。
(1)渤海陆块是华北陆块区新划出的一个二级构造单元,它的分布范围是指夹持于郯庐断裂带以东、苏鲁-大别高压-超高压带以北的地区,其西界为郯庐断裂带与鲁西陆块和冀辽陆块相邻,东南部在山东境内被苏鲁高压-超高压折返带截断,北部与兴蒙造山系相接,现在的地理轮廓呈狭长的三角形。
(2)渤海陆块有自己独特的演化历史,从最初的陆核到汇聚增生,大致经历了前新太古代陆核形成、新太古代大陆地壳快速增生和古元古代期大陆被动陆缘和前渊盆地形成和最终汇聚期,是华北陆块区克拉通化后的基本定型期。渤海陆块主要包含了莱西古陆核、栖霞古岩浆弧、莱州古弧盆系和蓬莱陆内裂谷4个构造相,分别代表了各自形成的构造环境。
(3)渤海陆块的确定,说明了早前寒武纪地壳是由若干个小的块体不断增生、拚贴而成的,进而认为地球早期的演化是由小板块通过小洋板块的不断俯冲逐渐扩大,代表了古老大陆地壳的板块运动表现形式,多由弧火山岩沉积(表壳岩)和TTG岩石组合成为古陆壳的主体。在经历古元古代陆块拼合期、裂
谷发育期,最终拼合期和隆升、剥蚀期后,形成了华北陆块区。
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A
1672-4135(2013)03-0173-09
2013-03-09
全国矿产资源潜力评价项目:山东省成矿地质背景研究(1212010813014-01)
李洪奎(1962-),男,山东昌乐,博士/研究员,主要从事地质矿产勘查、矿床学研究及深部勘查技术方法研究工作,E-mail:lhklhk126@126.com。