沂沭断裂带南段晚中生代钾质与钠质火山岩成因问题研究
发布时间：2014-08-26 15:01
第一章区域地质概况
1.1研究区范围
鄰庐断裂是中国东部滨太平洋构造域内规模最为壮观的巨型断裂构造带，在中国境内延伸长达2400余km，宽20~40km。该断裂带南起长江北岸湖北广济，经安徽庐江、江苏宿迁、山东鄰城，穿越激海，过沈阳后分为西支的依兰-伊通
断裂带和东支的密山-抚顺断裂带（也称敦化-密山断裂带），总体呈S状沿北北东向延伸（图1-1)。该断裂带经历了多期的构造体制转换，各段活动的特征具有巨大的差异性（张鹏等，2010)，由南至北，可划分为三段，即苏院段、山东段和沈阳-勸海段（又称营潍断裂带），山东段的部分又称为折沭断裂。
折沭断裂带呈NNE向纵贯山东中部，将山东省划分为鲁西地块和鲁东地块两个地质构造分区。鲁西、鲁东以及折沭断裂带内部在地层建造、变质变形特征和构造演化上均有不同。本次研究选取的汤头盆地和李庄神泉钾质及钠质火山岩位于折沭断裂带的南段（图1-2),是折沭断裂带内部晚中生代火山岩的典型代表。
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1.2岩石地层概况
1.2.1地层特征
山东省地层发育良好，化石丰富，很早就引起国内外地质学家的关注，因而有较长的研究历史。按照综合地层区划的原则，山东地层可分为华北平原、鲁西
和鲁东三个地层分区，其中以鲁西地层发育最全。鲁东和鲁西两个地层分区大致以昌邑-大店断裂为界；华北平原地层分区自东明、聊城、禹城，向东穿越黄河后，大体沿小清河-莱州湾一线与鲁西地层分区相邻(山东省区域地质志，1991)。鲁西地块依构造位置区分为华北平原地层分区（济阳勒陷区）和鲁西地层分区(鲁西隆起区），华北平原地层分区内全被第四系覆盖，因本文研宄不涉及到该区域，因此下文只简述鲁西地块中的鲁西地层分区，即鲁西隆起区。
(1)鲁西地块：鲁西地块地层发育较全，包括太古宙-元古宙基底、古生代海相地层及中-新生代陆相火山-沉积地层。
太古宙-元古宙基底地层主要由太古界泰山群中-高级变质岩组成。新元古代地层仅发育有青白口系和震旦系，主要出露于鲁西的东部，发育有青白口-震旦纪土门群，以未变质砂岩、灰岩、页岩的旋回性沉积为特征。古生代地层广布于鲁西，发育了早古生代寒武-奥陶纪海相-海陆交互相的碳酸盐岩和碎屑岩建造、晚古生代晚石炭世、二叠纪的海陆交互相的砂页岩夹灰岩及煤层的沉积岩系，缺失晚奥陶世至早石炭世沉积；中生代白垩纪地层广布于各古老隆起之间的中生代盆地之中，为一套陆相碎屑岩及火山岩沉积。中、新生代火山岩多分布于断陷型火山盆地中，主要为中心式火山喷发的产物。新生代古近纪、新近纪均发育。第四系组成了山前堆积平原、山间冲积平原。
鲁西中、新生代镁铁质岩浆作用广泛发育，中生代镁铁质火山岩较集中地分布在鲁西地块南部的费县-蒙阴一带，以及鲁西地块北部的济南-部平一带，新生代镁铁质火成岩主要分布在临朐-昌乐一带，为碱性玄武岩。除中、新生代镁铁质火成岩外，鲁西地块内还分布有金伯利岩、碳酸岩和镁铁-超镁铁质煌斑岩（邱检生等，2005)，这一地区成为研究地暢性状与化学组成随时间演化的理想场所。
(2)鲁东地块：最大特点是只发育前寒武纪和中、新生代地层，缺失古生代地层，即太古宙-元古宙结晶基底被中生代-新生代陆相火山-沉积岩盖层直接覆盖。
太古代地层主要为唐家庄若群和胶东岩群，呈大小不等的包体形态残存于古老的变质变形深成侵入体中。古元古代地层系一套中级变质的含钙泥砂质碎屑岩-钙镁质碳酸盐岩。中生代发育一套陆相碎屑岩及火山沉积，下部莱阳群为一套灰色冲洪积碌岩，中部青山群为一套中基性、中酸性火山岩夹砂页岩，上部王氏群为一套紫色粗碎屑岩系，夹富碱的中基性火山岩组合。新生代地层主要分布于各山间盆地，第四系构成了山前堆积平原、山间冲积平原。
虽然存在古生代-前寒武纪地层区别，鲁东和鲁西中生代-新生代陆相火山-沉积岩的分布却共同地严格受到区域断裂带的控制，表现为火山-沉积盆地的走向随区域构造格局由挤压为主向拉伸为主的演化而由近东西向转变为近北北东向，即与区域构造的延伸方向一致，这一现象在中国东部具有普遍性（Menziesefah,1998)。
(3)祈沭断裂带内部：祈沭断裂带内部在地层划分上属于鲁西地层分区，因此地层概况与鲁西隆起区基本相似。
1.2.2青山群火山岩
山东省境内岩楽岩类分布广泛，岩浆活动从老到新划分为四期：太古代泰山期、元古代桃科期、中生代燕山期和新生代喜马拉雅期(山东省区域地质志，1991)。岩浆活动以中生代燕山期最为发育，其时代为侏罗纪-白垩纪。燕山期侵入岩以花岗岩为代表，侵入活动可分为燕山早期（180~140Ma,以玲珑和郭家岭花岗岩为代表）和燕山晚期（140~70Ma,以艾山和南天门花岗斑岩为代表)，侵入作用结束时常伴有大量的中基性脉岩（辉绿岩、辉长岩、煌斑岩和少量碱性岩，山东省区域地质志，1991)。燕山期火山岩以白垩系青山群火山岩为代表（图1-2)。
青山群是指位于莱阳群之上、王氏群或大盛群之下的一套火山岩系，火山岩分布广、厚度大、岩性复杂，是火山溶岩和火山碎屑岩类，自下而上可进一步区分为4个旋回，分别对应4个地层组，即后带组、八亩地组、石前庄组和方戈庄组（张增奇等，1996;刘明渭等，2003)。该群火山岩各地发育程度不同（表1-1)，鲁西地区仅出露八亩地组和方戈庄组（如蒙阴盆地），鲁东地区则出露相对完全(如胶莱盆地），沂沭断裂带区介于两者之间（典型地区包括五莲县七宝山、分岭山等）。4个火山岩地层组中以八亩地组分布最为广泛，在鲁东、鲁西和断裂带内部均有发育，其余3组地层主要发育于鲁东的胶莱盆地。在岩石组合上，鲁西主要发育屮基性火山沿；断裂带内南部多为屮-基性，北部出现屮-基性夹酸性火山忠；鲁东以酸性火山岩为主，部分地区基性火山岩与酸性火山岩相间出现，具双峰式特征（张增奇等，1996; Fan et al, 2001)。
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第二章火山岩地质和岩石学特征
2.1火山岩地质与岩相学
2.1.1汤头火山岩
汤头火山盆地处于祈沐断裂带内部，“呈北宽南窄的长条状展布(图2-1)，火山岩出露面积约25km2。盆地内火山岩在地层层序上主要属早白里世青山群八亩地组，主体岩性为安粗质火山碎屑岩及潜火山岩，仅在撵沂庄东侧火山机构的周边有少量青山群石前庄组的潜流纹岩产出。盆地内多数火山岩均具富钾特征，岩石类型主要为黑云母安粗岩，它们主要呈火山碎屑岩产出，部分为潜火山岩相；钠质火山岩较少，主要分布在盆地西北角的红埠岭一带，岩性主要为辉石粗安岩，多呈潜火山岩相产出。在地层层序上，辉石粗安岩主要分布在八亩地组顶部，显示其形成较晚。
本文编号：8461
1.1研究区范围
鄰庐断裂是中国东部滨太平洋构造域内规模最为壮观的巨型断裂构造带，在中国境内延伸长达2400余km，宽20~40km。该断裂带南起长江北岸湖北广济，经安徽庐江、江苏宿迁、山东鄰城，穿越激海，过沈阳后分为西支的依兰-伊通
断裂带和东支的密山-抚顺断裂带（也称敦化-密山断裂带），总体呈S状沿北北东向延伸（图1-1)。该断裂带经历了多期的构造体制转换，各段活动的特征具有巨大的差异性（张鹏等，2010)，由南至北，可划分为三段，即苏院段、山东段和沈阳-勸海段（又称营潍断裂带），山东段的部分又称为折沭断裂。
折沭断裂带呈NNE向纵贯山东中部，将山东省划分为鲁西地块和鲁东地块两个地质构造分区。鲁西、鲁东以及折沭断裂带内部在地层建造、变质变形特征和构造演化上均有不同。本次研究选取的汤头盆地和李庄神泉钾质及钠质火山岩位于折沭断裂带的南段（图1-2),是折沭断裂带内部晚中生代火山岩的典型代表。
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1.2岩石地层概况
1.2.1地层特征
山东省地层发育良好，化石丰富，很早就引起国内外地质学家的关注，因而有较长的研究历史。按照综合地层区划的原则，山东地层可分为华北平原、鲁西
和鲁东三个地层分区，其中以鲁西地层发育最全。鲁东和鲁西两个地层分区大致以昌邑-大店断裂为界；华北平原地层分区自东明、聊城、禹城，向东穿越黄河后，大体沿小清河-莱州湾一线与鲁西地层分区相邻(山东省区域地质志，1991)。鲁西地块依构造位置区分为华北平原地层分区（济阳勒陷区）和鲁西地层分区(鲁西隆起区），华北平原地层分区内全被第四系覆盖，因本文研宄不涉及到该区域，因此下文只简述鲁西地块中的鲁西地层分区，即鲁西隆起区。
(1)鲁西地块：鲁西地块地层发育较全，包括太古宙-元古宙基底、古生代海相地层及中-新生代陆相火山-沉积地层。
太古宙-元古宙基底地层主要由太古界泰山群中-高级变质岩组成。新元古代地层仅发育有青白口系和震旦系，主要出露于鲁西的东部，发育有青白口-震旦纪土门群，以未变质砂岩、灰岩、页岩的旋回性沉积为特征。古生代地层广布于鲁西，发育了早古生代寒武-奥陶纪海相-海陆交互相的碳酸盐岩和碎屑岩建造、晚古生代晚石炭世、二叠纪的海陆交互相的砂页岩夹灰岩及煤层的沉积岩系，缺失晚奥陶世至早石炭世沉积；中生代白垩纪地层广布于各古老隆起之间的中生代盆地之中，为一套陆相碎屑岩及火山岩沉积。中、新生代火山岩多分布于断陷型火山盆地中，主要为中心式火山喷发的产物。新生代古近纪、新近纪均发育。第四系组成了山前堆积平原、山间冲积平原。
鲁西中、新生代镁铁质岩浆作用广泛发育，中生代镁铁质火山岩较集中地分布在鲁西地块南部的费县-蒙阴一带，以及鲁西地块北部的济南-部平一带，新生代镁铁质火成岩主要分布在临朐-昌乐一带，为碱性玄武岩。除中、新生代镁铁质火成岩外，鲁西地块内还分布有金伯利岩、碳酸岩和镁铁-超镁铁质煌斑岩（邱检生等，2005)，这一地区成为研究地暢性状与化学组成随时间演化的理想场所。
(2)鲁东地块：最大特点是只发育前寒武纪和中、新生代地层，缺失古生代地层，即太古宙-元古宙结晶基底被中生代-新生代陆相火山-沉积岩盖层直接覆盖。
太古代地层主要为唐家庄若群和胶东岩群，呈大小不等的包体形态残存于古老的变质变形深成侵入体中。古元古代地层系一套中级变质的含钙泥砂质碎屑岩-钙镁质碳酸盐岩。中生代发育一套陆相碎屑岩及火山沉积，下部莱阳群为一套灰色冲洪积碌岩，中部青山群为一套中基性、中酸性火山岩夹砂页岩，上部王氏群为一套紫色粗碎屑岩系，夹富碱的中基性火山岩组合。新生代地层主要分布于各山间盆地，第四系构成了山前堆积平原、山间冲积平原。
虽然存在古生代-前寒武纪地层区别，鲁东和鲁西中生代-新生代陆相火山-沉积岩的分布却共同地严格受到区域断裂带的控制，表现为火山-沉积盆地的走向随区域构造格局由挤压为主向拉伸为主的演化而由近东西向转变为近北北东向，即与区域构造的延伸方向一致，这一现象在中国东部具有普遍性（Menziesefah,1998)。
(3)祈沭断裂带内部：祈沭断裂带内部在地层划分上属于鲁西地层分区，因此地层概况与鲁西隆起区基本相似。
1.2.2青山群火山岩
山东省境内岩楽岩类分布广泛，岩浆活动从老到新划分为四期：太古代泰山期、元古代桃科期、中生代燕山期和新生代喜马拉雅期(山东省区域地质志，1991)。岩浆活动以中生代燕山期最为发育，其时代为侏罗纪-白垩纪。燕山期侵入岩以花岗岩为代表，侵入活动可分为燕山早期（180~140Ma,以玲珑和郭家岭花岗岩为代表）和燕山晚期（140~70Ma,以艾山和南天门花岗斑岩为代表)，侵入作用结束时常伴有大量的中基性脉岩（辉绿岩、辉长岩、煌斑岩和少量碱性岩，山东省区域地质志，1991)。燕山期火山岩以白垩系青山群火山岩为代表（图1-2)。
青山群是指位于莱阳群之上、王氏群或大盛群之下的一套火山岩系，火山岩分布广、厚度大、岩性复杂，是火山溶岩和火山碎屑岩类，自下而上可进一步区分为4个旋回，分别对应4个地层组，即后带组、八亩地组、石前庄组和方戈庄组（张增奇等，1996;刘明渭等，2003)。该群火山岩各地发育程度不同（表1-1)，鲁西地区仅出露八亩地组和方戈庄组（如蒙阴盆地），鲁东地区则出露相对完全(如胶莱盆地），沂沭断裂带区介于两者之间（典型地区包括五莲县七宝山、分岭山等）。4个火山岩地层组中以八亩地组分布最为广泛，在鲁东、鲁西和断裂带内部均有发育，其余3组地层主要发育于鲁东的胶莱盆地。在岩石组合上，鲁西主要发育屮基性火山沿；断裂带内南部多为屮-基性，北部出现屮-基性夹酸性火山忠；鲁东以酸性火山岩为主，部分地区基性火山岩与酸性火山岩相间出现，具双峰式特征（张增奇等，1996; Fan et al, 2001)。
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第二章火山岩地质和岩石学特征
2.1火山岩地质与岩相学
2.1.1汤头火山岩
汤头火山盆地处于祈沐断裂带内部，“呈北宽南窄的长条状展布(图2-1)，火山岩出露面积约25km2。盆地内火山岩在地层层序上主要属早白里世青山群八亩地组，主体岩性为安粗质火山碎屑岩及潜火山岩，仅在撵沂庄东侧火山机构的周边有少量青山群石前庄组的潜流纹岩产出。盆地内多数火山岩均具富钾特征，岩石类型主要为黑云母安粗岩，它们主要呈火山碎屑岩产出，部分为潜火山岩相；钠质火山岩较少，主要分布在盆地西北角的红埠岭一带，岩性主要为辉石粗安岩，多呈潜火山岩相产出。在地层层序上，辉石粗安岩主要分布在八亩地组顶部，显示其形成较晚。
本文编号：8461
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