1986—2004年,全省1:5万、1:20万、1:25万区域地质调査在鲁西地区一直将济南超单元划归中生代三叠纪(印支期)侵入岩,将埠村超单元划归中生代侏罗纪(燕山早期)侵入岩,将沂南、苍山、雪野、卧福山超单元划归中生代白垩纪(燕山晚期)侵入岩;在鲁东地区将伟德山、雨山、大店、崂山超单元划归中生代白垩纪(燕山晚期)侵入岩,其中崂山超单元崂顶亚超单元划归晚白垩纪侵入岩。2005年,省地勘局测得济南辉长岩锆石LA-ICP-MSU-Pb年龄130百万年左右,其中药山、鹊山和华山中30个数据点加权平均年龄130.8±1.5百万年,匡山辉长岩中11数据点加权平均年龄127±2百万年;莱芜铁铜沟岩体辉长苏长岩的锆石定年,加权平均年龄131.4±4.9百万年。结合野外关系,确定上述两岩体形成于早白垩世早期。
鲁东、鲁西地区均有白垩纪侵入岩出露,后者发育程度远不及前者。鲁东地区岩浆侵入活动频繁,规模宏大,侵入岩断续展布于东南沿海一线及半岛内部地区,面积4746平方千米,呈北东向带状展布的复式岩基、岩株状产出,构成一系列崇山峻岭屹立于黄海之滨,其中包括伟德山、牙山、艾山、招虎山、崂山、珠山、河山、五莲山等花岗岩山体,是国内东部沿海花岗岩区重要组成部分。其广泛侵入古老变质基底和早白垩世莱阳群、青山群地层及侏罗纪侵入岩,明显受北东向构造制约。自早到晚划分郭家岭、伟德山、雨山、大店和崂山5个超单元,分属2个侵入阶段,均为早白垩世产物。岩性主要系一套中性一中酸性一酸性一碱性的侵入岩类,与鲁西地区白垩纪侵入岩对比,鲁东地区缺少第一阶段基性岩浆侵入活动。鲁西地区白垩纪侵入岩散布于断陷盆地边缘、断裂旁侧及交会处,规模小、出露少,总面积390平方千米;多呈单体不规则岩株和长条形岩墙、岩脉状产出,复式岩体者少;侵入变质基底、古生代盖层及侏罗纪及其之前的侵入岩。岩石类型较杂,基性-中性-酸性及云母岩、碳酸岩均可见及,既有深成者,亦有浅成侵入者。自早到晚共划分5个侵入阶段,分别为济南、沂南、苍山、雪野、卧福山5个超单元(或组合),包括26个单元,均系早白垩世产物。
一、鲁西地区中生代白垩纪侵入岩
(一)第一阶段侵入岩
济南超单元辉长岩集中分布于济南市区周围的无影山、凤凰山、标山、药山、金牛山、燕翅山、马鞍山、鹊山等地,大部分被第四系概盖,基岩裸露面积约5平方千米。呈近东西向不规则椭圆形复式岩株产出,各单元呈似同心环状展布,基本遵循早者居边缘、晚者位中间的规律,接触界面清楚,发育有与接触面一致的流动构造,后期单元不遵循此规律。济南辉长岩组合侵入奥陶纪马家沟群和石炭-二叠纪地层,具较强矽卡岩化、大理岩化等。岩性系一套基性辉长岩类侵入岩组合,包括橄榄辉长岩、苏长辉长岩、辉长岩、辉石二长岩。岩石呈灰黑、暗灰、灰绿等色,辉绿(辉长)结构、它形粒状结构,块状构造,由普通辉石(早期含紫苏辉石)、斜长石及少量黑云母等组成,偶含橄榄石。济南辉长岩组合显示其为矿物成分与结构双演化的岩浆序列。岩体由幔源超基性-基性岩浆直接结晶到玄武岩岩浆分异的I型花岗岩类。早期为强力热气球膨胀式机制就位,后期为被动顶蚀机制就位。形成年龄130百万年,确定其形成于早白垩世早期。
沂南超单元是鲁西地区早白垩世出露最广的侵入岩,集中分布于莱芜市矿山、莱城区口镇和邹平县茶叶山、济南市历城区埠村和章丘市以南一带、临朐县铁寨、沂源县金星头以及沂南县铜井等地,面积约198平方千米。各单元规模小而散居,偶见复式岩体,呈不规则状、长条状岩株、岩瘤或岩墙状产出于断陷盆地和断裂交会处。其延展方位与区域构造线相悖,侵入侏罗纪和早白垩世青山群地层。该岩套系一套角闪闪长岩、闪长玢岩、二长闪长玢岩的中性侵入岩类组合。岩石呈灰绿、灰色,半自形粒状结构,斑状结构,块状构造。斑晶为斜长石、角闪石。显示该超单元是以矿物成分为主、结构为辅的双演化岩浆序列。为上地幔玄武岩浆同化熔融壳源物质形成。沂南岩套展布特征和所处构造部位,多属被动侵位,复式岩体为破火山口塌陷机制,长条和不规则状者为岩墙扩张或顶蚀机制而就位。莱芜铁铜沟辉石闪长岩锆石U-Pb年龄平均134.5±2.3百万年,金岭岩体黑云母闪长岩中锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果为132.8±4.2百万年。依据锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果,结合野外地质体关系,确定其形成时代属早白垩世早期。
(二)第二阶段侵入岩
苍山岩套各单元零星散布于邹平、蒙阴、苍山、滕州、沂水等地区一带,规模较小,出露面积167平方千米;多呈规模小的岩瘤、岩枝、岩株状产出于断陷盆地边缘或断裂附近,时与沂南岩套中的某些单元相伴出现,侵入早白垩世莱阳群和沂南岩套的侵入体。岩性系一套中酸性-酸性的浅成侵入岩类,自早到晚呈二长岩-石英二长岩-石英二长斑岩-石英闪长玢岩-花岗闪长岩-花岗闪长斑岩-二长花岗岩-二长花岗斑岩-二长花岗细晶岩变化,显示其为矿物成分与结构双演化的岩浆序列。该岩套来自上地幔花岗岩浆同化熔融壳源物质形成再生岩浆结晶分异的I型花岗岩,末期壳源物质增多而形成S型花岗岩。其宏观分布特征表明为被动岩墙扩张机制而就位。枣庄东流井岩体花岗闪长斑岩角闪石40Ar-39Ar坪年龄均为124.9±0.2百万年,临朐铁寨岩体正长闪长玢岩角闪石40Ar-39Ar坪年龄124.9±0.2百万年。其K-Ar和40Ar-39Ar同位素年龄集中于125-112百万年,应形成于早白垩世中期。
雪野超单元侵入岩规模小,主要由莱芜雪野碳酸岩、腰关斑状蛭石化含憐灰石云母岩和率庄袁家寨、井子略一带的云母岩、沙沟细粒含黑云辉石正长岩、郗山细粒含霓辉石英正长岩等富钾火成岩组成,高精度的40Ar-39Ar定年结果表明,其形成年龄124.3-114.7百万年,均侵入早寒武世至中奥陶世的灰岩地层,它们最可能起源于俯冲陆壳在地幔源区发生混染和交代作用时所形成的富集型地幔的部分熔融体。
卧福山超单元局限出露于宁阳卧福山一带,规模小,大部分被第四系覆盖,总面积约20平方千米;呈不规则半环形复式岩株状产出,系一套含晶洞二长花岗岩类。岩石呈灰白色,花岗结构,块状构造。自早到晚呈粗粒-中粒-细粒花岗结构变化,为典型的结构演化序列。该超单元来自上地幔一下地壳的花岗岩浆同化熔融壳源物质形成。其宏观特征表明为被动顶蚀侵位。应形成于早白垩世晚期。
二、鲁东地区中生代白垩纪侵入岩
鲁东地区中生代白垩纪侵入岩非常发育,广泛分布于苏鲁造山带胶南凸起、威海凸起及胶北地区栖霞牙山、蓬莱雨山等地,面积约4746平方千米。自早到晚划分5个侵入阶段,分别为郭家岭超单元、伟德山超单元、雨山超单元、大店超单元、崂山超单元。其中伟德山、崂山超单元是鲁东地区燕山晚期最强烈的岩浆侵入活动,同源岩浆演化明显,各单元呈同心环状展布,早者居边部,晚者处中心,是山东划分侵入岩谱系最好的地区。
(一)第一阶段侵入岩
郭家岭超单元是与胶东金矿关系最密切的侵入岩,分布于半岛北部招远、蓬莱和半岛东部文登泽头等地区,自西向东有上庄、北截、从家、曲家、范家店和郭家岭等岩体,大致构成北东东向串珠状展布,面积约514平方千米。复式岩体由4-6个单元呈不甚规则的环状套叠展布,各单元基本遵循早期在边缘、晚期在内部的规律,与围岩界线清晰,平直圆滑,岩体内接触带韧性剪切带发育,糜棱面理走向平行接触面界线。内部暗色包体、斑晶呈环状排列,显示同心环状定向组构,自边缘向中心定向组构渐弱。岩体展布方位与区域构造线较和谐。
郭家岭超单元侵入玲珑、文登超单元,被燕山晚期侵入岩穿切,局部被早白垩世莱阳群地层不整合所盖,为一套中性-酸性侵入岩类的岩石组合。岩石呈深灰-浅灰、灰白、灰红等色,粒状结构、似斑状结构、花岗结构,块状构造。斑晶为钾长石,基质成分随岩石类型。各单元所组成的侵入体内的闪长质包体特别发育,其大小不一,形态各异,早期者多,晚期者少,具定向排列。在内接触带或顶盖处有浅源围岩捕虏体。
郭家岭超单元自早到晚为角闪二长闪长岩-角闪石英二长闪长岩-花岗闪长岩-二长花岗岩,表现为石英、钾长石渐增,斜长石、暗色矿物递减;结构呈中细粒-含斑-斑状-粗斑,基质由细到粗,后期由粗到细,显示该超单元是以成分演化为主、结构演化为辅的双演化系列,属壳幔同熔型岩浆岩类,显示其强力就位特点,在太平洋板块向亚欧板块俯冲环境制约下,由剪切应力产生的张性空间,多次脉动底劈膨胀式定位机制而就位。郭家岭超单元锆石SHRIMP U-Pb年龄130-126百万年。成矿后花岗斑岩脉年龄120±2百万年,金矿化被限定在126-120百万年之间。结合岩体年龄和与金矿化密切的空间关系及地球化学上的亲缘关系,判断郭家岭型花岗岩属造山晚期花岗岩。
(二)第一至第二阶段侵入岩
伟德山超单元是鲁东地区早燕山晚期最强烈的岩浆侵入活动,广布于荣成伟德山、文登三佛山、牟平院格庄、栖霞牙山和艾山、海阳招虎山和龙王山、胶南藏马山和寨里、五莲户部岭和石场、日照石臼、莒县龙山、莒南大山以及临沭上石河等地,面积2662平方千米。各单元多群居构成复式岩体,呈北东、北东东向复式岩基、岩株状断续分布,多处于北东向区域性断裂南东盘侧畔,明显受其制约。北东东向展布的复式岩基,各单元呈同心环状展布,早者居边缘,晚者处中心,接触边界规整,具定向组构,如伟德山、院格庄等岩体;北东(北北东)向展布的复式岩体呈带状或不规则状处断裂侧畔,各单元呈“单斜”排列;内接触带有围岩捕虏体,外接触带具角岩化接触变质。广泛侵入古老变质基底和早白垩世莱阳群、青山群地层及燕山早期和其之前的侵入岩,被雨山、崂山超单元侵入体切割。岩性主要是一套中性、中酸性和酸性侵入岩的岩石组合。该超单元自早到晚共划分23个单元。下部上口单元-黄山屯单元等个单元以闪长岩-二长岩为主,形成年龄128?120百万年,属于第一阶段侵入岩;上部莲花顶单元一虎头石单 元等12个单元以花岗闪长岩-二长花岗岩为主,形成年龄120-110百万年,属于第二阶段侵入岩。
伟德山超单元自早至晚呈闪长岩-二长闪长岩-石英二长岩-花岗闪长岩-二长花岗岩变化,显示该超单元是以矿物成分为主、结构为辅的双演化岩浆序列。早中期为上地幔玄武岩浆分异的花岗岩类,中晚期为上地幔-下地壳岩浆同化熔融壳源物质形成的花岗岩类,个别交代不彻底者为S型花岗岩。其宏观特征和各单元相互依存关系揭示就位机制有两种:一是在南北向伸展机制下产生的东西向张性空间,岩浆强力热气球膨胀式机制主动侵位,二是在断裂一侧者以被动岩墙扩张和顶蚀机制而就位。大店角闪二长岩单颗粒锆石稀释法年龄124±4百万年,莒南大山岩体锆石U-Pb年龄121.9百万年,牙山岩体锆石SHRIMP U-Pb结晶年龄117.7±2.9百万年,院格庄岩体年龄113.4±2.5百万年。结合野外相互关系,确定该超单元形成于早白垩世中期。
(三)第二阶段侵入岩
雨山超单元不发育,规模小而分散,出露面积103平方千米,散布于蓬莱雨山、抓鸡山,烟台福山,栖霞铁口及胶南尹家大山等地。各单元呈椭圆、长条和不规则状的岩株、岩墙或岩脉散居于断裂侧畔和断陷盆地边缘。北东或近南北向分布,明显受北东向断裂制约。侵入早白垩世莱阳群、青山群地层和伟德山超单元,被后期脉岩群穿切。岩性系一套二次结构的中性-中酸性浅成侵入岩,岩石灰、灰绿、肉红色,斑状结构,基质显微粒状 (嵌晶)结构,块状构造,斑晶为钾长石、斜长石及暗色矿物。自早至晚呈石英闪长玢岩-角闪石英二长斑岩-花岗闪长斑岩-二长花岗斑岩变化,显示以矿物成分为主的演化序列。该超单元为来自上地幔玄武岩浆同化熔融壳源物质形成同熔型岩浆,至地壳浅部位结晶分异的I型花岗岩。宏观展布特征可见均系被动侵位,王家庄单元属火山口塌陷(顶蚀)机制,其他单元为岩墙扩张机制而就位。黑云母K-Ai?同位素年龄123百万年,结合野外与 地质体相互关系,判断其形成于早白垩世中后期。
大店超单元规模小,集中出露于莒南大店-陡山水库一带,另外在莒县、黄岛及海阳等地亦见之,面积140平方千米。处于昌邑-大店断裂东侧,瓦店-栓园断裂西侧;集中地段形成复式岩体,呈北东向展布的岩株状产出,各单元排列无序,亦无定向组构,分散而单独存在者呈南北向或北西向岩株、岩墙状产出,与区域构造线不协调;侵入早白垩世莱阳群、青山群地层,切割伟德山超单元,被崂山超单元脉动侵入。系一套正长岩、石英正长岩等偏碱性的酸性岩类,显示以结构为主的岩浆演化序列。该超单元为上地幔与下地壳玄武岩浆交代熔融壳源物质形成再生岩浆,后期交代彻底变为同熔型岩浆结晶分异的I型花岗岩类。其宏观特征表明在沂沭断裂带强烈活动所形成的低序次剪切空间内,岩浆被动侵位,早中期为顶蚀机制,后期为岩墙扩张机制。该超单元石英正长岩测得锆石SHRIMP U-Pb年龄120 ±4百 万年,结合野外相互关系确定其形成于早白垩世晚期。崂山超单元规模大,广布于荣成龙须岛,海阳招虎山,青岛崂山,胶南珠山,五莲五莲山、九仙山及日照会稽山、河山等地,另外在平度大泽山、莒南马髻山亦有出露,面积1327平方千米。呈北东向展布的复式岩基、岩株状产出,明显受北东向构造制约。侵入古老变质基底和早白垩世莱阳群、青山群及其之前的侵入岩类。岩性系一套酸性-碱性的晶洞花岗岩类的侵入岩组合。崂山超单元自早到晚呈二长花岗岩-正长花岗岩-碱长花岗岩类变化,组成矿物石英、钾长石渐增,斜长石、暗色矿物减少,晚期出现钠闪石,结构上各次侵入岩均显示规律性由粗到细的变化,反映该超单元为矿物成分与结构双演化岩浆序列。该超单元早期为上地幔-下地壳花岗岩浆结晶分异,中后期为下地壳花岗岩浆同化熔融壳源物质形成再生同熔型岩浆结晶分异的I型花岗岩类。其分布受断裂制约者为被动岩墙扩张机制就位,复式环状展布为被动顶蚀机制就位。崂山碱长花岗岩锆石SHRIMP U-Pb年龄114土2百万年,崂山二长花岗岩锆石SHRIMP U-Pb年龄120±2百万年。根据同位素测年结果,结合野外地质关系,确定该超单元形成于早白垩世末期。
图1-10 形成年龄114±2百万年的青岛市崂山碱长花岗岩
