山东省大地构造单元综合划分

如题所述

山东陆块及陆缘海域,经历了微陆块型原始板块演化、扬子板块与华北板块挤压拼接的古板块演化和滨太平洋陆缘活动的现代板块演化等复杂的演化过程,在中国构造演化中独具特色。不同的大地构造学派根据各自的观点,对山东的地质构造进行了深入研究,如地质力学、槽台学说、板块学说、断块学说、地洼学说、镶嵌构造学说、地体构造观点等等,都有许多研究论著和报告,对山东省构造单元分类和划分提出了精辟的认识,为揭示山东省构造面貌及演化做出了重要贡献。本书在前人研究成果和本课题对山东省地质构造特征、大地构造环境及演化研究的基础上,以板块构造观点,对山东省大地构造单元进行了综合性划分。

构造单元划分原则

对于中国板块构造单元的划分和演化,地质界尚没有形成统一的认识。有人主要认可中生代以来出现板块构造体制,有人认为太古宙就已经存在板块活动。较普遍的看法是板块构造体制出现于1000~900Ma之后。程裕淇等[17]将中国构造单元演化划分为两大阶段:一是前寒武纪陆壳增生阶段。这一时期为陆壳生长期,由陆核、早期克拉通发展到稳定陆块,古、中元古代是陆壳增生体制向明显的板块体制过渡时期,在此阶段以前认为属原始板块体制范围。二是晋宁期以来的板块阶段。其中晋宁期到印支期认为属古板块体制范畴,此后板块格局发生重大变化,进入现代板块体制。

根据山东省构造格局及演化特点,拟定了如下构造单元划分原则:

1)一级构造单元以新元古代以来洋、陆构造格局为依据,即以被洋分割的古板块和洋消失后形成的古造山区作为一级大地构造单元。

2)新元古代至三叠纪形成的古板块,已于三叠纪或三叠纪以前发生联合,被包容于现代欧亚板块之中,这些古板块既是自成体系的板块构造单元,又是欧亚超级大陆板块的组成部分。

3)对在新元古代以前拼合的原始板块(微陆块)和泛大陆、超大陆,作为划分次级构造单元的依据。

4)陆块(板块)区构造单元的划分原则。陆块区具有长期和复杂的演化历史,为了表示陆块区不同演化阶段的特征,划分为陆核、微陆块和陆块三个大的演化阶段:前新太古代为古老陆核形成阶段,因此,由前新太古代地质体构成的地质构造单元称为陆核,陆核形成过程中,地壳的垂向增生占有重要地位;新太古代至古元古代是古老陆核形成后,地壳生长的最重要时期,这一时期形成的地质构造单位称为微陆块。由于这一时期已出现陆壳的大规模漂移,形成俯冲和碰撞带,因此,可勾画出相当于年轻造山带中的一些大地构造相和地质单元,如岛弧(花岗-绿岩带)、前陆盆地、裂谷盆地等;新元古代以来是陆缘和陆内发展期,是古亚洲构造域经历西伯利亚板块、塔里木-华北板块与扬子板块反复离散、聚合发展演化阶段,形成古板块和现代板块,称为陆块或板块。前寒武纪一级构造单元称为陆块,古生代以来一级构造单元称为板块。

5)造山区具有复杂而独特的巨厚地壳和岩石圈结构,基本上是一个经历过弧后扩张、裂离,又经小洋盆萎缩消减、弧-弧、弧-陆碰撞的复杂构造域。它经历了漫长的构造变动历史之后,形成一系列规模不等的弧-弧、弧-陆碰撞结合带,由其间的岛弧或地块拼贴而成,呈明显的条块镶嵌结构。在板块构造的理论框架中,现代板块全球构造格架和洲际板块边界是清晰的,但在古板块研究中,古大洋岩石圈构造体制演化形成的一些构造单元大多消失,仅有部分印记残存在弧盆系和碰撞结合带中,而大陆岩石圈构造体制演化形成的一些构造单元则保存较好。因此,如何应用板块构造观点划分造山区大地构造单元,还有许多值得探讨之处。造山系构造单元划分的基本原则是:采取时空结构的系统性、层次性和相关性的大地构造单元划分原则,即根据洋盆发育的阶段性和碰撞造山后形成的构造地质体的空间分布范围,划分出相应的构造单元。

6)大地构造单元划分的主要依据包括:根据构造带中区域地质发展过程中的总体特征和面貌,依次划出更次级构造单元;根据关键地质事件的性质、特点、序列、时代和空间分布特征,特别是各构造区带的时间-空间-事件(T-S-E)的差异进行构造单元划分;在已经划定的大地构造单元的基础上,注意确定该单元形成以前的基础环境(包括基底、基座)的研究及其对该单元形成演化的贡献和影响,同时还注重了其上叠成分(上叠盆地、岩浆活动)的研究及其对该单元形成演化的贡献和影响;以陆壳物质的组成、物质来源和形成环境,特别是由侵入岩构成的岩浆弧(TTG和DMG)为标志,进行构造单元划分;以表壳岩的火山-沉积记录、岩石组合、地球化学、热事件等特征,区分在古老稳定陆核基础上发展起来的新太古代-古元古代大陆边缘及中元古代及其以后盖层的特点;深入研究大型变形构造/区域断裂构造的展布及其特征,重点确定它们在构造分区划分的作用;依据区域地球物理场特征对构造单元及其边界进行对比研究。

7)不同时代构造单元叠置的处理。山东地质构造格架主要是早前寒武纪陆块拼贴、晋宁期—印支期的海陆“开”、“合”,与燕山期以来现代板块活动的综合结果。一定地域内,不同时期板块构造运动所形成的构造单元之间往往相互干涉或先后叠置。有时后期构造单元叠合在前期构造单元之上,形成构造单元包容关系,构成其次级构造单元,如鲁西隆起中生代盆地中的新生代盆地;有时后期构造单元改造或叠加在几个前期构造单元之上,形成构造单元交叉或干涉关系,构成大于前期构造单元的高一级别构造单元,如沂沭裂谷切割了鲁西隆起、胶北隆起、苏鲁造山带等构造单元,济宁新生代坳陷由数个中生代凹陷组成。将不同时代构造单元混合起来进行构造单元划分,显然会造成不必要的混乱。因此,本文根据山东省地质构造演化特点,将大地构造单元大致划分为基底构造单元和上叠构造单元两部分,前者以前寒武纪基底为基础进行构造单元划分,后者以古生代—新生代地质构造为基础进行构造单元划分,二者的高级别构造单元划分具有较好的一致性或连续性,但低级别构造单元则显示了明显的不相关性。

8)构造单元级别划分的原则:地质年代老的构造单元级别高于地质年代新的构造单元,但上叠构造单元中规模大的构造单元级别高,如渤海湾新生代盆地中包含许多中生代凹陷,鲁东的胶莱中生代盆地级别高于鲁西的泗水-平邑中生代盆地。构造单元合并的原则:构造单元规模较小或单元数量较多,合并为较高级别构造单元时,按照以基底构造单元为主,或者以优势构造单元为主的原则。

9)构造单元命名原则:构造单元名称采用地理名称+构造单位名称和地理名称+地质年代名称+构造单位名称的方法。构造单元名称尽量采用前人已形成的习惯名称。

构造单元划分方案

按照上述原则,根据特定大地构造环境和特定构造部位以及所形成的特定的岩石-构造组合划分了山东省大地构造单元,划分方案见表1。一级分区属中朝陆块和中央造山区,前者也常称为华北板块、中朝板块、华北克拉通和塔里木-华北板块等,后者也常称为秦岭-大别造山带、秦祁昆造山带或造山系;基底构造单元与上叠构造单元的二级以下分区分别划分,基底构造单元二级分区包括三个微陆块(也可称为微板块)和一条碰撞造山带(岩浆弧带);基底构造单元三级分区包括7个,除表中所列名称外,可加上地质年代属性分别称之为:傲徕山古元古代岩浆活动带、泰山新太古代花岗-绿岩带、沂水中太古代陆核、栖霞新太古代花岗-绿岩带、唐家庄中太古代陆核、胶东古元古代裂陷盆地、苏鲁中元古代裂谷;基底构造单元四级分区包括8个,为中—新元古代形成的构造单元;上叠构造单元二级分区分别按照古生代和中生代以来地质构造背景划分为4个和2个,后者叠置于前者之上,华北板块(鲁东)被动大陆边缘上的古生代沉积盖层已全部被剥蚀,大别苏鲁裂谷在山东地区尚未发现洋壳残留,估计已完全俯冲消失或被构造剥蚀,现在保留大规模造山带根部花岗质片麻岩系;上叠构造单元三级分区按照主要的中新生代隆起(折返带)和盆地(坳陷、裂谷)分为9个,与上一级构造单元有交叉或横跨现象,这一级构造单元既是上叠二级构造单元的次级单元,又与基底二级构造单元有明显的继承和包容关系,鲁中隆起、济宁坳陷、蒙阴盆地群、渤海湾盆地的济阳坳陷、沂沭裂谷的大部分(马站-苏村地堑、汞丹山地垒、郯城断陷、潍坊潜陷)发育在渤鲁微陆块上,胶北隆起和胶莱盆地的大部分构成胶辽微陆块,鲁东折返带(超高压带)、苏北折返带(高压带)和胶莱盆地南部组成苏鲁碰撞造山带,渤海湾盆地的濮阳坳坳是迁淮微陆块的一部分;上叠构造单元四级、五级分区也是中新生代的隆、凹构造,叠加在上一级构造单元之上或被上一级构造单元所包容或被晚期构造单元所覆盖(兼并),规模一般比上一级构造单元小,与上一级构造单元之间一般没有交叉现象,被晚期构造单元覆盖的隆、凹构造称为潜凸或潜凹,四级构造单元有20个,五级构造单元划分了76个。

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