1樓:中地數媒
3.2.1 地質演化
膠州灣地區在大地構造上處於華南板塊與華北板塊的碰撞帶,屬魯東隆起和膠萊坳斷兩個
e5a48de588b662616964757a686964616f31333433616238ⅲ級構造單元;區域構造線以ne向為主,次為nw;主要構造形跡為韌性剪下帶和脆性斷裂構造。
在地質歷史上,膠州灣地區經歷了呂梁運動和燕山運動兩次重大的構造運動以及新近紀以來的喜馬拉雅運動。
(1)呂梁運動
在距今20多億年前的元古宙,岩漿活動比較頻繁,形成了以火山岩為主的膠南群。元古宙晚期,火山作用漸弱,地層以海相為主。
大約在17億~19億年前的呂梁運動對本區影響較大,強烈的地應力使地層嚴重褶皺,膠南群內形成了多級頂厚等斜褶皺。此外,還形成了韌性剪下帶,並靠其主介面形成線狀混合花崗岩化帶或混合巖-混合花崗岩帶。韌性剪下帶還改造了其中的褶皺,使其成為無根或鉤形褶皺,並在大型韌性剪下帶的一些斷片及兩盤形成拖曳褶皺。
呂梁運動使膠南群經受了區域變質作用,並伴有鈉質交代、有鉀質加入的區域性混合巖化作用。呂梁運動後期,本區開始了地質歷史上的第一次隆起。6億年前的薊縣運動,使膠州灣地區再次發生變質作用和隆起。
(2)燕山運動
大約在2.13億~0.65億年前的燕山運動對該區影響最為強烈。
中生代侏羅紀後,本區產生了ne向的斷陷,並在斷陷盆地內產生了陸相碎屑岩沉積,形成了上侏羅統萊陽組。隨著構造運動的加劇,膠萊盆地因差異性活動而破裂,尤以其接合地帶最為顯著。大量火山噴發形成了白堊系青山群中、酸性火山岩系構成的東大洋火山岩帶。
青山群由下至上分佈面積驟減,反映了火山活動的減弱。至晚白堊世,出現了以陸相湖泊、河流堆積為主的王氏群;同時,新華夏系的構造應力場產生了一些ne向的深大斷裂,而這些深大斷裂又作為岩漿通道導致岩漿在應力作用下向上侵入,形成嶗山花崗岩帶。燕山運動晚期,本區第二次抬升,繼續遭受風化剝蝕並緩慢上升。
(3)喜馬拉雅運動
自新近紀以來的喜馬拉雅運動,一般稱之為新構造運動。在本區構造活動方式以垂直差異運動為主,水平運動次之。新構造運動對先期形成的老構造運動形跡有著明顯的繼承性,又有新生性。
新構造運動與地貌、斷裂、地熱、**、水系等有著密切聯絡。
由於膠南隆起的抬升速度大於膠萊坳陷,在膠南隆起和膠萊坳陷邊界上造成差異升降,又由於一系列ne向斷裂和nw向斷裂互動切割,形成了棋盤格式的膠州灣陷落。膠州灣沿岸河流水道的沖刷、第四紀冰川作用的切割及全新世玉木冰後期海水入侵的共同作用,形成了現在的膠州灣。
3.2.2 第四紀地層及其特點
膠州灣近海是全新世海侵形成的海,構造上屬於穩定上升區。海底鬆散沉積物中只有全新世的海相地層,海相地層以下為晚更新世的河流、沼澤、衝洪積地層或中生代以前的基岩。下面根據物探、鑽探和柱狀取樣資料以及以往的地質調查成果,對膠州灣第四紀地層及其特點進行簡述。
(1)地層標誌
膠州灣第四紀地層的劃分標誌主要有海相層標誌、沉積間斷面標誌和14c年代學標誌。
海相層標誌:在海相沉積環境中,微體古生物的含量多、演化快,不同的屬種和組合反映了海相和海陸過渡相的沉積環境。研究區內以含「有孔蟲、寬卵中華麗花介、方地豆豔花介」的地層作為海相層,含「純淨小玻璃介、豐縣假玻璃介」等介形蟲的地層作為陸相層,陸相層中不含有孔蟲;在海陸過渡相層中,以畢克卷轉蟲為優勢種,該層可以和中國東部平原地區的卷轉蟲海侵進行對比。
沉積間斷面標誌:海水的侵入使得研究區內的沉積環境完全發生變化,沉積作用改變的結果表現為形成沉積間斷面,該間斷面以不整合或假整合為特徵。海進初期的波浪作用使得沉積物表面形成富含砂、礫和貝殼的砂-粉砂-黏土質的海侵層。
14c年代學標誌:14c年齡為更新統及全新統的劃分提供了準確的資料。測試樣品以黑色有機質淤泥、貝殼類及鈣質結核為主。
貝殼類包括完整或有磨損的貝殼及牡蠣;鈣質結核礦物成分主要為方解石,不含文石和高鎂方解石,化學成分以富鈣、貧鎂、sr/ba比值小於1為特徵,是在陸地條件下由地表水的滲透、淋溶與毛細管作用形成的,同位素年齡為1.9萬~3.0萬年。
(2)地層劃分及其特點
膠州灣基岩面以上的鬆散沉積物較薄,地層結構簡單。其地層包括以殘坡積、洪沖積為主及後期以河湖、沼澤相沉積為主的晚更新世陸相地層和以濱海地帶海陸互動相為主的全新世海相地層。
根據青島海洋地質研究所的研究資料,膠州灣綜合地層剖面可歸納為圖3.1所示,更新統與全新統的界線為11.5ka。
圖3.1 膠州灣綜合地層柱狀剖面
結合其他調查成果,對第四紀地層進行研究與描述。
第四紀地層基本層序(圖3.2):26.
30m以下為衝洪積層,26.10~8.59m為河流相,8.
59~8.41m為濱岸沉積,8.41~0m為淺海相,其中8.
41~7.00m表現為鹽沼沉積。
1)上更新統下段:紅褐色砂質黏土,26.28~29.
76m,含礫較多,堅硬。該層廣泛分佈在緩坡、現代河流一級階地的底部和膠州灣堆積區底部;洪沖積層的下部與基岩面直接接觸。巖性多為卵(碎)石、礫砂、中粗砂夾多層粉質黏土薄層;褐黃色,溼—飽和,稍密—中密,層狀構造,緊密結構,粗顆粒磨圓度以亞角狀為主,分選中等。
粒度下粗上細,顆粒中間充填砂土、黏性土,以基底式-空隙式充填為主,物質成分以花崗岩、火山雜巖為主,具水平層理和斜層理。
圖3.2 膠州灣第四紀基本地層劃分
2)上更新統上段:該段的巖性以礫砂、中粗砂、細砂、砂質黏土為主,區域性含鐵染和植物的根系物,表層含較多的鈣質結核。該層與上覆海相層呈不整合接觸。
根據膠州灣自然環境報告中的孢粉及古生物測試,含有淡水生扁卷螺、河蜆、河蚌、中國圓田螺等遺殼,含有較多的藜科、蒿屬、菊科、水龍骨科、櫟屬、柳屬和鬆屬等孢粉化石,一般含有鈣質結核。
3)下全新統:8.41~8.59m,巖性為灰黑色泥質中細砂,可塑,含大量貝殼碎片。下伏地層為含鈣質結核的砂質黏土層,其間為不整合介面。
4)上全新統:0~8.41m,沉積物巖性為黏土質粉砂。
7.44m以上為灰色,7.44m以下為深灰色,有機質含量較上端為高;軟塑—可塑,飽和,巖性均勻;含水量向下減小,區域性見有機質富集條帶。
7.2m和8.3m見蟲孔,內充填粉細砂;7.
75m以下見泥、沙互層。另外,在該層中有4個粒徑大於2.5φ的砂質組分含量較高的區段,分別為0~0.
2m,0.7~1.0m,4.
1~4.3m和7.5~7.
8m。(3)第四紀地層厚度及其控制因素
膠州灣口附近,沉積物都很薄,一般為0~5m;特別在團島—薛家島和團島—黃島之間基本無鬆散沉積物,基底直接出露。在團島與黃島中間一線,有一個沉積厚度的劇變區,自0m突變為20~40m,但範圍較窄,呈ns向線狀展布,北薄南厚。該沉積區與灣東岸兩個沉積中心呈nne向線性排列。
海灣中、西部沉積厚度中心基本位於灣中心,與兩岸距離相差不大。膠州灣東岸沉積中心靠近東岸,形成以灣口北為頂點的「v」形分佈中心。
灣外潮汐通道影響的範圍內,沉積物厚度較薄,一般為5~10m,向北靠岸附近逐漸增厚至10~15m,再向北則又減薄至基岩海岸的0m。在落潮通道的末端及南翼,沉積厚度明顯迅速增加,已經揭露的深度達到了40~45m。
總的來講,地質構造決定了晚更新世以來坡、洪積至末期河流相沉積物的充填形態;全新世海水動力將灣口沉積物侵蝕殆盡,潮流攜帶侵蝕物質搬運至灣口兩側沉積,形成溝、脊相間地貌。沉積物的供給形成了膠州灣西部的三角洲堆積;海侵過程中的海面快速上升、物源**及現代潮流作用,形成了研究區東部的殘留沉積。
成礦時代和地質歷史中成礦作用的演化
2樓:中地數媒
在很長一個時期裡,人們把成礦時代看作是地質歷史時期中若干特殊的有利於形成礦床的時間階段,並首先與地史中各期大的造山旋迴聯絡起來。20世紀
六、七十年代,板塊構造理論的提出和前寒武紀地質研究取得重要進展,為此時的一些礦床學家們對各種礦床在地質歷史時期中形成的不均衡性帶來認識上的重要突破,這就形成了成礦作用是隨著地球歷史中地質環境演化而演化的認識。這種認識大致可歸結為:①許多礦床各有其特別發育的地質時代,如鎳、鉻、鐵、金等都是在太古宙、早元古代形成巨大礦床,而鎢、錫、汞等則在中—新生代才出現廣泛重要的聚集;②一種金屬或非金屬礦在不同地質時代裡可能以不同形式富集,形成不同型別礦床,鐵最明顯,銅、鉛、鋅、鈾等也有同樣情況;③在地球發展歷史中礦床型別隨時間發生演化,原有的一些型別可能發生了改變以至消失,而為新的型別所代替,總的表現出由簡向繁發展趨勢(圖11-1),如磷塊巖、鹽類礦床是從元古宙晚期或顯生宙開始出現的,重要的斑岩銅礦主要是中—新生代才大量形成;④地質歷史中成礦作用發生較大變化有4個時期,即太古宙與元古宙之間大約2500ma,早元古代與晚元古代之間大約 1800~2000ma,元古宙與顯生宙之間,大約在600ma,再後是在早、晚古生代之間約有400ma,在這 4個時期地球上的成礦作用和礦床型別發生了顯著的變化。
太古宙時只有薄的原始地殼,其總成分偏基性,接近上地幔的成分。薄且不穩定的地殼容易破裂,強烈的火山活動頻繁發生,大量形成拉斑玄武岩類火山岩,在地表高熱流值、地熱梯度大的條件下廣泛發生低壓區域變質作用而形成綠巖帶。玄武質岩漿噴溢時可以帶來地幔中較富集的多種金屬。
有關的成礦作用主要有產在綠巖帶中的火山熱液型 cu、zn、au礦及與火山岩關係密切的沉積型fe(mn)礦床,還有與基**入巖或噴出巖有關的岩漿型銅鎳礦床。某些與綠巖帶相鄰近的花崗岩可能形成含稀有金屬偉晶岩。總的來說礦床型別較少。
元古宙地殼成分和性質有了重大改變。元古宙大陸地殼逐漸增生加厚約達到20多千米,並形成穩定基底。富鉀花崗岩在大陸殼上部廣泛發育,地殼中的「玄武岩層」和「花崗岩層」兩個層圈也已形成。
當時的大陸地殼相當均勻,在廣闊的大陸架上開始形成長石砂岩、石英岩和礫岩及碳酸鹽巖類沉積岩。火山活動則集中在一些分隔的原始地槽內。這一時期重要的成礦作用有大的克拉通盆地中的含金鈾礫岩,金來自太古宙綠巖帶火山岩。
還有分佈非常普遍的條帶狀矽鐵質建造(bif),含礦巖係為很少或無火山岩的巨厚沉積岩系。生成時代通常較晚一些的還有與火山活動有一定關係的含硼建造、明顯與矽質白雲岩有關的菱鎂礦和滑石礦床。此外在古太古代至中元古代特徵的成礦作用還有與穩定克拉通發生破裂,沿巨型斷裂系侵入的幔源鎂鐵質、超鎂鐵質巖體中的岩漿型 cr、cu-ni、pt族金屬礦床。
從古元古代到中元古代大約以1800~2000ma為界,正是地球表面化學條件發生過重要變化的時候;此時海水中因綠藻的繁殖有了多餘的氧並進入大氣圈,古元古代時因大氣圈、水圈缺乏自由氧,因而在金-鈾礫岩中存在未氧化的黃鐵礦、鈾礦碎屑和碳質在沉積物中不再出現了;還有盛極一時的條帶狀矽鐵建造大大減少了。1700ma前後,出現了最早的紅層,隨後大量形成沉積岩容礦的層狀銅鉛鋅礦床以及早期的硫酸鹽類蒸發巖礦床。到新元古代還開始出現沉積型赤鐵礦礦床。
圖11-1 主要礦床型別的演化關係
(據hutchinson,1983)
前寒武紀和寒武紀之間大約以600ma為界,開始進入以生物大量出現為特徵的顯生宙。顯生宙以來,地殼運動表現為典型的板塊構造體制,以洋殼再迴圈帶動大規模的板塊運動,出現了圍繞大陸邊緣的火山島弧,生成了以斷裂為邊界的弧後盆地以及廣闊的陸表海。顯生宙不但具有與太古宙和元古宙相似的成礦作用型別,並且還出現了以前未曾出現過的因增生板塊機制及矽質岩漿極端發育而出現的新的成礦型別。
礦床型別明顯趨於多樣化和複雜化,包括產於鎂鐵質侵入岩中的岩漿礦床、產於火山岩中的熱液礦床和熱水沉積礦床、產於沉積岩中的沉積礦床和層控礦床及與花崗岩類有關的熱液礦床。從古生代加里東期開始,火山成因塊狀硫化物礦床(vms)又在各個時期造山帶中成為主要礦床型別,包括富銅礦床和更富鉛鋅的礦床,在這類成礦地區同樣也有超基性岩中的規模不等的岩漿型鉻鐵礦床。一些古生代褶皺帶內雖有斑岩銅礦出現,但中新生代斑岩銅礦才成為銅的最重要礦床型別。
此外,與花崗岩有關的鎢、錫、鉬也是從海西期開始至中生代發展到成礦的高潮期。顯生宙還有一個成礦作用發生顯著變化的界線,即大約在400ma前後的早、晚古生代之間。早古生代沉積物中有機碳增加,生物碎屑碳酸鹽巖、黑色頁岩、矽質岩大量發育和廣泛分佈;其中常產出磷塊巖,並有以碳酸鹽巖為容礦岩石的鉛鋅礦。
晚古生代地殼進一步加厚,大陸逐漸擴大,生物活動從海洋大量向陸地遷移,大陸地質作用和陸生生物對成礦的影響變得突出了;有關的成礦作用是陸相和海陸互動相的煤、石油、褐鐵礦、菱鐵礦、鋁土礦以及典型的陸相紅層中的銅礦、銅-釩-鈾礦。
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