山东大地构造演化及古地理.docx

1、山东大地构造演化及古地理一、山东省地形特征山东省位于中国东部沿海的东北段，地处黄河下游，介于东经1144730一1224218、北纬342254一3802700之间。是我国地势划分中的第三大阶梯中,海拔高度除一小部分山地超过千米以外，大部分山地丘陵都在500m左右,地势起伏较小，相对高度多为200350m,坡度在20以下。按照地形的空间分布特征，可将全省分为鲁中南山地丘陵区、鲁东丘陵区和鲁西北一鲁西南平原区三大地貌分区（图1）。按照地理位置，鲁中南山地丘陵区可称为鲁中南地区，鲁西北一鲁西南平原区由鲁西北地区和鲁西南地区组成（二者以位于山东与河南分界处的黄河段为界）,它们统称为鲁西地区；鲁东丘陵

2、区可称为鲁东地区（或胶东地区），由鲁东北（胶西北）地区和鲁东南地区组成，二者大致以牟平一即墨和青岛一五莲一线为界，鲁东南地区包括威海地区（牟平一即墨线以东）和日照地区（青岛一五莲线以南）两个地理区。自然地理特征：现代山东省自然地理特征，是自然界长期发展中经受了多种内、外力地质作用综合结果的反映，尤其是新近纪中新世以来板块构造发展演化的结果。山脉分布情况：山东省主要山脉分布于鲁中南山地丘陵区和鲁东丘陵区。鲁中南山地丘陵区山脉主要由早前寒武纪花岗质片麻岩和片麻状花岗岩构成，鲁东丘陵区山脉则主要由中生代花岗岩构成。鲁中南山地丘陵区山脉多呈NW向和近东西向展布，鲁东丘陵区山脉则多呈近南北和近东西向展布

3、。水系概况：山东水系比较发育，自然河流平均密度在0.7km/m2以上，干流长度大于50km的河流有1000多条。黄河自西南向东北斜穿山东境域，流程610多公里，从渤海湾入海。京杭大运河自南向北纵贯鲁西平原，长630多公里。湖泊集中分布于鲁中南山地丘陵区与鲁西南平原之间的鲁西湖带，以济宁为中心分为两大湖群，以南为南四湖，以北为北五湖，前者以微山湖为首，后者以东平湖最大。图一：山东省地貌简图二、地层概况山东省地层在全国地层区划中，属华北地层大区晋冀鲁豫地层区和秦祁昆地层区，前者可分为华北平原、鲁西和鲁东三个地层分区，后者为祁连一北秦岭地层分区（鲁东南地层分区）o山东省各断代地层发育比较齐全，自中太

4、古代至新生代地层都有分布，地表出露以中、新生代地层为主，其次为古生代地层，元古宙地层分布局限，太古宙地层零星出露（图2）。山东最古老的地层形成于中太古代，为出露于鲁西地层分区的沂水岩群和出露于鲁东地层分区的唐家庄岩群，是遭受麻粒岩相变质的火山一沉积岩系。呈面积较小的岛状、透镜状、不规则条带状包体产于早前寒武纪花岗岩中。新太古代地层有出露于鲁西地层分区的泰山岩群和鲁东地层分区的胶东岩群，为遭受角闪岩相变质的火山一沉积岩系。地层出露大都不连续，在太古宙TTG质花岗岩中呈包体出现。古元古代地层地表主要分布于鲁东地层分区和祁连一北秦岭地层分区，为荆山群、粉子山群、胶南表壳岩组合和芝果群。荆山群、粉子山

5、群和胶南表壳岩组合岩性组合特征相似，均以高铝片岩、含石墨岩系和碳酸盐岩为特点，具孔兹岩系特点，三者所处构造位置、变质程度和变形特征有明显差别中元古代地层有鲁西地层分区隐伏地层一一济宁岩群，属低绿片岩相变质的中酸性火山岩一钙泥质岩建造。另外在山东东南沿海的小岛屿上分布有海州群，原岩为酸性火山岩，经受了蓝片岩相一高压绿片岩相变质。新元古代地层包括土门群、蓬莱群及朋河石岩组。土门群分布于鲁西地层分区靠近沂沐断裂带一侧，为碎屑岩一碳酸盐岩建造。蓬莱群分布于鲁东地层分区蓬莱一带，原岩为碎屑岩一泥岩一碳酸岩建造。朋河石岩组零星分布于祁连一北秦岭地层分区苏鲁造山带中，为经历了低绿片岩相变质的碎屑岩一泥质岩建

6、造。寒武一奥陶纪地层广泛分布于鲁西地层分区和华北平原地层分区，属陆表海沉积，下部为碎屑岩一碳酸盐岩建造，上部为碳酸盐岩建造。分为寒武纪长清群、寒武一奥陶纪九龙群及奥陶纪马家沟组。长清群以深红色泥岩。页岩为主夹白云岩和灰岩，地层厚度东南厚。西北薄，向西北方向超覆，与下伏新元古代土门群平行不整合接触。九龙群以灰岩、白云岩为主夹页岩，与长清群为连续沉积。马家沟组以灰岩、白云岩为主，与下伏九龙群为平行不整合接触。石炭一三叠纪地层分布于鲁西和华北平原地层分区，为海陆交互相.一陆相沉积，含煤碎屑建造及碎屑建造，分为月门沟群、石盒子组、石千峰群及二马营组。月门沟群为海陆交互相一陆相含煤岩系，底部为铁铝岩系，

7、与下伏奥陶纪马家沟组为平行不整合接触。石盒子组为黄绿、灰绿色砂岩及深灰紫色泥岩夹铝土岩、页岩及煤线。石千峰群为河湖沉积的鲜红色泥岩、砂岩，分布局限。二马营组仅在聊城钻孔中见及，为河湖相砂岩、粉砂岩夹泥岩。侏罗一白垩纪地层在山东省各个地层分区都比较发育，为陆相含煤碎屑岩建造。碎屑建造及基性一酸性火山岩建造。分为侏罗纪淄博群、白垩纪莱阳群、青山群、大盛群及王氏群。淄博群分布于鲁西地层分区及华北平原地层分区，以淄博一带较发育，为浅湖及河流相沉积，下部为含煤碎屑建造，上部为红色碎屑建造与下伏三叠纪石千峰群平行不整合接触。莱阳群分布广泛，四个地层分区皆有发育，各地发育程度不等，以鲁东胶莱盆地最为发育，主

8、要为山麓洪积相、河流相、湖泊相沉积，局部为火山沉积。青山群全省多有分布，以鲁东地层分区发育较完整为中基性一酸性火山岩建造，夹有少量沉积岩。大盛群主要分布于鲁西与鲁东地层分区交界处的沂沐断裂带内，以河湖相沉积为主，夹少量中基性、酸性火山岩，属早。中白垩世，与青山群为准同时沉积。王氏群主要出露于鲁东地层分区，其它分区零星分布，为红色碎屑岩系，胶莱盆地南东侧夹有基性火山岩，为干旱一半干旱环境下的河流相间有浅湖相沉积，主体时代为中一晚白垩世，顶部的胶州组中上部，时代属古新世。新生代地层遍布全省，尤其在华北平原地层分区呈大面积分布。古近纪地层分为官庄群、五图群及济阳群。官庄群只发育于鲁西地层分区的零星小

9、型盆地中，为含膏盐的红色、灰色山麓一河湖相碎屑岩；五图群发育于鲁西地层分区东北缘及鲁东地层分区西北缘的临胸、昌乐、龙口等小型盆地中，为含煤。油页岩的河湖相沉积；济阳群只发育在华北平原地层分区，分布广泛，地层厚度大，为一套色调。成份复杂的河湖相碎屑岩系，含丰富石油、天然气、新近纪地层分为临胸群。黄弊群和巴漏河组、白彦组、临胸群主要发育在鲁西地层分区的临胸、昌乐一带，上部及下部的尧山组及牛山组为基性火山岩，中部山旺组为一套以硅藻土为主的沉积地层，以含山旺动物群而闻名；黄弊群分布于华北平原地层分区，为一套杂色调河湖相碎屑岩系；巴漏河组只见于鲁东地层分区的章丘附近，为一套河湖相灰岩，砾岩组合；白彦组仅

10、见于鲁西，为古生代灰岩裂隙或溶洞内的洞穴堆积，内常含金刚石。第四纪地层广布全省，但各地地层厚度。成因类型多变，其时空分布与地貌特征密切相关，绝大部分地层单位由松散碎屑沉积物组成，个别由火山岩（玄武岩）和生物沉积（贝壳堆积）组成。年代地层*再埼层界系统华北平峰地层分区鲁西地县分区鲁东地层分区鲁东南地层分区瑞生界第四系全新统小坨子更白云希组，黄河娟.旭U据、源北蛆察亭粗、弄安烟,沂河蛆，临沂9.黑土湖担.山前细.白云湖蜗、旭口蛆，勰北般更新统平原组，史率沟密大坤组.大站组.近潮观.史惠沟殂，羊粮词笆、f泉姐大站组，史家沟蛆、柳料里，羊E河嵬，小坤除祀新近系上新焚白宫蛆.巴漏河蛆黄驿It明优博姐、馅

11、陶填临的通尧山担.山旺胞.牛山组临洞醉：尧山蝌中新蜕古近系斯新统济阴辟】Mtt.沙河街组，孔店量官庄爵：大浅口蛆.朱窠沟如.常跷俎、卞新的.周城姻.五明睥,小横蛆、李青度姐、宋壁店招始断烧古薪统五图辟：小楼用、李家建耀、朱量语班王氏屑：红土里曼、辛格庄粗、邦第庄雄王田群股州能，金岗口粗，红土留，辛格庄IS，林家庄蛆王氏即；红土崖组,辛格庄阳.林家庄组中生界白里泉上白士展下白黑线青山群大!*坦.寻小店机.育山群：1Ftii村俎.由家检姐.马朗为也、入土峙俎.宫格庄蛆”石而庄辅、几窗地蛆、后环组菜用科黎需解：曲格在址，荡东庄m，tt寺山蛆聚配制法麻茎以鸟连堆蛆.城山后瓦杜村蛆，曲格在UL物家庄俎.

12、龙王庄现，水南组、止凤庄一褪，林寺山里.瓦蜃篇阳保罗系濯博展：三各机、就子粗三型案申统二马借国下统1、孙家沟期中推下蜕石直孑蛆月门商解：山西坦.太麻地.本演组石炭系上统中境下就马家沟期九足联三山子期.妙米店悒，国山殂、罪JE组*就案上统中笠长清群：慢头粗.朱即看地.李育蛆下统蔑旦系土门裁一石旺庄组，浮来山蛆，ft窿庄缠.二臂山蛆，黑山官蛆整票整1寻疥蛆、南庄皿.Ml子帝祖、ft山口烟胡何石岩锢南华系青白第中元古界林中省春云台岩群；花果山岩组古元古界芝呆IT东口细、异营虬主苞山抠粉子山群,岗渣蛆、巨电出、蛛格住蛆、祝家宝ttL心束蛆.刑山群，陡崖第、P头期.M格庄的康南表充岩蛆台：井岩段、大理岩

13、段，受救号段.石制岩系段.石英岩段.斜悦他闪碧威新太古界春山串Q春山老Ah箱粒组，山事蜡逑，雅翎美曲,工京电署组卜一皎东岩群；郭格庄岩纽、苗家岩组中太古界沂水岩群：林察官庄岩烟.石山宫在e组庵家庄岩群图二：山东省综合地层划分表S詈2111111MWI第四系.2新近系+古近系.3门系.4.休罗系.5三登系.6一壳系，7小炭系，8奥陶系，塞武系10新元古界古元古界12-太古宇13中生代侵入岩.14.古生代侵入寺.15新元古代侵入岩.16中元古代侵入岩17.古元古代侵入岩,18太古市侵入外19.地盾界限20实测/推测断裂构造21深大断裂三、山东省构造演化阶段划分山东省位于中国大陆的东部，大地构造演化

14、具有与中国大陆相似的阶段性演化特点。按照上述构造阶段划分的原则，将山东省构造演化大致分为四个演化阶段：1.早前寒武纪不成熟陆壳向成熟陆壳转化和陆块碰撞拼合阶段；陆核、微陆块逐渐形成，伴随着华北各微陆块之间发生的碰撞拼合，构造岩浆活动强烈，地壳由不成熟的过渡型地壳（可能相当于玄武质一安山质基底）演化为成熟的花岗质地壳，花岗岩由TTG&合演化为GMS&合,基底固结并逐渐克拉通化,至古元古代末形成现在华北克拉通的基本格局。2.中新元古代大陆裂解与聚合阶段；中元古代标志性地质事件是代表大陆裂解环境的基性岩墙群，新元古代标志性地质事件是同碰撞花岗岩和山东早期盖层沉积，为非全域的沉积盖层，新元古代中期，中

15、国各陆块可能接近形成一个整体，形成原始中国大陆或古中国地台。3古生代海陆变迁阶段；是中国现代意义板块构造形成和剧烈演化期，山东构造演化受华北板块与扬子板块、西伯利亚板块对接碰撞影响，经历了海陆变迁演化，早古生代，突出特征是全域同步缓慢沉降，有小幅度差异升降，为全域海相沉积，晚古生代，板块逐渐抬升，海水退出，转化为陆相沉积。4.中新生代构造体制转折和岩石圈减薄阶段；山东大陆地壳中生代早期受华北板块与扬子板块碰撞作用制约，表现为挤压构造体制，中生代中晚期受太平洋板块向欧亚板块俯冲作用制约，构造体制转换为伸展为主。白垩纪是中国东部岩石圈强烈减薄期，构造岩浆活动非常活跃，在山东省则发育了与岩石圈减薄有

16、关的大规模岩浆作用、大范围盆地断陷、高强度金矿成矿爆发、高速度地壳隆开、多期次慢源岩浆活动和多式样脆性断裂切割等地质构造事件。四、山东省陆壳构造演化山东陆壳早期构造演化模式为：、2.8Ga以前形成具岛弧性质的沂水和唐家庄古陆核。、2.82.7Ga鲁西地区拉张出现初始洋壳，形成具大洋高原环境特点科马提岩、枕状玄武岩组合。、2.72.56Ga洋盆消减,俯冲作用造成早期TTG质花岗岩侵位,鲁西陆块和鲁东陆块转化为岛弧，形成具岛弧特点的岩石组合，为初始的不成熟陆壳组成。、2.562.4Ga弧一陆碰撞、盆地闭合，大量碰撞型花岗岩侵位，新太古代（2.62.5Ga）TTG质花岗岩系（峰山花岗岩、沂水花岗岩）

17、与二长花岗岩系（傲彳来山花岗岩）同时出现，地壳由不成熟陆壳向半成熟陆壳转化；至古元古代岩浆活动完全由代表成熟陆壳的重熔型二长花岗岩构成。、2.42.1Ga碰撞造山后，岩石圈拉张减薄，鲁西地区隆起，地慢物质上涌底侵，壳一慢相互作用产生A型花岗岩；同时，鲁东地区强烈裂陷，形成裂陷盆地。、2.1-1.9Ga鲁东裂陷盆地闭合，古元古代地层发生强烈变形，形成褶皱造山带。五、山东省古生代沉积一构造古地理早古生代山东进入全域同步沉降期。沉积相以浅海相为主体，滨海相出现于早寒武世，沉积一构造古地理格局的地理总趋势是东深西浅。鲁西寒武系及中、下奥陶统总体以台地相及潮坪、泻湖相碳酸盐岩为主，早期有较多潮坪泥砂质沉

18、积及少量滨海砂砾岩沉积，中、下奥陶统为典型地台型沉积。(l)寒武纪沉积一构造古地理早寒武世早期沉积沿沂沐断裂带分布，沧浪铺期首先沉积了李官组滨海陆屑滩砂砾岩相；沧浪铺晚期一龙王庙初期，海侵范围稍有扩大，海水相对变深，早期沉积以薄层灰岩为主且富含三叶虫化石。该阶段海岸大致在寿光、蒙阴、费县、薛城一线，以西为古陆，以东为海域，海侵方向由南东向北西超覆。早寒武世陆源碎屑物质来源于鲁西古陆，由于陆源物质供给丰富，在沉降盆地中形成厚达百米的石英砂岩沉积，即为补偿性盆地沉积，特别是在枣庄西北一带含有较多的砾岩，该砾岩应为古河道滞留沉积，说明该地区为陆源物供给的主要通道。龙王庙早、中期：以碳酸盐台地沉积为主

19、，具沉积环境包括潮间一潮上带萨布哈，潮间带一浅潮下带及浅潮下带三种环境。龙王庙中期的海侵首次将鲁西古陆淹没,鲁西地区与华北海连成一体。气候干旱炎热，海水蒸发量较大，在相对较封闭的海湾形成石膏沉积。龙王庙中晚期：总体沉积环境为浅潮下带至潮间带砂泥坪，沉积盆地分为南北两个，南部枣庄一带沉积盆地比北部济南一带要浅些，两沉积盆地之间为曲阜一平邑一沂山相对水下古隆起所分隔。中寒武世毛庄期一徐庄早期，为局限海潮下带一潮间带砂泥坪环境。徐庄晚期，海侵扩大，沉积环境变为滨海沙坝沉积，徐庄期沉积中心在孟良窗周围地区。张夏期，海侵进一步扩大，是华北地区海侵最为广泛时期，沉积环境为碳酸盐台地及台缘斜坡，台地礁滩发育

20、。晚寒武世周山期水体进一步加深，处于浅海陆棚至台地前缘斜坡(中深缓坡)环境,且常有风暴发生。长山期一风山期，风暴频繁，海水动荡强烈，为台地边缘礁滩相沉积，局部有泻湖相沉积早奥陶世新厂期处于局限台地潮下带一泻湖相。早奥陶道堡湾及中奥陶世大湾一达瑞威尔阶为局限台地泻湖与开阔台地潮间一浅潮下带交替出现环境。(2)奥陶纪沉积一构造古地理早奥陶世新厂期与晚寒武世凤山期为连续沉积，其海域和古地理轮廓与凤山期末基本一致。新厂期末，由于怀远运动的影响而上升成陆遭受剥蚀。新厂期为白云岩沉积，总体环境为局限台地泻湖，特别是新厂早期地层中含有“小竹叶”砾屑白云岩，说明当时处于中一深泻湖环境。道堡湾期早期是继怀远运动

21、上升剥蚀后再次沉降接受海侵的产物，海侵初期在不整合面之上多存在厚数厘米的砾岩。砾石成分相对较复杂，个别地区可见较多的石英砾石，说明此间断的时间间隔较长。早期为局限台地泻湖，普遍含有膏溶角砾岩,局部地区可达4层；中晚期以开阔台地浅潮下带为主,局部为潮间带。道堡湾期晚期与道堡湾期早期沉积环境相似。早期同样为局限台地泻湖沉积各地均可见明显的膏溶现象，中晚期为开阔台地浅潮下带沉积环境。当时的沉积盆地中心在沂沐断裂带附近的中东部地区，盆地呈箕状，向东南方向开口，盆地的西北边缘地形相对较陡，坡降较大。中奥陶世包括大湾期和达瑞威尔期两个时期。大湾期为局限台地泻湖相沉积，泻湖海水相对较深，个别地区发育页岩及薄

22、层白云质灰岩，膏溶角砾岩相对不发育，说明当时的海水流通相对较畅。达瑞威尔期早期为开阔台地浅潮下带沉积环境，以中厚层质纯的灰岩为主，生物化石丰富，而达瑞威尔期晚期的沉积环境又转化为局限台地泻湖，以藻席白云岩、岩(膏)溶角砾白云岩为主，其海水深度与大湾期相比则浅许多，海水不流通。达瑞威尔晚期海水退出山东，结束了奥陶纪的沉积历史。(3)晚古生代，沉积一构造古地理格局发生了重大转变，构造活动区域活化，开始为缓慢沉降，很快便转为缓慢隆升，从海陆交互相沉积转为陆相沉积。晚石炭世鲁西地区位于滨海地带，加之地壳振荡频繁，海水反复进退，形成了滨海沼泽、潮坪、泻湖、碳酸盐台地等相间出现的海陆交互相沉积。二叠纪早期主要为三角洲相，有利于煤的形成；中期以河流相为主，局部夹煤线；晚期为红色碎屑岩河湖相沉积。(4)古生代沉积一构造古地理鲁东地区至今未发现确切的古生代沉积盖层