中生代侵入岩

如题所述

(一)中生代印支期侵入岩

该期侵入岩在胶东地区较为发育,集中出露于文登、威海、荣成石岛、招远阜山、莱州三元以南等地,面积约561km2。呈形态各异的复式岩基、岩株或独立岩株产出。侵入于荣成岩套,被中生代燕山期侵入岩切穿。由基性→中性→酸性→碱性的岩石组合构成一个较完整的岩浆旋回。区域上划分出柳林庄、宁津所和槎山三种侵入岩类。

1.柳林庄闪长岩

散布于文登晒字乡柳林庄和莱州的周官、北下庄等地,面积约20km2。规模小,呈南北向的椭圆形、透镜状及不规则的岩株、岩瘤状产出,极少量构成复式岩体,各单元间无规律掺杂,界线弯曲多变,展布方位与区域构造线相悖。侵入于荆山群、荣成片麻岩套,被后期宁津所花岗岩及中生代燕山期侵入岩切割,胶东地区仅出露北下庄、周官、三瓣石、屋脊顶及天水庵五个单元。

岩性为闪长岩、石英二长闪长岩和石英二长岩类。地球化学研究表明,柳林庄闪长岩早期为上地幔玄武岩浆结晶分异的I型花岗岩,中晚期为玄武岩浆交代熔融壳源物质形成再生岩浆结晶分异的I型花岗岩类。

2.宁津所正长岩

局限出露于荣成南部的宁津所—石岛一带,在文登晒字亦有所见。规模相对较小,总面积116km2。呈北东向展布的复式岩株状产出。岩石内部斑晶具定向性,其展布格局与区域构造线相协调。侵入于荣成片麻岩套和柳林庄闪长岩,被槎山和崂山花岗岩穿切。

岩石为偏碱性的正长岩类,不等粒结构、似斑状结构,块状构造。斑晶为钾长石,基质以钾长石为主,次为斜长石及石英,少量暗色矿物。从早期单元到晚期单元,岩石类型由角闪正长岩→辉石正长岩→石英正长岩演化,岩石结构上呈现由细到粗的变化规律,反映出该类花岗岩是矿物成分与结构的双演化序列。

地球化学研究表明该超单元属地中海型钾质钙碱性岩系,是分异程度较高的酸性、偏碱性岩类。其物质来源于富集岩石圈地幔源区,由于不同阶段熔融并经历不同程度结晶分异和下地壳同化混染,导致形成不同成分的侵入岩单元。

3.槎山花岗岩

分布于荣成南部的槎山、人和,文登西庄、八里庄及张家产一带,面积约108km2。呈近东西向不规则带状复式岩株产出。侵入于荣成片麻岩套、宁津所正长岩,被晚期伟德山花岗岩侵入,是一套正长花岗岩类。

槎山花岗岩从早期单元到晚期单元矿物成分除石英略增、斜长石稍减外,其他变化甚小。结构上呈现出由中粒→中粗粒→粗粒→斑状中粗粒的明显变化,反映了以结构为主的演化序列。岩浆来源于富集岩石圈地幔源区,属A型花岗岩类。

(二)中生代燕山期侵入岩

中生代晚期,胶东地区发生了强烈的构造体制转折,形成了复杂的地质构造格局,总体表现为陆内伸展和与地幔隆起相伴的大规模岩石圈减薄。古老的结晶基底变质岩系在一定深度内被迅速加热,部分熔融形成花岗质岩浆,深部幔源物质也随着软流圈的抬升而部分参与其中,造成了大规模强烈的岩浆作用(图2-3)。

宋明春等(2010b)对山东省177个中生代岩浆岩K-Ar同位素年龄数据和112件U-Pb同位素年龄数据(包括部分39Ar-40Ar、Rb-Sr等时线和Sm-Nd等时线年龄数据)分别进行统计(图2-4),指出岩浆岩同位素年龄介于250~60Ma之间,形成三个年龄集中段,即230~200Ma、160~140Ma和135~90Ma,表明山东省经历了三叠纪、侏罗纪和白垩纪三次岩浆活动阶段。白垩纪岩浆活动的峰值年龄在120Ma左右,说明胶东岩石圈减薄在此时达到最强。

图2-3 胶东地区中生代侵入岩分布图

(据宋明春,2008,有修改)

1—柳林庄闪长岩;2—文登花岗岩;3—宁津所正长岩;4—槎山花岗岩;5—垛崮山花岗闪长岩;6—玲珑花岗岩;7—郭家岭花岗岩;8—伟德山花岗岩;9—崂山花岗岩

图2-4 中生代岩浆岩同位素年龄统计直方图

(据宋明春等,2010b)

a—K-Ar同位素年龄;b—U-Pb、39Ar-40Ar、Rb-Sr和Sm-Nd等时线年龄

1.侏罗纪垛崮山花岗闪长岩

出露于乳山东部的大孤山、垛崮山一带,面积约140km2。呈北东东向、西大东小的不规则形状的复式岩基产出于昆嵛山—乳山断凸之上。从早期到晚期单元自东向西排列,总体展布方位与区域构造线相吻合,岩体内部具定向组构。侵入于荆山群和海阳所组合,被玲珑花岗岩和中生代燕山期侵入岩超动侵入,是一套中酸性花岗闪长岩类,具弱片麻状构造。自早到晚划分为窗笼山、老虎窝和大孤山三个单元。

斑晶多为钾长石,具定向排列,为结构演化序列侵入岩类,自早期到晚期单元呈现出由中粒→含斑中粒→斑状中细粒的变化。地球化学研究表明垛崮山花岗闪长岩为I型花岗岩类,源区来自介于高压麻粒岩相至榴辉岩相的基性下地壳。

2.侏罗纪文登花岗岩

集中出露于文登市的文登营、汪疃,威海市冶口—蒿泊和招远阜山、扒山、潘家店一带,面积427km2。在文登—威海一带,花岗岩呈南北向展布的橄榄形复式岩基产出,侵入于荣成片麻岩套,被中生代燕山期侵入岩切割;在招远一带,花岗岩呈北西西向展布的西大东小之不规则状的复式岩基产出,侵入于栖霞片麻岩套,与玲珑花岗岩断层接触,亦被中生代燕山期侵入岩穿切。

组成复式岩体的各单元无序排列,彼此间具涌动或脉动侵入关系,界线弯曲多变,展布方位与区域构造线不协调,并有岩枝穿入围岩,岩体边部常有围岩捕虏体。系一套二长花岗岩系列,自早期到晚期划分为姑娘坟、扒山、阜山、冶口、小七夼、石门顶和草庙子七个单元,其中以冶口(187.5km2)和阜山(115km2)单元规模较大,其余均较小。

从早期到晚期,侵入岩矿物组成变化小,岩石结构由细粒→含斑中粒→粗中粒→中粗粒→细中粒→斑状中粒→巨斑状中粒变化,反映了以结构为主的演化序列。地球化学研究表明文登花岗岩岩浆来源于地壳,系陆壳重熔的S型花岗岩类。

3.侏罗纪玲珑花岗岩

玲珑花岗岩是胶东地区最发育的侵入岩之一,其规模大、分布广,构成玲珑和昆嵛山两大复式岩基。分布于龙口黄城以南,平度以北,莱州以东,莱西南墅以西地区和栖霞铁口、牟平埠西头以东,乳山冯家、文登晒字以西,牟平及龙泉以南,乳山市以北等地区,在招远毕郭以北及其他地区亦有出露,总面积约3733km2。玲珑花岗岩为二长花岗岩系列侵入岩,早期为弱片麻状含石榴二长花岗岩类,晚期为块状浅色二长花岗岩类,前者分布面积约占玲珑花岗岩总面积的38%。

玲珑花岗岩的主要岩体有玲珑岩体、昆嵛山岩体、鹊山岩体和毕郭岩体。玲珑复式岩基呈北北东向面状展布,其核部分布有郭家店岩体,向北、向南依次为崔召、方勾山、九曲等岩体,显示中部新、两侧老的对称排列格局;剖面上凡是海拔较高部位均由早期云山岩体占据,而相对低处为后期岩体(郭家店岩体或崔召岩体)。岩基北侧,郭家店与崔召岩体接触处有大量栖霞片麻岩套残留包体;其东侧受招平断裂控制;而西侧则受唐田断裂和龙口—莱州断裂制约。玲珑花岗岩地球化学特征与埃达克岩相似,主要为高锶低钇花岗岩,系陆壳重熔的S型花岗岩类。

关于玲珑花岗岩的成岩时代,众多研究者得出结论不同,根据测得的同位素年龄大致可分为三种:新元古代成岩说(施性明等,1981;裘有守,1988;王吉珺,2000;宋明春等,2003)、中生代成岩说(文子中,1985;骆万成等,1987;余汉茂,1987;王鹤年等,1988;李兆龙等,1993;苗来成等,1998;陈衍景等,2004)和新元古代、古生代、中生代多期花岗岩构成复式岩基的观点(徐金芳等,1989)。玲珑花岗岩属高钾钙碱性岩系,地球化学特征指示其为陆壳重熔型花岗岩(宋明春,2008 a)。Gao Jinghui et al.(2003)对昆嵛山杂岩体锆石SHRIMP U-Pb年龄的研究表明,锆石普遍具双层结构,核部有岩浆锆石和变质锆石两种,岩浆继承锆石年龄多为800~700Ma,变质继承锆石年龄多为230~200Ma,个别出现1.9~1.8 Ga的变质年龄,反映出其源区以苏鲁造山带新元古代物质为主,也有部分三叠纪物质和古元古代物质的参与。

中生代晚期,胶西北地区发生了强烈的构造体制转折,总体表现为陆内伸展和与地幔隆起相伴的大规模岩石圈减薄,发生了强烈的岩浆作用。玲珑花岗岩是胶东地区侏罗-白垩纪大规模岩浆活动最早期形成的花岗岩体,其锆石SHRIMP U-Pb年龄结果为160~150Ma(苗来成等,1998),标志着构造体制转变的开始,此后中国东部进入了统一的以拉张为主的动力学背景时代。

4.白垩纪郭家岭花岗闪长岩

主要分布于莱州、栖霞、蓬莱地区,自西向东分布于招远上庄、北截、丛家,蓬莱南王、郭家岭、村里集一带和东部文登泽头等地,面积约514km2。郭家岭花岗岩不连续分布,自西向东具一定规模的复式岩体有仓上岩体、上庄岩体、北截岩体、丛家岩体、曲家岩体、郭家岭岩体及范家店岩体。其岩性为石英二长闪长岩-石英二长岩-花岗闪长岩二长花岗岩系列侵入岩,以斑状中粒含角闪二长花岗岩为主(约占郭家岭花岗岩总面积的53%),岩石以具似斑状结构为特点,岩体中有较多微粒闪长质包体。矿物成分上自早期单元到晚期单元,石英、钾长石渐增,斜长石及暗色组分递减;岩石结构上经历了含斑→斑状→粗斑的演化,表现出结构和成分的双演化特点。

常规测年方法获得的郭家岭花岗岩的同位素年龄多集中于200.6~102Ma;而岩浆锆石SHRIMP U-Pb年龄确定其侵位年龄为130~126Ma(Wang et al.,1998;罗镇宽等,2002),时代为早白垩世。

郭家岭花岗岩为钠质花岗岩,属高钾钙碱岩系列,具I 型花岗岩特点(宋明春等,2010b)。花岗岩中含有较多的暗色闪长质包体,这些包体的岩石学、地球化学及副矿物组合表明有幔源物质参与成岩作用(徐金芳等,1989)。

5.白垩纪伟德山花岗岩

广泛分布于荣成伟德山,文登三佛山,牟平院格庄,栖霞牙山、艾山,海阳招虎山、龙王山等地,规模较大。另外在莱州南宿,平度大泽山等亦有出露,面积约1435km2。总体呈北东、北东东向的复式岩基、岩株状产出,是白垩纪最强烈的岩浆侵入活动,主要由一套中性-中酸性-酸性侵入岩类组成。从早期单元到晚期单元经历了闪长岩→二长闪长岩→二长岩→石英二长岩→花岗闪长岩→二长花岗岩的演化(表2-3),其中二长花岗岩分布面积约占总面积的51%,石英二长岩类分布面积约占46%。常构成规模较大的复式岩体,主要有院格庄岩体、南宿岩体、牙山岩体、艾山岩体。从早期单元到晚期单元,总体显示斜长石、暗色矿物递减,钾长石、石英递增特点,岩石结构呈现由细粒→斑状→中粒→细粒的韵律性变化。反映了伟德山花岗岩以矿物成分演化为主,结构演化为辅的双演化序列。

统计的同位素年龄范围为196.4~75.55Ma(表2-4),多在135~85Ma之间,且集中于127~105Ma(宋明春等,2003),说明伟德山花岗岩主体形成于早白垩世。

伟德山花岗岩主元素化学成分属高钾钙碱性系列和橄榄安粗岩系列,显示了I型花岗岩特点和钙碱性岩的演化特征(宋明春等,2010 b)。地球化学特征指示,伟德山花岗岩具有幔源和壳源成因双重特点。花岗岩中含有的大量微粒闪长质包体,显示出有岩浆过冷却和岩浆混合的痕迹(张华峰等,2006)。说明岩体具岩浆混合成因特点,是由壳源酸性岩浆与幔源基性岩浆混合形成的。

表2-3 伟德山花岗岩岩石谱系单位划分表

伟德山花岗岩形成时间长,演化完整,分布面积广,可长时间提供热源,地表主要分布于胶东中东部地区,而在胶东西北部地区往往呈小岩株状产出,因而往往被忽视了其与成矿作用的关系。

6.白垩纪雨山花岗斑岩

岩体不甚发育,规模小,零散分布于蓬莱雨山、抓鸡山、烟台福山及栖霞铁口一带,面积89km2。呈椭圆、不规则长条形的岩株、岩墙状或脉状产出。总体呈北东或近南北向展布,明显受北东向断裂控制。侵入白垩世青山群和伟德山花岗岩,被崂山花岗岩穿切,是艾山阶段晚期的高位浅成侵入岩,是一套二次结构的中性-酸性的玢岩或斑岩类,共出露王家庄、水夼和贺家沟三个单元。

雨山花岗斑岩自早期单元到晚期单元,由石英闪长玢岩→花岗闪长斑岩→二长花岗斑岩演化,岩石中石英、钾长石含量递增,斜长石、角闪石含量减少,显示了以矿物成分演化为主的岩浆序列。其源岩来自上地幔玄武岩浆向上运移过程中同化熔融壳源物质形成的同熔型岩浆,具I型花岗岩特点。

7.白垩纪崂山花岗岩

分布于青岛崂山、即墨鳌山、海阳招虎山、荣成龙须岛及平度大泽山一带,面积约710km2。为燕山晚期最后一次大规模深成岩浆侵入活动,呈北东向的复式岩基、岩株状产出。从早期到晚期经历了二长花岗岩-正长花岗岩-碱长花岗岩的演化,其中二长花岗岩分布面积约占总面积的40%,正长花岗岩分布面积约占36%。碱长花岗岩中常含有碱性暗色矿物钠闪石和霓石。成岩的同位素年龄范围在129.92~86.74Ma之间,绝大部分年龄集中于115.4~90Ma(宋明春等,2003),说明崂山花岗岩形成于早、晚白垩世之间。

表2-4 伟德山花岗岩同位素年龄表

崂山花岗岩属高钾钙碱性系列,表现为高硅(SiO270.43%~76.65%)、富碱(K2O+Na2O 8.19%~11.44%)、贫钙(CaO 0.22%~1.77%)的 A 型花岗岩特点(宋明春,2008)。微量元素和稀土元素地球化学组成也均显示了A型花岗岩的特征。岩石矿物组成显示,崂山花岗岩早期单元为以二长花岗岩、正长花岗岩为主的A1型花岗岩,晚期单元为以碱性矿物为标志的A2型花岗岩(宋明春等,2010b)。

(三)中生代脉岩

胶东地区中生代脉岩特别发育,岩脉宽数米至数百米,长百余米至数十千米,走向北东至近南北。脉岩多与中生代侵入岩相伴产出,分布于侵入岩内及附近围岩中。脉岩常常按岩性、时代、地域、产状形成规律性组合,据此将其命名为三大脉岩带。

1.玲珑—招风顶脉岩带

主要分布于玲珑岩体中。大致可分为蟠桃—宋家脉岩群、南宿—玲珑脉岩群、郭家岭脉岩群。主要脉岩类型有闪长岩、闪长玢岩、石英闪长玢岩、花岗闪长斑岩、花岗斑岩、正长斑岩、石英正长斑岩、正长岩、煌斑岩等。与侏罗纪侵入岩同时形成或其后形成。

2.巨山—龙门口脉岩带

在胶西北地区广泛分布,集中分布于巨山—龙门口一带。主要脉岩类型有闪长岩类、闪长玢岩类、正长斑岩类、花岗斑岩类、二长斑岩类、流纹斑岩类、煌斑岩类等。形成于早白垩世侵入岩的同时和其后,基性脉岩的同位素年龄为125~110Ma(杨进辉等,2000)。

3.崂山—大珠山脉岩带

与崂山花岗岩相伴分布,一般呈北东向展布。主要脉岩类型有石英正长斑岩、石英正长岩、花岗岩、花岗斑岩、正长斑岩、花岗细晶岩、霏细斑岩、闪长玢岩、闪长岩、煌斑岩等,以正长斑岩、石英正长斑岩、花岗斑岩及煌斑岩为主。大约形成于晚白垩世。

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