浅析山东昌邑北部地热资源赋存特征及开发潜力

昌邑市范围内蕴藏有较丰富的地热资源。通过资料收集、地热地质调查、物探等工作,基本掌握昌邑北部地热地质条件、构造发育特征及相对富水位置,从而查明区内地热资源分布概况。昌邑-大店断裂以西的新近纪馆陶组和古近系沙河街组热储层稳定,储、盖、通、源等地热地质条件良好,区内石油勘探井资料丰富,依据较充分,是当前技术条件下最具有勘探和开发意义的热储层。昌邑城区东北部有地热异常,热储层为粉子山群石英岩、大理岩、黑云变粒岩等,均属构造裂隙型带状热储,控制程度较低,勘探风险较高。因此,通过本次研究工作,对圈定昌邑北部地热开发潜力具有重要意义。

华北克拉通胶东地区粉子山群碎屑锆石SHRIMP U-Pb定年

胶东是华北克拉通重要的变质基底出露区之一。对该区古元古代粉子山群和荆山群中碎屑锆石的年龄分布特征的研究,可以为胶东地区早前寒武纪演化提供重要依据。由于Pb丢失作用,前人仅在粉子山群中获得少量锆石谐和年龄。本文对粉子山群长石石英片岩中碎屑锆石进行了SHRIMP定年。52颗锆石的61个数据点分析,获得36个谐和年龄（不谐和度〈10%）。所有具谐和年龄的锆石都具有高的Th/U比值,大多显示明显的岩浆环带,原为岩浆成因。谐和锆石年龄分布在2033～3429Ma之间,主要峰值分别为～2.19Ga和～2.48Ga。该样品中还含有2颗年龄大于3.3Ga的锆石,位于谐和线上的2颗最年轻碎屑锆石的年龄为～2.08Ga。结合前人研究,可得出如下结论：1）粉子山群和荆山群原岩沉积时代可进一步限制在1.9～2.1Ga之间;2）粉子山群与荆山群的碎屑锆石年龄分布形式存在明显区别,指示其源区可能不同;3）胶东地区可能存在古太古代地壳物质。

胶东昌邑地区新太古代石英岩的锆石U-Pb年代学和Hf同位素特征及其地质意义

基底古老地层的研究可以为探索地球早期陆壳形成与演化历史提供重要支持,胶东地区是华北克拉通变质基底重要的出露区之一,在胶北地体的西缘有一套高成熟度的古老石英岩-山阳村石英岩,前人将其划归古元古代粉子山群的小宋组,但缺乏明确的年代学限定。本文对山阳村石英岩的碎屑锆石进行U-Pb年代学和Hf同位素分析,获得年龄谱的最大峰值为2501±16Ma,且是最小峰值年龄。与古元古的粉子山群和中元古的芝罘群的碎屑锆石年龄谱均不同。综合年龄谱特征、野外产状以及岩石组合,本文认为山阳村石英岩是新太古代的岩石建造,建议为其单独建立新太古代岩石地层单位。结合本次研究及前人工作本文认为应将原粉子山群小宋组划到太古代归属胶东岩群。山阳村石英岩中,~2.5Ga锆石Hf同位素εHf(t)>0且从下方靠近亏损地幔演化线并在~2.7Ga地壳演化线附近分布,显示其原岩来自~2.7Ga新生地壳的重熔;ca.2.7~3.0Ga的锆石Hf同位素εHf(t)>0且在~3.1Ga地壳演化线附近,意味着其母岩的源区为~3.1Ga的新生地壳,且在ca.2.7~3.0Ga发生了持续的地壳再熔融;>3.0Ga碎屑锆石的Hf同位素εHf(t)<0,源区岩石形成于更古老陆壳物质的再循环。已知的胶北地块>3.0Ga锆石的Hf同位素特征暗示华北克拉通在4.1Ga前就存在地壳,而且在~4.1Ga发生了重熔。

胶北粉子山群和荆山群三叠纪变质变形记录:金红石U-Pb年代学证据

胶北地块粉子山群和荆山群是华北克拉通的重要组成部分,其变质变形作用过程是全面认识华北克拉通性质与演化的关键。前人对粉子山群和荆山群变质变形年代研究的测试对象主要为锆石，报道的年代学数据多集中于1.8-1.9 Ga，认为变质变形作用的时代为古元古代。本文通过对采集自胶北粉子山群和荆山群的2个石榴云母片岩和2个云母片岩样品中独居石及金红石的U-Pb同位素年代测定，揭示了胶北粉子山群和荆山群不仅经历了古元古代（1869±16-1864±14 Ma）变质事件的改造，而且还经历了三叠纪（215.1±4.2-217.8±6.3 Ma）变质变形事件的叠加。通过金红石中Zr温度计计算得出215.1±4.2 Ma，217.7±2.7 Ma和217.8±6.3 Ma的U-Pb年龄对应温度分别为：658℃，667℃和680℃。表明胶北地块部分卷入了三叠纪苏鲁-大别超高压变质带的俯冲-碰撞造山过程，并遭受了角闪岩相变质作用叠加。

胶北粉子山群石榴云母片岩的三叠纪独居石年龄及其地质意义

胶北地块粉子山群石榴云母片岩中石榴石变斑晶内包裹物迹线明显,保留了岩石形成过程中的多期变质变形信息。电子探针成分面扫描图显示石榴石成分环带明显,可分为核部、幔部和边部。石榴石中MgO、FeO、MnO和CaO含量变化特征表明其核部到边部温度先升高后降低,对应进变质及退变质过程。根据原位独居石Y元素成分面扫描图显示,部分独居石颗粒由核部到边部Y含量呈现逐渐降低趋势,说明测得的232.6±1.1Ma^229.5±3.7Ma的独居石U-Pb年龄,对应石榴石的进变质生长过程。结合1869±72Ma的锆石U-Pb年龄数据,可推断粉子山群石榴云母片岩至少经历了古元古代及三叠纪两期变质事件的改造。粉子山群石榴云母片岩卷入了苏鲁超高压变质带的俯冲碰撞造山事件。电子探针成分分析结果表明粉子山群石榴云母片岩中的石榴石属于铁铝榴石,反映出经受中级区域变质作用的特征。说明粉子山群石榴云母片岩虽然参与了三叠纪苏鲁超高压变质带的俯冲碰撞造山过程,但俯冲深度较浅。这可用大陆俯冲过程中上盘的俯冲剥蚀来解释,并可为陆-陆碰撞俯冲剥蚀模式提出的扬子板片在240~220Ma的深俯冲作用过程中拽动胶北地块向下俯冲又折返的运动过程提供佐证,但胶北地块是否经历了深俯冲超高压变质作用,还需要进一步验证。

华北克拉通东部胶北地体早前寒武纪表壳岩系:研究进展与综述

胶北地体是华北克拉通早前寒武纪基底岩系的代表性出露区,变质表壳岩系在该地体的分布较为普遍。由于这些表壳岩系对探究华北克拉通早前寒武纪地质演化历史、资源和表生环境演化等的重要作用,国内外学者从岩石单元划分、时代框架、变质演化、含矿性及对表生环境演化的启示等多个方面开展了研究工作,并取得很多重要的研究进展。但是由于研究者对这些表壳岩系的岩石单元划分提出了多个不同方案,造成了岩石单元定义不清、使用混乱的情况。对表壳岩的岩石类型、空间分布和时间格架的研究,也存在多种不同意见,其中对古元古代变质沉积岩形成时代的争议最大。本文对不同的岩石单元划分方案进行梳理,总结研究进展,并对研究中存在的问题和争议进行讨论,明确未来研究方向。传统观点认为,胶北地体早前寒武纪表壳岩系包括中太古界唐家庄岩群、新太古界胶东岩群以及古元古界荆山群和粉子山群。本文在综述相关研究进展的基础上,结合地质年代学研究结果和野外地质关系发现:(1)唐家庄岩群和胶东岩群的一部分岩石记录太古宙晚期和古元古代两期变质作用,表明这部分岩石的形成时代应该在新太古代之前,但是目前对两个岩石单元的原岩形成时代尚无明确约束;(2)唐家庄岩群变质级别普遍为麻粒岩相,而胶东岩群岩石大多显示角闪岩相矿物组合;(3)分布于昌邑-莱州一带的含铁岩系原来被划归古元古界粉子山群小宋组,一些学者依据新的定年结果提出小宋组的形成时代应该为新太古代(约2.7~2.5Ga),属于新太古界胶东岩群;(4)古元古代(约2.2~2.1Ga)的花岗岩和辉长岩在胶北地体较为常见,呈现双峰式岩浆特征,在一些地区识别出古元古代岩浆岩与小宋组含铁岩系、荆山群野头组变质沉积岩呈侵入接触关系,暗示两个岩石单元的形成时代应该早于~2.1Ga;(5)从野外产状特征来看,胶北地体唐家庄岩群和胶东岩群的很多变质基性-超基性岩的原岩可能并不是火山岩,而是侵入岩。基于胶北地体古元古代岩浆活动、表壳岩系与其底部岩系的接触关系,并综合考虑其沉积、变质和岩浆活动的时代框架,本文认为胶北地体古元古代表壳岩系形成的构造背景为克拉通伸展盆地,代表华北古元古代活动带在胶北地体的早期响应。虽然关于胶北地体早前寒武纪表壳岩系的研究取得很多进展,但由于多期变质变形的叠加改造,表壳岩原始结构和构造已经被后期变形样式置换,对其岩石单元划分、每个岩石单元的岩石组成、区域对比关系、年代学框架和构造含义等多个方面,仍然存在很多问题和争议有待于深入研究。

大陆俯冲过程中上盘的俯冲剥蚀--胶北地块三叠纪独居石、金红石U-Pb年代学证据

通过对采集自胶北粉子山群和荆山群的石榴云母片岩和云母片岩样品中独居石和金红石的U-Pb同位素年代测定,揭示了胶北地块粉子山群和荆山群不仅经历了古元古代（1869±16~1864±14Ma）变质事件的改造,而且经历了三叠纪（217.8±6.3~215.1±4.2 Ma）变质事件的叠加。说明位于苏鲁超高压变质带上盘的胶北地块粉子山群和荆山群卷入了三叠纪俯冲—碰撞造山过程。

胶北地区粉子山群碎屑锆石U-Pb年龄、Hf同位素及其对胶-辽-吉带构造演化的制约

胶北地区粉子山群和荆山群是胶-辽-吉带重要的组成部分,对粉子山群和荆山群中碎屑锆石的年龄分布和Hf同位素特征的研究,有助于深入认识胶-辽-吉带古元古代构造演化过程。对粉子山群小宋组、张格庄组和巨屯组中碎屑锆石U-Pb定年结果表明,其锆石谐和年龄分布在1842~3663Ma之间,其中13颗锆石的变质边给出了1842~1877Ma的变质年龄,指示粉子山群经历了古元古代晚期变质作用,与荆山群变质作用时代一致。本次研究的三个组中都存在2.2~2.1Ga的碎屑锆石,结合前人研究成果,粉子山群主体应沉积于2.1~1.9Ga。粉子山群碎屑锆石的年龄峰和εHf(t)值与胶北地区早前寒武纪岩浆岩基本一致,表明其碎屑物质很有可能来自胶北地体。另外在巨屯组样品中发现约17%的新太古代晚期碎屑锆石具有明显偏低的εHf(t)值(-5.79~-2.44),可能由早期岩浆岩部分熔融而成,这也暗示胶北~2.5Ga不仅发生大规模的初生地壳生长,还存在早期地壳的重熔。粉子山群和荆山群碎屑锆石年龄分布特征基本一致,均含有胶北特征的年龄峰(~2.7Ga和~2.9Ga),结合二者空间分布特征、一致的变质作用时代以及顺时针的P-T-t轨迹,本文认为粉子山群和荆山群可能均沉积于胶北地体一侧,并随胶北地体向东南俯冲。

山东省前寒武纪几个基础地质问题

根据１∶５万区调及科研所取得的新资料、新成果，论述了山东前寒武纪几个基础地质问题：关于山东大地构造划分问题；山东早元古宙粉子山群与荆山群的关系；山东前寒武纪侵入岩的填图方法。