林少澤，朱光，嚴(yán)樂佳，姜芹芹，趙田

合肥工業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，合肥，230009

內(nèi)容提要：本文通過詳細(xì)的野外構(gòu)造觀察，綜合主干正斷層運(yùn)動學(xué)觀測、擦痕應(yīng)力場反演、巖體變形分析、巖脈與石英脈展布方位等多個方面，對膠東地區(qū)玲瓏巖基的構(gòu)造演化進(jìn)行了有效地制約。研究結(jié)果表明，其為早白堊世的伸展穹窿構(gòu)造，是NW—SE向區(qū)域性伸展的結(jié)果，并且北部的伸展與巖漿活動及金礦化作用要強(qiáng)于南部。在早白堊世強(qiáng)烈伸展與巖漿活動背景下，晚侏羅世侵位的玲瓏巖基沿著傾向相背的兩條大型脆性正斷層(招平斷裂帶與焦家斷裂帶)以地壘構(gòu)造形式發(fā)生隆升而最終出露地表，并非變質(zhì)核雜巖型伸展構(gòu)造。玲瓏巖基在晚侏羅世侵位后并沒有立即出露地表，而是在早白堊世區(qū)域伸展中才隆升與剝露，并伴隨區(qū)內(nèi)大規(guī)模金礦形成。玲瓏伸展穹窿的厘定，一方面證實(shí)了區(qū)內(nèi)早白堊世強(qiáng)烈?guī)r漿活動是發(fā)生在NW—SE向伸展背景下，另一方面進(jìn)一步驗(yàn)證了華北克拉通東部破壞的峰期出現(xiàn)在早白堊世。

華北克拉通破壞和巖石圈減薄是近年來國內(nèi)外研究的熱門課題，關(guān)于其破壞的動力學(xué)背景與機(jī)制、控制因素、時限等方面的研究近年來取得了大量的研究成果。華北克拉通東部晚中生代期間在伸展背景下發(fā)生了破壞和巖石圈減薄已被廣大學(xué)者所認(rèn)同，但關(guān)于其破壞與巖石圈減薄開始的具體時間仍存在較大爭論(Menzies et al.，2007；徐義剛等，2009)。一些學(xué)者認(rèn)為，從三疊紀(jì)或更早時期華北克拉通的破壞就已經(jīng)開始(韓寶福等，2004；許文良等，2006；徐義剛，2009)，減薄作用在晚侏羅世—白堊紀(jì)達(dá)到高峰，并一直持續(xù)到新生代早期(徐義剛，2009)。Gao Shan 等(2004)根據(jù)對遼西地區(qū)中侏羅世高鎂高鍶高釔中酸性(Aidakitic)火山巖的研究分析，認(rèn)為至少在中侏羅世發(fā)生了下地殼與巖石圈地幔的拆沉，這時華北克拉通破壞已經(jīng)開始。姜耀輝等(2005)通過對遼東半島發(fā)現(xiàn)的晚侏羅世煌斑巖群的研究認(rèn)為，華北巖石圈減薄的開始時間可能在晚侏羅世。吳福元等(2008)認(rèn)為華北克拉通范圍內(nèi)早白堊世時期巖漿活動分布廣泛，反應(yīng)強(qiáng)烈的深部地質(zhì)作用和地表的快速隆升，早白堊世應(yīng)對應(yīng)巖石圈減薄和克拉通破壞的開始時間。路鳳香等(2006)認(rèn)為華北晚白堊世—新生代軟流圈來源玄武巖的大面積噴發(fā)是巖石圈發(fā)生減薄的直接標(biāo)志，因而華北東部巖石圈減薄最早開始于100 Ma，峰期應(yīng)在65 Ma之后的新生代。目前對華北克拉通破壞與巖石圈減薄開始時間的認(rèn)識主要來源于巖漿作用的研究，分歧較大，關(guān)鍵而重要的淺部構(gòu)造證據(jù)相對較少。

華北克拉通東部發(fā)生破壞與巖石圈減薄，其淺部地殼響應(yīng)表現(xiàn)為顯著的伸展活動。位于華北克拉通東部的膠東地區(qū)，其晚中生代伸展的開始時間與機(jī)制是理解華北克拉通破壞的重要方面。膠東地區(qū)也是我國最重要的金礦產(chǎn)區(qū)，著名的招掖金礦帶就位于其中。由于其重要的大地構(gòu)造位置和豐富的金礦資源，長期以來受到了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注，開展過大量的研究工作。區(qū)內(nèi)發(fā)育有晚侏羅世到早白堊世兩期巖體，廣泛的金礦化發(fā)生在早白堊世巖漿活動期(苗來成等，1997；關(guān)康等，1998；李俊建等，2005)，而空間上又與晚侏羅世巖體相伴。區(qū)內(nèi)晚中生代伸展活動的開始時間與機(jī)制仍不十分清楚。萬天豐等(2000)認(rèn)為，玲瓏巖基是在中侏羅世NW—SE向擠壓背景下由地殼部分熔融而成的巖漿沿著緩傾斜的郯(城)廬(江)分支斷裂向上侵位而成的，其侵位機(jī)制為張性巖墻擴(kuò)展式機(jī)制。張?zhí)锏?2007，2008)通過對膠東地區(qū)中生代侵入巖體的年代學(xué)研究，主張膠東地區(qū)經(jīng)歷了從晚侏羅世擠壓到早白堊世伸展減薄的構(gòu)造應(yīng)力體制轉(zhuǎn)變，伸展體制起始于130 Ma(早白堊世)，拉張方向?yàn)镹W—SE向，但關(guān)于伸展構(gòu)造模式并未詳細(xì)研究。Charles 等(2011)認(rèn)為晚侏羅世玲瓏巖基出露區(qū)是一個不對稱變質(zhì)核雜巖，其東側(cè)發(fā)育了一條大型東傾的拆離韌性剪切帶，從150 Ma (晚侏羅世)開始拉張，持續(xù)至早白堊世，拉張應(yīng)力方向?yàn)镹W—SE。

總之，關(guān)于膠東地區(qū)晚中生代伸展活動的開始時間與構(gòu)造模式研究程度仍不高，認(rèn)識上也存在著較大的分歧。本文通過對膠東地區(qū)玲瓏巖基出露區(qū)進(jìn)行詳細(xì)的野外構(gòu)造觀察，綜合脆性與韌性伸展構(gòu)造的兩方面分析及斷層擦痕應(yīng)力場反演，對其伸展作用的開始時間與機(jī)制進(jìn)行探討，進(jìn)而為華北克拉通破壞的開始時間進(jìn)一步提供制約。

1 地質(zhì)概況

玲瓏巖基位于膠東半島西北部中國著名的招掖金礦帶內(nèi)，構(gòu)造上處于華北克拉通東南緣膠北隆起西北部，其西側(cè)為NNE走向的郯(城)廬(江)斷裂帶，東側(cè)為蘇魯造山帶，南部為該克拉通上的白堊紀(jì)膠萊盆地。該區(qū)廣泛出露變質(zhì)基底與侵位其中的晚侏羅世—早白堊世巖體，局部出露新元古代蓋層、白堊紀(jì)火山巖及陸相沉積(圖1)。

該區(qū)出露的高級變質(zhì)基底包括新太古代膠東群和古元古代粉子山群(趙懿英等，1995)。膠東群為一套遭受中深變質(zhì)作用的高級變質(zhì)巖，以片麻巖、變粒巖、斜長角閃巖為主。這套變質(zhì)巖在區(qū)內(nèi)廣泛分布，主要分布在玲瓏巖基的東側(cè)，局部分布在西側(cè)及東北側(cè)(圖1)。粉子山群以大理巖、斜長角閃巖和石英巖為主，夾片麻巖與片巖，變質(zhì)相為低角閃巖相至綠片巖相，在玲瓏巖基的兩側(cè)及東北側(cè)都有局部出露(圖1)。

變質(zhì)基底上覆的蓋層只有新元古代蓬萊群，主要分布在郭家?guī)X巖體的東南側(cè)，為一套淺變質(zhì)碳酸鹽巖、板巖與石英巖，呈角度不整合覆蓋于膠東群或粉子山群之上(鄧幼華，1982；張?zhí)铮?008)。玲瓏巖基西側(cè)及南側(cè)被第四系大面積覆蓋，更南部的膠(州)萊(陽)盆地地表出露晚白堊世王氏組陸相碎屑巖和早白堊世青山組中酸性火山巖。王氏組內(nèi)所夾火山巖的40Ar-39Ar年齡為73.5Ma(閆峻等，2003，2005)。青山組火山巖的40Ar-39Ar和鋯石SHRIMP以及LA-ICP-MS U-Pb年齡集中在120～105Ma(邱檢生等，2001；張?jiān)罉虻龋?008；Zhu Guang et al.,2010)。

圖 1 膠東玲瓏巖基及周邊構(gòu)造簡圖(據(jù)1:20萬蓬萊福、濰坊幅、萊陽幅地質(zhì)圖改編)Fig. 1 Structural map of the Linglong batholith，Eastern Shandong, and its surrounding region(modified from the geological maps of Penglai，Weifang and Laiyang with scale 1:200000 )

區(qū)內(nèi)侵入巖廣布，約占總面積的60%，主要包括晚侏羅世的玲瓏巖基、早白堊世的郭家?guī)X巖體和艾山巖體(圖1)。其中玲瓏巖基規(guī)模最大，出露面積約3100 km2，為一復(fù)式花崗巖基，呈卵型、NNE向展布，巖性為黑云母二長花崗巖、二長閃長巖、石英二長巖、花崗閃長巖等，中細(xì)粒結(jié)構(gòu)，局部為片麻狀構(gòu)造。玲瓏巖基由南向北主要由崔召巖體、舊店巖體、郭家店巖體、畢郭巖體、玲瓏巖體和欒家河巖體組成。前人報道了玲瓏巖基的鋯石SHRIMP U-Pb年齡為160～153 Ma(苗來成等，1998)。郭家?guī)X巖體總出露面積約800 km2，呈串珠狀、近EW向分布于北部地區(qū)，局部呈片麻狀構(gòu)造，巖體以含巨大的鉀長石斑晶構(gòu)成的似斑狀結(jié)構(gòu)和含不等量的角閃石為特征而區(qū)別于玲瓏巖體。

郭家?guī)X巖體的鋯石SHRIMP U-Pb年齡為130～126 Ma(關(guān)康等，1998)。艾山巖體出露于蓬萊南部，部分穿入郭家?guī)X巖體，巖性為似斑狀中粗粒黑云母角閃花崗閃長巖。艾山巖體的黑云母K-Ar年齡為115 Ma(孫豐月等，1995)，鋯石SHRIMP U-Pb年齡為116 Ma(Goss et al.，2010)。玲瓏巖基中還侵入了一系列中—小型早白堊世巖體，主要包括北峰頂巖體、南天門巖體和上莊巖體(圖1)，以及一系列北北東走向的花崗巖脈。

玲瓏巖基和郭家?guī)X巖體與金礦床的形成及空間關(guān)系極為密切，侵入體內(nèi)及內(nèi)外接觸帶均有金礦產(chǎn)出。金礦床受該區(qū)構(gòu)造—巖漿活動所控制，礦床類型主要分為石英脈型和破碎帶蝕變巖型。區(qū)內(nèi)當(dāng)張節(jié)理與小型脆性正斷層發(fā)育時，以充填方式形成石英脈型礦體；當(dāng)斷層破碎帶或韌性剪切帶發(fā)育時，以滲透交代方式形成蝕變巖型礦體。苗來成等(1997)和李俊建等(2005)通過對含礦巖脈進(jìn)行SHRIMP U-Pb年齡測定，認(rèn)為金礦成礦年齡為126～120Ma。Yang Jinhui 等(2001)和Li Qiuli 等(2008)對招遠(yuǎn)玲瓏石英脈型金礦黃鐵礦采用Rb-Sr法測定獲得成礦年齡為123～122Ma和122～120Ma。Zhang Xiaoou 等(2003)和Li Jianwei 等(2003)對焦家斷裂帶上的蝕變巖型金礦進(jìn)行了40Ar-39Ar年齡測定，獲得的成礦年齡為121～119Ma?？傊搮^(qū)金礦成礦作用時間為126～119Ma，與早白堊世郭家?guī)X期巖漿活動同期。

區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造十分發(fā)育，大型者為玲瓏巖基東、西兩邊界上總體北北東走向的招遠(yuǎn)—平度斷裂帶(簡稱招平斷裂帶)和焦家斷裂帶(圖1)。招平斷裂帶與焦家斷裂帶也是本區(qū)金礦的主要控礦構(gòu)造，區(qū)內(nèi)金礦主要沿著這兩條大型斷裂帶分布。

2 招遠(yuǎn)—平度斷裂帶特征

招遠(yuǎn)—平度斷裂帶是膠東金礦區(qū)的主要控礦斷裂之一。該斷裂南起平度東，向北經(jīng)招遠(yuǎn)至玲瓏接破頭青斷裂帶(圖1)。該斷裂帶沿玲瓏巖體與粉子山群、膠東群及灤家河巖體的接觸帶延伸，北部切入早白堊世郭家?guī)X巖體，全長100多千米，總體呈北北東走向。招平斷裂帶寬50～800 m，傾向南東，傾角30°～60°(圖2)。野外觀察表明，招平斷裂帶為脆性正斷層(圖3b)，沿著斷裂帶均發(fā)育有寬幾十米到幾百米不等的碎裂巖或角礫巖。

招平斷裂帶北段為破頭青斷裂帶，主要由破頭青主斷裂及玲瓏斷裂、九曲蔣家斷裂、欒家河斷裂等次級斷裂組成，長20多千米，沿著玲瓏巖體與欒家河巖體的接觸帶延伸，北部切入郭家?guī)X巖體。破頭青斷裂帶為脆性正斷層，沿著斷裂帶發(fā)育了200～300 m寬的碎裂巖與斷層角礫巖，局部可見晚期斷層泥。在招遠(yuǎn)市境內(nèi)，破頭青斷裂帶發(fā)育于玲瓏巖體與欒家河巖體接觸帶上，主斷面產(chǎn)狀130°～150°∠32°～45°，擦痕產(chǎn)狀143°～160°∠27°～38°，多為傾向擦痕(赤平投影見圖4b)，斷層的擦痕與階步及伴生構(gòu)造指示其為具有右行分量的正斷層(圖3d)。在龍口境內(nèi)，破頭青斷裂帶發(fā)育于早白堊世郭家?guī)X巖體中，主斷面產(chǎn)狀115°～120°∠56°～75°，擦痕產(chǎn)狀132°～140°∠45°～60°，同樣為具有右行分量的正斷層。

招平斷裂帶中—南段自招遠(yuǎn)一直延伸至平度東，沿著粉子山群及膠東群與郭家店巖體、舊店巖體、崔召巖體的接觸帶分布。該段長約60 km，寬50～500 m，總體走向?yàn)镹E20°～30°，傾向SE，傾角30°～55°。招平斷裂帶中—南段脆性變形較北段強(qiáng)烈，斷裂破碎帶多寬達(dá)400～500m，發(fā)育了各類碎裂巖及斷層角礫巖。該段斷裂帶在招遠(yuǎn)留仙莊、萊西南墅以及黃童水庫等地均可以見到其露頭，主斷面產(chǎn)狀110°～130°∠30°～55°，擦痕產(chǎn)狀105°～155°∠25°～46°(赤平投影見圖4b)，斷層擦痕與階步、派生節(jié)理以及牽引構(gòu)造等斷層運(yùn)動指向標(biāo)志均指示為正斷層。

3 焦家斷裂帶特征

焦家斷裂帶是一條大型緩傾角脆性正斷層帶，發(fā)育于玲瓏巖基的西緣，主要沿新太古代膠東群基底與玲瓏巖基接觸帶分布。其北起龍口南，經(jīng)姚家、新城、焦家、萊州向平度西延伸，總體呈NE—NEE向展布，全長100多千米(圖1)。

焦家斷裂帶北段經(jīng)姚家、新城、焦家一直延伸至寺莊，長約40 km，寬1～2.5 km，總體走向北東40°，傾向北西，傾角多30°～50°，局部較陡為60°～80°(圖2)。該斷裂帶北段由焦家主斷裂、河西支斷裂與望兒山支斷裂組成，沿?cái)嗔褞Оl(fā)育了一系列蝕變巖型金礦床。該段斷裂帶主體為脆性正斷層，沿著斷裂帶發(fā)育了碎裂巖與斷層角礫巖以及密集節(jié)理、劈理和各種裂隙，形成了100～200 m寬的斷裂破碎蝕變帶(圖2)。在姚家一帶，斷裂帶發(fā)育于晚侏羅世玲瓏巖體中，各級斷面傾向280°～313°，傾角30°～70°，擦痕傾伏向?yàn)?15°～345°，傾伏角為20°～60°。斷層擦痕與階步及派生節(jié)理與斷層皆指示為正斷層性質(zhì)(圖3a)。在黃山館一帶焦家斷裂帶發(fā)育于早白堊世郭家?guī)X巖體中，主斷面產(chǎn)狀325°∠40°，擦痕產(chǎn)狀310°∠34°(赤平投影見圖4c)，根據(jù)擦痕與階步判斷為具有左行走滑分量的正斷層(圖3c)。

焦家斷裂帶中段自寺莊以南一直延伸至萊州，但該段隱伏于第四紀(jì)地層之下，野外工作中未見其出露地表。焦家斷裂帶南段系指萊州—平度西一帶，長約30 km，寬80～800m，總體走向北東20°，傾向北西，傾角30°～40°(圖2)。該段斷裂帶沿著郭家店巖體、舊店巖體、崔召巖體與變質(zhì)基底接觸帶分布，發(fā)育50～100 m寬的斷裂破碎帶，帶中主要發(fā)育了碎裂狀花崗巖、花崗質(zhì)碎裂巖、斷層角礫巖等構(gòu)造巖。在馬驛一帶，該斷裂帶發(fā)育于郭家店巖體與膠東群基底接觸帶，主斷面產(chǎn)狀為292°∠31°，擦痕產(chǎn)狀305°∠24°(赤平投影見圖4c)，斷層的派生節(jié)理指示為具有右行走滑分量的正斷層。

圖 2 膠東玲瓏巖基構(gòu)造剖面圖Fig. 2 Structural cross-sections of the Linglong batholith in Eastern Shandong

4 應(yīng)力場分析

為了確定招平與焦家斷裂帶形成時的應(yīng)力狀態(tài)，我們在對斷層運(yùn)動學(xué)進(jìn)行詳細(xì)分析基礎(chǔ)上，系統(tǒng)地實(shí)測了斷層擦痕數(shù)據(jù)(包括斷面與擦痕產(chǎn)狀)，進(jìn)而通過反演獲得三個主應(yīng)力方位。恢復(fù)古構(gòu)造應(yīng)力場最為有效而廣泛使用的方法就是利用斷層擦痕數(shù)據(jù)反演應(yīng)力場。本文所采用的是Angelier方法，其原理是基于Wallace(1951)和Bott(1959)的基本假設(shè)，具體是應(yīng)用Angelier(1984a，1989)提出的古應(yīng)力分析方法及相關(guān)的應(yīng)力場反演軟件對野外實(shí)測斷層擦痕數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析，可以反演出三個主應(yīng)力的方位和比值，并自動生成古應(yīng)力圖。這一方法對新生斷層以及復(fù)活的老斷層都適用。每一處斷層需要至少8組斷面與擦痕產(chǎn)狀數(shù)據(jù)。該應(yīng)力場反演軟件給出了兩個誤差評估參數(shù)，即ANG和RUP。ANG就是指剪應(yīng)力與滑動方向之間的角度偏差，它的變化范圍是0～180°。RUP是直接反演方法(INVD)中的一種偏差估計(jì)，它的大小既取決于ANG的大小，又取決于剪應(yīng)力的相對大小，它的變化范圍是0～200 %。一般RUP ≤50%或ANG≤22.5°被認(rèn)為是誤差較小、匹配最好的數(shù)據(jù)，相應(yīng)的應(yīng)力場方位被認(rèn)為是可信的。表1中數(shù)據(jù)誤差角ANG介于1°～19°，RUP≤48%，指示所獲得的數(shù)據(jù)質(zhì)量較好。

注：σ1，σ2，σ3分別為最大、中間與最小主應(yīng)力軸；ANG和RUP為誤差評估參數(shù)。

工作中在招平斷裂帶15處進(jìn)行了擦痕數(shù)據(jù)實(shí)測(表1)，經(jīng)反演獲得的應(yīng)力場數(shù)據(jù)見圖3f。通過招平斷層帶擦痕反演的這些古應(yīng)力狀態(tài)，顯示為典型的正斷層應(yīng)力體制，即最大主壓應(yīng)力軸σ1方向近直立，中間應(yīng)力軸σ2方向?yàn)镹E—SW向，而最小主應(yīng)力軸σ3方向?yàn)镹W—SE向(圖4f)，指示正斷層活動期為NW—SE向拉張。

焦家斷裂帶北段在龍口市姚家—新城一帶出露較好，是本次野外工作的重點(diǎn)觀察對象。根據(jù)8組實(shí)測斷層擦痕數(shù)據(jù)反演應(yīng)力場給出的σ3方位(表1)為301°∠3°(JD1)，156°∠21°(JD2)，119°∠7°(JD3)，340°∠2°(JD4)，160°∠22°(JD6)，336°∠13°(JD7)，145°∠3°(JD9)，161°∠14°(JY7)，主壓應(yīng)力方向(σ1)近直立，也指示伸展應(yīng)力狀態(tài)(圖4e)。工作中在焦家斷裂帶南段馬驛一帶實(shí)測了1組斷層擦痕數(shù)據(jù)，根據(jù)應(yīng)力場反演結(jié)果給出的σ3方位(表1)為134°∠6°(JD17)，與該斷裂帶北段應(yīng)力狀態(tài)一致，均指示為NW—SE向拉伸。焦家斷裂帶的運(yùn)動學(xué)分析與應(yīng)力場反演均指示其為NW—SE向拉伸形成的正斷層，顯示與招平斷裂帶一樣是區(qū)域伸展形成的大型脆性斷裂構(gòu)造。

圖 3 膠東玲瓏巖基伸展構(gòu)造野外照片F(xiàn)ig. 3 Outcrop photographs of extensional structures in the Linglong batholith， Eastern Shandong

(a)焦家斷裂帶北段晚侏羅世玲瓏巖體中發(fā)育的脆性斷層，伴生剪節(jié)理指示上盤向NW運(yùn)動的正斷層；(b)招平斷裂帶的脆性正斷層，擦痕與階步指示上盤向SE運(yùn)動；(c)焦家斷裂帶的脆性斷層，斷面上的傾向擦痕和階步指示上盤向NW運(yùn)動的正斷層；(d)招平斷裂帶斷面上的傾向擦痕和階步指示上盤向SE運(yùn)動的正斷層；(e)焦家斷裂帶下盤玲瓏巖體發(fā)生韌性變形，石英塑性拉長，礦物拉伸線理方向?yàn)镹W—SE向；(f)招平斷裂帶下盤玲瓏巖體發(fā)生韌性變形，石英塑性拉長，礦物拉伸線理方向?yàn)镹W—SE向；(g)焦家脆性正斷層下盤韌性變形帶，長石殘斑拖尾與S—C組構(gòu)指示上盤向NW運(yùn)動；(h)招平斷裂帶早白堊世郭家?guī)X韌性變形帶，長石旋轉(zhuǎn)斑晶與S—C組構(gòu)指示上盤向SE運(yùn)動

(a)The Jiaojia brittle normal fault zone and its associated shear joints in the Late Jurassic Linglong granite, showing a top-to-the-NW motion;(b)the Zhaoping brittle normal fault zone with striation and fault steps showing top-to-the-SE motion;(c)striation and fault steps on the Jiaojia fault zone, showing a top-to-the-NW normal fault;(d)striation and fault steps on the Zhaoping brittle fault zone showing top-to-the-SE motion;(e)the Linglong granite in footwall of the Jiaojia fault zone has obvious ductile deformation with plastic elongation of quartz grains showing NW—SE mineral stretching lineation;(f)the Linglong granite in footwall of the Zhaoping normal fault zone has obvious ductile deformation with plastic elongation of quartz grains showing NW—SE mineral stretching lineation;(g)a ductile deformation belt in footwall of the Jiaojia brittle normal fault with rotated porphyroclasts and S—C fabrics，showing a top-to-the-NW sense of shear;(h)a ductile deformation belt in the Early Cretaceous Guojialing granite of the Zhaoping brittle normal fault with rotated porphyroclasts and S—C fabrics，showing a top-to-the-SE sense of shear

5 玲瓏巖基韌性變形特征

玲瓏巖基東、西兩側(cè)分別被招平斷裂帶與焦家斷裂帶兩大脆性正斷層所切割，其間的北部巖基內(nèi)發(fā)育了韌性變形組構(gòu)，使其成為片麻狀或面理化巖體，但中—南部卻表現(xiàn)為脆性，未見韌性變形組構(gòu)。

在焦家斷裂帶北段下盤的玲瓏巖基內(nèi)，野外可見明顯的韌性變形組構(gòu)，表現(xiàn)為相間出現(xiàn)的韌性變形帶(圖2a)。在龍口市姚家一帶，這類變形帶內(nèi)可見石英顆粒被塑性拉長(圖3e)，各類礦物定向排列，所形成的面理產(chǎn)狀為300°∠26°，礦物拉伸線理產(chǎn)狀為322°∠31°，石英拖尾指示上盤向北西運(yùn)動。在焦家金礦附近，焦家脆性正斷層下盤的玲瓏巖基內(nèi)同樣發(fā)育了韌性變形帶(圖2b)，呈片麻狀/面理化花崗巖，發(fā)育了眼球狀構(gòu)造、S—C組構(gòu)、石英變形條帶、旋轉(zhuǎn)殘斑構(gòu)造等。其面理產(chǎn)狀為310°∠18°，石英拉伸線理產(chǎn)狀為302°∠16°，S—C組構(gòu)及殘斑拖尾等運(yùn)動學(xué)判別標(biāo)志均指示上盤向北西運(yùn)動(圖3g)。自寺莊以南焦家斷裂帶下盤的玲瓏巖基卻為未發(fā)生過塑性變形的粗?；◢弾r，沒有發(fā)育韌性變形帶(圖2c)。

招平斷裂帶北段下盤玲瓏巖基同樣塑性變形明顯，也發(fā)育了相間出現(xiàn)的韌性變形帶(圖2a)。例如，在破頭青斷裂一帶，變形帶中面理向南東傾，一致發(fā)育NW—SE向礦物拉伸線理(圖3f)，野外露頭構(gòu)造均指示上盤向南東運(yùn)動。在招遠(yuǎn)市一帶，招平脆性正斷層下盤的玲瓏巖基中同樣發(fā)育了多條韌性變形帶(圖2b)，變形帶內(nèi)的黑云二長花崗巖發(fā)生顯著的塑性變形，其面理向南東傾，礦物拉伸線理為NW—SE向，其中的S—C組構(gòu)、長石殘斑、石英拖尾等均指示上盤向南東運(yùn)動。野外觀察同樣發(fā)現(xiàn)，在招遠(yuǎn)留仙莊以南的招平斷裂帶下盤玲瓏巖基皆為未變形花崗巖(圖2c)，僅受到脆性構(gòu)造的切割。

野外觀察發(fā)現(xiàn)，在遠(yuǎn)離招平與焦家斷裂帶北段的巖基內(nèi)部還發(fā)育了一系列小型北北東走向的韌性變形帶。這些韌性變形帶向北西或向南東傾，但其礦物拉伸線理均為NW—SE向。向北西傾的變形帶上盤向北西運(yùn)動，而向南東傾的變形帶上盤向南東運(yùn)動(圖2a，b)。

通過系統(tǒng)測量玲瓏巖基北部韌性變形面理與線理產(chǎn)狀并進(jìn)行下半球等角度赤平投影(圖4d)，結(jié)果顯示面理法線投影圍繞圓心分布，指示產(chǎn)狀較緩，傾向與傾角多變，具有低角度伸展變形帶特征。礦物拉伸線理傾角也較平緩，傾伏向?yàn)镹W或SE，指示這些韌性變形組構(gòu)是NW—SE向拉伸的產(chǎn)物。如圖1所示，本次野外實(shí)測的礦物拉伸線理產(chǎn)狀與玲瓏巖基南、北部通過巖石磁各向異性測量求出的磁線理方位是一致的(萬天豐等，2000)，皆為NW—SE向。

本次工作中還在玲瓏巖基北部的早白堊世郭家?guī)X巖體內(nèi)進(jìn)行了韌性組構(gòu)觀察。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，郭家?guī)X巖體內(nèi)局部也出現(xiàn)了北東走向的韌性變形帶，使巖體局部變形成片麻狀。該變形帶的礦物拉伸線理也是NW—SE向，與晚侏羅世玲瓏巖基內(nèi)的韌性變形組構(gòu)在特征與運(yùn)動學(xué)上是一致的(圖3h)。

綜上所述，玲瓏巖基南、北部變形特征與剝露程度差異明顯。巖基北部剝露較深，將韌性域變形組構(gòu)出露地表；而巖基南部剝露較淺，韌性域并未抬升剝露出來，僅出露了脆性域構(gòu)造。萬天豐等(2000)對玲瓏巖基三維形態(tài)的重力模擬結(jié)果顯示，該巖基的現(xiàn)存厚度在南部最大，而北部最薄，與上述構(gòu)造特征所指示的相吻合。

圖 4 膠東玲瓏巖基邊界正斷層擦痕應(yīng)力場反演圖(e，f)和斷面與擦痕產(chǎn)狀(b，c)及玲瓏巖基內(nèi)韌性組構(gòu)赤平投影圖(d. 下半球等角度投影)

6 伸展活動時間的討論

6.1 巖體與巖脈時代的制約

招平斷裂帶與焦家斷裂帶都切割了早白堊世郭家?guī)X巖體，郭家?guī)X巖體的鋯石SHRIMP U-Pb年齡為130～126Ma(關(guān)康等，1998)。因此，招平斷裂帶與焦家斷裂帶的發(fā)育時間應(yīng)晚于郭家?guī)X巖體侵位時間或與之同期。

研究區(qū)北部的玲瓏巖基及郭家?guī)X、艾山等巖體內(nèi)還發(fā)育了大量的花崗巖脈。據(jù)前人報道的同位素年代學(xué)結(jié)果，這些巖脈的侵位時代集中在126～115Ma(苗來成等，1997；楊進(jìn)輝等，2000；李俊建等，2005)。這些巖脈展布非常穩(wěn)定，一致呈北北東走向，高角度陡傾，顯然是沿著北北東走向的張性破裂貫入的巖脈(圖1)。它們一致的產(chǎn)狀也指示這一早白堊世巖漿活動期的區(qū)域應(yīng)力狀態(tài)為NW—SE向拉伸，與招平斷裂帶和焦家斷裂帶所指示的拉伸方向一致。因而，遭受NW—SE向拉伸構(gòu)造影響的巖體與巖脈時代相同，特別是一系列北北東走向的同構(gòu)造巖脈，明顯指示區(qū)內(nèi)NW—SE向拉伸是發(fā)生在早白堊世。區(qū)內(nèi)的早白堊世巖體應(yīng)為同伸展期巖體。

6.2 金礦形成時代的制約

焦家斷裂帶也是一條蝕變破碎構(gòu)造帶，著名的焦家金礦就產(chǎn)于此。焦家金礦屬于破碎帶熱液交代蝕變巖型金礦，也叫“焦家式金礦”。這類金礦床就是當(dāng)破碎帶伸展活動時，含礦熱液充填、交代活動，形成網(wǎng)脈狀的蝕變巖型金礦床。因而焦家斷裂帶控制了“焦家式”金礦的形成，斷裂活動與金礦形成時間一致。Zhang Xiaoou 等(2003)和Li Jianwei 等(2003)對焦家斷裂帶上的蝕變巖型金礦進(jìn)行了40Ar-39Ar年齡測定，獲得的成礦年齡為121～119Ma(早白堊世)，表明其正斷層活動為早白堊世。

招遠(yuǎn)玲瓏金礦就位于招平斷裂帶上，屬于石英脈型金礦，也稱為“玲瓏式金礦”。這類金礦就是當(dāng)張節(jié)理或脆性正斷層活動時，以熱液充填方式形成石英脈型金礦。前人研究表明，這些石英脈主要是北北東走向(劉石年，1984；孫國勝等，2003；)，表明為NW—SE向拉張中形成的石英脈。Yang Jinhui 等(2001)和Li Qiuli 等(2008)對招遠(yuǎn)玲瓏石英脈型金礦黃鐵礦采用Rb-Sr法測定獲得成礦年齡為123～122Ma和122～120Ma，也指示為早白堊世的成礦時代，同時表明NW—SE向拉張發(fā)生在早白堊世。

綜上所述，該區(qū)金礦成礦作用時間皆為早白堊世(126～119Ma)，與早白堊世巖漿活動同期，其控礦構(gòu)造也指示區(qū)內(nèi)NW—SE向伸展發(fā)生于早白堊世。

6.3 拉張方向的約束

如前文所述，應(yīng)力場反演結(jié)果指示焦家與招平斷裂帶正斷層活動時的拉張方向?yàn)镹W—SE向(圖4e，f)。區(qū)內(nèi)一系列北北東走向的早白堊世巖脈與含金石英脈很好地指示了早白堊世拉張方向?yàn)镹W—SE向，與這兩條大型正斷層的拉張方向一致，進(jìn)而反映這兩條大型正斷層的活動時間為早白堊世。

晚侏羅世玲瓏巖基北部穩(wěn)定的NW—SE向礦物拉伸線理指示了深部韌性變形的拉伸方向?yàn)镹W—SE向(圖4d)。這種NW—SE向礦物拉伸線理同樣出現(xiàn)在早白堊世同構(gòu)造侵位的郭家?guī)X巖體內(nèi)，與同期侵位的一系列北北東向巖脈所指示的NW—SE向拉伸相吻合，反映這些韌性變形組構(gòu)也是早白堊世發(fā)育的。

總之，研究區(qū)的韌性變形構(gòu)造、同構(gòu)造巖脈、含礦石英脈、正斷層等一方面皆指示了穩(wěn)定的NW—SE向拉伸，另一方面有效地限定了這一期的拉伸發(fā)生在早白堊世。

綜上所述，通過巖體、巖脈侵位時代和金礦形成時間的制約以及拉伸方向的相互吻合，筆者認(rèn)為焦家與招遠(yuǎn)斷裂帶的正斷層活動時間、北北東向巖脈的侵位時代、北北東向含金石英脈和蝕變巖型金礦的成礦時間、玲瓏巖基和郭家?guī)X巖體的塑性伸展變形時間均為早白堊世時期。區(qū)內(nèi)早白堊世巖漿活動是發(fā)生在NW—SE向伸展的背景下，伴生了各種類型的伸展構(gòu)造及相應(yīng)的金礦化。

7 伸展模式與背景討論

本次工作通過詳細(xì)的野外構(gòu)造觀察，綜合巖體變形分析、主干正斷層運(yùn)動學(xué)恢復(fù)、擦痕應(yīng)力場反演、巖脈與石英脈展布方位等多個方面，對玲瓏巖基的構(gòu)造演化進(jìn)行了有效的制約，結(jié)果表明其為早白堊世的伸展構(gòu)造，是NW—SE向區(qū)域性伸展的結(jié)果。

晚侏羅世時期，膠東地區(qū)發(fā)生了顯著的地殼重熔作用，大規(guī)模的殼源巖漿侵位，形成了玲瓏巖基。晚侏羅世巖漿活動開始于160±3Ma(晚侏羅世早期)，持續(xù)至152Ma(苗來成等，1998)。據(jù)前人研究(桑隆康等，1987；張韞璞等，1991；張華鋒等，2006)，玲瓏巖基與早白堊世郭家?guī)X巖體侵位深度相當(dāng)，均在10～15 km。從地質(zhì)關(guān)系和空間分布上來看，北部早白堊郭家?guī)X巖體侵入早期的玲瓏巖基，這表明早白堊世郭家?guī)X巖體(130～126Ma)侵位時晚侏羅世玲瓏巖基并未發(fā)生顯著隆升，仍位于地殼10～15 km處。因此從該巖基侵位一直到早白堊世伸展活動之前，并未發(fā)生顯著隆升而出露地表。該區(qū)晚侏羅世的強(qiáng)烈?guī)r漿活動有可能是發(fā)生在弱伸展的背景下，但仍缺乏可靠的構(gòu)造證據(jù)。

圖 5 膠東地區(qū)玲瓏伸展穹窿(北部)構(gòu)造演化模式圖Fig. 5 Tectonic evolution models of the northern Linglong extensional dome in Eastern Shandong

進(jìn)入早白堊世，研究區(qū)出現(xiàn)了強(qiáng)烈的NW—SE向拉伸。在此區(qū)域伸展背景下發(fā)生了強(qiáng)烈的巖漿活動，分別侵位郭家?guī)X巖體(130～126Ma)、艾山巖體(116Ma)及玲瓏巖基內(nèi)一系列中—小型侵入體和大量北北東向巖脈。由這些早白堊世巖體與巖脈的空間分布可見(圖1)，玲瓏巖基北部早白堊世巖漿活動最強(qiáng)。在早白堊世伸展與巖漿活動中，沿玲瓏巖基東西兩側(cè)分別形成北北東走向向南東傾的招平正斷層和向北西傾的焦家正斷層。正是在此兩條傾向相背的大型脆性正斷層活動中，使其間的玲瓏巖基以地壘構(gòu)造形式發(fā)生隆升而最終出露地表。因而，玲瓏巖基屬于早白堊伸展穹窿。玲瓏巖基中、南部目前地表僅見脆性伸展構(gòu)造，未剝露韌性域的伸展構(gòu)造。玲瓏巖基北部在強(qiáng)烈的巖漿活動中伸展活動最強(qiáng)，加之均衡隆升作用，使招平斷裂與焦家斷裂之間(共用的下盤地壘)的玲瓏巖基內(nèi)出露韌性域的伸展構(gòu)造，包括這兩個脆性正斷層旁側(cè)下盤的韌性變形帶和其間巖體內(nèi)的一系列韌性伸展變形組構(gòu)。在近水平拉伸中，這些韌性變形帶可以共軛出現(xiàn)，也可沿某一方向集中出現(xiàn)，從而其傾向多變，但礦物拉伸線理都是NW—SE向的。正是在此強(qiáng)烈的伸展與巖漿活動中，金礦大量形成，成礦流體在斷層破碎帶內(nèi)的活動就形成蝕變巖型金礦，在正斷層和張節(jié)理內(nèi)的石英脈中就形成了石英脈型金礦。區(qū)內(nèi)的早白堊世巖漿與伸展活動是同時發(fā)生的，因而早白堊世巖體屬于同構(gòu)造巖體，與晚侏羅世巖體一樣出現(xiàn)了韌性與脆性伸展構(gòu)造。

華北克拉通東部的破壞與巖石圈減薄峰期出現(xiàn)在早白堊世(姜耀輝等，2005；吳福元等，2008；徐義剛等，2009)。玲瓏巖基的構(gòu)造演化同樣顯示該區(qū)在早白堊世發(fā)生了強(qiáng)烈的伸展活動，同時伴生強(qiáng)烈的巖漿活動。這一方面證實(shí)了區(qū)內(nèi)早白堊世巖漿活動是發(fā)生在NW—SE向伸展背景下，另一方面再次驗(yàn)證了該克拉通的峰期破壞時間是早白堊世。

玲瓏巖基本身反映該區(qū)還發(fā)生了強(qiáng)烈的晚侏羅世巖漿活動。這期巖漿活動同時出現(xiàn)在北部的燕山構(gòu)造帶(Davis et al.，2001；毛德寶等，2003；吳福元等，2006)及南部郯廬斷裂帶以西的蚌埠地區(qū)(許文良等，2004)。張必龍等(2011)通過遼西醫(yī)巫閭山變質(zhì)核雜巖的研究，認(rèn)為發(fā)生過晚侏羅世的伸展活動，晚侏羅世的巖漿活動是發(fā)生在區(qū)域伸展背景下。然而，本次通過玲瓏巖基的構(gòu)造研究，并沒有發(fā)現(xiàn)晚侏羅世伸展構(gòu)造，不支持Charles 等(2011)認(rèn)為晚侏羅世開始的變質(zhì)核雜巖觀點(diǎn)。該晚侏羅世大型巖基究竟是在何種動力學(xué)背景下侵位的仍值得今后深入研究。

8 結(jié)論

本次工作通過對玲瓏巖基進(jìn)行詳細(xì)的野外構(gòu)造調(diào)查，重新厘定了其構(gòu)造演化與剝露機(jī)制，并取得了以下認(rèn)識：

(1)玲瓏巖基東、西兩側(cè)的招平斷裂與焦家斷裂為兩大脆性正斷層。招平斷裂帶向南東傾，而焦家斷裂帶向北西傾，兩者應(yīng)力場反演結(jié)果皆指示為NW—SE向拉伸的產(chǎn)物。

(2)玲瓏巖基南、北部變形特征差異明顯，北部剝露較深，發(fā)育了韌性變形組構(gòu)，早白堊世巖漿活動、金礦化作用與伸展活動皆較強(qiáng)；而中、南部抬升較淺，僅發(fā)育了脆性伸展構(gòu)造。巖基北部發(fā)育一系列伸展型韌性變形帶，其傾向?yàn)镹W或SE，但礦物拉伸線理一致為NW—SE向，指示韌性構(gòu)造的伸展方向也是NW—SE向。

(3)區(qū)內(nèi)焦家斷裂與招平斷裂正斷層的活動時間、北北東向巖脈的侵位時代、北北東向含金石英脈和蝕變巖型金礦帶的成礦時間、玲瓏巖基和郭家?guī)X巖體的塑性伸展變形時間均為早白堊世。

(4)在早白堊世強(qiáng)烈伸展與巖漿活動背景下，玲瓏巖基沿著東、西兩邊界上傾向相背的兩條大型脆性正斷層(招平斷裂帶與焦家斷裂帶)以地壘構(gòu)造形式發(fā)生隆升而最終出露地表，屬于早白堊世伸展穹窿，而非變質(zhì)核雜巖。玲瓏巖基的演化還證實(shí)了區(qū)內(nèi)的早白堊世巖漿活動是發(fā)生在NW—SE向伸展背景下，也進(jìn)一步驗(yàn)證了華北克拉通東部的峰期破壞時間是早白堊世。