湯世凱，李金鵬，趙輝，吳鳳萍，扈勝濤

(1.山東省海洋地質(zhì)勘查院，山東 煙臺(tái) 264004；2.山東省第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東 煙臺(tái) 264004)

山東半島海域?qū)儆谥袊?guó)東部海區(qū)，橫跨渤海和黃海。渤海屬于我國(guó)內(nèi)海，以遼東半島南端老鐵山角至山東半島北端蓬萊角為界，與黃海相隔。黃海在地理上以山東半島成山角至朝鮮半島的白翎島為界，分為南黃海和北黃海。中國(guó)東部海區(qū)大陸架寬廣，蘊(yùn)藏有豐富的礦產(chǎn)資源和漁業(yè)資源，具有重要的戰(zhàn)略意義和經(jīng)濟(jì)地位[1]。在研究礦產(chǎn)資源，對(duì)成礦區(qū)帶劃分時(shí)，多以陸地為重點(diǎn)研究對(duì)象，海域方面研究甚少，前人認(rèn)為研究區(qū)海域作為中國(guó)大陸架的自然延伸，是濱太平洋成礦域中的一個(gè)成礦省，可分為渤海油氣天然氣水合物成礦區(qū)和黃海油氣天然氣水合物成礦區(qū)[2]，該劃分方案較為概略。該文在參考大量詳實(shí)的區(qū)域重磁、構(gòu)造單元和成礦區(qū)帶劃分資料的基礎(chǔ)上，依照由已知到未知、由陸緣到近海的原則，對(duì)海域重磁異常特征、構(gòu)造單元以及成礦區(qū)帶劃分做初步的研究探討。

1 重磁異常特征

重力異常反映地殼乃至巖石圈物質(zhì)橫向分布不均勻性的綜合效應(yīng)，磁力異常反映構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和巖漿活動(dòng)的信息[1]，通過(guò)對(duì)重磁異常規(guī)律研究，能夠圈定盆地范圍，推斷追索深大斷裂和具有一定物性差異的斷裂構(gòu)造，劃分大地構(gòu)造單元等。該文系統(tǒng)收集山東半島海域不同精度的重磁異常資料(1)山東省物化探勘查院，山東省重磁資料綜合解釋成果報(bào)告，1997年8月。[1,3-5]，對(duì)研究區(qū)內(nèi)渤海、北黃海和南黃海的重力異常和磁異常進(jìn)行分塊描述，總結(jié)重磁異常特征，為厘清海域地質(zhì)構(gòu)造單元界線提供依據(jù)。

1.1 重力異常特征

渤海與黃海布格重力異常截然不同，渤海背景值明顯比黃海偏低(圖1)①，反映了2個(gè)海區(qū)不同的深部構(gòu)造差異。渤海布格重力異常大致以郯廬斷裂為界，表現(xiàn)為“東高西低”，其東側(cè)以正異常為主，西側(cè)以大面積的負(fù)異常為主[3]，整體與NE向的郯廬斷裂帶協(xié)調(diào)一致，局部出現(xiàn)NW向布格異常值圈閉，空間重力異常與布格重力異常基本一致，異常值稍有降低，等值線形態(tài)相對(duì)復(fù)雜。黃海布格重力異常，從總體上看以大面積的正異常為主。具體到南北黃海，其重力異常又有著較大差異，北黃海為一相對(duì)布格重力異常低值區(qū)，南黃海為一相對(duì)布格重力異常高值區(qū)，空間重力異常與布格重力異常形態(tài)相近，幅值相差不大。渤海海峽附近近SN向的布格重力正異常，反映了膠遼隆起區(qū)在海域的延伸；北黃海盆地海域布格重力異常以負(fù)異常為主，異常圈閉，走向變化不大，反映了盆地內(nèi)部的斷陷構(gòu)造；南黃海北部海域大面積的NE向正異常，反映了膠南-威海隆起區(qū)向海域的延伸，該海域NE向線性串珠狀高值正異常梯度帶反映了千里巖斷裂的發(fā)育[6]。

1.2 磁異常特征

研究區(qū)磁異常特征與布格重力異常特征相反，大致以郯廬斷裂為界，渤海海域大面積正磁異常，黃海海域大面積負(fù)磁異常(圖2)(2)山東省物化探勘查院，山東省重磁資料綜合解釋成果報(bào)告，1997年8月。。海區(qū)異?？傮w走向?yàn)镹E—NNE向，磁異常強(qiáng)度一般為±40nT，局部能達(dá)到±100nT。渤海磁異常在NE走向的背景上，發(fā)育NW向排列的串珠狀異常，某種程度上掩蓋了NE走向的特征[3]。黃海磁異常大面積以負(fù)值為主，總體上較為寬緩，大多在-50nT～0nT之間變化。南北黃海之間的高值區(qū)呈團(tuán)塊狀，出現(xiàn)數(shù)個(gè)大面積、高幅值的正異常圈閉，在北黃海一側(cè)延續(xù)北黃海盆地NW向正異常特征，南黃海一側(cè)出現(xiàn)NE向和近E—W向的正異常團(tuán)塊。南黃海北部千里巖隆起表現(xiàn)為NE向高值異常帶[6]，是蘇魯超高壓變質(zhì)帶在海域延伸的體現(xiàn)。

1—正等值線(nT);2—負(fù)等值線(nT);3—零等值線(nT);4—相對(duì)磁力高;5—相對(duì)磁力低圖2 區(qū)域航空磁測(cè)磁力(ΔT)異常

2 構(gòu)造單元特征

2.1 構(gòu)造單元?jiǎng)澐?/h3>

通過(guò)以上研究區(qū)布格重力異常、磁異常的幅值和形態(tài)等特征的研究，結(jié)合鄰區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造展布，在充分參考前人研究成果的基礎(chǔ)上，對(duì)海域大地構(gòu)造單元特征進(jìn)行劃分和總結(jié)。該次海域構(gòu)造單元?jiǎng)澐?，只有北黃海盆地及次級(jí)構(gòu)造單元，渤中坳陷為獨(dú)立構(gòu)造單元，其余為陸域構(gòu)造單元向海域的延伸，因此這部分構(gòu)造單元定名為陸域構(gòu)造單元名稱(海域)(表1、圖3)[3,7-10](3)山東省國(guó)土資源廳，山東省地層、侵入巖、構(gòu)造單元?jiǎng)澐址桨福?014年3月。。

研究區(qū)以五蓮-即墨-牟平斷裂帶及其向海域延伸的部分為界，劃分為華北板塊和蘇魯造山帶2個(gè)Ⅰ級(jí)構(gòu)造單元；以齊河-廣饒斷裂、昌邑-大店斷裂、渤海灣盆地邊界以及北黃海盆地邊界為界線，劃分為渤海灣盆地、膠遼隆起區(qū)、北黃海盆地和膠南-威海隆起區(qū)等4個(gè)Ⅱ級(jí)構(gòu)造單元；以大的區(qū)域性斷裂(如千里巖斷裂)、盆地內(nèi)斷裂以及盆地角度不整合界線為界，進(jìn)一步劃分為埕寧隆起、膠北隆起、膠萊盆地東部以及千里巖隆起等10個(gè)Ⅲ級(jí)構(gòu)造單元。

表1 研究區(qū)大地構(gòu)造單元?jiǎng)澐?/p>

1—一級(jí)單元界線；2—二級(jí)單元界線；3—三級(jí)單元界線；4—坳陷；5—隆起；F1—千里巖南緣斷裂；F2—千里巖斷裂；F3—五蓮-即墨-牟平斷裂；F4—昌邑-大店斷裂；F5—鄌郚-葛溝斷裂；F6—齊河-廣饒斷裂圖3 研究區(qū)及鄰區(qū)構(gòu)造單元?jiǎng)澐趾?jiǎn)圖(據(jù)資料①[3,7-11]修改)

2.2 構(gòu)造單元特征

渤海灣盆地是一個(gè)新生代沉積盆地，呈現(xiàn)東西分帶，南北分塊的格局。研究區(qū)內(nèi)由埕寧隆起、渤中坳陷和濟(jì)陽(yáng)坳陷3個(gè)Ⅲ級(jí)構(gòu)造單元組成[10]，坳陷和隆起的基底被大量的NNE—NE向、NWW向和近EW向斷裂所分割。埕寧隆起邊界受NNE向和NW向斷層控制，基底由泰山群、寒武系及石炭-二疊系組成，新近系不整合超覆其上[4]。渤中坳陷受NNE向郯廬斷裂帶和NWW向張家口-蓬萊斷裂帶的控制，坳陷基底面總體上自SW向NE向傾斜，以北斷南超半地塹凹陷為主，充填厚度萬(wàn)米以上的新生界[4]。濟(jì)陽(yáng)坳陷構(gòu)造樣式可以看作渤中坳陷向南的延伸，和渤中坳陷類似，受近EW向且南傾的斷層控制，表現(xiàn)為北斷南超的半地塹構(gòu)造[3]。

膠遼隆起區(qū)在海域內(nèi)發(fā)育膠北隆起一個(gè)Ⅲ級(jí)構(gòu)造單元，受NE—NNE向、NW向構(gòu)造疊加和改造[4]，長(zhǎng)期以來(lái)處于隆起剝蝕狀態(tài)?；字饕晒旁糯?新元古界的荊山群、粉子山群、芝罘群和蓬萊群變質(zhì)巖，新太古代花崗質(zhì)片麻巖，中生代侵入巖組成。

北黃海盆地在研究區(qū)內(nèi)分為西部坳陷、中西部隆起和南部坳陷群三部分[7]。西部坳陷內(nèi)發(fā)育中生界(上侏羅-下白堊統(tǒng))和新生界(古近系和新近系-第四系)等地層[12]。中西部隆起發(fā)育地層簡(jiǎn)單，厚度較小，主要為新近紀(jì)以來(lái)的沉積，新近系甚至第四系直接覆蓋在中生代基底之上[3]。南部凹陷群由數(shù)個(gè)規(guī)模不大的凹陷及相鄰的凸起組成，主要地層為下白堊統(tǒng)、古近系和新近系-第四系，中生界厚度很薄，部分凹陷內(nèi)缺失，導(dǎo)致新生界直接覆蓋在前中生界基底之上[4]。盆地內(nèi)主要發(fā)育NNE向、NEE—近EW向、NW向3組構(gòu)造斷裂，其中NNE向斷裂是盆地的控制性斷裂，其常構(gòu)成盆地邊界或盆地內(nèi)隆起與坳陷的邊界，控制了盆地的隆、坳格局和沉積特征[7]。

膠南-威海隆起區(qū)向海域的延伸，根據(jù)不同的沉積、構(gòu)造特征可分為劉公島隆起、膠萊盆地東部(海域)和千里巖隆起三部分。劉公島隆起屬于威海隆起向東側(cè)海域延伸的部分[3]，隆起內(nèi)廣泛分布花崗質(zhì)侵入體包括元古宙花崗質(zhì)片麻巖、塊狀花崗巖以及中生代印支-燕山期花崗巖等，并經(jīng)歷早期EW向構(gòu)造，后期疊加NE—NNE向、NW向等不同層次、不同機(jī)制的構(gòu)造改造，褶皺變形及花崗質(zhì)巖漿侵位十分發(fā)育。膠萊盆地東部(海域)是陸域膠萊盆地向南黃海延伸的東斷西超的不對(duì)稱箕狀斷陷[4,8]，根據(jù)最新的重磁資料，其在海域中的邊界為千里巖斷裂[13]，盆地內(nèi)主要發(fā)育有王氏群、青山群和萊陽(yáng)群地層。千里巖隆起作為膠南-威海隆起區(qū)向東南海域的延伸，形態(tài)為一個(gè)NEE走向的狹長(zhǎng)地帶，南以千里巖南緣斷裂與南黃海北部盆地分界，隆起內(nèi)部發(fā)育NE向區(qū)域性大斷裂-千里巖斷裂，該隆起為印支期華北與揚(yáng)子板塊碰撞的產(chǎn)物，與膠南隆起、威海隆起具有相同的成因機(jī)制[6]，巖性為高壓-超高壓變質(zhì)巖，如元古界和太古界黑云母質(zhì)混合巖、長(zhǎng)石石英巖、黑云母片巖等，局部見(jiàn)白堊系的殘留。

3 成礦區(qū)帶劃分

3.1 成礦區(qū)帶劃分依據(jù)

成礦區(qū)帶是具有較豐富礦產(chǎn)資源及其潛力的成礦地質(zhì)單元。其劃分主要依據(jù)區(qū)域成礦的地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境及區(qū)域成礦作用的性質(zhì)、產(chǎn)物(礦種)、強(qiáng)度及其他有關(guān)的礦化信息[14]。根據(jù)全國(guó)成礦區(qū)帶劃分方案的最新研究成果[2]，成礦域主要對(duì)應(yīng)于構(gòu)造域，成礦省和成礦帶的范圍也應(yīng)大致對(duì)應(yīng)相應(yīng)的構(gòu)造單元，受控于統(tǒng)一的古構(gòu)造及受控之動(dòng)力學(xué)體系。

包括研究區(qū)在內(nèi)的廣大區(qū)域在漫長(zhǎng)的地質(zhì)歷史過(guò)程中，發(fā)育多個(gè)大地構(gòu)造-成礦旋回，成礦區(qū)帶的劃分與大地構(gòu)造單元的劃分密切相關(guān)。以往研究區(qū)未進(jìn)行詳細(xì)的成礦區(qū)帶劃分，該文嘗試以海域構(gòu)造單元界線和海域礦產(chǎn)資源(潛在)分布為依據(jù)，對(duì)海域成礦區(qū)帶劃分進(jìn)行淺析。該文中成礦區(qū)帶Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ級(jí)劃分采用全國(guó)成礦區(qū)帶劃分方案，成礦域、省、帶分別對(duì)應(yīng)相應(yīng)的構(gòu)造單元。Ⅳ級(jí)成礦區(qū)劃分是該次研究的重點(diǎn)對(duì)象，主要參考山東省重要礦產(chǎn)區(qū)域成礦規(guī)律及山東省地質(zhì)礦產(chǎn)圖集[14-15]中在陸域的劃分方法和邊界。

3.2 成礦區(qū)帶劃分

工作區(qū)Ⅰ級(jí)成礦域?qū)儆跒I太平洋成礦域和秦祁昆成礦域，Ⅱ級(jí)成礦省屬于華北成礦省和秦嶺-大別成礦省(東段)。Ⅲ級(jí)成礦帶屬于渤海灣盆地成礦帶、膠東(次級(jí)隆起)成礦帶、北黃海盆地成礦帶、桐柏-大別-蘇魯(造山帶)成礦帶。Ⅳ級(jí)成礦區(qū)為埕口-寧津煤成礦區(qū)、渤中-濟(jì)陽(yáng)石油天然氣成礦區(qū)、膠北金、菱鎂礦、煤、灰?guī)r成礦區(qū)、北黃海盆地西-南部石油天然氣成礦區(qū)、千里巖金、蛇紋巖、石棉、花崗石成礦區(qū)、海陽(yáng)石油天然氣成礦區(qū)(表2、圖4)。該文簡(jiǎn)要介紹各Ⅳ級(jí)成礦區(qū)特征。

表2 研究區(qū)成礦區(qū)帶劃分(據(jù)文獻(xiàn)[2,14-15]修改)

1—Ⅰ，Ⅱ級(jí)成礦域、省界線；2—Ⅲ級(jí)成礦帶界線；3—Ⅳ級(jí)成礦區(qū)界線；4—成礦區(qū)帶編號(hào)圖4 研究區(qū)成礦區(qū)帶劃分示意圖

(1)埕口-寧津煤成礦區(qū)(Ⅳ-1)

陸域內(nèi)埕寧隆起存在多個(gè)石炭-二疊系含煤鉆孔，煤層賦存具有厚度大、深度大的特點(diǎn)。據(jù)重磁資料解譯推斷該隆起海域部分發(fā)現(xiàn)石炭-二疊紀(jì)地層(4)山東省第四地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東省近海(渤海)礦產(chǎn)資源調(diào)查報(bào)告，2016年10月。，推測(cè)該區(qū)域是煤礦成礦遠(yuǎn)景區(qū)。

(2)渤中-濟(jì)陽(yáng)油氣成礦區(qū)(Ⅳ-2)

渤海灣盆地是迄今海域發(fā)現(xiàn)油氣田最多的盆地，盆地內(nèi)渤中-濟(jì)陽(yáng)坳陷是油氣集中分布區(qū)之一，如現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)并開(kāi)發(fā)利用的渤中28-1，26-2，25-1油田和蓬萊19-3，25-6油田等。坳陷內(nèi)新近紀(jì)、古近紀(jì)含油氣沉積建造十分發(fā)育，如古近紀(jì)孔店組二段、沙河街組一至四段和東營(yíng)組生油巖系，其中沙河街組三段產(chǎn)烴率較高[14]。生油層與儲(chǔ)集層在時(shí)空位置上具有“自生自儲(chǔ)”、“下生上儲(chǔ)”和“新生古儲(chǔ)”三種成油組合模式。

(3)膠北金、菱鎂礦、煤、灰?guī)r成礦區(qū)(Ⅳ-3)

根據(jù)地球物理資料解譯推斷，三山島-萊州灣一帶前新近紀(jì)基巖出露燕山早期晚侏羅世玲瓏序列花崗巖(5)山東省第四地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東省近海(渤海)礦產(chǎn)資源調(diào)查報(bào)告，2016年10月。，陸域該巖體內(nèi)發(fā)育多個(gè)大中型金礦床，以及我國(guó)首個(gè)海上金礦-三山島北部海域金礦床，都與該巖體關(guān)系密切[16-17]，研究認(rèn)為該巖體可能是金礦的衍生礦源巖；龍口一帶發(fā)育龍口凹陷并向海域延伸，地層為古近系五圖群，是煤礦的主要賦存地層；其余海區(qū)的前新近紀(jì)基巖解譯為古元古代粉子山群和新元古界蓬萊群，而陸域古元古界和新元古界分別以變質(zhì)沉積型菱鎂礦、碳酸鹽建造為特征。因此按地層分布來(lái)看，海域礦產(chǎn)資源與陸域之間可能存在相互對(duì)應(yīng)的關(guān)系。

(4)北黃海盆地西-南部油氣成礦區(qū)(Ⅳ-4)

北黃海盆地相對(duì)其他盆地而言，地質(zhì)勘探程度十分低，至今未在盆地內(nèi)進(jìn)行鉆探作業(yè)。根據(jù)西朝鮮灣盆地內(nèi)(位于北黃海盆地東部，兩盆地部分區(qū)域重合)鉆探資料顯示，侏羅系是潛在的烴源巖[18]。通過(guò)盆地內(nèi)以往地震資料解釋的地層界面信息，晚侏羅-白堊紀(jì)沉積為河湖相砂泥巖，是盆地坳陷主要的生儲(chǔ)油巖系，古近系為河流相及淺湖-半深湖相沉積，夾儲(chǔ)油層[19]。因此，盆地坳陷內(nèi)中生界(上侏羅-下白堊統(tǒng))和新生界(古近系和新近系-第四系)所發(fā)育的區(qū)域可能具有一定的油氣遠(yuǎn)景。

(5)千里巖金、蛇紋巖、石棉、花崗石成礦區(qū)(Ⅳ-5)

膠南-威海隆起區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)有金、蛇紋巖、石棉、花崗石等礦產(chǎn)[20]。千里巖隆起和劉公島隆起作為膠南-威海隆起區(qū)向海域的延伸，其地球物理特征、基巖出露以及大地構(gòu)造特征均具有一致性，其成礦特征及成礦單元?jiǎng)澐忠簿哂锌深惐刃裕茰y(cè)也以發(fā)育金、蛇紋巖、石棉、花崗石礦為主。

(6)海陽(yáng)油氣成礦區(qū)(Ⅳ-6)

膠萊盆地萊陽(yáng)群中已發(fā)現(xiàn)多處油氣苗，萊陽(yáng)群水南組的灰綠、灰黑色頁(yè)巖和灰黑色頁(yè)狀白云巖是一套烴源巖[8]。膠萊盆地向海域的延伸部分為海陽(yáng)凹陷，凹陷主體位于南黃海海域，出露地層是萊陽(yáng)群下部地層[21]，海域該套地層生儲(chǔ)蓋組合配套好，且未遭受大的構(gòu)造斷裂和巖漿活動(dòng)破壞，理論上可能具有較好的油氣潛力。

4 結(jié)論

(1)研究區(qū)渤海海域布格重力異常以負(fù)異常為主，磁異常為大面積正異常；北黃海盆地布格重力異常以負(fù)異常為主，南黃海北部以NE向正異常為主，黃海海域磁異常為大面積負(fù)異常。

(2)以陸域構(gòu)造單元作參考，基于海域重磁異常特征，海域劃分為2個(gè)Ⅰ級(jí)構(gòu)造單元、4個(gè)Ⅱ級(jí)構(gòu)造單元和10個(gè)Ⅲ級(jí)構(gòu)造單元。Ⅲ級(jí)構(gòu)造單元是重點(diǎn)劃分對(duì)象，渤中坳陷和北黃海盆地內(nèi)各次級(jí)單元為獨(dú)立的海域構(gòu)造單元，其余的Ⅲ級(jí)構(gòu)造單元皆是陸域向海域的延伸。

(3)和陸域成礦區(qū)帶相對(duì)應(yīng)，以海域構(gòu)造單元邊界為界線，海域劃分為2個(gè)Ⅰ級(jí)成礦域，2個(gè)Ⅰ級(jí)成礦省，4個(gè)Ⅲ級(jí)成礦帶和6個(gè)Ⅳ級(jí)成礦區(qū)。Ⅳ級(jí)成礦區(qū)是該次研究重點(diǎn)，各坳陷構(gòu)造單元為油氣成礦區(qū)，埕寧隆起為煤成礦區(qū)；膠北隆起為金、菱鎂礦、煤、灰?guī)r成礦區(qū)；千里巖隆起為金、蛇紋巖、石棉、花崗石成礦區(qū)。