泰山地质研究资料

1泰山地质研究资料一、泰山的年龄泰山既不是一个太古代的古隆起，也不是一个背斜，而是一个中新生代形成的单斜断块凸起。今日的泰山不是形成于太古代，其雏形始于中生代末或新生代初，其基本轮廓形成于新生代中期。主要依据如下：1、泰山南麓的北东东向泰前断裂，自晚侏罗世形成以后，一直在活动并延续到现在，具有同生断层的性质，尤其是早第三纪初发生强烈的掀斜活动，使北盘的泰山大幅度抬升隆起，把山体高处的古生代沉积盖层剥蚀掉，而南盘不断下降接受早第三纪的官庄组沉积，形成泰莱断陷盆地。这可以从山东矿业学校以东到吴家庄一带，出露的断裂北盘太古代变质杂岩与南盘寒武系馒头组或徐庄组页岩的断接关系、2刘家庄南该断裂切割第四系，以及目前泰山仍在继续上升、新构造运动强烈等大量实际资料得到充分的证实。泰前断裂成为今日泰山与泰莱盆地的天然分界线，在地貌上表现得非常明显，航卫片上也显示十分清晰，所以该断裂对今日泰山形成起着主导的控制作用。2、泰山南侧的泰莱盆地中，堆积有2000多米厚的下第三系字庄组的砂砾岩，其角砾大小不一，磨圆主度差，尤其官庄组上段和汶口组下段富含古生界巨大的石灰岩角砾，反映它们是一种山麓相快速堆积的产物。从此可以断定，在早第三纪，泰山一带曾有过大幅度抬升，遭受强烈而又高速度的风化剥蚀，为泰莱盆地巨厚的砂砾岩沉积提供了丰富的物质来源，同时又进一步说明，泰山上曾有过古生界石灰岩的分布。在官庄组的砂砾岩剖面中，常见到下部有巨大的石灰岩角砾，上部有变质岩的角砾，说明泰山在早第三纪遭受剥蚀过程中，首先把古生界的石灰岩剥蚀掉，然后才剥蚀其下部的太古代的变质岩。上述事实同样说明了泰前断裂是一条生长断裂，它既直接控制了北盘泰山的抬升和剥蚀，又直接控制了南盘泰莱盆地的下降和沉积，具有边断边沉积的特点。3、泰山南北两侧寒武—奥陶纪的地层产状基本一致，均向北东倾斜，如若泰山是一个背斜或者是太古代一个穹状古隆起，必然控制其南北两侧或其周围地层的产状分布，泰3山南侧地层应向南倾斜，北仙地层应向北倾斜，事实上，泰山南侧蒿里山、北集坡等地寒武系的产状倾向东北，泰山北侧万德、张夏一带寒武系的产状亦倾向东北，说明泰山不是一个背斜构造和穹状古隆起，而是一个单斜断块凸起。此外，在泰山山体的低洼处，以及莱芜的栖龙湾、迷马镇等地，肥城北部的段家店，都在大片太古代形成的变质杂岩中，多处见到寒武系石灰岩的残余顶盖，这些保留下来的古生界剥蚀残余，有力地说明泰山一带曾有过古生代的海相石灰岩沉积，从而说明“泰山是个太古代的穹状古隆起”的说法与事实不符。4、从区域构造分析，在三迭纪期间，华北地区南北缘两条地壳消减对接带的相向碰撞挤压，使鲁西在南北向水平挤压下发生整体抬升，形成缓波状穹状隆起，致使全区缺失三迭纪的沉积，甚至大部分地区也没有早、中侏罗世的沉积，说明印支运动在鲁西只表现为地块的整体抬升，没有区域性的褶皱，不形成明显的背、向斜构造。在燕山阶段鲁西在太平洋板块俯冲的影响下，发生了北西和北东东向两组断裂，形成“Ｘ”型断裂体系，把整个鲁西分割成若干个块体，由于近南北向伸展作用，断块发生强烈的掀斜，形成了泰山、莲花山、蒙山、尼山等断块凸起以及泰莱、新蒙、平泗、陶枣等断块凹陷，构成断块凸起形成山地使古生界遭受剥蚀，断块凹陷形成盆地，保存了晚古生代石炭三迭纪的含煤岩4系，并接受晚侏罗世以来的沉积。上述区域构造分析，也足以说明泰山和莲花山、蒙山、尼山一样，都不是什么太古代的古隆起或背斜构造，而是一些中新生代的断块凸起，泰山是一个年青的断块山系。5、从区域古地理环境分析，在寒武～奥陶纪期间，整个华北、鲁西地区也不能例外，是一片汪洋大海，如果说泰山、莲花山、蒙山等是古隆起的话，那么在寒武—奥陶纪，它们就象广海中的几个极小孤岛，这种状况在华北当时的古地理环境中难以想象的。过去有人一看到太古代的变质岩出露的地方，不加分析就认为是太古代的古隆起，其结论往往是错误的。所以具体地分析鲁西古生代的古地理环境，就不难看出，整个鲁西包括泰山在内，在古生代早期仍然是一片浅海环境，普遍接受了寒武—奥陶纪的海相沉积，这是不容置疑的。综上所述，泰山不是个古老隆起，而是一个中新生代的断块凸起，是一个年青的断块山系。今日的泰山不是形成于太古代，它的年龄没有20多亿年。确切地说，其雏形始于中生代末或新生代初（距今１亿年左右），其基本轮廓成于新生代中期，既距今3000万年的晚第三纪初。泰山的年龄从中生代末或新生代初算起，也只有1亿年左右，如从新生代中期算起，才不过3000万年。应该指出两点，一是说组成泰山的变质杂岩，形成于太古代，这些岩石的年龄为205多亿年，这无疑是对的，二是泰山的形成时代和组成泰山的岩石的形成时代，或者说泰山的年龄和泰山的岩石年龄，不是一回事，两者不能混为一谈。二、区域地质概况——地质演化史泰山作为地壳发展某一阶段的产物，它的形成经历了一个漫长而复杂的演变过程，大体上可分为古泰山形成、海陆演变、今日泰山形成等三个阶段。泰山在长期的演变过程中，经受了泰山运动、加里东运动、华里西运动、燕山运动和喜马拉雅山运动等五次大地壳运动的强烈变革，经历了地壳发展历史太古代、元古代、古生代、中生代和新生代等五个主要阶段的改造，真可谓几度沉浮、几经沧桑。今日的泰山不是太古代的古老隆起，而是一个中新生代的掀斜断块凸起，燕山运动奠定了山体的基础，喜马拉雅山运动构造了山体的基本轮廓，著名的泰前断裂活动塑造了泰山今天的自然景观面貌。泰山的地质演化历史，主要经历了前寒武纪和显生宙两个主要的地质演化时期。1、前寒武纪地质演化前寒武纪的地质演化历史，可划分为新太古代早期6（2900—2700Ma）、新太古代晚期（2700—2500Ma）、古元古代（2500—1800Ma）、中元古代（1800—1000Ma）等四大阶段。（1）新太古代早期绿岩陆壳形成与改造阶段大约在2800Ma年以前，古老陆壳裂开，生成北西向的裂谷型海槽，在其中先后发育了由拉斑玄武岩、科马提岩等基性火山岩和碎屑岩组成的基性组合型绿岩建造，继而发生绿片岩相－低角闪相变质作用形成泰山岩群。随后在2770—2700Ma望府山期英云闪长岩侵位，它们一起在2700Ma左右经历高角闪岩相变质作用和强烈的近水平塑性流变和滑脱－拆离构造变形作用改造，形成片麻状、条带状的层状岩系外貌，构成泰山的变质侵入岩，并在北东－南西向挤压下构成宽缓褶皱。在此阶段的末期发生第一期北西向韧性剪切变形作用。（2）新太古代晚期陆壳增生和初步克拉通化阶段首先是表现为幔源型的基性、超基性岩浆侵入作用，形成大辛庄的滑石透闪片岩、阳起片岩和蛇纹岩以及麻塔一带的角闪石岩，它们遭受高绿片岩相—低角闪岩相变质作用和构造变形作用。随后发生大众桥期幔壳源混合型石英闪长岩—英云闪长岩系列的中酸性岩浆侵位（26l3—2523Ma），形成北西向展布的岩基和岩株。在此阶段末期发生第二期北西向韧性剪切变形作用。7（3）古元古代陆壳完全克拉通化和刚性陆壳张裂阶段首先发生陆壳岩石重熔，形成傲徕山期壳源型二长花岗岩系列侵位呈北西向展布的岩基(256l—25l4Ma)，并遭受到构造变形的改造，生成北西向片麻理。之后发生第三期北西向韧性剪切变形作用。此后本区陆壳完全克拉通化。中天门期幔源型岩浆沿刚性陆壳中的北西向和近东西向两组网状脆性断裂系统侵入(2494Ma)。尔后在中天门期幔源岩浆底侵作用下，陆壳局部重熔，形成摩天岭二长花岗岩岩脉群(2493Ma)，同时发生第四期北西向韧性剪切变形作用。（4）中元古代基性岩墙侵入阶段刚性陆壳在北北东—南南西向挤压构造作用下，再次发生张裂，基性岩浆沿北北西和北东向两组断裂侵入，形成红门期的辉绿岩岩墙及其发育的“桶状构造”。中、新元古代，泰山处于稳定隆升阶段，无沉积作用、岩浆作用和构造变形作用记录。2、显生宙地质演化（1）古生代稳定地台阶段地壳以垂直升降为主。早古生代发生海侵，形成陆表海，接受寒武—奥陶纪的海相碳酸盐岩和碎屑岩沉积。中奥陶纪末，地壳整体抬升为陆，没有接受沉积。及至晚古生代中石炭世，地壳发生短暂的升降交替，接受海陆交互相的含煤岩8系沉积，而后地壳上升进入大陆发展阶段。（2）中生代地台活化阶段在环太平洋板块强烈俯冲作用下，地块裂解，形成各种断裂并伴随少量岩浆（闪长玢岩）侵入，由北东东和北西向两组断裂组成“X”型断裂体系，构成泰山断块凸起和泰莱断块凹陷，奠定了泰山山体的基础和雏形。（3）新生代地壳隆升阶段（喜马拉雅期）从古近纪开始，北东东向泰前断裂发生强烈掀斜，泰山大幅度抬升遭受剥蚀，形成了泰山的基本轮廓，南侧的泰来盆地接受了古近纪山麓相洪积物的快速沉积。新构造运动普遍强烈，进一步塑造了泰山的自然景观面貌。泰山至今仍以0.5mm/年的速度继续抬升。此外，在泰山北侧形成掀斜断块式的不整合面重力滑动构造。三、区域地质概况1、构造构造作用对塑造泰山的地质地貌景观发挥了独特作用。泰山的地质构造十分复杂，以断裂为主，其构造特点为断块掀斜抬升。既有前寒武纪形成的构造，又有中新生代发育的构造。泰山的前寒武纪地质构造发育以多期的褶皱、断裂以及9韧性剪切带为其主要特征。它们彼此叠加相互改造，构成了极其复杂的构造面貌，对它们的成因机制研究是前寒武纪地质研究的重要内容之一。另外，中元古代辉绿玢岩发育的国内外罕见的“桶状构造”，具有很高的科学价值。从区域构造看，太平洋板块以近东西方向对欧亚板块的强烈俯冲，使泰山地区在近南北向伸展作用下，北东东向泰前断裂发生强烈掀斜活动，泰山大幅度抬升，致使泰山的新构造运动表现得十分普遍和强烈，它们对泰山的形成及地貌格局起着主导性的控制作用。泰山周围的下古生界和前寒武纪结晶基底不整合面上形成的重力滑动构造也与新构造运动有密切的关系。2、侵入岩泰山的侵入岩分布十分广泛，主要为前寒武纪侵入岩和极少量的中生代脉岩。泰山前寒武纪侵入岩分布最广，占泰山主体面积的95％以上，是泰山极为重要的地质体。侵入岩的岩性从超基性、基性到中酸性都有，但以中酸性的花岗岩类和闪长岩类为主。侵入岩体的规模大小不一，从岩基、岩株到岩岩脉均有，但以岩基和岩株等大型岩体为主。侵入岩有深成和浅成之分，但以深成相为主。岩体的展布方向，但以北西向为主，多与区域构造线方向一致。10中生代燕山期侵入岩主要是角闪闪长玢岩，见于西北部的尖顶山附近和西南松棚等地，呈岩墙、岩脉状产出。泰山的脉岩种类较多、分布较广。总体上表现出其形成和分布受断裂所控制。3、地层泰山出露的地层主要有新太古代的变质表壳岩系泰山岩群，以及其北侧张夏—崮山一带的古生界寒武系、山南盆地中的新生界等沉积地层。（1）太古界泰山岩群(Arty)泰山岩群因受后期多期岩浆侵入活动和变形作用的改造，岩层出露比较支离破碎，往往作为残留地质体赋存在众多新太古代和古元古代的侵入岩中。泰山岩群的产出情况有两种类型：一是以原始层状产出，层状特征明显，连续性较好，厚度比较大，主要出露在西南部的大河水库、冯家峪、南黄水湾、天平店和卧虎山等地，其中以卧虎山西坡人工剖面为最好，露头宽度达500m以上，呈北西向展布，走向为NW320°—340°，与区域构造线方向基本一致，向西延入肥城幅界首一带，向南延入南留幅下水泉一带。二是以侵入岩中的残余包体形式产出，多支离破碎，呈不连续条带、扁豆状、透镜状和不规则状，星散地分布在望府山岩体出露的地域内，如东部的青山、娄家滩、11安子崖、大兰窝、孟家庄，中部的李家泉、笤帚峪、望府山，西部的桃花峪、老挂尖、大河水库等地，其中东部的青山、娄家滩、安子崖等处的条带，连续性比较好，呈似层状，单层的厚度为数米、数十米，延展可达数公里，但总体看它们的产状十分零乱，变化很大。泰山岩群因被后期侵入岩体穿切、侵吞，并经韧性剪切变形的强烈改造，加上植被覆盖出露不够好，难以建立完整的剖面和恢复原有层序，根据泰山岩群的岩石组合特点，它可能属泰山岩群雁翎关组的上部。泰山岩群的岩性主要为斜长角闪岩，其次为黑云变粒岩、角闪变粒岩、阳起片岩、透闪片岩等，其原岩为超基性、基性火山岩和火山凝灰岩绿岩建造。宏观上具层状或似层状、层组状(间夹不同宽度的侵入岩)、以及由薄层黑云变粒岩、角闪变粒岩和斜长角闪岩交替出现