高密—萬家地區(qū)招(遠(yuǎn))-平(度)斷裂特征研究

汪子杰，張德明，徐曉慧

(山東省第四地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東 濰坊 261021)

0 引言

招(遠(yuǎn))-平(度)斷裂(以下稱招平斷裂)是位于膠西北地區(qū)規(guī)模較大的1條斷裂，是在基底深大斷裂基礎(chǔ)上發(fā)展起來的1條控礦斷裂[1]。區(qū)域上該斷裂帶北自蓬萊入海，向南經(jīng)招遠(yuǎn)的道頭、新村、夏甸，萊西南墅、平度嶅萊山、尹府、宋格莊一帶，向南延入膠萊盆地后被第四系覆蓋，出露長達(dá)120 km，縱穿膠北隆起，總體呈15°～20°方向延伸。

前人對招平斷裂有過許多研究。招平斷裂根據(jù)發(fā)育程度，一般劃分為北段、中段和南段3段。北段位于招遠(yuǎn)城區(qū)以北，在蓬萊一帶入海，北段又分為九曲蔣家斷裂和破頭青斷裂[2]，其控制著玲瓏東山、西山、臺上、東風(fēng)等大型金礦。中段位于招遠(yuǎn)城區(qū)至萊西市南墅，該段以斷裂束形式出現(xiàn)，主干斷裂(玲瓏巖體的東界斷裂)多被北西向斷裂切割而呈階梯狀[3]，在走向上呈舒緩波狀；該段總體走向10°左右，傾向SE，傾角30°～50°，其控制著夏店、尹格莊等大型金礦[4]。南段位于萊西市南墅至平度麻蘭，該段主要以單條斷裂形式作為玲瓏巖體與荊山群變質(zhì)巖系的界線；該段總體走向30°左右，斷面產(chǎn)狀120°∠40°～60°，局部傾角達(dá)80°，主斷裂帶寬150m～200 m，局部近千米，沿斷裂帶具明顯分帶現(xiàn)象，反映了該斷裂的多期活動性[3]；該段控制著上莊、石橋、舊店等金礦[5]。也有研究認(rèn)為，招平斷裂切割東西向斷裂[6](大尹格莊斷裂、黑虎山斷裂)、NE向斷裂(招遠(yuǎn)以北多條NE向斷裂)，錯斷NW向斷裂(梁郭—馬連斷裂)[7]。

對招平斷裂的研究程度，北段明顯較高，南段覆蓋區(qū)的研究程度偏低。以往資料皆大致表示招平斷裂經(jīng)平度麻蘭，向南隱伏于第四系之下[8]，但具體位置、斷裂依據(jù)不足。本文依托山東省1∶5萬高密、萬家等四幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作，對招平斷裂向南延伸進(jìn)入膠萊盆地問題進(jìn)行研究；依據(jù)區(qū)域重磁資料、前人淺層地震剖面，綜合分析了招平斷裂在調(diào)查區(qū)的位置，并實施了可控源音頻大地電磁測深[9]對招平斷裂進(jìn)行物探驗證。

1 物探解譯斷裂特征

1.1 布格重力異常特征

布格重力解譯圖(圖1)上顯示，招平斷裂南段至平度麻蘭以北，重力異常梯級帶特征明顯，呈北東向展布。南東部重力高值區(qū)大致對應(yīng)于荊山群變質(zhì)巖地層，西北部重力低值區(qū)對應(yīng)于玲瓏花崗巖分布，北東向梯級帶異常反映了招平斷裂的分布[10]。

麻蘭以南地段至調(diào)查區(qū)，布格重力以廣泛發(fā)育的高值為背景，該區(qū)形成的不規(guī)則環(huán)狀，內(nèi)部疊加高低相間的布格重力組合形式，完全反映了膠萊盆地基底的構(gòu)造格架[11]。麻蘭以南至調(diào)查區(qū)的布格重力等值線呈寬緩的曲線，原因在于麻蘭一帶，招平斷裂兩側(cè)巖性大致相同，巖層產(chǎn)狀較緩，不存在大的密度差。仁兆斷裂以北的招平斷裂兩側(cè)地層均為古元古代荊山群地層[12]；仁兆斷裂以南，招平斷裂進(jìn)入膠萊盆地白堊紀(jì)地層?？傮w上來看，覆蓋區(qū)招平斷裂兩側(cè)基巖巖性差別不大，不足以引起明顯的重力差。

1.2 航磁異常特征

航磁解譯圖(圖2)上顯示，招平斷裂麻蘭以北區(qū)域顯示，斷裂處于北東向高磁負(fù)異常中。調(diào)查區(qū)蓼蘭以北至平度香店存在呈東西向展布高磁負(fù)異常，對應(yīng)地質(zhì)體為平度凹陷中新生代沉積地層，該區(qū)域地層磁化強(qiáng)度較弱，呈現(xiàn)明顯的負(fù)值異常。蓼蘭南東至蘭底北側(cè)一帶存在近東西向“串珠”狀高磁正異常，由隱伏中生代中基性火山巖分布引起[13]，其“串珠狀”正是受控于招平斷裂制約。

1.3 淺層地震剖面特征

招平斷裂在東西向234.1剖面(圖3)上地震映像特征不明顯，解釋為NE向招平斷裂與NW向七級斷裂與東西向234.1測線夾角大致相當(dāng)，投影到234.1測線上的地震影像大致重疊，即招平斷裂與七級斷裂重合為同一條地震影像。

東西向239.9測線位于234.1測線以北，能夠避開七級斷裂對于招平斷裂影像的影響，在239.9測線剖面(圖4)上，七級斷裂在該剖面上顯示為李黨家—馬山凸起內(nèi)部斷裂，切割中生代沉積蓋層及變質(zhì)基底[14]。李黨家—馬山凸起向北東延伸，招平斷裂影像特征明顯，傾向東，其上部傾角陡，下部傾角相對緩。切割中生代沉積蓋層及變質(zhì)基底。

圖2 研究區(qū)航空磁測△T平面圖及解譯圖Fig.2 Aeromagnetic △T plane and interpretation map of the study area1.正△T等值線；2.零△T等值線；3.負(fù)△T等值線；4.磁場分區(qū)線；5.解譯斷裂；6.研究區(qū)

圖3 東西向地震測線234.1解譯圖Fig.3 Interpretation map of EW seismic survey line 234.1

圖4 東西向地震測線239.9解譯圖Fig.4 Interpretation map of EW seismic survey line 239.9

南北向747.5測線剖面(圖5)上未見北東向招平斷裂跡象，原因為招平斷裂未到達(dá)747.5剖面。招平斷裂被七級斷裂改造后，向190°方向延伸，與膠河斷裂為同一條斷裂。

1.4 可控源音頻大地電磁測深剖面特征

為驗證招平斷裂，在調(diào)查區(qū)內(nèi)基本垂直于招平斷裂的延伸走向，施工的可控源音頻大地電磁測深剖面，基本控制了招平斷裂帶延伸方向的深部電性特征。從卡尼亞電阻率深度斷面圖(圖6)上可以看出，在斷面圖橫向上電性特征分析，在兩電性層之間梯度帶較明顯處，具備斷層的異常特征[15]。招平斷裂主干斷裂出露位置大致位于點位134與點位135之間，傾角較陡，傾向南東。點位120和點位106處反映電性梯度帶可能為招平斷裂的次級斷裂[16]。

2 招(遠(yuǎn))-平(度)斷裂特征

招平斷裂經(jīng)平度麻蘭，向西南延伸隱伏于第四系之下[17](圖7)。仁兆斷裂以北至平度麻蘭一帶的招平斷裂兩側(cè)地層均為古元古代荊山群地層[18]，仁兆斷裂以南，招平斷裂進(jìn)入平度凹陷，繼續(xù)沿南西方向到達(dá)李黨家—馬山凸起，進(jìn)入調(diào)查區(qū)到達(dá)蓼蘭鎮(zhèn)北陳家，被七級斷裂錯斷。在七級斷裂以南，與膠河斷裂為同一條斷裂，沿北北東方向延伸，依次被NW向大欄斷裂、高密斷裂所錯斷[19]，穿過膠參1井東側(cè)，大致沿墨水河方向延伸出調(diào)查區(qū)。招平斷裂以西，膠參1井所在層位為萊陽群杜村組厚度巨大的砂礫巖組合[20]；招平斷裂以東為王氏群辛格莊組湖相沉積的細(xì)碎屑巖組合[21]；前述地層兩者如此近距離劇烈變化，唯有斷裂存在能解釋。

3 斷裂活動次期及特征探討

招平斷裂是長期多期活動的結(jié)果，其力學(xué)性質(zhì)比較復(fù)雜，總體上為壓扭性為主的左行斷裂[22]。招平斷裂為區(qū)域性大斷裂，切割EW向斷裂(大尹格莊斷裂、黑虎山斷裂)、NE向斷裂(招遠(yuǎn)以北多條NE向斷裂)，被NW向斷裂(如梁郭—馬連斷裂)錯斷[23]。

結(jié)合區(qū)域資料，區(qū)內(nèi)招平斷裂存在3期活動：

圖5 南北向地震測線747.5解譯圖Fig.5 Interpretation map of SN seismic survey line 747.5

圖6 馮戈莊—龐戈莊可控源音頻大地電磁測深卡尼亞電阻率(ρs)深度斷面圖Fig.6 The depth profile of Mania resistivity(ρs) of controllable audio-frequency magnetotelluric sounding survey

圖7 招平斷裂綜合解釋圖(據(jù)山東省1∶50萬基巖地質(zhì)圖編制)Fig.7 Integrated interpretation map of Zhaoyuan-Pingdu fault

第一期活動(Ⅰ)。在侏羅紀(jì)玲瓏巖體形成以前，作為荊山群變質(zhì)基底NNE向斷裂業(yè)已存在[24]。受膠南造山帶活動影響，該NNE向斷裂顯示東西拉張性質(zhì)，控制了膠北隆起巨大玲瓏巖體侵位(形成時間160 Ma—150 Ma)[25]。據(jù)調(diào)查區(qū)EW向地震測線234.1線和239.9線地震影像，未見玲瓏巖體侵位，說明玲瓏巖體并未向南延伸進(jìn)入調(diào)查區(qū)，因此該時期招平斷裂為荊山群內(nèi)斷裂。

第二期活動(Ⅱ)。為招平斷裂的成礦時期，也是主活動期[26]，膠東金礦絕大多數(shù)位于NE向構(gòu)造形成于同一成礦時代，年齡在110.6 Ma—128.17 Ma，集中在115 Ma—122.5 Ma。此時，調(diào)查區(qū)內(nèi)已經(jīng)大面積沉積了王氏群辛格莊組(辛格莊組上部層位火山巖年齡116 Ma—119 Ma)。招平斷裂造成調(diào)查區(qū)青山群中基性火山巖“串珠狀”展布[27](航磁異常和CSAMT剖面顯示低阻高磁地層體)，造成李黨家凸起上沉積青山群和王氏群辛格莊組顯示斷裂東傾，產(chǎn)狀上部傾角較陡，下部較陡，總體呈40°左右(地震測線239.9地震影像)，切割中生代沉積蓋層及變質(zhì)基底[28]。該階段區(qū)域上主應(yīng)力顯示為NW-SE向擠壓應(yīng)力，NE向招平斷裂顯示為左行壓扭性。

第三期活動(Ⅲ)。推測區(qū)內(nèi)存在繼承性活動[29]。在調(diào)查區(qū)外膠北隆起大王橋處采集斷層泥進(jìn)行ESR(電子自旋共振)測年的結(jié)果為560 ka±50 ka，為早更新世活動產(chǎn)物。斷裂表現(xiàn)為張性。

結(jié)合區(qū)域資料，區(qū)內(nèi)招平斷裂特征：

招平斷裂南段呈NNE向延伸進(jìn)入調(diào)查區(qū)。招平斷裂自平度麻蘭進(jìn)入第四系覆蓋區(qū)[8]，經(jīng)平度凹陷，繼續(xù)沿南西方向到達(dá)李黨家—馬山凸起，進(jìn)入調(diào)查區(qū)到達(dá)蓼蘭鎮(zhèn)北陳家，被七級斷裂錯斷。在七級斷裂以南，與膠河斷裂為同一條斷裂，沿NNE向延伸，依次被NW向大欄斷裂、高密斷裂所錯斷[30]，穿過膠參1井東側(cè)(構(gòu)成萊陽群杜村組與王氏群辛格莊組界線)，大致沿墨水河方向延伸出調(diào)查區(qū)。

招平斷裂主活動期在早白堊世。萊陽期，李黨家-馬山凸起為剝蝕區(qū)[31](膠參2井和3井未見萊陽群地層)，平度凹陷和高密凹陷接受沉積(高密凹陷膠參1井，萊陽群杜村組)。青山期，李黨家—馬山凸起開始接受沉積[32]。招平斷裂活動造成中基性火山巖“串珠狀”展布(航磁異常和CSMAT剖面均有顯示低阻高磁地層體)。王氏期，伴隨著王氏群沉積，招平斷裂發(fā)生繼承性破壞活動[33]，但活動變得微弱，切割NW向重力梯度帶。

4 結(jié)語

(1)招平斷裂呈NNE向通過調(diào)查區(qū)，依次被NW向的七級斷裂、大欄斷裂、高密斷裂所錯斷。

(2)招平斷裂向南與膠河斷裂為同一條斷裂。

(3)招平斷裂存在3期活動，主活動期為早白堊世。