胶北蓬莱群沉积时代、物质来源和大地构造环境研究

Jiaobei block is one of the most productive areas for gold deposit in China. However, its tectonic affinity and relevant geological issues, such as the boundary between the North China Craton and Yangtze Craton, are still not clear. The Penglai Group is the only overlying strata covering the Archean and early Proterozoic crystallized basement, and its sedimentary age and source are still debatable. Late Proterozoic or Early Paleozoic was proposed for its sedimentary age; Yangtze Craton, North China Craton, or neither of two blocks was proposed for its sedimentary source. Applying of field cross section investigation, petrography, TEM and SEM analyses for mineral composition and structure, major and trace element analyses, Sm-Nd isotope analyses, U-Pb dating and Hf isotope analysis for detrital zircon, this project will study the regional strata correlation, petrochemical characterizing and sedimentary age of the Penglai group to disclose its sedimentary era and source. The understanding of the sedimentary-tectonic regime of the Penglai group will help to constrain the tectonic affinity of the Jiaobei block, contribute to the arguments for the tectonic boundary and spatial distribution of the Sulu UHP metamorphic terrane between North China Craton and Yangtze Craton in the eastern Shandong Peninsula, and provide significant background information for the origin of gold deposits in the area.

胶北隆起区是我国最大的金矿集中区，但其大地构造属性以及相关的华北板块与扬子板块的边界位置等基本地质问题，尚未很好地解决。蓬莱群是发育于胶北隆起区内晚太古宙－古元古代结晶基底之上的唯一沉积盖层，但其沉积时代和物质来源目前均仍未有定论。沉积时代有震旦纪和早古生代两种主要观点；沉积物源有或属于扬子板块，或属于华北板块，或既不属于扬子也不属于华北等多个结论。本项目拟采用野外剖面测制、岩相学、矿物电子显微镜成分与结构分析、主量与微量元素成份分析、全岩Sm-Nd同位素分析、锆石U-Pb年龄和Hf同位素分析等研究手段，通过对蓬莱群的地层比对、岩石地球化学特征和沉积年龄的分析，探讨其沉积时限和物质来源，厘定蓬莱群形成的沉积－构造环境，从而限定胶北隆起的大地构造属性，为探讨胶东地区华北板块南缘与扬子板块北缘的构造分界，及苏鲁超高压变质带区域分布和折返模型，以及胶东金矿成矿背景提供科学依据。

在传统的大地构造分区中，胶北地体属于华北板块东南缘。因其中生代巨大规模的金成矿作用，胶北地体自上世纪60年代以来一直是国际地学研究的热点，然而其大地构造属性目前仍存在很大的争议。蓬莱群是发育于胶北地体晚太古宙－古元古代高级变质结晶基底之上的唯一盖层，其沉积时代、物质来源，之前均未有定论。.项目组通过系统的野外调查、详细的年代学和元素－同位素地球化学示踪研究，以胶北地体基底岩石胶东群和粉子山群、盖层岩石蓬莱群，尤其是蓬莱群，为主要研究对象，厘定了它们的形成时代、物质来源，并在此基础上探讨了胶北地体的大地构造属性，取得了如下的新认识：.（1）胶东群是2819Ma左右的岩浆事件的产物，为新生下地壳部分熔融形成的TTG岩石；粉子山群形成于2710Ma左右，是2.8Ga 新生地壳发生重熔的产物；胶北地体大规模的地壳增生事件发生在2.7－2.9Ga，而华北板块中、西部地区则发生在2.5Ga左右。.（2）系统的蓬莱群定年结果显示，其碎屑锆石有~2.5Ga、1.8-2.0Ga、~1.6Ga、~1.2Ga和~470Ma的5组年龄峰值。前四组数据与前人的定年结果相吻合，但~470Ma的碎屑锆石年龄是第一次发现。~470Ma年龄的存在，说明蓬莱群的沉积时代应不早于奥陶纪，但华北板块普遍缺乏古生代地层，因此~470Ma年龄的地质意义尚待进一步探讨。.（3）微量元素和Nd-Hf-Pb同位素研究表明，蓬莱群物质来源具多样性、复杂性，既可来自于华北板块，也可来自于扬子板块，甚至可能有源于松辽地体的物质。.（4）胶北地体的基底和盖层岩石与华北、扬子板块相比，在形成时代、物质来源等特征上，既有很大的亲和性，也有明显的不同，因此推测胶北地体为一发育于华北、扬子板块之间的微陆块，具有复杂的演化历史，其物质来源呈现明显的多样性；正是这种特殊的物质基础、构造环境，孕育出胶北地体中生代独特的、巨大规模的金成矿作用。