高密—万家地区招(远)-平(度)断裂特征研究

2022-03-31汪子杰张德明徐晓慧

地质找矿论丛 2022年1期

汪子杰，张德明，徐晓慧

(山东省第四地质矿产勘查院，山东潍坊 261021)

0 引言

招(远)-平(度)断裂(以下称招平断裂)是位于胶西北地区规模较大的1条断裂，是在基底深大断裂基础上发展起来的1条控矿断裂[1]。区域上该断裂带北自蓬莱入海，向南经招远的道头、新村、夏甸，莱西南墅、平度嶅莱山、尹府、宋格庄一带，向南延入胶莱盆地后被第四系覆盖，出露长达120 km，纵穿胶北隆起，总体呈15°～20°方向延伸。

前人对招平断裂有过许多研究。招平断裂根据发育程度，一般划分为北段、中段和南段3段。北段位于招远城区以北，在蓬莱一带入海，北段又分为九曲蒋家断裂和破头青断裂[2]，其控制着玲珑东山、西山、台上、东风等大型金矿。中段位于招远城区至莱西市南墅，该段以断裂束形式出现，主干断裂(玲珑岩体的东界断裂)多被北西向断裂切割而呈阶梯状[3]，在走向上呈舒缓波状；该段总体走向10°左右，倾向SE，倾角30°～50°，其控制着夏店、尹格庄等大型金矿[4]。南段位于莱西市南墅至平度麻兰，该段主要以单条断裂形式作为玲珑岩体与荆山群变质岩系的界线；该段总体走向30°左右，断面产状120°∠40°～60°，局部倾角达80°，主断裂带宽150m～200 m，局部近千米，沿断裂带具明显分带现象，反映了该断裂的多期活动性[3]；该段控制着上庄、石桥、旧店等金矿[5]。也有研究认为，招平断裂切割东西向断裂[6](大尹格庄断裂、黑虎山断裂)、NE向断裂(招远以北多条NE向断裂)，错断NW向断裂(梁郭—马连断裂)[7]。

对招平断裂的研究程度，北段明显较高，南段覆盖区的研究程度偏低。以往资料皆大致表示招平断裂经平度麻兰，向南隐伏于第四系之下[8]，但具体位置、断裂依据不足。本文依托山东省1∶5万高密、万家等四幅区域地质调查工作，对招平断裂向南延伸进入胶莱盆地问题进行研究；依据区域重磁资料、前人浅层地震剖面，综合分析了招平断裂在调查区的位置，并实施了可控源音频大地电磁测深[9]对招平断裂进行物探验证。

1 物探解译断裂特征

1.1 布格重力异常特征

布格重力解译图(图1)上显示，招平断裂南段至平度麻兰以北，重力异常梯级带特征明显，呈北东向展布。南东部重力高值区大致对应于荆山群变质岩地层，西北部重力低值区对应于玲珑花岗岩分布，北东向梯级带异常反映了招平断裂的分布[10]。

麻兰以南地段至调查区，布格重力以广泛发育的高值为背景，该区形成的不规则环状，内部叠加高低相间的布格重力组合形式，完全反映了胶莱盆地基底的构造格架[11]。麻兰以南至调查区的布格重力等值线呈宽缓的曲线，原因在于麻兰一带，招平断裂两侧岩性大致相同，岩层产状较缓，不存在大的密度差。仁兆断裂以北的招平断裂两侧地层均为古元古代荆山群地层[12]；仁兆断裂以南，招平断裂进入胶莱盆地白垩纪地层。总体上来看，覆盖区招平断裂两侧基岩岩性差别不大，不足以引起明显的重力差。

1.2 航磁异常特征

航磁解译图(图2)上显示，招平断裂麻兰以北区域显示，断裂处于北东向高磁负异常中。调查区蓼兰以北至平度香店存在呈东西向展布高磁负异常，对应地质体为平度凹陷中新生代沉积地层，该区域地层磁化强度较弱，呈现明显的负值异常。蓼兰南东至兰底北侧一带存在近东西向“串珠”状高磁正异常，由隐伏中生代中基性火山岩分布引起[13]，其“串珠状”正是受控于招平断裂制约。

1.3 浅层地震剖面特征

招平断裂在东西向234.1剖面(图3)上地震映像特征不明显，解释为NE向招平断裂与NW向七级断裂与东西向234.1测线夹角大致相当，投影到234.1测线上的地震影像大致重叠，即招平断裂与七级断裂重合为同一条地震影像。

东西向239.9测线位于234.1测线以北，能够避开七级断裂对于招平断裂影像的影响，在239.9测线剖面(图4)上，七级断裂在该剖面上显示为李党家—马山凸起内部断裂，切割中生代沉积盖层及变质基底[14]。李党家—马山凸起向北东延伸，招平断裂影像特征明显，倾向东，其上部倾角陡，下部倾角相对缓。切割中生代沉积盖层及变质基底。

图2 研究区航空磁测△T平面图及解译图Fig.2 Aeromagnetic △T plane and interpretation map of the study area1.正△T等值线；2.零△T等值线；3.负△T等值线；4.磁场分区线；5.解译断裂；6.研究区

图3 东西向地震测线234.1解译图Fig.3 Interpretation map of EW seismic survey line 234.1

图4 东西向地震测线239.9解译图Fig.4 Interpretation map of EW seismic survey line 239.9

南北向747.5测线剖面(图5)上未见北东向招平断裂迹象，原因为招平断裂未到达747.5剖面。招平断裂被七级断裂改造后，向190°方向延伸，与胶河断裂为同一条断裂。

1.4 可控源音频大地电磁测深剖面特征

为验证招平断裂，在调查区内基本垂直于招平断裂的延伸走向，施工的可控源音频大地电磁测深剖面，基本控制了招平断裂带延伸方向的深部电性特征。从卡尼亚电阻率深度断面图(图6)上可以看出，在断面图横向上电性特征分析，在两电性层之间梯度带较明显处，具备断层的异常特征[15]。招平断裂主干断裂出露位置大致位于点位134与点位135之间，倾角较陡，倾向南东。点位120和点位106处反映电性梯度带可能为招平断裂的次级断裂[16]。

2 招(远)-平(度)断裂特征

招平断裂经平度麻兰，向西南延伸隐伏于第四系之下[17](图7)。仁兆断裂以北至平度麻兰一带的招平断裂两侧地层均为古元古代荆山群地层[18]，仁兆断裂以南，招平断裂进入平度凹陷，继续沿南西方向到达李党家—马山凸起，进入调查区到达蓼兰镇北陈家，被七级断裂错断。在七级断裂以南，与胶河断裂为同一条断裂，沿北北东方向延伸，依次被NW向大栏断裂、高密断裂所错断[19]，穿过胶参1井东侧，大致沿墨水河方向延伸出调查区。招平断裂以西，胶参1井所在层位为莱阳群杜村组厚度巨大的砂砾岩组合[20]；招平断裂以东为王氏群辛格庄组湖相沉积的细碎屑岩组合[21]；前述地层两者如此近距离剧烈变化，唯有断裂存在能解释。

3 断裂活动次期及特征探讨

招平断裂是长期多期活动的结果，其力学性质比较复杂，总体上为压扭性为主的左行断裂[22]。招平断裂为区域性大断裂，切割EW向断裂(大尹格庄断裂、黑虎山断裂)、NE向断裂(招远以北多条NE向断裂)，被NW向断裂(如梁郭—马连断裂)错断[23]。

结合区域资料，区内招平断裂存在3期活动：

图5 南北向地震测线747.5解译图Fig.5 Interpretation map of SN seismic survey line 747.5

图6 冯戈庄—庞戈庄可控源音频大地电磁测深卡尼亚电阻率(ρs)深度断面图Fig.6 The depth profile of Mania resistivity(ρs) of controllable audio-frequency magnetotelluric sounding survey

图7 招平断裂综合解释图(据山东省1∶50万基岩地质图编制)Fig.7 Integrated interpretation map of Zhaoyuan-Pingdu fault

第一期活动(Ⅰ)。在侏罗纪玲珑岩体形成以前，作为荆山群变质基底NNE向断裂业已存在[24]。受胶南造山带活动影响，该NNE向断裂显示东西拉张性质，控制了胶北隆起巨大玲珑岩体侵位(形成时间160 Ma—150 Ma)[25]。据调查区EW向地震测线234.1线和239.9线地震影像，未见玲珑岩体侵位，说明玲珑岩体并未向南延伸进入调查区，因此该时期招平断裂为荆山群内断裂。

第二期活动(Ⅱ)。为招平断裂的成矿时期，也是主活动期[26]，胶东金矿绝大多数位于NE向构造形成于同一成矿时代，年龄在110.6 Ma—128.17 Ma，集中在115 Ma—122.5 Ma。此时，调查区内已经大面积沉积了王氏群辛格庄组(辛格庄组上部层位火山岩年龄116 Ma—119 Ma)。招平断裂造成调查区青山群中基性火山岩“串珠状”展布[27](航磁异常和CSAMT剖面显示低阻高磁地层体)，造成李党家凸起上沉积青山群和王氏群辛格庄组显示断裂东倾，产状上部倾角较陡，下部较陡，总体呈40°左右(地震测线239.9地震影像)，切割中生代沉积盖层及变质基底[28]。该阶段区域上主应力显示为NW-SE向挤压应力，NE向招平断裂显示为左行压扭性。

第三期活动(Ⅲ)。推测区内存在继承性活动[29]。在调查区外胶北隆起大王桥处采集断层泥进行ESR(电子自旋共振)测年的结果为560 ka±50 ka，为早更新世活动产物。断裂表现为张性。

结合区域资料，区内招平断裂特征：

招平断裂南段呈NNE向延伸进入调查区。招平断裂自平度麻兰进入第四系覆盖区[8]，经平度凹陷，继续沿南西方向到达李党家—马山凸起，进入调查区到达蓼兰镇北陈家，被七级断裂错断。在七级断裂以南，与胶河断裂为同一条断裂，沿NNE向延伸，依次被NW向大栏断裂、高密断裂所错断[30]，穿过胶参1井东侧(构成莱阳群杜村组与王氏群辛格庄组界线)，大致沿墨水河方向延伸出调查区。

招平断裂主活动期在早白垩世。莱阳期，李党家-马山凸起为剥蚀区[31](胶参2井和3井未见莱阳群地层)，平度凹陷和高密凹陷接受沉积(高密凹陷胶参1井，莱阳群杜村组)。青山期，李党家—马山凸起开始接受沉积[32]。招平断裂活动造成中基性火山岩“串珠状”展布(航磁异常和CSMAT剖面均有显示低阻高磁地层体)。王氏期，伴随着王氏群沉积，招平断裂发生继承性破坏活动[33]，但活动变得微弱，切割NW向重力梯度带。