取得的主要成果
本书是在全面总结山东省多年来区域地质调查、地质科研成果的基础上，结合作者20余年来在齐鲁大地从事野外地质工作获得的大量资料，经过深入分析研究编制完成的有关山东省地质构造单元组成、构造环境及其演化的综合性地质成果。本成果对山东省地质构造的研究取得了许多重要进展，其中一些是山东省首创性成果，这些进展主要有：
表1 山东省大地构造单元划分一览表 Table1 The tectonic units of Shandong province
注：1—迁淮微陆块，2—德州地块，3—濮阳坳坳，4—济阳坳陷，5—济宁中元古代裂陷盆地，6—沂沭前陆盆地，7—沂水陆核，8—栖霞花岗-绿岩带，9—唐家庄陆核，10—华北板块（鲁东）被动大陆边缘，11—蓬莱震旦纪后继盆地，12—威海-日照岩浆活动带，13—石桥震旦纪上叠盆地，14—鲁东折返带（超高压带），15—苏北折返带（高压带）。
1）首次系统研究了山东省不同时代大地构造环境及其演化，并将山东省的地质构造演化与中国大陆构造演化、全球重大地质事件有机结合起来。按照山东省不同时代大地构造演化的特色将其合理划分为早前寒武纪不成熟陆壳向成熟陆壳转化和陆块碰撞拼合、中新元古代大陆裂解与聚合、古生代海陆变迁、中新生代构造体制转折和岩石圈减薄等4个演化阶段。主要依据每一地质时期岩浆、沉积建造和构造改造的研究，对其进行了大地构造环境的恢复。对岩浆岩进行了系统的主元素地球化学成分投点，结合前人发表的微量元素、稀土元素和稳定同位素地球化学资料，探讨了其岩浆来源，恢复了其大地构造背景，根据不同时代岩浆岩地球化学成分的差别，讨论了大地构造的演化规律；对沉积岩则通过沉积组合、地层格架、构造古地理分析、盆地演化等研究，分析了其形成时的构造环境及演化过程。
2）首次按照板块构造理论结合山东省大地构造演化规律对山东省各地质断代进行了系统的构造单元划分及全省大地构造单元综合划分。将大地构造单元划分为基底构造单元和上叠构造单元，认为Ⅰ级构造单元属中朝陆块和中央造山区；Ⅱ级以下构造单元，基底构造单元划分了三级，上叠构造单元划分了四级。提出了不同级别、不同构造层次构造单元之间的对应、包容或叠合关系。新建立了或命名了渤鲁微陆块、傲徕山岩浆活动带、胶东裂陷盆地、苏鲁裂谷、济宁中元古代裂陷盆地、沂沭前陆盆地、蓬莱震旦纪后继盆地、石桥震旦纪上叠盆地、鲁东被动大陆边缘、蒙阴盆地群等构造单元。
3）新测得了一些高精度的同位素年龄数据和地球化学数据。精确确定了龙莱断裂带的形成时间，详细研究了四海山花岗岩、岚山头花岗质片麻岩、大店石英正长岩、济宁岩群和朋河石岩组的地球化学特征和构造背景。
4）详细研究了古元古代、新元古代、三叠纪、白垩纪四期碱质花岗岩的岩石组合、地质特征、地球化学特点、成因、物质来源和构造环境等。古元古代碱质花岗岩为A2型花岗岩，形成于TTG质花岗岩系和具S型花岗岩特点的二长花岗岩系之后，是鲁西新太古代—古元古代大规模岩浆作用末期的产物；新元古代出现A1型花岗岩，形成于I型和S型双花岗岩之后，是苏鲁造山带新元古代大规模岩浆作用末期的产物；三叠纪碱质花岗岩为A2型花岗岩，形成于幔源—幔源分异的辉长岩—闪长岩和壳源花岗岩之后，是苏鲁造山带三叠纪超高压变质岩折返期的产物；白垩纪碱质花岗岩为A1型和A2型花岗岩，形成I-A型复合花岗岩体，是鲁东中生代滨太平洋大规模岩浆作用末期的产物。四期碱质花岗岩均形成于强烈的岩浆活动和地壳运动阶段后期，指示了伸展拉张构造环境，A1型花岗岩标志着造山作用结束，A2型花岗岩形成于造山后的环境。山东省四期A型花岗岩的厘定，为山东省地壳演化的研究提供了极佳的地质标志。
5）统计分析了早前寒武纪同位素年龄数据，建立了地质演化的重大构造热事件表。主要根据沉积、岩浆建造分析认为：山东中太古代为T1T2组成的不成熟陆壳，经历了由岛弧环境向大陆边缘环境转化的碰撞增生演化过程；新太古代形成了T1T2G1组成的半成熟陆壳，经历了早期的大洋环境到中期的不成熟洋内岛弧环境至晚期的大陆边缘弧的演化过程，提出了泰山岩群下部科马提岩和枕状玄武岩组合为与地幔柱相关的大洋高原构造环境的认识，认为鲁西两期TTG岩系显示了从不成熟洋内岛弧向半成熟的大陆化岛弧转化的特点，代表从初始的玄武质地壳依次转化为半成熟的大陆化地壳的演化过程；鲁西地区新太古代末至古元古代初期大量代表成熟陆壳的G1G1型花岗岩类的出现是华北克拉通基底东部陆块和西部陆块两个微大陆尺度的成熟陆壳构造拼合的结果，形成了S型、I型、A型（GMS组合）相互配套的与碰撞造山演化有关的花岗岩，A型花岗岩形成于造山后岩石圈拉张减薄环境，其出现标志着鲁西地壳已经演化为类似于现代大陆的成熟的刚性地壳。鲁东古元古代的主要特点是发育了一套半稳定-较稳定构造环境下的滨、浅海相沉积建造，形成于裂陷盆地沉积环境，盆地闭合后，出现陆内俯冲作用，古元古代地层发生强烈变形，形成褶皱造山带。
6）根据同位素年龄统计结果，将中—新元古代地质事件分为三个年龄段：1.84～1.72Ga、1.2～1.05Ga和0.9～0.6Ga。认为中元古代是山东大陆地壳的裂解阶段，将其分为两期强烈的裂解事件，早期以济宁裂谷形成和鲁西第一期基性岩墙群为代表，晚期形成了海阳所基性-超基性岩组合所指示的裂谷和鲁西第二期基性岩墙群。沿苏鲁造山带分布的新元古代荣成片麻岩套和月季山片麻岩套是扬子板块与华北板块碰撞过程中大规模岩浆活动的产物，在造山带北西侧形成沂沭前陆盆地；新元古代末期（震旦纪）强烈的造山作用结束，地壳拉张，出现岚山头A1型花岗岩，在造山带北侧出现蓬莱后继盆地，在造山带内部形成石桥上叠盆地。
通过对刚刚完成的山东省深度最大的固体矿产探矿钻孔钻探资料的分析，详细研究了济宁岩群岩石组合、地球化学特征，分析了其形成的构造环境，认为其形成于活动大陆边缘拉张构造背景。通过对朋河石岩组剖面的详细研究，分析了地层结构、层序特征、地球化学特征，确定了其形成的构造背景，认为该套地层具浊积岩特征、存在变质倒转现象、构造叠覆于超高压变质带之上。
7）通过对古生代构造-岩相古地理研究，认为古生代山东省进入构造稳定、全域性构造沉降阶段。鲁西早古生代为陆表海盆地，以形成广泛的碳酸盐台地相沉积为特点，有幔源金伯利岩形成；晚古生代由陆表海环境转化为三角洲环境，最后变为陆相盆地，显示了海陆交替转化的特点。构造岩相古地理分析表明，鲁东北古生代为深度大于鲁西的海相环境，早古生代早期处于被动陆缘盆地环境，晚古生代早中期转化为活动大陆边缘盆地，晚古生代晚期可能构成前陆盆地。
8）综合研究表明，由古亚洲构造域转化为滨太平洋构造域和由挤压环境向拉张环境转变，及广泛的伸展构造、中新生代盆地和岩浆作用，是山东中生代地质构造的突出特点。同位素年龄数据统计表明：山东中生代岩浆岩同位素年龄介于250～60Ma之间，形成3个年龄集中段：230～200Ma、160～140Ma和135～90Ma，白垩纪岩浆活动的峰值年龄在120Ma左右，指示胶东岩石圈减薄的达到峰期，160～140Ma年龄段代表胶东构造体制转变的起始时代。
早中三叠世沿苏鲁造山带发生强烈碰撞造山作用，形成挤压构造体系；侏罗纪以来地壳拉张减薄，形成沂沭断裂及其两侧伴生的羽状断裂系统、棋盘格状断裂系统和多层次拆离滑脱构造系统，产生大量断陷盆地，构成盆山耦合格局。鲁西地区最醒目的格架性构造是北西向的断裂构造及其控制的北西向北断南超中生代盆地，鲁东地区最突出的控制性构造则是总体北东走向的断裂构造及其控制的南断北超中生代盆地，这些构造围绕沂沭断裂带构成羽状分布格局。多层次拆离滑脱构造系统为以金为主的金属矿成矿提供了良好空间。采用胶东地区最新的深部探矿资料，对龙莱断裂进行了研究，确定了其形成时代，认为胶西北三条控矿断裂构造构成一条大型伸展构造带，焦家式、玲珑式、河西式等金矿类型分别受断裂的不同构造部位控制，断裂经历了131.05～123.53Ma和48.57～41.18Ma两个主要活动期，断裂的早期活动年龄与金矿成矿年龄接近。
中生代侵入岩可分为两大阶段，三叠纪侵入岩是超高压变质岩折返过程中形成的具后造山花岗岩特点的花岗岩类侵入岩，有三种不同成因类型，岩石化学成分属于高钾钙碱性系列及碱性系列和钾玄岩系列，末期的宁津所花岗岩具有A2型花岗岩的特点，来源于富集岩石圈地幔源区。侏罗纪—白垩纪形成与古太平洋板块俯冲有关的弧后拉张性质活动大陆边缘特点的火成岩组合，其中鲁东地区侵入岩以发育大量高Ba、Sr和高Sr的壳幔混合源和壳源花岗岩类侵入岩为主，而地球化学特征完全符合埃达克岩标准的只有垛崮山花岗闪长岩，大规模岩浆活动末期出现A1型花岗岩；鲁西侵入岩以发育高镁闪长岩类幔源和幔源分异型侵入岩为主，少量壳源花岗岩。早白垩世火山岩总体为高钾碱钙性岩系，晚白垩世玄武岩属高钛碱性玄武岩系列。岩浆岩的元素-同位素综合示踪指示，由侏罗纪—白垩纪晚期地幔具有由EMⅠ型富集地幔向EMⅡ型富集地幔演变和由富集向亏损或由岩石圈向软流圈演变的趋势。
中生代盆地的展布方向与主要控盆断裂方向一致，盆地中沉积了大量河湖相磨拉石建造和火山喷发-沉积建造，盆地可划分为泛裂陷型、狭窄型裂陷、菱形裂陷三种类型，盆地演化经历了三叠纪—早中侏罗世挤压盆地、晚侏罗世—早白垩世断陷盆地、早白垩世裂谷盆地和晚白垩世坳陷盆地等阶段。
以济阳坳陷和济宁坳陷为代表的新生代拉张盆地、来源于亏损软流圈地幔的钠质碱性玄武岩类和活断层等现象构成了新生代地质构造特点。
成果的主要意义
本次研究通过对山东省沉积、岩浆建造和构造改造的研究，建立了山东省地质构造格架和演化过程，取得的成果具有较广泛的应用前景和社会、经济价值，其意义主要表现在：
一是大幅度提高了山东省基础地质研究程度。以往人们对山东基础地质的研究，多是对局部的地区、孤立的地质事件进行的互不联系的研究。本研究将山东省的地质构造作为有机联系的、统一的整体去研究，并将其置于中国大陆板块和全球构造演化的背景中。这种研究方法很好地解决了山东省构造单元划分、构造演化、构造体制转折的动力学过程等一系列重大基础地质问题，大幅度提高了山东省基础地质研究程度。
二是将大大推动对山东省资源、环境、地质灾害研究的水平。山东省资源分布、地质环境和地质灾害布局具有明显的时空展布规律，如在空间上，胶东以金矿为特色，鲁中分布有较多铁矿和金刚石矿，鲁西北以石油和地热著名，鲁西南主要为煤炭资源；沂沭断裂带东西两侧地质环境和地质灾害特点明显不同。在时间上，煤炭资源主要分布于古生代地层中、金矿主要形成于中生代，石油主要分布于新生代地层中。资源、环境、灾害受地质构造控制明显，重大的地质构造转折事件往往伴随着重要的成矿作用和地质环境、灾害条件的重大变化，如胶东中生代大规模金矿成矿作用的发生时间与中国东部中生代构造体制重大转折时间相吻合。因此，本研究对于正确地认识山东省矿产资源形成和地质环境、地质灾害演化具有重要意义。
三是为推动我国古造山带和大陆动力学研究提供了基础资料。如：鲁西新太古代末—古元古代初碰撞造山带、苏鲁新元古代碰撞造山带、苏鲁中生代碰撞造山带等造山带的厘定，为我国不同时代板块构造运动的研究提供了依据；山东4期A型花岗岩的研究，及各时代相似的GMS花岗岩组合特点，为开展深入的大陆动力学演化研究提出了新的方向；鲁东地区古生代时并非是一直隆升的古陆，而是深度大于大于鲁西的海相环境，这一认识为我们重新认识中国东部古生代板块构造演化提出了启示。总之，山东省境内有丰富多彩的地质构造现象，有全球知名的超高压造山带，是我国古造山带和大陆动力学研究的理想地区之一。本次对该地区地质构造中关键地质问题的深入研究，必将有力的推动我国古造山带大陆动力学研究。
今后进一步研究的方向
地质工作者在实践中已经认识到了山东省地质构造的复杂性和多样化，很难用一种模式、一种机制阐明其演化作用。由于地质作用的复杂性和地质过程的不可复原性特点，导致人们对山东省许多重大地质问题的看法仍存在争议，如鲁西太古宙绿岩带的性质问题、广泛分布的TTG质花岗片麻岩的成因问题、鲁西新太古代末—古元古代初花岗岩带的构造背景问题、苏鲁造山带新元古代花岗岩质片麻岩的成因问题、苏鲁造山带形成时代问题、沂沭断裂的性质和演化问题、中生代岩石圈减薄和鲁东古高原问题、鲁东高Sr花岗岩成因问题等，这些问题均有待于进一步实践、研究和总结。山东省不同时代岩浆岩分布广泛，演化序列较完整，对壳、幔相互作用和大地构造环境指相作用明显，无疑应是今后大地构造环境和演化研究的重点内容，须详细查明太古宙TTG花岗岩、鲁西古元古代花岗岩、中元古代基性岩墙群、苏鲁造山带新元古代花岗岩及鲁东中生代花岗岩等的成因机制、构造背景等。
矿产资源受控于不同的大地构造背景，大地构造单元控制成矿区带分布，地质构造研究是地质找矿和矿产勘查的基础和前提。因此，重要矿产资源形成的地质构造背景研究是今后又一需要重点研究的课题之一。如：虽然前人对胶东金矿进行了大量研究，认为金矿的形成是多阶段、多来源、多成因的，但近年来的研究发现，胶东中生代成矿大爆发事件与早白垩世岩石圈的拉张减薄有关，金矿主要沿拆离或层间滑脱构造带分布，这些发现要求我们从大地构造演化的角度重新审视胶东金矿床形成的构造背景和成因。以往地质工作者对矿床的研究重点是矿床自身的研究，今后应加强其形成背景与环境的研究，以便于科学地总结其成矿规律，为深部找矿提供可靠的依据。