巨型构造活动带
苏鲁褶皱带(包括鲁东褶皱带和苏北褶皱带)是秦岭-大别-苏鲁碰撞造山带的一部分，位于扬子板块和中朝板块碰撞造山带的东段。人们对这一带的研究始于20世纪60年代初，但广泛的研究始于70年代。早期研究者主要研究榴辉岩，将榴辉岩作为元古代侵入岩讨论，认为它们是冷侵位的。80年代末以来，东海、日照、威海等地榴辉岩中发现柯石英和金刚石，使人们认识到这是一条超高压变质带，并将其与板块构造联系起来。因此，榴辉岩的研究越来越受到地球科学家的重视。榴辉岩是碰撞造山作用的产物，扬子板块俯冲到华北板块之下时发生了超高压变质作用。超高压变质时代代表板块碰撞和俯冲时代，因此超高压变质岩的形成时代研究成为苏鲁超高压变质带研究的热点之一。前人研究表明，苏鲁超高压变质岩的同位素年龄值有三个数据集中区间:900 ~ 613ma，435 ~ 313ma，242 ~ 202ma [94]。目前大多数研究者认为UHP变质作用发生在三叠纪，但基于野外地质研究和同位素年龄的多样性，作者仍认为UHP变质作用有多期，其中新元古代和三叠纪是UHP变质作用的两个重要阶段。
已报道的苏鲁UHP变质带榴辉岩的印支期年龄数据为:228 ~ 221 Ma (SM-ND法)[211，212]和(217.1.8)Ma。刘福·赖等[78，95]用SHRIMP法测得:苏鲁地区含柯石英的超高压片麻岩中锆石和锆石边缘同位素年龄分别为242 ~ 209 Ma和230 ~ 202 Ma，认为242 ~ 224 Ma为超高压变质年龄，229 ~ 202 Ma为超高压变质岩的退变质年龄。李金义等人[91]研究了苏北UHP变质岩的构造变形和主要变形事件年代学，认为角闪岩相变质作用发生在220Ma左右，绿片岩相变质作用发生在213Ma左右，所研究的UHP变质岩直到200Ma左右才转回中上部地壳。因此，中三叠世是超高压变质和碰撞造山的重要时期，晚三叠世是超高压变质岩的重要折返期。
苏鲁褶皱带是一条向东北延伸的狭长隆起带，北起山东威海，经荣成、乳山海阳所、青岛洋口、胶南、日照、莒南，西南至江苏连云港、东海、沭阳、泗阳、洪泽湖，全长600多公里，出露宽度20 ~ 50公里。造山带西缘郯庐断裂的安丘-莒县断裂；东南边界与响水-淮阴断裂一致；西北边界为五莲-王台-即墨-穆平线，与后期的五莲-青岛断裂和牟集断裂大致一致。
苏鲁折返带按地理位置可分为三段(图6.41):东北段指即墨-穆平以东地区，即威海隆起；中段指胶南-日照-莒南-东海地区，即胶南隆起；西南段位于苏北连云港-灌云-清江地区，即海州隆起。
根据地质构造特征的不同，苏鲁造山带可分为两部分:北部带(鲁东折返带)包括威海隆起和胶南隆起，基底岩系主要由新元古代花岗片麻岩、片麻岩花岗岩、元古代基性-超基性岩片岩和新太古代-元古代表壳岩组合组成，具有复杂的韧性变形构造和广泛的榴辉岩；南部带(苏北折返带)为海州隆起，基底岩系以中新元古代浅变质火山沉积岩系为主，变形相对较弱。南带和北带在地球物理、构造变形和物质组成上有很大差异。北带的物质组成(特别是表壳岩系)和构造变形与胶北隆起有一定的连续性，因此该带可能主要属于华北板块南缘，而南带可能主要属于扬子板块北缘。南带和北带的边界大致与连云港-嘉善断裂和近岸断裂一致。
图6.41苏鲁造山带地质构造示意图
图6.41苏鲁造山带构造示意图
1-中生代；2-中生代侵入岩；3—蓬莱盆地残留复理石带；4-昆嵛山边缘花岗岩带；5-威海-东海碰撞杂岩带；6—石桥盆地残留复理石带；7-连云港变质杂岩带；8—韧性剪切带；9—断层和隐伏断层；ⅰ-华北板块:ⅰ1-渤海湾盆地；ⅰ2-鲁中隆起；ⅰ3-沂沭断裂带；ⅰ4—胶北隆起；ⅰ5—胶莱盆地；ⅱ-苏鲁造山带:ⅱ1-鲁东褶皱带(超高压带)；-威海隆起；——胶南隆起；ⅱ2—苏北褶皱带(高压带)；ⅲ-扬子板块
根据高压和超高压变质岩的分布特征，苏鲁折返带自北向南可分为7个带(图6.42)，即穆平-乳山麻粒岩-榴辉岩高压变质带、威海-荣成榴辉岩超高压变质带、桃林-黄岛榴辉岩超高压变质带、五莲-日照高压绿片岩相变质带和岚山头-东海榴辉岩超高压变质带。七条高压、超高压变质带构成七个变质岩剪切叠置片，每个剪切叠置片又由若干个剪切片组成，剪切叠置片之间的边界为韧性剪切带。
图6.42苏鲁折返带高低压和超高压变质岩分布图
图6.42苏鲁折返带高压和超高压变质带分布
1 ~ 5华北板块:1-渤海湾盆地；2-鲁中隆起；3-沂沭断裂带；4-胶北隆起；5-胶莱盆地；6 ~ 12苏鲁褶皱带:6—穆平—乳山榴辉岩相—麻粒岩相高压变质带；7-五莲-日照高压绿片岩相变质带；8-金平山榴辉岩相高压变质带；9-云台山-观云岚片岩相高压变质带；10—威海-荣成榴辉岩相超高压变质带；11-桃林-黄岛榴辉岩相超高压变质带；12-岚山头-东海榴辉岩相超高压变质带；13-扬子板块
苏鲁褶皱带基底构造的基本特征是以韧性剪切(变形)带为骨架，形成网状、穹状、岩片叠置的构造格局。显示了造山带“根”部复杂的构造变形特征。受韧性剪切带控制的造山带基底构造线的分布，一般构成四种“帚状”构造形态。第一个“帚状”构造位于威海断隆，以乳山海阳为中心向北、东北方向扩展；第二个“帚状”构造位于胶南隆起北部，以胶南王台为中心向南、西南方向扩展；第三个“帚状”构造位于胶南隆起中部，围绕日照丝绸山向南和西南方向展布。第四级“帚状”构造位于胶南隆起南部，以日照岚山头为中心向南部和西南部扩展。一系列剪切片夹在韧性剪切带之间。韧性剪切带的主要特征在中新元古代大陆裂解和聚合一章中已有描述。这些韧性剪切带表现出明显的多期多相叠加特征，中生代韧性变形主要发生在三叠纪(242 ~ 207 Ma)和侏罗纪(159 ~ 153 Ma)。
6.4.2沂沭断裂带
作为郯庐断裂带的山东段，该断裂带引起了国内外地质学家的关注。对沂沭断裂带进行研究的学者很多，涉及其构造特征、活动时期、活动方式、力学性质、切割深度、演化历史等诸多方面。各派观点和认识差异很大，争议问题很多。
沂沭断裂带北起山东郯城南部，北流入渤海。一般沿沂河、沭河、渭河水系分布。在山东境内长330km，宽20 ~ 60 km，北宽南窄。断层总体走向为10 ~ 25，平均约为18。该区地质结构复杂，每条主要断层都由一组平行段组成。在其发展演化过程中，不同性质和层次的不同构造和地质断块共同构成了这一复杂的构造带。沂沭断裂带也是一条重要的中新生代岩浆活动带、成矿带和地震带。该区基岩露头较好，大部分构造特征可直接观察到。因此，它是揭示郯庐断裂带特征的黄金地区。
沂沭断裂带由四条主要断裂带和夹在它们之间的“两个地堑和一个基底”组成(图6.43)。自东向西依次为昌邑-大店断裂(F1)、安丘-莒县断裂(F2)、沂水-汤头断裂(F3)、高乾-葛沟断裂。其中，F1与F2之间为安丘-莒县地堑，F2与F3之间为水星山脊，F3与F4之间为马站-苏村地堑。
图6.43沂沭断裂带构造剖面图
图6.43沂沭断裂带构造剖面图
KD-大盛群；kq-青山集团；pz-古生代；氩基底花岗片麻岩；ξπ-中生代正长斑岩
从青山期到新生代，沂沭断裂带在不同时期的活动性有明显的差异:①在八木组形成之前呈透镜状的古生代地层构造碎片、牵引褶皱和固结构造透镜体带；②八木组火山作用前强烈的左旋平移；③八木组和盛群形成过程中的张性或张性固结构造角砾岩和齿状裂隙边界；④断层泥及其周围的构造透镜体是大盛群形成后多期挤压的结果；⑤F4上方的玄武岩被逆冲错动，反映了新近纪以后的挤压，并有左旋平移。临朐群的分段发育及其高海拔反映了新近纪以前的地形条件和中新世以后F4活动的纵向差异。
沂沭断裂带的形成和演化是地质学界长期争论和讨论的焦点。由于长期复杂的地质构造演化，对沂沭断裂带的形成或“诞生”有太古代、元古代、古生代、中生代等不同观点。认为它是一条长期多次活动、具有继承性、各期力学性质不同的长寿命断层。根据构造岩石特征、构造特征、构造盆地建造与改造，将沂沭断裂带的演化划分为四个阶段[10]。
(1)出生阶段
关于沂沭断裂带的早期活动，一直有很多讨论。有人根据汞丹山脊上发育的大量韧性变形带，认为沂沭断裂是一条继承性的长寿命断裂，始于前寒武纪。根据土门群的分布特征，有人认为沂沭断裂控制着土门群，至少从青白口时期就开始活动。基于沂沭断裂对晚侏罗世以后地质构造的明显控制作用及其与印支期强烈活动的大别-苏鲁造山带的错位，多数人认为沂沭断裂作为一条浅部脆性断裂不会早于中生代。
鲁西平邑盆地晚侏罗世三台组不整合沉积在同位素地质年龄为189 ~ 164 Ma的东西向铜杂岩上，坊子组含煤线组是蒙阴盆地最早的沉积建造。所以三台组形成之前，岩体肯定是被抬升了几公里，遭受了风化和侵蚀。这种差异运动无疑是在坊子组形成过程中产生的。坊子组时代为早侏罗世末至中侏罗世，表明鲁西地区经历了60Ma左右从无构造到开始沉积的过渡，是沂沭断裂活动的标志。因此，我们认为沂沭带诞生于早侏罗世末期。
(2)左翻译阶段
沂沭带自诞生或开始就开始了左旋剪切运动。莱阳群形成于中侏罗世至早白垩世，剪切平移持续并逐渐增强。在此期间，沂沭带的活动和演化表现出连续性和不平衡性。
淄博期坊子组主要为一套含煤碎屑沉积；三台组主要表现为浅水、近源或干旱环境下以物理风化为主的沉积。这种变化无疑是构造活动的反映，是沂沭带平移所致。从坊子组的构造局限到三台组的广泛分布，盆地规模的扩大是沂沭带加速平移的表现。
莱阳期是沂沭带左旋平移的高潮，在此期间，沂沭带形成了许多巨型构造特征，如带内土门群至古生代的断片和牵引褶皱；汞丹山上的压扭盆地；沂沭带东部重楼、莒南、临沭乃至胶莱盆地的形成；沂沭带西侧盆地延伸最大，以湖泊相为主。
从沂沭断裂带两侧盆地构造特征对比分析，其活动性和演化不断加强。带内无莱阳群沉积，反映当时处于压扭隆升状态；沂沭带东侧重楼盆地莱阳群厚6000多米，主要由湖相沉积组成，一般含火山岩和火山碎屑岩，以酸性岩石为主，夹海相碳酸盐夹层，在深水中快速堆积。胶莱盆地是一个粗-细-粗的构造序列，上部有火山物质出现，由山麓洪积相、河流相→湖泊相→河流相(冲洪积相)组成，无火山熔岩。沂沭带西侧盆地下部无火山物质，上部火山物质由少到多，顶部以火山物质为主，自西向东靠近沂沭带，同层火山物质增多。莱阳时期的建造特点反映了沂沭带的演变特点，即沂沭带在平移过程中逐渐削减。
莱阳期演化后，沂沭带四条剪切断层同时形成，断层切割逐渐到达下地壳。由于压扭机制，“地堑”构造在后期开始形成。
(3)张扭裂谷阶段
青山群八亩地组形成时期为裂谷型火山作用阶段，大盛群和王石群形成时期为沉积阶段(裂谷阶段)。
由于莱阳期平移过程中断层不断下切，青山期断层切割已到达地壳下部，同时地幔隆升带动了沂沭带侧向扩张和大规模火山喷发，形成了青山期最广泛的中基性火山岩和火山碎屑岩地层。根据同位素地质年龄，火山岩的年龄范围为131 ~ 79 Ma，大部分在120 ~ 1100 Ma之间，属于早白垩世中晚期。
在八木组形成过程中，由于地幔隆起和火山作用，沂沭带的左旋走滑机制受到影响，但左旋走滑的趋势并未改变，而是以差异波动为主，整个沂沭带并未明显变宽。
火山作用后，沂沭带下地壳因火山喷发而断裂，在火山台地基础上形成地堑内的拉分盆地，进入盛达-王石期。从拉芬盆地的构造分析，由于火山作用后物源丰富，其构造特征为浅水、近物源、快速成藏。地堑盆地也在快速沉降，沂沭带的活动是同沉积断裂。马站盆地盛群中部出现了补偿性沉积，而安丘-莒县盆地没有，表明沂沭带东部地堑盆地具有丰富的物源。在大盛群，有些地方有安山岩玄武岩和粗面岩玄武岩，说明此时沿断层仍有火山活动，断层深达上地幔。
盛达-王石期，区域应力场以拉扭为主，左旋平移幅度进一步减小。马站盆地两侧的位移不超过其长度的一半，而安丘-莒县盆地可能有较大的位移。
(4)挤压块的运动阶段
新生代以来，沂沭断裂带进入挤压隆升阶段，沂沭断裂带的运动伴随着微弱的左旋平移，导致了沂沭断裂带活动的多次激发期。这在盆地建设中最为明显。
早期管庄期大致相当于古新世末或始新世初，沂沭断裂带经历了一段强烈的挤压活动。该带西部形成一套以河流相为主的粗碎屑岩建造；由于近东西向挤压造成的伸展作用，早期乌图群矿床形成于沂沭断裂带的水星山障壁上。在沂沭断裂带及其以东，王组构造结束，龙口盆地古近系沉积发育，盆地构造也进入稳定的细碎屑湖相沉积。济阳坳陷开阔水域有油页岩、油气、煤等矿产；北部乌图地区含矿建造特征与济阳盆地相似，中部沂源盆地由于隆起较大，仅保留了官庄群早期粗碎屑沉积，反映了沂沭断裂带对水系的控制。官庄晚期，沂沭断裂带在激发期再次出现挤压活动，形成官庄群上部的粗碎屑岩建造。中新世玄武岩喷发后，差异波动明显，受济阳坳陷沉降抬升，结束了沂沭断裂带及其两侧的盆地构造。而北部的济阳坳陷沉降幅度较大。在这一时期，沂沭带活动的构造特征主要是带内层的挤压褶皱，特别是群和王群，构造岩石为群和王群岩石形成的弱固结构造透镜体和断层泥。
新近纪临朐期，沂沭断裂带有两次活动激发期。山旺组硅藻土矿是在持续发展期沉积的，但大部分地区以玄武岩间堆积薄而松散的砾石层为特征。与古近纪相比，沂沭带在新近纪的活动性明显减弱。如临朐期玄武岩主要分布在沂沭断裂带附近的北段，而古近系在大部分盆地不发育，基本局限在沂沭断裂带东边界断裂以西。玄武岩喷发主要集中在中部，表明沂沭断裂带的影响范围逐渐减小，并表现出垂向差异。从沂源、临朐、昌乐等新生代活动明显的盆地构造特征分析，这种变化趋势更加明显。
中新世至上新世，沂沭断裂带仍保持断块运动状态，整个沂沭断裂带及其两侧呈现隆升，直至第四纪。
第四纪以来，沂沭断裂带的活动主要表现在晚更新世的激发期，表现为多个全新世盆地在地堑盆地中叠加，中新统玄武岩由于晚更新世以前对松散沉积物的挤压隆升而发生错列和局部逆冲，导致第四纪沉积物中出现剖面，地震活动频繁，小地震频繁，大地震频繁，温泉分布。
综上所述，沂沭断裂带自形成至今，经历了燕山运动和喜马拉雅运动两个阶段的演化。燕山期，沂沭带早期以剪切平移为主，后期以张扭为主，并伴有火山和沉积。喜马拉雅期以挤压作用为主，左旋平移作用较弱。沂沭断裂带主要为挤压隆起，但局部有沉积建造。沂沭断裂带及其两侧具有不同的特征。总的来说，活动由强到弱，影响范围逐渐减小，活动强度和方式存在垂直差异。南段以隆起为主，北段形成断陷盆地。