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造山带的深部过程与成矿作用1．国内外研究现状及存在问题矿产资源和能源历来是保障国民经济持续发展、支撑GDP快速增长、确保国家安全的重要物质基础。
随着我国工业化进程的快速发展，对能源、矿产资源的需求量急剧增加，大宗矿产和大部分战略性资源日渐面临严重短缺的局面，并将成为制约我国经济快速发展的瓶颈。
因此，深入研究能源和矿产资源的形成过程及成矿成藏机理，拓展新的找矿领域，增强发现新矿床的能力，是缓解我国当前大宗矿产资源紧缺局面的重要途径。
近年来，国内外矿床学理论研究和勘探技术得到了快速发展，在地壳浅表矿床日益减少枯竭的情况下，逐步提高深部矿床勘探和开发能力。
例如，我国大冶铁矿床、红透山铜矿床、铜陵冬瓜山特大型铜矿床、新疆阿尔泰阿舍勒铜、金、锌特富矿床, 会理麒麟铅、锌矿床、山东增城、乳山金矿床等开采深度均已超过1000米, 有的矿床已近2000米（滕吉文等，2010）。
加拿大萨德伯里( Sodbury) 铜-镍矿床已开采到2000米，最深矿井达3050米。
南非金矿钻井深4800米。
更为重要的是找矿勘探实践和地球深部探测实验证实，虽然绝大多数矿床的形成、就位和保存发生在地壳环境，但成矿系统的驱动机制和成矿金属的集聚过程则受控于岩石圈尺度的深部地质过程，地球深部蕴藏着巨量矿产资源，深度空间找矿潜力巨大。
深部过程与动力学是控制地球形成演化、矿产资源、能源形成，乃至全球环境变化的核心。
因此，深入研究地球深部过程与动力学，不仅是提高人类对地球形成与演化、地球系统运行规律认识程度的重要途径，也是建立和研发新的成矿理论与勘查技术, 以促进我国找矿勘查的重大突破，是解决我国资源能源危机的根本途径。
20世纪90年代以来，国际地学界一直非常注重大陆岩石圈结构、深部作用过程和动力学研究，并将其作为国际岩石圈计划的主要研究领域。
美国于20世纪70-80年代开展了地壳探测计划，首次揭示了北美地壳的精细结构，确定了阿帕拉契亚造山带大规模推覆构造，并在落基山等造山带下发现了多个油气田。
秦岭造山带主要大地构造单元的新划分一、概述秦岭造山带，作为中国重要的地质构造区，其形成和演化过程一直是地质学研究的热点和难点。
随着近年来地层沉积、岩浆活动、火山作用和构造变形及岩石地球化学等方面的研究取得的新进展，我们对秦岭造山带的认识不断深化。
本文旨在根据最新的研究成果，结合前人的工作，按照大地构造相单元划分原则，对秦岭造山带的主要大地构造单元进行新的划分和阐述。
秦岭造山带是一个东西南北构造共存的复杂造山带，其构造格局的形成是多种地质作用共同作用的结果。
本文在综合分析了秦岭造山带的构造特征、岩石地层、岩浆活动、火山作用和地球化学等方面的资料后，认为秦岭造山带可以划分为华北南缘陆坡带、秦岭岛弧杂岩带、秦岭弧前盆地系和秦岭增生混杂带等主要构造单元。
这些构造单元的形成和演化，不仅记录了秦岭造山带的形成历史，也反映了中国大陆地壳的构造演化过程。
本文的划分结果不仅有助于我们深入理解秦岭造山带的构造格局和演化历史，同时也为矿产勘查、环境保护、灾害预测等提供了重要的地质背景资料。
未来，随着研究的深入和技术的进步，我们期待对秦岭造山带的认识能够更加全面和深入。
1. 秦岭造山带的重要性和研究意义秦岭造山带是中国乃至全球最重要的造山带之一，它位于中国大陆中央，横跨多个省份，具有复杂的地质构造和丰富的矿产资源。
秦岭造山带的研究对于理解中国乃至东亚地区的地壳演化、板块构造、矿产资源分布以及自然灾害发生机制等具有深远的意义。
秦岭造山带是连接华北板块和华南板块的关键区域，其形成和演化历史直接反映了中国大陆地壳的形成和演化过程。
通过对秦岭造山带的研究，可以深入了解地壳增生、俯冲消减、碰撞造山等重要的地质过程，为理解地壳动力学提供宝贵的资料。
秦岭造山带是多种矿产资源的富集区，包括金、银、铅、锌、铁、铜等金属矿产以及煤炭、石油等非金属矿产。
对这些矿产资源的形成机制和分布规律进行研究，可以为我国的矿产勘查和开发提供理论支持。
秦岭造山带也是自然灾害频发区，如地震、滑坡、泥石流等。
中亚造山带南段北山构造-岩浆作用及其地质意义的研究中亚造山带南段北山构造-岩浆作用及其地质意义的研究引言：中亚造山带是全球年轻的造山带之一，在地质演化过程中经历了多次构造变动和岩浆活动。
其中，南段的北山构造及其伴随的岩浆作用对整个造山带的形成与发展具有重要影响。
通过对中亚造山带南段北山构造-岩浆作用的研究，可以更好地理解该区域的地质演化过程和构造特征，对区域的资源勘探和环境保护具有重要指导意义。
一、地理位置和区域特征中亚造山带南段位于亚欧大陆之间，北缘与西伯利亚板块交界处相连，西南与欧亚板块相接，东南部沿地中海板块相接。
北山构造作为中亚造山带南段的主要构造，自西向东延伸，跨越了多个国家和地区，是该地区最重要的构造之一。
二、北山构造演化北山构造的演化经历了多个阶段：早期发生了一系列的挤压作用，花岗岩体、变质岩体出现，并形成了广泛的北山褶皱带；中晚期发生了拉伸作用，断裂带的产生导致了地壳在南北方向上的伸展和变形。
三、岩浆活动及其地质意义1. 岩浆活动类型北山构造的岩浆活动主要表现为火山喷发、岩浆侵入和火山喷气活动等形式。
2. 岩浆活动对地壳热力和物理特性的影响岩浆活动通过注入热量和物质，改变了地壳的温度、密度和其他物理特性，进而影响了地壳的稳定性和变形特征。
3. 岩浆活动对矿产资源的影响岩浆活动为区域内的矿产资源提供了重要的成矿物质来源，例如矿床中的金、铜、铅、锡等元素富集通常与岩浆活动相关。
4. 岩浆作用对环境的影响岩浆活动产生的火山喷发和喷气活动会释放大量的气体和颗粒物质，在一定范围内对周围环境造成污染和破坏。
四、地质意义和应用前景1. 地质意义北山构造-岩浆作用的研究对于了解中亚造山带南段的构造演化序列、地壳动力学机制和构造变形特征非常重要。
2. 资源勘探和开发岩浆活动导致的成矿物质富集为相关地区的资源勘探和开发提供了有利条件。
通过对岩浆活动的深入研究，可以找出矿床的规律和分布规律，指导相关资源的勘探和开发。
对秦岭造山带区域构造——成矿作用过程的认识斯尚华长江大学地球科学学院一、陆块或板块的开裂过程该过程是地幔物质向地壳中转移的作用过程。
与之相对应的成矿作用主要与海相火山活动有关，其次为受深断裂控制的基性、超基性及碱性岩浆岩侵入活动。
海相火山活动时期是秦岭地区最主要的成矿作用类型之一。
秦岭造山带中从老至新的火山—沉积建造基本上都是重要的含矿层位。
秦岭造山带曾经发生多次开裂事件，并对应着一定的构造—成矿旋回，形成具有不同规模和强度的成矿作用。
例如，中、新元古代时期，与张裂过程之海相火山活动有关的成矿作用在华北地块南缘区（宽坪小洋盆）与扬子地块北缘区（武当—碧口裂陷海槽）就有很大差异，后者在规模、强度、范围及矿种方面均明显大于（多于）前者。
二者虽同处开裂过程，且开裂程度及岩石类型也很相近，但成矿特征却如此不同，其原因可能与地幔物质的分布和运动状态有关。
但同样是在华北地块南缘，早古生代时期二郎坪小洋盆张裂过程中海相火山活动有关的成矿作用与中、新元古代宽坪小洋盆的开裂时期迥然不同，前者成矿作用与武当—碧口裂陷海槽开裂时期有一定相似性。
晚古生代，张裂过程中的成矿作用发生在扬子地块北缘的玛沁—略阳—北巴一线。
秦岭地区五个大的开裂—成矿时期中，由成矿元素地球化学性质所反映的成矿物质来源并无明显变化，均以幔源为重要特征，这种间隔交替式的成矿演化仅仅反映深部物质运动的某种规律，因此实质上是构造活动强度交替发展在成矿方面的一种具体表现。
二、陆块或板块的拼合碰撞过程秦岭地区经历的大规模的碰撞拼合过程主要有三次，分别为晋宁期，晚加里东其—早华力西期和印支期。
拼合碰撞过程是壳—幔物质强烈相互作用的过程，但成矿物质和成矿作用反映地壳物质运动信息较多。
成矿地质作用主要有花岗质岩浆活动、区域变质作用和陆源碎屑—碳酸盐岩沉积成矿作用。
前两种作用在一定时期具有密切的成因联系和空间上的一致性。
由它们共同作用可造就一个矿床成矿系列，最典型的就是晚加里东期—早华力西期秦岭造山带北部地区与区域变质岩及混合（伟晶）岩化作用有关的稀有金属、蓝晶石、红柱石、白云母、石墨、玉石及金红石矿床成矿系列。
漫话造⼭作⽤与造⼭带（2）漫话造⼭作⽤与造⼭带（2）胡经国六、Sengo分类中的造⼭带及其特征根据板块构造理论，造⼭带（Orogen）是板块汇聚的产物。
现代板块可以在以下⼏种环境条件下产⽣汇聚：①、俯冲带；②、碰撞带；③、转换断层受阻弯曲部位。
因此，这些环境条件决定了造⼭带的主要类型及其特征。
㈠、转换挤压型造⼭带转换挤压型造⼭带形成于两条相互平⾏的作⾛滑运动的转换断层之间，由于断层的相向运动，使位于其间的、同时受到两条断层作⽤的岩体遭受被动挤压，这样形成的造⼭带就称为转换挤压型造⼭带。
1、转换挤压型造⼭带分类按照其构造的对称性和性质，可将转换挤压型造⼭带分为以下两种不同的类型：⑴、Ⅰ型——不对称转换挤压型造⼭带这类造⼭带主要形成于陆块内部；少数形成于陆块边缘或洋块内部，规模相对较⼩。
但是，可进⼀步发展成为对称转换挤压型造⼭带。
其主要特征是：整个造⼭带内的构造向同⼀⽅向倾斜；另外，这类造⼭带通常发育有俯冲带，并且具有俯冲控制型造⼭带（Subduction-Control Orogens）的特征。
⑵、Ⅱ型——对称转换挤压型造⼭带它完全形成于陆块内部，常常是⼀些⼤型挤压隆起带。
其主要特征是：沿造⼭带发育有两条平⾏的分离型逆冲断层带。
2、转换挤压型造⼭带的基本特征总的说来，转换挤压型造⼭带有以下基本特征：⑴、转换挤压型造⼭带的地壳是岩⽯圈碎⽚或板⽚的旋转，这种旋转与起控制作⽤的转换断层的⾛滑运动的性质是⼀致的。
⑵、转换挤压型造⼭带内通常存在⼀个⽐其它类型造⼭带更“冷”的热机制。
⼀般不会有相关的变质作⽤和岩浆活动存在；另外，在这类造⼭带边界的转换断层的附近常出现⼀些碱性岩⽯。
A.M.C.森格认为，这可能只是具有部分熔融作⽤的边界转换断层的相对冷的边缘，随着部分熔融程度的降低⽽产⽣的碱性岩⽯，⽽不是通常所说的岛弧拉斑⽞武岩。
㈡、俯冲控制型造⼭带与岩⽯圈板块俯冲有关的造⼭带是研究内容极其丰富的造⼭带。
它不具有碰撞型或转换挤压型造⼭带那样的压性特征，⽽且⾄今还不能明确它是否具有像碰撞带那样的压性特征（A.M.C.森格）。
1000-0569/2011/027(03)-0657-71Acta Petrologica Sinica岩石学报秦岭造山带内宁陕断裂带构造演化及其意义*胡健民1孟庆任2陈虹1武国利2渠洪杰1高卫1陈文3HU JianMin1，MENG QingRen2，CHEN Hong1，WU GuoLi2，QU HongJie1，GAO Wei1and CHEN Wen31.中国地质科学院地质力学研究所，北京1000812.中国科学院地质与地球物理研究所，北京1000293.中国地质科学院地质研究所Ar-Ar同位素实验室，北京1000371.Institute of Geomechanics，Chinese Academy of Geological Sciences，Beijing100081，China2.Institute of Geology and Geophysics，Chinese Academy of Sciences，Beijing，100029，China3.Ar-Ar Isotope Laboratory of Geological Institute，Chinese Academy of Geological Sciences，Beijing，100037，China2010-12-01收稿，2011-02-25改回.Hu JM，Meng QR，Chen H，Wu GL，Qu HJ，Gao W and Chen W.2011.Tectonic evolution and implication of Ningshan Fault in the central part of Qinling Orogen.Acta Petrologica Sinica，27(3):657－671Abstract Ningshan Fault is a large-scale WE-trending fault in Qinling Orogen.This research indicates that the left-lateral shear zone exhibit abundant ductile shear fabrics of earlier stage which were superimposed by a late brittle deformation.40Ar-39Ar ages on syn-deformational and syn-metamorphic minerals from the Ningshan Fault confirmed that the early ductile deformation occurred during 169 162Ma and was formed in the intracontinental deformation in the period of post-collision of Qinling Orogen.Existing of this left-lateral shear zone indicates that the tectonic belt of South Qinling Orogen may be subdivided into two different unites before Middle-Late Jurassic.Some metamorphic rocks of old basement crops out on the NW side of the Ningshan Fault and were intruded by many Mesozoic granitic plutons;on the SE side of the fault，however，dominant Meso-and Neo-Proterozoic low-grade metamorphic volcanic rocks and metasediment was intruded by basic and alkalic dykes of Neo-Proterozoic to Early Paleozoic.It has been confirmed that large-scale left-lateral shear movement occurred in the western and northern margins of Yangtze block in the Late-Middle Jurassic to the Early Cenozoic，which may be connected with the clock-wised rotation of the block in that time.Key words Qinling Orogen;Ningshan Fault;Daba Mountain;Yangtze block摘要宁陕断裂是秦岭造山带内部发育的一条近东西向区域性断裂。
青藏高原碰撞造山带I主碰撞造山成矿作用一、本文概述青藏高原，被誉为“世界屋脊”，其壮丽的自然景观和独特的地理位置使其成为地质学研究的热点地区。
本文聚焦青藏高原碰撞造山带I主碰撞造山成矿作用，旨在深入解析这一地区在地质历史演化过程中的成矿机制和成矿规律。
通过对青藏高原碰撞造山带I主碰撞造山成矿作用的系统研究，我们期望能够为理解板块碰撞、成矿作用以及资源分布提供新的视角和理论支撑。
青藏高原的形成是地球科学领域的一个重要课题，它涉及到大陆碰撞、板块俯冲、地壳增厚等一系列复杂的地质过程。
在这个过程中，成矿作用作为地质作用的重要组成部分，对于揭示青藏高原的演化历史和资源分布具有重要意义。
本文将从地质背景、成矿条件、成矿机制等方面展开论述，以期对青藏高原碰撞造山带I主碰撞造山成矿作用有一个全面而深入的认识。
通过本文的研究，我们期望能够为青藏高原及类似地区的资源勘探和开发提供理论指导，同时为推动地质学和相关领域的发展做出贡献。
二、青藏高原碰撞造山带概述青藏高原，被誉为“世界屋脊”，是地球上最大、最高的高原，同时也是地球科学研究中极其重要的地区。
它位于欧亚板块和印度-澳大利亚板块之间的交汇带，这里发生了复杂的板块碰撞和陆陆碰撞过程，形成了独特的青藏高原碰撞造山带。
这一区域的地壳运动、岩浆活动、变质作用以及相关的成矿作用一直是地球科学研究的前沿领域。
青藏高原碰撞造山带经历了多期次的构造演化，包括早期的洋盆关闭、陆陆碰撞、陆内变形以及后期的隆升和剥蚀等过程。
这些过程不仅塑造了青藏高原现今的地貌格局，也控制了其内部矿产资源的分布和成矿作用的特点。
特别是主碰撞造山期，是青藏高原成矿作用的关键时期，其内在的地质条件和动力学背景为成矿提供了重要的控制因素。
主碰撞造山期，随着印度板块向北俯冲，青藏高原地区发生了强烈的构造变形和岩浆活动。
这些岩浆活动不仅带来了大量的成矿物质，而且为成矿作用提供了必要的热源和动力。
同时，碰撞过程中形成的构造断裂和褶皱也为成矿提供了有利的空间条件。
西南天山造山带的研究现状简述1. 引言1.1 西南天山造山带的独特地质特征西南天山造山带是中国境内的一个重要地质构造带，其独特的地质特征吸引着众多地质学者的研究兴趣。
该造山带主要由花岗质、变质岩和沉积岩组成，具有明显的岩石变质和变形特征。
在地质构造上，西南天山造山带表现为多次构造事件的叠加，形成了多个构造单位，呈现出复杂的地质构造格局。
其独特之处还在于地质年代上呈现出多阶段演化过程。
这些演化过程包括了叠加造山、火山喷发、构造变形等多个阶段，每个阶段都留下了独特的地质痕迹。
由于该地区地质构造复杂，地质年代资料完整，因此西南天山造山带被认为是研究造山过程和地壳演化的理想地点。
在地质构造特征上，西南天山造山带还表现出与周边地区不同的独特性。
其构造单元间的联系较为紧密，构造带内部褶皱、断裂、褶皱等构造形态发育完善，构成了独特的构造特征。
这些独特的地质特征为西南天山造山带的研究提供了丰富的实验数据和研究对象，也为地质科学领域提供了重要的参考和借鉴。
1.2 西南天山造山带的研究意义西南天山造山带是世界上重要的造山构造之一，对于研究大陆构造演化、板块构造及大地构造有着重要的意义。
通过对西南天山造山带的研究，可以深入了解地球内部物质的运动和地壳构造的演化过程，从而揭示大地构造的规律和特点。
西南天山造山带是中国西部重要的地质构造带，探究其地质演化历史和构造特征可以为该地区的地质资源勘探与开发提供重要的参考依据。
对于地震、地质灾害等自然灾害的研究也具有一定的意义，可以为地质灾害防治和减灾提供科学依据。
西南天山造山带的研究还可以为人类社会经济发展提供支持。
通过对其地质构造、构造运动特征的深入研究，可以为区域地质环境的评价和规划提供科学依据，促进当地经济的发展和资源的合理利用。
研究西南天山造山带不仅有助于加深对地球构造和地质演化的认识，同时也对促进地区经济发展、资源利用和自然灾害预防具有重要意义。
2. 正文2.1 西南天山造山带的岩石组成及构造特征1. 岩石组成：西南天山造山带主要由变质岩和沉积岩构成。
西北大学学报(自然科学版)2009年6月,第39卷第3期,Jun.,2009,Vol.39,No.3Journal of North west University(Natural Science Editi on) 收稿日期:2009203210 基金项目:国家自然科学基金资助项目(40372097,40772131);中石化南方海相基础研究基金资助项目(20060902) 作者简介:宋传中,男,安徽阜阳人,合肥工业大学教授,博士,从事构造地质学研究。
秦岭—大别造山带中几条重要构造带的特征及其意义宋传中1,张国伟2,任升莲1,李加好1,黄文成1(1.合肥工业大学资源与环境学院,安徽合肥 230009;2.西北大学大陆动力学国家重点实验室,陕西西安 710069)摘要:目的 研究秦岭—大别造山带内几条重要构造带的构造变形特征,以探讨其动力学过程。
方法 通过该造山带中各构造带的几何学、运动学特征研究,分析板块构造体系向陆内构造体系转换和大陆动力学体系演化等地质过程。
结果 ①洛栾构造带是二郎坪弧后盆地与华北板块南缘的陆内构造拼合带,形成于365Ma±,挤压方向为240→60°;②商丹断裂带在260Ma±形成,挤压方向为220→40°,以压扁作用为主,正花状构造,显示出板块碰撞带的构造特征;③襄广断裂带是扬子板块在220Ma±,由185→5°方向与大别造山带斜向汇聚的结果;④殷马断裂带为一条右行平移的韧性剪切带;⑤武穴构造对接带是大别造山带南缘与扬子板块北缘的构造复合带,是在140Ma±扬子板块总体由S→N挤压所致;⑥宜鲁构造带是东秦岭造山带北界,为S→N逆冲的叠瓦状推覆构造,上地壳缩短率为52%;⑦郯庐断裂带是秦岭—大别造山带东端的一条多期活动的剪切带。
结论 秦岭—大别造山带经历了不同构造体制转换、板块构造系统发展、板块构造体系向陆内构造体系转换以及大陆动力学体系发展演化等地质过程;显示出古生代以来逆时针“转动挤压”到“三面围限”的动力学过程。
青藏高原碰撞造山带成矿作用构造背景、时空分布和主要类型一、本文概述本文旨在全面探讨青藏高原碰撞造山带的成矿作用构造背景、时空分布以及主要类型。
青藏高原，作为地球上最大、最年轻的高原，其形成与演化过程复杂且独特，尤其在碰撞造山带这一关键区域，地质活动频繁，矿产资源丰富。
本文将从地质构造背景出发，深入分析青藏高原碰撞造山带的成矿作用，揭示其时空分布规律，并探讨主要的成矿类型。
我们将概述青藏高原碰撞造山带的基本地质构造背景，包括板块构造、地壳运动、岩浆活动等方面，为后续的成矿作用分析提供基础。
在此基础上，我们将深入探讨碰撞造山带内的成矿作用，包括成矿物质的来源、运移、聚集以及成矿机制等，以期揭示其成矿规律。
本文将详细分析青藏高原碰撞造山带成矿作用的时空分布特征。
通过收集和分析大量的地质、地球物理、地球化学等多源数据，我们将揭示成矿作用在时间和空间上的分布规律，为成矿预测和资源开发提供重要依据。
我们将总结青藏高原碰撞造山带的主要成矿类型，包括金属矿产、非金属矿产以及能源矿产等。
通过对不同类型成矿作用的深入研究，我们将为区域矿产勘查和资源开发提供理论支撑和实践指导。
本文将从构造背景、时空分布和主要类型三个方面全面探讨青藏高原碰撞造山带的成矿作用，以期为该区域的矿产资源勘查和开发提供科学依据和决策支持。
二、青藏高原碰撞造山带的地质背景青藏高原，被誉为“世界屋脊”，是由印度板块与欧亚板块碰撞形成的巨大碰撞造山带。
这一区域的地质背景极为复杂，涉及多个构造单元、地层序列和岩浆活动。
青藏高原的碰撞造山过程始于约50 Ma 前，印度板块以低角度俯冲的方式向北推进，与欧亚板块发生碰撞。
随着碰撞的持续进行，印度板块逐渐转为高角度俯冲，形成了现今所见的青藏高原的基本地貌格局。
在碰撞造山过程中，青藏高原经历了多期的构造变形和岩浆活动。
早期碰撞阶段，主要表现为地壳缩短、增厚和大规模的逆冲推覆构造的形成。
这些构造不仅改造了先前的地壳结构，也为后续的岩浆活动和成矿作用提供了有利的地质条件。
藏北造山带的褶皱构造与演化藏北造山带是一个地质学上极其重要的地区，它位于青藏高原北缘，被认为是青藏高原东北部的主要构造单位之一。
褶皱构造是这一地区构造演化的主要特征之一，并且对于理解青藏高原的形成和演化过程具有重要意义。
褶皱构造是地壳岩石在地质作用力的作用下发生变形的一种形式，它通常以地表上持续延续数十到数百公里的山脉形成。
褶皱构造的形成需要两个板块相互挤压，导致地壳岩石发生挤压变形，产生褶皱。
藏北造山带的褶皱构造主要是由于欧亚大陆板块与印度板块的碰撞，使得地壳岩石产生了明显的压缩变形。
褶皱构造的演化是一个复杂的过程，通常经历了形成、发育和消失几个阶段。
在藏北造山带，最早的褶皱构造形成始于6500万年前，随着时间的推移，褶皱逐渐发育和变形，最后进入到消失的阶段。
这个过程通常伴随着地壳岩石的变形和隆升，形成了峰谷起伏的地貌。
褶皱构造在藏北造山带的演化过程中起着重要的控制作用。
首先，它导致了岩石层面的压缩变形和隆升，使得高山地貌得以形成。
这种隆升还促进了岩石的风化和侵蚀，进一步加快了地貌的发展。
其次，褶皱构造的形成还改变了地壳内部的岩石层序，使得深部地质过程得以暴露在地表上，方便科学研究。
此外，褶皱构造还对地下水和矿产资源的分布有着重大的影响。
褶皱构造对于理解青藏高原的形成和演化具有重要意义。
青藏高原是全球最大、最年轻的高原，其形成和隆升与板块构造有着密切关系。
青藏高原是由欧亚大陆板块和印度板块的碰撞所形成的，而藏北造山带则是这一碰撞的重要构造响应之一。
研究褶皱构造可以揭示青藏高原在地质历史上的形成和隆升过程，为我们理解高原隆升机制、地壳构造演化等提供重要线索。
然而，尽管已经取得了一些重要的发现，但是对于藏北造山带的褶皱构造和演化仍然有很多需要研究的问题。
例如，褶皱构造的形成和演化过程中，岩石层面的变形机制、褶皱的三维分布特征等等，都是需要进一步深入研究的。
此外，褶皱构造对地下水和矿藏的影响机制也需要进一步探索。
第32卷第1期地球科学 中国地质大学学报Vol.32 No.12007年1月Earth Science Jour nal of China U niversit y of G eosciencesJan. 2007基金项目:中国地质调查局基金项目(Nos.200213000016,200413000007).作者简介:樊光明(1952-),男,教授,长期从事构造地质学的教学和构造地质、区域地质调查及工程地质构造等科研工作.E mail:gmfan@祁连山东南段加里东造山期构造变形年代的精确限定及其意义樊光明,雷东宁中国地质大学地球科学学院,湖北武汉430074摘要:祁连山东南段呈北西-南东向展布着加里东期中祁连造山带和拉脊山造山带,其基底为前加里东变质岩系,在该变质结晶基底岩系中发育着菱形网格状韧性剪切带,共轭韧性剪切带面对缩短方向的夹角为104 ~114 ,其最大主应力方位为SW210 左右.在中祁连地块金沙峡和化隆地块科却两处韧性剪切带中的糜棱岩化岩石,获取变质矿物白云母40A r-39A r 坪年龄分别为(405.1!2.4)M a 和(418.3!2.8)M a.这一年代学结果不仅确定了加里东基底变质岩系中韧性剪切带是加里东造山作用过程中形成,更重要的是通过对基底韧性剪切带中变质变形岩石的年代学研究,精确地限定了祁连山东南段的早古生代火山盆地(或岛弧盆地)、拉脊山小洋盆关闭的构造年代.这为造山带构造演化过程中盆地关闭时间的确定开辟了新的途径.关键词:祁连山东南段;加里东造山带;韧性剪切带;变质变形事件;构造-热年代学.中图分类号:P 597;P542 文章编号:1000-2383(2007)01-0039-06 收稿日期:2006-06-02Precise Timing and Significance of Caledonian StructuralDeformation Chronology in Southeast QilianFAN Guang ming ,LEI Dong ningFac ulty of E arth Sc ienc es,China Univ er sity of Geoscie nces ,W uhan430074,ChinaAbstract:T he middle Q ilian o ro genic belt and L ajishan or og enic belt o f the Caledonian str ike NW SE dir ection in the south east Q ilian and its basement consists o f Pre Caledonian metamor phic ro ck series.T he lo zenge cancellat e shaped ductile shear zo ne o ccurs in the cry sta lline basement,and the included ang le of shor tening directio n of conjug ated ductile shear zones ran g es from 104 to 114 and the max pr incipa l str ess direction indicates approx imate SW210 .T he40A r 39A r plateau ag es ofmuscov ite obtained fr om the my lo nitilizat ion ro ck in ductile shear zone o f Jinshax ia wit hin middle Q ilian massif and K eque in Hualo ng massif are (405.1!2.4)M a and (418.3!2.8)M a,respect ively.T he chronolog y data determine the ductile shear zo nes in Caledonian basement metamo rphic rock formed throug h the Ca ledo nian o rog eny.F ur thermor e,the chr onolog ical study o f basement r ock determ ines precise fo rming per iod fo r the close of the L ate Paleo zo ic v olcanic basin (or island arc ba sin)and Lajishan o cean basin.T his offer s a new appro ach to the det erminatio n o f ocean basin closing t ime in t he pro cess of st ruct ur al evo lutio n o f or og enic belt.Key words:so utheast Q ilian;Caledonian o rog enic belt;duct ile shear zone;metamor phism and defo rmatio n events;struc tur e heat chro no log y.研究区位于甘肃省和青海省的交界处,从地理位置看,是祁连山的南东段,在区域构造格局上是祁连山造山带向南东的延伸部分.冯益民等(2002)将其统归为西秦岭造山带.祁连山造山带是秦祁昆巨型造山带的组成部分(殷鸿福和张克信,1998),属中国中央造山带.新元古-早古生代秦祁昆大洋具有复杂的结构形式,洋中有块、块中有裂陷是其中主要特征之一(冯益民等,2002).大陆裂解形成一系列大地球科学 中国地质大学学报第32卷小不等的海洋盆地,而会聚可使其盆地关闭,经造山作用使堆积物发生变质变形.板块的裂解与关闭实际上是构造旋回中的一个开合过程的具体体现(杨巍然等,2000),由于这种开合可以是原地开合,也可以是异地开合,最终使这些原来相关或不相关的一系列陆块聚合在一起,形成新的大陆块.祁连山地体是经加里东末期板块碰撞而形成的典型加里东造山带(许志琴等,1999),祁连山南东段是祁连山造山带的尾端,该造山带有着复杂的物质组合和漫长的构造演化历史.中祁连地块是秦祁昆洋中陆块群中的一个,是由新元古代以前的古老变质岩系组成,其上发育有裂陷槽,南祁连、拉脊山就是地块进一步裂解形成的两个盆地(或小洋盆),它们是在加里东期闭合形成的造山带(邱家骧等, 1998;杨巍然等,2000;冯益民,2002;樊光明等2004).近年来完成的1∀25万民和县和临夏市区域地质调查研究发现,分布于东祁连、化隆县等地的基底变质岩系发育有菱网状韧性剪切带,但与加里东期构造变形及盆地关闭有关的精确的变质变形构造-热年代学数据尚未见报道.能否通过基底构造变形时限的研究来获取基底变形和盆地关闭的构造-热年代学数据呢?作者采用Ar A r定年法进行了尝试,不仅确定了中祁连造山带变质基底岩系中韧性剪切带的变形构造的年代,更重要的是为其上发育的盆地的关闭提供了精确的世代限定.1 地质背景(特征)及样品特征研究区的中祁连地块是加里东期造山带的变质基底,拉脊山以北主要由古元古界和中元古界变质岩系组成.在拉脊山南侧则由太古界-古元古界的化隆岩群变质岩系组成.这些基底变质岩系经历了多次的构造热事件和漫长的构造演化历史,发生了较深的变质作用和复杂的构造变形.在这漫长的构造演化过程中,加里东期的构造作用是其中最为重要的一次构造热事件,它对基底结晶岩系的构造变形影响较大,留下了可寻的地质演化的历史记录,在基底岩系中的一些韧性剪切带就是其中的一个例证.在中祁连地块的桥头和金沙峡一带发育的韧性剪切带,其中两组韧性剪切带的产状分别为: 60#50~60和350#75.它们发育在古元古界湟源岩群变质岩中,在花岗质和长英质岩石中表现明显.卷入韧性剪切带中的岩石出现强的剪切变形,形成糜棱岩化岩石或糜棱岩.露头尺度上,可见平直的糜棱面理及眼球状碎斑,碎斑由长石组成,出现不同程度地旋转,以∃ %型为主,石英具明显的塑性流动,镜下观察石英塑性变形明显,出现细粒化,透射电镜下位错壁、亚颗粒发育S C组构、∃ %型旋转碎斑系、云母鱼等指向性构造都显示了向北东倾斜的剪切带以右行剪切为主,向北北西倾斜的以左行剪切为主.在拉脊山南侧的化隆地块的化隆岩群变质岩系中韧性剪切带也比较发育,在化隆西李家沟一带发育的韧性剪切带产状为315#48,卷入剪切带的岩石为花岗片麻岩、片麻岩、黑云母石英片岩等,露头尺度的小型剪切褶皱及旋转碎斑系指示该剪切带为左旋逆冲走滑性质.在尖扎一带韧性剪切带倾向北东40~60,倾角47,在公伯峡水库西黄河大桥韧性剪切带倾向南,倾角67.在韧性剪切带的露头上,糜棱面理发育,可见明显的S C组构,以脆性变形为主的长石构成碎斑,并发生旋转,石英发生明显塑性变形,糜棱结构明显,镜下石英出现核幔构造.两组剪切带的钝夹角为104~114.上述发育在中祁连地块中的韧性剪切带为一共轭剪切带,面对缩短方向的夹角为112.化隆地块中两组共轭韧性剪切带面对缩短方向的夹角为104~114.利用赤平投影的下半球求出中祁连地块中共轭韧性剪切带最大主应力( 1)产状为217#26.化隆地块的最大主应力( 1)产状为198~210#4~5.对这种变质结晶基底菱网状韧性剪切带的基本型式,郑亚东等用最大有效力矩准则从理论和实践上给予了解释(Zheng et al.,2004).在新元古代-早古生代时期,中祁连地块出现裂陷,在研究区形成了拉脊山小洋盆、大板山裂陷槽和走廊南山岛弧盆地.来自拉脊山构造带内晚奥陶世地层的玄武岩全岩样品和来自平安县东沟的早奥陶世地层中的蚀变变质的安山岩测试结果分别为410.3M a和312.4M a(据青海省地质局,1976年区调报告,由宜昌地质矿产研究所同位素研究室测试),比地层法相对年龄小.造成这种结果的原因一是岩石的蚀变变质作用,二是可能的测试误差(邱家骧等,1998).拉脊山中基性火山岩Sm Nd等时线和Rb Sr等时线测定其形成时间分别为(495!13.7)M a和(521.48!23.79)M a(邱家骧等,1998).经加里东运动盆地关闭,形成总体呈北西-南东向展布的造山带.盆地关闭的时间主要根据地质资料分析来判定,缺乏精确的测试年龄数据.40第1期 樊光明等:祁连山东南段加里东造山期构造变形年代的精确限定及其意义图1 研究区地质简图、样品编号和年龄结果及对应的采样位置Fig.1Schematic geolog ic map of study ing ar ea,sample numbers and ag e data and co rresponding sampling sit es1.中新生界/三叠系隆务河群;2.上泥盆统牦牛山组、上泥盆统-上三叠统;3.中奥陶统-下志留统、下奥陶统阴沟群;4.寒武系-志留系/未分超基性岩;5.蓟县系;6.古元古界秦岭岩群、湟源岩群;7.新太古界-古元古界化隆岩群;8.上奥陶统花岗闪长岩;9.中奥陶统花岗闪长岩;10.下奥陶统闪长岩;11.前加里东花岗岩;12.前加里东花岗闪长岩;13.加里东期背斜、向斜构造;14前加里东期背斜、向斜构造;15.加里东期挤压构造面理;16.前加里东期挤压构造面理;17.新太古界-古元古界化隆岩群挤压构造面理;18.大断裂和一般断裂;19.走滑构造/逆冲构造;20.韧性剪切带虽然中祁连地块和化隆地块因拉脊山裂谷(或小洋盆)相隔较远,但两者的韧性剪切带的特征和形成时的最大主应力方位如此接近,说明两者是在同一时期、同一区域构造应力场作用下的产物.其最大主应力方位和中祁连、拉脊山造山带的展布似乎有着密切的内在关系,是否为加里东期期的构造热事件的产物呢?能否从基底变质岩系的构造岩获取有关弧盆闭合的一些信息和数据呢?从构造变形序列分析,化隆岩群和湟源岩群变质岩系的原始层理(S 0)已被新生构造面理置换,仅在局部地段的大理岩出露处方可见到原始层理.该期构造变形以层内无根褶皱、片理、平行片理的石英脉及韧性剪切带为主要构造样式;层间剪切褶皱、层状石香肠化的基性岩脉体是拉张体制下的伸展构造,其变形序列为第二期;第三期变形是以片理、片麻理为褶皱面,层间剪切褶皱、与片理平行的石英脉、石香肠化的基性脉41地球科学 中国地质大学学报第32卷图2 李家沟及金沙峡地质构造剖面图Fig.2Geolog ic structural sections in L ijiagou and Jinshaxia a.化隆地块李家沟-拉昂地质构造剖面;b.中祁连金沙峡观察点2229-2230地质构造剖面;1.砂砾岩;2.砂岩;3.花岗闪长岩;4.黑云母石英片岩;5.花岗片麻岩;6.条带状混合岩;7.片麻岩;8.大理岩;9.韧性剪切带;10.白云母测试年龄样及样品编号体与其一同弯曲,形成叠加褶皱;上述的韧性剪切带穿过这三期构造形迹,其变形序列应为第四期,从区域变形序列分析,它可能是在加里东期形成的.为此,对在路线区域地质调查过程中采集的上述部分韧性剪切带中的样品进行了室内分析年龄测试.研究样品分别采自中祁连地块和化隆地块两处(图1),样品是区域路线地质调查过程中采集的,分别标在地质剖面上(图2).中祁连地块的D2229-1和化隆地块的D7300-2均为长英质糜棱岩.白云母为糜棱岩化重结晶矿物.变质矿物有黑云母、白云母、角闪石、帘石、钠质长石等,测试的白云母在手标本和薄片上定向排列构成拉伸线理.在强变形域中,石英因强变形发生塑性粒度,出现细粒化,波状消光,形成石英条带,甚至出现核幔构造,弱变形域中仍残留有斜长石斑晶和半自形石英斑晶.透射电镜下自由位错、环形位错发育,可见位错壁及亚颗粒.2 分析方法和结果经人工重砂分离、严格挑选,精选出纯度达99%的白云母精样,送中国地质科学院地质研究所作40Ar-39Ar分析,详细试验流程见参考文献(Chen et al.,2002),分析结果列于表1,相关年龄图解见图3、4.3 结论与讨论样品2229-1白云母的坪年龄为(405.1!2.4)Ma,7300-2白云母的坪年龄为(418.3!2.8)Ma,白云母对Ar同位素的封闭温度范围为350~400&(H am es and Bo w ring,1994;Wag ner et al.,1977),它们代表了与韧性剪切带有关的冷却年龄.陈能松等(2002)在青海省都兰县香日德镇南清水泉东昆断裂带中所获取的3个年龄资料分别为:锆石U Pb同位素为(447.9!4.2)M a、白云母40Ar/39Ar坪年龄为(408.2!0.3)Ma、角闪石40Ar/39A r为(426.2!3.8)Ma,角闪石对Ar同位素的封闭温度为500~600&(Berg er and York, 1981;H arrison,1981),角闪石的(426.2!3.8)M a 近似于变质顶峰年龄(陈能松等,2002).由此可以看出,这些年龄是如此接近,尤其是白云母40Ar/39Ar 坪年龄几乎相同,这决不是一种巧合现象.虽然这两批数据相距千里之遥,但两者的变形时间基本相同,即都是加里东期造山作用的产物.研究表明,造山带的形成、演化记录不仅限于造山带内部物质的变质变形上,在加里东期的造山过程中,其基底结晶岩系同样受到了造山作用的影响,由于它们所处的构造层次不同,显示出构造变形的差异.基底岩系的构造变形以韧性剪切、次生面状构造发育、甚至形成叠加褶皱等为特征.加里东造山带内部则以脆韧变形为主,主要表现为褶皱、断层及劈理,韧性剪切带不发育.通过基底岩系的构造研究同样可以获取造山带形成演化的一些重要信息.上述数据说明,研究区的拉脊山小洋盆和中祁连之上的裂陷槽、弧盆地的闭合时间在(405.1!2.4)Ma~(418.13!2.8)Ma.这进一步证实了祁连山南东段地区的早古生代与岛弧环境有关的火山盆地是中志留世关闭的.根据Sobel and Ar naud(1999)在阿尔金断裂带的变质岩和变形的同造山花岗岩中获取的一组白云母和黑云母Ar Ar坪年龄(435!20)M a、陈能松等(2002)及作者本次获得的A r Ar坪年龄分析,西昆仑、阿尔金、东昆仑和东祁连地区早古生代的洋盆或火山盆地和裂陷的关闭时间大体一致,同时从年龄数据的微小差异,显示有自西向东、自南向北的先后关闭的趋势.从研究区加里东变质基底发育的共轭韧性剪切带的钝夹角所面对的缩短方向,即为最大主应力方42第1期 樊光明等:祁连山东南段加里东造山期构造变形年代的精确限定及其意义表1 样品2229-1和7300-240Ar/39A r逐段加热分析数据T able140A r/39A r analysis data o f processed heating to samples2229 1and7300 2T(&)(40Ar/39Ar)m(36Ar/39Ar)m(37Ar/39Ar)m(38Ar/39Ar)m F39Ar(10-14m ol)39Ar(Cu m)(%)t(M a)!1 (M a)样品2229-160034.62550.05950.47920.086517.092253.780.25330.77.1 70024.27040.02260.06450.032917.583887.630.66339.47.0 80022.19150.00570.04910.015920.5149192.48 1.57390.2 4.3 88024.56600.00230.01160.046121.1311412.93 3.51400.8 3.9 96023.67610.00770.01500.013521.39271527.8410.69405.2 3.7 101023.36140.00660.01330.013621.39371410.7917.33405.2 3.7 106023.36410.00670.01450.013621.38901378.1723.81405.1 3.8 111023.11340.00610.00960.013221.30192608.9636.07403.7 3.8 115022.75050.00480.00790.015121.33272690.1848.72404.2 4.0 120022.99460.00540.00890.013521.38402748.2061.64405.1 3.9 126023.33460.00610.04400.013521.53092330.0872.60407.5 3.8 132023.24570.00600.02550.015121.48113674.1389.87406.7 4.1 140023.08850.00500.07420.015121.60422154.08100.00408.8 4.8样品7300-260025.83020.02100.17210.095219.625012.460.23382.07.6 70022.27940.01480.09160.030217.916022.380.65351.3 5.3 80021.78540.00300.07060.015720.907268.51 1.93403.9 4.3 88024.83390.01080.01570.014421.6501159.90 4.91416.7 4.1 98023.70980.00640.00820.013421.8035522.9014.66419.3 3.9 103023.05900.00420.00500.013521.8000712.4427.95419.2 3.8 108022.73240.00350.00510.013221.6924633.1739.76417.4 3.8 114022.63900.00310.00390.013321.7098697.5652.77417.7 3.8 122022.82360.00370.00560.013421.7385695.5265.74418.2 3.8 130022.93970.00390.01010.013421.7869772.3680.15419.0 3.8 140022.33290.00190.02480.013321.76211018.3399.14418.6 3.9 145024.56540.0046 1.28290.017923.301046.09100.00444.8 6.1注:样品2229-1质量40.00mg,J=0.011772,全熔年龄=405.1M a,F=40Ar/39Ar;样品7300-2质量40.00mg,J=0.012001,全熔年龄=413.3M a,F=40Ar/39Ar;下标m代表样品中测定的同位素比值.位,根据上述求出的最大主应力方位,中祁连地块中共轭韧性剪切带最大主应力( 1)产状为217#26.化隆地块的最大主应力( 1)产状为198~ 210#4~5.尽管这两个点还不能完全代表当时的43地球科学 中国地质大学学报第32卷弧盆地关闭的整体主应力状态,但根据研究区加里东造山带的构造形迹展布分析,这一应力状态基本上反映了当时这一地区的构造应力作用趋势.ReferencesBerg er,G.W.,Yo rk, D.,1981.Geo ther mometr y fr om 40Ar/39A r dating experiments.Geochim Cosmochim A c ta,45:795-811.Chen,N.S.,H e,L.,Sun,M.,et al.,2002.P recise t iming of the Early P aleozoic metamor phism and thrust defor ma tio n in t he eastern Kunlun o ro gen.Chinese Science 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第15卷 第3期1996年 9月地质科技情报Geolog ical Science and Technolog y InformationVol.15 No.3S ep. 1996造山带伸展构造机制综述¹张进江 郑亚东(北京大学地质学系,北京,100871)摘 要 总结了对伸展构造研究的进展和造山带伸展构造在地壳演化中的重要地质意义;从岩石圈抗拉强度方面阐述了伸展构造的发育位置和造山带伸展构造的普遍性;对造山带伸展构造的阶段性和多样性以及各阶段的特征进行了论述;概述了同收缩伸展构造的多种机制并从深部和浅部作用两方面对造山后(包括末期)伸展构造机制进行了综述。
重点对造山带伸展构造的共轴与非共轴两种机制进行了探讨,确定了两种机制的不同特点,讨论了成因,并提出了判别共轴与非共轴机制的定量与定性方法。
关键词 造山带 伸展构造 变形机制 共轴变形 非共轴变形 运动学涡度1 伸展构造的地质意义自70年代北美盆岭省大型伸展构造被认识以来〔1〕,造山带伸展构造就引起地质学界的极大关注并形成了一个研究热点。
就目前研究现状,对伸展构造有以下几点重要认识:¹伸展构造的概念性变化。
广泛的地质与地球物理研究结果表明,过去被公认的由高角度穿壳断层组成的对称裂堑式伸展构造只发育于局部特殊地区,而绝大多数伸展构造则以置根于中下地壳的铲式或低角度正断层为特征。
º在全球范围内,伸展构造主要发育于造山带。
因为造山带具有较厚的地壳、较大的重力势能差以及较弱的抗拉强度和构造不连续性,加之下部热动力作用,所以造山带是伸展构造发育的有利部位,这也是洋盆多次开合于同一位置的原因之一。
»造山带伸展构造具有普遍意义,不同地区不同时代的造山带几乎都发育有伸展构造,如南非Barberton太古代花岗绿岩带、欧洲加里东和海西带、中国秦岭、北美科迪勒拉以及欧亚特提斯—喜马拉雅山系等。
¼造山带伸展构造具有多阶段性和多样性。
造山作用与造山带（全文）胡经国一、造山作用与造山带的概念及其演变1、概念的起源与应用造山作用的概念起源于早期地质学家对地球表面山脉成因的思考。
最早提出造山作用（Orogeny，或造山运动）这一术语的Boue（1874）指出，山脉的形成是构造原因引起的。
Gibert（1889）指出，造山作用就是形成山脉的过程。
显然，早期地质学家就已经把造山作用理解为以山脉为结果的一种构造作用。
造山作用这一术语于19世纪在欧洲大陆广泛应用，但是其应用却因人而异。
有的侧重它的地貌表现，而有的则侧重它的构造意义。
Gilbert（1890）提出，造山作用是指不同于造陆运动（E peirogenic）的、产生山脉的地壳构造运动。
Stifle（1919）提出，造山作用是指改变岩石组构的幕式过程；这一过程包括褶皱和逆冲等挤压变形、钙碱性岩浆活动和区域变质作用。
Davis（1984）在其《区域和岩石构造地质学》教科书中提出的定义是：“造山带是地壳中一条巨大的、通常呈直线到弧形的构造带，机械变形强烈和或热液活动集中。
……山脉是造山带的一种表现，并不是我们所谓造山带的全部。
古代的造山带虽然是仍然可以辨认出来的区域变形带，但是已夷平为大陆内部的平原；而目前正在形成的造山带，其主要构造部分可能不在山脉中，而位于地表10 公里、50公里甚至100公里以下。
若山脉确实存在，则正好是一个造山带的顶部”。
1993年版大百科全书地质学卷给出的造山带（O rogen）的定义是：经受了强烈褶皱及其它变形而生成的线状大地构造单元，由一定地史时期的活动带演化而成，并相对于稳定的克拉通而存在。
在地槽学说中，造山带是指地槽演化的终结产物，地槽褶皱回返的产物，又称为褶皱带。
造山作用与造山带这些古老的术语，在经典槽台学说关于地壳演化理论、区域地质、地质矿产研究等方面都产生过巨大的影响，并且得到了广泛的应用。
造山带这一术语自其被提出以来，作为与克拉通相对应的大地构造单元，在阐述诸如阿尔卑斯、喜马拉雅等具有全球规模的巨大山系的性质、构造和成因以及解译造山作用过程等方面，都起到了重要的作用。
造山带构造样式的恢复及其构造环境意义白 瑾(天津地质矿产研究所,天津 300170)摘 要:造山带主要发育在板块边界或邻近板块边界的活动大陆边缘以及陆内裂陷带。
平卧褶皱伴随韧性剪切带是活动大陆边缘造山带典型的区域构造样式。
轴面陡立或倒转扇形褶皱伴随逆冲断裂是陆内裂陷造山带的构造标志。
往往由于经历过多期的构造变形和后天构造的干扰,不能直接辨认造山带的原始构造样式和方位。
因此,需要进行系统观测,明辨变形形迹及其世代关系,分别获取必需的产状数据,因地制宜地进行构造解析,恢复造山带初始的构造样式及其方位,为鉴别它的构造环境性质和编制大陆块体的构造格架图提出可靠的依据。
关键词:造山带;构造解析;构造样式;构造方位中图分类号:P542 文献标识码:A文章编号:1672-4135(2003)01-38-071 前言造山旋回(Orogenic cycle )分前造山(preoro 2genic )、造山(orogenic )和后造山(postorogenic )三个阶段(phases )。
造山带,是前造山阶段的活动带(m obile belts ),接受(火山)沉积后,在造山阶段中经历了褶皱和相关的其它同构造(syntectonic )变形变质事件而形成的稳定化的线形区。
关于活动带,在造山阶段之初,是否有过一个地壳伸展阶段的问题[1],可以从变质温度的下限和地温梯度的角度加以讨论。
一般而言,变质作用的低温限,可能在150℃左右,发生较低温的无定向组构的浊沸石相和葡萄石-绿纤石相等埋藏变质作用。
而活动带的沉积盆地,在接受(火山)沉积后,只有当地温超过300℃时,才能形成区域变质的结晶片岩[2、3]。
假设以地温300℃为例,如以地热梯度25℃/km 计,岩石的埋深达到12km 以下的深处时,才能发生绿片岩相的区域变质。
可想而知,即使沉积盆地本身是地壳伸展的产物,而在接受沉积之后,如仍处于当时的地表,也不会发生绿片岩相及更高级的区域变质作用就不言而喻了。
这表明同变质的(syn -metam orphic )区域构造,是在地壳缩短导致地壳加厚的状态下,在较深的构造层次中发育的。
因此,受挤压剪切应力作用,由同构造变质矿物共生组合方向性平行排列所构成的片理,就成为研究变形世代,进而探讨地壳缩短而导致的造山运动过程的基础构造要素之一。
无论稳定地块或者造山带,重力作用都是无时无处不存在的,地壳运动无不在重力控制下进行的。
总体来讲,褶皱是在克服重力作用之后地壳水平缩短的表现。
至于由于重力稳定引起地壳隆升,产生滑动构造[4],那是造山后重力均衡补偿(is ostatic com pensation )所导致的事了。
在造山带中,不同变形形迹,按生成顺序排列,构成变形序列,其中哪些变形事件属于造山期?哪些属于后造山期?必须加以区分。
为此,必须查明造山带构造岩石组合的上覆岩系的变形世代特征。
例如,中条山区的古元古代中条群,主要经历了北西西向两个世代的变形;以不整合覆于其上的中元古代西阳河群,除在山前山后,南北两侧,因后来的山体隆升,而略显向山外倾斜的情形外,主体平缓产出[5]。
从而可以确定,中条群的两个世代的变形是在古元古代中条运动中完成的。
可见,造山运动使地壳缩短,在造山带范围内地壳加厚,然后在均衡补偿的作用下,使造山带隆升,而成为后造山期的山脉。
有的地区,如秦岭-大别山区的情况却比较复杂,从古元古代至印支期均有变形变质事件发生[6～9],呈现出多旋回的造山过程,很不容易将不同造山旋回的变形序列分清。
但是,只要能将不同构造层次的构造岩石收稿日期:2002-10-30作者简介:白瑾,(1926),男,主要从事前寒武纪构造地质研究工作。
第26卷第1期2003年3月 地质调查与研究GE O LOGIC A L S URVEY AND RESE ARCH V ol.26N o.1Mar.2003组合分清,那么属于它们各自的变形事件和变形序列就迎刃而解了。
造山带区域构造样式的恢复是编制大陆构造格架图的基础,而不同地史阶段的大陆构造格架图是由各阶段的稳定地块和造山带构成的。
因此,对不同地史阶段,分别编制构造格架图,使之成为系列,可以形象地反映出同一大陆的构造演化历史。
矿产的形成,同一定的构造环境有关。
区域构造样式是构造环境的标志之一,正确恢复造山带的构造样式,可为合理判断成矿构造环境提供有益论据。
造山带的区域构造,总体上揭示着地壳的缩短和缩短的方式,它的样式以褶皱和平行于褶皱轴面的韧性剪切带表现出来。
因为剪切带是平行褶皱轴面的,所以笔者以区域褶皱样式为重点进行分析,以了解造山带的运动学过程。
在一定场合,不能排除走滑在造山过程中的作用;然而,如果是纯粹的走滑,则不能发生造山作用。
2 变形世代的确定多期变形变质是造山带中,尤其是前寒武纪造山带中常见的构造现象,其中对研究造山带性质最有意义的是早世代的构造变形形迹。
因此,鉴别哪些变形形迹是同造山的?哪些是后造山的?必须用构造解析的方法加以区分。
在变形变质的造山带中,可以见到片理(S1)交切层理(S0)、褶劈理(S2)交切片理、已经褶皱的岩层再褶皱等现象,显示后生构造要素改造先存构造要素,以及同一种构造要素改变方位的情形,这些便是划分构造序列(即变形世代)的基本依据。
所以,辨认叶理世代,观测同一种构造要素方位的变化,就成为区域构造解析首要的任务。
不论经历过如何复杂的叠加变形过程,反映原始沉积(堆积)的成分层间的界面是原始层理的表现,这一构造要素在变形前即已存在,是以物质成分的变异,沉积过程中不同物质成分的消长、沉积作用和停积作用的交替形成的,应该加以确定,以作为造山带构造的基础。
片理(或劈理)是一种造山带区域透入性的叶理,是层理形成后的第一世代的变形叶理,作为轴面叶理而存在。
在强烈变形的造山带,因为平卧褶皱或紧闭同斜褶皱的发育,许多场合片理是同层理平行的;在这种情况下,就要寻找早期褶皱(F1)转折端,观测片理交切层理的现象,加以确认;否则,便会得出“在岩层发生褶皱之前,即已存在平行层理的片理”的错误判断。
片内褶皱和片内无根褶皱,是片理置换层理的标志,表明层理同片理之间曾有一定夹角,出现较多或密集出现的地段就是区域性褶皱转折端的所在地[10](图1)。
按成因机制的一般论述,褶皱分为剪切(shear)和弯滑(Flexural-slip)两种[10]。
而在变形变质的造山带中,所见到的早期褶皱是挤压剪切机制的。
至于褶皱运动之初,是否发生过顺层弯滑?纯属无证可考的问题,当然不能列为变形世代之一。
在强变形变质的造山带中,紧随片理之后发生的叶理是褶劈理(crenulation),是第二世代褶皱(F2)的轴面叶理;当第二世代褶皱是同斜褶皱时,褶劈理只发育在F2的转折端及其邻近部位,貌似非透入性的,实际是在平行F2的翼部,发生这种叶理的能量沿先存叶理S1释放了,而未能作出有形的表现。
以片理为轴面的第一世代褶皱形成后,再以褶劈理作运动面而发生的褶皱是第二世代褶皱的典型。
当第一世代褶皱形成后,其轴面片理再度褶皱,而不产生褶劈理的情况下,由片理作运动面,在弯滑机制下形成的褶皱,属第二世代的褶皱。
岩性大致相同的构造层中,同一世代褶皱是属于同一成因机制的。
因此,不同成因机制褶皱的交替,可以当作不同变形世代的表现。
在同斜褶皱中,近转折端部位,后生面理(如片理或褶劈理)交切先存面理(如层理或片理)的褶皱是挤压剪切机制的;而在翼部,后生面理平行先存面理,是面理的复合[11],而不能理解为弯滑机制的表现。
在排除后期断裂影响后,同一世代的褶皱枢纽和相关叶理的方位,作区域性的明显改变,也是变形世代交替的标志(见第4节)。
除以叶理交替作为鉴别变形世代的依据外,与形成叶理的变质矿物和其它变形体的定向线理方位的改变,也是辨别变形世代的有用标志。
变质矿物共生组合平行排列构成片理(以及片麻理)时,矿物定向线理的长轴平行运动座标的a轴;在片理面上,b轴大致垂直a轴,代表褶皱轴的方向,可以用作区域构造方位的研究。
然而,一些变质矿物,有时会在挤压剪切情况下,发生沿b轴旋转的情况,而导致延长方向平行b轴[4]。
所以,在应用矿物线理参与区域构造方位的研究时,最好从实际观测中,证实线理的运动座标轴属性,再放心地加以应用。
93第1期 白 瑾:造山带构造样式的恢复及其构造环境意义 图1 片理(S1)置换层理(S0)的过程Fig.1 Process of schist replacing bedding(据Turner and W eiss,1963[10])a.层理相似褶皱;b.一翼变薄,形成不对称褶皱;c.沿片理面滑动,置换薄的一翼;d.在片内形成独立的转折端,进一步压扁形成凸镜体,其中有的仍然显示为压扁的转折端 总之,变形作用会有一个渐进的发展过程,表现为变形形迹,如叶理、线理等的发育程度;还有一个变形世代的交替过程,表现在先存变形形迹的再变形及其方位的改变,和后生变形形迹的发育和叠置。
区域性变形形迹的置换,既是确定变形世代的根据,又是变形形迹转换空间分布的象征。
3 区域构造样式的恢复构造样式(tectonic style)是指褶皱形态、轴面叶理的有无、轴面叶理的类型和线理等与褶皱有关的中型构造组合,它们的总体特征可以与不同地点或不同世代的构造形迹组合对比[10、12]。
04 地质调查与研究 第26卷区域构造样式,是一组造山带规模的以褶皱为主的构造形迹组合。
同一世代的变形叶理、线理、韧性剪切带等构造形迹,与褶皱处于同一的运动座标中。
所以,褶皱样式就成了区域构造样式的总代表;抓住这个核心问题,从不同尺度的褶皱所体现的区域构造特征的调查研究入手,即可使造山带构造样式的问题得到解决。
早期的区域构造样式,反映造山带构造环境的性质。
对造山带进行构造研究时,应特别重视早期区域构造样式恢复的工作。
对主要经历一幕变形变质的造山带而言,情况比较简单,区域构造样式的图形可以直接从实地构造剖面的观测中获得。
如华北原地台晋冀裂陷带中五台山区的滹沱群,主要经历了一幕褶皱及相伴随的逆冲断层,形成倒扇形的区域构造样式(图2)[11],就是一个很好的例子。
图2 山西五台山滹沱群区域构造剖面示意图Fig.2 R egional structure sketch section of H utuo G roup in Wutai Mt.,Sh anxi Province(据白瑾主编,1986[11])1.白云岩;2.千枚岩;3.石英岩;4.变质砾岩;5.变质火山岩 造山带是否经历过多世代或多期变形,可在野外实际观察中,以变形叶理、变形线理和褶皱枢纽等的变位加以判断。
在多世代变形变质的造山带中,可以通过以下途径识别早世代区域构造样式。
3.1 实地剖面观测在排除后期垂向抬升的前提下,早世代褶皱为同斜褶皱时,又叠加了晚世代的褶皱,相同级次的晚世代褶皱的包络面,即代表早世代褶皱的轴面(图3-a)。
