北秦岭构造属性与元古代构造演化
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重磅调研:磷化工调研见闻之湖北磷矿企业(一)为深入磷化工行业的研究,东亚前海化工团队前往国内主要磷矿产地湖北进行了实地调研。
基于我们的研究、调研成果,以及公开信息,我们从湖北磷矿资源的形成和分布、企业构成、磷矿政策、安全环保、未来发展等角度,深入剖析湖北省的磷产业发展情况。
整理了以下调研见闻。
1.湖北省磷矿资源分布1.1.湖北省矿产资源情况概览在这次调研过程中,我们仔细梳理了湖北省磷矿资源的分布情况。
并根据李红梅等在《湖北省构造演化与成矿规律探讨》中的研究,得出湖北省矿产资源情况:湖北省大地构造主体位于华南板块,涉及3个二级构造单元:华北板块南缘北秦岭古生代-中生代复合造山带、华南板块北缘南秦岭-大别中生代造山带和扬子陆块,在漫长的构造演化历史中经历了初始陆壳(结晶基底)形成(太古宙-古元古代)、扬子克拉通基底形成(中元古代—青白口纪)、大陆裂解增生及统一大陆形成(南华纪-中三叠世)和陆内盆山演化(晚三叠世-第四纪)等阶段,形成了不同种类不同成因类型的矿产,成矿强度也存在差异。
湖北省矿产资源种类丰富,优势矿产明显。
据截至2018年底湖北省矿产资源储量表,查明资源储量矿产91种,铁、铜、磷矿、岩盐、石膏、水泥用石灰岩等矿产资源丰富,其中磷矿探明资源储量在全国名列前茅。
根据矿体产状及控矿构造特征,将人为分割的矿产地进行了整合。
经过全面清理,截至2018年底湖北省已探明储量矿床有1418处,大中型矿床461处,其中能源矿产有8处,金属矿产92处,工业矿物类非金属矿产129处,岩石(土)类非金属矿产151处,水气矿产81处。
矿产资源的集中度方面,湖北省矿产资源地域集中度较高,其中磷矿主要分布于保康-神农架-宜昌地区及钟祥地区。
1.2.湖北省磷矿资源的形成过程李红梅等研究指出,针对湖北的磷矿资源而言,其主要的成矿时代集中在震旦纪以及寒武纪之中。
震旦纪:我国重要的成磷期新元古代末-寒武纪发生了全球性大规模成磷事件,早震旦世陡山沱期既是亚洲地区重要成磷时期之一,也是我国的重要成磷期之一,磷矿主要分布于扬子地台,构成鄂湘黔成矿带。
一、阜平运动
发生于太古宙末期(2600-2500Ma)形成了华北板块原始大陆型地壳二、吕梁运动
于古元古代后期发生,分为2幕:I幕(主幕)发生在1850Ma左右,II幕发生于1750Ma。
形成了华北板块的原型-原地台
三、晋宁运动
两幕:中元古代I幕(四堡运动),新元古代后期(850-800Ma)II幕,形成扬子大陆板块
四、加里东运动
1、在中国北方,志留纪时期,秦岭微板块与华北板块碰撞,使北秦岭洋闭合,形成北秦岭加里东造山带。
志留纪后期,柴达木板块与华北板块碰撞,北祁连海槽闭合,形成造山带,即加里东祁连运动
2、在中国南方,晚加里东期的广西运动,扬子板块与华夏板块碰撞,形成统一的华南大陆。
五、海西运动
晚古生代为海西构造阶段,形成联合古大陆。
六、印支运动
发生于晚三叠世,使中国古地理格局由南海北陆转化为东西分异七、燕山运动
分为III期,早(J2/J3)、中(K1)、晚(K2),使太行山-雪峰山以西大型稳定盆地萎缩消亡,东部断陷小盆地逐渐消亡,形成华北、松辽、江汉、苏北四大盆地。
八、喜马拉雅运动
分为三幕:
I幕在始新世末-渐新世初期,海水从青藏高原全部退出,II幕始于中新世初期,III幕更新世到现在,高原的急剧隆升。
Word文档格式样板胡经国中国大地构造基本轮廓介绍(原稿)胡经国本文作者的话中国著名地质学家黄汲清先生以及任纪舜先生等,根据中国地质科学院地质矿产研究所编制的1∶1000万《中国大地构造图》成果,在《地质学报》1977年第2期发表了《中国大地构造基本轮廓》一文。
该文对于中国大地构造研究来说,是一部具有重要指导意义和划时代意义的著作,值得地球科学爱好者和有志于从事中国大地构造研究的年轻学子认真阅读和研究。
为了比较具体清晰地了解中国大地构造单元的划分和特征,现将该文的有关内容简要介绍如下。
一、中国大地构造单元划分1、中朝准地台中朝准地台包括整个华北、东北南部以及朝鲜北部等地,总体上呈三角形,以深大断裂与相邻构造单元分界。
中朝准地台是中国境内时代最老的地台。
其基底中的最老部分的同位素年龄为31~34亿年。
该地台主体最终形成于距今17亿年前的中条运动;而阿拉善等边部地区则固结于元古代末的扬子旋回。
在该地台主体的基底中存在三个重要的不整合面,代表基底形成发展的三个阶段:①、阜平群与五台群之间的不整合面太古界阜平群与下元古界五台群之间的不整合面:阜平运动,距今23.5~25.5亿年;②、五台群与滹沱群之间的不整合面五台群与滹沱群之间的不整合面:五台运动,距今20亿年左右;③、滹沱群与上元古界之间的不整合面滹沱群及其相当地层与上元古界(震旦亚界)之间的不整合面。
所以,该地台基本上是一个早元古代末形成的地台。
中朝准地台的沉积盖层包括:震旦亚代、寒武纪、奥陶纪的浅海相沉积;石炭纪、二叠纪的陆相夹海相沉积;中、新生代的陆相沉积。
大部分地区缺失志留系、泥盆系和下石炭统。
中生代在燕山、辽宁、山东等地有大规模陆相火山喷发及花岗岩侵入;新生代玄武岩分布广泛。
中朝准地台盖层构造变动以燕山旋回为主,但是内蒙、燕辽等地的印支运动也甚为重要。
2、扬子准地台扬子准地台包括从云南东部至江苏的几乎整个长江流域和南黄海。
它是一个在晚元古代末扬子旋回形成的中国第二个重要地台。
东秦岭-大别及两侧的大地构造旋回与油气勘探领域何治亮;程喆;徐旭辉;何明喜;郭占峰【摘要】中元古代以来,东秦岭-大别造山带及两侧的盆地群经历了5大构造旋回.中条(吕梁)运动以后,华北地区形成了冀辽、豫陕、徐淮坳拉槽.晋宁运动后,随着Rodinia古大陆解体,隶属于原特提斯洋系的秦岭-大别洋逐渐形成,扬子和华北克拉通边缘经历了从大陆裂谷到被动大陆边缘的演化过程,加里东中期运动(中奥陶世中期)后从伸展体制转为聚敛体制,俯冲-碰撞山系与聚敛型盆地相间的格局形成.加里东晚期或海西早期,早期分离的陆块重新拼合,泥盆纪总体为堑-垒相间的构造格局.晚二叠世,南部部分地区形成了小规模裂谷群,中、晚三叠世印支运动后转为挤压体制,它们经历了拼贴-碰撞-压榨的过程,并于侏罗纪末燕山主幕达到极致.白垩纪以来,形成了陆内伸展-走滑-弱挤压为主的盆地群,盆地再次被以伸展、走滑方式肢解. 5大盆地旋回形成了丰富多彩的盆地原型及组合,形成了条件迥异的油气成藏的物质基础,纵向上构成了8套成藏组合.受构造演化和热体制控制的有效烃灶和有效保存是研究区成藏富集的主控因素.南北两侧盆地形成了众多勘探领域,除已建成油气工业生产基地的南襄、江汉新生代盆地外,北侧地区包括洛-伊晚古-早中生代残留盆地、太康残留盆地、周口叠加复合盆地、信阳复合盆地等,造山带内部的有南襄盆地深层的古生界,南侧地区包括江汉平原区前第三纪复合盆地、宜昌-当阳古生代的改造型残留盆地、鄂东南冲断带下的影子盆地、大洪山冲断带下的影子盆地等领域.【期刊名称】《石油实验地质》【年(卷),期】2009(031)002【总页数】10页(P109-118)【关键词】油气勘探领域;盆地原型;大地构造旋回;南华北;中扬子;东秦岭-大别造山带【作者】何治亮;程喆;徐旭辉;何明喜;郭占峰【作者单位】中国石油化工股份有限公司,石油勘探开发研究院,北京,100083;中国石油化工股份有限公司,石油勘探开发研究院,北京,100083;中国石油化工股份有限公司,石油勘探开发研究院,北京,100083;中国石油化工股份有限公司,河南油田分公司,勘探开发研究院,河南,南阳,473132;中国石油化工股份有限公司,江汉油田分公司,勘探开发研究院,湖北,潜江,433124【正文语种】中文【中图分类】TE121.1东秦岭—大别造山带及两侧的中扬子及南华北地区处于近东西向展布的中央造山带与北北东向展布的中国东部裂谷带的交汇部位。
第81卷 第6期2007年6月地 质 学 报 ACT A GEOLOGICA SINICAV ol.81 N o.6June 2007注:本文为国家自然科学基金项目(编号40572121、40234041)、教育部科学技术研究重点项目(编号104175)和中国地质调查局地质调查项目(编号200013000154)资助成果。
收稿日期:2007-01-23;改回日期:2007-03-26;责任编辑:郝梓国。
作者简介:裴先治,男,1963年生。
博士,教授(博士生导师),主要从事构造地质学和区域地质学研究。
通讯地址:710054,西安市雁塔路南段126号,长安大学资源学院;Email:peixzh@s 。
西秦岭北缘新元古代花岗质片麻岩的LA -ICP -MS锆石U -Pb 年龄及其地质意义裴先治1),丁仨平1),张国伟2),刘会彬1),李佐臣1),李王晔3),刘战庆1),孟勇1)1)长安大学地球科学与国土资源学院,西安,7100542)西北大学大陆动力学国家重点实验室,西北大学地质学系,西安,7100693)中国科学技术大学地球与空间科学学院,合肥,230026内容提要:西秦岭造山带北缘古元古界变质杂岩中新识别出新元古代元龙花岗质片麻岩和新阳花岗质片麻岩。
花岗质片麻岩中锆石T h/U 比值较高,阴极发光图象显示锆石内部发育振荡环带,具岩浆成因特点。
L A -I CP -M S 锆石U -P b 同位素206Pb/238U 加权平均年龄分别为914.7?7.6M a (M SW D =4.8)、978.5?4.8M a (M SWD =1.5)和935.5?3.1M a(M SWD=1.3),表明花岗岩岩体形成于新元古代,反映了新元古代早期西秦岭北缘存在一次俯冲碰撞事件,与R odinia 超大陆的汇聚事件具有一致性。
关键词:新元古代;花岗质片麻岩;L A -ICP -M S 定年;锆石U -P b 年龄;西秦岭近年来,在秦岭造山带尤其在北秦岭构造带中通过T IMS 、SH RIM P 和LA -ICP -MS 锆石U -Pb 同位素年代学研究,已经识别出较多的新元古代花岗岩类(陆松年等,2003,2004a,2004b,2005;陈志宏等,2004;张成立等,2004;王涛等,1994,1998,2002,2005,Chen D L et al,2004;Zhang C L et al,2004)。
表3-1 中国岩浆活动期划分简表岩浆岩中国岩浆活动频繁,自早至晚可划分为前吕梁期、吕梁期、四堡期、晋宁期、震旦期、加里东期、华力西期、印支期、燕山期、喜马拉雅期等10个岩浆活动期,延续时限大于2 500 Ma(表3-1)。
各期尚可分出早、中、晚或早、晚亚期。
华南地区,燕山早期及燕山晚期可细分出3个或2个阶段。
形成方式有侵入、喷溢、喷发、喷发-沉积等。
侵入岩分布广泛,出露总面积1 037 432 km2,单个岩体的规模及形态不一,多期或同期岩浆多次侵入或喷发叠加所成的复式岩体甚多。
岩浆活动强度、岩体产状、规模和分布明显受构造控制。
岩石类型从超基性、基性、中性、中酸性—酸性到碱性岩均有。
每一类型尚有多种岩石和岩石组合(岩石分类、命名按国际地科联1989年推荐的QAPF分类及其命名方案)。
不同的岩浆期、岩浆成因、产状、岩性组合、岩石类型往往形成特定的矿产。
超基性岩出露面积约3 921 km 2,大多数是构成蛇绿岩的组成部分,主要分布在新疆阿尔泰、东西准噶尔、卡拉麦里、天山、昆仑山、阿尔金山等地区,甘—青的祁连山、青海祁曼塔格山、阿尼玛卿山,陕西勉县—略阳地区。
西藏地区主要见于两带:北带(班公错—改则—班戈—那曲—丁青沿澜沧江进入云南),南带(由师泉河、象泉河沿喜马拉雅山北坡向东至仲巴,又自藏东洞嘎向北东至墨脱向南东至中—印边境),云南哀牢山西侧以及澜沧江一带。
此外,在内蒙古二连浩特—苏尼特左旗—东乌珠穆沁旗,黑龙江新林和完达山,皖东南—赣东北以及台湾省东部也有超基性岩出露。
基性岩出露总面积约14 590 km 2,除了在基性—超基性岩带产出者以外,较为集中分布的有山西中条山、五台山,陕南秦岭,鄂北和鄂西北部出露的早、中元古代辉长辉绿岩墙群,川中、川南、滇北、黔西北、桂西的二叠纪峨眉山玄武岩,冀北、内蒙古赤峰—克什克腾旗—锡林浩特—白音图嘎的新近纪汉诺坝玄武岩,内蒙古东北、黑龙江北部大兴安岭东西两侧的侏罗纪—白垩纪基性火山岩,黑龙江五大莲池、牡丹江镜泊湖、吉林敦化—通化—长白—临江北东向分布的新近纪玄武岩,以及台湾省、雷州半岛和海南岛北部的新近纪—第四纪玄武岩(图3-1)。
2003年2月第33卷第1期 西北大学学报(自然科学版)Jo urnal of N or thw est U niver sity (N atur al Science Editio n) Feb.2003V ol.33N o.1 收稿日期:2002-11-20 作者简介:于在平(1951-),男,江苏镇江人,西北大学教授,博士生导师,从事大陆造山带构造演化研究。
造山运动与秦岭造山于在平,崔海峰(西北大学地质学系/大陆动力学教育部重点实验室,陕西西安 710069)摘要:对造山运动概念的演变进行了讨论,提出了分析秦岭造山作用的现实原则基础。
根据秦岭造山带区域地质构造演化和不同时期、不同类型造山作用的研究,划分出俯冲、碰撞和陆内造山作用3个主要阶段。
其中碰撞造山作用可进一步分为弧-陆碰撞和陆-陆碰撞阶段。
研究认为:秦岭地区古生代以来随着板块构造体制向陆内构造体制的复杂转化,经历了多次、多种类型造山作用的复合叠加,仅仅根据经典板块造山模式不能对秦岭演化历史作出完整解释;受古特提斯东部构造域独特的构造背景控制,即使在古生代—早中生代板块构造体制阶段,秦岭造山作用的细节过程也表现出与传统板块作用明显不同的特征。
关 键 词:造山带;造山运动;秦岭;板块碰撞;构造演化中图分类号:P542 文献标识码:A 文章编号:1000-274Ⅹ(2003)01-0065-05 秦岭造山带横亘中国中部,东延桐柏、大别,西接祁连、昆仑,位处中国“中央造山系”腹部,是分隔南北中国人文、地理、地质和气候的重要分界线。
秦岭造山带基础地质研究近年来取得了很大进展,然而对造山作用的时期、类型等一直存在不同的看法。
这主要是由于秦岭造山作用特殊,并且经历多次构造运动的叠加所致。
本文主要根据华北板块(北秦岭)与扬子板块(南秦岭)的结合带——商丹缝合带及邻区研究,讨论秦岭造山作用。
1 关于造山运动对“造山运动”一词的内涵,迄今为止仍然存在较大歧议,因此在讨论秦岭造山作用之前,有必要对“造山运动”概念及含义作一简要讨论和限定。
中国自始太古代开始孕育陆核以来,大致可划分为古陆壳生长发展时期、古板块早期活动与中国古陆块形成时期、古板块主要活动与中国古大陆镶合时期、中生代板块活动与陆内构造时期等4个大地构造发展演化时期,特别是随着陆块的形成,于中晚元古代开始板块活动以来,出现一系列重大的地质构造事件。
太古代—早元古代古陆壳生长时期始太古代鞍山白家坟深成侵入岩的形成是我国已知最古老的构造热事件,说明华北原始陆核已开始生长,塔里木陆核也在稍晚进入孕育时期。
陈台沟运动(任纪舜,1997)和迁西运动至中太古代末阜平运动,华北、塔里木也可能包括上扬子有陆核形成。
这时陆壳已有一定刚度,于晚太古代五台期和早古元古代滹沱纪时已开始有大规模裂陷作用发生。
此后陆壳继续生长,至早元古代末经吕梁运动中国早前寒武纪克拉通基本形成。
其中华北陆块已基本固结,塔里木陆块也已初步成型。
中晚元古代古板块早期活动与中国古陆块形成时期中晚元古代时期开始了古板块活动,经裂解-汇聚,中国古陆块基本形成,也是罗迪亚超大陆的形成时期。
四堡—晋宁期1 中元古代早期裂谷期华北、塔里木、扬子等早前寒武纪古克拉通离散,华北与扬子间有中元古代松树沟等蛇绿岩带发现,其间当有洋盆相隔。
华夏早前寒武纪克拉通这时从扬子克拉通分离出来,出现了华南小洋盆。
各克拉通内部或边缘广泛发生裂陷,华北陆块北部形成了渣尔泰-白云鄂博裂谷带,中部有太行-燕山裂谷带,南缘有汉高-熊耳裂谷带。
晋冀鲁三省发育的岩墙群主要岩脉K-Ar年龄值1 680 Ma~1 775 Ma。
在塔里木板块周缘如阿尔金北侧和中天山地区的中元古界为含火山岩的砂泥质复理石,均属不稳定型沉积,扬子地区在早前寒武纪古克拉通的基础上,大部分地区形成了巨厚的浊流沉积,在江南陆缘桂北、湘北有科马提岩分布。
华夏克拉通北缘及闽中的陈蔡岩群,马面山岩群发育双峰式火山岩,也形成于被动陆缘或裂谷环境。
2 青白口纪晚期中国古陆块的聚合与裂解这一时期发生的四堡(晋宁Ⅰ)运动使扬子陆块固结并与塔里木、华北陆块相联,扬子陆块东南缘与华夏陆块碰撞,从而拼为一体的中国古大陆基本形成,并很可能成为罗迪尼亚超大陆的成员(陆松年,2001)。
贺兰山地区大地构造研究进展和存在问题贺兰山在构造上位于阿拉善地块、鄂尔多斯地块的结合部位,是一个经历了长期构造演化的板内变形带,经历了多次开裂、闭合的“多旋回”构造活动。
很多学者认为:该地区新元古代至早古生代是“拗拉槽”。
林畅松等(1995)认为,初始的贺兰裂陷形成于中元古代,并将该“拗拉槽”分为两期发育阶段,中元古代发育阶段和早古生代发育阶段。
赵重远(1983)所著《鄂尔多斯地块西缘构造演化及板块应力机制初探》和张抗(1983)所著《论贺兰裂堑(Aulacogen)》两篇文章都有对于贺兰裂谷或贺兰裂堑(Aulacogen)和秦祁贺三叉裂谷系或祁连一贺兰三枝裂的描述和介绍。
《中国石油地质志卷十二长庆油田》(1992)也接受了贺兰拗拉谷的观点。
但是最近的很多研究进展都开始了对贺兰“拗拉槽”的质疑。
邸领军(2003)认为,贺兰山区原属长城系的黄旗口群,现已划归青白口纪;总体呈现北西向分布,厚度巨大的海原群现己归属蓟县系(顾其昌等,1996);已有的秦祁贺地区中、上元古界分布状况不支持“始生代贺兰裂堑”的存在;并认为海原群是秦一祁构造带与华北陆块之间发生的边缘裂陷槽,它与北秦岭的宽坪群、祁秦过渡带的陇山群、鄂尔多斯盆地西南部的官道口群可能是同时异相的岩层。
也就是说,在海原群发育期,贺兰山区处于古陆状态。
相反在黄旗口群、王全口群沉积时,贺兰山以南的大片地方却隆起成陆。
张进(2004)认为,贺兰山地区在早古生代经历了一个完整的从拉张到挤压的全过程,经历了一系列的构造变动,将该地区在早古生代称作贺兰拗拉槽并不正确,该期拉张可能是受其他机制控制的;就该问题,张进(2004)给出了四点否定贺兰拗拉槽存在的理由。
邸领军(2008)从地球物理场的弱磁特征、沉积环境特征、秦—祁构造活动带的北西西向构造形迹以及地层的差异性认证了贺兰拗拉槽并不存在。
由最初大家一致认为贺兰拗拉槽的存在,到现在很多人对之的否定,这对于贺兰山地区大地构造的研究是一种进步。
第25卷增刊2003年11月石 油 实 验 地 质PETR OLEUM GE OLOG Y&EXPERIMENTVol.25,Sup.0Nov.,2003文章编号:1001-6112(2003)S0-0523-09东秦岭—大巴山逆冲推覆构造与油气远景高长林,刘光祥,张玉箴,吉让寿(中国石化石油勘探开发研究院无锡实验地质研究所,江苏无锡 214151)摘要:扬子北缘有4套性质不同的原型盆地,即被动大陆边缘盆地(Pt3-O),周缘前陆盆地(D-C)、拗拉槽盆地(P-T),陆内前陆盆地(T3-K1)。
扬子板块北缘古生代盆地经历了4期构造变动,但是对扬子北缘古生代盆地构造起决定作用的是晚加里东运动和晚印支—燕山期构造运动,而早、中海西期构造变动和晚海西至早印支期构造变动相对较弱。
计算南秦岭-北大巴地区褶皱、应变、逆冲断层叠覆缩短量为918.8km。
扬子北缘构造变形趋势由北向南从强变弱,由深变浅,形成了a)被动大陆边缘盆地构造变形样式构造组合:同斜褶皱—韧性逆掩构造组合,单向冲断—褶皱构造组合;对褶皱—逆冲构造组合;b)前陆盆地构造变形样式:斜歪褶皱-逆冲构造组合与等倾褶皱-逆冲构造组合;c)拗拉槽构造变形样式:等倾褶皱-对冲构造组合。
川东北区发育4套烃源岩,主力烃源岩为下寒武统碳质板岩、上奥陶统-下志留统黑色硅质、泥质岩及二叠系碳酸盐岩和泥质岩、上三叠-下侏罗统湖沼相泥质岩。
燕山晚期随着大巴山褶皱冲断带不断向南的推进,并对前期的北东向构造产生叠加改造,形成多层次的叠加褶皱。
喜马拉雅运动以来区内的构造形变进一步加强,北西向构造进一步发育成型,形成现今的构造景观。
大巴山逆冲推覆构造带构造变形在横向具分带性,在垂向上具分层性。
在大巴山前,存在3条构造变形带,其变形强度由北而南依次递减,形成上下不协调的3层结构。
不同构造带因卷入变形的层系不同,油气勘探前景明显有差,冲断褶皱构造带构造变形强度明显较叠瓦冲断带要弱,垂向上浅层变形较强,深层变形较弱,深浅层构造往往不一致,上变形层油气保存条件相对较差,下变形层构造宽缓,断裂往往消失于志留系滑脱层中,油气保存条件较好,是今后油气勘探新领域。
第24卷 第1期2003-02/3-10 地 球 学 报ACTAGEOSCIENTIASINICA Vol.24 No.1Feb.2003/3-10
本文由国家自然科学基金项目(编号:40003003)和教育部骨干教师资助计划项目资助。改回日期:2001-10-15;责任编辑:宫月萱。第一作者:董云鹏,男,1967年生,副教授,构造地质学和地球化学专业;E-mial:dongyp@nwu.edu.cn。
北秦岭构造属性与元古代构造演化董云鹏 张国伟(西北大学大陆动力学教育部重点实验室,西北大学地质学系,陕西西安,710069)朱炳泉
(中国科学院广州地球化学研究所,广东广州,510640)
摘 要 秦岭前寒武纪地质、地球化学和年代学证据表明,北秦岭具有明显高的初始ENd(t)值和Pb同位素比值特征,区别于明显低初始ENd(t)值和Pb同位素比值特征的华北陆块和扬子块体群。北秦岭与南秦岭具有明显不同的前寒武纪构造与演化特征。北秦岭是2000Ma左右形成于华北陆块南侧洋岛基础上的独立陆块,经历2200~1800Ma和1400~900Ma分别以垂向加积增生和侧向加积增生为主要机制的地壳生长。北秦岭在早元古代洋盆演化基础上,首次于1600Ma左右拼接于华北陆块南缘,1300~1000Ma发生扩张裂解,出现宽坪裂谷-洋盆构造环境,100Ma左右再次拼贴于华北陆块南缘。同时,北秦岭南侧可能发生与南秦岭陆块群中的陡岭微陆块的拼接。关键词 同位素年代学 岩浆活动 大地构造 前寒武纪 秦岭
ProterozoicTectonicsandEvolutionaryHistoryoftheNorthQinlingTerrane
DONGYunpeng ZHANGGuowei(MinistryofEducationKeyLaboratoryofContinentalDynamics,NorthwestUniversity;DepartmentofGeology,NorthwestUniversity,Xi.an,Shaanxi,710069)ZHUBingquan(GuangzhouInstituteofGeochemistry,ChineseAcademyofSciences,Guangzhou,Guangdong,510640)
Abstract EvidencefromPrecambriangeology,geochemistryandisotopicagessuggeststhatNorthQinlingTerrane(NQT)isquitedifferentfromNorthChinaBlock(NCB).TheNQTischaracterizedbydistincthigherinitialENd(t)valuesandPbisotopicratios,incontrasttothelowerinitialENd(t)valuesandPbisotopicratiosoftheNCB.GeologicalevidenceindicatesthatNQTisalsodifferentfromSouthChinaBlock(SCB),especiallyinPrecambriantectonicandevolutionhistory.Basedonsynthesizedstudiesofgeologyandgeochemistry,itissuggestedthatNQTisanindependentterrane,whosefoundationisanoceanicislandformedtothesouthoftheNCBatabout2000Ma.ThemechanismoftwomaincrustgrowtheventsofNQTisverticalaccretionandlateralaccretionwhichoc-curredin2200~1800Maand1400~900Ma,respectively.MuchevidenceindicatesthatNQTwasdriftedinanearlyProterozoicoceanandconnectedwiththesouthernmarginofNCBatabout1600Ma,andthendriftedawayfromNCBduetotheoverspreadingandformationofKuanpingrift-oceanicbasininabout1300~1000Ma.Atabout1000Ma,theNQTcollidedwiththeNCBalongthenorthernboundaryfaultofKuanpingGroup.Keywords isotopicage magmaticmovement tectonics Precambrian Qinling
秦岭作为分隔中国南北大陆的著名大陆造山带,长期受到国际地学界的广泛关注与研究。近20余年来,随着板块构造理论与造山带新思想的发展,研究者们对秦岭造山带的形成与演化进行了不同领域的研究,认识到秦岭造山带是华北陆块与扬子陆块对接碰撞而成的造山带。经历了长期复杂的构造演化过程,在不同的构造时期以不同的构造体制、不同的造山作用和造山过程复合叠加而成现今的造山带景观。地质、地球化学和地球物理综合研究表明,其主要经历了3个不同演化阶段:¹晚太古代)早元古代造山带基底形成演化阶段;º晚元古代)中三叠世板块构造演化阶段;»中新生代陆内造山作用与构造演化阶段(张国伟等,1996)。在这一长期、复杂的演化过程中造就并残存了大量的地质构造形迹,赋存了有关造山带形成、演化及其地球动力学的丰富信息。尤其是元古代作为大陆生长的主要时期而倍受重视,得到了广泛研究,取得了长足的进展。随着秦岭研究工作的不断深入和资料的大量积累,以及Rodinia超大陆形成与裂解的恢复重建,对于秦岭地区元古代构造格局、构造体制与演化细节开始出现越来越多的争议。主要涉及华北、北秦岭、扬子陆块的时空演化关系和相应的构造体制,最关键的是北秦岭的构造属性问题。1 北秦岭地球化学边界及其构造意义北秦岭构造带主要出露造山带前寒武纪基底岩系及其后的火山-沉积建造,传统的观点认为其隶属于华北陆块,是由于华北陆块与扬子板块沿商丹缝合带对接碰撞而卷入造山带中的华北陆块南缘部分。但是,近年来愈来愈多的地球化学研究却对这一认识提出了挑战。大量的地球化学研究表明,沿北秦岭北界的洛南-栾川-方城断裂存在明显的地球化学边界。同位素填图和地球化学动力学研究(黄萱等,1995;张本仁等,1996;欧阳建平等,1996)揭示北秦岭块体具有高Pb同位素比值和很高的初始ENd(t)值(+7.6~+6.3),明显区别于具有低Pb同位素比值和初始ENd(t)值(+3左右)地球化学特征的华北块体(李
曙光等,1989)。由于Pb同位素具有很强的构造块体与区域性特征,因此,Pb同位素地球化学填图为探讨岩石圈结构、形成与演化提供了有效的方法。利用近年来发表的同位素资料(Zhu,1995;朱炳泉等,1998),进行Pb同位素比值三维空间矢量填图结果表明,华北块体与北秦岭之间存在明显的Pb同位素地球化学急变带(图1),并大体与北秦岭块体北界的洛南-栾川-方城断裂相重合,分割具有不同Pb同位素空间矢量组成的华北块体与北秦岭块体。华北块体具有明显的低Pb同位素矢量V1值,而北秦岭以高V1值为特征,华北块体的Pb同位素矢量V2小于14,而北秦岭块体以V2小于26,大于14为特征,沿洛南-栾川-方城断裂在宽约20km的范围内V2值从10陡增至20,显示具有明显的梯度带特征。这一结果表明,华北块体与北秦岭之间存在明显的地球化学边界,分割具有不同Pb同位素空间矢量组成的华北与北秦岭块体。北秦岭地球化学边界的形成、构造意义取决于北秦岭构造属性及其与南秦岭的相互关系。尽管大范围的地球化学填图表明,地球化学边界可能反映了岩石圈块体拼接界线(Zhu等,1996)。但北秦岭南部的松树沟蛇绿岩与北侧的宽坪蛇绿岩形成时限、源区特征均显示较大的相似性,同位素地球化学边界仅存在于宽坪岩群北侧,松树沟蛇绿岩出露区却不存在。而且,目前公认的秦岭造山带最
图1 北秦岭Pb同位素急变带Fig.1 ThePbistopicsteepzoneinNorthernQinling
4地 球 学 报2003年主要的板块缝合带)))商丹带也不存在。这些事实表明,北秦岭的地球化学边界不简单是块体边界的反映,更可能代表了早元古代洋陆地幔差异的分界。北秦岭是在先期洋幔基础上发育演化形成的,火山岩源于亏损的MORB源区,必然具有高的初始ENd(t)值,而华北陆块南缘长期处于稳定的陆块演化过程中,同位素地球化学反映了其长期保存的稳定大陆地幔特征;因而,二者必然存在同位素系统差别。同时,大量的研究显示,这种地球化学边界仅反映了不同块体岩石圈组成的系统差异,而不能与块体之间洋盆大小简单地联系。2 北秦岭构造属性与演化2.1 基本地质概况现有的地质研究表明,以北秦岭北缘的洛南-栾川-方城断裂为界,分隔具有不同物质建造的华北陆块和北秦岭构造带。洛南-栾川-方城断裂带绝非简单断裂,而是一条强烈的构造岩浆活动带,由一系列断层、韧性剪切带及构造岩块组成的断裂构造岩带,明显分隔南北不同构造地层地质体。同时,沿断裂带发育晚元古宙、古生代碱性岩。构造解析揭示该带经历了长期复杂的构造变形,在继承前寒武纪基本构造格架的基础上,迭加了显生宙长期构造演化过程中复杂的构造变形形迹。剔除 近时期构造形迹,显示洛南-栾川-方城断裂在中晚元古代对北秦岭和华北陆块南缘的划分意义。北侧的华北陆块南缘带主要出露华北型的晚太古代基底太华群和登封群、早元古代安沟群、中元古代熊耳群火山岩等;南侧的北秦岭未发现太古代岩石,自北而南依次出露宽坪岩群、二郎坪岩群、秦岭岩群、松树沟蛇绿岩片和丹凤岩群,各岩群之间均以大型剪切带和断裂为界,相互逆冲叠置。二郎坪岩群是由大庙岩片、小寨岩片和二郎坪蛇绿岩片3个岩石组合及变质变形特征不同的构造岩片叠置而成,前二者主要为变质碎屑岩和碳酸盐岩,后者代表弧后盆地洋壳残片,古生物化石证据表明,其主体形成于早古生代(孙勇等,1996)。丹凤岩群主要为斜长角闪岩,以变质的钙碱系列玄武岩为主,形成于洋内岛弧构造环境(张旗等,1995),古生物化石限定其主体形成于早古生代(崔智林等,1995)。尽管近年来丹凤蛇绿岩和二郎坪蛇绿岩发现有100Ma左右的同位素年龄信息,但岩石地球化学、古生物学证据显示,其主体无疑是与古生代南北块体沿商丹带俯冲作用密切相关的。而秦岭岩群、宽坪岩群和松树沟岩片是前寒武纪北秦岭区的主体岩石构造单元。2.2 秦岭岩群及其对北秦岭构造属性的制约秦岭岩群是北秦岭现今出露的最古老的岩石,是一套经历多期变形变质作用改造的变质杂岩,主要由片麻岩、斜长角闪岩、钙硅酸盐岩、大理岩组成,为变质的陆源碎屑岩夹基性岩。西峡蛇尾地区的黑云斜长片麻岩锆石U-Pb同位素年龄为2267+173-153