西秦岭晚中生代_新生代构造层划分及其构造演化过程
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西秦岭中—新生代红层的构造层划分及其构造意义郭进京;韩文峰;赵海涛;张帆宇;梁收运【摘要】西秦岭及其邻区中—新生代红层地层包括白垩系、古近系和新近系.这些红层地层的沉积组合、构造变形、空间分布及相互关系等是西秦岭中—新生代陆内地质过程的客观记录,对其系统研究是重建西秦岭及其邻区中—新生代构造演化过程之基础.依据这些红层地层之间的角度不整合、沉积序列与沉积环境、空间分布型式和构造线方向及构造样式,西秦岭及邻区中—新生代红层地层可分为早白垩世、晚白垩世、古近纪—新近纪三个构造层.三个构造层对应于西秦岭中—新生代陆内构造演化的三个不同阶段,即早白垩世北东向盆—山构造、晚白垩世区域左旋走滑拉分构造和渐新世—上新世区域伸展泛盆地阶段.结合印支期多块体拼贴形成的中国大陆中—新生代陆内构造格局与岩石圈动力学过程分析,认为西秦岭早白垩世北东向盆山构造格局是中生代以来西太平洋板块向西俯冲导致的东亚区域性伸展构造的组成部分;晚白垩世走滑拉分盆地则是白垩纪拉萨地块与羌塘—昌都地块汇聚碰撞背景下中国西北大陆区域性左旋走滑作用的结果;而渐新世—上新世的泛盆地阶段则指示了印度板块与欧亚板块碰撞的远程构造—地貌响应之前经历了漫长区域伸展均衡坳陷和侵蚀夷平期,这说明上新世,西秦岭尚未成为现今青藏高原的组成部分,也就是说新生代以来印度板块与欧亚板块碰撞汇聚的构造响应起始于上新世末期.【期刊名称】《地质论评》【年(卷),期】2014(060)006【总页数】14页(P1231-1244)【关键词】青藏高原东北缘;西秦岭;中—新生代;红层地层;构造层划分;构造演化【作者】郭进京;韩文峰;赵海涛;张帆宇;梁收运【作者单位】天津城建大学地质与测绘学院,天津,300384;天津城建大学地质与测绘学院,天津,300384;天津城建大学地质与测绘学院,天津,300384;兰州大学土木工程与力学学院,兰州,730000;兰州大学土木工程与力学学院,兰州,730000【正文语种】中文西秦岭既是青藏高原东北缘重要组成部分,也是我国东西向中央造山系和南北向贺兰—川滇地震构造带交汇、东西构造地貌转换过渡和岩石圈尺度的“立交桥”结点区域(张国伟等,2004a)。
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。
秦岭造山带根部地壳结构及流变学演化
秦岭是我国重要的造山带之一,它的形成与印度板块与欧亚板块碰撞有关。
在地质演化过程中,秦岭的根部地壳结构及流变学发生了重大变化。
秦岭造山带的根部地壳结构由三层构成:上地壳、中地壳和下地壳。
上地壳主要由沉积岩、熔岩、火山碎屑岩等构成,是秦岭地质构造的主要承载层。
中地壳主要由变质岩和花岗岩构成,是秦岭地壳厚度的重要组成部分。
下地壳主要由基性岩和超镁铁质岩构成,是秦岭地壳的基底层。
在地球物理运动中,秦岭的根部地壳结构发生了重大变化。
在2.5亿年前,欧亚板块与印度板块碰撞,沉积岩和基性岩构成
的上地壳和下地壳发生了强烈的岩浆活动,中地壳则发生了变质过程。
这些过程造成了秦岭地壳的复杂结构和形态。
此外,秦岭的流变学演化也是造山带研究的重要领域之一。
秦岭地壳结构中的变形和流变学特性,是探究地球内部动力学过程、讨论岩石圈变形和变化的重要依据。
研究表明,秦岭的流变学演化受到岩石类型和温度等因素的影响。
研究还发现,上、中、下壳的流变学性质存在差异,整个秦岭地壳的流变学变化是复杂的。
总之,秦岭造山带的根部地壳结构及流变学演化与其地质演化、地球物理运动有关。
深入研究秦岭的造山过程、结构特征及变化规律,对于全面理解秦岭地区地球科学问题具有重要意义。
秦岭晚中生代花岗岩时空分布、成因演变及构造意义王晓霞;王涛;齐秋菊;李舢【期刊名称】《岩石学报》【年(卷),期】2011(027)006【摘要】秦岭晚中生代花岗岩主要发育于秦岭北部的华北地块南缘和北秦岭,南秦岭仅有零星出露.本文报道了3个晚中生代大岩体的年代学和其中2个岩体的地球化学和同位素数据,并系统收集了发表的相关资料,对秦岭晚中生代花岗岩进行了初步总结.华北地块南缘蓝田花岗岩的锆石LA-ICPMS U-Pb年龄为133±1Ma,εNd(t)=-11.8~-18.3,锆石εHf(t)=-37.7~-5.7.北秦岭构造带中牧护关花岗岩的锆石LA-ICPMS U-Pb年龄为150±1Ma,εNd(t)=-7.6 ~ -11.4,锆石εHf(t)=-7.3~ -17.4;蟒岭花岗岩的锆石SHRIMP U-Pb年龄为149±2 Ma.依据收集到的26个锆石U-Pb和3个黑云母Ar-Ar年代学资料,秦岭晚中生代花岗岩浆的演化可分为2个阶段:第一阶段为160~ 130Ma(晚侏罗世-早白垩世),以I-型花岗岩为主,主要发育于华北地块南缘和北秦岭,在南秦岭仅零星分布;第二阶段为120 ~ 100Ma(早白垩世中晚期),以I-A过渡型和A-型花岗岩为主,主要分布在华北地块南缘的东部和北秦岭,出露面积比第一阶段小.第一阶段(160 ~ 130Ma)花岗岩主要形成于古老地壳物质的部分熔融,并有年轻幔源组分的参与,形成于挤压向伸展转换的构造环境.第二阶段(120~100Ma)花岗岩的形成除了古老地壳物质的部分熔融外,有更多的年轻幔源组分加入,发育于陆内伸展环境.花岗岩的同位素特征显示,从华北地块南缘到南秦岭,底基物质中年轻组分有增加的趋势,花岗岩的物源受深部地壳物质组成特征的控制.%Zircon U-Pb dating for three large granitoid batholiths, geochemical and Hf isotope analyses for two of them havebeen carried out in the different blocks of the Qinling. Zircon dating by LA-ICPMS for the Lantian granitoid in the southern margin of the North China Block gives an age of 133 ± 1 Ma. The granitoids show whole-rock εNd (t) = ~11.8~ -18. 3, zircon εHf (t) = - 37. 7 ~- 5. 7. The Muhuguan and the Mangling granitoids in the North Qinling orogen yield zircon LA-ICPMSa nd SHRIMP age of 150 ± 1 Ma and 149±2Ma, respectively. The Muhuguan granitoids show whole-rock εNd (t) = -7.6 ~ -11.4 and zircon εHf (t) = -7.3 ~- 17. 4. Combined with statistical analyses of 26 zircon ages and 3 Ar-Ar ages of granitoid plutons collected from the literature, the Late Mesozoic magmatism in the Qinling can be divided into two stages. The first-stage magmatism ( 160 ~ 130Ma) widely occurred in the southern margin of the North China Block, the North Qinling and occasionally in the South Qinling, and has features of I-type granitoids. The second-stage magmatism ( 120 ~ lOOMa) characterized by transition of I-to A-type and A-type granitoids took place in the North Qinling and the eastern part of the southern margin of the North China Block. The first-stage magmatism occurred in a transition from contractional to extensional settings, while the second-stage in the extension setting. The formation of the grantoids are interpreted as partial melting of old crust, mixed with juvenile mantle component. The second-stage granitoids contain more juvenile component than the first-stage. The isotope data of the granitoids show that juvenile compositions of the basement increas from the southern margin of the North China Block to the Shangdan suture.【总页数】21页(P1573-1593)【作者】王晓霞;王涛;齐秋菊;李舢【作者单位】中国地质科学院矿产资源研究所国土资源部成矿作用与资源评价重点实验室,北京100037;中国地质科学院地质研究所,北京100037;中国地质大学,北京100083;中国地质科学院地质研究所,北京100037【正文语种】中文【中图分类】P588.121;P597.3【相关文献】1.北秦岭太白山晚中生代正长花岗岩成因及其地质意义 [J], 张志华;赖绍聪;秦江锋2.南秦岭勉略带北光头山花岗岩体群的成因及其构造意义 [J], 张成立;张国伟;晏云翔;王煜3.东秦岭灵山岩体岩石谱系单位类埃达克质花岗岩及其成因和构造环境意义 [J], 赖群生;樊中玲;易志强;邵世威;张跃;杨涛4.西秦岭党川地区花岗岩的成因及其构造意义 [J], 王婧;张宏飞;徐旺春;蔡宏明5.北秦岭东部及华北南缘古生代以来花岗岩时空分布及其构造意义 [J], 马骁;李玮;杨源祯;刘稳航因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
秦岭构造带的形成及其演化秦岭构造带在中国大陆地壳的形成与演化中占据着突出地位。
它对于八十年代国际岩石圈计划中关于大陆地质的研究具有重要意义,也是探索大陆造山带地质演化规律的重要地区。
一晚太古宙统-克拉通地块的形成和早元古宙的分裂,古秦岭构造带的初始形成现今秦岭带内部及其南北两侧相邻地块边缘地区,目前确认和基本认为是太古宙的岩系主要有:华北地块南缘基底中的安徽蚌埠地区的下五河群、霍邱群,河南与陕西的太华群、登封群,山西中条山的氵束水群等;杨子地块北缘的大别群,黄陵地块的崆岭群结晶杂岩系,乃至川中地块的基底部分。
1、华北地块南部晚太古宙地壳组成华北地块南缘紧邻秦岭构造带,其古老基底是华北地块统一基底的重要组成部分,它主要由太古宇和下元古宇组成。
概括本区晚太古宙地壳主要由二类地体构成,即位于本区北部的以登封群为代表的花岗——绿岩区和南部以太华群为代表的高级片麻岩区,二者以逆冲推覆断裂相邻接,共同组成华北地块南部太古宙统一地块。
登封花岗——绿岩区和太华高级片麻岩区以鲁山——午阳一带的青草岭断裂为标志,表现为一种逆冲推覆构造关系,沿古老的青草岭断裂太华群可能叠置在登封群之上。
现今太华高级区成为华北地块古老基底出露的最南边界,但并非是华北地块太古宙时古老陆壳的南界。
2、扬子地块北缘的太古宙地块大别地块核部出露大别群,它是一套经多期变形变质的复杂结晶岩系,变质达角闪岩相,局部为麻粒岩相。
其岩石组合、构造变形,近似太华群的组成与构造特征。
大别群出露区的区域磁场特征与华北地块太古宙基底的高值正异常场十分相似。
据新近同位素年龄结果看(最大年龄数据在25~29亿年左右),其形成时代为晚太古宙较为合适。
黄陵地块位于杨子地块中部。
崆岭杂岩系岩层中有28.5亿年,(U—Pb一致线)同位素年龄,岩石组合具有孔兹岩建造的基本特征,古构造也表现为多期叠加变形特征,类似于太华群,属晚太古宙。
3、关于秦岭构造带内的太古宙岩系。
秦岭群是秦岭构造带内变形最复杂、变质最深又很不均一、岩浆活动剧烈的一套中深变质杂岩系:其南北两侧均为复杂断裂系所夹持,呈巨大透镜状岩块断续成带分布,绵延千公里,纵贯秦岭带。
秦岭构造带的形成及其演化秦岭构造带在中国大陆地壳的形成与演化中占据着突出地位。
它对于八十年代国际岩石圈计划中关于大陆地质的研究具有重要意义,也是探索大陆造山带地质演化规律的重要地区。
一晚太古宙统-克拉通地块的形成和早元古宙的分裂,古秦岭构造带的初始形成现今秦岭带内部及其南北两侧相邻地块边缘地区,目前确认和基本认为是太古宙的岩系主要有:华北地块南缘基底中的安徽蚌埠地区的下五河群、霍邱群,河南与陕西的太华群、登封群,山西中条山的氵束水群等;杨子地块北缘的大别群,黄陵地块的崆岭群结晶杂岩系,乃至川中地块的基底部分。
1、华北地块南部晚太古宙地壳组成华北地块南缘紧邻秦岭构造带,其古老基底是华北地块统一基底的重要组成部分,它主要由太古宇和下元古宇组成。
概括本区晚太古宙地壳主要由二类地体构成,即位于本区北部的以登封群为代表的花岗——绿岩区和南部以太华群为代表的高级片麻岩区,二者以逆冲推覆断裂相邻接,共同组成华北地块南部太古宙统一地块。
登封花岗——绿岩区和太华高级片麻岩区以鲁山——午阳一带的青草岭断裂为标志,表现为一种逆冲推覆构造关系,沿古老的青草岭断裂太华群可能叠置在登封群之上。
现今太华高级区成为华北地块古老基底出露的最南边界,但并非是华北地块太古宙时古老陆壳的南界。
2、扬子地块北缘的太古宙地块大别地块核部出露大别群,它是一套经多期变形变质的复杂结晶岩系,变质达角闪岩相,局部为麻粒岩相。
其岩石组合、构造变形,近似太华群的组成与构造特征。
大别群出露区的区域磁场特征与华北地块太古宙基底的高值正异常场十分相似。
据新近同位素年龄结果看(最大年龄数据在25~29亿年左右),其形成时代为晚太古宙较为合适。
黄陵地块位于杨子地块中部。
崆岭杂岩系岩层中有28.5亿年,(U—Pb一致线)同位素年龄,岩石组合具有孔兹岩建造的基本特征,古构造也表现为多期叠加变形特征,类似于太华群,属晚太古宙。
3、关于秦岭构造带内的太古宙岩系。
秦岭群是秦岭构造带内变形最复杂、变质最深又很不均一、岩浆活动剧烈的一套中深变质杂岩系:其南北两侧均为复杂断裂系所夹持,呈巨大透镜状岩块断续成带分布,绵延千公里,纵贯秦岭带。
秦岭显生宙古海洋演化秦岭地区是我国华中地区范围内的一个山脉系统,其地质历史悠久,自宙古以来,形成了复杂的地质构造格局和多样化的古生物群落。
在宙古时期,秦岭地区曾是一个海洋盆地,发生了激烈的地壳运动和岩浆活动,形成了各种复杂的地质体系。
本文将介绍秦岭显生宙古海洋演化的历程。
1. 新元古代早期(约15亿年前)在新元古代早期,秦岭地区处于一个浅海环境,这个海域形成了一个浅的海峡,并形成了一个弧形构造,这是由于地球上最早的板块运动所引起的。
在这个海域中,生长着大量的灰色石灰岩,这些岩石代表了一种海底沉积物。
2. 新元古代晚期(约13亿年前)在新元古代晚期,秦岭地区曾经发生过一次或者多次的强烈岩浆活动,这些火山岩层加厚并且扩大了海峡的面积。
在这个过程中,火山碎屑被沉积下来,和海底的沉积物一起形成了一层层的火山岩石,这些岩石被称为玄武岩和安山岩。
3. 寒武纪中晚期(约5.4亿年前)在寒武纪中晚期,秦岭地区在一次强烈的构造运动中,被挤压成了一条长条状的陆地,这个时候,秦岭地区正在向南缩小,逐渐逼近洋底洋脊。
一些碳酸盐岩在这个过程中被抬升到地表,这些岩石中含有多种微化石,包括有传统的二叶目、三叶目、四叶目、不等片目等,表明这个时期的海洋生物多种多样,已经达到了一个相对复杂和高度进化的阶段。
4. 中生代在中生代,秦岭地区经历了裂谷和火山活动,由此形成了一些江湖盆地、断裂盆地和火山岛、岩浆台地等地质体系,并形成了一些多层次的地壳构造。
这些构造成为后来形成秦岭山系的重要基础,也让这个区域的地质、地貌格局变得更加复杂和多样化。
总体来说,秦岭显生宙古时期的海洋演化历程相当丰富和多样,不仅经历了多次地壳构造运动和岩浆活动,还发生了多次海平面变化。
这种复杂多变的环境条件不仅塑造了这个区域的地质构造,还促进了这里古生物的多样和进化。
如今,秦岭地区已成为我国一个重要的地质遗产和宝库,也是研究宙古海洋演化和古生物进化的重要场所。
秦岭造山带主要构造发展阶段与特征的分析发布时间:2021-03-16T11:39:45.313Z 来源:《中国科技信息》2021年2月作者:刘炜[导读] 本文查阅了大量文献,对秦岭造山带的演化阶段及其特征进行了分析,认为秦岭造山带的发展、演化可分成3个阶段,即晚太古代—中元古代造山带基底的形成阶段;晚元古代—中三叠世以现代板块构造体制为基本特征的板块构造演化阶段;中新生代陆内造山作用与构造演化,且各阶段都具有明显的地质构造特征。
青海西宁青海省地震局刘炜 810001摘要:本文查阅了大量文献,对秦岭造山带的演化阶段及其特征进行了分析,认为秦岭造山带的发展、演化可分成3个阶段,即晚太古代—中元古代造山带基底的形成阶段;晚元古代—中三叠世以现代板块构造体制为基本特征的板块构造演化阶段;中新生代陆内造山作用与构造演化,且各阶段都具有明显的地质构造特征。
关键词:秦岭造山带;构造演化;构造特征0前言秦岭—大别造山带(Qinling Dabie orogenic belt)又称中央造山带(Central Orogenic Belt of China),是一个大陆碰撞型造山带,由华北地台南部大陆边缘(北秦岭带)、扬子地台北部大陆边缘(南秦岭带)和位于其间的包含古洋壳残余的对接带组成。
华北地台南缘的演化始自中元古代的裂陷作用,熊耳群火山岩自北向南由陆相变为海相,指示当时的被动陆缘是向南倾斜的;早古生代时出现蛇绿岩系和火山弧系,显示洋壳已在消减。
扬子地台北侧被动大陆边缘的历史持续到早、中三叠世,其地层类型与扬子地台相同,如南华纪的冰碛层、下寒武系中的石煤层等,沉积深度从南向北增大。
南北大陆边缘之间的对接带沿天水、商县、桐柏、金寨一线分布,出露了蛇绿岩系和混杂堆积带。
泥盆系复理石位于其南侧的前陆盆地中。
洋壳的闭合是一个穿时过程,在东秦岭至大别山段,南、北大陆在泥盆纪对接,石炭纪海陆交互相煤系为最老的未变质盖层。
西秦岭下,中三叠统仍为巨厚的海相复理石,上三叠统才是陆相磨拉石。
西秦岭新生代以来地质构造过程对青藏高原隆升和变形的约束西秦岭位于青藏高原东北缘重力梯度带内,是高原物质向北、向东扩展的前缘,其新生代以来地质构造-地貌过程应该是印度板块-欧亚板块的碰撞造山过程和高原隆升过程的一部分.通过对西秦岭内部中-新生代沉积、变形及地貌记录的初步综合分析,得出如下初步认识:(1)根据西秦岭中-新生代红层沉积岩石组合和构造变形特征,可以分为晚侏罗世-早白垩世、晚白垩世-古近纪和新近纪三个构造层,分别对应于西秦岭新生代3个构造演化阶段.(2)西秦岭晚白垩世-古近纪构造层的褶皱缩短和区域断裂带的逆冲推覆发生在古近纪末期-新近纪初期,与整个青藏高原主要逆冲推覆构造事件同步,说明印度板块与欧亚板块碰撞的构造应力在古近纪末已波及至西秦岭.(3)西秦岭新近纪以来经历了一个构造相对稳定的侵蚀夷平期,于3.6Ma之前形成了以晚白垩世-古近纪构造层侵蚀面、前新生代碳*盐地层的岩溶夷平面为标志的主夷平面以及夷平面发育过程中形成新近纪近水平的、以红*粘土岩为主要特征的细碎屑沉积.这一夷平面可以作为高原组成部分的西秦岭隆升的基准面.该夷平面现今高程自西向东逐渐降低,反映了西秦岭隆升呈现自西向东连续的扩展.(4)青藏高原南部构造变形方式在中新世发生了由逆冲推覆-褶皱缩短向伸展走滑的构造转换,而在西秦岭内部却并未发生这样的构造转换,仍然以逆冲构造为主,只是西秦岭北缘的边界断层在中-晚更新世才发生逆冲-左旋走滑作用,这可能指示了青藏高原东北缘晚新生代构造变形的走滑作用只是构造块体边界与构造挤压应力方向下非正交的应力分解所致,同时也可能反映了作为西秦岭块体整体滑移和块体内部的收缩变形并行不悖.(5)由GPS观测数据确定的区域位移场应该指示了现今西秦岭块体的整体缓慢的向东移动,地震机制解确定的构造应力是下地壳向东蠕动拖曳脆*上地壳的整体运动,西秦岭地壳厚度由西向东逐渐增厚是西部由于南北向缩短增厚的下地壳向东扩展流动的结果,增厚地壳的均衡抬升是西秦岭地貌面高度变化的内在原因.。
中生代(2.3-0.65亿年)三叠纪(T)、侏罗纪(J)、白垩纪(K)中生代生物•裸子植物时代,K2出现被子植物•爬行动物时代,恐龙时代,出现鸟类(1.4亿年)恐龙•J地球霸主,四川子贡、黑龙江、湖北等地•K2绝灭•火山喷发说、气候变冷说、中毒说、物种斗争说•天体撞击说:铱,墨西哥陨石坑、相当8亿个广岛原子弹辽宁朝阳古生物化石地质公园•鸟化石数千枚,还有大量的鱼类、龟鳖类、爬行类、昆虫类、银杏类、被子植物等•最早的鸟类——孔子鸟,“第一只鸟飞起的地方”•最早开花的植物-被子植物辽宁古果,“第一朵花绽开的地方”•独特性、完整性、稀有性是世界级古生物化石宝库侏罗纪鱼沉积史•三叠纪南方海洋,西南石灰岩,华南红色砂页岩T末上升为陆地,结束“南海北陆”•侏罗纪、白垩纪陆相红色沉积侏罗纪构造史•印支运动(T),秦岭上升,结束南海北陆的局面•燕山运动(J、K)的影响•南北分异转化为东西分异,出现几个隆起带和沉降带•南北挤压,形成东西向褶皱•大规模的中酸性侵入活动,形成花岗岩、闪长岩体,矽卡型矿床•形成NNE向裂陷盆地隆起带与沉降带大兴安岭-太行山-武陵山,东西两侧明显不同,南北异转化为东西异南北向挤压,东西向褶皱•向斜山•背斜谷•岭相间平行花岗岩侵入湖北大冶铜绿山铜矿铁山四川盆地(红色)•四川盆地•元谋盆地•红色沉积•红色盆地新生代(0.65亿年-)n第三纪和第四纪,法国学者德努尼尔所创n生物史:被子植物时代和哺乳动物时代,从猿到人n沉积史Ø西部山系与盆地相间,差异升降,磨拉石沉积Ø东部裂陷盆地,渤海湾盆地、苏北盆地等,松辽、华北、江汉盆地下降沉积Ø长白山、福建漳浦、台湾列岛大片玄武岩喷发构造史•喜马拉雅运动•喜马拉雅山区在第三纪早、中期仍是海洋,晚期快速上升•第四纪继续上升,形成现代高度•地球第三极地质发展简史•生物:菌藻,海生无脊椎,生物大爆发,鱼,祼子植物爬行动物,恐龙,鸟,被子植物,哺乳动物,人类•古地理:南海北陆,东西分异•构造运动:南岭,天山,秦岭,燕山,喜马拉雅山。
西秦岭既是青藏高原东北缘的一部分,也是我国中央造山系和贺兰-川滇南北构造带交汇、东西构造地貌转换过渡和岩石圈尺度的“立交桥”结点区域[1~2]。
对西秦岭新生代以来沉积记录、构造变形记录和地貌过程等深入研究,对于科学认识印度板块与亚洲板块碰撞汇聚在青藏高原东北缘构造响应、构造转换、地貌响应和地壳物质向东扩展逃逸等问题具有重要的科学意义。
笔者以西秦岭内部晚中生代-新生代沉积盆地的分布、岩石组合、构造变形及其与断裂构造和地貌的关系分析入手,探讨了西秦岭晚中生代-新生代构造演化过程以及印度与亚洲板块碰撞和高原崛起在西秦岭的构造响应问题。
1西秦岭中生代-新生代红层沉积的分布与构造层划分西秦岭地区中-新生代红层沉积包括侏罗系、白垩系、古近系、新近系等不同时代的地层,除侏罗系为特征性含煤系地层,时代争议较少外,其它红层地层,由于其岩石组合的某些相似性、空间分布的不连续性和化石资料以及准确测年数据缺乏等原因导致对其时代问题认识上的分歧,如徽成盆地以西的车拉盆地、哈达铺盆地、南阳盆地、牛顶山盆地、西和-礼县盆地、滩歌盆地、临潭盆地以及北部的陇西盆地等红层沉积地层,都被反复不定地确定为早白垩世、晚白垩世、古近纪、新近纪①②[3~7]。
第31卷第4期地质调查与研究Vol.31No.4 2008年12月GEOLOGICAL SURVEY AND RESEARCH Dec.2008西秦岭晚中生代-新生代构造层划分及其构造演化过程郭进京,韩文峰(天津城市建设学院,天津300384)摘要:从西秦岭晚中生代-新生代红层沉积的岩石组合、空间分布和构造变形特征分析,西秦岭晚中生代-新生代红层沉积可以分为三个构造层,分别对应于三个构造演化阶段。
1)晚侏罗世-早白垩世构造层:该构造层以深紫红色、灰色砾岩、砂岩为主,并含有特征性的黑色页岩和煤层为特征;构造变形以北东东向褶皱和断裂构造变形为特征,反映了早白垩世末期(燕山运动)的构造变形动力学为北西-南东向地壳挤压收缩,可能与扬子板块与华北板块陆内斜向汇聚有关。
2)晚白垩世-古近纪构造层:该构造层以砖红色、紫红色砾岩、砂岩、页岩为主,间夹有灰色、灰黄色、灰绿色泥岩和页岩层,具有不连续面状分布的特征,指示了其沉积时地壳的广泛拉伸的构造背景;古近纪末期的构造变形以与现今北西向构造线一致的宽缓褶皱和断裂构造变形为特征,可能指示了新生代初印度板块和亚洲板块碰撞的构造动力作用第一次远程构造响应。
3)新近纪构造层:该构造层以近水平的产状、典型的细碎屑沉积为主要特征,特别是红粘层、淡水碳酸盐层的存在以及含有的三趾马化石特征,空间上与主夷平面的密切联系指示了新近纪早期经历一个夷平剥蚀期,这一阶段地壳构造稳定,变形以块断作用为主。
西秦岭在经历了上述三个阶段构造演化过程后,开始进入了第四纪以来以块体变形和快速隆升的构造阶段,这与印度板块与亚洲板块的持续汇聚导致的周缘山系的崛起和变形相一致。
关键词:西秦岭;晚中生代-新生代;红层沉积;构造变形;构造演化中图分类号:P542文献标识码:A文章编号:1672-4135(2008)04-0285-06收稿日期:2008-08-13责任编辑:刘新秒基金项目:国家自然科学基金资助(40642011)作者简介:郭进京(1962-),男,博士,教授,主要从事构造地质、工程地质教学与研究工作,Email:gjj@。
①陕西地质局区测队.1/20万岷县(I-48-XV)、陇西(I-48-IX)、武都(I-48-XXI)、文县(I-48-XV)幅地质图及说明书(1:20万),1970;甘肃地质局第一区域地质测量大队.9-48-(8)(临潭)幅地质图及说明书,1971.②甘肃省地质矿产局第一地质大队.1/5万宕昌幅(I-48-65-D)、兴化幅(I-48-66-C)、大河坝幅(I-48-77-B)、良恭镇幅(I-48-78-A)地质图及区域地质调查报告,1988;甘肃省地质调查院.1/5万岷县幅(I48E010009)地质图及说明书,2001.在对这些研究成果分析的基础上,结合笔者对西秦岭典型红层盆地的岩石组合和构造变形特征以及空间分布的研究,将西秦岭地区晚中生代-新生代红层地层自下而上分为三个构造层,即晚侏罗世-早白垩世构造层、晚白垩世-古近纪构造层、新近纪构造层(图1)。
上述三个构造层不仅岩石组合特征有一定差别,而且构造变形特征各异,同时空间分布也有一定规律,它们客观反映了西秦岭晚中新生代以来的地质演化过程的特点。
2晚侏罗世-早白垩世构造层该构造层以西秦岭东部边缘徽成盆地内成县-武都一线以东的东河群为代表,主要由各种砾岩、砂岩、泥岩、页岩等组成,自下而上可分为田家坝组、周家湾组和化垭组,其中东部田家坝组为厚度近千米的山麓相巨厚砾岩层,向西变为紫色粉砂岩和砾岩互层,西部的周家湾组为杂色砂质泥岩、泥岩、泥质粉砂岩夹砂砾岩[3],反映了东河群沉积的物源区主要是来自东部构造隆升的地质体。
该构造层岩石组合以深紫色、灰色、灰白色(图2)和含煤层(化垭组)而区别与其他红层。
构造形态以向北西倾斜的单斜或向斜为特征,构造线为北东东,内部还发育向南东中等倾斜的正断层。
之上为产状近水平,沉积特征、古生物化石特征等可以与陇西盆地图1西秦岭中-新生代红层分布图Fig.1Distribution map of Mesozoic-Cenozoic red bed in Western Qinling1.第四系;2.新近系;3.古近系-上白垩统;4.上侏罗统-下白垩统;5.边界断层;F1.西秦岭北缘边界断层;F2.临潭-岷县-宕昌边界断层;F3.秦峪边界断层;F4.白龙江边界断层;F5.文县边界断层286地质调查与研究第31卷新近系[8]大致对比的红层沉积地层(甘肃群)角度不整合覆盖[3]。
武都-文县之间分布的北东向磨坝盆地和桥头盆地与上述东河群具有相同的岩石组合和构造线方向及构造型式,如磨坝盆地的下部主要为紫色巨厚层砾岩、砂砾岩、含砾砂岩,夹紫红色钙质粉砂岩组成;上部为中厚层-薄层砾岩、含砾砂岩、砖红色钙质粉砂岩夹浅黄色、灰绿色砂质页岩、灰白色钙质粉砂岩组成,含黑色炭质页岩和煤层,构造形态为北东向的背斜构造。
徽成盆地以西局部残留有侏罗纪煤系地层,如武都的龙沟、礼县的阳坡、岷县的茶铺乡耳阳沟、舟曲的武坪等。
底部为灰色、灰紫色砾岩、砂砾岩、含砾砂岩组成,砾石由各种灰岩、砂岩、燧石、石英等组成,由圆到次圆或尖棱状,分选不好,直径5~50mm,胶结紧密,厚度约20~50 m;顶部主要为灰-深灰-灰黑色长石砂岩、石英细砂岩、粉砂岩、钙质砂岩,夹炭质板岩、炭质页岩、灰色灰岩、灰紫色泥灰岩、浅黄色-灰绿色页岩和暗灰色页岩及砾岩,炭质板岩和炭质粉砂岩中夹层2~3层煤层。
根据东河群含有大量的早白垩统古生物化石分子和在凤县地区角度不整合在中侏罗统煤系地层之上[3],并且与西秦岭内部的晚白垩统-古近系地层岩石组合和构造特征的差异,在其底界还没有准确测年资料的情况下,结合其构造线和构造变形一致性,把该构造层时代定为晚侏罗世-早白垩世。
3晚白垩世-古近纪构造层该构造层在西秦岭分布尽管不连续,但较广泛,主要包括西和-礼县盆地、车拉盆地、南阳盆地、牛顶山盆地、哈达铺盆地、滩歌盆地、临潭盆地等。
这套红层岩石组合相似,以紫红色-砖红色砾岩、砂岩、粉砂岩、泥岩为特征(图3),角度不整合在下伏前白垩纪地层之上,构造变形以北西向宽缓褶皱和脆性破裂为特征,总体产状平缓,一般倾角不大于30。
从地形地貌特征看,顶面为相对平缓的山顶面,并且往往构成区域不同水系的分水岭,这一山顶面与前白垩纪地层的山顶面高差在300~500 m。
该构造层以特征性的紫红色-砖红色砾岩、砂岩、泥岩的岩石特征和北西向宽缓褶皱以及脆性破裂构造发育为构造特征,特别是不含灰色、灰黑色的泥岩、页岩及煤层等,与晚侏罗世-早白垩世构造层相区分。
这套红层的时代争议最大,1/20万区调时,大部分被定为古近纪;1/5万区调根据发现的新的古生物化石更改为早白垩世;甘肃省区域地质志(1989)[3]和1/100万秦岭-大巴山编图将其时代厘定为晚白垩世[4];1/50万甘肃省数字地质图曾把上部定为古近纪,下部定为晚白垩世。
在依据现有资料还难于确定其准确时代的情况下,根据其岩石组合和构造变形的统一性和与徽成盆地东河群以及新近系甘肃群的不同,按照构造阶段划分的原则把它作为一个独立构造层来讨论,其时代定为晚白垩世-古近纪。
从该构造层的地层分布看,虽然与区域性断裂带有一定关系,但并非严格沿区域断裂带分布,相反却显示出不连续的面状分布的特征(图1),该构造层的岩石构成的山顶面平缓,从西到东逐渐降低,形成西秦岭的主夷平面。
如果考虑到该构造层之上局部残留有水平产状的新近纪红色砾岩、粘土层和碳酸岩沉积不整合盖层,可以肯定在该构造层地层沉积形成之后,经历了一次较强烈的地壳缩短,导致该构造层形成北西向的褶皱和逆冲推覆作用,之后经历了一个相当长时间的稳定侵蚀夷平时期,不仅形成了广泛的红层夷平面,还接受了新近纪的沉积。
这种构造过程如果具有区域性,那么西秦岭北缘断裂带在晚白垩世以来是否是西秦岭和其北面的陇西、陇东白垩纪沉积盆地之间的控制性边界断层[7]值得进一步研究和推敲。
4西秦岭新近纪盆地分布及其沉积环境西秦岭新近系地层大片出露于东部的徽成盆地中部和西和-礼县盆地,以西则是零星残留,如岷县马家沟、临潭盆地内部的局部地方和合作盆地,典型的新近系应该以西秦岭北缘的临夏盆地为代表[8]。
徽成盆地新近系总体为陆相红色碎屑岩沉积,下部以红色砾岩为主夹砂岩、粉砂岩及砂质粘土岩;中部为火山溢出岩,包括玻基橄榄岩的凝灰砾岩、泥灰质砂砾岩,块状白榴橄榄岩、橄灰玢岩,为偏碱性的基性-超基性岩,和白榴橄榄岩及玻基橄榄岩比较接近,并伴生火山角砾岩脉、橄辉岩脉、云第4期郭进京等:西秦岭晚中生代-新生代构造层划分及其构造演化过程287斜煌斑岩脉;上部为红色-浅棕色泥质岩、砂质粘土岩夹粉沙岩及少量砾岩。
岩层产状平缓,厚度约100~410m。
徽成盆地以西新近系地层分布零星,如武都北部马云-曹营-池坝岩溶夷平面上的岩溶洼地中新近系沉积(不整合面海拔2400m)(图4),礼县盆地的新近系沉积(不整合面海拔2000m),岷县茶埠乡新近系沉积(不整合面海拔高度2600m),临潭盆地、合作盆地新近系沉积(不整合面海拔高度3200m)(图5)等。
尽管它们出露的高度、范围不同,但岩石组合和构造特征相同,都以砖红色疏松状含砾粘土岩、沙质粘土岩夹少量砾岩及青灰色条带状泥岩为特征,特别是其上部出现灰白色淡水灰岩,地层中粘土岩中钙质结核普遍,固结成岩程度低,产状近水平。
根据其近水平的产状、典型的细碎屑沉积特征,特别是红色粘土层、淡水碳酸盐层的存在以及含有的三趾马化石特征、空间上与主夷平面的密切联系,其时代无疑是新近纪,但其底界和顶界的确切年代目前还不能给出明确答案,尚需对不整合面的年代和沉积顶界作进一步研究。