秦岭-大别中央造山系南缘勉略古缝合带的再认识--兼论中国大陆主体的拼合

秦岭-大别等中央造山系南缘的勉略(勉县-略阳)构造带是中国大陆构造中划分南北、连接东西的重要构造带。构造、沉积、地球化学、地球物理、古生物和同位素定年以及变质变形、岩浆活动等多学科综合研究证明，勉略构造带先期原是秦岭-大别造山带中除商丹缝合带以外的另一条于中-晚泥盆世扩张打开、晚二叠世开始俯冲、中-晚三叠世陆-陆碰撞造山的古板块缝合带，也是中国大陆印支期完成其主体拼合的主要结合带，具有重要的科学意义。     

秦岭-大别中央造山系南缘勉略古缝合带的再认识——兼论中国大陆主体的拼合

秦岭-大别等中央造山系南缘的勉略(勉县-略阳)构造带是中国大陆构造中划分南北、连接东西的重要构造带。构造、沉积、地球化学、地球物理、古生物和同位素定年以及变质变形、岩浆活动等多学科综合研究证明,勉略构造带先期原是秦岭-大别造山带中除商丹缝合带以外的另一条于中—晚泥盆世扩张打开、晚二叠世开始俯冲、中—晚三叠世陆-陆碰撞造山的古板块缝合带,也是中国大陆印支期完成其主体拼合的主要结合带,具有重要的科学意义。     

南秦岭勉略构造带研究现状分析

南秦岭勉略构造带在研究中国大陆构造演化历史中具有重要的大地构造意义。年代学及岩石地球化学研究显示勉略蛇绿构造混杂岩的形成时代、形成原因都是非常复杂的;大量三叠纪花岗岩的分布特征及形成时代显示其成因与勉略洋盆闭合及之后发生的陆壳基底的俯冲有关,同时关于这些花岗岩形成的动力学背景,也存在多种不同的观点;区内高压基性麻粒岩的研究反映了秦岭造山带在印支期沿勉略构造带发生俯冲-碰撞-折返的造山过程。如果对勉略构造带更多高压变质岩石进行细致研究,可为恢复秦岭造山带造山过程提供更多岩石学证据。     

西秦岭南缘勉略构造带主要地质特征

西秦岭勉略构造带现今呈近东西-北西西向展布,是以自北而南多层次叠瓦状逆冲推覆构造为骨架的向南突出的巨型复合断裂弧形构造带.该带原为西秦岭微板块与扬子板块之间的古缝合带,发育有俯冲和碰撞两期变形构造,以主造山碰撞晚期的自北向南的逆冲推覆构造为显著特征.初步确定发育OIB以及N-MORB和E-MORB型玄武岩,代表了洋盆发育的物质记录.根据已有的年代学和古生物化石研究结果,认为于泥盆纪晚期-早石炭世(D3-C1)沿勉略带发育有以蛇绿岩、洋岛玄武岩为代表的有限洋盆.在勉略带扩张打开形成有限洋盆与消减俯冲过程中,南侧发育有被动陆缘盆地沉积体系,北侧发育有深水裂陷盆地和活动陆缘盆地沉积体系.进而确定勉略带是一条重要的东古特提斯北侧分支洋盆俯冲消减碰撞缝合带和中国大陆印支期完成其主体拼合的主要结合带之一.     

勉略构造带构造变形过程及其地质意义

勉略构造带是印支期华北板块与扬子板块碰撞,并叠加后期陆内变形作用形成的复杂蛇绿构造混杂岩带,勉略构造带的形成演化对全面理解秦岭造山带构造演化具有非常重要的研究意义.本文以勉略构造带广泛发育的褶皱、断裂等构造现象为研究对象,通过详细的构造解析和古应力反演,揭示出勉略构造带经历三期构造变形:D1期变形为NW-SE向挤压,以发育轴面直立的紧闭同斜褶皱和高角度逆断层为特征,形成于早—中三叠世华北与扬子两大块体碰撞阶段;D2期变形为NE-SW向挤压,主要发育左行走滑剪切变形,叠加于早期构造形迹之上,构造带内普遍发育东西向近水平拉伸线理,局部发育倾竖褶皱,形成于晚三叠世—中侏罗世,该阶段秦岭造山带由早期的碰撞转为陆内变形,沿东西向断裂带发生大规模左行走滑;D3期变形为N-S向挤压,在晚侏罗世—白垩纪多向汇聚构造体制下,勉略构造带受南北向挤压,形成一系列共轭剪切断裂,该期断裂切割前两期构造变形,区域上表现为北侧的大巴山、西秦岭向南逆冲推覆,扬子北缘沿米仓山一带向北楔入秦岭造山带,形成向南突出的大巴山弧形逆冲推覆构造带、西秦岭武都-舟曲弧形构造带和一系列北东、南西走向的共轭剪切断裂系.     

大巴山西段高川地体的构造变形特征及其意义

勉略缝合带是华北与华南大陆于印支期完成拼合的主要拼接带,在中国大陆的形成与演化中占据重要地位.但是.勉略带的东、西延伸至今没有确定的结论,尤其陕西省勉县以东到湖北随州一带,还没有找到确凿的缝合带的证据.已发表的文章多认为勉略带在勉县以东到达宁陕县两河口之后向南转折,沿着高川岩片的位置顺大巴山弧形构造带向东延伸到湖北随州一带.本文的研究表明,高川岩片是一个独立于大巴山构造带的外来地质体,称之为高川地体.高川地体是一个由近南北向右行走滑断层与轴向近南北向的走滑剪切褶皱构造组成的右行走滑构造系统.是大巴山冲断推覆构造向南推覆过程中从原勉略缝合带中挤过来的一片,仅仅是被挟持在大巴山冲断-推覆构造带与大巴山前陆构造带之间的地壳浅层地质体.因此.高川地体现在的位置不能代表勉略带向东的延伸.大巴山弧形构造带也不是中国南北大陆最终碰撞拼贴的位置.     

南秦岭勉略蛇绿混杂岩带硅质岩沉积环境研究

硅质岩是南秦岭勉略构造带中分布较广泛的一种岩石类型，其形成环境的确定对勉略造山带的沉积环境、盆地格局和构造演化的分析具有重要意义．根据对沉积组合、主要元素、稀土元素地球化学组成等方面的综合分析，认为南秦岭勉略带硅质岩形成于大陆边缘环境，其地球化学组成以富含ＳｉＯ２，贫Ｆｅ２Ｏ３，ＭｇＯ，Ａｌ２Ｏ３，以及较低的ΣＲＥＥ质量分数和具微弱的Ｃｅ负异常为特征．     

“秦岭-大别-苏鲁”造山带中“古特提斯缝合带”的连接

中国大陆西北部的"古特提斯缝合带"如何与东面的"秦岭-大别-苏鲁"造山带连接,是涉及中国大陆中部构造格架的关键问题之一。南秦岭造山带中的古特提斯蛇绿岩带和东秦岭-桐柏-大别-苏鲁造山带中三叠纪高压-超高压变质带的对比,以及一条位于两者之间的220~204 Ma的大型左行走滑剪切带的存在,提供了它们之间关系的新的视角,为此,我们提出南秦岭的勉略蛇绿岩带向东通过宁陕-湘河大型左行走滑剪切带,和大陆俯冲与深俯冲造成的"耀岭河-桐柏-大别-苏鲁"高压—超高压变质带北缘连接,构成"秦岭-大别-苏鲁"造山带中的古特提斯缝合带新模式。沿着这条边界,南秦岭构造单元可以分为南部的南秦岭被动陆缘单元和北部的南秦岭主动陆缘单元,后者向东的延伸由于南、北板块之间三叠纪的剪切碰撞而尖灭。     

西秦岭南缘勉略构造带主要地质特征

西秦岭勉略构造带现今呈近东西－北西西向民菜布,是以自北而南多层次叠瓦状逆冲推覆构造为骨架的向南突出的巨型复合断裂弧形构造带。该带原为西秦岭微板块与扬子板块之间的古缝合带,发育有俯冲和碰撞两期变形构造,以主造山碰撞晚期的自北向南的逆冲推覆构造为显著特征。初步确定发育OIB以及N－MORB和E－MORB型玄武岩,代表了洋人舅发育的物质记录。根据已有的年代学和古生物化石研究结果,认为于泥盆纪晚期－早石炭世（D3－C1）沿勉略带发育有以蛇绿岩、洋岛玄武岩为代表的有限洋盆。在勉略带扩张打开形成有限洋盆与消减俯冲过程中,南侧发育有被动陆缘盆地沉积体系,北侧发育有深水下裂陷盆地和活动陆缘盆地沉积体系。进而确定勉略带是一条重要的东古特 提斯北侧分支洋盆俯冲消减碰撞缝合带和中国大陆印支期完成其主体拼合的主要结合带之一。     

秦岭-大别-苏鲁印支造山带连接枢纽的形成时代——来自宁陕断裂带同构造花岗岩锆石U-Pb年代学的限定

最新的研究表明,南秦岭勉略缝合带可以经宁陕左行走滑断裂带与大别苏鲁的高压/超高压变质带相连。对于这个模型,两带间的"连接枢纽"—宁陕走滑断层的活动时间是关键问题之一。研究显示宁陕断裂带是南秦岭中的一条走向近E-W的走滑剪切带,早期为左行韧性剪切变形,晚期叠加了左行脆性剪切变形。对带内千糜岩化石英片岩中的两期同构造花岗岩脉的构造地质学、岩石学和锆石U-Pb和Lu-Hf同位素研究,获得早期面理化细粒花岗岩的年龄为214.4±1.1Ma(MSWD=1.3),εHf(t)主要集中在-8.58~-0.29之间,tDM2=2.45~1.62Ga;晚期钾长花岗岩脉的年龄212.8±1.6Ma(MSWD=2.1),εHf(t)=-5.79~2.07,tDM2=2.53~1.49Ga。同位素数据表明两期花岗岩脉具有相同的岩浆源区,是古老地壳物质的再循环;晚期钾长花岗岩脉是早期花岗岩演化的产物。两期同构造花岗岩脉年龄的确定,表明宁陕左行走滑断层至少从晚三叠世中期之前就已经开始活动,而不是前人认为的早-中侏罗世或晚三叠末。尤其是宁陕左行走滑断裂带与勉略缝合带具有相同的左行韧性走滑叠加晚期脆性走滑的构造样式和活动时间,表明二者的形成可能都与古特提斯洋的斜向俯冲或者扬子板块的顺时针旋转有关。本研究成果为南秦岭的"古特提斯洋缝合带"——勉略缝合带向东经宁陕断裂带与大陆俯冲和深俯冲形成的耀岭河-桐柏-大别-苏鲁高压/超高压变质带相接提供了关键的年代学证据。     

大巴山西段高川地体构造变形特征及其意义

勉略缝合带华北与华南大陆于印支期完成拼合的主要拼接带,在中国大陆的形成与演化中占据重要地位。但是,勉略带的东、西延伸,至今没有确定的结论,尤其陕西省勉县以东到湖北随州一带,还没有找到确凿的缝合带的证据。现今一些重要的文章多认为勉略带在勉县以东到达宁陕县两河口之后向南转折,沿着高川岩片的位置顺大巴山弧形构造带向东延伸到湖北随州一带。然而,本文的研究表明,高川岩片是一个独立于大巴山构造带的外来地质体,并称之为高川地体。高川地体是一个由近南北向右行走滑断层与轴向近南北向的走滑剪切褶皱构造组成的右行走滑构造系统,作者认为,它是大巴山冲断推覆构造向南推覆过程中,被从原勉略缝合带中挤过来的一片,它仅仅是被挟持在大巴山冲断—推覆构造带与大巴山前陆构造带之间的地壳浅层地质体,高川地体现在的位置不能代表勉略带向东的延伸。因此,大巴山弧形构造带也不是中国南北大陆最终碰撞拼贴的位置     

南秦岭构造带内早古生代碱基性岩浆活动：古特提斯洋裂解的证据

位于南秦岭构造带南缘的勉略(勉县—略阳)洋是东古特提斯洋的北侧分支洋盆,在勉县—略阳地区发育有典型的蛇绿岩组合。然而,由于中三叠世晚期开始的碰撞造山作用以及之后陆内变形作用的改造,对于勉略洋盆在构造带东段的裂解和演化过程并不清晰。本文对发育于东南秦岭构造带内的基性岩墙群进行了岩石学、岩石地球化学、同位素年代学等方面的研究。结果表明,基性岩脉以辉长岩、辉绿岩等基性岩为主,其SiO 2含量为41.89%~49.75%,属基性—超基性岩类,并具有富钠、高钛的碱性岩特征。岩石的稀土、微量元素和Sr—Nd同位素特征与板内洋岛玄武岩(OIB)特征一致,岩浆源于具有地壳混染的板内洋岛玄武岩型地幔源区。该类基性岩脉顺层侵入到早古生代早期地层中,通过基性岩脉中的锆石SHRIMP测年获得岩脉顺层侵位的时代为晚志留世早期(约422 Ma)。这种岩浆作用很可能与古特提斯洋初始裂解有关,并导致南秦岭构造带内地壳伸展、基性岩浆侵位,该过程与南秦岭构造带北缘的商丹(商南—丹凤)原特提斯洋的消减和陆内俯冲可能相关。     

西秦岭勉略带陆内构造变形研究

秦岭造山带勉略缝合带是古特提斯洋盆向北俯冲形成的华北与华南最后拼接带。这个主缝合带俯冲-碰撞过程中以由北向南的一系列韧性逆冲推覆构造为特征,形成由前泥盆系、泥盆-石炭系和蛇绿混杂岩等不同构造岩片叠置的复杂构造带,碰撞时代从245Ma一直延续到230Ma左右。最近,作者对勉略缝合带内发育的韧性和脆性左行走滑剪切变形进行了研究,结果表明这些顺造山带的左行韧性走滑剪切变形带的变形时代为223±2Ma,与碰撞后花岗岩所确定的碰撞后构造环境的起始时间(225Ma)一致,显示这些韧性走滑剪切变形带是勉略带陆内变形初期变形产物。亦即华北、扬子大陆碰撞之后很快就转入陆内变形阶段,并且是以顺造山带的侧向走滑位移为主要变形方式。勉略带内顺造山带的脆性左行走滑断层的发育,表明这种顺造山带的侧向位移过程从深部到地壳浅层是一致的。因此,大陆碰撞在直接碰撞之后很快转变为顺造山带的侧向走滑位移为主的陆内变形,这种位移可能表现为两个大陆碰撞后的相对走滑,或是碰撞带中强烈变形部分顺造山带的侧向挤出,从而消减了正向碰撞所造成的地壳缩短和增厚。     

西秦岭南缘勉略带琵琶寺基性火山岩LA ICP MS锆石U Pb年龄及其构造意义

利用阴极发光和LA-ICP-MS微区定年分析方法,对西秦岭南缘勉略构造带琵琶寺基性火山岩进行了单颗粒锆石U-Pb同位素分析.研究确定,所测定锆石为岩浆锆石.琵琶寺基性火山岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素定年结果表明,其同位素年龄为783～754Ma,形成时代为新元古代中晚期南华纪.结合前人资料,认为勉略构造带不仅在晚古生代发育有限洋盆,且在新元古代时期还有更古老的洋盆存在.这一新资料,对进一步研究勉略构造带西段新元古代大地构造格局及演化以及探讨扬子地块北缘Rodinia超大陆裂解等大陆动力学问题具有重要意义.     

勉略构造带硅质岩元素地球化学特征及其形成环境

勉略构造带古生代硅质岩发育,其对西秦岭造山带古生代沉积环境与构造背景具有重要指示意义。本文研究了勉略构造带西段文县地区泥盆纪硅质岩的野外露头产状、岩石学与矿物学及全岩主微量元素地球化学特征,对比分析了该带东段硅质岩性质,综合剖析了勉略构造带古生代硅质岩的沉积环境,探讨了西秦岭造山带古生代岩相古地理环境及大地构造背景。文县硅质岩有灰白色块状硅质岩和灰黑色角砾状硅质岩两种类型,两者均具层状、条带状等沉积构造,并与上覆、下伏地层整合接触,为典型热水沉积硅质岩。岩石主要组成矿物为细晶-微晶石英,含有少量的方解石、绢云母及泥质等。岩石地球化学分析显示,硅质岩SiO2含量较高,为84.85%~99.07%,平均为91.99%,且灰白色硅质岩质地更纯,SiO2含量明显高于灰黑色硅质岩。硅质岩主微量、稀土元素Fe2O3/TiO2-Al2O3/(Al2O3+Fe2O3)、V/Y-Ti/V及LaN/CeN-Al2O3/(Al2O3+Fe2O3)图解表明该区硅质岩主要形成于大陆边缘及近大陆边缘环境。稀土元素显示灰黑色角砾状硅质岩稀土总量较高,为171.3×10-6~236.1×10-6,而灰白色块状硅质岩仅为11.96×10-6~51.06×10-6,表明前者所含陆源物质组分更多;稀土元素北美页岩标准化后两者整体显示了相似的轻重稀土分异不明显的平坦型稀土配分模式,其中灰黑色硅质岩δCe为0.95~1.05、δEu为0.66~0.87、(La/Yb)SN值为0.95~1.10,反映基本无Ce异常、弱Eu负异常及轻重稀土分异不明显;灰白色硅质岩的δCe为1.07~1.12、δEu为0.70~0.90、(La/Yb)SN值为1.64~4.07显示了弱Ce正异常、弱Eu负异常及弱轻重稀土分异,两者稀土元素特征与世界典型大陆边缘(裂陷)盆地硅质岩相近。文县硅质岩地质、元素地球化学特征表明其整体形成于大陆边缘及近大陆边缘沉积环境,但相比于灰白色块状硅质岩,灰黑色角砾状硅质岩有更多陆源物质加入。结合勉略构造带东段古生代硅质岩野外产出及地球化学特征分析,该区在早古生代-晚古生代早期主要处于扬子板块北部大陆边缘海盆沉积环境,有较多的陆源物质加入到富硅的热水沉积中,在勉略构造带内自西向东形成了一系列不同时代的热水沉积硅质岩。与此同时,西秦岭主要处于大陆裂陷构造背景之中,多期次的裂陷活动形成了一系列裂陷盆地及深大断裂,这对西秦岭古生代热水沉积硅质岩的形成具有重要意义。     

西秦岭勉县北部光头山二长花岗岩独居石电子探针U—Th—Pb化学法定年及其地质意义

南秦岭勉略缝合带北侧光头山花岗岩体由早期的石英闪长质-英云闪长质岩石和晚期的S型二长花岗岩组成。其中早期侵入相明显地经历了韧性剪切带的改造,形成于勉略构造带闭合之前。晚期的S型二长花岗岩侵位于早期的石英闪长岩、英云闪长岩和韧性剪切带中．是与勉略洋盆闭合密切相关的同碰撞-后碰撞阶段侵位的花岗岩。所以光头山岩体的形成年龄可以较好地限定西秦岭勉略洋盆闭合、扬子板块与微秦岭板块碰撞的时代。2个二长花岗岩样品的独居石电子探针U—Th—Pb定年分析,分别得到3组年龄和4组年龄。结合前人的研究成果、独居石BSE图像和表观年龄分布,确定S型花岗岩的结晶年龄为209-196Ma,它限定了勉略构造带闲合隆升的时代为晚三叠世-早侏罗世;较老的240Ma±4Ma、318Ma±5Ma和249Ma±4Ma记录了早期与勉略缝合带闭合洋壳俯冲相关的残留独居石的年龄,年轻的184Ma±3Ma和154Ma±3Ma反映了后期的变形作用和流体活动等的改造作用。     

秦岭—大别勉略缝合带湖北随州周家湾变质玄武岩地球化学及其大地构造意义

周家湾变质玄武岩岩片位于秦岭－大别微板块与扬子板块的分界断裂构造混杂带内,形成于印支期。岩石为一套亚碱性拉斑系列火山岩,具扁平型稀土配分型式;Ｔｈ／Ｙｂ,Ｔａ／Ｙｂ,Ｔｉ／Ｚｒ,Ｔｉ／Ｙ,Ｚｒ／Ｙ比和Ｎｂ,Ｔｈ丰度表明其形成于初始型小洋盆的大地构造环境。该岩片可能是秦岭勉略缝合带在大别南缘出露的岩石学证据。     

秦岭勉略缝合带组成与古洋盆演化

秦岭勉略构造带是典型的蛇绿构造混杂岩带,带内组成复杂、变形强烈,其主导构造样式表现为以系列北倾逆冲断层为格架,不同岩片推覆叠置的叠瓦状构造。详细的组成及构造研究表明,缝合带由洋盆形成演化不同阶段、不同性质的陆缘沉积岩系、不同类型蛇绿岩以及洋盆俯冲－碰撞造山过程中以不同方式出露的构造岩块组成,同时区域地层对比表明勉略古洋盆形成过程具有自西而东“剪刀式”打开扩展的性质与特点。     

南秦勉略构造混杂岩带非史密斯地层系统和地层格架

南秦岭西段勉略构造混杂岩带是由不同的构造岩片组成的非史密斯地层区。本文建立了勉略构造带太古宙－石炭纪的地层系统。勉略构造带及其邻区地层格架分析表明晚震旦世－－寒武纪勉略构造带及中秦岭为扬子板块北缘的一部分。奥陶纪－－志留纪大致沿勉略构造带秦岭型陷槽。泥盆纪－石炭纪该裂陷槽进一步开裂形成勉略洋。该洋盆从石炭纪开始俯冲萎缩并最缍三叠纪后期碰撞、闭合并造山。     

南秦岭勉略构造混杂岩带非史密斯地层系统和地层格架

南秦岭西段勉略构造混杂岩带是由不同的构造岩片组成的非史密斯地层区。本文建立了勉略构造带太古宙—石炭纪的地层系统。勉略构造带及其邻区地层格架分析表明晚震旦世—寒武纪勉略构造带及中秦岭为扬子板块北缘的一部分。奥陶纪—志留纪大致沿勉略构造带形成南秦岭裂陷槽。泥盆纪—石炭纪该裂陷槽进一步开裂形成勉略洋。该洋盆从石炭纪开始俯冲萎缩并最终于三叠纪后期碰撞、闭合并造山。