秦岭-大别造山带南缘勉略构造带与勉略缝合带

秦岭-大别造山带南缘的勉略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. 同时还是秦岭-大别造山带中除商丹缝合带外另一条古板块缝合带. 多学科综合研究, 确定勉略构造带现今构造几何学结构与运动学特征和恢复重建原秦岭-大别造山带等中央造山系这一板块俯冲碰撞带的形成演化, 不仅对中央造山系, 而且对探讨中国大陆于印支期完成其主体拼合都具有重要意义, 也是探索中国大陆板块构造与大陆动力学的良好天然实验室与研究基地.     

秦岭造山带及其两侧区域地壳剪切波分裂

本文分析了陕西区域地震台网2006年1月到2015年7月的近震波形资料,采用剪切波分裂系统分析方法(SAM),获得了秦岭造山带及两侧区域17个台站的快波偏振方向和慢剪切波时间延迟.结果显示,剪切波分裂参数具有明显的分区特征.鄂尔多斯内部和渭河盆地的台站表现出NE-SW和NEE-SWW向的快波偏振方向,与华北地块区域主压应力方向一致;鄂尔多斯西南部,处于多个地块过渡区,积累了大量的应变,该区快波偏振方向较为复杂,反映了该区复杂的区域构造;南秦岭以勉略缝合带为界,北部为秦岭微板块,南部为扬子地块北缘.秦岭微板块地区台站快剪切波优势偏振方向为NWW-SEE向,与华南地块应力方向一致;扬子地块北缘地区台站表现出NE-SW向的快波优势偏振方向,可能受到青藏高原向东北扩张的影响.本文得到的快剪切波优势偏振方向与秦岭造山带被商丹缝合带和勉略缝合带分割的构造划分方案一致.研究区内,扬子地块北缘地区慢剪切波时间延迟最大,可能反映该区各向异性强于其他区域.本文的研究结果为进一步了解区域应力场特征和动力学过程提供了重要参考.     

鄂北大洪山岩浆带地球化学及其构造意义--南秦岭勉略洋盆东延及其俯冲的新证据

南秦岭勉略古板块缝合带的东延问题是探讨秦岭造山带形成演化的关键之一. 最新的研究发现, 在湖北随州南部的土门、周家湾、小阜、源潭等地区断续出露有多个岩浆构造岩片, 总体呈北西向带状展布于大洪山北缘, 逆冲侵位于三里岗-三阳断裂带中. 主要由辉绿岩、基性-中性熔岩、火山碎屑岩和少量凝灰岩组成. 地球化学研究表明, 辉绿岩与中-基性熔岩具有类似的地球化学特征, 均以亏损Nb, Ta, 富集Th和大离子亲石元素(K, Rb, Ba)以及高场强元素不分异为特征. 显示其成因与板块俯冲作用有关, 代表洋盆消减阶段的产物. 现有地质资料限定其形成于石炭纪-中生代初. 综合现有资料分析认为, 南秦岭勉略古洋盆东延达桐柏-大别南缘, 表明该地区存在古洋盆和板块俯冲消减过程.     

鄂北大洪山岩浆带地球化学及其构造意义

南秦岭勉略古板块缝合带的东延问题是探讨秦岭造山带形成演化的关键之一. 最新的研究发现, 在湖北随州南部的土门、周家湾、小阜、源潭等地区断续出露有多个岩浆构造岩片, 总体呈北西向带状展布于大洪山北缘, 逆冲侵位于三里岗-三阳断裂带中. 主要由辉绿岩、基性-中性熔岩、火山碎屑岩和少量凝灰岩组成. 地球化学研究表明, 辉绿岩与中-基性熔岩具有类似的地球化学特征, 均以亏损Nb, Ta, 富集Th和大离子亲石元素(K, Rb, Ba)以及高场强元素不分异为特征. 显示其成因与板块俯冲作用有关, 代表洋盆消减阶段的产物. 现有地质资料限定其形成于石炭纪-中生代初. 综合现有资料分析认为, 南秦岭勉略古洋盆东延达桐柏-大别南缘, 表明该地区存在古洋盆和板块俯冲消减过程.     

秦岭印支期沙河湾奥长环斑花岗岩及其动力学意义

秦岭中的沙河湾奥长环斑花岗岩是印支期末(195～213 Ma)的一罕见的侵入于造山带中的年青岩体.由角闪石英二长岩与角闪黑云二长花岗岩构成,具有一系列独特的地质地球化学特征.岩体侵位于华北与扬子两板块的主缝合带——商丹断裂带中,是由于板块碰撞之后,发生岩石圈地幔的拆沉作用而形成.沙河湾奥长环斑花岗岩的出现,标志着秦岭造山带自晋宁期开始,经加里东-海西期至印支期的俯冲碰撞的主造山阶段的结束,和向后造山阶段的陆内造山的转折.     

秦岭-大别勉略构造带蛇绿岩与相关火山岩性质及其时空分布

勉略构造带蛇绿岩及相关火山岩的系统研究表明, 该构造带由德尔尼-南坪-琵琶寺-康县至略阳-勉县地区, 并越巴山弧型构造向东到达随县花山, 最东延伸至大别山南缘清水河地区. 从西到东1500余公里断续残存蛇绿混杂岩, 包括蛇绿岩及相关的岛弧、洋岛等火山岩, 揭示了沿线曾存在已消失的古洋盆与古碰撞缝合带. 洋盆主要扩张形成时期是在石炭纪-二叠纪期间, 它对于确立华北-秦岭陆块与扬子陆块的碰撞时代和秦岭造山带的形成与演化均有重要的大地构造意义.     

东秦岭造山带莫霍面展布与碰撞造山带深部过程的关系

根据P波走时反演重建的三维速度图像,研究东秦岭造山带莫霍面的展布性态结果表明,在华北板块南缘潼关-登封-阜阳-线、商丹主缝合带北侧卢氏-奕川-方城-信阳-线和扬子板块北缘佛坪-陨西-武当山-枣阳-线莫霍面沿着造山带走向呈带状隆起而介于这三条带间,莫霍面均不同程度地下陷因此,东秦岭造山带在岩石圈缩短方向上莫霍面的展布目前仍然存在着很大的非均一性结合造山带地质、岩石地球化学和同位素年代学综合分析,认为造成莫霍面这一展布格局,主要与该碰撞造山带在不同演化时期各岩石构造单元中发生不同性态的岩石圈-软流圈和壳-幔间物质与能量的相互作用方式不一所造成的大陆动力学过程不同有关加上碰撞期后造山带深部岩石圈均衡在不同岩石构造单元中的差异,形成了东秦岭造山带目前莫霍面的展布。     

陕西西南部秦岭梁花岗岩体的矿物成分研究和相关问题讨论

陕西西南部秦岭梁岩体被报道为Rapakivi岩体, 但其单矿物成分和岩石学研究以及与密云沙厂rapakivi花岗岩的对比表明, 秦岭梁岩体的岩石学特征、矿物组合、长石和镁铁矿物成分、副矿物类型等与典型rapakivi差距较大, 不属于rapakivi, 而是大陆造山带常见的石英二长斑岩. 多方面的讨论表明, 秦岭梁岩体形成于挤压构造环境, 而非拉张环境; 就位于扬子与华北板块全面碰撞造山的初期, 而非碰撞造山作用之后; 秦岭造山带属于印支-燕山期大陆碰撞造山带.     

陕西西南部秦岭梁花岗岩体的矿物

陕西西南部秦岭梁岩体被报道为Rapakivi岩体, 但其单矿物成分和岩石学研究以及与密云沙厂rapakivi花岗岩的对比表明, 秦岭梁岩体的岩石学特征、矿物组合、长石和镁铁矿物成分、副矿物类型等与典型rapakivi差距较大, 不属于rapakivi, 而是大陆造山带常见的石英二长斑岩. 多方面的讨论表明, 秦岭梁岩体形成于挤压构造环境, 而非拉张环境; 就位于扬子与华北板块全面碰撞造山的初期, 而非碰撞造山作用之后; 秦岭造山带属于印支-燕山期大陆碰撞造山带.     

朱夏、商丹断裂带南阳段土壤气地球化学特征研究

正秦岭—大别造山带的朱阳关—夏馆断裂带(简称为朱夏断裂带)与商南—丹凤断裂带(简称为商丹断裂带)作为扬子板块与华北板块的缝合带,是北秦岭、大别造山带中的主要断裂带,对于华北板块的构造活动具有显著的控制作用。朱夏断裂与商丹断裂在进入南阳盆地后隐伏于地下并以小角度相伴延伸,二者最近处不足6km。据南阳城市活断层探测的结果,在南阳盆地内朱夏断裂与商丹断裂是未来主要发震断层。朱夏、商丹断裂在南阳盆地的最新活     

东秦岭造山带岩石圈热结构及断面模型

东秦岭岩石圈热结构热状态十分不均匀,沿断面可分成华北地块、北秦岭、南秦岭、扬子地块4大特征,其分界明显,南秦岭为“热区”,北秦岭为“冷区”。商丹断裂带具81.3mW·m~(-2)高热流值,是南北秦岭的分界线,是多期构造运动的活动带,是扬子与华北的缝合带。加里东期扬子向华北俯冲碰撞;印支-燕山期俯冲板片由于“去层状化作用”断开下沉,软流圈上侵,岩石圈土地幔变薄。后因华北岩石圈下部插入扬子俯冲板片中形成穿插构造,商丹断裂带成为现今向南倾的走滑断裂带。中上地壳有不同时期的大规模逆冲推覆体、断块向南叠置;下地壳缩短成“漏头”状下滑,地壳增厚造成东秦岭造山带现今独特复杂的岩石圈五层结构模型。     

秦岭造山带的东西向地壳速度结构特征

跨越东、西秦岭造山带的深地震测深剖面沿近东-西向布设长约560km.沿测线采用6个1.5~2.0吨的爆炸震源激发地震波,使用260套数字地震仪接收,取得了较高质量的地震资料.通过资料分析和处理,识别出沉积层及结晶基底的折射波(Pg)、上地壳底面的反射波(P2)、中地壳底面的反射波(P3)、下地壳内的反射波(P4)、莫霍面的反射波(Pm)和首波(Pn)六个震相.采用地震动力学射线方法(seis88)得到的地壳速度结构表明:(1)在秦岭造山带内反射界面起伏剧烈,西部在略阳-勉县以西明显抬升,断差约3~4km.东部在旬阳-白河县以东呈斜坡状抬升,总体特征呈中间深,两侧浅的态势.东部的速度大于西部,速度差为0.02~0.05km/s.(2)上地壳在略阳-白河县段、中地壳在西乡东-白河县段的速度等值线明显起伏上隆,说明在深度25km之上的区域速度极不均匀,地表上略阳、西乡东对应于勉-略缝合带、大巴山弧的位置.下地壳的速度等值线变化形态与反射界面形态基本一致.(3)莫霍面与地表高程呈镜像,深度为42~54km,地壳平均速度较大为6.44~6.48km/s.东、西秦岭的地壳厚度变化较大,分界位置大致在勉县-略阳和西乡东-石泉西.勉略带以西为西秦岭造山带,莫霍面深度为52~54km,最深处在略阳-勉县地区为54km.西乡东-石泉西以东为东秦岭造山带,莫霍面深度为42~49km,西乡-石泉附近为49~49.5km,安康附近为44.7km,最浅处在十堰附近为42km.东、西秦岭造山带之间是扬子板块的北部边缘带,莫霍面深度为48~49km.莫霍面整体形态呈现起伏的向西倾斜台阶式的增深特点,东西深度相差10~12km.(4)勉-略缝合带以西的地壳增厚,可能是由青藏高原隆升及向东北缘的扩张引起的.总之,沿秦岭造山带的东-西方向的地壳结构比较复杂,它不同于板块碰撞作用形成的盆山结构.莫霍面首波(Pn)在210km之后出现,速度为7.85~8.0km/s.     

秦岭南缘晚古生代裂谷——有限洋盆沉积作用及构造演化

秦岭南缘晚古生代裂谷——有限洋盆的发展使南秦岭逐渐与扬子地块分离。对此裂谷——有限洋盆带南部边缘的二个地区进行了详细沉积学研究,并建立起沉积体系的时空变化格架。研究结果显示裂谷带在不同地区的发展不尽相同。西部(勉略)地区明显经历了早期快速沉降和晚期缓慢沉降的二个阶段,并且在二个阶段的沉降层序间出现裂开不整合面。结合对勉略带内蛇绿混杂岩的构造分析和同位素研究,秦岭南缘在晚古生代发生了裂谷-扩张转换,出现有限洋盆。此裂谷——有限洋盆带的演化过程与古特提斯构造发展阶段的可对比性说明它们之间存在着一定的成因关系。     

秦岭造山带与南北相邻地带远震接收函数与地壳结构

从2013年3月至2014年11月,我们布设了一条延川—涪陵的流动宽频带地震台阵,剖面由70个流动台站组成,全长约900km,穿越华北克拉通、秦岭—大巴造山带和扬子克拉通东北缘陆内三大构造单元.利用记录到的远震波形资料,提取得到5638个远震P波接收函数,使用H-κ叠加扫描和CCP偏移叠加方法刻划了秦岭造山带与南北相邻地带的地壳厚度、泊松比以及构造界带.研究结果显示,(1)关于地壳厚度:地壳最厚的区域出现在大巴山,地壳厚度集中在47~51km之间,秦岭的地壳厚度相对大巴山较薄,且呈向北减薄趋势,集中在37~46km之间,渭河盆地地壳厚度为本区域最薄地带,在34°N左右处达到最薄为35km,剖面北侧的南鄂尔多斯盆地的地壳厚度变化缓慢,多为44km左右,南侧的四川盆地东北缘的地壳厚度向南缓慢减薄,集中在42~48km之间;(2)关于泊松比:使用接收函数H-κ叠加扫描法得到了沿剖面各台站下方地壳的平均纵、横波速度比VP/VS(κ),进一步计算得到泊松比σ,泊松比具有明显的横向分块特征,秦岭造山带的泊松比明显低于南北两侧区域,其小于0.26的泊松比表征着该区域地壳物质组分主要为酸性岩石,亦即其酸性长英质组分上地壳相对于基性铁镁质组分下地壳较厚,该区域没有高泊松比分布则表明不存在广泛的部分熔融.(3)关于构造界带:秦岭—大巴造山带与扬子克拉通的边界并非在勉略构造带,应向南移至四川盆地的东北缘,华北克拉通和扬子克拉通分踞秦岭—大巴造山带南、北两侧,且分别以较陡倾角向南和相对较缓的倾角向北俯冲于秦岭—大巴造山带之下,使得秦岭—大巴造山带呈不对称状扇形向外扩展与向上抬升的空间几何模型.秦岭和大巴山之间33°N附近存在分界面,两区域地壳厚度与泊松比特征各异.     

东秦岭陆壳反射地震剖面

河南省叶县一邓州的反射地震剖面给出了秦岭地壳构造模型．东秦岭深部构造可分为３个区域：华北克拉通、扬子克拉通和秦岭碰撞缝合带．华北克拉通是稳定的地壳；扬子地壳要比稳定的华北地壳更具流变性质，有多层滑脱，至少可分辨出４个滑脱面：陡岭滑脱面、武当滑脱面、扬子滑脱面和地壳底部滑脱面；秦岭碰撞缝合带宽约１００ｋｍ，向南倾，倾角约１５°，地壳结构呈菱形块体样式．秦岭地区的上部地壳为巨型推覆构造，可分为北秦岭和南秦岭两个推覆体，各由主推覆体和前缘叠瓦扇组成．前印支期，秦岭地壳向南俯冲，秦岭古生代海盆闭合．在碰撞的后期，秦岭下部地壳向扬子作Ａ型俯冲，而上部地壳则发生大规模由北向南的推覆。     

随州花山蛇绿构造混杂岩的厘定及其大地构造意义

地质、地球化学综合研究证明 ,在秦岭造山带南缘襄 (樊 ) 广 (济 )断裂带的三里岗 三阳区段残存有花山蛇绿构造混杂岩 ,是以多条断裂和韧性剪切带为骨架 ,剪切包容花山蛇绿岩块、小阜岛弧火山岩、深海沉积岩、弧前沉积以及来自两侧陆块的基底和盖层沉积岩块 .地球化学研究表明 ,花山蛇绿岩的玄武质岩石类似于MORB的性质 ,形成于初始小洋盆构造环境 ;小阜火山岩形成于岛弧构造环境 .该混杂岩带因存在蛇绿岩及岛弧火山岩而成为具有重要大地构造意义的蛇绿构造混杂岩 ,指示曾存在古板块构造缝合带 ,标志着南秦岭与扬子板块之间确曾存在过古洋盆———花山小洋盆 .     

秦岭造山带上地幔各向异性及相关的壳幔耦合型式

秦岭是具有复杂地壳结构、经历长期构造演化的复合型大陆造山带.本文通过地震资料精细反演上地幔各向异性,探索秦岭造山带构造演化及成因动力.采用最小切向能量法、最小特征值法和“叠加”分析法求得覆盖秦岭造山带及周边地区41个地震台站的SKS横波分裂结果:快波偏振方向(φ)和快、慢波的时间延迟(δt),据此绘制了秦岭造山带上地幔各向异性图.将已发表的地表GPS观测结果与上地幔各向异性相结合作上地幔变形因素分析,发现秦岭造山带自西向东的上地幔变形因素不是单一垂直连贯变形或地幔流动,而是共存的.同时,其上地幔变形的主控因素有区域性变化.研究表明秦岭造山带西、中部上地幔变形以壳幔垂直连贯变形为主,属壳幔强耦合,东部壳、幔耦合变弱,上地幔变形以简单地幔流动为主控因素.同时,SKS快波偏振方向(φ)于秦岭造山带显示出南缘略向北凸、北缘略向南凸的弧形展布,反映了造山带两侧刚性较强的扬子地块与鄂尔多斯地块旋转与秦岭造山带南北缘弧形流动有关.     

秦岭造山带岩石圈电性结构及其地球动力学意义

秦岭造山带三维电性结构特征的详细研究结果，结合其他多种地球物理和地质资料分析发现，自中新生代以来，尤其是晚近时期华北和扬子两地块向秦岭造山带持续陆内俯冲过程中，由于南秦岭岩石圈向北挤入作用，秦岭造山带的后陆冲断褶带和北秦岭厚皮叠瓦逆冲带，现今处于岩石圈叠置加厚与拆沉作用的初始期；与之相反，南秦岭正在经历拆沉－底侵的物质再循环作用，佛坪一带可能发育新的地幔柱；此外，在造山带北、南深部边界与内部不同岩石圈块体之间还伴随强烈的不同性质的走滑作用和物质侧向传输．最后探讨了秦岭造山带构造拆沉与巨厚岩石圈并存以及走滑构造作用等的地球动力学意义．     

大别山超高压变质杂岩的折返

作为世界上规模最大的一个超高压变质带,大别山超高压变质杂岩是扬子板块与中朝板块在三叠纪碰撞造山的产物,表现为扬子板块 呈北北东向斜向俯冲到中朝板块之下。超高压变质杂岩的折返机制是个复杂的动力学过程,折返速度也胡时间推移而变慢。早期阶段同碰撞期浮力驱动下高压－超高压变质杂岩在俯部带内沿逆冲－韧性剪切断裂快速到地位位,折返速率高达４ｍｍ／年;中期伴随着巨厚造山带根的拆沉。上部发生拉张塌陷,使超高压变质     

秦岭洛南-栾川构造带的变形分解与年代学制约

洛南－栾川构造带位于华北板块与秦岭造山带之间,它包括洛栾断裂带和断裂北侧的强变形带．断裂带内发育有韧性剪切带、叠瓦状脆性断层和双重构造等,是在同一构造背景下同一剪切带内不同层次的构造变形叠加．线理构造主要有矿物生长线理、拉长线理、皱纹线理、鞘褶皱等,指示了板块由SW—NE的运动学特征和汇聚过程．断裂带北侧的强构造带内规模不等的褶皱和逆断层有相同的展布方位和运动学极性,与洛栾断裂带小角度斜交;不同性质的构造组成有规律的构造图案,是板块斜向汇聚的的产物．古板块汇聚因子是：在西段汇聚方向为22°,汇聚方向与板块边界的夹角为73°;在东段汇聚方向为31°,汇聚方向与板块边界的夹角为82°．洛栾构造带强烈活动时期主要是372Ma,是秦岭造山带形成的早期,扬子板块与华北板块汇聚的大背景下,位于华北板块南部边缘的二郎坪弧后洋盆向华北大陆之下左旋斜向俯冲的结果．