试论郯城—庐江断裂带的形成、演化及其性质

郯(城-)庐(江)断裂带由前白垩纪的3条重要的边界断裂连接而成:古郯庐断裂曾是连接秦岭—大别洋与苏鲁洋的转换断层,辽渤断裂是华北克拉通与胶辽克拉通之间的分界,敦化—密山断裂则是西伯利亚次大陆与一系列拼贴的外来(移置)地体间的分界。早白垩世,随亚洲大陆雏形的出现,郯庐断裂带形成并扩大其规模(如包括了依兰—伊通断裂)。江西的赣江断裂和鄂东南湘东北的团(风-)麻(城)断裂白垩纪时与郯庐断裂有相同的活动方式,可视为郯庐断裂带的南延。从本质上说,郯庐断裂带是一条斜向(左行)汇聚—剪切造山带,这一造山作用在中生代里是一个连续的分阶段进行的过程,左行走滑活动始自三叠纪,至早白垩世造山带形成,始于早白垩世晚期并于晚白垩世达到全盛的张裂活动则是造山带坍塌的反映。新生代起东亚地区进入新的地史阶段,郯庐断裂带进入消亡期,更新世时已明显解体为活动方式各不相同的若干段。文章还简要讨论了古郯庐断裂的形成时代、印支期走滑活动的性质和东亚大陆边缘地区的构造格架等问题。     

济阳地区埕岛—垦东构造带中生代的逆冲断层及其与郯庐断裂带的关系

济阳坳陷埕岛—垦东潜山构造带与郯庐断裂带相邻。4条地震剖面在桩西和埕岛地区中生界内揭示大量逆冲断层,据此分析了该构造带不同部位的沉积—变形特征。郯庐断裂带在中生代不同时期具有不同的活动性质。郯庐断裂带的复杂运动过程是桩西和埕岛地区逆冲断层乃至整个北西向构造带中生代以来构造演化的直接动力之一。埕岛—垦东构造带在中生代之前具有相同的构造演化过程,其后由于郯庐断裂带两侧地块发生复杂的斜向离散—斜向汇聚运动,造成构造带不同位置形成了截然不同的构造面貌,于晚白垩世时形成北西向的埕岛—垦东构造带;新生代时因济阳坳陷形成再次统一接受沉积成为潜山披覆构造带。     

从郯庐断裂带两侧的“盆”“山”耦合演化看前白垩纪“郯庐断裂带”的性质

郯庐断裂带的前身是3条重要的边界断裂（古郯庐断裂、辽渤断裂和敦化-密山断裂）,因而前白垩纪其两侧的“盆”“山”发育分属不同的造山动力学和成盆动力学系统。其西．扬子微大陆与华北微大陆之间的秦岭-大别造山带是印支期的碰撞造山带,兴-蒙造山带是海西期的阿尔泰型（增生弧型）造山带,燕山运动时两者都成为陆内造山带。“郯庐断裂带”以东,苏鲁造山带是苏皖地块与胶辽微大陆之间的燕山期碰撞造山带,延吉-清津造山带是胶辽微大陆与兴凯地块之间的印支期碰撞造山带;更北则是由一系列外来地体沿敦化-密山断裂拼贴在西伯利亚次大陆之上而形成的斜向汇聚-剪切造山带（属板间造山带）。在此基础上,分为海西-印支期、侏罗纪和白垩纪3个时代,详细剖析了“郯庐断裂带”两侧与上述造山作用耦合的典型的磨拉石盆地和火山岩盆地的演化及其对比,证实前白垩纪“郯庐断裂带”两侧的盆地各有其独立的发育史,不是被郯庐断裂带左行平移错断的同一个盆地。对“郯庐断裂带”两侧古生代-三叠纪陆表海的研究进一步证实其西的扬子微大陆、华北微大陆、布列亚-佳木斯地块与其东的苏皖地块、胶辽微大陆、兴凯地块曾分属独立的构造单元。早白垩世时,随着新特提斯洋的部分闭合,亚洲大陆的雏形出现,上述3条边界断裂连接成郯庐断裂带并成为陆内的左行走滑断层。     

从郯庐断裂带两侧的“盆”“山”耦合演化 看前白垩纪“郯庐断裂带”的性质

郯庐断裂带的前身是3条重要的边界断裂（古郯庐断裂、辽渤断裂和敦化-密山断裂）,因而前白垩纪其两侧的“盆”“山”发育分属不同的造山动力学和成盆动力学系统。其西．扬子微大陆与华北微大陆之间的秦岭-大别造山带是印支期的碰撞造山带,兴-蒙造山带是海西期的阿尔泰型（增生弧型）造山带,燕山运动时两者都成为陆内造山带。“郯庐断裂带”以东,苏鲁造山带是苏皖地块与胶辽微大陆之间的燕山期碰撞造山带,延吉-清津造山带是胶辽微大陆与兴凯地块之间的印支期碰撞造山带;更北则是由一系列外来地体沿敦化-密山断裂拼贴在西伯利亚次大陆之上而形成的斜向汇聚-剪切造山带（属板间造山带）。在此基础上,分为海西-印支期、侏罗纪和白垩纪3个时代,详细剖析了“郯庐断裂带”两侧与上述造山作用耦合的典型的磨拉石盆地和火山岩盆地的演化及其对比,证实前白垩纪“郯庐断裂带”两侧的盆地各有其独立的发育史,不是被郯庐断裂带左行平移错断的同一个盆地。对“郯庐断裂带”两侧古生代-三叠纪陆表海的研究进一步证实其西的扬子微大陆、华北微大陆、布列亚-佳木斯地块与其东的苏皖地块、胶辽微大陆、兴凯地块曾分属独立的构造单元。早白垩世时,随着新特提斯洋的部分闭合,亚洲大陆的雏形出现,上述3条边界断裂连接成郯庐断裂带并成为陆内的左行走滑断层。     

苏皖地块构造演化、苏鲁造山带形成及其耦合的盆地发育

郯庐断裂带一度是古特提斯洋域中的转换断层,其东的苏皖地块和胶辽克拉通分别是曾经独立于扬子克拉通和华北克拉通之外的构造单元。苏皖地块原属中朝构造域,因中元古代时苏鲁洋的张开而向南漂移,震旦纪起归入华南构造域。受北东东-近东西向的江南断裂和江绍断裂右行走滑活动控制,苏皖地块及怀玉地块在石炭纪末-三叠纪时脱离华南构造域,成为古特提斯洋域中的中间地块。中国东部地区东亚燕山期山系的形成受两个地球动力学系统制约:一是苏鲁洋的消减及闭合后苏皖地块与胶辽克拉通的碰撞,二是江南断裂和江绍断裂的先剪后压,苏皖地块与拼合了的扬子-华北克拉通间发生斜向会聚和剪切造山,怀玉地块仰冲超叠在苏皖地块上。分5个阶段(印支期消减,早-中侏罗世斜向会聚,晚侏罗-早白垩世消减,早白垩世碰撞和燕山造山带坍塌)叙述了中生代造山作用的表现和特点,探讨了与各阶段造山作用耦合的盆地类型和时空分布。因燕山造山带的坍塌而燕山运动构建的“盆”“山”关系解脱,中国东部第三纪的伸展盆地直接叠加在燕山造山带的坍塌裂谷上。     

郯庐断裂带晚中生代演化历史及其对华北克拉通破坏过程的指示

郯庐断裂带晚中生代的演化历史是华北克拉通破坏过程的重要记录。中侏罗世末(燕山运动A幕),郯庐断裂带局部发生左行平移活动,而华北克拉通上出现了一系列北北东走向的缩短构造,指示了西太平洋伊泽奈崎板块俯冲的开始。晚侏罗世期间,郯庐断裂带没有发生活动,而华北克拉通出现局部伸展与岩浆活动及区域性隆升,应为弧后弱拉张背景。早白垩世初(燕山运动B幕),郯庐断裂带再次发生强烈的左行平移活动,华北克拉通北部与东部出现了一系列近南北向挤压产生的构造,应是鄂霍茨克洋最终关闭与伊泽奈崎板块高速俯冲双重作用的结果。随后的早白垩世期间,华北克拉通在弧后拉张背景下发生峰期破坏,郯庐断裂带呈现为强烈的伸展活动。早白垩世末的区域性挤压作用,结束了华北克拉通的峰期破坏,并使郯庐断裂带再次发生了一期左行平移活动。这期挤压作用出现在太平洋板块接替伊泽奈崎板块这一重大板块调整的背景之中。     

下扬子独立地块与中生代改造型残留盆地

下扬子地块在古纬度、火山岩和花岗岩时空发育、区域成矿专属性、沉积建造和构造变形等方面具独特性,与扬子地块有显著差异,是一个晚古生代——中生代早期的独立地块。受燕山期苏鲁板间造山作用影响,下扬子地块直至燕山中期才“楔入”在印支期已拼合的扬子与华北地块,从而演化成独特的下扬子改造型残留叠合盆地。这种改造型叠合盆地的基本特点是:晚印支-早燕山同造山期前陆盆地沉积层和上叠的中燕山期陆相沉积层遭受大量剥蚀,并与古生-中生界海相沉积层一起被卷入强烈的多期次的燕山造山运动,晚白垩世——古近纪又强烈反转成为断陷盆地,形成鲜明的上部地壳的双层结构。这是造成下扬子地区海相古生-中生界油气地质勘探高复杂性、高难度性和高风险性的根本原因,也造就了下扬子区海相烃源岩的二次生烃和晚期成藏的优势。     

燕山运动和中国大陆晚中生代的活化

燕山运动可分为2类:一是印支期拼合大陆外侧的新特提斯洋消减及嗣后的碰撞引起的内硅镁质的造山运动,形成滇藏、东南沿海、苏鲁和蒙古-鄂霍次克造山带;二是拼合大陆内部因古缝合线或古深断裂活化发生的内硅铝质的(陆内的)造山运动,前者如川黔湘-鄂南、湘赣闽和阴山-燕山褶皱-冲断系,后者如川南-滇东和中扬子褶皱-冲断系及江南冲断-推覆带.文章剖析了中国大陆晚中生代活化的时空特征,指出陆内造山带及冲断带的发育受制于东亚燕山期山系的形成,简述了研究构造-岩浆活化对内生矿产和油气资源评价的指导意义.     

苏皖地块－－特提斯演化阶段独立的构造单元

基于苏皖地区的基底性质、晚元古代-中生代特征的沉积-火成建造、区域成矿和构造专属性，结合古地磁资料，提出了苏皖地块是特提斯演化阶段独立的构造单元的观点。它以苏鲁洋与华北克拉通间隔。震旦纪-早古生代的建造及变形特征与扬子克拉通有差异。石炭纪末和早二叠世的沉积和生物群表明它当时是古特提斯洋域里的一个中间地块，此时它已独立于扬子克拉通之外。三叠纪时苏鲁洋发生过大规模的消减但未闭合，因而苏皖地块的晚三叠世植物群与扬子克拉通有较明显区别。苏皖地块与华北克拉通（指胶辽地块）碰撞可能发生在早白垩世，该地区超高压变质岩的折返与之有关。之后，苏皖地块成为亚洲大陆雏形的一部分。     

秦岭——大别造山带与江南造山带的差异隆升过程:来自江汉盆地中新生代沉积记录的证据

江汉叠合盆地地处扬子地区中部,夹持于秦岭--大别造山带与江南造山带中段之间,是中生代中期以来在扬子浅海台地基础上发育起来的典型海陆交互相-陆相叠合盆地,其中充填了厚逾10000m的中三叠世-新近纪陆源碎屑岩系。据印支期以来的造山活动历程与成盆演化特点,将盆山耦合过程划分为造山前期、主造山期、造山后期与非造山期4个阶段,将盆地充填层序划分为陆架边缘、前陆、断陷和坳陷4个(盆地世代)超层序。依据盆内沉积物碎屑组份分析,发现中三叠世江南造山带进入强造山活动期,白垩纪末进入造山带坍塌后的活动平静期;秦岭--大别造山带的主造山活动阶段为晚三叠-早侏罗世,古近纪末处于非造山活动相对平静阶段。盆区整体呈现东部造山活动早,山带隆升早,持续时间长,剥露地层较快较早进入变质岩层段;西部造山活动时间晚,隆升时间相对较晚,剥露地层在早侏罗世初期才依次切入变质岩层段;盆地南、北缘山带总体呈现多幕式差异隆升过程。     

郯庐断裂带中生代构造演化史： 进展与新认识

总结出郯庐断裂带中生代运动学演化的过程与历史,概括为“两大运动时期、五个发展阶段”。第一运动时期对应于三叠纪—早侏罗世早期的“印支运动”,以扬子陆块与华北地块之间的拼合和碰撞造山为主导,郯庐断裂带经历了：①转换走滑阶段（240-220Ma）,其走滑活动局限在大别和苏鲁超高压变质带之间。这个阶段的陆-陆深俯冲作用使苏鲁超高压变质带向西韧性挤出,导致徐淮弧形构造带的形成和发育。②左旋平移走滑阶段（220-190Ma）,徐淮弧形构造带向南错移了约145km,并被大别山以北地区的东西向逆冲系统所吸收。左旋走滑扩展使郯庐断裂带贯穿整个华北和东北地区。第二运动时期对应于中、晚侏罗世至古新世时期的＂燕山运动＂,郯庐断裂带的演化与东亚活动陆缘的演化紧密联系在一起,经历了③中、晚侏罗世至早白垩世早期挤压走滑活动,伴随着华北东部地区岩石圈、地壳增厚和郯庐左旋走滑断裂系的发育。④早白垩世以地壳伸展和陆内裂谷断陷作用为主,使早期增厚的华北克拉通岩石圈发生垮塌和减薄。⑤晚白垩世—古新世以右旋走滑为主,沿断裂带及其两侧发育一系列拉分盆地。系统地阐述了郯庐断裂带中生代发育过程与地质特征,及其在东亚大陆演化历史中独特的作用。     

赣江断裂带中生代的演化及其地球动力学背景

赣江断裂带是江西省境内醒目的北北东向平移断裂构造带,由一系列北北东向、北东向和北西向断裂束组成,表现为一个大规模的左行走滑脆性剪切带并兼具伸展断陷和右旋走滑的成份。赣江断裂带在重力、航磁异常呈现为显著的梯度带,是一条晚中生代的岩浆岩带,控制了以鄱阳盆地为代表的一系列白垩纪-古近纪沉积盆地的形成与发育。该带在中生代的演化可分为早-中侏罗世压扭、晚侏罗早-白垩世左行平移和晚白垩世上盘斜落的右行平移3个阶段。在侏罗纪以来太平洋板块对欧亚大陆斜向俯冲的大背景下,赣江断裂带的形成和演化与华南广为发育的燕山期陆内造山作用密切相关,北北东向断裂的发育则直接受郯庐断裂早白垩世左行走滑活动控制,因而表现出“北强南弱”和“北早南晚”的特点。白垩纪时赣江断裂的活动方式与郯庐断裂一致,可认为是后者的南延。     

Jurassic Tectonics of North China: A Synthetic View

This paper gives a synthetic view on the Jurassic tectonics of North China, with an attempt to propose a framework for the stepwise tectonic evolution history. Jurassic sedimentation, deformation and magmatism in North China have been divided into three stages. The earliest Jurassic is marked by a period of magmatism quiescence （in 205-190 Ma） and regional uplift, which are considered to be the continuation of the “Indosinian movement” characterized by continent-continent collision between the North and South China blocks. The Early to Middle Jurassic （in 190-170 Ma） was predominated by weak lithospheric extension expressed by mantle-derived plutonism and volcanism along the Yanshan belt and alongside the Tan-Lu fault zone, normal faulting and graben formation along the Yinshan- Yanshan tectonic belt, depression and resuming of coal-bearing sedimentation in vast regions of the North China block （NCB）. The Middle to Late Jurassic stage started at 165y.5 Ma and ended up before 136 Ma; it was dominated by intensive intraplate deformation resulting from multi-directional compressions. Two major deformation events have been identified. One is marked by stratigraphic unconformity beneath the thick Upper Jurassic molasic series in the foreland zones of the western Ordos thrust-fold belt and along the Yinshan-Yanshan belt; it was predated 160 Ma. The other one is indicated by stratigraphic unconformity at the base of the Lower Cretaceous and predated 135 Ma. During this last stage, two latitudinal tectonic belts, the Yinshan-Yanshan belt in the north and the Qinling-Dabie belt in the south, and the western margin of the Ordos basin were all activated by thrusting; the NCB itself was deformed by the NE to NNE-trending structural system involving thrusting, associated folding and sinistral strike-slip faulting, which were spatially partitioned. Foliated S-type granitic plutons aged 160-150 Ma were massively emplaced in the Jiao-Liao massif east of the Tan-Lu fault zone and indicate important crustal thicken     

白垩-古近纪鄱阳盆地的基底构造特征

鄱阳盆地的前白垩系基底岩系因区域构造位置而异,长山隆起为元古界变质岩,北鄱阳坳陷为呈冲断岩片展布的震旦系志留系,南鄱阳坳陷主体部位为呈冲断结构的石炭系侏罗系,南冲的前峰带因剥蚀严重而出现双桥山群变质岩系。盆地的前白垩纪基底是一个在燕山运动时再度活化的印支期陆内造山带,因而构造线方向与印支期陆内造山带的走向相同(总体呈北东东向),冲断的方向则由燕山期的造山极性控制(自北西向南东),冲断活动发生在晚侏罗世和早白垩世早期。     

Rejuvenation of Fossil Sutures and Related Mesozoic Intracontinental Orogenies in South China

The Huanan (South China) subcontinent was created by amalgamation of the Yangtze, Xianggan, Ca-thaysia and Zhemin microcontinents by the Guangxi orogeny in the Early Palaeozoic. The closure of the Tethyan Ocean and subsequent collision event outside the amalgamated continent reactivated fossil sutures and resulted in in-tracontinental (ensialic) orogenies in the Mesozoic. Based on evidence from deformation, molasse and granitoids, the Sichuan-Guizhou-Hunan-southern Hubei and Hunan-Jiangxi-Fujian Yanshanian fold-thrust systems and the Lower Yangtze-northwestern Fujian Indosinian fold-thrust system are thought to be intracontinental orogens. Their main features are as follows: intracontinental orogenies occurred areally, thrusting propagated towards the interior of the continental, they extend parallelly to the strikes of the fossil sutures, and the details of the temporal-spatial evolution of the orogens depend on subduction-collision events.     

燕山板内造山带早期构造变形演化--以辽西凌源太阳沟地区为例

燕山地区位于华北板块的东北部 ,自晚古生代华北板块与蒙古板块的拼合后 ,燕山地区进入板内构造演化阶段。以往燕山造山带的研究主要集中于中侏罗世开始的燕山运动 ,而对已经发现的印支期构造的详细研究比较缺乏。通过对辽西凌源太阳沟地区进行详细的构造解剖分析和大比例尺地质填图 ,揭示出在晚三叠世到早侏罗世期间 ,该区经历了三次重要的构造变形。即晚三叠世到早侏罗世早期 ,发育由东往西逆冲的后展式逆冲推覆 ,早侏罗世晚期由西往东逆冲的前展式逆冲推覆和早侏罗世晚期崩塌滑覆构造。三期构造变形显示了燕山造山带早期构造的非极性演化特征 ,也显示了燕山地区的快速抬升和剥露过程。短时期内三期逆冲构造推覆方向的反转 ,显示了板内变形的特征 ,结合已经确定的变形时代及构造指向 ,作者认为它们很可能是对晚三叠世秦岭—大别碰撞带和侏罗—白垩纪蒙古—鄂霍茨克碰撞带的远程构造响应的结果     

前陆沉积与变形对郯庐断裂带同造山运动的制约

郯庐断裂带两侧的前陆沉积及其变形现象,揭示了该断裂带同造山活动的大量信息。合肥盆地东侧的郯庐断裂带旁,侏罗系沉积时出现了沉降中心与边缘相,显示这期间郯庐断裂带所处的张八岭隆起已移位至盆地东侧。砂岩的端元组份分析与碎屑白云母的电子探针分析显示,下扬子地区弧形展布的黄马青群与象山群前陆沉积的物源区为大别——苏鲁造山带,属于原地沉积,表明造山期郯庐断裂带已经出现。大别与苏鲁造山带周边都出现了强烈的前陆褶皱冲断带。合肥盆地前侏罗系基底上印支期的逆冲断层,在郯庐断裂带旁侧明显增多,指示该断裂带曾发生过同造山活动。下扬子地区前陆构造走向向郯庐断裂带方向偏转,反映它们形成时受到了郯庐断裂带左旋走滑运动的影响。这一系列前陆沉积与变形特征,指示郯庐断裂带在华北与华南板块的碰撞造山中以陆内变换断层的型式出现。该断裂带造山期运动中,东盘为主动盘,并发生了显著的逆时针旋转。独特的徐宿弧形逆冲——推覆构造,表明造山期郯庐断裂带左行平移幅度达350km。在该断裂带早白垩世的第二次平移中,断裂带向北延伸,又发生了约200km的左行平移。     

郯庐断裂带肥东段早白垩世中期走滑运动的年代学证据

郯庐断裂带肥东段西韦地区和桃花源地区出露了大规模的北北东向韧性剪切带。桃花源地区韧性剪切带显示出2期构造变形的叠加。野外构造和显微构造分析皆指示为左行走滑韧性剪切带。糜棱岩中石英与长石的变形行为指示其变形温度分别为400~450℃和500℃。通过对这两处走滑剪切带内糜棱岩化花岗岩脉的锆石LA-ICP-MS定年,获得了3个样品的侵位年龄分别为(133.2±1.9)Ma,(131.3±2.0)Ma,(130.3±2.0)Ma。再结合已有的研究成果,认为在128~124Ma(早白垩世中期)郯庐断裂带发生过左行走滑活动。综合分析表明,郯庐断裂带在晚侏罗世和早白垩世中期分别经历了2期左行走滑活动,而期间和之后的早白垩世则处于伸展活动之中。伸展活动持续较长,控制发育了西侧的合肥盆地及断裂带内一系列岩浆活动;而区域挤压背景下出现的走滑活动则相对短暂。这些演化规律显示该断裂带在晚侏罗世—早白垩世呈现为交替式的走滑和伸展活动。新发现的早白垩世中期走滑活动,与太平洋区伊泽纳崎板块板块运动方向的调整相对应,是大洋板块运动方向短暂调整的构造响应。     

胶东和鲁西地区中生代成矿作用重大差异性的内在因素

胶东和鲁西地区被沂沭断裂带所分隔 ,在中侏罗世末期 ,由于郯庐断裂带发生大规模左旋平移运动 ,二个地区最终拼合在一起。胶东和鲁西地区的金等多金属成矿作用发生在早白垩世 ,但其成矿作用的规模、矿床类型和成矿机制均存在很大的差别。研究表明 ,鲁西地区长期处于华北板块内部 ,而胶东地区则是长期处于华北板块的边缘地带 ,它曾经历了前寒武纪强烈的地质作用、早古生代洋—陆俯冲与碰撞造山作用、晚古生代缓慢隆起、印支晚期至燕山早期的陆—陆俯冲与强烈挤压以及燕山晚期岩石圈减薄与大规模构造 岩浆活动的复杂的构造环境和地质演化过程。因此可以认为 ,除上述综合地质构造作用因素外 ,中生代库拉—太平洋板块向欧亚大陆俯冲以及沂沭断裂带的强烈活动是直接导致早白垩世胶东地区产生突发性巨量成矿作用的重要的动力学条件