东秦岭毛坪变质沉积岩系基本特征及其大地构造意义

物源分析、碎屑岩成分特征和区域构造综合对比表明毛坪变质沉积岩系的主体属古生代秦岭古岛弧弧前沉积。该岩系位处秦岭商丹带东部,是南、北秦岭结合时首先发生点接触/碰撞的部位。南、北秦岭的结合由石炭纪早期的点接触/局部碰撞到中三叠世末最终全面碰撞造山的完成,其间经历了晚海西期的长期板缘构造演化。毛坪地区变形序列和构造发展反映出这一独特的演化进程,为研究南、北秦岭以及华北与扬子板块的结合时代和过程提供了重要信息。     

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。     

南秦岭勉略构造带三岔子古岩浆弧的地球化学特征及形成时代

南秦岭勉略构造带三岔子镁铁-超镁铁杂岩可划分为两个岩块: 三岔子古岩浆弧和庄科古洋壳残片(蛇绿岩). 三岔子古岩浆弧主要由岛弧型安山质熔岩、玄武及玄武安山质辉(闪)长岩、安山质岩墙、斜长花岗岩及部分超镁铁岩组成, 它们具有典型的岛弧火山岩地球化学特征, 如高场强元素(Nb, Ti)亏损和低Cr, Ni含量. 该类岩石的轻稀土富集和富钾的特征及斜长花岗岩中含有9亿年锆石捕掳晶特征表明它们可能发育在南秦岭微陆块南缘的活动陆缘环境. 斜长花岗岩的岩浆锆石U-Pb年龄为(300±61) Ma, 它表明勉略古洋盆在石炭纪已开始向南秦岭微陆块下消减. 这一年龄和大别山浒湾构造带洋壳俯冲成因榴辉岩的形成时代(309 Ma)一致, 它说明勉略洋在石炭纪可东延至大别山. 三岔子古岩浆弧中类似高镁埃达克岩的存在表明这一俯冲洋壳是年轻(< 25 Ma)而且较热的大洋岩石圈.     

东秦岭及邻区壳、幔地球化学分区和演化及其大地构造意义

通过东秦岭及邻区壳源、幔源和前寒武纪基底岩石Pb和Nd同位素组成对比研究,辅以部分微量元素示踪,探讨了华北陆块南缘、北秦岭、南秦岭及扬子陆块北缘的构造归属,地壳增生历史及早期上地幔的演化,进而分析了它们的大地构造意义.     

西昆仑空巴克石英闪长岩类地球化学特征及构造环境分析

西昆仑空巴克石英闪长岩为原特提斯洋基本闭合,康西瓦韧性剪切带活动的产物。岩体属强过铝质、钙碱性系列偏碱性浅成相花岗岩类,大多属I型花岗岩,少数为S型花岗岩,构造环境为晚加里东期活动陆缘碰撞造山带环境。岩浆源为壳幔混源型。     

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.     

秦岭造山带花岗质岩浆作用与造山带演化

秦岭复合造山带是探讨多期岩浆与造山作用关系的典型地区,已进行了不少研究和总结,但一些认识仍然不同.本文试图在前人研究的基础上,再做一些总结和讨论.依据最新的锆石年龄分期、相应的岩石组合和变形特征等,秦岭造山带花岗质岩浆作用主要可以分为新元古代(979~711 Ma)、古生代(507~400 Ma)、早中生代(250~185 Ma)和晚中生代(160~100 Ma).其中,新元古代花岗质岩浆作用分为979~911,894~815和759~711 Ma三个阶段,分别对应强变形S型(花岗质片麻岩)、弱变形I型到无变形A型花岗岩,显示同碰撞(979~911 Ma)到后碰撞(894~815Ma)和碰撞后(759~711 Ma)伸展裂解的花岗岩浆演化特点,可能是扬子-塔里木克拉通等中国古老陆块新元古代构造岩浆事件在秦岭古老地块的反映,该地块卷入到显生宙秦岭造山带中,故新元古代岩浆事件并非为秦岭造山作用的产物.古生代花岗质岩浆作用也可划分为507~470,460~422和415~400 Ma三个演化阶段,早期阶段伴随超高压变质作用;三个阶段分别解释为俯冲、同碰撞和后碰撞环境.早中生代花岗质岩浆作用可分为两个阶段:早期(250~235 Ma)以石英闪长岩、花岗闪长岩等I型为主;晚期(235~185 Ma)以花岗闪长岩、二长花岗岩为主,显示I,I-A和A型花岗岩的演化特点,并出现环斑结构花岗岩.秦岭早中生代花岗质岩石的年龄和主要地球化学指标(如A/CNK、K2O/Na2O和εNd(t))显示,垂直俯冲-碰撞带方向没有极性变化,因此,不宜用俯冲解释全部花岗岩,而解释为形成于勉略洋俯冲到闭合—扬子克拉通与秦岭地块碰撞环境.晚中生代花岗质岩浆作用也可分为160~130和120~100 Ma两个阶段,显示从I型—I-A过渡型—A型的演变趋势,与中国东部侏罗纪与白垩纪之交的挤压向伸展转变的花岗质岩浆演化趋势一致,可能属于同一环太平洋岩浆带,与古太平洋俯冲的远程陆缘或陆内效应有关.     

中亚造山带东南缘二叠纪-三叠纪花岗质岩浆演化对增生-碰撞过程的制约

全球许多造山带都不同程度地经历了增生和碰撞造山阶段,作为全球最大的显生宙增生型造山带,中亚造山带是如何从俯冲增生演化到碰撞拼合是一个值得探究的问题.文章报道了位于中亚造山带东南缘内蒙古中部地区二叠纪-三叠纪花岗岩新的锆石U-Pb年龄(266～235Ma)、地球化学和同位素数据,并系统梳理了区域内已有资料,从岩浆性质随时间演化的角度,厘定出该地区从早二叠世俯冲到晚二叠世(软)碰撞的构造-岩浆演化特征.从早二叠世到晚二叠世,花岗岩类全岩ε_(Nd)(t)值和锆石ε_(Hf)(t)值逐渐从正值演化到出现负值(ε_(Nd)(t)值:2.4～-19.5;ε_(Hf)(t)值:11.6～-33.7),表明从增生演化到碰撞阶段,岩浆源区的古老陆壳组分逐渐增多.结合区域资料,进一步确认了中亚造山带演化到晚期发生(软)碰撞的岩浆标志为仅沿索伦-西拉木伦缝合带零星线性展布的增厚下地壳来源的中-晚二叠世至中三叠世高Sr/Y花岗岩类.同时,沿索伦-西拉木伦缝合带自西向东,增生-碰撞转换时期的花岗质岩浆活动的峰期年龄分别为约264和251Ma,也反映了古亚洲洋自西向东"剪刀"状闭合的过程.综合前人研究,将中亚造山带东南缘二叠纪至三叠纪从增生到碰撞的岩浆-构造演化过程总结为三个阶段.(1)早二叠世(约285Ma前):古亚洲洋双向俯冲,新生弧岩浆作用发育阶段;(2)中二叠世到中三叠世(约285～235Ma):俯冲增生到碰撞拼合的构造-岩浆转换阶段,由于造山带挤压汇聚导致板片断离而引发岩浆物源从年轻地壳向古老地壳转变;(3)晚三叠世(约235Ma后),后造山伸展相关的A型花岗岩和碱性岩浆作用发育阶段.     

北秦岭古生代花岗岩组合、岩浆时空演变及其对造山作用的启示

对北秦岭2个最大的S, I型花岗岩进行了锆石年代学和相关地球化学研究. 漂池S型花岗岩锆石SIMS年龄为(495 ± 6) Ma, e_Nd(t)= -8.2~-8.8, 锆石ε_Hf(t)=-6~-39. 灰池子I型花岗岩锆石LA-ICPMS, SIMS年龄分别为(421±27)和(434±7) Ma, e_Nd(t)=-0.9~0.9, 锆石e_Hf(t) = -11~8.4. 结合收集的28个锆石年代学资料的统计, 将北秦岭古生代花岗岩浆的演化分为3个阶段. 第一阶段(505~470 Ma)主要发育于北秦岭东段, 具有I型弧岩浆的特点, 伴生有漂池等S型花岗岩. 它们与榴辉岩等(超)高压变质岩石的时空关系密切, 揭示了完整的陆缘俯冲造山作用. 第二阶段(450~422 Ma)广布全区, 以灰池子岩体为代表的I型花岗岩为主, 解释为有地幔物质混入的下地壳的部分熔融, 形成于块体碰撞过程及略后的抬升环境; 第三阶段(415~400 Ma)仅发育于北秦岭中段, 以I型花岗岩为主, 形成于碰撞晚期阶段. 北秦岭古生代花岗岩带的时空演变揭示, 秦岭古生代俯冲碰状造山作用具有长期连续性、阶段性的特点; 俯冲首先从北秦岭东段开始起动, 早于祁连-柴达木北缘、大别山北麓, 说明中国中央造山系古生代俯冲增生直到碰撞具有多块体、不等时的拼合特点.     

金龙山-丘岭金矿床地质地球化学特征及成因:秦岭式卡林型金矿成矿动力学机制

秦岭卡林型金矿带是世界第２大卡林型金矿集中区,与形成于新生代活动大 陆边缘盆岭省的美国西部卡林型金矿不同,产于中生代大陆内部碰撞造山带,成矿同 位素年龄集中于 １９７．４５－１２９．４５ Ｍａ,属碰撞造山挤压伸展转变期的减压增温体制,表明成矿与碰撞同步．包裹体、同位素和成矿元素地球化学研究揭示成矿流体和成矿物质主要来自海西－印支构造层,中生代时海西－印支构造层沿双河－公馆断裂等的陆内俯冲导 致了金龙山等金矿床形成,基此建立了“秦岭式”卡林型金矿构造成矿模式．     

秭归盆地下侏罗统火山碎屑沉积物源分析及其对东秦岭造山带晚三叠世地壳增厚的启示

秦岭造山带在晚三叠世经历了强烈的碰撞造山作用,伴随岩浆底侵和构造变形,造山带可能发生了显著的地壳增厚和隆升,但对缺少同时期岩浆岩记录的造山带东段,其造山过程的地壳厚度变化还未有明确约束.在东秦岭造山带的南麓发育一系列的早中生代前陆盆地,保存有大量源自造山带隆升剥蚀的碎屑沉积记录,是重建造山带演化的重要信息载体.为进一步厘定秦岭造山带的碰撞造山过程,本文对秭归盆地下侏罗统桐竹园组的砂岩开展了火山岩岩屑地球化学、碎屑锆石U-Pb年代学和微量元素组成分析.结果显示,含有大量火山岩岩屑的砂岩具有250～200Ma的特征性碎屑锆石年龄组成,指示了其主要物源为三叠纪的火山岩.下侏罗统碎屑锆石U-Pb年龄谱的区域对比和古水流分析表明,该火山岩物源区应位于盆地北部的秦岭造山带,可与造山带西部出露的三叠纪花岗质岩体进行对比,同属于秦岭三叠纪碰撞造山的岩浆作用.依据花岗质岩和锆石化学组成与地壳厚度的相关关系,桐竹园组的火山岩岩屑La/Yb比值和三叠纪年龄碎屑锆石Eu/Eu^*比值指示,秦岭造山带在晚三叠世发生了显著的地壳增厚,最大厚度可达60～70km,与秦岭造山带三叠纪花岗质岩石记录...     

桐柏-红安造山带的构造演化:从大洋俯冲/增生到陆陆碰撞

桐柏-红安造山带位于秦岭与大别-苏鲁造山带之间,因其完好地保存了古生代增生造山体系和古生代末-中生代碰撞造山体系而成为了解华北-华南陆块之间构造演化的关键地区.近20年来的可利用研究资料表明,桐柏-红安造山带显生宙的总体构造演化框架包括以下4个主要阶段:(1)早古生代(490~420 Ma)大洋俯冲、岛弧增生与弧陆碰撞,从而于早古生代末在华北陆块南缘形成一个新的安第斯型大陆边缘;(2)晚古生代(340~310 Ma)大洋俯冲与增生,进而在商丹-松扒断裂南侧形成变质时代相同,但变质作用类型不同的"双变质带",即被分割的武关-龟山中级变质杂岩带和熊店高压榴辉岩带;(3)晚古生代末-早中生代(255~200 Ma)大陆俯冲与陆陆碰撞,通过华南大陆岩板东深西浅的俯冲和多层次拆离/折返形成桐柏高压变质地体和红安高压/超高压变质地体;(4)晚中生代(140~120 Ma)伸展、大规模岩浆侵位与构造挤出,造成桐柏-红安-大别高压/超高压变质地体最终出露地表及东宽西窄的构造格局.然而,对每一构造演化阶段的具体细节以及早期地质历史的认识方面还存在着诸多争议和(或)难以解释的问题.未来的研究除在桐柏-红安造山带继续开展深入细致的工作外,还需与西部"软碰撞"的秦岭造山带和东部"硬碰撞"的大别-苏鲁造山带的研究紧密结合,以期建立适合于整个秦岭-桐柏-红安-大别-苏鲁造山带从古生代到中生代的经典构造演化模型.     

西秦岭花岗岩类地球化学和Pb-Sr-Nd同位素组成对基底性质及其构造属性的限制

对西秦岭印支期5个花岗岩类岩体进行了岩石主量元素、微量元素和Pb-Sr-Nd同位素地球化学的研究, 据此限定西秦岭的地壳基底性质及其构造属性. 结果表明, 西秦岭花岗岩类总体化学成分偏基性, 岩石主要属于准铝质的高钾-钾玄质系列, A/CNK=0.90~1.05 (绝大多数样品<1.0), K₂O/Na₂O=1.04~1.86. 它们具有相似的微量元素(包括稀土元素)组成模式, (La/Yb)_N= 7.49~ 28.79, Eu*/Eu=0.39~0.76. 在Sr-Nd同位素组成上, 西秦岭花岗岩显示一定程度的不均一性, I_Sr= 0.70682~0.70845, ε_Nd(t)=-4.85~-9.17, T_DM=1.26~1.66 Ga. 西秦岭花岗岩类以高放射成因铅同位素组成为特征, 其初始铅同位素比值为: ²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb=17.996~18.468, ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb=15.565~15.677, ²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb=38.082~38.587. 根据西秦岭花岗岩类的化学和Sr-Nd同位素组成, 揭示了它们的岩浆源区均来自于地壳中高K(Rb)玄武质岩石的部分熔融, 源区物质形成时代可能在900~1400 Ma之间, 由此反映在西秦岭沉积盖层之下含有大量的中、新元古代的高K (Rb)玄武质岩层. 西秦岭印支期花岗岩类与东秦岭印支期花岗岩类的Pb-Sr-Nd同位素组成对比, 指示西秦岭和东秦岭地壳具有不同的基底组成, 两者的分界线大至位于近南北向的宝成铁路线. 西秦岭花岗岩类Pb-Nd同位素组成特征表明西秦岭地壳基底具有扬子块体的构造属性.     

青藏高原冈底斯带及邻区重磁三维反演及岩浆岩特征研究

岩浆岩在青藏高原的大陆动力学研究中有着重要的作用,它既是构造演化的记录,又是重要构造-岩浆-成矿带的指示.本文主要基于冈底斯带及邻区的地面重力和航磁数据,首先进行地质-地球物理先验信息约束下的重磁2.5维交互式反演,再将2.5维反演结果作为参考模型加入到三维反演计算中,得到地下三维密度和磁化率结构.结合岩浆岩密度、磁化率统计资料和岩浆岩地球化学成果,推断研究区基性岩、I型花岗岩和S型花岗岩的三维分布图,得到如下结论:S型花岗岩主要分布在冈底斯东带和冈底斯弧背断隆带以北;北冈底斯的西部无明显的岩浆活动,而在其南侧和北侧,发现大量的隐伏基性岩和零散分布的I型花岗岩;中生代I型花岗岩在南冈底斯和冈底斯弧背断隆带广泛分布,且到新生代才出现大量的S型花岗岩.上述结果为中生代班公湖—怒江洋壳和新特提斯洋壳的双向剪刀式俯冲模式的观点提供了重要佐证,并认为班公湖—怒江洋壳在北冈底斯西部约84°E—88°E的范围内先后存在向北和向南俯冲的可能,北向羌塘地体下俯冲,南向冈底斯地体下俯冲.     

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。     

北秦岭微古陆形成与演化的地球化学证据

由东秦岭相邻构造单元中前寒武纪基底岩石和显生宙花岗岩长石铅同位素组成、幔源镁铁质岩石钕同位素组成和某些不相容元素对比值的对比研究,结合沉积岩地球化学分析,论证了北秦岭不属于华北克拉通的组成部分,而应为于古元古代在强亏损型上地幔之上的新生地壳基础上发展形成的微古陆,最初可能具有洋岛性质,并位于临近华北陆块边缘的地方。     

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.     

秦岭造山带与沉积盆地和结晶基底地震波场及动力学响应

秦岭-大别造山带横贯中国大陆中部,并将我国东部分为南北两部;即华北克拉通和扬子克拉通.在南、北相向运动力系驱动下构成了一个极为复杂的复合、叠加构造带、成矿带和地震活动带.同时导致了该地域异常变化的沉积建造和强烈起伏的结晶基底.然而对它们形成的地球物理边界场响应,岩相和结构的异常变化尚不清晰,特别对盆山之间的耦合响应更缺乏深层动力过程的理解.为此本文通过该区榆林-铜川-涪陵长1000 km剖面的地震探测和研究结果提出：（1）沉积建造厚度变化为4~10 km,结晶基底起伏强烈,幅度可达4~6 km;（2）一系列基底断裂将该区切割为南鄂尔多斯盆地和秦岭北缘前陆盆地、秦岭-大巴造山带和南缘前陆盆地与东北四川盆地,其中前陆盆地为秦岭北渭河盆地和秦岭南通江-万源盆地;（3）秦岭造山带是北部华北克拉通向南推挤、南部扬子克拉通向北推挤下隆升的陆内山体,并构筑了其南、北前陆盆地;（4）秦岭造山带的南、北边界并非是一条边界断层,而应是包括前陆盆地在内的组合界带;（5）秦岭与大巴弧形山系源于同一深部结晶基底,即同根生.这一系列的新认识对深化理解秦岭-大巴造山带形成的深层动力过程和演化机理及厘定扬子克拉通的真实北界具有极为重要的意义.     

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.     

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