利用地球物理信息探讨西秦岭北缘断裂带和花岗岩磁性分带

本文利用地球物理场信息反映出地壳现代结构的特征和构造演化的观点,以重磁场为依据研究区域构造,划分出ＳＮ向断裂构造和西秦岭北缘ＥＷ向断裂构造呈立体交叉的格局,并以ＳＮ向断裂构造划分出具有构造差异的东、西秦岭,在西秦岭只有南、中两构造带,北秦岭构造带只在东秦岭,且是祁连东南延伸部分,并以电磁测深推断左行走滑张扭性渭河断裂作为祁连和北秦岭分界,以深地震测深反演的天水异常地幔或称壳幔混合带,探讨西秦岭北缘花岗岩类磁性南北分带的深部地质背景。     

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6 Ma之前形成了以晚白垩世-古近纪构造层侵蚀面、前新生代碳酸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、以红色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性上地壳的整体运动,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。     

西秦岭造山带的演化、构造格局和性质

简要论述了西秦岭造山带显生宙以来的构造演化和格局,讨论了西秦岭造山带的性质。西秦岭造山带自800Ma左右以来,经历了超大陆裂解、洋陆演化、碰撞造山、板内伸展和陆内叠覆造山后才形成现今的西秦岭造山带。在不同的构造演化阶段,西秦岭有着完全不同的构造体制和格局。在洋陆演化阶段属板块构造体制,以多陆块洋为特征的洋陆格局;在板内伸展阶段属板内裂谷和裂陷盆地体制,以板内伸展盆地体系为特征的海陆格局;在陆内叠覆造山阶段属陆内盆山体制和陆内盆山格局。西秦岭造山带是一个“碰撞—陆内型”复合造山带。     

西秦岭元古界的发现及其地质意义

通过对西秦岭西和、成县一带的详细区域地质调查,以多尺度、多层次、多要素的构造解析和构造—岩石地层方法相结合的综合研究手段,结合必要的测试分析,首次从西秦岭的“西汉水群”中解体出前寒武纪地质单元,再次提高了对西汉水群的认识。这一认识不仅给西秦岭地区地层、构造演化的研究提供了新的资料,而且对重新认识西(和)成(县)铅锌矿田以至整个西秦岭铅锌成矿带的成矿特征提供了新的依据和思维。     

西秦岭北缘漳县韩家沟砾岩对青藏高原东北缘地壳隆升的约束

对西秦岭北缘漳县地区上新统韩家沟砾岩的地貌特征、高程分布、沉积特征、构造变形等研究表明：1）该套砾岩分布受西秦岭北缘断层系F₂逆冲断层控制,主要由巨砾-中砾砾岩组成,有近源快速磨拉石沉积的特征,代表了上新世以来西秦岭地块沿北缘断层向北逆冲挤出形成的再生前陆磨拉石盆地,指示了西秦岭地块上新世以来的一次强烈的构造隆升。2）这套砾岩出露高程及宏观地貌特征指示了其形成之后又与西秦岭地块一起经历了侵蚀夷平,形成了现今海拔2 600 m 左右统一的夷平面。该夷平面的整体隆升和解体、韩家沟砾岩雅丹地貌形成和发育六级侵蚀阶地或基座阶地的漳河水系形成才真正标志着西秦岭及北缘区域的整体隆升。现今海拔1 800 m 漳河河床与2 600 m 山顶夷平面之间的高差反映了西秦岭及其北缘第四纪以来至少相对隆升了800 m。3）西秦岭北缘漳县韩家沟砾岩下伏的渐新统-中新统红层盆地沉积序列具有伸展断陷盆地充填特征,指示了这个时期西秦岭北缘处于拉张伸展构造状态,也就是说以构造挤压缩短为动力学背景下的青藏高原隆升和构造变形在渐新世-中新世时期尚未扩展至西秦岭北缘区域。尽管该断陷盆地最上部河流相-洪泛相粗碎屑沉积增多和之后地层掀斜及褶皱缩短有可能反映了中新世末或上新世初西秦岭北缘由伸展到挤压的构造转换和构造隆升,但这并不是西秦岭及北缘区域的一次强烈隆升。综上所述,我们认为西秦岭北缘上新统韩家沟砾岩出现标志着西秦岭地块向北强烈逆冲和构造隆升,但西秦岭的这次强烈隆升仅持续到上新统韩家沟砾岩沉积结束,之后西秦岭地块和北部的再生前陆磨拉石盆地一起经历了整体隆升和侵蚀夷平,形成了上新世末或第四纪初的统一夷平面。该山顶夷平面是西秦岭及其北缘区域最后整体强烈隆升的起点。韩家沟砾岩雅丹地貌形成、发育六级侵蚀阶地或基座阶地的漳河水系形成真正指示了西秦岭及北缘区域的整体隆升过程。如果西秦岭及其北缘新生代以来隆升过程在青藏高原东北缘具有代表性,那么就说明青藏高原东北缘真正隆升成为现今青藏高原系统组成部分只是上新世末期或第四纪以来地质事件。     

西秦岭陆内弧形造山带构造新认识

西秦岭地区弧形构造尤为醒目，通过论述西秦岭造山带弧形构造系统的结构、变形特征和变形机制，认为弧形构造系统构成了该区陆内弧形造山带的主体构造格局。     

西秦岭北部地区的元古宙地层特征

随着西秦岭地区基础地质研究的不断深入 利用构造解析和构造-岩石地层方法,结合岩石组合、变质变形及近年来取得的同位素地质年龄,在综合研究的基础上,对西秦岭北带泥盆纪西汉水群进行了再认识,从中解体出部分元古宙地层.由于该套地层区域上表现为层状无序地层,以发育中深构造层次变形为主要特征,因而笔者暂将其命名为吴家山岩群.该研究成果和新认识对于西秦岭地区基础地质研究,特别是对提高泥盆纪西汉水群的研究程度、研究西秦岭地区地壳构造演化及西和-成县一带铅锌矿田成矿特征都有重要的地质意义.     

西秦岭晚新生代构造变形的几何图像、运动学特征及其动力机制

西秦岭位于东西向展布的秦岭-大别-苏鲁中央造山带与南北向展布的贺兰山-龙门山-川滇地震带构成的巨型"十字"构造区的交汇点,是中国大陆中部"西秦岭-松潘构造结"的重要组成部分.西秦岭晚新生代的构造变形与青藏高原的侧向扩展过程密切相关.该区构造变形的几何图像、运动特征及其深部动力学机制对于揭示青藏高原东北部的动力过程及强震...     

西秦岭中—新生代红层的构造层划分及其构造意义

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。     

西秦岭北缘断层的多期变形演化及其构造动力学意义

西秦岭北缘断层是青藏高原东北缘新生代盆地与西秦岭地块之间的边界断层,其构造变形的几何学—运动学特征和变形历史等研究对于重建青藏高原东北缘新生代以来的构造变形时空动力学过程,限定新生代盆地构造属性,揭示印度板块—欧亚板块碰撞汇聚的远程构造响应和青藏高原东北缘隆升等重大科学问题具有重要地质约束.本文通过对西秦岭北缘新生代盆...     

西秦岭地球物理场的地质解释

西秦岭及邻区，由区域重力异常反映的地壳深部构造和剩余重力异常反映的区域地质构造呈明显的立体交叉。以通渭—武都近南北向重力梯级带反映的隐伏深断裂是划分东、西秦岭和祁连、北秦岭构造单元的分界，亦是秦岭复合型造山带向西拓展为祁连、西秦岭和松潘—甘孜各造山带的转折枢纽。西秦岭北缘断裂带在不同地质历史阶段，其边界位置、断裂性质不同，深部产状和浅部产状不同，因此伴随Ａ型俯冲形成大陆碰撞型花岗岩，并出现岩体磁性分带现象。     

西秦岭南部地形异常隆起与构造解释——兼论东昆仑断裂东段的走滑转换

西秦岭造山带位于东昆仑断裂和西秦岭北缘断裂的应变转换区,关于该区宏观地形地貌与构造活动的关系研究仍较薄弱。文章基于分辨率为30 m的SRTM1-DEM数据,利用ArcGIS 10.2软件的空间分析工具集(地表分析、水文分析等),提取西秦岭地区的地形地貌参数(坡度、起伏度)、流域地貌参数(流域盆地不对称度)和3条地形条带剖面,据此分析西秦岭地区的宏观地形地貌特征,结合区域活动断裂的几何图像和走滑分解,探讨西秦岭地区宏观地形地貌与构造活动的关系。研究结果如下：第一,西秦岭南部为坡度和起伏度的高值区,呈帚状散开形态,以3像素×3像素为统计单元的坡度可达86°,起伏度可达694 m;当步长为0.54 km时,西秦岭南部白龙江流域的平均地形起伏度(862 m、 1104 m、 1200 m)显著高于西秦岭北部的洮河-渭河流域(489 m、 594 m、 526 m),白龙江流域的河谷横剖面呈窄“V”形,以上结果表明西秦岭南部为地形异常隆起区,受到了强烈的构造抬升与河流下切;第二,白龙江流域盆地不对称度为67.5,远离对称状态(流域盆地不对称度=50),白龙江南西侧的流域面积远大于北东侧,说明白龙...     

西秦岭北缘漳县新生代伸展断陷盆地确定及其地质意义

西秦岭北缘断裂带新生代以来挤压逆冲变形起始于何时?挤压逆冲变形之前是否经历过伸展拉张过程?北缘断裂带北侧的新生代红层盆地到底是类前陆压陷挠曲盆地还是拉张断陷盆地?上述问题对西秦岭新生代盆-山构造格局重建和印度-欧亚板块碰撞汇聚的远程构造响应的时间与方式等科学问题的认识具有重要的地质约束。本文通过对西秦岭北缘构造带内漳县渐新世—中新世含盐红层盆地沉积序列和沉积旋回特征以及盆地边界断裂之间的几何学-运动学关系分析,认为西秦岭北缘构造带内漳县含盐红层盆地具有拉张伸展动力学背景下形成的断陷盆地的地质特征。西秦岭北缘构造带内渐新世—中新世断陷盆地的确定,指示了印度板块与欧亚板块碰撞汇聚而导致的青藏高原构造挤压缩短作用至少在盆地沉积充填阶段尚未扩展到西秦岭北缘及以北地区。而漳县含盐红层盆地沉积地层褶皱缩短变形以及之后角度不整合在漳县含盐红层盆地之的上新统韩家沟粗砾岩,可能记录了西秦岭北缘由伸展边界向挤压缩短逆冲边界的转换过程。因此,青藏高原东北缘真正成为青藏高原体系组成部分是在上新世的漳县含盐红层盆地封闭-构造反转之后。这一认识对地学界长期以来认为印度板块与欧亚板块碰撞汇聚而导致的高原隆升和构造挤压早在渐新世就已经波及西秦岭北缘的观点提出了挑战。     

西秦岭北西西向构造带中的金矿床

西秦岭北西西向构造带中的金矿床刘家军（成都理工学院，成都６１００５９）关键词北西西向构造带、金矿床、西秦岭西秦岭金成矿带是我国川甘陕“金三角”成矿集中区的一个重要组成部分。该成矿带中金矿成出类型虽较多，但众多的微细浸染型金矿床占绝大多数，且密集分布成...     

青藏高原东北缘晚中生代火山岩中单斜辉石及其岩石成因意义

西秦岭是青藏高原构造域在东北缘向东西向展布的祁连-秦岭-大别构造带转换的重要地区.作为印度-欧亚大陆碰撞及青藏高原隆升的响应,西秦岭地区自中生代以来火山作用非常强烈.     

西秦岭上白垩统红层空间分布及其对青藏高原东北缘隆升的地质约束

通过对西秦岭上白垩统红层地层基本沉积特征的研究和空间高程分布的定量化分析,讨论了西秦岭晚白垩世时期可能的构造地貌状态及西秦岭新生代以来地壳隆升的空间变化规律。取得如下认识:1根据西秦岭上白垩统底部洪积-冲积砾岩层之上普遍存在一套厚度不等的具有风成砂岩特征的红色中细粒砂岩和上部出现以泥岩、泥质粉砂岩为主的湖相沉积,结合现今多分布在不同水系分水岭之上,以及西秦岭中部宕昌-岷县-临潭断裂带两侧上白垩统红层地层顶面高程和底部角度不整合面高程没有显著差异分析,认为西秦岭无论在晚白垩之前经历了何种构造过程,晚白垩世具有整体稳定的泛沙漠-湖盆的古构造地貌状态,且断裂带不具备控制上白垩统沉积的构造边界性质;2现今离散型分布在西秦岭的上白垩统沉积地层反映的原型盆地不是孤立的、受区域断裂控制的山间盆地,而是统一的泛沙漠-内陆湖盆,现今的离散型分布是新生代以来地壳不均匀隆升和侵蚀的结果;3西秦岭上白垩统底部的角度不整合面产状,虽然由于后期构造变动呈非完全水平状态,但总体产状平缓。从大区域尺度分析,可以近似看做原始近水平的古地貌面。通过对该角度不整合面高程信息提取和模拟分析,结果表明,其高程分布具有从南西到北东、从北西到南东逐渐降低,穿越区域断裂带没有显著梯度变化,指示了西秦岭新生代以来的隆升具有整体性和隆升幅度呈连续梯度变化的特征。这可能指示了西秦岭新生代以来的地壳隆升机制主要不是上地壳挤压逆冲缩短,而是在印度板块-欧亚板块碰撞汇聚的动力学背景下,下地壳或上地幔自西南向北东连续流变逐渐增厚,造成了青藏高原东北缘呈向北东突出的弧形扩展隆升。     

西秦岭两当地区太阳寺岩组碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄：形成时代与源区特征

选取西秦岭两当地区太阳寺岩组的变质碎屑岩为研究对象,依据CL图像,采用LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素定年方法,探讨两当地区太阳寺岩组的形成时代与物源。两当地区太阳寺岩组的锆石U-Pb年龄及与邻近地层的变质变形关系和时代对比表明,太阳寺岩组的沉积时代为426~420Ma,为晚志留世—末志留世。太阳寺岩组的碎屑锆石年龄谱可分为4组：500~420Ma、955~550Ma、1866~1227Ma和3039~2132Ma。早古生代年龄组呈现最强的烈峰值特征,峰值为438Ma,该组锆石物源以西秦岭北缘构造带为主;新元古代年龄组的碎屑锆石物源为西秦岭北缘构造带和北祁连造山带;中元古代和古元古代—新太古代年龄组的碎屑锆石物源主要来自于北祁连造山带和西秦岭北缘构造带基底岩系。综合分析认为,西秦岭北缘构造带为天水两当地区太阳寺岩组碎屑沉积物的主要源区。     

西秦岭两当地区太阳寺岩组碎屑锆石LA-ICP-MSU-Pb年龄：形成时代与源区特征

选取西秦岭两当地区太阳寺岩组的变质碎屑岩为研究对象,依据CL图像,采用LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素定年方法,探讨两当地区太阳寺岩组的形成时代与物源。两当地区太阳寺岩组的锆石U-Pb年龄及与邻近地层的变质变形关系和时代对比表明,太阳寺岩组的沉积时代为426～420Ma,为晚志留世—末志留世。太阳寺岩组的碎屑锆石年龄谱可分为4组：500～420Ma、955～550Ma、1866～1227Ma和3039～2132Ma。早古生代年龄组呈现最强的烈峰值特征,峰值为438Ma,该组锆石物源以西秦岭北缘构造带为主;新元古代年龄组的碎屑锆石物源为西秦岭北缘构造带和北祁连造山带;中元古代和古元古代—新太古代年龄组的碎屑锆石物源主要来自于北祁连造山带和西秦岭北缘构造带基底岩系。综合分析认为,西秦岭北缘构造带为天水两当地区太阳寺岩组碎屑沉积物的主要源区。     

祁连—北秦岭造山带接合部位地质研究取得重大进展

天水—宝鸡地区是祁连与北秦岭造山带的接合部位,以其特殊的地质位置、独特而复杂的造山过程和演化历史而倍受中外地质学者的关注。东、西秦岭的地层、构造、变质作用和构造演化可否对比,祁连与北秦岭可否连接和如何连接,祁连—北秦岭造山带找矿前景如何等等一系列重大基础地质问题亟待解决。由甘肃省地矿局第一地质队和西安地质学院合作开展的“祁连—北秦岭造山带接合部位基础地质研究”对上述问题给予了肯定的答复。经过课题组两年多的艰辛工作和攻关证实:东、西秦岭具有较好的可比性,出露于西秦岭地区的秦岭群、李子园群、舒家坝群与东秦岭区的秦岭群、丹凤群、刘岭群相连接,解体后的葫芦河群与东秦岭区的二郎坪群相对应,而见于东秦岭区的宽坪群等地层在西秦岭地区均有相似的     

青藏高原东北缘何时卷入现今青藏高原构造系统?——来自西秦岭北缘漳县盆地新生代沉积记录的约束

新生代以来印度-欧亚板块持续碰撞汇聚形成号称世界第三极的青藏高原。青藏高原的扩展生长和构造变形系统形成的动力学过程是地球科学研究的重大科学问题。青藏高原东北缘新生代以来构造演化过程及其与印度-欧亚板块碰撞汇聚的动力学耦合关系研究对于揭示青藏高原扩展生长过程具有重要地质意义。尽管前人已经开展了大量研究探索,提出各种构造-隆升模型,但青藏高原东北缘何时卷入印度-欧亚碰撞汇聚的青藏高原构造系统尚未达成共识。作为青藏高原东北缘组成部分的西秦岭北缘构造带漳县地区不仅新生代地层记录齐全,而且断裂构造发育,构造变形现象丰富,是研究青藏高原东北缘新生代构造演化及印度-欧亚碰撞汇聚远程构造响应的良好区域。通过对西秦岭北缘构造带漳县地区新生代沉积盆地地层构造格架、沉积地层序列和沉积旋回等详细野外观测研究,结合区域断裂带几何学-运动学及变形历史分析,取得如下认识:(1)西秦岭北缘漳县地区新生代沉积地层主要由为不整合分隔的两套构造性质完全不同的构造地层单元组成,即渐新世—中新世伸展断陷盆地沉积和上新世再生前陆磨拉石盆地沉积;(2)渐新世—中新世时期的地壳伸展拉张构造环境与印度-欧亚碰撞汇聚的挤压环境相悖,指示了西秦岭北缘在渐新世—中新世尚未卷入现今的印度-欧亚碰撞汇聚构造系统;(3)上新世磨拉石盆地的发育标志着西秦岭北缘构造带从伸展到挤压的构造体制转换,可能指示了印度-欧亚碰撞汇聚的挤压构造作用这时才波及西秦岭北缘;(4)上新世粗砾岩、西秦岭造山带地层和中生代沉积地层共同经历了抬升剥蚀作用,形成了西秦岭北缘广泛发育的夷平面。第四纪以来夷平面的抬升和解体、现代河流侵蚀系统和多级河流阶地的出现,指示了青藏高原东北缘整体的不均匀大规模抬升而进入现今青藏高原构造系统。