扬子北缘复合构造带的结构、演化和动力学

扬子北缘复合构造带位于秦岭—大别造山带南缘与扬子板块北缘之间,由桐柏—大别造山带、武汉—怀宁断褶带、九岭—江南隆起带、瑞昌—铜陵断褶带和大冶—宿松对接带等构造单元组成,是中生代不同时期构造体制叠加,不同方向构造复合、联合的结果。该复合构造带北侧的桐柏—大别山南缘构造带和武汉—怀宁前陆断褶带由北向南逆冲,主要形成于晚印支期,是特提斯构造体制作用的产物; 而南侧的九岭—江南隆起带和瑞昌—铜陵断褶带,则由南向北逆冲,主要形成于早燕山期,是太平洋构造体制作用的产物,同时北侧的大别山南缘构造带和前陆断褶带受到影响,再次活动; 位于该复合构造带中部的大冶—宿松对接带是上述不同构造体制下,不同方向应力叠加,多期构造形迹复合最终形成的复杂构造带。所以,扬子北缘复合构造带是特提斯构造体制与太平洋构造体制转换的产物,是中下扬子两大构造体系转换的经典记录。     

秦岭—大别造山带北缘新生代的构造特征及动力学探讨

秦岭－大别造山带北缘新生代的推覆构造带位于宜阳、鲁山、确山、六安一线,由SW→NE依次逆冲叠置。滑脱面主要发育在上古生界软弱岩层或差异岩性的接触面上。在推覆构造的南侧、发育有东西向串珠状分布的变质核杂岩、NE向延伸的垒－堑构造组合、北宽南窄的楔形新 生代盆地和正断层等。地球物理资料表明,宜阳、鲁山、确山、六安一为向南倾斜的地球物理异常带。北部的华北地壳与南部的秦岭－大别地壳在视电阻率、地震反射波组、地震波速、流变学分层、地壳类型和岩石圈结构等方面,均有明显的差别。秦岭－大别造山带北缘新生代不同性质、有规律展布的构造,是中生代末期以来,华北板块相对于秦岭－大别造山带作巨型陆内俯冲的结果。     

秦岭-大别造山带北缘新生代的构造特征及动力学探讨

秦岭-大别造山带北缘新生代的推覆构造带位于宜阳、鲁山、确山、六安一线,由SW→NE依次逆冲叠置.滑脱面主要发育在上古生界软弱岩层或差异岩性的接触面上.在推覆构造的南侧,发育有东西向串珠状分布的变质核杂岩、NE向延伸的垒-堑构造组合、北宽南窄的楔形新生代盆地和正断层等.地球物理资料表明,宜阳、鲁山、确山、六安一线为向南倾斜的地球物理异常带.北部的华北地壳与南部的秦岭-大别地壳在视电阻率、地震反射波组、地震波速、流变学分层、地壳类型和岩石圈结构等方面,均有明显的差别.秦岭-大别造山带北缘新生代不同性质、有规律展布的构造,是中生代末期以来,华北板块相对于秦岭-大别造山带作巨型陆内俯冲的结果.     

对秦岭造山带中南北向构造的新认识

文中论述了扬子克拉通北缘加里东期“三叉”裂谷系存在的依据，重建了秦岭古生代板块构造格局，认为秦岭祚水－山阳以南的南北构造是由于扬子北缘加里东期“三叉”裂谷系的一个被遗弃的近南北向裂陷槽发育形成的。该裂陷槽与秦岭北侧的华北南缘“唐王陵”裂陷古代代分别是发育在秦岭古洋盆南北两侧陆缘上的两个发育程度不同，建造类型各异的近南北向裂陷槽。二者构造线上的一致是秦岭古洋盆关闭后两侧裂陷槽拼合所致。     

北秦岭新元古代前属于扬子板块的地球化学证据

秦岭是扬子板块和华北陆块间的复合造山带,其中存在两个古缝合带,北面的新元古代到早古生代商－丹缝合带介于北秦岭和南秦岭之间,南面的晚古生代勉－略缝合带形成于南秦岭与扬子陆块北缘之间,属于确知的扬子陆块内部打开形成的类型。北秦岭在地壳增生历史,元古宙上地慢性质,以及元古宙以来地幔相对富Nb、Ta、Cu,高Rb／Sr、Ba／Sr、Ba／La、Th／La、Nb／Ta比值和相对贫Fe、Mo方面均与南秦岭和扬子陆块北段一致。而与华北板块南段明显不同。变玄武岩类的Pb同位素三维空间拓扑图和铀εNd（t）－206Pb／204Pb图显示,区域一级地球化学界面位于北秦岭与华北陆块的分界处,二级界面才是商丹－缝合带。构造侵位于该带中的松树沟蛇绿岩<1000 Ma士)中已发现并存着N—MORB和E—MORB型变拉斑玄武岩。表明它们的岩浆分别来自亏损地幔和深部地幔热柱源区。松树沟蛇绿岩与勉,略蛇绿岩中的N—MORB型岩石具有与此相似的同位素组成和特征元素对比值,暗示松树沟蛇绿岩所代表的古洋壳也应属于扬子板块内部型。加之,新元古代之前秦岭只存在裂谷系而无板块结合带,故可确定北秦岭原来应属于扬子板块的组成部分。对秦岭群和宽坪群变拉斑玄武岩及松树沟E—MORB和N—MIORB进行地球化学对比的结果,既能够支持北秦岭是在扬子板块的洋壳洋岛基础上发展形成的微陆块的推断,又可解释北秦岭幔源岩石具有特高Th／La、Yb／Hf、Sc／Th比值和壳幔更富于放射成因钳的原因。此外。对本研究结果在秦岭造山带发展动力学方面的意义也进行了初步讨论。     

扬子板块俯冲的构造加积楔

在总结大洋板块俯冲形成加积楔的基础上，对大别－苏鲁造山带内部及北缘浅变质岩进行了系统的研究，指出它们是扬子大陆板块俯冲的构造加积楔，这些浅变质岩既有产出在造山带北缘，也有少量出露在超高压变质带的内部，它们均形成于前印支期扬子板块北缘，主体为低绿片岩相变质的复理石相沉积岩和少量侵入岩，并遭受了与造山带超高 为质岩相同的加里东－印支期构造热事件的改造，具有板块俯冲过程中被刮削下来的构造残睛－加积楔的形成机制和特征。垂向剖面上，这些浅变质岩原岩主要由表层浅海复理石相沉积岩系和下伏陆壳基底岩石（花岗质侵入体－变质中基性杂-岩大理岩组合）两部分组成，而超高压变质岩原岩主要为扬子板块北缘的俯冲击壳基底岩石，将构造加积楔形成理论纳入到印支期扬了变质岩及构造加积楔形成过程的时空耦合关系，确定子扬子板块俯冲加积楔不同构造部位浅变质岩的构造组合特点，探讨了扬子板块俯冲过程中构造加积楔形成的动力学过程。     

大别造山带和扬子陆块北缘中生代玄武岩铅同位素组成及构造意义

大别造山带在地球化学分区上属于扬子大板块还是华北大板块一直存在争议。近年来，一些学者根据其显生宙矿石铅和花岗岩长石铅（揭示地壳铅）具有低铅同位素成分特征，将大别造山带整体划归华北大板块。本文对大别造山带南部（黄陂、新洲、大悟地区）、腹地（麻城地区）和扬子陆块北缘（黄石地区）晚中生代碱性玄武岩铅同位素组成（揭示地幔铅）研究表明，大别造山带具有高放射性成因铅同位素特征，与扬子铅同位素省中南扬子亚省基本一致。扬子陆块北缘（黄石地区）晚中生代碱性玄武岩铅同位素组成与扬子铅同位素省中北扬子亚省基本一致。铅同位素组成特征和Th-U-Pb体系变异趋势均表明：（1）大别造山带晚中生代地幔属于扬子地幔，与华北地幔存在明显区别；（2）大别造山带壳、幔铅同位素成分上存在明显的非耦合特征，反映大别造山带壳幔演化历史的复杂性。     

东秦岭—大别造山带南、北缘晚白垩世以来构造演化的石英ESR年代学研究

运用α石英热活化ESR定年法对东秦岭—大别造山带南、北缘58件样品进行了研究。结果显示,东秦岭—大别造山带南、北缘ESR年龄范围主要集中在晚白垩世以来(99.2～3.4 Ma)。结合区域地质事实分析,晚白垩世以来,东秦岭—大别造山带南缘的构造演化可划分为73.1～52.3 Ma伸展断陷期、39.1～27.2 Ma伸展-挤压的转换期和22.8～3.4 Ma挤压期;东秦岭—大别造山带北缘的构造演化可划分为89～70.1 Ma挤压隆升期、61.6～43.2 Ma伸展断陷期、37.2～22.6 Ma伸展-挤压的转换期和15.6～3.9 Ma挤压期。东秦岭—大别造山带南缘和北缘新生代构造演化特征基本相同,但是受多种因素控制,东秦岭—大别造山带南、北缘晚白垩世的构造演化存在较大差异。ESR测年结果与东秦岭—大别造山带南、北缘已有的地质事实相吻合,验证了ESR测年的可靠性。     

论扬子板块东北缘的俯冲与回撤对山东地块的影响

通过对山东中生代侵入岩体的时空展布、岩石化学及同位素特征的综合分析研究,提出了扬子板块东北缘俯冲与回撤的演化机制,分析了在这种机制下的成岩、成矿演化规律。认为扬子板块东北缘的俯冲与回撤控制了山东中生代的地质演化过程,其回撤在岩石圈深部造成的真空,导致软流圈物质的隆升,是胶东金矿大规模成矿作用的内在控制因素。     

华北板块北缘东段陆缘活动带构造岩片划分及变质变形特征

1∶25万和龙市幅、汪清县幅等九幅区域地质调查成果显示,华北板块北缘东段残存着数条元古代-古生代不同时期的构造岩片,这些构造岩片均经历了强烈的变形改造及变质作用叠加,记录了增生型造山带在不同演化阶段热-动力学条件。吉林东部华北板块北缘陆缘活动带东段内元古代-古生代构造地层单位的确定,对探讨吉黑地区的大地构造演化具有重要意义。     

扬子板块北缘中段前陆带构造变形特征及意义

扬子板块北缘中段前陆褶皱逆冲带在中生代经历了多期的构造叠加和改造,其复杂的构造样式记录了早期扬子板块与秦岭—大别微板块拼贴碰撞作用以及晚期转入的陆内变形过程。本文在前人研究的基础上通过对扬子板块北缘中段保康—房县地区前陆带构造变形样式及运动学特征的分析,划分出扬子板块北缘前陆褶皱逆冲带的根部、前锋及其内部次级的逆冲推覆构造单元,同时识别出一条过保康—神农架—蒲溪一带近东西走向的左行走滑剪切带,分析表明该左行走滑带形成于扬子板块北缘全面转入陆内变形之后、大巴山大规模向南西逆冲推覆运动之前的中侏罗世到晚侏罗世期间。该左行走滑剪切带对扬子板块相对于华北板块发生顺时针旋转的过程起到了调节作用,对于扬子板块北缘中生代构造演化具有重要意义。     

扬子陆块北缘构造演化新认识：来自原花山群年代学和地球化学的制约

原花山群分布于紧邻南秦岭的扬子陆块北缘大洪山地区,出露于重要的构造部位,是研究其形成时期扬子陆块构造演化及其与南秦岭关系的重要载体,其物质组成、形成时代和构造属性长期存在争论。本文将原花山群解体为花山构造混杂岩和正常的火山—沉积地层（本文所指花山群）两部分来讨论。笔者重新厘定了花山群的沉积时限,有针对性地对有构造背景争议的花山群进行玄武岩地球化学研究,对有时代争议的混杂岩进行锆石U-Pb年代学研究。年代学、地球化学和沉积学综合研究表明,花山群的沉积时限为ca. 830 Ma至ca. 800 Ma,形成于与Rodinia超大陆裂解有关的陆内裂谷盆地。花山构造混杂岩带可能不只是晋宁期的缝合带,而是具有多期物质组成、经历了多期构造叠加的复合型缝合带。结合他人成果,我们提出了扬子陆块与南秦岭从新元古代到早古生代的构造演化新模式。

     

扬子板块北缘新元古代构造属性的岩浆事件制约

黄陵地区新元古代侵入杂岩可为研究扬子板块北缘新元古代构造演化过程及其深部动力学机制提供关键信息。依据岩石组合及分布特征,可将黄陵杂岩划分为黄陵庙岩套、三斗坪岩套、大老岭岩套和晓峰岩套四个单元。本文以黄陵杂岩的围岩崆岭杂岩中花岗片麻岩、黄陵庙黑云母花岗岩和三斗坪闪长岩为研究对象,在系统的野外地质和岩石学研究基础上,开展了LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学分析。结果表明,崆岭杂岩花岗片麻岩原岩年龄为1978±13 Ma,且记录了2.5 Ga的构造-热事件。黄陵庙黑云母花岗岩和三斗坪闪长岩分别形成于815±9 Ma和813±6 Ma,与黄陵庙岩套和三斗坪岩套的侵位时限基本一致。综合分析本次研究结果与前人资料,认为黄陵杂岩主要形成于863～794 Ma,为新元古代早期岩浆活动的产物。通过综述区域地质和地球化学研究资料,认为黄陵杂岩形成于新元古代早期活动大陆边缘的构造环境,提出扬子板块北缘在新元古代早期经历了长期的俯冲-增生造山过程。     

阿尔泰造山带北段晚三叠世早期岩浆作用成因及其对构造体制转换的制约

对阿尔泰造山带北段南缘出露的塔尔萨依岩体二云母正长花岗岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年, 获得其 206Pb/238U年龄加权平均值为235±2 Ma(MSWD=0.46), 表明该花岗岩为晚三叠世早期岩浆活动的产物。全岩地球化学分析结果显示, 塔尔萨依岩体的二云母正长花岗岩和二云母二长花岗岩均具有高硅、高钾、低镁、低钛特征, 里特曼指数(σ)和铝饱和指数(A/CNK)分别大于2和1.1, 为高钾钙碱性强过铝质花岗岩。此外, 两类花岗岩均富集轻稀土元素和Rb、Th等微量元素, 亏损高场强元素Nb、Ta、Yb和Y。其低的Mg#值、Cr和Ni含量, 以及中等的CaO/Na2O和低的Al2O3/TiO2值, 表明研究区花岗岩形成于同碰撞构造环境。结合前人已有研究成果, 认为阿尔泰造山带三叠纪的构造体制转变在时空上存在差异, 整体表现出东—中段由挤压环境进入伸展构造背景的时间较北部早的趋势。     

扬子北缘奥陶纪—志留纪之交泥岩地球化学特征及其源区、构造背景

近年来,扬子地块北缘奥陶纪—志留纪之交沉积构造背景一直存在不同认识。本文对渝东北城口厚坪五峰组—龙马溪组砂、泥岩进行系统采样和主、微量元素测试分析,从地球化学特征角度,来探讨该时期砂、泥岩物源源区及其构造环境。地球化学特征显示,五峰组—龙马溪组砂、泥岩主量元素SiO2含量为39.57%～87.16%,多数高于北美页岩,Al2O3含量为3.41%～14.98%,均低于北美页岩,MgO、CaO、MnO2和P2O5含量明显低于北美页岩,相比于四川盆地川南长宁—双河五峰组—龙马溪组泥岩,渝东北城口具有高SiO2和低MgO、CaO的特点,表明城口五峰组—龙马溪组泥岩碎屑组分主要以粉砂质和硅质等陆缘碎屑为主;微量元素Sc、Sr、Co、Zr、Hf较北美页岩相对亏损,V、U、Sb、Ba相对富集,Cr、Ni、Nb、Ta含量相近。稀土元素北美页岩标准化均表现为略微向右倾斜的配分模式,多数具有δCe负异常,观音桥段和龙马溪组δEu正异常指示了该时期存在海底热液活动。砂、泥岩主、微量元素的物源和构造背景图解表明沉积物源区源岩具有多样的物质组分,以长英质岩为主,同时混入了花岗质和安山质岩石组分;源岩形成时的构造背景主要为被动陆缘环境,少数为活动陆缘和大陆岛弧环境,这一结果与扬子地块北缘新元古代—早古生代处于被动大陆边缘的区域地质背景一致。     

扬子北缘奥陶纪—志留纪之交泥岩地球化学特征及其源区、构造背景

近年来,扬子地块北缘奥陶纪—志留纪之交沉积构造背景一直存在不同认识.本文对渝东北城口厚坪五峰组—龙马溪组砂、泥岩进行系统采样和主、微量元素测试分析,从地球化学特征角度,来探讨该时期砂、泥岩物源源区及其构造环境.地球化学特征显示,五峰组—龙马溪组砂、泥岩主量元素SiO2含量为39.57％～87.16％,多数高于北美页岩,...     

扬子地台北缘檬子地区侵入岩年代格架和岩石成因研究

对扬子地台北缘檬子地区发育的辉长苏长岩、角闪辉长岩、花岗闪长岩、石英闪长岩和钾长花岗岩体进行了LA-ICPMS锆石U-Pb定年和Lu-Hf同位素、全岩主量和微量元素分析。结果表明,该区基性和中酸性岩体均形成于新元古代中晚期。其中基性侵入体辉长苏长岩形成于764±38Ma,角闪辉长岩形成于757±32Ma,均属钙碱性系列,轻稀土富集,微量元素原始地幔蛛网图中显示富集大离子亲石元素(LILE,如Ba、La、Ce、Sr等)、具有明显的Nb、Ta负异常和弱的P、Ti具负异常,形成于地幔原始石榴石二辉橄榄岩源区,部分熔融的程度大于10%。锆石Lu-Hf同位素研究揭示辉长苏长岩ε_Hf(t)值变化于+6.92~+13.99,t_DM变化于736~1058Ma,当ε_Hf(t)为最大正值时,对应的t_DM与岩石的形成年龄基本一致;角闪辉长岩ε_Hf(t)变化于+4.74~+14.97,t_DM主体范围变化于707~1214Ma,当ε_Hf(t)具有最大的正值时,t_DM接近于岩石形成年龄。反映出辉长苏长岩和角闪辉长岩在形成过程中,经历了地壳混染作用,最有可能是中元古代地壳的混染。对石英闪长岩年代学测试表明其形成于774±34Ma。花岗闪长岩、石英闪长岩属钙碱性系列,具有相似的稀土和微量元素分布特点,表现为大离子亲石元素富集,亏损高场强元素(Ta、Nb、Y、Yb等)的特点。钾长花岗岩样品属高钾钙碱系列,岩石稀土元素丰度较低,∑REE=105.9×10^-6~133.1×10^-6,轻稀土富集,具有强烈的Eu负异常(δEu=0.03~0.09),微量元素原始地幔标准化表现为大离子亲石元素富集,Ba、Nb、Sr、P、Ti具有明显负异常。石英闪长岩ε_Hf(t)变化于-4.46~+13.10之间,大部分为正值,平均值为+4.80,t_2DM变化于820~1726Ma,平均值为1256Ma,显示其主要为新元古代新生地壳部分熔融的产物,在形成过程中有中元古代地壳物质的参与;钾长花岗岩ε_Hf(t)主体为负值,变化于-16.49~+8.33,平均值为-5.26,t_2DM为943~2080Ma,平均值为1458Ma,显示其主体为古老地壳物质部分熔融的产物,新元古代新生地壳参与较少。结合区域地质特征分析,檬子地区基性和中酸性侵入体形成于活动大陆边缘弧环境,是新元古代勉略洋盆向南俯冲的地质记录。     

北秦岭地区三叠纪南召盆地演化及成因机制探讨

秦岭造山带作为中国中央造山带的重要组成部分,还原其复杂、漫长的演化历史始终是地质科学的研究焦点,也是亟待解决的关键科学问题。前人从构造地质学、变质岩石学等方面展开了丰富的讨论,但始终缺乏造山带内同沉积记录的精细研究。南召盆地作为北秦岭造山带唯一保存的三叠纪的地层,为研究秦岭造山带印支期的构造环境提供了最直接可靠的证据。因此本文基于精细的地质图分析,野外地质观察,利用盆地构造沉降和构造年代格架的分析方法,系统研究三叠纪南召盆地的沉积充填和沉降特征,总结出南召盆地的伸展裂陷沉积序列：底部砾岩向上迅速水体加深,形成以灰黑色页岩为主的深湖相,随后向上变为以黄褐色砂岩夹灰黑色泥岩为特征的湖泊三角洲—辫状河相;明确了快速—缓慢沉降的伸展型盆地沉降特征;厘定了南召地区的8个主要不整合面,其中,中-上三叠统太山庙组的底部为一个763~121.9 Ma的穿时不整合面;确定了南召盆地4期主要演化阶段。研究表明：南召盆地是一个伸展裂陷盆地,形成于加里东运动、印支运动共同作用产生的造山带复合基底之上,发育于印支期北秦岭造山带两次重要隆升事件之间,代表晚三叠世卡尼阶的北秦岭造山带构造活动的暂停。

     

长江中下游及其邻区中生代构造体制转换

长江中下游及其邻区中生代以来经历了特提斯、古亚洲、太平洋三大构造体制复杂的转换过程,地壳活动频繁,不同期次、不同方向、不同性质的构造叠加强烈,并控制了区内的岩浆活动和热液成矿。(1)印支晚期特提斯构造体制作用,具有俯冲带性质的襄樊-广济断裂带和先后具有左旋平移转换断层性质的郯庐断裂带产生。(2)燕山早期特提斯构造体制向古亚洲构造体制和太平洋构造体制转换,其一,晚侏罗世古亚洲构造体制近南北向挤压,桐柏-大别造山带形成共轭剪切带。其二,晚侏罗世与早白垩世之交古太平洋板块活动,NE向展布的华南板内构造形成。(3)燕山晚期脉动式伸展构造产生大规模火山喷发和岩浆活动;晚白垩世-始新世长江中下游地区盆-岭构造形成。(4)喜马拉雅早期太平洋构造体制下近E-W向挤压作用,近S-N向展布的红色盆地发生反转,呈NE-SW向线状展布。