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。     

大别造山带的构造演化

大别地块是扬子地块北缘中晚元古代古岛弧的一部分，加里东期，它作为扬子地块北部陆缘的水下隆起，与华北地块南缘的早古生代古岛弧碰撞拼合，古洋壳消失，完成了南北两大陆块的对接，开始进入漫长的陆内俯冲时期，大别造山带就是扬子地块，大别地块和华北地块在陆内俯冲作用下，依次叠覆的结果，印支期是大别山的主变形期和高压动力变质时期，燕山期是主要的造山期，基底剪切引起地壳重熔，导致大范围的热流变质作用。大别地块的降     

东秦岭-大别造山带北侧中新生代差异构造变形

受多期非均衡造山作用以及多构造体制的叠加,东秦岭-大别造山带北侧中新生代发生差异构造变形.基于区域构造动力学机制,将中新生代构造变形分为4个期次:印支期(T2-T3)、早燕山期(J1)、中燕山期(J2-K1)和晚燕山-早喜马拉雅期(K2-E).通过野外地质剖面和地震剖面的构造解析,认为印支期-中燕山期主体变形方式为逆冲...     

秦岭—桐柏—大别造山带深部构造及其与南北两侧陆块关系之探讨

秦岭－桐柏－大别,向西乃至昆仑山、祁连山绵延1000多千米,属统一的而又包含多期不同动力学机制与成因的多种构造叠加组合。通过对数条重力,航磁、地震测深、磁大地电流剖面等资料解释,认为华北陆块,秦岭（包括桐柏－大别）,扬子陆块之地壳均为上,中,下三层结构,华北陆块下部以高角度向南向秦岭俯冲,上部则向秦岭仰冲,扬子陆块总体向北向秦岭低角度俯冲,扬子陆块多呈楔形镶入秦岭地壳中部,使秦岭带南侧呈向南开口的“锷鱼咀”式构造特点,上、下部为秦岭上,下地壳,而中部则为扬子陆块物质成份。秦岭分北秦岭,中秦岭、南秦岭。北秦岭为一复杂构造带,形成向北反转的叠瓦状逆冲推覆构造。南秦岭自北向南产生低角度叠瓦状逆冲断裂。近南北向通渭－武都、南阳－襄樊两条深断裂带将秦岭分成了西秦岭、东秦岭、桐柏山－大别山三段。     

秦岭—大别造山带碰撞后中酸性火山岩地球化学特征及构造意义

秦岭－大别造山带中,新生代中酸性火山岩的地球化学研究表明,该区中酸性火山岩是由幔源基性岩浆与壳源物质的混合物经过多种过程综合作用形成的。结合野外地质产状和同位素热年代学资料,作者认为研究区中,新生代火山岩产出于拉张的构造环境中。     

华北和扬子陆块及秦岭-大别造山带地表和深部太古宙基底的新信息

本文根据华北和扬子陆块及秦岭-大别造山带地表和深部出露的各种岩石中发现的继承性锆石的测年数据,报道了太古宙基底和岩浆事件的新信息,并简要地论述其地质意义。华北陆块东北缘、东南缘、北缘、西北缘共6个地区的深部都存在新太古代和中、古太古代岩浆事件的新信息;南缘深部也存在古太古代岩浆事件的新信息。在华北陆块早前寒武纪同位素年龄直方图(以太古宙岩浆事件为主)上,最高峰值位于2.45-2.6 Ga区间,而以2.5-2.55 Ga最为突出,显示该区间岩浆事件最为强烈,可能代表一次重要的碰撞事件。此外还见有2.7 Ga,2.8 -2.85 Ga,2.95-3.0 Ga,3.1-3.15 Ga,3.3-3.4 Ga,3.45-3.5 Ga,3.6 Ga和3.8 Ga等较高峰值,反映了岩浆事件不同活动阶段的演化趋势。扬子陆块北缘地表和深部有与华北陆块相似的太古宙古老基底信息。扬子陆块中部的长江中下游地区、东南缘相当于江南古陆的地区以及扬子陆块西南缘地区在地壳深部均保留有新太古代和/或古太古代岩浆锆石的年龄信息。秦岭-大别造山带从东到西,多处(主要是深部)也发现有新-中太古代残余岩浆锆石的年龄信息。     

秦岭造山带南北向构造及有关问题的讨论

秦岭造山带具有复杂和长期演化的历史，本文对秦岭造山带的主造山期，结构特征（包括构造单元划分），构造体制和发展演化等进行了综合和讨论。     

秦岭造山带新生代构造隆升与区域环境效应研究

据沉积，构造、地貌并结合地球物理资料综合研究认为，秦岭造山带新生代构造隆升是在中生代白垩纪晚期构造隆升基础上，于晚第三纪中新世迅速隆升，而早更新世早期则是新构造活动最强烈时期。秦岭造山带的新生代构造隆升的方式主要有地垒式、掀斜式、振荡式和翘板式4种。诱发这一地区新构造抬升的主要原因和动力学机制是华北地块自北而南，扬子地块自南而北相向向秦岭造山带之下陆内俯冲和秦岭地块深部软流圈抬升共同作用所致。     

大别造山带西段构造单元

将大别造山带西段划分为7个二级构造单元 ,从北向南依次为：（1）马畈褶皱带;（2 ）凉亭混杂岩带;（3）牢山褶皱带;（4）苏家河滑覆席;（5）熊店-浒湾韧性剪切带; （6）卡房片麻岩穹窿和（7）彭店韧性剪切带。其中马畈褶皱带属华北板块南缘,凉亭混杂 岩带 可能代表碰撞缝合带位置。野外构造变形特征反映有4期依次发生的构造作用：（1）近南北 向 的褶皱作用;（2）从南向北的韧性推覆剪切作用;（3）右旋走滑韧性剪切作用;（4）垂 向隆升作用和与其有关的伸展滑脱作用。     

地层证据--对大别造山带汇聚历史的制约

大别造山带的汇聚演化历史一直存在不同的认识,来自扬子陆块和华北陆块显生宙以来的地层记录以及北淮阳地区的地层记录可能为两个陆块的汇聚模式提供制约。通过对扬子陆块与华北陆块显生宙以来岩相古地理进行比较,其中3个阶段相似, 2个阶段差别很大。以浊积岩发育作为俯冲阶段的标志,磨拉石建造出现作为闭合的标志,显生宙以来,大别造山带曾经历了两次俯冲和两次汇聚,俯冲时间分别是晚奥陶世—早志留世和早三叠世,汇聚的时间分别为中 晚泥盆世和中三叠世,早期的汇聚具有软碰撞特征,以上认知得到了北淮阳地区地层、古生物和沉积记录的支持,同时也与大别山造山带榴辉岩的同位素年龄数据基本吻合。高压 超高压变质岩在晚三叠世处于快速折返阶段,早侏罗世以前到达地表,其平均折返隆升速率为39～66mm/a。     

大别造山带毗邻新生代盆地物质平衡分析

沉积盆地的地层往往保留着源区构造演化的重要信息。本文利用物质平衡的方法,通过大别山周边十个沉积盆地的新生界地层信息,计算这些盆地中沉积物的堆积量和堆积速率,研究了新生代以来大别山的剥蚀过程和剥蚀速率。结果显示,大别造山带毗邻盆地在第四纪、新近纪和古近纪的平均总堆积速率分别为9．85×10^5～1．96×10^6m^3／a、4．48×10^5～8．27×10^5m^3／a和1．62×10^6～2．31×10^6m^3／a。十个盆地的大部分沉积物源自大别山,且大别山的大部分剥蚀物被沉积到了这十个盆地中。在估算中,我们假设这两个“大部分”在量上相等,即等效于盆地的沉积物全部源于大别山,且大别山的剥蚀物全部沉积于所计算的盆地之中,则大别造山带在新生代的平均剥蚀厚度为2．1～2．95km。平均剥蚀速率为32～49mm／ka。新生代以来大别造山带剥露速率与剥蚀速率相近．表明大别造山带在新生代已经总体处于剥露稳态。     

大别造山带构造归属：海西期以来地幔化学成分特征证据

通过对海西湘以来幔源岩石化学成分（特别是高度不相容元素对比值和具有相似性质的元素对比值）研究并与相邻构造单元（扬子板块北缘，华北板块南缘，北秦岭带，南秦岭带）地幔特征对比表明，大别造山带中海西期春秋庙－王母观辉长岩，碰撞后晚燕山早期镁铁－超镁铁质岩体（包括南，北大别造山带）以及产于大别造山带南部和扬子地块北缘的晚燕山晚期碱性玄武岩源区地，均具有富Sc,Cu,贫MgO，低Zr/Hf和高Rb/Sr,Ba/Sr,Ba/La,Nb/Ta,Yb/Hf等特征，源区地幔的这些特点与元古宙以来扬子地幔特征相似，而与华北地幔特征存在显著区别，反映大别造山带发育在扬子地幔上，根据大量的地质学，构造地质学，岩石学，地球物理及地球化学等研究结果，指出桐柏－商城－磨子潭－晓天断裂带是秦岭造山带中商丹断裂带的东延，综合研究证实大别造山带主体属南秦岭的组成部分。     

大别造山带与沿江中新生代盆地的耦合过程

结合对大别造山带地质构造的认识,并从盆山关系统一观点出发,侧重研究沉积盆地的形成、演化、属性及其特征,论证了大别造山带与沿江中新生代沉积盆地的盆山耦合过程。将大别造山带与沿江中新生代盆地从中三叠世至新近纪划分出五个耦合过程,反映了从同碰撞挤压逆冲造山相耦合过程至挤压―压扭造山隆升的耦合过程。     

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。     

秦岭—大别造山带北部中新生代逆冲推覆构造期次及时空迁移规律

秦岭—大别造山带北部中新生代逆冲推覆作用可分出5个期次:印支期(T2-T3)、燕山早期(J2末-J3)、燕山晚期(K1末)、燕山末期(K2末)和喜马拉雅早期(E末)。本区中-新生代逆冲推覆构造具有明显的时空迁移特征,主要体现在同一期次断裂在不同区域内规模和强度明显不同,并具有穿时迁移演化特征;不同期次断裂在规模和强度及其地球动力学机制上也明显不同。印支期逆冲推覆构造具有东强西弱、东断西褶的构造迁移规律;燕山早期具有由东向西由早到晚穿时迁移演化特征;燕山晚期和燕山末期具有东弱西强的构造特征。前4期逆冲推覆构造规模和强度大,而古近纪末期规模和强度相对较小。前3期具有从南向北规模和强度递减的趋势,后2期表现出北强南弱特征。反映出中生代造山作用由早到晚、由东向西、由南向北的时空变化规律。中生代逆冲推覆构造是在扬子、华北两板块由东向西呈剪刀差式穿时碰撞、陆内俯冲断离和山脉隆升与伸展坍塌的地球动力学背景下形成的。古近纪末期逆冲构造形成机制与印度板块向欧亚板块之下俯冲的远程效应有关。     

中央山系大别,东秦岭和东昆仑造山带最古老岩系变 …

大别造山带,东秦岭造山带和东昆仑造山带是中国中央山系的主要构成部分,每个造山带古老岩系的变质作用过程各具特色,大别山最古老岩系大别岩群于印支期内俯冲碰撞,发生了区域性的中偏高压区域变质作用,顺时针型ｐｔ轨迹ｔｍａｘ和ｐｍａｘ近于同时达到,退这质轨迹段斜率陡,埋深后受构造驱动快速抬升到上中地壳,东秦岭是古老系秦岭岩群在要期（约１．０Ｇａ前）初始板块构造总背景下发生强烈的中压型碰撞变质作用,顺时针型ｐ     

地层证据——对大别造山带汇聚历史的制约

大别造山带的汇聚演化历史一直存在不同的认识,来自扬子陆块和华北陆块显生宙以来的地层记录以及北淮阳地区的地层记录可能为两个陆块的汇聚模式提供制约。通过对扬子陆块与华北陆块显生宙以来岩相古地理进行比较,其中3个阶段相似, 2个阶段差别很大。以浊积岩发育作为俯冲阶段的标志,磨拉石建造出现作为闭合的标志,显生宙以来,大别造山带曾经历了两次俯冲和两次汇聚,俯冲时间分别是晚奥陶世—早志留世和早三叠世,汇聚的时间分别为中 晚泥盆世和中三叠世,早期的汇聚具有软碰撞特征,以上认知得到了北淮阳地区地层、古生物和沉积记录的支持,同时也与大别山造山带榴辉岩的同位素年龄数据基本吻合。高压 超高压变质岩在晚三叠世处于快速折返阶段,早侏罗世以前到达地表,其平均折返隆升速率为39～66mm/a。     

秦岭—大别造山带区域地壳Sm-Nd同位素组成及其意义

对秦岭—大别造山带大量Nd同位素资料进行统计,获得了该地区陆壳基底和区域花岗岩类的147Sm/144Nd平均值,分别为0.136和0.108。基于区域资料获得的二阶段亏损地幔模式年龄(T2DM)比用147Sm/144Nd=0.118做参数的计算结果要普遍偏老,两种结果的差异随着模式年龄的偏老明显偏大。本研究获得的该区域地壳147Sm/144Nd组成特征与元素丰度资料之间存在较大差异,结合稀土元素综合对比,表明前人获得的该区域元素丰度资料偏酸性。     

大别造山带北缘中生代地层中榴辉岩砾石地球化学特征及构造意义

大别造山带北缘中生代地层凤凰台组和毛坦厂组中榴辉岩砾石的主元素、稀土元素以及微量元素具有如下特征，主元素中K2O富集(1．2l％)，高∑REE(278μg／g)，高(La／Yb)N(14．4)和大离子亲石元素(LILE，如Rb、Ba、K和Th等)富集。LILE明显富集，显著的Nb-Ta负异常槽，以及与原始地幔、N型大洋中脊玄武岩(N-MORB)相比，一些高场强元素(HFSE)相对于REE亏损，这些都支持榴辉岩砾石原岩的岛弧环境成因。在Th-Hf-Ta判别图上，榴辉岩砾石原岩属于火山弧玄武岩。推测原岩物质成分来源于地幔楔，在俯冲过程中并可能被海底沉积物所混染，所以富集了LILE。因此，榴辉岩砾石原岩可能形成于火山岛弧构造背景，同时也表明大别碰撞造山带在三叠纪陆-陆碰撞之前存在古岛弧发育阶段。根据地球化学特征特别是与稀土元素的比较，榴辉岩砾石与目前在大别造山带发现的榴辉岩有明显差别，因此后者可能不是前者的源区岩石。     

伏牛山推覆构造特征及其动力学控制

伏牛山推覆构造是秦岭造山中一条重要的构造带,特征明显,分带性清楚,锋带为前冲型或褶皱型,西段由褶皱紧密的陶湾群黑云母大理岩构成,东段为栾川群和部分三叠系,由北向南推覆在宽坪群和上白垩统之上。