湘东南印支期褶皱特征及形成机制

湘东南地区以王仙岭-坪石一线为界,分为东部隆起区和西部坳陷区,分别发育两种不同类型和成因的印支期褶皱.东部隆起区大面积出露前泥盆纪褶皱基底并发育隔槽式褶皱,由泥盆纪跳马涧组与褶皱基底间的不整合界面所显示,表明褶皱基底参与了褶皱作用;露头显示褶皱过程中盖层未沿不整合界面产生明显滑脱.基于上述事实,认为隔槽式褶皱形成于基底(厚皮式)横向收缩与压扁作用,并从理论上论证了隔槽式褶皱不可能是盖层沿基底滑脱的产物,修正了前人的薄皮式观点.西部坳陷区主要出露中泥盆世-中三叠世地层并发育类侏罗山式褶皱,褶皱具有波长小且大小不一、垂向上不协调等特征,并伴生大量走向断裂,说明褶皱受不同层位软弱层顺层滑脱作用控制,其深层机制与区域断裂逆冲活动有关.     

湘东南印支期花岗岩成因及构造背景

湘东南地区以印支期主俯冲断裂——茶陵-郴州大断裂为界,分为东部炎陵-汝城隆起区和西部衡阳-桂阳坳陷区。区内印支期花岗岩总体属高钾钙碱性过铝质花岗岩,并可根据岩石特征分为2组。第1组产于衡阳-桂阳坳陷区NW向深断裂中,由角闪石黑云母花岗闪长岩、角闪石黑云母二长花岗岩和黑(二)云母二长花岗岩等组成,SiO2平均含量总体较低,为69.68%;大多为弱过铝,ASI值0.96~1.29,平均为1.08;具有相对较低的ISr值(0.7080~0.7168)和t2DM值(1.48~1.72Ga)以及相对较高的εNd(t)值(-8.90~-5.83)。第2组位于炎陵-汝城隆起区及衡阳-桂阳坳陷区将军庙次级隆起带中,由黑云母二长花岗岩和二云母二长花岗岩组成,SiO2平均含量相对较高,为72.23%;总体为ASI值大于1.1的强过铝花岗岩,ASI值1.01~2.60,平均达1.30;具有相对较高的ISr值(0.7159~0.7345)和t2DM值(1.81~1.97Ga)以及相对较低的εNd(t)值(-12.0~-9.85)。根据上述特征,结合岩石圈结构和A/MF-C/MF图解分析,第2组花岗岩源岩主要为中地壳结晶片岩、片麻岩等,第1组花岗岩源岩除中地壳岩石外,可能还有少量下地壳基性麻粒岩成分以及幔源组分的加入,说明存在幔源岩浆的底侵作用。根据多种氧化物与微量元素构造环境判别图解,结合地质特征、构造演化背景等,认为印支期花岗岩形成于同造山阶段的后碰撞构造环境,地壳加厚及其后的减压导致中地壳重熔是岩浆形成的主导因素,幔源岩浆底侵使坳陷区与深大断裂带内的岩体中混入下地壳成分及少量地幔物质。已有研究表明湘东南燕山早期花岗岩形成于后造山构造环境,因此印支期与燕山早期两阶段花岗岩的构造环境彼此之间提供了制约。     

华南“印支运动”的性质

中国南部印支运动各地表现不同。秦岭造山带形成于晚古生代至三叠纪。滨特提斯区三叠纪时发育了昌都-澜沧岛弧和巴颜喀拉、右江弧后扩张盆地。当今国内所称的松潘-甘孜、三江、右江“印支地槽”是早始新世之后回返的,并非是印支期形成的褶皱。中晚三叠世之交,滨太平洋区发生安源造陆运动。晚三叠世,滨太平洋区开始进入活动大陆边缘发展时期;内陆区开始形成川滇内陆扩张盆地。总体来说,“印支运动”在华南地区主要属于造陆运动。“印支运动”时期,构成中国大陆主体的两大块(华南-东南亚板块、塔里木-中朝板块)与安加拉古陆碰撞拼贴,奠定了中国中新生代大地构造的基本格局;这一期间,在华南地区如果发生过所称的“印支造山运动”,那也不起主导作用。     

湘东南印支期与燕山早期花岗岩成矿能力差异与岩石地球化学特征关系探讨

湘东南地处南岭中段北部,为华南重要中生代有色金属矿集区。区内主要矿床均与燕山早期花岗岩有关,印支期花岗岩极少形成规模矿床。已有研究表明区域构造体制不同可能是成矿差异的主要原因,即燕山早期花岗岩形成于后造山伸展构造体制,印支期花岗岩形成于后碰撞弱挤压构造体制。本文研究发现,相对印支期花岗岩而言,燕山早期花岗岩在岩石地球化学特征方面明显具有更好的W、Sn多金属成矿条件:成矿元素W、Sn,放射性生热元素U、Th,挥发分元素F以及稀有金属元素Be、B、Li、Rb等组分的含量及碱性程度更高,岩石氧化程度(Fe2O3/FeO比值)更低;(La/Yb)N值和δEu值更低,Rb/Sr比值更高,反映岩浆分异演化程度更高。因此,除构造体制差异外,花岗岩岩石地球化学特征差异也应是两时代花岗岩成矿差异的重要原因之一。两阶段花岗岩岩石地球化学特征差异的形成可能与构造-岩浆演化历史和构造环境差异有关。     

湘东南南华系—寒武系砂岩地球化学特征及对华南新元古代-早古生代构造背景的制约

湘东南位于扬子板块与华夏地块的交接地带,南华纪—寒武纪期间形成了巨厚的复理石、类复理石连续沉积。其中的砂岩总体上以中等的SiO2含量、高的K2O/Na2O值和Al2O3/(Na2O CaO)值、较高的(Fe2O3* MgO)含量及低的CaO含量为特征。稀土元素球粒陨石标准化曲线与典型的后太古宙页岩和上陆壳相似,以轻稀土富集、重稀土平坦、铕负异常显著为特征。主量元素和微量元素特征显示出被动大陆边缘、活动大陆边缘和大陆岛弧等多种环境信息。从不同构造背景下的剥蚀原岩及风化条件和搬运沉积过程来看,大陆岛弧和活动大陆边缘形成的砂岩应具有显著区别于被动大陆边缘的地球化学特征,而被动大陆边缘形成的砂岩则可能包含较多的大陆岛弧和活动大陆边缘环境的地球化学信息。因此,湘东南南华系—寒武系砂岩应形成于被动大陆边缘环境。这一判断与古元古代—中元古代岛弧与活动大陆边缘形成岩石为重要原岩,以及沉积盆地因强烈陆内伸展断陷而具一定活动性等客观事实相吻合。华南板溪群与冷家溪群间至少存在40～60Ma的沉积缺失,江南造山带新元古代碰撞造山成因的岩浆活动,板块交接带南华纪—早古生代沉积物中岛弧火山物质的缺乏,以及湘(东)南中元古界(甚至更早)结晶基底横向上的连续性等,表明扬子板块与华夏地块之间新元古代—早古生代期间的沉积盆地不是洋盆,而是陆内裂谷盆地。上述基于湘东南砂岩地球化学研究,和根据区域资料分析所得出的关于扬子板块与华夏地块间新元古代—早古生代盆地构造性质的结论,彼此提供了良好的约束。     

华南中生代构造演化过程的多地质要素约束——湘东南及湘粤赣边区中生代地质研究的启示

目前对华南内陆中生代构造环境与演化过程的认识存在分歧,一定程度上与对多种地质要素的综合研究不够有关。笔者研究认识到湘东南及湘粤赣边区中生代不同构造阶段发育不同的代表性地质要素,并分别指示不同的构造环境。早三叠世-中三叠世早期为前造山阶段,主要发育海相沉积。中三叠世后期-中侏罗世初为陆内造山阶段,其中中三叠世后期发生强烈陆内汇聚挤压,形成的主要地质要素是NNE向的逆冲断裂与褶皱,以及NW向的基底走滑断裂等;中三叠世末-晚三叠世后期为同造山阶段的后碰撞构造环境,形成的主要地质要素是印支期强过铝花岗岩;晚三叠世末-早侏罗世为同造山上隆伸展环境,形成的主要地质要素是裂陷盆地与拉斑玄武岩;中侏罗世初期为挤压环境,形成的主要地质要素是山前冲断收缩盆地及盆地边缘的逆冲断裂。中侏罗世早期-晚侏罗世为后造山阶段,形成的主要地质要素是大量后造山花岗岩以及与花岗岩相关的大量有色金属矿床。白垩纪为陆内裂谷阶段,形成的代表性地质要素有AA型花岗岩、大量陆相红色断陷盆地、基性火山岩、双峰式次火山岩等。结合上述成果和区域资料,提出应通过多种地质要素综合研究华南地区中生代构造演化过程,注意构造环境判别的地质要素代表性、地质要素时限性以及构造发展过程的关联性。     

湘东南汝城盆地性质及其对华南燕山早期构造环境的启示

湘东南汝城盆地为一早侏罗世—中侏罗世初期的陆相盆地。下侏罗统心田门组和高家田组主要为内陆湖泊—沼泽相碎屑岩沉积,夹有明显受地壳混染并具低钾高钠特征的板内拉斑玄武岩,表明早侏罗世汝城盆地为同造山上隆伸展裂陷盆地。中侏罗统千佛岩组与下伏高家田组为平行不整合接触关系。千佛岩组下部具类磨拉石沉积特征,上部局部含高家田组玄武质火山碎屑,地层呈西倾单斜式,盆地西缘为逆断裂所压覆等,表明中侏罗世初期汝城盆地为挤压收缩盆地,形成于造山构造环境。结合中生代地质构造发展框架及燕山早期晚阶段后造山花岗岩的大量发育等,认为湘东南及湘粤赣边区早侏罗世—中侏罗世初期属陆内同造山构造环境,中侏罗世早期—晚侏罗世为后造山构造环境。汝城盆地性质的确定对深入研究华南地区中生代构造演化具有重要的启示意义。     

湘东地区锡田印支期花岗岩的地球化学特征及其构造意义

华南印支期花岗岩分布较为分散,其构造背景长期存在争议。湘东地区的锡田印支期花岗岩位于扬子板块和华夏板块的结合带中部,主要由黑云母花岗岩和黑云母二长花岗岩组成,二者均含有较高的SiO_2(67.6%~76.8%)和全碱含量(ALK=K_2O+Na_2O,6.8%~10.7%),呈过铝质的特征(A/CNK值范围为1.0~1.2),分异指数D.I值为84~93;微量元素显示出Rb、Th、U富集和Ba、Nb、Sr、P、Ti亏损的特征,稀土元素配分图呈右倾海鸥状,轻重稀土分馏明显,指示岩体经历了高度的分异演化;P_2O_5和微量元素比值随着分异程度变化的特征,表明岩石过铝质的特征是由高度的分离结晶作用造成。锡田印支期花岗岩的ε_(Hf)(t)值为-11.3~-4.34,δ~(18)O值分布范围为6.9‰~10.8‰,O同位素分布较为分散,主要是记录了源岩与流体的不同特征。Hf同位素的二阶段模式年龄为1.6～2.2Ga,反映其源区主要为中元古-古元古代的华夏基底;Hf-O同位素呈现出良好的线性关系,同时未蚀变的花岗岩明显偏离源岩为沉积岩的大容山花岗岩,表明锡田花岗岩的形成受到了幔源岩浆的底侵作用。结合邻区邓阜仙岩体和王仙岭岩体的研究成果,显示研究区在印支期就处于伸展的构造背景,可能与古太平洋板块的俯冲作用有关。     

区域构造体制对湘东南印支期与燕山早期花岗岩成矿能力的重要意义

湘东南是华南重要的中生代有色金属矿集区。区内,印支期王仙岭岩体与燕山早期千里山岩体紧密相邻,前者成矿差,后者则发育多个大型、超大型矿床。两岩体的地层及构造地质条件相近,都具有W、Sn多金属成矿花岗岩的岩石地球化学特征。王仙岭岩体内蚀变作用明显比千里山岩体普遍且强烈,W、Sn含量总体上明显高于千里山岩体。千里山岩体边缘有较多岩脉发育,岩体与碳酸盐岩围岩接触带矽卡岩化强烈;而王仙岭岩体边缘岩脉缺乏,岩体与碳酸盐岩围岩接触带以大理岩化为主。基于以上地质、地球化学表现,以及地球化学图解和区域构造演化背景分析,确定千里山岩体与王仙岭岩体的成矿差异,主要是由于两者侵位时的构造体制(应力场特征)不同所致:千里山岩体形成于后造山环境下的伸展构造体制,岩浆或岩体中的成矿物质能随流体沿断裂裂隙向周围有效扩散并于局部聚集、沉定而成矿;王仙岭岩体则形成于后碰撞环境下的弱挤压构造体制,侵位时断裂裂隙构造不发育,流体与成矿物质被封闭在岩体内部,因此未发生有效的成矿作用。据此推断,构造体制差异可能是造成湘东南印支期与燕山早期花岗岩成矿能力悬殊的关键原因之一。文章最后简单阐述了上述认识对区域找矿工作的启示意义。     

印支运动在南黄海盆地的响应及其对油气地质条件的影响

南黄海盆地位于扬子地块东缘,占据了下扬子地块的主体,其构造演化过程可与中—上扬子区类比。南黄海盆地自震旦纪以来,经历了多期构造演化过程,其中印支运动在盆地的定型及改造过程中起到了至关重要的作用,但印支运动在盆地不同部位的构造响应特征及其油气地质意义并不明确。依据南黄海盆地多年的研究成果,结合最新区域地震、钻井等资料,认为印支运动在南黄海盆地不同区域具有不同的构造表现。盆地中部崂山隆起受印支运动影响最弱,之后拉伸构造反转作用也相对最弱,南部青岛坳陷次之,而北部烟台坳陷受印支运动影响最强烈。从油气地质条件看,印支运动对不同期次油气藏具有不同影响,对下古生界油气藏具有调整改造作用,对于上古生界的圈闭具有定型作用。印支运动断裂系统对深部油气的疏导、储层裂缝的发育具有积极意义。     

王仙岭岩体地质地球化学特征及其对湘东南印支晚期构造环境的制约

王仙岭岩体位于湘东南,形成于晚三叠世,主要由黑云母二长花岗岩和二云母二长花岗岩组成。岩石高硅、高钾、富碱,SiO2含量为70.99%～75.93%;K2O含量平均为4.32%;Na2O K2O为5.10%～8.67%;K2O/Na2O平均为2.09。A/CNK比值为1.07～2.44,KN/A比值为0.37～0.86,属高钾钙碱性系列强过铝质花岗岩类。REE含量低,平均为90.19μg/g;δEu值0.23～0.38;(La/Yb)N值为6.17～14.1;具Ba、Nb、Sr和Ti负异常。ISr值为0.72074,εSr(t)值为30,εNd(t)值为-12.0,t2DM为1.97Ga。源岩成分的A/MF-C/MF图解判别显示为碎屑岩。结合区域岩石圈结构,上述特征表明花岗岩源岩应为中地壳结晶片岩、片麻岩。根据多种氧化物与微量元素构造环境判别图解,结合地质特征、构造演化背景等,认为包括王仙岭岩体在内的湘东南印支期花岗岩形成于陆内同造山阶段的后碰撞构造环境。印支期花岗岩的具体形成机制为:在峰期变形之后挤压应力相对松弛,深部压力降低,因地壳增厚而升温的中地壳岩石因熔点降低而得以熔融,并在相对开放的环境下侵位成岩。     

关于福建印支运动性质的讨论

福建印支期强烈的抬升和伸展现象的地质事实已为广大地质工作者所公认，从抬升造陆作用，褶皱造山作用两探讨了印支运动的性质，认为鲆支运行的褶皱造山特征不明显，而隆升造陆特征显著。     

The Late Triassic Dengfuxian A-type granite,Hunan Province: age,petrogenesis, and implications for understanding the late Indosinian tectonic transition in South China

The Triassic (Indosinian) granites in the South China Block (SCB) have important tectonic significance for understanding the evolution of Eastern Asia. The Dengfuxian biotite granite in eastern Hunan Province, China, reported in this article, was recognized as Late Triassic (late Indosinian) weakly peraluminous A-type granite with a zircon laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry U–Pb age of 225.7 ± 1.6 Ma. It is enriched in F, Cs, Rb, Th, high field strength elements, and rare earth elements (REEs) and depleted in Ba, Sr, P, Ti, Nb, and Ta, with high Ga/Al ratios and zircon saturation temperatures. The Dengfuxian biotite granite shows high initial Sr isotope values (0.715932 to 0.716499) and negative ?_Nd(t) (?10.46 to ?9.67) and ?_Hf(t) (?9.92 to ?6.29) values, corresponding to the Nd model ages of 1.79 to 1.85 Ga and the Hf model ages of 1.65 to 1.88 Ga. It is proposed that the Dengfuxian biotite granite was derived from high-temperature partial melting of the Palaeoproterozoic lower crust undergoing granulitization. Some Late Triassic A-type granites were recently identified in the SCB with the ages between 202 and 232 Ma. These A-type granites have the same geochemical characteristics and petrogenesis as Dengfuxian A-type granite, and show A₂-subtype granite affinity. The Late Triassic A-type granite formed a NE-trending granite belt, which is consistent with the main NE-trending faults in the SCB. The formation of these A-type granites was in response to the subduction of the palaeo-Pacific plate underneath the SCB, and indicates an extensional tectonic environment in the SCB. Combined with previous studies on tectonic evolution, we suggest that there may be a tectonic transition inside the SCB from compression to extension at least from 225 to 230 Ma.