秦岭造山带的结构构造

作者&投稿:空魏 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
(二)秦岭造山带下部构造块体分布和构造带划分~

秦岭花岗岩Nd模式年龄tDM和Nd、Sr、Pb同位素地理分布表现出明显区域性特征,这反映,秦岭造山带下部基底由不同构造块体组成。构造块体的分布和关系是构造带划分基础。秦岭花岗岩上述同位素地理分布特征显示,该区域存在四条十分重要构造界线(图4-3-7、图4-3-8、图4-3-11、图4-3-12、图4-3-14、图4-3-17)。
(1)商丹断裂带。断裂带东西走向,南、北秦岭分界线,晋宁期、加里东-早海西期重要地质作用界线。横截秦岭造山带剖面,出露商丹断裂带上花岗岩Nd模式年龄tDM最年轻,类似形成年龄出露商丹带上花岗岩Nd同位素εNd(t)值升高,(87Sr/86Sr)i值降低。这显示断裂带及附近具有年轻地幔组成物质最多中、下地壳基底。花岗岩形成年龄、Pb同位素,断裂南北亦显不同特征:北侧,出露花岗岩体众多,时代主要为晋宁期,加里东-早海西期,长石富放射成因Pb,206Pb/204Pb≥18.301;南侧,华山-汉南一线以东,花岗岩少。以西,主要出露印支期花岗岩,相对贫放射成因Pb,206Pb/204Pb<18.000。
(2)洛南-栾川断裂和商州-官坡-老君山-南召断裂带(皇台-瓦穴子断裂带)。商州-官坡-老君山-南召断裂带南部为典型扬子克拉通同位素特征块体,花岗岩以高εNd(t),低(87Sr/86Sr)i和富放射成因Pb为特点。岩体形成时代晋宁期,加里东-早海西期。北部与中朝克拉通华北地块南缘过渡。断裂带与洛南-栾川断裂间为过渡区域,出露该区域花岗岩,如蟒岭岩体,老君山岩体,具南部块体和华北块体过渡基底特征。花岗岩形成时代也有差别,南部花岗岩形成于晋宁期,加里东-早海西期,北部多为燕山期。
(3)勉略构造带或断裂带。该构造带南、北块体——南秦岭和扬子北缘,花岗岩具有相近Nd模式年龄,但出露花岗岩形成年龄和Sr、Nd、Pb同位素地球化学特征明显不同。扬子北缘晋宁期发生过快速隆升过程。
(4)华山-汉南断裂带。一条印支期开始具有重要意义断裂带。该断裂带把秦岭造山带分为东、西两部分。断裂带及其西部,除红花铺岩体为加里东期外,其余岩体多形成于印支期;断裂带东部花岗岩年龄差别大,由晋宁期至燕山期,但是印支期花岗岩至今尚未见报道。Nd、Sr、Pb同位素组成,亦有差异。西部,商丹断裂北侧花岗岩岩体兼有南秦岭花岗岩源区同位素组成特征。
除上述外,南秦岭西南,西坝至光头山一带花岗岩同位素组成与周围岩体有较大差异,Nd模式年龄 tDM≥1401Ma,εNd(t)≤-6.45,(87Sr/86Sr)i值0.7079±8(σ),富放射成因Pb,206Pb/204Pb≈18.121,208Pb/204Pb≈38.090,与扬子花岗岩Pb同位素组成类似(朱炳泉,1998),显示下部存在与南秦岭其他地区不同中、下地壳。

早古生代,加里东期-早海西期,秦岭存在强烈地质事件。表现在:
(1)强烈变质作用。北秦岭及与北秦岭相邻南秦岭变质地层400Ma左右遭受过强烈变质作用,岩石的矿物同位素系统,除锆英石U-Pb同位素系统外,几乎全被改造,碎屑沉积岩全岩Rb-Sr同位素系统被再置。具蛇绿岩性质变质镁铁质火山岩全岩Rb-Sr同位素系统也几乎全被再置(张宗清等,1994、1996a,b、2002b和本书第三章)。近年还发现在北秦岭官坡一带有年龄为400Ma左右榴辉岩形成(胡能高等,1995;杨经绥等,2003)。
(2)强烈中酸性岩浆活动。北秦岭大量花岗岩形成(表4-3-1、图4-3-1、图4-3-2)。在陕西洛南、商州板桥,河南内乡湍河后坪一带亦见小规模中酸性岩浆以火山岩或次火山岩产出。
正长斑岩分布于洛南县城周边,Sm-Nd等时年龄为437±71Ma,Rb-Sr等时年龄为455±40Ma(张宗清等,1994)。板桥酸性火山岩出露于宽坪四岔口云母石英片岩和广东坪蛇绿岩间,全岩Rb-Sr等时年龄464±20Ma,锆石逐层蒸发法207Pb/206Pb年龄424±4Ma(张宗清,1994)。河南省内乡县湍河后坪变质中酸性火山岩出露于二郎坪蛇绿岩和原划二郎坪群大庙组之间,锆英石U-Pb年龄470.0±1.4Ma。
(3)垃圾庙辉长岩侵入。辉长岩矿物Sm-Nd等时年龄402.6±17.4Ma(李曙光等,1989)。
另外,由本书蛇绿岩、花岗岩和碎屑沉积岩同位素年代学和地球化学资料还可以看出:
(1)曾被广泛认为,北秦岭蛇绿岩带形成于加里东-早海西期,即400Ma的意见,新获得同位素年代学资料没有被正实。丹凤、二郎坪、广东坪蛇绿岩带,代表性变质镁铁质火山岩均形成于晋宁期(详见第三章)。
(2)花岗岩Nd模式年龄tDM显示,秦岭中、下地壳形成于1200Ma左右。花岗岩Nd模式年龄≥921Ma(表4-3-2、图4-3-4、图4-3-5、图4-3-6)。晋宁期后,看不出秦岭地壳存在地幔物质加入增生过程(图4-3-9、图4-3-10、图4-3-13、图4-3-18)。秦岭显生宇花岗岩Nd模式年龄接近或大于晋宁期花岗岩,Nd同位素εNd(t)值由晋宁期至加里东-早海西期,至印支期、燕山期降低,(87Sr/86Sr)i值增高,显示秦岭显生宇花岗岩可能是秦岭晋宁期由地幔新增生地壳再熔岩浆混入老的陆壳物质产物。
(3)秦岭碎屑沉积岩中未见小于晋宁期的岩石物质(表5-2-1、表5-2-2、表5-2-3、图5-2-1、图5-2-2、图5-2-3、图5-3-2)。秦岭碎屑沉积岩Nd模式年龄tDM值晋宁期最低,而后至显生宇,随着岩石年龄变年轻,依次增高。至奥陶纪,华北南缘,北秦岭,南秦岭,扬子北缘,扬子tDM值接近。εNd(t)值有类似演化趋势(表5-2-3、表5-2-4、图5-2-4、图5-2-5)。
上述事实表明,早古生代,即加里东-早海西期,秦岭不大可能存在洋盆。秦岭早期研究认为,加里东-早海西期,沿商丹断裂一线存在分隔华北和扬子克拉通块体洋盆,并在随后洋壳向北俯冲,华北和扬子会聚不一定是事实。由现有秦岭火山岩、花岗岩和沉积岩同位素年代学和地球化学资料看,华北、扬子早在晋宁期已发生拼合,秦岭基底构造格局已基本奠定,加里东-早海西期强烈地质作用,可能为南秦岭块体向北秦岭块体陆内俯冲过程。
印支期和燕山期,沿勉略带和洛南-栾川断裂带,扬子向南秦岭块体,华北向北秦岭块体可能发生过规模不大的陆内俯冲过程。

摘要:依据相关文献本文得出以下结论:秦岭造山带的造山作用并不是过去所认为的,仅是扬子和华北两个大陆板块碰撞造山作用的结果,而实际上是华北板块、扬子板块以及夹持于两者之间的秦岭地块和下扬子地块几者间的相互作用和影响的结果。它是经过三个不同的构造演化阶段,以不同构造体制发展演化而形成的复合型造山带。其主造山作用板块构造演化阶段是三个板块沿两个消减带俯冲碰撞,经历了漫长复杂的造山过程。从裂谷构造体制转换为板块构造体制,从扩张、俯冲到碰撞,反映了秦岭长期在特提斯构造域众多陆壳块体群分离、拼合、增生的过程中发展演化而形成,也显示出是在古今地幔动力学和圈层耦合关系变动过程中发展演化的,具有重要大陆地质与大陆动力学意义。

关键词:秦岭造山带;扬子板块;华北板块;下扬子板块

1、秦岭造山带简介
秦岭——大别造山带又称中央造山带。包括秦岭、大巴山、米仓山、大别山和积石山以北的广大地区。大致以徽成盆地和南阳—襄樊盆地为界可把造山带沿走向分为三段,分别称为西秦岭、东秦岭和桐柏——大别山造山带。秦岭——大别山是一个大陆碰撞型造山带,由华北地台南部大陆边缘(北秦岭带)、扬子地台北部大陆边缘(南秦岭带)和位于其间的包含古洋壳残余的对接带组成。华北地台南缘的演化始自中元古代的裂陷作用,熊耳群火山岩自北向南由陆相变为海相,指示当时的被动陆缘是向南倾斜的;早古生代时出现蛇绿岩系和火山弧系,显示洋壳已在消减。扬子地台北侧被动大陆边缘的历史持续到早、中三叠世,其地层类型与扬子地台相同,如南华纪的冰碛层、下寒武系中的石煤层等,沉积深度从南向北增大。南北大陆边缘之间的对接带沿天水、商县、桐柏、金寨一线分布,出露了蛇绿岩系和混杂堆积带。泥盆系复理石位于其南侧的前陆盆地中。洋壳的闭合是一个穿时过程,在东秦岭至大别山段,南、北大陆在泥盆纪对接,石炭纪海陆交互相煤系为最老的未变质盖层。西秦岭下,中三叠统仍为巨厚的海相复理石,上三叠统才是陆相磨拉石。石炭纪以后秦岭造山带东段仍持续板内汇聚作用,使地壳缩短、增厚,中生代出现陆相磨拉石,并广泛发育指向两侧克拉通方向的薄皮逆冲—推覆构造系统。
2 秦岭造山带的地层发育特征
2.1 扬子板块
扬子板块是指西部以康滇古陆、汶茂深大断裂,北以秦岭——大别造山带为界,东南以江南古陆为限的古扬子板块。扬子区在中、新元古代时期形成的一些似盖层沉积到了晋宁运动时期逐渐稳定,沉积地层全部褶皱 , 扬子板块的绝大部分地区达到相对固结 , 形成了扬子板块的基底。从震旦纪形成稳定沉积盖层以来 , 经历了加里东构造运动、华力西——印支构造运动、燕山构造运动以及喜山构造运动,由于其大地构造条件、动力机制不同 ,表现出在构造运动形式、沉积组合特征等方面的不同特征。
2.2 华北板块
在华北板块形成的早太古宙代,表壳岩零星出现,中太古宙代时期沉积岩类遍布全区,代表表壳岩分布的沉积厚度明显增大。晚太古代沉积岩比例明显增大,表壳岩已广布于华北地区。花岗岩侵位规模逐步增大,硅铝壳不断扩大、增厚,至晚太古代末期,硅铝壳已初具规模,形成华北板块的雏形――陆核。 古元古代陆核经历了拉张裂陷——闭合抬升及大量花岗岩体侵入,吕梁运动使初期分裂的陆核重新拼接,并使地壳进一步固结,原始板块最终形成。 中元古代,在华北板块范围内形成燕山海槽、南接秦岭海槽、胶辽深海槽三个沉淀区,并形成成熟较高的陆源碎屑——似盖层沉积。 中元古代末期芹峪运动使华北地区整体抬升,至新元古代沉积范围缩小,厚度变薄,沉积稳定,华北陆块正式形成。
2.3 下扬子板块
下扬子地块基底以东海群、肥东群、海洲群和张八岭群为代表,主要是一套变质岩,时代为元古代,盖层发育较全,从震旦系到第四系均有沉积,从沉积建造分析,与华北板块具有明显的区别;与扬子板块相比,其沉积建造相似,但也存在较大不同,一些资料显示,下扬子区曾经与扬子和华北相分离(见图4),基于上述特征,一些学者曾将它划分为地体。但和以西的“秦岭地块”相比,下扬子地块基底与大别群、红安群和空岭群相同,盖层也相似,因此完全可以认为,下扬子地块曾是作为“秦岭微板块”(包括秦岭地块和下扬子地块)的组成部分,都是从扬子板块北缘分离出来的大陆地块,且分离的时间为早古生代,只是由于受秦岭洋近南北向转换断层的影响,这一大陆地块才被分割成东西两部分。
3 东秦岭造山带的形成
从上述秦岭各构造板块的介绍中,我们可以了解到他们的地理分布(如图2)。下面主要根据华北板块(北秦岭)与扬子板块(南秦岭)的结合带——商丹缝合带及邻区研究,论述秦岭造山带的形成。
3.1 造山运动
板块构造出现之前,“造山运动”被定义为一个改变岩石组构的幕式过程。Sengor在“板块构造学和造山运动” 中对造山运动概念的起源、 含义的演变进行了讨论, 认为造山运动是一个用以表征会聚板块边缘所有地质过程的集合名词。然而,越来越多的资料表明, 当板块碰撞造山结束后, 会聚板块边界在其后的相当长时间内, 构造作用(挤压、 拉张和走滑)仍在持续。广泛的板内变形和板块内部沿着早期会聚边界继发的造山作用, 已被证明是板内变形的一种重要机制。如果说大规模的形成宏伟山脉的板内构造作用不是造山运动, 那么又会是其他的什么呢?
3.2 秦岭造山作用的类型
根据上述对秦岭各大陆块形成的介绍可以推知,现代秦岭山脉主要是中新生代陆内造山的产物, 而秦岭造山带的历史则至少可以追溯到早元古代。 在长期演化过程中, 秦岭岩石圈经历了多种构造体制的转换和多次造山运动的影响。秦岭造山作用可分为以下几种主要类型: 与板块俯冲有关的造山作用、 受板块碰撞控制的造山作用和陆内造山作用。其中, 碰撞造山作用可进一步分为弧——陆碰撞和陆--陆碰撞作用。
3.2.1 俯冲造山作用
秦岭地区俯冲造山作用以扬子板块向北俯冲,导致北秦岭南缘发生造山为代表。扬子板块向北俯冲的时代主要发生在奥陶2志留纪, 俯冲作用的时间上限应当不晚于泥盆纪晚期——早石炭世。俯冲造山的发育程度与洋盆的大小, 一般呈正相关关系。秦岭南部勉略小洋盆和北部二郎坪弧后盆地的关闭虽然伴随一定程度的俯冲作用, 但由于洋盆规模较小, 俯冲造山作用不十分明显。
3.2.2碰撞造山作用
秦岭地区的碰撞造山作用分为弧--陆碰撞造山和陆——陆碰撞造山两种类型。
秦岭弧——陆碰撞造山, 以二郎坪弧后盆地的关闭为代表。二郎坪弧后盆地的扩张在中志留世停止, 在有限俯冲之后于泥盆纪转为残余边缘海。自晚二叠世开始, 海水撤出, 弧后盆地完全封闭, 陆相地层开始发育,直至三叠世末,真正具有碰撞造山性质的变形和变质作用开始发生。 此时, 二郎坪弧后盆地与整个秦岭一起卷入与全面碰撞造山有关的变形变质, 标志着整个秦岭在中三叠世末全面隆升成山。
陆--陆碰撞造山以华北板块南缘的北秦岭与南秦岭板块沿着商丹缝合带一线的碰撞造山为例。南、北秦岭沿商丹带从洋盆的初始闭合到最终全面碰撞成山, 经历了3 个主要时期:①秦岭洋的初始闭合——点接触碰撞。②秦岭洋的全面闭合——残余海盆、面接触碰撞。③残余海盆的最终闭合——整体隆升成山。
3 2.3 陆内造山作用
碰撞造山使华北板块、秦岭、南秦岭和扬子板块结合成为一个整体。而后,秦岭地区转入了陆内造山作用演化阶段, 可分为以下两个主要阶段。
1) 晚三叠世——早白垩世, 秦岭地区发育一系列小型箕状山间断陷盆地和拉分盆地,这些盆地的发育反映碰撞期后持续的南北向挤压。进一步的挤压导致上部岩石圈由拉张状态转为收缩状态, 形成了一系列的逆冲推覆构造。这一时期深部岩石圈处于持续的挤压状态, 而浅部地壳则经历了挤压→拉张+ 平移→挤压的递进变形和应力转换。
2) 中生代晚期, 秦岭岩石圈整体转入强烈伸展状态, 沿着秦岭内部主要的断裂带发生广泛的近南北向拉张作用, 形成了一系列具拉张性质的晚白垩—第三系断陷盆地堆积。在地貌上, 秦岭再次强烈隆升, 形成现代秦岭山脉及相关盆地的雏形。
3.3 东秦岭造山带的形成过程
基于上述论述,我们基本可以推出东秦岭造山带的形成过程。
早古生代,下扬子板块从扬子板块北缘发生分裂,在秦岭洋中形成一独立的大陆地块。之后,该地块由于秦岭洋近南北向的“郯庐转换断层”的影响而被错开成东西两个部分,西部为秦岭地块,东部为下扬子地块。从古生代末期开始,扬子板块与华北板块相向运动,秦岭洋洋壳向华北板块单向俯冲,至早中生代,下扬子地块先于秦岭地块与华北板块发生碰撞造山作用,并使华北板块沿“郯庐转换断层”破裂。随后,由于扬子板块的碰撞造山作用,北面进一步左旋平移造山,形成北缘大别一胶南造山带,后缘则在扬子板块与下扬子地块的碰撞结合部形成宁镇造山带。
由于郯庐以西的西秦岭造山带地处华北和扬子两板块的中部,强烈造山作用使夹持于两板块间的秦岭地块大规模压缩、上隆剥失等,因而现残留的仅是变形和变质都十分强烈并呈狭长带状的地块。郯庐以东,由于位处华北,扬子两板块边部,挤压应力相对较弱,而且挤压应力大一二分被沿郯庐断裂大规模的平移作用所消耗,因此,下扬子地块变形较弱,保留下来的块体也较大,造山作用也较弱。“郯庐转换断层”在转变为郯庐平移断层过程中,南部由于受扬子板块的限制与掩盖,因此,郯庐断裂带便于大别山南缘突然中止。

参考文献
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地垒,地壳挤压导致地壳抬升

地堑 地壳断层导致一面山脉笔直隆起


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邸范择泰: 一、自然地理概况 本实习区位于甘肃省天水市北道区东南的西秦岭地段,中心西北距天水市(秦城区)约41km.其地理坐标为:东经105°56′~106°10′,北纬:34°10′~34°30′.区内包括了以地质地貌为主体的麦积山丹霞地貌和人文景观区,...

榆社县15613598980: 秦岭地区的岩石主要以什么为主? -
邸范择泰: 秦岭是世界典型的复合型大陆造山带,是形成统一中国大陆的主要结合带,横贯东西,位局中央,成为我国南北天然的地质、地理、生态、气候、环境,乃至人文的自然分界线,具有全球地质共同性中的独特性,其造山带与盆山地质科学内容丰厚、典型、集中,富有代表性,故长期受到国内外地学界的关注.秦岭是地质科学研究的天然实验室和旅游观光的博览馆.秦岭科学内涵深厚,典型遗迹众多,地质演化历史悠长,构造强烈复杂,地层岩石发育齐全,岩浆活动频繁,变质类型多样.这样看来,他是什么岩石都有的

榆社县15613598980: 襄樊广济断裂带 -
邸范择泰: 襄樊-广济断裂带历来被视作印支-燕山期秦岭-大别山造山带与古扬子板块北部边缘强烈变形带之间的大地构造边界,走向北西-南东,总体倾向北北东,全长约 450 km,晚白垩世以来,其北侧转变为桐柏-大别断块隆起,南侧演化为隆凹相间的伸展构造.此外,晚白垩世一早第三纪,断裂带沿线及与其交汇的北北东向、北北西向主要断裂系统曾有二期多次玄武岩喷溢活动.

榆社县15613598980: 终南山冬天最低气温是多少 -
邸范择泰: 终南山世界地质公园属暖温带半温润季风气候,四季冷暖干湿分明,年无霜期226天.1月份平均气温0.4℃,7月份平均气温26.6℃,年平均气温13.3℃.年平均降水量613.7mm,年平均湿度69.6%.山区气候垂直分带明显,随着海拔高度的升高,...

榆社县15613598980: 南阳内乡有什么好玩的地方? -
邸范择泰: 被称为“ 内乡县衙神州大地绝无仅有的历史标本”的内乡县衙为全国唯一保存完好的清代县级衙署,是国家级重点文物保护单位,与北京故宫、河北保定总督府、山西霍州署合称“中国四大古代官衙”,已开通了国际旅游专线;生态旅游示范区...

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