秦嶺造山帶的認識

1、秦嶺造山帶的認識 楊德飛 （資工072班 200707333）摘 要 秦嶺造山帶由三大套構造巖石地層單位所構成，即1、二類不同的前寒武紀基底巖系;2、晚元古代一中三疊世主造山時期受板塊構造和垂向增生構造控制的相關構造巖石地層單元;3、中新生代后造山期的陸內斷陷與前陸和后陸盆地沉積及廣泛的花崗巖漿活動。它們反映著秦嶺帶三個主要演化時期，在不同構造體制下的三種不同的基本地殼物質組成與結構。它們記錄著秦嶺造山帶長期發(fā)展歷史中的不同演化階段的多種造山作用及其不同動力學機制的豐富信息。主題詞 秦嶺 造山帶 構造地層單元 板塊構造演化秦嶺是一條具有復雜的地殼組成和結構，經歷長期不同構造體制演化的復合型大陸

2、造山帶。它現(xiàn)今的基本構造巖石地層單元雖因經歷多次構造變動、消減作用、逆掩推覆和剝蝕，致使有很多殘缺，但仍是秦嶺造山帶形成和演化的最真實紀錄，故研究其構造巖石地層單元的特點及其構造性質，對探索秦嶺造山帶構造演化、成因和動力學無疑具有重要意義。迄今對秦嶺造山帶的研究證明，其形成和演化可概括為三個主要演化時期:1.晚太古代一早中元古代古老結晶基底和過渡性淺變質基底的形成階段;2.晚元古代一中三疊世板塊構造和板內垂向增生構造復合的主造山作用時期;3.中新生代后造山陸內構造演化時期?，F(xiàn)今秦嶺造山帶的組成和結構是長期構造發(fā)展的產物，現(xiàn)今秦嶺的基本構造格架是由主造山作用奠定的，其中包容先期殘存構造和后期陸內

3、造山的強烈迭加改造。秦嶺造山帶的南北邊界在不同演化階段有不同的變化，現(xiàn)今的邊界如圖1的F，和Fl。按此邊界，秦嶺造山帶主要構造單元依據(jù)商南一丹鳳(下簡稱商丹)(SF，)和勉縣一略陽(下簡稱勉略)(SFZ)二個斷裂構造帶(原秦嶺的兩個板塊主縫合帶)，可劃分為三塊(圖1):華北地塊南緣(I，即原華北板塊南緣)，揚子地塊北緣(l，原揚子板塊北緣)和其間的秦嶺地塊(l，即原秦嶺微板塊)，進而可細分出八個構造帶(圖l)(張國偉1993)。秦嶺復合造山帶地表出露三大套構造巖石地層單位，即1.二類不同的前寒武紀基底巖系(Ar一Pt1一2);2.主造山作用(R3一TZ)期間受板塊構造和垂向增生構造控制的相關構

4、造巖石地層單元;3.中新生代后造山期在陸內斷陷、前陸和后陸盆地沉積及廣泛的花崗巖漿活動形成的構造巖石地層單元。它們反映了秦嶺造山帶三個主要演化時期，在不同構造體制下形成的三種不同的基本地殼組成和結構。1兩類不同的造山帶基底巖系1.1晚太古代一早元古代結晶墓底變質雜巖系包括晚太古代的太華群、魚洞子群、后河群及作為秦嶺東延部分大別山的大別群等。早元古代有鐵銅溝群、秦嶺雜巖、陡嶺群、小磨嶺雜巖、佛坪雜巖以及東延的桐柏群等。它們的共同特點是:同位素年齡值集中于分屬晚太古代和早元古代。它們都以古老結晶基底巖塊出現(xiàn)，呈大小不一的構造巖塊或殘存地塊，分散弧零分布，由于屢經構造變動、改造變位，它們已非原地原貌

5、。整個秦嶺一大別造山帶自東而西依次出露深、中、淺不同構造層次，因構造作用古老結晶基底常以造山帶核部和根部帶的深層變質雜巖出露。尤以大別群中高壓和超高壓變質巖石(張樹業(yè)1990;徐樹桐1991;翟明國1992)的大面積暴露為地學界所矚目。各巖群都經歷了多期變質變形和深熔巖漿作用，一般為角閃巖相，部分達麻粒巖相，強烈混合巖化，發(fā)育TTG巖套。變形復雜，以多期復合迭加和深層塑性流變?yōu)樘卣?張國偉1988;游振東，1993)，晚太古代巖塊具有太古宙高級片麻巖區(qū)特征。各巖沼羊原巖建造多以沉積一火山巖系為主，發(fā)育巨厚活動性碎屑巖建造，含有BIF、石墨大理巖和孔茲巖。上述各巖群在巖石組合、變質作用和變形序列

6、樣式諸多方面非常相似。尤其區(qū)域重力場、磁場及其不同高度的向上延拓所反映的深部古老基底的地球物理場的異常場方位和強度貫通南北，對應一致(管志寧，周國落1991)。大別群的區(qū)域磁場以及川中基底和華北太古宙基底磁場的高值正異常也十分相似.因此，在充分考慮各巖塊的構造變動和漂移分離的情況下，這些古老巖群的地質和地球物理的相似性，無疑對研究認識秦嶺、華北、揚子等地塊古老基底關系具有重要意義。新近對上述古老基底巖群的地球化學研究證明，它們(如太華、魚洞子、后河和腔嶺等巖群)存在著地球化學上稀土和稀有元素的豐度和分配型式的顯著差異，揚子、華北、秦嶺地塊的基底分屬不同的地球化學省(張本仁1994;張宗清等19

7、94)。北秦嶺變質碎屑沉積巖的Sm一Nd模式年齡和錯石U一Pb年齡集中在2.oGa左右(張宗清等1994)，反映北秦嶺在2.OGa左右有一次重要地殼增生事件，有大量慢源物質進入地殼，使地殼組分發(fā)生新的分異、混合和調整。Sr和Nd同位素也顯示華北、揚子和秦嶺三地塊的基底巖系存在一定的差異。這種地球化學的差異性，實質含意究竟是表明這些結晶巖塊原分屬各自獨立的古老陸塊，還是由于早期巖石巖石學報1995年圈的非均一性所致，或是因各巖塊后來處于不同構造環(huán)境中演變和分異的結果，尚難定論，但不論怎樣，這種差異對于分析認識各古老巖塊關系約束條件，顯然是很重要的。 綜合概括秦嶺造山帶的晚太古代一早元古代各古老結

8、晶基底的基本特點，可得如下初步認識:(l)秦嶺及其周緣現(xiàn)存著眾多古老結晶雜巖，反映秦嶺造山帶基底的形成已經歷長期復雜演化歷史，自有其早期陸殼形成演化的構造體制。但因后期強烈改造而呈殘存狀態(tài)，尚難準確恢復重建。(2)它們的地質和地球物理的相似性和地球化學的差異性，表明秦嶺造山帶早期基底是非均一的，原來可能分屬不同成因的初始或早期陸殼，后曾一度拼合為統(tǒng)一的?？死ɑ蛳嘟憠K，使之后來具有了相似的地質演化歷史。秦嶺造山帶正是在這樣早期地質演化基礎上又經歷了后來的造山作用才形成的。這對于研究中國大陸殼早期的形成、增生演化提供了重要信息。1.2中元古代淺變質過渡性基底秦嶺中元古代淺變質巖系不具有真正結晶

9、基底性質，但與蓋層相比又具有基底特征，故稱之過渡性基底。它是以火山巖為主的變質沉積一火山巖系，分布廣泛，包括熊耳群、官道口群、洛峪群、寬坪群、武當群及與之相當?shù)泥y西群、隨縣群和毛堂群(?)，部分耀嶺河群，紅安群、西鄉(xiāng)群、火地婭群、碧口群等等，名稱繁多，隨地而異，但最突出的是它們普遍具有如下共同性:(1)同位素年代學研究和地層關系證明，它們的同位素年齡值集中于1.6一1.oGa(張宗清等1994和未發(fā)表資料)，屬中元古代，其中部分巖群下部起始于早古元代，而部分上部則可延續(xù)到晚元古代(0.8一0.7Ga)。總體來看，它們彼此層位相當，或部分相當，或為上下關系(WangHongzhen1990)。(

10、2)這些巖群除少數(shù)是陸緣碎屑沉積外，大多是火山一沉積巖系?；鹕綆r具非典型雙模式特征(劉國惠1993)，下部發(fā)育酸性，上部多為基性，武當群及其大致相當?shù)膸r群尤為顯著?；曰鹕綆r富Mg、Fe，富堿性或偏堿性，富LIL元素，REE分配型式為富集型，具明顯裂谷火山巖特征。但其中部分(如寬坪群、松樹溝等)為大洋或島弧拉斑玄武巖(劉國惠1993;張國偉1988)，而有些如西鄉(xiāng)群中火山巖則更多具大陸溢流玄武巖特征，巖系復雜多變。從巖漿演化看，它們具不連續(xù)性，缺乏或不發(fā)育中性巖，常伴隨大量陸源碎屑巖層，故從各巖群巖石組合，地球化學和變質變形特征綜合分析，雖各有差異，但普遍顯示具伸展機制下大陸裂谷火山巖性質，反

11、映它們形成于擴張裂谷構造環(huán)境。但它們并非都是簡單的單一裂谷產物。以寬坪群為例，火山巖Sm一Nd年齡為1142士15(2。)一956士169(2。)Ma(張宗清1994)，由綠片巖、斜長角閃巖、云英片巖、石英巖及大理巖所組成，原巖主要是拉斑玄武巖、碎屑巖及碳酸鹽巖等。基性火山巖從下部具大陸拉斑玄武巖的顯著地球化學特點向上漸變?yōu)镽EE為平坦的輕稀土虧損型式(La/Sm)<1，隊d(t)為+6.5一+4.2，類似于洋脊玄武巖的特征，反映寬坪群從初始裂谷向過渡性小洋盆的演化(張本仁1994;張宗清1994;張壽廣1991)。另外，寬坪群碎屑巖Sm一Nd模式年齡(1854Z142Ma)、單顆粒鉛石

12、“0，Pb/Zo6Pb年齡(最大者3319士3Ma，張宗清等1994)以及碎屑巖的Th/Co、S。/Th、La/Co等關系圖解(Gao夏林析等.1994.南秦嶺元古宙構造火山巖漿作用研究新進展.第n卷第2期張國偉等:秦嶺造山帶主要構造巖石地層單元的構造性質及其大地構造意義105Shan1990)都反映其物源來自北側的太華群(3.02.6Ga)和南側的秦嶺雜巖(220。1900Ma，張宗清等1994)，也同樣證明它形成于裂谷構造環(huán)境。同時寬坪群火山巖向東西延伸變?yōu)橐灾兴嵝詾橹?，變化顯著。綜合以上分析，顯然寬坪群形成于大陸裂谷環(huán)境，但其中一些地段擴張而出現(xiàn)小洋盆，造成其復雜多變。與之相似，陜西商南

13、松樹溝蛇綠巖塊(礦物Sm一Nd年齡983士14oMa，李曙光等1991)以及陡嶺、碧口等超鎂鐵質巖塊等，也反映了秦嶺中元古代晚期裂谷間雜小洋盆的構造環(huán)境?？傊貛X中元古代的火山巖系總體代表了大陸裂谷和小洋盆間雜的地殼擴張構造體制。(3)秦嶺中元古代花崗巖的分布及特點，如松樹溝蛇綠巖塊北側外圍的德河、蔡凹、黃柏峪等類似板塊俯沖碰撞型花崗巖體(Sm一Nd年齡為793一659Ma，張宏飛1993)，華北地塊南緣的龍王撞和揚子地塊北緣漢南碑壩的鐵船山等堿性花崗巖和堿性巖(l.oGa士，盧欣祥1”1;張宏飛1993)等，都從另一個側面證明了秦嶺中元古代裂谷間雜小洋盆構造環(huán)境的存在。(4)秦嶺中元古代淺變

14、質火山巖過渡性基底，多數(shù)經歷過23期變形(張國偉1988;游振東1991)，早期發(fā)育固態(tài)流變，形成緊閉同斜到平臥褶皺，廣泛發(fā)育面理置換，后期又遭受不同層次韌性一脆性的斷裂以及逆沖推覆、伸展和走滑構造的迭加改造，常呈多層次疊置的巖塊、巖片夾持在秦嶺不同構造帶中，尤其是在古老結晶基底巖塊之間。它們多數(shù)的變質作用達綠片巖相，部分達低角閃巖相，又有廣泛的后期動力退變質作用迭加，局部有迭加進變質作用(劉國惠1993)。值得強調的是中元古代火山巖群的南側，從大別、隨州到武當山南北側，乃至碧口群南側，斷續(xù)發(fā)育以藍片巖為代表的高壓低溫變質相帶(張樹業(yè)1990)，與大別高壓和超高壓變質相帶并存。秦嶺造山帶的藍片

15、巖高壓變質帶是長期的構造復合產物，至少包含有晚元古代和印支期不止一期的、具有不同構造成因和形成方式的復合(張國偉1992)，這對于研究造山帶不同地質發(fā)展階段不同構造體制下的形成和演化具有重要意義。(5)中元古代各火山巖的eNd>>o，基性火山巖的。Nd(t)=+5.5+7.1(張宗清等1994及未發(fā)表資料)，表明它們主要由虧損地慢源不同程度部分熔融和結晶分異而形成。它們大量地加入地殼中，這對于秦嶺地殼成分、性質和地球化學特征的變化以及成礦都起著重要作用。廣泛的中元古代火山巖系已是秦嶺成礦的重要母巖，也是秦嶺地殼構造變形的主要滑脫層系，因而具十分重要地質意義。中晚元古代火山巖與南秦嶺

16、花崗巖的同位素地球化學特征顯示中晚元古代秦嶺地殼底部曾存在板底墊托作用(張宏飛1993)，可能是導致秦嶺中晚元古代地殼強烈擴展、裂谷發(fā)生、大量慢源物質上涌和火山巖噴出的重要動力來源，值得進一步研究。(6)秦嶺中元古代火山巖系與晚元古代火山巖系間的關系，研究證明決非單一簡單關系。包括大比例尺填圖證明有些地帶的兩者之間顯著有造山性質的晉寧期構造變動，具構造角度不整合關系，但不少地區(qū)卻清楚地反映兩者為非造山性質關系，甚至是連續(xù)過渡關系(張國偉1988;劉國惠1993)。這表明10一8億年的晉寧期強烈構造運動，雖在巴山以南揚子地區(qū)使眾多不同結晶地塊經過復雜的拼合，形成統(tǒng)一的初始揚子地塊，接受震旦系統(tǒng)一

17、蓋層，但其北緣的秦嶺區(qū)并未結束其自中元古代似來的擴張裂解進程，呈現(xiàn)復雜的構造格局，既有裂谷和小洋盆閉合，導致基底拼合;又有未封閉，甚至繼續(xù)擴張，出現(xiàn)火山活動(0.8一0.7Ga)。這可能正是秦嶺晉寧期構造性質的獨特性。秦嶺也正是在這樣的基礎上開始發(fā)生，進而轉入板塊構造演化階段的。巖石學報1995年概括以上，秦嶺中元古代火山巖系是秦嶺造山帶的重要基底，占有重要地位。這些火山巖系是由大陸伸展擴張的裂谷系構造體制形成的。裂谷和小洋盆并存分割眾多古老結晶基底巖塊，而后在晉寧期多數(shù)以不同方式閉合，但秦嶺帶并未結束擴張，繼續(xù)延入晚元古代，最終導致秦嶺晚元古代一古生代洋盆的拉開，轉入新的板塊構造演化時期。顯

18、然，10一8億年的晉寧構造期是秦嶺由陸內裂谷構造體制向板塊構造體制的轉化時期。2 主造山作用時期(R3一TZ)板塊構造體制下的構造地層巖石單元秦嶺造山帶晚元古代一中三疊世的巖石、地層，就出露的主體部分而言，它們都是在秦嶺板塊構造復合垂向增生構造的主造山作用過程中(R。一TZ)發(fā)生、發(fā)展和演化的。按照構造演化和時代可分為四個構造巖石單元。2.1晚元古代沉積火山巖系八十年代以來，多種方法配套的同位素年代學研究(張宗清1994;李曙光1991)，并結合地質研究證實，秦嶺造山帶中晚元古代廣泛發(fā)育火山巖系，不但在晉寧期(1.00.SGa)，而且可延到0.80.6Ga。現(xiàn)已在二郎坪、丹鳳蛇綠巖中發(fā)現(xiàn)至少有

19、1.00.7Ga和0.4Ga士的基性火山巖，其中在南召、西峽、周至等地已獲得基性火山巖sm一Nd年齡708士63Ma、822士89Ma、847士198Ma(張宗清等1994)，同時在躍嶺河群、西鄉(xiāng)群和劉家坪群等火山巖和架川群堿性火山巖中也測得800一600Ma左右的息m一Nd年齡(張宗清等1994)，集中反映秦嶺帶繼承中元古代至晉寧期的火山活動，一直到6一8億年時期仍繼續(xù)強烈發(fā)育基性一中酸性裂谷型火山與小洋盆型蛇綠巖，而且它們與其上下巖層關系隨地而異，有造山性質角度不整合關系，又有連續(xù)過渡關系，反映處于一種特殊構造演化背景之下，即秦嶺區(qū)正處于由大陸裂谷體制轉換為現(xiàn)代板塊構造體制的初始階段。2.

20、2，旦紀一志留紀兩類不同性質大陸邊緣建造秦嶺區(qū)大巴山南緣至漢南西鄉(xiāng)一寧強一線以南，如同揚子地塊內部一樣發(fā)育完整的上下震旦系。但以北的南秦嶺地區(qū)，在商丹縫合帶以南主要分布上震旦系陡山沱組和燈影組，而普遍缺失下震旦系;商丹以北的北秦嶺區(qū)則普遍缺失揚子相震旦系，卻發(fā)育了像陶灣群與之完全不同的震旦系。陶灣群(586士6oMa一682士6oMa，張宗清1994)是一套被后期強烈剪切變形改造的被動陸緣沉積(劉國惠1993)。秦嶺帶震旦系的這一獨特基本事實，可以說明:在晚元古代震旦世初期，秦嶺區(qū)未接受統(tǒng)一的揚子型初始蓋層沉積，仍發(fā)育裂谷型火山巖;至少晚震旦紀前，秦嶺區(qū)沿商丹一線已出現(xiàn)洋盆，被分離為揚子和華北

21、兩板塊，進入板塊構造演化階段。秦嶺造山帶早古生代，以商丹帶為界南北顯然是兩套不同的建造組合。揚子板塊北緣的被動大陸邊緣建造商丹帶以南，即揚子板塊北緣接受一套任一S的巨厚被動陸緣沉積體系，其中最有特色的是發(fā)育富硅、碳質的陸緣裂谷型深水沉積(張國偉1988)，尤以其內發(fā)育堿性鎂鐵質一超鎂鐵質潛火山雜巖(Sm一Nd法測得431.gMa，黃月華1993)和慢源金云角閃輝石巖捕虜體第n卷第2期張國偉等:秦嶺造山帶主要構造巖石地層單元的構造性質及其大地構造意義107(4oAr一3，Ar法測得700一gooMa，黃月華1993)引人矚目。據(jù)夏林沂等(1994)研究認為這種捕虜體屬高壓地慢成因并受到地慢交代作

22、用，它們的部分熔融產生堿性鎂鐵質一超鎂鐵質火山巖漿，巖漿向上運移，將這些捕虜體攜帶到近地表或地表。這說明南秦嶺早古生代存在著深部地質背景下的伸展裂陷作用，并非是簡單的被動陸緣結構與沉積。華北板塊南緣的活動大陸邊緣建造商丹帶以北，即在華北板塊南緣，與揚子板塊北緣同時但卻發(fā)育二條以鎂鐵質火山巖為主的火山一沉積巖帶，其中包括二郎坪蛇綠巖、丹鳳蛇綠巖以及其間以秦嶺雜巖為基底的島弧火山巖帶(張國偉1988;張本仁1994)，顯示了活動大陸邊緣特征。此時秦嶺南北同期遙相對應的兩個不同性質的大陸邊緣的并存，無疑可以推斷其間必存在過現(xiàn)已消失了的秦嶺洋，它分割華北和揚子兩個板塊。據(jù)島弧火山巖和俯沖型花崗巖的同位

23、素年代和古生物證據(jù)(張國偉1988)，至遲中奧陶世揚子板塊已向北俯沖于華北板塊之下，可以推斷，震旦紀到早奧陶世時期曾是秦嶺洋最大擴張期，中奧陶世開始俯沖消減，從而構成華北板塊南部的活動大陸邊緣。2.3蛇綠巖帶關于秦嶺造山帶蛇綠巖及其性質、類型和時代，迄今仍有爭議。據(jù)我們綜合研究認為在秦嶺帶的鎂鐵質一超鎂鐵質巖石組合中，除去非蛇綠巖者外，具有蛇綠巖組合基本特征者可概括為三種類型:小洋盆型、弧后邊緣海型和島弧型，并分為三個時代，即中晚元古代、古生代、晚古生代一中三疊世，它們呈三條斷續(xù)的帶分布:二郎坪東西一線，商丹帶，勉略帶.迄今為止秦嶺帶還沒有發(fā)現(xiàn)真正典型的大洋中脊型蛇綠巖，所見殘存者多是與陸緣相

24、關的類型，即552型(Edelman1958;Robertson1992;Ishiwatari1992)。中晚元古代寬坪群、松樹溝等小洋盆型蛇綠巖已如前述。關于丹鳳、二郎坪、勉略蛇綠巖帶可概括簡述女丁下。丹鳳島弧蛇綠巖和島弧火山巖帶該帶沿商丹主縫合帶以殘留混雜巖塊出露，其巖石組合、地球化學特征和變質變形復雜多變，其中包容了類似MORB、洋島和島弧型等不同火山巖類，它們都遭受后期強烈剪切變形。這里的蛇綠巖不具完整層序，不發(fā)育下部超基性巖類，具有輝長堆晶巖、輝綠巖墻、塊狀枕狀拉斑玄武巖和硅質巖等組合?；詭r類有下列三種產出情況和兩種巖石系列，且拉斑系列與鈣堿性系列共生。殘留于基性火山巖中的角礫狀早

25、期包體系列，以輝長巖和拉斑玄武巖為主，REE豐度低，譜型呈平坦一弱虧損型，貧LIL，知d、十6，類似N一MORB型，可能為洋殼殘片或初始島弧產物;主體火山巖系列，拉斑玄武巖和鈣堿性系列共生，以LREE富集型為主，微量元素特征反映既有洋島又有大陸島弧環(huán)境產物特征。其中還有近似于上述包體系列者;以侵入關系產出于火山巖系列中的晚期基性巖類，明顯以鈣堿性系列為主，并有少量堿性玄武巖。從丹鳳帶北側發(fā)育一列俯沖型花崗巖(552一361Ma，張宗清等2994;駱庭川2994)和商丹帶內部發(fā)育碰撞型花崗巖(262一198Ma，張宗清等1994;駱庭川1994)來看，也證明丹鳳火山巖帶與板塊俯沖碰撞密切相關。商

26、丹帶在這一消減過程中形成和演化，成為包容混合了以島弧火山巖為明顯特征的混雜有島弧蛇綠巖、洋島和大陸島弧火山巖的巖漿構造混雜帶，其形成和演化過程極為復雜，涉及到縫合帶長期的殼慢巖漿演化、消減、流體、構造等巖石學報1995年作用的共同過程，值得進一步研究。二郎坪弧后型蛇綠巖以二郎坪和大河區(qū)為代表，以枕狀、塊狀拉斑玄武巖為主，有輝長堆晶巖，橄欖輝長巖，厚層放射蟲硅質巖，超鎂鐵質巖不甚發(fā)育，但卻伴生M型花崗巖和花崗閃長巖，具弧后型蛇綠巖組合特征?；曰鹕綆r中大洋拉斑玄武巖和島弧低鉀拉斑玄武巖共生。前者屬N一MORB型，REE分配型式為平坦型到輕稀土弱虧損型，后者為輕稀土富集型。它們的蜘d(t)為+5.

27、8+7.1，“，Sr/86Sr初始比值為0.703一0.706(張宗清等1994;張本仁一993)，主要來自虧損地慢，屬同一巖漿演化系列。它們形成于弧后擴張構造背景下，成一裂陷帶，而其中部分地段如二郎坪和大河等，擴張而成為弧后小洋盆，成串珠狀分布。它們與南側商丹俯沖帶同期并列。共同指示了古生代華北板塊南緣活動大陸邊緣的板塊構造體制。勉縣一略陽蛇綠構造混雜巖帶(SF:)它是秦嶺中僅次于商丹帶的又一板塊縫合帶。這條帶西接文縣一瑪曲一花石峽而通昆侖縫合帶，東至鎮(zhèn)巴縣高川地區(qū)，再東則被巴山弧形一襄樊一大別燕山期巨大向南的逆沖推覆所掩蓋。勉縣一略陽一帶是保存較好的一段縫合線遺跡。勉略段寬約1一skm，由

28、多條主干斷裂構成，在各斷片中，強烈剪切基質包容大量An任，Z一任，D一C地層和眾多超鎂鐵質的不同構造巖塊，形成自北向南的疊瓦逆沖推覆構造，成為顯著的蛇綠構造混雜巖帶。該帶從勉略到高川缺失O一S地層，發(fā)育D一C深水濁積巖、炭硅質巖等陸緣沉積巖系，與其南北兩側大范圍內普遍缺失D一C地層形成鮮明對照。更為重要的是該帶有基性一超基性巖塊214個，其中有眾多是蛇綠巖塊，尤以略陽三叉最典型。它由超基性巖、堆晶輝長巖，拉斑玄武巖和硅質巖組成?；院统詭r類巖石地球化學特征具有T一MORB和552型島弧蛇綠巖特點，REE為強虧損型和富集型并存，d(t)、+6.0。同時帶內還有鈣堿性安山巖和島弧低鉀拉斑玄武巖

29、等島弧火山巖的殘存。與之相匹配，該帶北側有一列印支期俯沖型花崗巖(219一205Ma，u一Pb，陳亞東，李曙光函告1994)。綜合分析，顯然指示勉略帶曾是一泥盆紀開始打開的洋盆，屬于東古特提斯洋北側分支洋盆，分割了揚子和秦嶺板塊。同位素年代學與生物地層學證據(jù)據(jù)同位素年代學與生物地層學證據(jù)，勉略帶蛇綠巖從勉略一高川間地層構造關系判斷應是D一TZ時期的產物，新近從其基性火山巖獲得241士4.4Ma(Sm一Nd)，。Nd(t)=+6.2;220士Ma(Rb一Sr)(李曙光函告，1994)。同時考慮到勉略帶有眾多不同的蛇綠巖塊，各有差異，故可以認為勉略蛇綠巖主要形成于海西晚期一印支早期，而變質變形主要

30、構造就位于TZ一3。二郎坪弧后蛇綠巖，據(jù)放射蟲及多門類生物化石定年為任一C，以02為主。基性火山巖的同位素年代獲得:963士s5Ma，已Nd(t)=+6.5士0.6;847士198Ma，eNd(t)=+2士1.3;822士oMa，已Nd(t)=+6士0.4;708士63Ma，cNd(t)=+3.7士0.4;405Ma，Nd(t)=+1.4(張宗清等1994)。據(jù)地質關系綜合分析，以上資料既反映了二郎坪蛇綠巖組成的復雜，同時也表明它作為一個弧后盆地在從擴張裂陷到弧后洋盆發(fā)展、消減和封閉的長期過程中，弧后巖漿系列的分異演化和構造拚接混雜的多樣性。故目前可以認為二郎坪蛇綠巖形成于晚元古代一古生代。丹

31、鳳島弧蛇綠巖和島弧火山巖中的沉積夾層含海百合莖，硅質巖中有放射蟲化石，第n卷第2期張國偉等:秦嶺造山帶主要構造巖石地層單元的構造性質及其大地構造意義109定年為O一S)，sm一Nd同位素年代學研究獲得914lo15Ma，知d(t)一+7.1(全巖等時線年齡，張宗清等，未發(fā)表數(shù)據(jù))和402士14Ma，隊d(t)一+2.7(礦物等時年齡李曙光1989)，與二郎坪弧后蛇綠巖時代相似，結合與之相關的前述花崗巖的年齡(316一382Ma)，可以認為丹鳳蛇綠巖和火山巖系形成于晚元古代一古生代，而構造就位則為晚古生代一中三疊世(276ZllMa，U一Pb，39Ar一4oAr)。2.4晚古生代一中三盈世構造巖

32、石地層單元秦嶺南部勉縣一略陽蛇綠巖構造混雜帶的厘定(張國偉1993)，表明從泥盆紀秦嶺已開始由早古生代揚子和華北兩板塊沿商丹帶的相互作用轉變?yōu)槿齻€板塊:華北、揚子和其間的秦嶺微板塊，形成沿商丹和勉略兩個縫合帶俯沖碰撞新的板塊構造格局，同時還復合迭加著同期在深部地質背景下的諸如佛坪、武當?shù)拇瓜驑嬙欤骨貛X晚古生代至中生代初期地殼結構、沉積地層和構造演化發(fā)生了重要調整變化。兩個洋盆與新的陸緣沉積勉略一高川地區(qū)的蛇綠巖和沉積地層反映了勉略帶自泥盆紀開始逐漸拉張打開，形成揚子和秦嶺板塊間的東古特提斯洋北側分枝有限洋盆的地質進程。該帶在Z一任基礎上，直接接受DZ_3踏坡組粗礫碎屑巖和濁積巖所代表的初期裂

33、陷邊坡扇裙沉積，而三河口群和高川地區(qū)D一TZ沉積巖系則代表打開的勉略洋南北兩側不同的陸緣沉積巖系，它們與其兩側同時代沉積地層顯著差異，它們真實客觀地記錄了該帶裂陷擴張到洋盆最終閉合的歷史。而與之同期的商丹帶，原是揚子和華北板塊間的俯沖帶，泥盆紀開始變?yōu)榍貛X和華北板塊間的俯沖殘余洋盆，C一TZ洋盆已幾近消亡，逐漸變?yōu)闅堄嗪Ｅ?，以致填滿出現(xiàn)沼澤煤系沉積，這包括劉嶺群(DZ一3)，二峪河群(C)和商丹帶南緣的弧前沉積巖系D一p，T(?)(ZhangGuoweietal.1989)，以及在桐柏新發(fā)現(xiàn)的含Tl放射蟲化石的沉積巖層(馮慶來1994)等，代表了晚古生代商丹帶從洋殼俯沖殆盡的殘余洋盆至陸一陸開

34、始碰撞期間的過程。商丹帶以北的北秦嶺地區(qū)，晚古生代也有類似的地質記錄。新的研究證實二郎坪蛇綠巖系之上，延續(xù)發(fā)育很厚的D一C，碎屑沉積(裴放1990)。石炭紀的草諒騷煤系地層則表現(xiàn)弧一陸封閉后的上疊斷陷沉積，真正具有典型磨拉石堆積者當屬洛南的二疊紀大荊組早厚粗粒碎屑紅色堆積和晚三疊世一早侏羅世南北秦嶺均有分布的山間盆地堆積，所以北秦嶺陸相盆地沉積反映了二郎坪沿線的弧后海盆在晚泥盆世已開始陸弧閉合，二疊紀初期隆升，以及伴隨整個秦嶺造山帶中晚三疊世的最后全面碰撞造山的隆升和塌陷過程。秦嶺微板塊內的陸表海沉積介于上述兩個洋盆之間的秦嶺微板塊在晚古生代至中三疊世廣泛發(fā)育板內復雜的陸表海沉積。它的總體構造

35、古地理格局呈現(xiàn)為:旬陽一留壩以南地區(qū)是構造隆起帶，它在晚元古代一早古生代擴張裂陷和堿性超鎂鐵質雜巖侵位和噴出的構造背景下，志留紀末該地區(qū)大面積隆升，造成普遍缺失志留系以上地層，成為南秦嶺晚古生代隆起帶。而旬陽一留壩以北到劉嶺群分布以南地區(qū)，則是接受D一TZ巨厚堆積的南秦嶺晚古生代沉降帶，但該帶內部結構復雜，既有東西向間列的擴張斷槽又有武當、佛坪、小磨嶺等基底垂向隆起構造，造成縱橫分割，水崔智林，孫勇等.1995.待發(fā)表資料.巖石學報1995年域似通非通的多條地塹裂陷和地壘抬升或基底彎隆構造相間復合的復雜陸表海構造沉積古地理環(huán)境(李晉僧1994;殷鴻福1992;孟慶仁)。所以南秦嶺的D一TZ巖層

36、復雜多變、從邊坡近源粗礫堆積到深水濁積巖系和臺地相碳酸鹽巖，以及它們的東西南北沉積巖相的迅速變化和不同組合，這都是由秦嶺微板塊晚古生代一中三疊世所處的上述區(qū)域構造背景所決定的。商丹和勉略兩個縫合帶所夾持的秦嶺板塊，在其前寒武紀拼合基底基礎上所發(fā)育的古生界一中三疊統(tǒng)巨厚陸表海巖系，作為統(tǒng)一蓋層，它們同時遭受了晚三疊世廣泛普遍的板塊碰撞構造的變質變形，無疑這是秦嶺板塊構造體制主造山作用最后結束時間的可靠證據(jù)。同時秦嶺中大量的晚海西一印支期花崗巖，也給予了有力的佐證(Castro199卜Hutton1992)。秦嶺帶早古生代的花崗巖突出地集中于商丹帶以北，并成帶有規(guī)律的分布，而240一189Ma的大

37、量花崗巖(張宗清等1994;張本仁1993)則在南北秦嶺都有出露，而且東部豫西地區(qū)以晚海西花崗巖居多(382一245Ma)，中西部則以印支期為主，并集中在220一189Ma，尤其以商縣沙河灣環(huán)斑花崗巖(213士IMa)呈近等圓柱狀穿切侵位于商丹帶內，更有力地說明秦嶺的三板塊沿兩縫合帶最后斜向穿時全面陸一陸碰撞造山結束在T卜3。2.5秦嶺板塊構造演化秦嶺地質的事實表明秦嶺的主造山作用是一個復雜漫長的造山過程，既不是簡單的加里東碰撞造山(Mattauer1985)，也不是簡單的印支期碰撞造山(Hsu1987)，其主要細節(jié)造山過程可概括為圖2:晚元古代早期的巖石圈進一步裂解導致秦嶺洋盆以及華北和揚子

38、板塊的形成(107億年)。Z一e秦嶺洋的擴展導致華北、揚子板塊及其間很多陸殼碎塊的側向運動(75億年)。O一S揚子板塊向華北板塊的俯沖，并引起早古生代(加里東)構造巖漿活動及秦嶺洋南北兩側不同性質大陸邊緣的出現(xiàn)(54億年)。勉略洋沿SF:從D開始打開，秦嶺微板塊的游離出現(xiàn)，秦嶺洋沿SFI進一步消減演化;D一C，秦嶺洋盆沿SF，幾近消亡，形成殘余海盆，不規(guī)則邊界初始接觸碰撞(3.7一2.9億年)。C一P一TZ，SF，的殘余洋盆逐漸覆蓋填滿，形成陸相沼澤沉積。C一P洋殼已接近消亡，T卜3華北與秦嶺板塊發(fā)生最后全面陸一陸斜向碰撞。稍遲，SF:勉略帶俯沖洋盆閉合，揚子與秦嶺板塊俯沖碰撞，至此秦嶺轉入統(tǒng)

39、一陸內構造演化時期。3主造山期后中新生代陸內構造演化及其物質組成記錄秦嶺于T:末結束其主造山的全面碰撞而最終拼合演化為統(tǒng)一中國大陸，后轉入陸內構造演化階段，但它們并未平靜下來，而是發(fā)生了強度不亞于主造山作用的陸內造山作用，它在秦嶺中新生代沉積和花崗巖活動上有直接的記錄。中新生代南、北秦嶺共同發(fā)育了嚴格受斷陷控制的T3一J，一2、J3一K，、KZ一E、N一Q的不同類型紅色陸相沉積，而且T。一Jl一2陸相沉積普遍遭受區(qū)域性變質變形作用，形成低綠片巖巖石學報1995年相變質巖系，J3一K，的在部分地帶，尤其在大的斷裂附近發(fā)生動力變質作用，但KZ一E、N一Q的則基本未變質。顯然，中生代陸相山間盆地堆積

40、，在燕山早期是秦嶺在其主造山碰撞后，板塊運行機制并未完全終止，引發(fā)陸內俯沖，造成主造山期后隆升，并伴生一系列塊斷和箕狀塌陷紅盆(T3一Jl一:，J3一Kl)，同時斜向俯沖的水平分量導致廣泛的左行平移和走滑拉分小盆地，從而接受大量山間紅色磨拉石堆積。燕山晚期100Ma左右，以T3一K，紅層的變形變質、更廣泛的KZ一E紅盆堆積和大規(guī)模花崗巖漿活動(120一98Ma， 張宗清等1994)為標志，秦嶺發(fā)生了強裂的伸展作用和急劇隆升，這是秦嶺在其深部深刻背景下，造成今日強大山脈的一次劇烈構造熱事件。晚白壟世，尤其新生代以來，在沿中國大陸上兩個SN和NNE向重力梯度帶橫越秦嶺的部分，出現(xiàn)一系列伸展剝離構造

41、和SN一NE向斷陷盆地，穿切秦嶺東西構造帶，反映秦嶺正在沿這些地段發(fā)生新的裂解，使之分為大別一桐柏，東秦嶺、西秦嶺三個不同抬升速率和剝蝕深度，呈現(xiàn)為三個不同構造層次出露的不同構造塊體。4結論綜合秦嶺造山帶主要構造巖石地層單元的特點與演化，概括現(xiàn)今的研究，可得以下初步認識。(1)秦嶺造山帶有兩類前寒武陸殼基底，早期為非均一的不同結晶雜巖，曾一度拼合，20億年左右的重要地殼增生事件可能就是其一次重要表現(xiàn)，而后為中元古代過渡性基底的火山系所裂解。(2)中元古代至晉寧期是秦嶺造山帶前主造山最重要的強烈擴張期，發(fā)育裂谷構造體制，秦嶺殼下發(fā)生廣泛的板底墊托作用與強烈殼慢交換，導致大量慢源物質加入地殼，是秦

42、嶺強烈的地殼增生時期，對秦嶺早期地殼組分具有廣泛深刻影響，成為秦嶺造山帶形成演化的主要物質基礎之一。(3)10一8億年晉寧期構造運動，是揚子地塊拼合形成時期，但對秦嶺而言，卻是華北與揚子兩個板塊分離而轉入板塊構造體制的重要轉換時期。(4)奧陶一泥盆紀是秦嶺造山帶板塊構造體制演化中主造山作用的一個重要時期。這個時期秦嶺洋殼在震旦一寒武紀擴張后已開始俯沖消減，勉略一新的洋殼開始打開，暗示深部動力學系統(tǒng)和巖石圈層圈藕合關系發(fā)生重要調整，地殼組分和結構，包括同位素系統(tǒng)受到強烈影響。但這不是統(tǒng)一動力學機制和構造體制的改換，所以上部地殼物質組成和結構反映不止一次造山性質的變動。(5)370一Zo0Ma(晚

43、海西一印支期)是秦嶺板塊構造體制演化的最后階段，充分反映板塊從洋殼消減將盡到陸殼初始接觸碰撞，至最后全面陸一陸碰撞經歷了漫長復雜的造山過程，其巖石圈深部動力學機制正處在從老的過程向新的過程的轉換時期，上部地殼聚斂收縮和伸展隆升，發(fā)生強烈變形和變質以及以花崗巖為代表的地殼物質組分的再分配，最終結束板塊構造體制而轉入陸內大地構造演化階段。(6)秦嶺主造山期后的中新生代陸內造山時期最突出的是發(fā)生了強烈伸展、大幅度隆升和斷陷以及大規(guī)模花崗巖漿活動，它與秦嶺帶地球物理深部探測結果相吻合。中新生代秦嶺區(qū)地慢發(fā)生調正，軟流圈急劇抬升，巖石圈地慢拆沉流變減薄(Kay1993;scaks1990)，Moho第n

44、卷第2期張國偉等:秦嶺造山帶主要構造巖石地層單元的構造性質及其大地構造意義113面展平，中下地殼成為秦嶺巖石圈流變學分層中的殼內流體軟層(Ranalh1987;Quinlan1993)，深部地慢活動導致上部地殼強烈伸展抬升等等。因此秦嶺的這種深部地質作用過程必然成為秦嶺中新生代陸內造山的主要動力學來源。(7)秦嶺造山帶的地質、地球化學和同位素年代學的記錄，都是統(tǒng)一地質造山過程中的各個側面，它們統(tǒng)一于造山帶的基本物質構成中，所以從現(xiàn)代的知識層次進行時空四維的多學科綜合的造山帶地球物質的研究，去重新認識理解和挖掘它所賦存的大陸動力學豐富息，探討大陸的增生、裂解、拼合與保存、造山帶的形成與演化，為地學的發(fā)展作出新的探索，是值得