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1、第 83卷 第 11期 2 0 0 9 年 1 1 月地 质 学 报 ACTA GEOLOGICA SINICA Vol. 83 No. 11 Nov . 2009注: 本文为/ 十一五0国家科技支撑项目课题( 编号 2006BAB01A11) 和中国地质调查局地质调查项目( 编号 1212010611807) 资助的成果。收稿日期: 2009 -04 -12; 改回日期: 2009 -09 -07; 责任编辑: 郝梓国。作者简介: 王宗起, 男, 1960 年生。研究员, 博士生导师。主要从事造山带与盆地的地层学、 大地构造学和成矿学研究。通讯地址:100037, 北京西城百万庄大街 26号
2、; 电话: 010- 68996873; Email: wzq ccsd. org. cn。秦岭造山带主要大地构造单元的新划分王宗起1), 闫全人2), 闫臻2), 王涛2), 姜春发2), 高联达2),李秋根3), 陈隽璐4)、 张英利1), 刘平2), 谢春林4), 向忠金2)1) 中国地质科学院矿产资源研究所, 北京, 100037; 2) 中国地质科学院地质研究所, 北京, 100037; 3) 北京大学地球空间学院, 北京, 100871; 4) 中国地质调查局西安地调中心, 西安, 710054内容提要: 根据近年来的地层、 沉积、 岩浆 -火山和构造变形及岩石地球化学等方面研究新
3、进展, 结合前人的成果, 按照大地构造相单元划分原则, 将秦岭造山带分为 13 个主要构造单元: 华北南缘陆坡带, 包括第一层序的青白口系大庄组、 震旦系罗圈组和寒武系, 与之对应的豫西栾川群; 第二层序的奥陶纪陶湾群; 北秦岭弧后杂岩带,以宽坪群和部分二郎坪群中的基性火山岩与碳酸盐岩的构造块体与变质的古生代深海碎屑岩混杂为特征; 秦岭岛弧杂岩带, 由丹凤群不同的古洋隆块体、 富水幔源岛弧基性岩浆杂岩、 云架山群、 斜峪关群和草滩沟群的岛弧钙碱性岩浆岩和火山岩及深海沉积物及秦岭群弧基底杂岩等构成, 时间跨度为奥陶纪 -石炭纪; 秦岭弧前盆地系,泥盆系及其它晚古生代地层是其主要充填物, 同沉积断
4、裂控制了一系列的次级盆地; 秦岭增生混杂带, 由泥、 砂岩组成的基质和基性、 超基性岩、 火山岩、 灰岩、 硅质岩等岩块构成, 最终形成于二叠纪末 -三叠纪初; 南秦岭岛弧杂岩带, 碧口群的基性 -中酸性火山岩和岩浆岩组成, 称碧口弧; 由三花石群的中基性火山岩以及西乡群的中酸性火山岩共同构成, 称西乡弧; 由耀岭河群和郧西群中基性熔岩和中酸性火山岩组成, 称安康弧; 南秦岭弧前盆地系, 碧口弧前盆地充填物是以碎屑岩为主的横丹群和关家沟群; 西乡弧前沉积主要由三花岩群包括王家坝组砂岩以及由泥岩、 砂岩和中酸性火山岩变质而成的片岩、 片麻岩和石英岩组成。安康弧前盆地具有明显的深海扇沉积特征梅子垭
5、群和大贵坪组; 南秦岭弧后盆地系, 包括后龙门山的茂县群和上古生界及三叠系, 大巴山的洞河群和部分耀岭河群的火山岩; 南秦岭弧后陆坡带, 只保留大巴山弧后陆缘, 是高川) 毛坝以南的下古生界; 南秦岭前陆褶冲带, 包括龙门山北段、 米仓山和大巴山前陆褶冲带。三带形成于印支) 燕山期, 但构造线不同, 且在出现的时间上, 由西到东由早到晚; l v 三叠纪残余海盆; l w中 -新生代走滑拉分和断陷盆地; l x基底断块。关键词: 秦岭; 构造单元; 大地构造相按不同构造学观点, 秦岭造山带构造划分存有很大差异。运用地槽观点, 翁文灏定为燕山地槽褶皱带( Wong,1929), 黄汲清认为是华力
6、西地槽褶皱带, 并把 秦岭群及其相伴的变质岩系定名为秦岭地轴( Huang,1945)。后来进一步做了北秦岭、 中秦岭和南秦岭三部分划分:以天水 -丹凤 -信阳一线为界, 其北为北秦岭加 里东地槽褶皱带; 其南依次为中秦岭礼县 -柞水华力西褶皱带、 南秦岭印支褶皱带(黄汲清等, 1977; 姜春发等,1963,1979; 任纪舜等, 1980,1990,1991) 。自板块构造理论应用以来, 随着/ 商( 南) 丹( 凤) 板块缝合带0 ( 李春昱等, 1978, 1982; Matture etal. , 1985) 的确立并以其为界将秦岭造山带分为北秦岭和南秦岭两个构造带, 其北为华北板块
7、南缘活动边缘, 其南为扬子板块北缘被动陆缘( Hsu et al. ,1987; 许志琴等, 1988; 张国伟等, 1988, 1991; 王清晨等, 1989; Zhang et al. , 1989) 。同 时, 李春昱 等 ( 1978, 1982) 提出在略阳 -勉县一带存在印支期板块缝合带( 勉略带) , 该缝合带向西与东昆仑阿尼玛卿缝合带相连。随后, 张国伟等( 1995, 1996, 2001) 对勉略带做了进一步研究和厘定, 从而提出了秦岭造山带为/ 三块夹两缝0构造划分方案, 即华北板块、秦岭微板块和扬子板块, 相互之间分别被商丹和勉略缝合带所分割; 且勉略带向东通过城固
8、-洋县 -金 水 -两河口 -饶峰 -石泉狭窄的缝合带连结高川, 向东南被 大巴山 弧形 推覆构 造带 掩盖。殷 鸿福 等( 1995a; 1995b) 认为勉略带是早古生代 -泥盆纪有限地 质 学 报2009年小洋盆, 与紫阳 -平利一带的早古生代火山带相连。 许靖华等曾用两陆( 华北和扬子陆块) 夹一洋( 秦岭洋) 的模式解释秦岭构造主要是早中生代大陆碰撞的产物, 并试图在秦岭中鉴别出阿尔卑斯造山 单元( Hsu et al. , 1987) ; 后来在研究中国大地构造相时, 对秦岭大地构造相进行了较详细的划分: 太华雷特相是位于石门 -中黄叶 -栾川断裂以北, 由太古代和元古代地层组成,
9、 代表了刚性基底的推覆体; 北 秦岭的凯尔特相, 由古生代的混杂带组成( 包括陶湾群、 宽坪群、 二郎坪群和秦岭群) ; 天水和东秦岭复理石相是指泥盆系和石炭系; 安康阿勒曼相认为是元 古界岛弧杂岩与其上的震旦系和古生界盖层构成;草凉驿和紫阳凯尔特相则包括了勉略带、 碧口群、 志留系和三叠系以及大巴山的下古生界等广大地区和众多的地层; 武当山和汉中雷特相是以前寒武纪变 质杂岩的出露为标志( 许靖华等, 1998) 。冯益民等( 2002) 认为秦岭经历了新元古代 -早古生代的古大陆裂解、 洋盆形成、 俯冲碰撞造山, 晚古生代 -三叠纪 的板内伸展和晚三叠世 -新生代的陆内叠覆造山 3个重要的演
10、化阶段, 并划分了每一阶段构造相类及其所属的构造相。将中秦岭地区的震旦系 -奥陶系定为陆缘深裂陷盆地相, 镇安 -宁陕一带的志留系为 陆缘深裂陷盆地相和碰撞期 T 型前陆盆地相, 泥盆系到三叠系定为板内裂陷盆地相; 商丹带以北划为大洋盆地相和弧后盆地相; 南秦岭勉略带定为板内裂谷相, 其两侧的震旦系 -志留系定为陆缘深裂陷盆 地相, 碧口群和西乡群为陆缘裂谷相。大地构造相的划分以岩石组合、 古地理、 古构造及变质、 变形等特征为基础( Hs , 1991; 李继亮, 1992; Robertson, 1994; 许靖华等, 1998) 。与沉积相一样, 大地构造相可以客观地定义或确定一种构造单
11、元, 即这种单元是在一种构造条件下形成的一套岩石组合。它可以合理地理解和解释一种过程, 即 这种相反映了一特定的过程或环境; 也可以分为次一级亚相和合并成相组合。相时空关系是按一定规律和法则或由自身性质决定的。 根据大地构造相单元划分原则( Robertson,1994; 许靖华等, 1998) , 以近年来的地层、 沉积、 岩浆 -火山、 构造变形及岩石地球化学等方面研究新进展为基础, 结合前人的成果, 将秦岭造山带分为 13 个主要构造单元( 图 1) : 华北南缘陆坡带; 北秦岭弧后杂岩带; 北秦岭岛弧杂岩带; 中秦岭弧前盆地系; 南秦岭增生混杂带; 南秦岭岛弧杂岩带; 南秦 岭弧前盆地
12、系; 南秦岭弧后杂岩带; 南秦岭弧后陆坡带; 南秦岭 -龙门山前陆褶冲带; 三叠纪残余海 盆; 中 -新生代走滑拉分和断陷盆地; 基底断块。1 华北南缘陆坡带华北南缘陆坡沉积组合由青白口系 ) 寒武系和陶湾群共同组成, 分布于洛南 -栾川断裂以北( 图 1和 2c) 。其北侧是以大陆架沉积为特征的长城系到蓟县系的洛南群和官道口群。该套组合除在陕西商 洛和豫西连续出露外, 向东越过南阳盆地在方城老李山和鲁山附近出露, 向西过关中平原后, 与乾县的唐王岭群( 组) 和平凉的平凉群相对应。 第一个层序由青白口系、 震旦系和寒武系组成。在陕西境内主要由石门 -中黄叶断裂以南的大庄组、罗圈组和寒武系构成
13、, 在豫西一带则是栾川群( 姜春发等, 2000) 。上下分别与陶湾群和蓟县系冯家湾组 呈不整合接触。青白口系) 震旦系和栾川群下部由砾岩、 砂板岩和炭硅质板岩组成, 寒武系与栾川群上部以碳酸盐台地及其裂陷边缘沉积为主。第二层序 为陶湾群, 自下而上依次为: 郭岭组为砂板岩夹灰岩外来块体; 三岔口组为一套厚层砾岩, 主要由炭质钙质砾岩、 含砾灰岩、 含砾钙质片岩共同组成; 风脉庙组由炭质千枚岩、 绢云石英千枚岩和云母片岩组成; 秋 木沟组主要由片状云母绿泥大理岩、 片状石英大理岩夹云母片岩组成; 石板河组表现为片岩和钙质板岩组合; 垢神庙组主要由炭质板岩组成。沉积学研究表明这两套序列具有滑动、
14、 岩崩、 滑塌和碎屑流、 颗粒流、 浊流等重力流沉积成因特征( 王宗起, 1992) , 它们分别形成于晚元古代冰川边缘和古生代碳酸盐台地边缘的大陆斜坡上, 其沉积特征进一步反映了中朝地台 南缘发生了晋宁和加里东两期强烈的拉张断陷作用。野外详细地质剖面和小区域大比例尺地质填图研究结果表明, 分布于陕西商洛一带的陶湾群内包含有寒武系滑塌岩块( 王宗起, 1986, 1990) ; 同时, 在该套岩石组合中多层砂板岩内分离并鉴定出疑源类、 几丁虫、 虫颚等奥陶纪微古化石, 因此, 确定陶湾群的时代为奥陶纪( 王宗起等, 2007) 。区域上, 胡德 祥等( 1987) 和杨巍然等( 1991) 分
15、别在河南栾川鱼库和方城老李山及陕西商州辋峪庙湾一带的三岔口组发现海百合、 三叶虫化石碎片及藻类, 我们认为三岔口组与陶湾群的形成时代在区域上基本相一致。尽 管个别学者把陶湾群作为构造变形带( 周洪瑞等,1993; 刘国惠等, 1993) , 但大多数研究者同意陶湾群为一地层单元( 肖思云等, 1988; 张维吉等, 1994; 张 二朋等, 1993; 郭力宇等, 2002) 。1528第 11 期 王宗起等: 秦岭造山带主要大地构造单元的新划分1529地 质 学 报2009年1530第 11 期 王宗起等: 秦岭造山带主要大地构造单元的新划分岩石地球化学研究表明, 陶湾群绢云片岩具有 LRE
16、E 富集、 HREE 相对亏损的稀土分布模式; 陶湾群变质碎屑岩 Nd 模式年龄 1960 2171Ma,ENd( t) 为- 9. 13 - 10. 82, 其值与南缘早前寒武纪 变质岩 Nd 模式年龄峰值接近( 张宗清等, 1994) 。这些特征表明陶湾群碎屑源区主要是中朝南缘的变质基底。此外, 栾川群大红口组和陕西洛南宝山沟组中 的火山喷发岩为碱性玄武岩系列; 而与这些碱性玄武岩相伴生有 700 400Ma 的辉长岩、 橄榄辉长辉绿岩, 地球化学特征显示其形成于陆内裂陷环境( 贾 承造等, 1988; 杨巍然等, 1991; 张宗清等, 1994; 王跃峰, 2000) 。结合沉积序列分析表明, 在华北南缘总体出露一套与裂陷岩浆型被动陆缘密切相关的火山岩与沉积岩组合。2 北秦岭弧后杂岩带指宽坪群和部分二郎坪群等基性火山岩与沉积 岩组合, 向东与桐柏地区的原毛集群对应, 向西可与天水的陇山群和葫芦河群对比( 图 1 和 2) 。该构造带总体表现为绿
