《董云鹏等2003-北秦岭构造属性与元古代构造演化》由会员分享，可在线阅读，更多相关《董云鹏等2003-北秦岭构造属性与元古代构造演化（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第 24 卷? 第 1 期 2 003? 02/ 3?10? ? ? ? ? ? ? ? ? ?地 ? 球 ? 学 ? 报 ACTA GEOSCIENT IA SINICA? ? ? ? ?Vol. 24? ? No. 1 Feb. 2003/3?10本文由国家自然科学基金项目( 编号: 40003003) 和教育部骨干教师资助计划项目资助。 改回日期: 2001?10 ?15; 责任编辑: 宫月萱。第一作者: 董云鹏, 男, 1967 年生, 副教授, 构造地质学和地球化学专业; E?mial: dongyp nwu. edu. cn。北秦岭构造属性与元古代构造演化董云鹏 ? 张国伟( 西北
2、大学大陆动力学教育部重点实验室, 西北大学地质学系, 陕西 西安, 710069) 朱炳泉( 中国科学院广州地球化学研究所, 广东 广州, 510640 )摘? 要? 秦岭前寒武纪地质、 地球化学和年代学证据表明, 北秦岭具有明显高的初始 ?Nd( t) 值和 Pb 同位素比值特征, 区别于明显低初始 ?Nd( t) 值和 Pb 同位素比值特征的华北陆块和扬子块体群。北秦岭与南秦岭具有明显不同的前寒武纪构造与演化特征。北秦岭是 2 000 Ma 左右形成于华北陆块南侧洋岛基础上的独立陆块, 经历 2 200 1 800 Ma 和 1 400 900 Ma 分别以垂向加积增生和侧向加积增生为主要
3、机制的地壳生长。北秦岭在早元古代洋盆演化基础上, 首次于 1 600 Ma 左右拼接于华北陆块南缘, 1 300 1 000 Ma 发生扩张裂解, 出现宽坪裂谷?洋盆构造环境, 100 Ma 左右再次拼贴于华北陆块南缘。同时,北秦岭南侧可能发生与南秦岭陆块群中的陡岭微陆块的拼接。关键词? 同位素年代学? 岩浆活动? 大地构造? 前寒武纪? 秦岭Proterozoic Tectonics and Evolutionary History of the North Qinling TerraneDONG Yunpeng ? ZHANG Guowei( Ministry of Education K
4、ey Laboratory of Continental Dynamics, Northwest University ; Department of Geology ,Northwest University , Xi? an, Shaanxi, 710069)ZHU Bingquan( Guangzhou Institute of Geochemistry, Chinese A cademy of Sciences, Guangzhou, Guangdong, 510640)Abstract? Evidence from Precambrian geology, geochemistry
5、and isotopic ages suggests that North Qinling Terrane (NQT ) is quitedifferent from North China Block ( NCB) . T he NQT is characterized by distinct higher initial ?Nd( t) values and Pb isotopic ratios, incontrast to the lower initial ?Nd( t) values and Pb isotopic ratios of the NCB. Geological evid
6、ence indicates that NQT is also differentfrom South China Block (SCB) , especially in Precambrian tectonic and evolution history. Based on synthesized studies of geology andgeochemistry, it is suggested that NQT is an independent terrane, whose foundation is an oceanic island formed to the south of
7、theNCB at about 2 000 Ma. The mechanism of two main crust growth events of NQT is verticalaccretion and lateral accretion which oc?curred in 2 200 1 800 Ma and 1 400 900 Ma, respectively. Much evidence indicates that NQT was drifted in an early Proterozoicocean and connected with the southern margin
8、 of NCB at about 1 600 Ma, and then drifted away from NCB due to the overspreadingand formation of Kuanping rift?oceanic basin in about 1 300 1 000 Ma. At about 1 000 Ma, the NQT collided with the NCB alongthe northern boundary fault of Kuanping Group.Key words? isotopic age? magmatic movement? tect
9、onics? Precambrian? Qinling? ? 秦岭作为分隔中国南北大陆的著名大陆造山带, 长期受到国际地学界的广泛关注与研究。近 20 余年来, 随着板块构造理论与造山带新思想的发展,研究者们对秦岭造山带的形成与演化进行了不同领域的研究, 认识到秦岭造山带是华北陆块与扬子陆块对接碰撞而成的造山带。经历了长期复杂的构造 演化过程, 在不同的构造时期以不同的构造体制、 不同的造山作用和造山过程复合叠加而成现今的造山带景观。地质、 地球化学和地球物理综合研究表明,其主要经历了 3 个不同演化阶段: ? 晚太古代? 早元古代造山带基底形成演化阶段; ? 晚元古代? 中 三叠世板块构造演
10、化阶段; ? 中新生代陆内造山作用与构造演化阶段( 张国伟等, 1996) 。在这一长期、复杂的演化过程中造就并残存了大量的地质构造形迹, 赋存了有关造山带形成、 演化及其地球动力学的 丰富信息。尤其是元古代作为大陆生长的主要时期而倍受重视, 得到了广泛研究, 取得了长足的进展。随着秦岭研究工作的不断深入和资料的大量积累, 以及 Rodinia 超大陆形成与裂解的恢复重建, 对于秦岭地区元古代构造格局、 构造体制与演化细节开始出现越来越多的争议。主要涉及华北、 北秦岭、 扬子陆块的时空演化关系和相应的构造体制, 最关键 的是北秦岭的构造属性问题。1 ? 北秦岭地球化学边界及其构造意义北秦岭构造
11、带主要出露造山带前寒武纪基底岩系及其后的火山?沉积建造, 传统的观点认为其隶属于华北陆块, 是由于华北陆块与扬子板块沿商丹缝 合带对接碰撞而卷入造山带中的华北陆块南缘部分。但是, 近年来愈来愈多的地球化学研究却对这一认识提出了挑战。 大量的地球化学研究表明, 沿北秦岭北界的洛南 ?栾川?方城断裂存在明显的地球化学边界。同位素填图和地球化学动力学研究( 黄萱等, 1995; 张本仁等, 1996; 欧阳建平等, 1996) 揭示北秦岭块体具有 高 Pb 同位素比值和很高的初始 ?Nd( t) 值( + 7. 6+ 6. 3) , 明显区别于具有低 Pb 同位素比值和初始?Nd( t) 值( +
12、3 左右) 地球化学特征的华北块体( 李曙光等, 1989) 。由于 Pb 同位素具有很强的构造块体与区域性特征, 因此, Pb 同位素地球化学填图为探讨岩石圈 结构、 形成与演化提供了有效的方法。利用近年来发表的同位素资料( Zhu, 1995; 朱炳泉等, 1998) , 进行 Pb 同位素比值三维空间矢量填图结果表明, 华 北块体与北秦岭之间存在明显的 Pb 同位素地球化学急变带( 图 1) , 并大体与北秦岭块体北界的洛南?栾川?方城断裂相重合, 分割具有不同 Pb 同位素空间矢量组成的华北块体与北秦岭块体。华北块体具 有明显的低 Pb 同位素矢量 V1值, 而北秦岭以高V1值为特征,
13、 华北块体的 Pb 同位素矢量 V2小于14, 而北秦岭块体以 V2小于 26, 大于 14 为特征, 沿洛南?栾川?方城断裂在宽约 20 km 的范围内 V2值从 10 陡增至 20, 显示具有明显的梯度带特征。这一结果表明, 华北块体与北秦岭之间存在明显的地 球化学边界, 分割具有不同 Pb 同位素空间矢量组成的华北与北秦岭块体。北秦岭地球化学边界的形成、 构造意义取决于北秦岭构造属性及其与南秦岭 的相互关系。尽管大范围的地球化学填图表明, 地球化学边界可能反映了岩石圈块体拼接界线( Zhu 等, 1996) 。但北秦岭南部的松树沟蛇绿岩与北侧的宽坪蛇绿岩 形成时限、 源区特征均显示较大的
14、相似性, 同位素地球化学边界仅存在于宽坪岩群北侧, 松树沟蛇绿岩出露区却不存在。 而且, 目前公认的秦岭造山带最图 1? 北秦岭 Pb同位素急变带 Fig. 1? The Pb istopic steep zone in Northern Qinling4地? 球? 学? 报2003 年主要的板块缝合带? ? 商丹带也不存在。这些事实表明, 北秦岭的地球化学边界不简单是块体边界的反映, 更可能代表了早元古代洋陆地幔差异的分界。 北秦岭是在先期洋幔基础上发育演化形成的, 火山岩源于亏损的 MORB 源区, 必然具有高的初始 ?Nd( t) 值, 而华北陆块南缘长期处于稳定的陆块演化过程中, 同位
15、素地球化学反映了其长期保存的稳定大 陆地幔特征; 因而, 二者必然存在同位素系统差别。同时, 大量的研究显示, 这种地球化学边界仅反映了不同块体岩石圈组成的系统差异, 而不能与块体之 间洋盆大小简单地联系。2 ? 北秦岭构造属性与演化2. 1? 基本地质概况 现有的地质研究表明, 以北秦岭北缘的洛南?栾川?方城断裂为界, 分隔具有不同物质建造的华北陆块和北秦岭构造带。洛南?栾川?方城断裂带绝非简单断裂, 而是一条强烈的构造岩浆活动带, 由一系列 断层、 韧性剪切带及构造岩块组成的断裂构造岩带,明显分隔南北不同构造地层地质体。同时, 沿断裂带发育晚元古宙、 古生代碱性岩。构造解析揭示该 带经历了
16、长期复杂的构造变形, 在继承前寒武纪基本构造格架的基础上, 迭加了显生宙长期构造演化过程中复杂的构造变形形迹。剔除 ? 近时期构造形迹, 显示洛南?栾川?方城断裂在中晚元古代对北秦 岭和华北陆块南缘的划分意义。北侧的华北陆块南缘带主要出露华北型的晚太古代基底太华群和登封群、 早元古代安沟群、 中元古代熊耳群火山岩等; 南 侧的北秦岭未发现太古代岩石, 自北而南依次出露宽坪岩群、 二郎坪岩群、 秦岭岩群、 松树沟蛇绿岩片和丹凤岩群, 各岩群之间均以大型剪切带和断裂为界, 相互逆冲叠置。二郎坪岩群是由大庙岩片、 小寨 岩片和二郎坪蛇绿岩片 3 个岩石组合及变质变形特征不同的构造岩片叠置而成, 前二者主要为变质碎屑岩和碳酸盐岩, 后者代表弧后盆地洋壳残片, 古生 物化石证据表明, 其主体形成于早古生代( 孙勇等,1996) 。丹凤岩群主要为斜长角闪岩, 以变质的钙碱系列玄武岩为主, 形成于洋内岛弧构造环境( 张旗等, 1995) , 古生物化石限定其主体形成于早古生代 ( 崔智林等, 1995) 。尽管近年来丹凤蛇绿岩和二郎坪蛇绿岩发现有 100 Ma 左右的同位
