中国地质大学(武汉)《大地构造学》课程论文报告主 题:秦岭古生代早期-新生代末碰撞造山带的形成 姓 名: XX 一 学 院: XX学院 班 级: XXXXXX 二o— X年X月目录摘要 3第一章秦岭构造带地理位置及地质特征 3第二章 秦岭三阶段造山模式 52-1陆■陆碰撞造山阶段 62-2后碰撞单指向叠覆造山阶段 62-3后碰撞双指向叠覆造山阶段 72- 4显生宙构造迁移 9第三章几种不同的观念 103- 1 Sengor的印支期板块碰撞观念冈 103-1-1对于加里东期陆内俯冲作用的解释 103-1-2秦岭造山带与阿尔卑斯造山带的比较 113-1-3 不同于 Sengor 和 Mattauer 的观点 13参考文献 14摘要 本文主要介绍了从古生代到新生代末期秦岭造山带三个阶段的造 山运动过程及对应时期的迁移方向,包括晚加里东-早华力西期陆-陆碰 撞造山,印支-燕山期后碰撞单指向叠覆造山,以及晚燕山-喜马拉雅期 以來的后碰撞双指向叠覆造山在文章开头还介绍了秦岭-大别山造山带 的地理位置和地质特征在最后一章介绍了一些西方学者対于秦岭造山 带形成的不同见解,包括加里东陆内板块俯冲观点和印支期板块碰撞观 点,并简要论述了套用阿尔卑斯造山带模式来解释秦岭造山带的局限性。
第一章秦岭构造带地理位置及地质特征秦岭-大别山造山带横亘于中国大陆腹心地带,介于华北和扬子两大地 台之间,西起青海东部,以子科滩盆地与东昆仑相隔,向东经甘肃、陕西、 河南、安徽诸省,在合肥以东为郑庐断裂所截,东西延长超过1500km,宽 0-250km ,其范围包括秦岭、大巴山、武当山、大别山等山脉在地理上,徽成盆地和南阳、襄樊盆地把造山带沿走向分为西秦岭、东 秦岭和桐柏-大别山三个区段从地质构造上,秦岭造山带的北界大致从宝 鸡开始向东沿渭河至方城,然后没人南阳盆地这条构造线可称为秦岭北缘 边界断层,北接华北地台秦岭造山带的南界西起勉县,向东绕过汉中地块 北缘,经城口、房县,没入襄樊盆地这条构造线可称为秦岭南缘边界断层, 南接扬子地台在秦岭造山带内部出露丹风蛇绿岩带,由天水以酋经凤县、 太白、周至、兰田、丹凤、商县至西峡后没人南阳盆地;东到大别山区,在 桐柏、信阳、商城、金寨继续有蛇绿岩出露丹凤蛇绿岩带的北南两侧分别称为北秦岭构造带和南秦岭构造带这两 个构造带的地层类型和层序有明显的差界北秦岭构造带由原“秦岭系”⑹ 组成,随着秦岭研究的进展,“秦岭系”不断解体和缩小,先后被解体出來的 地层有宽坪群、二郎坪群(中部为蛇绿岩)和丹凤蛇绿岩,保留下来的深变质 岩系被命名为秦岭群,出露于秦岭山脉的主体部分,夹持在丹凤蛇绿岩和二 郎坪蛇绿岩之间。
秦岭群主要为一套受强烈混合岩化的变质岩,主体部分形 成于早元古代(约为2000血),受到扬子和加里东-海西构造旋冋的强烈影响宽坪群主要为一套以云母石英片岩和硅质大理岩及绿片岩-角闪岩为主 的绿片岩相变质岩系,原岩形成于中元古代晚期(lOOOMa前),至少经历了扬 子、加里东-早华力西、印支等三期主要构造热事件二郎坪群位于秦岭群和宽坪群之I'可,主要为一套变质火山一沉积岩系, 其中北部为泥盆纪海相沉积(变质砂岩-片岩),中部为蛇绿岩,由变质橄榄 岩、辉绿岩墙、枕状熔岩和块状基性熔岩夹放射虫硅质岩和深水复理石沉积 等组成,东至泌阳、信阳仍有出露,南部主要为云母石英片岩夹角闪岩类 二郎坪蛇绿岩是一套非典型的蛇绿岩,变质相为低绿片岩相,未见高压变质 带南秦岭构造带出露早元古代红安群,以长英质和镁铁质岩为主,是一套 含有磷灰石矿层和富铝岩层的沉积一火山变质岩系,与下伏大别山杂岩为不 整合接触关系中晚元古代碧口群是位于下震旦统冰债岩之下的一套变质细 碧岩-角斑岩-碎屑岩建造,主要岩类是绿片岩、千枚岩、板岩、变质火山碎 屑岩等,与晚太古代鱼洞子群为断层接触后者由斜长角闪岩、浅粒岩、绢 云石英片岩、绿泥片岩和条带状含铁建造(BIF)组成。
3上震旦统陡山沱组和灯影组为浊积岩和深水碳酸盐岩寒武系-奥陶系 与震旦系连续过渡志留系岩性变化不一,有火山岩、碎屑岩和钙泥质复理 石等不同岩相的分布泥盆系与下古生界呈不整合接触石炭、二叠系都是 浅海碳酸盐岩下、中三叠统(留凤关群)为碎屑岩和薄层灰岩组成的复理 石,上部出现中酸性熔岩,上三叠统陆相磨拉石不整合于其上,表明南秦岭 地槽的演化到印支运动才结束总的來说,从震旦系陡山沱组到中三叠统基 本连续,或仅有平行不整合和局部的超覆不整合秦岭-大别山造山带南部 的高压变质带和超高压岩石横跨四川、陕西、河南、湖北、安徽、江苏和山 东等七省,延长可达2000km ,可以说是世界最长的高压变质岩带在高压低 温的蓝片岩带北侧,往往相伴产生一条高压高温的榴辉岩带,主要出露于浙 川、枣阳、大悟、红安、新县、英山、潜山、岳西、太湖等地组成该带的 岩石除榴辉岩外,述有榴闪岩、角闪岩、橄榄岩和硬玉石英岩等有观点认 为,这些高压变质岩是中晚元古代、加里东期、海西-印支期及燕山期多期变 质形成的第二章秦岭三阶段造山模式从晚加里东一早海西期陆■陆碰撞造山,经印支一燕山期后碰撞单指向 叠覆造山,到晚燕山一喜马拉雅期以来的后碰撞双指向叠覆造山,秦岭造山 带经历了三个发展阶段,形成了今日秦岭(以及大别山)的准扇状横断面, 以及造山带向两侧大陆地块(华北克拉通和扬子地块)逆冲推覆的格局(图 图 2-1-lc) 171表2・1构造年代表地质时代新生代第四纪第三纪中生代白垩纪侏罗纪三叠纪二叠纪石炭纪 泥盆纪 志留纪 奥陶程寒武纪震旦纪元古宙太古宙蓟县纪长城纪淖沱五台阜平迁西年隸(Ma)2651402503554104385105708001000140018002400260030003800元巨回『兀巨回 新古旋篓古旋大地构造演化动力学体系喜马拉雅-燕山印支阿尔卑斯晚中早 华力西加里东泛扬子晋宁中条ffil 庫 太巨回 新古旋H1Hit-器愛囂器严詡畫義如魏書部Y1YS-Ye VIVn-Ae亚洲东部与西太平洋古陆及 北美大陆碰撞,中国东部强 烈构造一岩浆活化潘吉亚分裂,古特提斯洋打开, 中国大陆主体转换为劳亚大陆 的一部分古亚洲洋封闭,潘吉亚形成2-1陆•陆碰撞造山阶段华北板块及早古生代秦岭洋壳相对向扬子板块俯冲使扬子板块北缘成 为活动大陆边缘,产生了晚加里东期火山及深成岩浆活动,形成了中秦岭岛 弧花岗岩类分带。
在随后的陆一陆碰撞过程中,华北板块向南刈扬子板块俯 冲,产生了子母沟一大河缝合带及相应的混杂岩带和剪切带由此形成了主 缝合带及两侧大陆边缘的相应构造变形,以及由南向北的推覆方向及构造方 向这就是陆一陆碰撞的主缝合带(子母沟-大河)由南向北逆冲及剪切推 覆的板块运动背景因此,在陆一陆碰撞造山阶段,秦岭造山带的构造迁移 方向是单指向的,即由南向北迁移;造山带代表的地壳表层物质随仰冲板块 (扬子板块)向前陆(华北板块)迁移(图2-l-lc)o主缝合带(子母沟■大河)及其两侧大陆边缘岩层的同期变形特征及推 覆方向的一致性,证明早古生代洋盆在晚加里东一早海西期已经关闭,该洋 盆大陆已经实现陆一陆碰撞;从而形成了统一的构造应力场及一致的构造迁 移方向2-2后碰撞单指向叠覆造山阶段在卬支一燕山期,秦岭造山带两侧大陆板块的俯仰关系发生了相反改 变,其推覆方向及造山带构造迁移方向由北向南,故称为单指向叠覆造山阶 段在陆-陆碰撞造山阶段,造山带由南向北迁移,属单指向构造迁移;反 映了造山带随仰冲板块(扬子板块)向前陆(华北板块)方向移动在后碰 撞单指向叠覆造山阶段,造山带由北向南迁移,亦屈单指向构造迁移,但造 山带的迁移方向与碰撞造山阶段相反,反映了造山带两侧板块运动仰俯关系 的改变。
在晚加里东一早海西期,秦岭造山带随扬子板块俯冲运动而由南向 北推覆和迁移;在印支一燕山期,则随华北板块仰冲而由北向南迁移在晚 燕山期以来,华北板块南缘由仰冲转变为俯冲运动,由此引起了秦岭和大别 山向华北陆块的构造迁移,和相应的由南向北的逆冲和推覆,以北淮阳推覆 构造体系为代表,从而使秦岭造山带地学断面呈现准扇状构造格局秦岭在印支一燕山期后碰撞亞覆造山作用在东秦岭表现明显,它以亞瓦 式单指向推覆构造系统为特征,由北秦岭背驮式推覆体系和南秦岭下插式推 覆体系组成在总体上构成由北向南的构造指向,反映了造山带由北向南的 构造迁移(图2-1-1 b)o商丹军马河3(+lifl1 1naejbt*tail(a)晚燕山期一喜马拉雅期以来准扇状结构(b)卬支一燕山期由北向南构 造迁移(c)晚加里东一早海西期由南向北构造迁移2-3后碰撞双指向叠覆造山阶段从晚燕山以来,秦岭造山带发生了向造山带两侧大陆的构造迁移:秦岭 造山带在继续向南迁移的同时,它的北缘发生了向华北板块南缘的逆冲和推 覆;从而使造山带向两侧大陆板块叠瓦式推覆,故称后碰撞双指向叠覆造山 阶段从晚燕山期以来,秦岭造山带形成了双向叠覆造山带,构造断面以及准 扇形为特征,反映了造山帯两侧大陆的对应俯冲运动。
这种构造特征,在地 质及地球物理剖面上也得到了证实(图2-3-1) 191秦岭造山带及其两侧大陆,从晚加里东期以来,在上述三个造山阶段中, 发生了反复的迁移及俯仰运动关系改变,以及岩石圈相应的挤压及叠覆因 此,造山带构造迁移方向所代表的地壳表层物质运动方向,是造山带两侧大 陆板块相对仰俯冲运动的直接结果ST(nT) ?zz(E)ffil昌2回3 04卜丄 16 [l l |7 [77)8丹江淅川西峡军马河 栾川 嵩县\ I 丨 I / < ° *,1 - L ■L— 5.55_沁 、C "、蚪、—5 71一5.39 5.72k 6.18 *599一:6.065.6-5.6S6 rti-5 97• 6.034* A A6.056.945725.725.70 、S・9丁5.925.886.5!6.006.496.666.816.50M面7.75(kni/»)- 7.82Fig 2-3-1秦岭造山带浅部构造与深部构造剖面对比略图1华北板块地壳2扬子板块地壳3燕山期花岗岩4逆冲断层及方向5同位素地质年代6闪长岩7火山岩8辉长岩2-4显生宙构造迁移秦岭造山带及两侧人陆碰撞造山阶段:王作勋等认为秦岭造山带及两 侧大陆边缘晚元古代以来构造指向演变主要经历了五个阶段:活动陆缘增生 造山(北秦岭),活动陆缘增生造山(南秦岭),陆-陆碰撞造山,后碰撞 单指向叠覆造山,后碰撞双指向叠覆造山。
陆-陆碰撞造山阶段主要发生在晚加里东一早海西期,华北板块南缘和 扬子板块北缘表2-2秦岭造山带及两侧大陆边缘晚元古代以来构造指向演变简表时限、、'! 中朝板块蒯缘|!|・洋盆或般合带扬了•板块北缘— 黍境造山阶段lOOOMa宽坪群第…期变形 活动肛缘堆住 NfS元古中国洋被动扩张活动陆缘增生造山(北秦岭〉750±50Ma1 被动扩张早古中国洋活动陆缘增生 N_S活动陆缘堆生造山 (南秦岭〉晚加电东 早华力西期—宽坪詳.陶湾群变形 WS二郎坪带、子母沟带 N—S活动陆缘 N—S。