秦岭-大别中央造山系南缘勉略古缝合带的再认识——兼论中国大陆主体的拼合

秦岭-大别等中央造山系南缘的勉略(勉县-略阳)构造带是中国大陆构造中划分南北、连接东西的重要构造带。构造、沉积、地球化学、地球物理、古生物和同位素定年以及变质变形、岩浆活动等多学科综合研究证明,勉略构造带先期原是秦岭-大别造山带中除商丹缝合带以外的另一条于中—晚泥盆世扩张打开、晚二叠世开始俯冲、中—晚三叠世陆-陆碰撞造山的古板块缝合带,也是中国大陆印支期完成其主体拼合的主要结合带,具有重要的科学意义。

再论冀北古缝合带的证据

近南北走向的冀北太古宙麻粒岩相古陆核北侧受到近东西走向的古元古代造山带的交切。在陆缘沉积增生带内发现大量残存的古洋壳残片 ,包括蛇纹石化方辉橄榄岩、具鬣刺结构的苦橄岩、透闪石岩、橄长岩、异剥钙榴岩、细碧岩、退变榴辉岩、基性枕状熔岩和斜长花岗岩等 ,与陆缘沉积岩一起构成古蛇绿岩混杂带。推断该蛇绿岩混杂带从古元古代开始直到新元古代末有逐步向北后退发育的特点。

川北九寨沟地区隆康熔结凝灰岩锆石LA-ICP-MSU-Pb年龄--勉略古缝合带西延的证据

康县-琵琶寺-南坪构造带内出露的一套变质沉积-火山岩系与勉略洋的构造演化具有密切的关系。在该构造带西段九寨沟塔藏-隆康地质剖面东端出露近百米厚的安山质熔结凝灰岩、层凝灰岩,在隆康、牙扎沟附近采集了熔结凝灰岩样品(JZG-L),选出百余颗锆石。锆石LA-ICP-MSU-Pb分析结果表明,锆石发育典型的岩浆锆石韵律环带,U和Th含量分别为35×10-6～750×10-6和31×10-6～717×10-6,Th/U比值介于0.44～1.30之间,为典型的岩浆锆石,该样品获得的206Pb/238U加权平均年龄为246.2Ma±2.8Ma(MSWD=2.6,n=12,2σ)。此外,样品中还包括其他多种类型的碎屑锆石,其中最老的碎屑锆石的谐和年龄为(2481±33)Ma,表明九寨沟地区存在前寒武纪基底。结合区域地质及该区火山岩的发育特征,246Ma的锆石U-Pb年龄的获得为勉略缝合带西延至南坪一带提供了重要的同位素年代学证据。

尚义葛令夭高铬花岗岩(Closepet-like)——新太古代古缝合带的新证据

在华北克拉通北部,太古代麻粒岩古陆核与陆外沉积盆地(红旗营子群)之间已经厘定出一个晚太古代的古洋壳残片(Wang et al.,2009)。此残片南北两侧又发现了低Al2O3型TTG岩体(2512±19Ma)、富钾高铬的深熔花岗岩(Closepet-like),含Cr97×10-6～308×10-6,以及含大量密集的煌斑岩脉的含石英的二长岩(Sanukitoid-like)等三类在成因上与俯冲带密切相关的岩体。低Al2O3型TTG是在角闪麻粒岩亚相条件下由俯冲中的滑片部分熔融所生成。深熔花岗岩是TTG再熔融的产物,而它们的基性化演化和Cr的增高是幔源岩浆与富钾深熔花岗岩经复杂的岩浆混合和交代改造的结果。

西秦岭南缘勉略构造带主要地质特征

西秦岭勉略构造带现今呈近东西—北西西向展布,是以自北而南多层次叠瓦状逆冲推覆构造为骨架的向南突出的巨型复合断裂弧形构造带。该带原为西秦岭微板块与扬子板块之间的古缝合带,发育有俯冲和碰撞两期变形构造,以主造山碰撞晚期的自北向南的逆冲推覆构造为显著特征。初步确定发育OIB以及N-MORB和E-MORB型玄武岩,代表了洋盆发育的物质记录。根据已有的年代学和古生物化石研究结果,认为于泥盆纪晚期—早石炭世(D3—C1)沿勉略带发育有以蛇绿岩、洋岛玄武岩为代表的有限洋盆。在勉略带扩张打开形成有限洋盆与消减俯冲过程中,南侧发育有被动陆缘盆地沉积体系,北侧发育有深水裂陷盆地和活动陆缘盆地沉积体系。进而确定勉略带是一条重要的东古特提斯北侧分支洋盆俯冲消减碰撞缝合带和中国大陆印支期完成其主体拼合的主要结合带之一。

江南造山带北缘鄣源构造带主要地质特征

鄣源构造带现今呈北东—南西向展布的混杂新元古代早期基性岩块以韧性变形构造为显著特点,并强烈叠加印支—燕山期逆冲-走滑脆性断裂的区域性超壳断裂带。构造带历经多期构造变形,主期构造变形以晋宁期弧-陆(扬子陆块)碰撞在地壳内部层圈结构相对薄弱部位形成的向南逆冲式韧性变形为特征。鄣源构造带中的蚀变枕状-块状基性熔岩、辉长岩、辉绿岩等基性岩块在空间上紧密相伴,形成于低速扩张的陆缘小洋盆扩张脊环境,具初始洋壳基性岩特征,属皖南伏川蛇绿岩西延组成部分。鄣源构造带及其两侧广布的新元古代早期火山-沉积建造体形成于大陆边缘与板块构造体制相关的构造-沉积环境,鄣源构造带南侧为裂解海盆沉积体系,北侧属于与大陆边缘火山弧有关的盆地沉积体系,鄣源构造带内显示深海—半深海沉积特征。鄣源构造带北东、南西向延伸分别与皖南伏川蛇绿混杂岩带及景德镇-宜丰深断裂带相接,是江南造山带北缘以皖南伏川蛇绿岩为代表的新元古代早期陆缘小洋盆俯冲-碰撞拼合带的重要组成部分。

西秦岭天水地区关子镇蛇绿岩的厘定及其地质意义

西秦岭天水地区关子镇蛇绿岩由变质基性火山岩(斜长角闪片岩)和蛇纹岩、变辉石岩、变辉长岩等构造岩块组成。其中的变质基性火山岩具有N-MORB的地球化学特征,显示关子镇蛇绿岩是洋脊型蛇绿岩残片,是新元古代—早古生代期间西秦岭李子园-关子镇-武山洋盆扩张过程中岩浆活动的产物,代表了东秦岭商丹早古生代古缝合带在西秦岭造山带向西延伸的组成部分。

秦岭-大别造山带南缘勉略构造带与勉略缝合带

秦岭-大别造山带南缘的勉略构造带是中国大陆构造中划分南北、连接东西的重要构造带.同时还是秦岭-大别造山带中除商丹缝合带外另一条古板块缝合带.多学科综合研究,确定勉略构造带现今构造几何学结构与运动学特征和恢复重建原秦岭-大别造山带等中央造山系这一板块俯冲碰撞带的形成演化,不仅对中央造山系,而且对探讨中国大陆于印支期完成其主体拼合都具有重要意义,也是探索中国大陆板块构造与大陆动力学的良好天然实验室与研究基地.

基于重力梯度结构张量特征值斜导数边界识别方法及其在南海的应用

边界识别对地质构造解释具有十分重要的意义,其可以指出地下断层、接触带和其他构造单元的边界位置.现有的边界识别滤波器大多数基于重力梯度数据及其水平和垂直导数.然而,这些传统方法具有一定的局限性,对噪音的敏感,且不能有效的均衡深浅异常的振幅,尤其是当测量异常中同时出现正异常和负异常将产生假的边界结果,对后期构造解释带来误导.针对传统方法的缺点,本文提出Tilt-Eigen边界识别方法,利用重力梯度结构张量矩阵特征值通过倾斜角计算结果的最大值实现边界识别.通过理论模型试验,该方法不仅能均衡深部浅部振幅异常的边界,避免引入额外的虚假边界异常,且识别的边界结果更加准确、收敛.将Tilt-Eigen方法用于南海实际重力数据处理,获得了20条比较清晰的边界结果.根据这些边界结果,本文推断红河断裂往ES方向延伸到南海南部区域后,开始朝正南方向延伸,与越东万安断裂相连接;推断出南沙海槽东北部为古南海缝合带,而其西南部并不是缝合带,缝合带位于其南侧的文莱沙巴附近;将南海分为8个地质构造单元.