冈底斯造山带的时空结构及演化
中国大地构造格架及其演化史
中国大地构造格架及其演化史
中国大陆是一个拼合的大陆(图1).中国海陆大地构造经历了五幕演化史:①前寒武纪,华北、扬子、华南、塔里木等陆核先后在大洋中形成,经过稳化,逐步向稳定的块体(Craton)过渡;
②古生代期间,上述块体逐渐拼合,其结合带呈横向分布:天山—阴山—燕山,昆仑—秦岭—大别和南岭,海水随之退出,形成中国大陆的雏形;这三条横向结合带之间,有广泛海相碳酸盐岩分布;③中生代开始,羌塘地体自南大陆漂移而来,与塔里木碰撞(T3-J1),冈底斯依次又与羌塘碰撞(J3-K1),随后又有印度与冈底斯的缝合(K2-E23),从而出现印支、燕山、喜玛拉雅三期造山运动,特提斯洋启闭,使中国西部在强烈挤压改造之中,地壳增厚,其界线为贺兰山—龙门山;
④新生代开始,在西部青藏高原的隆升之后,东部发生太平洋板块向欧亚板块聚敛,使中国东部及海域出现拉张应力场,地壳自大兴安岭—太行山—武陵山向东减薄,并形成一系列陆相碎屑岩断陷盆地;
⑤晚渐新世以来,菲律宾俯冲于欧亚板块之下,出现琉球海沟—琉球群岛—冲绳海槽的沟一弧一盆系,以致中国东部及海域沉降,使新生代断陷盆地中普遍堆积起较厚的区域盖层.
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造山带
造山带（orogen）
经受强烈褶皱及其他变形而形成的规模巨大的线（带）状大地构造单元。
由一定地质历史时期中的活动带演化而成，并相对于稳定的克拉通存在。
地槽学说中的造山带是指一定构造旋回时期的大型长条形活动带（见地槽），在经历先下沉后上升的构造运动、并在强烈构造变形或岩浆活动过程中最后由强烈隆起的造山运动而形成，是地槽演化的终结产物，又称为褶皱带。
板块构造学认为，造山带是岩石圈板块的会聚敛合边界（见海沟）上的重要地质标志，也是板块碰撞（见大陆碰撞）的直接产物。
造山带的平面分布和走向是随刚性板块边界的形态和碰撞过程的不同而各异。
地质时期中的造山带具有以下特征：①都是强烈构造变形区，其中岩层强烈褶皱断裂，沉积厚度的梯度变化，多发育大量的浊积岩、混杂堆积、低成熟度的碎屑岩和磨拉石。
②沿造山带走向，刚性板块因碰撞有时可出现
双变质带；在垂直造山带方向上因板块俯冲消亡，使火山活动的岩石化学组分具一定规律的变化，即由大洋向大陆方向，岩石由拉斑质钙碱系列而变成碱性系列。
③造山带中的蛇绿岩套或蛇绿混杂堆积为呈带状分布的无根透镜层状体，并被认为是古洋壳的碎片，是板块碰撞的消减过程中洋壳成楔状断片的残留体，是古海洋关闭消失的证据。
藏南冈底斯带中段始新世岩浆作用的厘定及其大地构造意义
西藏冈底斯带花岗岩的时空分布特征及地壳生长演化信息
2005年9月,第11卷,第3期,281-290页高 校 地 质 学 报 Sep te mber 2005,Vol .11,No .3,p281-290Geol ogical Journal of China Universities 西藏冈底斯带花岗岩的时空分布特征及地壳生长演化信息莫宣学1,2,董国臣2,赵志丹1,2,周肃1,2,王亮亮2,邱瑞照3,张风琴2(1.地质过程与矿产资源国家重点实验室(中国地质大学),北京100083;2.中国地质大学(北京)地球科学与资源学院,北京100083;3.中国地质调查局发展研究中心,北京100037)摘要:花岗岩是大陆特有的重要组成部分,同时与矿产资源有密切的关系。
西藏花岗岩约占西藏自治区面积的12%,其中,80%分布在冈底斯岩浆岩带。
在空间上,冈底斯花岗岩带大致可以分为3个亚带:北带、中带和南带;在时间上,以印度—亚洲大陆碰撞事件为标尺,可将青藏高原构造-岩浆事件划分为碰撞前(>65Ma )、碰撞期(65～45Ma )、后碰撞(<45M a )3大阶段。
在这3个阶段中,冈底斯带都产生了具有各自特点的花岗岩构造-岩浆类型。
冈底斯花岗岩类的形成演化与新特提斯班公湖-怒江洋及雅鲁藏布洋的形成演化,有密切的关系。
因此,其岩石的Nd,Sr 同位素资料,对地壳生长与演化有重要的指示意义。
冈底斯南带的大部分地区的花岗岩,均具有εNd (t )(+)值(+1.64～+5.21),模式年龄t D M 也很年青(<500Ma ),具有初生(juvenile )地壳的特征。
在花岗岩成因中地幔物质有重要的贡献。
而冈底斯中带、北带及南带西段的花岗岩类以εNd (t )(-)值为特征(-5.3～-17.3),模式年龄t D M 有两组值1.2Ga 及2.0～2.5Ga,暗示这些地区的地壳具有古元古代—中元古代基底在花岗岩成因中,地壳组分具有主要贡献。
关键词:西藏;冈底斯带;花岗岩;地壳生长与演化;构造岩浆事件中图分类号:P588.121 文献标识码:A 文章编号:1006-7493(2005)03-281-10收稿日期:2005-08-10;修回日期:2005-08-31基金项目:国家重点基础研究计划(2002CB412600)项目;国家自然科学基金项目(40172025;40103003;49802005;49772107);国土资源部西藏专项计划(2003009)项目的资助。
冈底斯构造带花岗岩型铀矿成矿条件分析
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系列 高 侵 位 的 小 型 幔 源 斑 岩
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体 ，形 成斑 岩型铜 钼矿 化 。
２ 基 底 成 熟 度
该 区基 底 由前 寒 武 纪 结 晶 基 底和古 生 界褶皱 基底 构成 。 结
３ 构造岩浆活动
冈底斯构造带的主体 由多条近东西 向深大断裂控制的中生代一 新生代钙碱性弧火 山岩和中酸 ｆ 生 侵入岩 带与其 问的蛇绿混杂岩带呈条块状镶嵌组成 ，并在后期的区域性伸展隆起背景上形成一系列按一定 的间 隔排列 的近 南北 向活 动构 造带 （ １ 。该 带 上新 世 以火 山活动 为特 征 ，第 四纪 以断块升 降为 主 。和其 它 图 ） 活 动构 造带 比较 ，它们 至今 仍 在 活动 ，显 示 为东 西 向 的引张应 力 场构 成 的南北 向正断 层 、地堑 式或 半 地 堑 式 断陷盆 地 和断块 山地 等 。 近南北 向的裂谷切割了所有的东西向挤压构造带 ，并受近东西向的地壳拉张作用控制 ，同时又受到 这 些东 西 向断裂 带后 期 活动 的牵 引 （ 日政 ，等 ，２ ０ 。近南 北 向活 动构造 带 ，不 仅规 模较 大 而且对 区 贺 ０３） 内矿产 的形成有重要影 响，主要表现为沿活动构造带花岗岩类产生各类蚀变 ，沿断裂带有花岗斑岩和超 基性岩脉侵入 、石英脉 、细晶岩脉 、伟晶岩 、岩墙发育 ，花岗岩强烈挤压破碎呈棕红 、 白等色调、现 黄 代 温 泉发 育 、岩石 褐铁 矿 化 、绿 泥石 化强 烈 ，并 发生 角 闪石 绿 帘石化 、斜长 绢 云母化 等矿 物 蚀变 。在 花 岗岩 的外接 触带 ，普 遍发 育热 蚀 变作用 。
大别造山带中生代花岗岩类成分的时空分布与造山带演化的关系
大别造山带中生代花岗岩类成分的时空分布与造山带演化的关系的报告，800字本文将介绍大别造山带中生代花岗岩类成分的时空分布与造山带演化之间的关系，并对相关论述进行简要的总结。
大别造山带历史上的演化可以用地层学的手段进行大致分析，在大别造山带演化史中，根据地层学和构造学特征，可以划分为三个阶段：大裂谷期（Paleoeogene）、逆冲期（Neogene）和抬升期（Quaternary）。
在大别造山带中，生代花岗岩类主要分布在大裂谷期，也就是花岗岩活动期，期间出露大量花岗岩，其成分可分为老花岗岩系（Paleoeogene Granites）、新花岗岩系（Neogene Granites）和现代花岗岩系（Quaternary Granite）。
老花岗岩系主要分布在新汪（Neo-Wang）、碛桂（Qinggui）和新洪（Neo-Hong）地区，其特征是具有A系（A-type ）特征，如高钾、低钙；其产地特征是具有节理、断层和构造背景，可以认为是在构造背景下发生节理成岩作用的产物。
新花岗岩系则主要分布在大别造山带东部，其特征是具有I系（I-type）特征，如中钙、低钾、低镁、低钆等；其产地特征是具有节理和断层，可以认为是受构造背景影响的岩浆活动的产物。
最后，现代花岗岩系则主要分布在大别造山带的西部，其特征是具有S系（S-type）特征，如高钙、低镁、低钾、低钆等；其产地特征是存在着大量的断层和大型的构造背景，因而可以断定是受伴随构造活动的岩浆活动的产物。
综上所述，大别造山带中生代花岗岩类成分的时空分布与造山带演化之间存在着一定的关联性。
多方面的地质特征表明，大别造山带正处于构造背景下的节理式成岩作用和岩浆活动的演化过程之中，而生代花岗岩类成分就是在这一演化过程中产生的特征成分，其时空分布可以作为验证造山带演化的有力依据。
本文对大别造山带中生代花岗岩类成分的时空分布与造山带演化的关系进行了简要阐述。
首先，概述了大别造山带演化的过程；其次，分析了大别造山带中生代花岗岩类成分的时空分布；最后，总结了生代花岗岩类成分的时空分布与造山带演化之间的关联性。
造山作用及造山带
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太 平 洋 的 残 留
(c á nl iú)
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太 平 洋 边 缘 海 盆 地
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世界(shìjiè) 地质图
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• 弧后体系特征：
• 具有洋壳体系的基地磁条带异常不清析；
沉积物有：碎屑（早期少量陆缘碎屑、大量
火山弧碎屑）、火山物质(wùzhì)、粘土沉积； 钙碱性玄武岩（LiL/HFS值增大)。
天山下明显的壳幔过渡带的存在和C3界面的缺失，它暗示着这种“碰撞插入”动力过 程作用下，天山下地壳遭受变形后导致了地壳缩短、天山隆起，同时使得塔里木和准噶尔 地块(dìkuài)下的地壳物质被带入天山下，形成了天山下特殊的“双下地壳”结构。
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天山地壳(dìqiào)动力学模型
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主要特征： ①大地构造位置及背景
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• 一：基本概念 • 二：造山带的分布特点(tèdiǎn) • 三：造山带的基本类型和结构 • 四：造山作用的阶段划分 • 五：地体及地体增生
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1：全球造山带分布 特点：沿古老的稳定的地块分布、连接这些相邻的地
块、少数伸入稳定地块内部(nèibù)并消失于其中。 分为：陆缘、陆间、陆内造山带 全球：环太平洋、地中海、乌拉尔—蒙古、北大西洋、
板内造山带形成于相对稳定的大陆板块内部 (nèibù)。在造山作用发生以前，均经历了结 晶基底的形成和稳定的盖层发育阶段，板内 造山带发育在相对较老且强硬的岩石圈基础 上。
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②造山带构造格局(géjú)与构造单元 碰撞和俯冲造山带可以划分出不同的构造单元数量，尽管构造 单元体特征有所不同，却存在有标志俯冲和域碰撞的蛇绿岩带 和(或)构造混杂岩带，且造山带的两侧往往是具有不同演化历 史和(或)岩石圈结构特点的构造单元。造山带中各构造单元和 构造变形形迹都大体与造山带平行，呈带状分布，构成最显著 的线状构造格局(géjú)， 然而，板内造山带总体上具有相对狭长的带状外貌，但其中的 各种不同构造具有线状分布特征，而是呈面状散布于造山带中。 如隆起一沉降相间的基底与盆地构造格局(géjú)、逆冲断裂构 造与相伴褶皱构造、岩浆岩与火山岩分布、同造山变质带等。 板内造山带中没有板缘造山带中的那种常见的蛇绿岩带或构造 混杂岩带，造山带的两侧是具有相同的岩石圈结构与演化历史 的同一个岩石圈板块。
大别造山带中新生代隆升作用的时空格局_构造年代学证据
大别造山带中新生代隆升作用的时空格局———构造年代学证据31998年1月15日收稿.3国家自然科学基金项目(No.49572146,No.49772147)资助.王国灿 杨巍然(中国地质大学地球科学学院,武汉430074)摘 要 运用构造年代学方法对大别造山带中新生代隆升作用的时空格局进行了分析与确定.印支—早燕山期(240～180Ma )是大别山广泛的逆冲或楔冲抬升时期,中深层次为向北西或北北西方向的透入性韧性逆冲推覆或楔冲,浅表层次为向造山带两侧的背冲式逆冲推覆,体现出分层楔入—逆冲抬升作用特点.晚侏罗世—早白垩世(150～96Ma )大别山又一次发生广泛的隆升作用,有关隆升构造包括顶托式片麻岩穹隆、岩浆底辟穹隆及西大别的背向式剥离滑脱构造,其中对岩石抬升剥露影响最大的是顶托式片麻岩穹隆,且以东大别罗田穹隆区及岳西穹隆区的抬升剥露幅度最大.晚白垩世早期,在北西-南东向伸展条件下,麻城-药铺-青山弧形剥离断层形成,随之在晚白垩世晚期至老第三纪发生差异断块隆陷构造,引起东大别核部地区,特别是罗田穹隆区进一步掀斜抬升.关键词 隆升作用,构造年代学,大别造山带,中新生代.中图法分类号 P542.2第一作者简介 王国灿,男,副教授,1963年生,1988年于中国地质大学(武汉)获硕士学位,1997年获博士学位,现主要从事构造地质学的教学和科研工作.0 引言大别造山带是中深变质岩系广泛剥露的地区,也是高压—超高压变质岩系广泛分布的地区.近年来,不同学者从岩石学[1,2]、同位素年代学[3～7]和构造学[8]等方面揭示了大别造山带中新生代存在的显著差异隆升剥露现象,研究表明现剥露于地表的中深变质岩系是中新生代以来剥露的.然而,到目前为止,对大别造山带中新生代隆升剥露作用研究的资料零散,未能对中新生代整个隆升剥露的时空格架给出较精确的约束和总结.笔者近年来在国家自然科学基金的资助下,运用构造年代学方法[9],对大别造山带不同隆升构造的时间、不同区段的差异隆升剥露历程以及隆升作用的动力背景几个核心问题开展了广泛的研究,从而建立了造山带中新生代隆升作用的时空演化框架.本文重点对大别造山带中新生代隆升构造及其构造年代学作一总结,有关剥露历程将另文发表.1 主要隆升构造基本特点运用区域构造分析法、构造回剥法与构造解析方法相结合,鉴别划分出4类6型主要隆升构造(表1、图1).表1 大别山中新生代隆升构造基本类型Table 1Types of the uplift structures of Mesozoic -Cenozoic in Dabie mountains 隆升构造类型逆冲推覆构造穹隆构造收缩型穹隆楔冲式片麻岩穹隆伸展型穹隆顶托式片麻岩穹隆底辟式岩浆穹隆剥离滑脱构造差异断块隆陷构造1.1 逆冲推覆构造逆冲推覆构造是桐柏-大别造山带中新生代隆升构造重要型式之一,主要发育于造山带南北边缘及东大别东部地区.造山带南北边缘主要为中浅层次逆冲推覆,总体构成背冲式逆冲推覆构造组合,索书田等[8]将之总结为双侧造山带的结构样式;东大别东部地区则以中深层次透入性韧性逆冲推覆为特第23卷第5期地球科学———中国地质大学学报Vol.23 No.51998年9月Earth Science —Journal of China University of G eosciencesSep. 1998图1 大别山中新生代隆升构造纲要及不同类型隆升构造线理分布Fig.1Framework and lineation of the uplift structures of the Dabie orogenic belt1.晚白垩世—第四纪断陷-坳陷盆地;2.北淮阳下古生界—第三系;3.震旦系大理岩;4.上元古界龟山岩组;5.中上元古界随县群、卢镇关群;6.中元古界红安群、宿松群、苏家河群;7.太古宇—下元古界大别杂岩;8.燕山期花岗岩;9.断层;10.韧性剪切带;11.楔冲穹隆前缘逆冲断层;12.楔冲穹隆后缘滑脱断层;13.顶脱式穹隆核部;14.顶脱式穹隆边界;15.印支期—早燕山期逆冲型矿物拉伸线理;16.印支期—早燕山期滑脱型矿物拉伸线理;17.燕山中期滑脱型矿物拉伸线理;18.燕山晚期剥离滑脱型矿物拉伸线理;19.印支期—早燕山期走滑型矿物拉伸线理;20.造山带变形边界.XXF.新城-浠水右旋走滑韧性剪切带;TL F.郯庐断裂;M YQF.麻城-药铺-青山弧形剥离断层.点,统计结果表明这里的推覆型变形面理总体倾向南,线理倾伏南东(具有144°∠33°的线理极密产状) (图1).S-C组构、旋转碎斑及不对称褶皱等运动学标志反映上盘向北西方向的韧性斜冲.1.2 收缩型楔冲式穹隆该穹隆主要发育于西大别地区,以大悟大磊山楔冲式穹隆最为典型,同类型的还有福田河楔冲穹隆.有关大悟大磊山穹隆的成因存在褶皱叠加穹隆[10]、古老的剥离核杂岩型穹隆、水平挤压形成的南北向短轴背斜[8]以及古老陂盖式片麻岩穹隆等多种认识,笔者对这一穹隆,特别是对构成穹隆核部的大别杂岩与环绕大别杂岩的红安群之间的边界滑脱带的构造解析结果表明[11],该穹隆北部大别杂岩向北逆冲于红安群之上,南部边界滑脱带上盘红安群向南或南西下滑,东部边界滑脱带上盘红安群向南东斜下滑,而西部大别杂岩向北北西方向斜冲于红安群之上,从而体现了穹隆核部大别杂岩以瘤状凸起形式整体向北斜向上的楔冲运动.从构造岩所反映的变形变质环境来看,楔冲运动导致大别杂岩至少从绿帘角闪岩相以下上升到绿片岩相以上环境.1.3 顶托式片麻岩穹隆面理缓向外倾,物质由核部向四周滑脱是顶托式片麻岩穹隆的基本特点.东大别地区与西大别地264地球科学———中国地质大学学报第23卷区的顶托式片麻岩穹隆特点有所不同,东大别主要发育有罗田穹隆和岳西穹隆,其规模大,影响范围广,发育层次深.特别是罗田穹隆,其隆升剥露牵及整个大别造山带隆升剥露格局,其特点是穹隆不同部位外倾透入性正向韧性滑脱构造普遍存在,矿物拉伸线理以穹隆核为中心呈放射状分布,反映为顶托式上隆,角闪岩相变形矿物组合反映滑脱变形形成于中深地壳层次,详细特点及形成年代笔者曾作过专论[12].这里需要说明的是罗田穹隆与东大别东部逆冲变形区之间的关系,在物质组成上,前者主体为一套麻粒岩相—高角闪岩相的区域变质岩系,以含高温麻粒岩为特征,后者主体为角闪岩相的区域变质岩系,并广泛含有高压及超高压变质岩系,在变质相上两者没有截然的分割界线;在构造上,两者的边界为弥散型透入式上盘向东的韧性滑脱带,同样表现为过渡性质.这一关系说明,穹隆发育之初,穹隆区现剥露于地表的变质岩处于较东大别东部逆冲变形区的变质岩系更深的构造层次.西大别地区主要发育卡房穹隆及福田河穹隆,规模较小,形成于中浅构造层次,特点主要表现为浅层次或浅表层次的间隔性脆-韧性或脆性滑脱变形.滑脱变形的表现型式主要有顺片麻理的正断层、层间劈理带或片理化带、香肠化或透镜体化.1.4 岩浆底辟穹隆该穹隆与中生代(主要为晚侏罗世—早白垩世)大规模岩浆底辟侵位及喷发有关.其特点表现为环状或放射状裂隙系统的发育,沿裂隙发育有花岗斑岩脉,如商城—金寨一带的火山-花岗岩穹隆、灵山花岗岩穹隆及新县花岗岩穹隆等.1.5 剥离滑脱构造对大别山地区岩石剥露起重要作用的剥离滑脱构造系统主要有:(1)西大别山地区的背向式剥离滑脱系统.即北坡以苏家河构造混杂岩群与早古生代定远组界线为主滑脱面,北盘向北中等角度正向滑脱;南坡以上震旦统灯影组与随县群界线为主滑脱面,上盘向南南东方向低角度正向滑脱;(2)东大别地区的麻城-药铺-青山弧形剥离断层(图1).其剥离滑脱变形叠加于早期罗田穹隆的韧性滑脱变形之上,剥露滑脱带不同部位矿物拉伸线理均向北西倾伏(300°～335°∠0°～40°)(图1),旋转碎斑系及S -C组构等反映上盘向北西滑脱.东、西大别剥离断层均发育于绿片岩相变质条件,但时代各不相同(详见下文).1.6 差异断块隆陷构造断块隆陷构造主要发生于晚白垩世—老第三纪,一些部位进一步隆起剥蚀,而一些部位(凹陷)接受沉积,边界一般为高角度正断层.块断活动形成了不同的地貌单元,隆起区一般为山地,凹陷区一般为丘陵盆地地带.东大别地区和桐柏—西大别地区块断活动的方向性有所差异.东大别地区以北东─北北东向块断构造为主,以团麻断裂最为典型,东盘隆起,西盘断陷,与西侧盆地沉积同步发育有张性构造角砾岩带及硅化带,叠加于早期剥离断层形成的绿片岩相糜棱岩带之上.桐柏—西大别地区的块断构造多承袭先期北西向构造方向,边界断裂也多沿袭先期断裂构造.在桐柏山南坡,一系列往南西依次断落的北西向正断层,反映造山带核部不断隆起,断落盘所控制的盆地堆积,如应山-花园盆地,随着造山带核部的隆起而显示出由北往南的沉积迁移①.①中国地质大学(武汉)区调所桐柏山队.1∶5万广水市幅地质图说明书.1995.2 主要隆升构造形成的年代学证据2.1 逆冲推覆构造逆冲推覆作用应该对应逆冲岩席的快速抬升冷却,因而,可通过对变形温压条件及相适应的同位素热年代学方法来确定逆冲变形作用的时代及相应的抬升幅度.在东大别东部深层次逆冲变形区,现有的角闪石和黑云母K-Ar或Ar-Ar同位素年龄分布具十分相似的年龄区间(180～230Ma),更高封闭温度的其他同位素体系的年龄也较多地(至少最年轻者)分布于这一区间,反映这一时期岩石从500℃左右的角闪石Ar同位素封闭温度等温面以下,甚至更深的范围快速抬升冷却到300℃左右的黑云母Ar 同位素封闭温度等温面以上;李曙光等[13]对太湖石马地区榴辉岩的围岩———石榴黑云斜长片麻岩同一样品分别进行石榴石全岩Sm-Nd等时年龄和黑云母K-Ar年龄测试,其结果在误差范围内一致,前者为(229±3)Ma,后者(231±5)Ma,从而表明了230Ma左右快速抬升冷却.李齐等[5]对岳西碧溪岭花岗质片麻岩和糜棱岩样品所进行的钾长石40Ar/39Ar多重扩散域年龄测定和白云母单矿物年龄测定证明,两样品分别在252Ma和210Ma左右都有快速的冷却,并且上升到225℃左右等温面附364 第5期 王国灿等:大别造山带中新生代隆升作用的时空格局———构造年代学证据近.所有这些说明印支期—早燕山期,东大别东部逆冲变形区存在一快速抬升冷却时期,而这一抬升冷却过程中岩石所经过的温度区间正好与这一地区广泛的角闪岩相—绿片岩相深层次逆冲变形变质温度区间相协调,从而说明印支—早燕山期的快速冷却应属这一地区所表现的深层次逆冲推覆的结果.从热年代学资料所反映的岩石经过300℃左右等温面的时间的不同说明,印支—早燕山期不同逆冲岩席的抬升冷却并非同步,先后有所差异,这与逆冲推覆作用扩展发展规律是相符的.南北边缘的中浅层次背冲式逆冲推覆构造组合的形成时代可通过地质关系加以分析,南侧逆冲于扬子陆块基底之上的具类侏罗山式薄皮构造的前陆褶皱-冲断带中卷入变形的最新地层为下三叠统,晚白垩世江汉裂陷盆地的碎屑沉积角度不整合于其上,说明逆冲变形为印支—早燕山期的产物;南侧北淮阳地区向北的逆冲推覆变形控制着早中侏罗世前陆盆地的发育,而晚侏罗世北淮阳地区为伸展环境下的大规模火山喷发和花岗岩侵入,从而说明逆冲变形也为印支—早燕山期的产物.图2 大悟黄麦岭大磊山穹隆南滑脱带中花岗质糜棱岩锆石U-Pb测年结果谐和图Fig.2Concordant diagram of the zircon U-Pb age dating of the granitic mylonite in the south decollement shearzone of the Daleishan dome表2 大悟黄麦岭大磊山穹隆南滑脱带中花岗质糜棱岩颗粒锆石U-Pb年龄测试结果Table2Results of zircon U-Pb age dating of the granitic my2 lonite in the south decollement shear zone of theDaleishan dome序号锆石特点表面年龄/Ma206 Pb-238U207 Pb-235U207 Pb-206Pb1淡紫色短柱状675.0682.0704.02浅黄色短柱状449.0471.0582.03无色透明细长柱状254.9263.5340.24无色透明长柱状559.0722.01267.05无色透明短柱状950.01178.01624.06紫色透明短柱状1022.01243.01651.07无色透明短柱状1235.01658.02247.02.2 收缩型楔冲式穹隆笔者曾根据前人在大磊山穹隆区所获得的锆石U-Pb年龄和白云母K-Ar年龄证明大磊山楔冲式穹隆成生于印支—早燕山期[11].最近,笔者对大悟黄麦岭穹隆南滑脱带中遭受强烈韧性滑脱变形的花岗岩脉进行了颗粒锆石U-Pb年龄和白云母K -Ar年龄测定,结果进一步证实了这一结论.(1)锆石U-Pb年龄测试结果.测年锆石的显微、超显微形貌特征显示了不同的成因类型,可分3类,一类具碎屑锆石特点,晶形为半自形—自形粒状—短柱状,表面有明显刻痕及凹坑;第二类为无色透明—淡黄色自形短柱状—长柱状,晶面发育完好,晶棱笔直,但锥面晶棱有圆化,并有溶蚀凹坑,反映为岩浆结晶的锆石,但遭受了变质的叠加;第三类量少,为无色透明—淡紫色浑圆状—短柱状晶粒,可能为构造变形过程中圆化的结果.对不同类型颗粒锆石进行U-Pb稀释法年龄测试(表2).年龄结果表明,除1号和3号锆石的3个表面年龄接近谐和外,其他锆石的表面年龄均不谐和,有明显的放射性成因铅的丢失.通过谐和图处理(图2),数据点分散,说明锆石有不同的成因类型.其中1、2、3号锆石可构成一条不一致线,上交点年龄(706±58)Ma与1号样品3个接近谐和的表面年龄类似,可代表脉岩的结晶形成年龄;不一致线下交点年龄为(215±16) Ma,接近谐和的3号锆石落在下交点附近,因而这一下交点年龄可代表一期构造热事件,应代表韧性滑脱变形的时间,而其他远离该不一致线的锆石应属混入的老锆石.老锆石的混入可通过两种方式,其一是岩浆侵入时对围岩的捕获,其二为韧性滑脱过程中围岩的卷入.(2)白云母K-Ar年龄测试结果.同一样品的白云母K-Ar年龄测试结果为(198.7±1.8)Ma,与西大别其他地区所获得的黑云母K-Ar和白云母K-Ar或Ar-Ar年龄相似[14].结合锆石U-Pb 年龄可推断从215Ma到198.7Ma左右岩石已快速冷却到300℃等温面以上,滑脱带以下大别杂岩至464地球科学———中国地质大学学报第23卷表3 芳畈钾长花岗质糜棱岩锆石U-Pb稀释年龄测试结果Table3Results of zircon U-Pb age dating of the kaligranitic mylonite in Fangfan detachment fault,south of west Dabie mountains锆石类别实验编号锆石特点表面年龄/Ma206 Pb-238U207 Pb-235U207 Pb-206Pb被磨碎的岩浆锆石自形岩浆锆石岩浆捕获锆石1淡黄色透明短柱状635636641 2浅黄色半透明短柱粒状614616626 8较深黄色不透明短柱状256275444 3无色透明短柱状590597622 4无色透明短柱状367394560 5无色透明长柱状236275617 9无色透明短柱状556564600 6淡紫红色透明圆柱状101611561428 7淡紫色浑圆状79211962024少发生了300℃的温度降.由于穹隆区乃至整个大别地区没有见到此间的岩浆热干扰,因此如此快的冷却(大于18℃/Ma)用快速的构造抬升来解释是合适的,即大别杂岩向北斜向上楔入于红安群中形成大磊山穹隆,穹隆期变形所反映的构造层次与这一快速冷却的温度区间也相适应.2.3 东大别罗田穹隆从大范围来看,罗田穹隆区现有的所有变质角闪石K-Ar或Ar-Ar年龄(均值128Ma)和变质黑云母、白云母K-Ar或Ar-Ar年龄(均值117 Ma)接近,反映燕山中期穹隆区为快速冷却阶段,从至少500℃等温面以下上升冷却到300℃等温面以上,而穹隆周围地区在印支—早燕山期已上升到300℃等温面以上,这意味着顶托式穹隆构造的形成与燕山中期的快速冷却事件存在着必然的联系.为了进一步了解罗田穹隆的形成发育过程,笔者曾通过对穹隆不同部位变质岩系统的变质角闪石K-Ar和变质黑云母K-Ar年龄测定结果进行了专门分析[12],有关资料在此不再赘述,最近补充了锆石和磷灰石裂变径迹年龄成果,这里作以下几点归纳: (1)穹隆不同部位测年样品都表现出从封闭温度较高的角闪石K-Ar年龄到最低的磷灰石裂变径迹年龄依次降低,反映各部位中新生代以来均是冷却过程;(2)从核部到翼部岩石经过角闪石K-Ar封闭温度等温面(500℃±)和黑云母K-Ar封闭温度等温面(300℃±)距今的时间均依次减小,这种规律性反映了核部相对翼部的差异抬升冷却,与顶托式穹隆发育模型相吻合[3];(3)核部与翼部锆石裂变径迹年龄极为相似,除南翼中部卢家河年龄偏大外,多介于60～80Ma之间(另文作详细讨论),表明穹隆构造成型于60～80Ma之前;(4)由角闪石和黑云母K-Ar年龄与封闭温度间的关系可大致勾划出穹隆发育过程中的抬升冷却速率,翼部年龄值反映早期具相对快的抬升冷却速率,145～128Ma间翼部年均冷却速率为14～26℃/Ma(相应此时核部冷却速率应更快,但没有更高的封闭温度年龄值约束),核部年龄值反映晚期抬升冷却速度变慢,127～96Ma间核部平均冷却速率为6.5～14.8℃/Ma,而翼部应更慢.综上所述,穹隆主要形成于150～96 Ma间,穹隆发育过程中,核部较翼部具更快的抬升剥露冷却,且早期抬升快,晚期抬升变慢.2.4 剥离滑脱构造东大别北西向伸展形成的麻城-药铺-青山剥离断层与西大别南北向伸展形成的北坡向北滑、南坡向南滑的剥离断层系统的发育时代有所不同.麻城-药铺-青山剥离断层的绿片岩相滑脱变形在罗田穹隆的西界和北界叠加在穹隆期角闪岩相滑脱变形之上,同时又被控制晚白垩世—第三纪断陷盆地的团麻断裂脆性变形叠加破坏.因此,绿片岩相的韧性剥离滑脱的时间应是在上白垩统沉积之前,但又不应跨入96Ma以前的罗田穹隆发育期,从而被限制在晚白垩世早期,而从绿片岩相剥离滑脱变形与叠加于其上的脆性破裂变形(成盆期的变形)所具有的相同的运动性质和应力状态来看,断陷应是绿片岩相剥离滑脱同一应力场的延续和进一步发展.桐柏—西大别地区北部向北滑脱的剥离断层带的绿片岩相滑脱变形并没有影响到燕山晚期的花岗斑岩脉(92Ma,95Ma)[2],其形成时间应比东大别麻城-药铺-青山剥离断层早;南部向南滑脱的剥离断层的年代学证据也证明其形成于较早的时间,根据对滑脱带变形钾长花岗岩中所挑选的3种不同564 第5期 王国灿等:大别造山带中新生代隆升作用的时空格局———构造年代学证据图3 芳畈南侧钾长花岗质糜棱岩锆石U-Pb测年结果谐和图Fig.3Concordant diagram of the zircon U-Pb age dating of the kaligranitic mylonite in the Fangfan detachmentfault,south of west Dabie mountains类型锆石进行稀释法年龄测试结果表明(表3),1, 2,3,4,5,8,9号锆石组成良好的不一致线(图3),其上交点年龄((629±15)Ma)可解释为岩体侵位结晶时间,下交点年龄((139±26)Ma)应该代表韧性剥离滑脱的时间,6,7号锆石应属岩浆捕获围岩的锆石.因此,总体看来,西大别的背向式剥离滑脱构造系统的发育时间与东部罗田穹隆的形成时间大体相当.3 大别造山带中新生代隆升作用的时空格架(1)大别山核部中深层次逆冲推覆作用及南北两侧浅表层次背向式逆冲推覆作用发生于印支—早燕山期(250～180Ma),西大别楔冲式穹隆构造也是这一阶段产物,而这一阶段正是扬子陆块与华北陆块的碰撞及后续挤压时期,也是高压及超高压变质岩系的快速折返时期[6,15～18].不同部位所体现的不同形式的收缩构造说明这一时期大别山具有楔入-分层逆冲作用的特点,即扬子陆块与华北陆块于早印支期碰撞粘结后,挤压应力的持续作用使更深层次的高压—超高压变质岩系被带入到大别地壳的壳幔边界附近;在地壳中深层次,上行的大别地壳向北西或北北西的透入性逆冲或楔冲作用进一步将高压—超高压变质岩系楔入式传送到大别地壳的不同层次而与大别杂岩和红安群并置到一起;在地壳中浅层次,以桐柏-青山-晓天断裂为中心向两侧发生背向式逆冲,逆冲作用使原覆于大别山轴部的浅表层次物质抬升剥蚀殆尽.(2)经过一段时间的稳定发展后,大致从150Ma开始在南北向伸展作用下大别地区广泛发育伸展顶托式片麻岩穹隆构造和岩浆底辟穹隆构造,并一直持续到96Ma左右,西大别的背向式剥离断层体系也是这一阶段的产物.显然,罗田穹隆区是这一阶段抬升幅度最大的地区,从罗田穹隆与东大别东部逆冲变形区之间的构造关系来看,穹隆发育初其上应覆有与东大别东部逆冲变形区构造层次相当的含高压及超高压变质岩系.(3)晚白垩世开始,应力转为北西-南东向伸展,形成东大别的麻城-药铺-青山弧形剥离断层及随之发生的差异断块隆陷构造,东大别核部地区,特别是罗田穹隆区被进一步掀斜抬升,并一直延续到老第三纪.(4)新第三纪以来(20～30Ma以来)是现代地貌的塑造时期,磷灰石裂变径迹年龄资料表明,晚新生代以来大别山的剥蚀速率有增快趋势(另文发表).参考文献1 陈延愚,牛宝贵,刘志刚等.大别山腹地燕山期岩浆作用和变质作用的同位素年代研究及其地质意义.地质学报, 1991,65(4):329～3352 马昌前,杨坤光,唐仲华等.华中大别山高压变质地体的形成和差异岩石隆升─剥露:来自火成岩的证据.地球科学———中国地质大学学报,1995,20(5):515～5203 陈江峰,董树文,邓衍尧等.大别造山带钾氩年龄的解释———差异上升的地块.地质论评,1993,39(11):17～22 4 陈江峰,谢智,刘顺生等.大别造山带冷却年龄的40Ar/ 39Ar和裂变径迹年龄测定.中国科学(B辑),1995,25(10):1086～10925 李齐,陈文寄,马宝林等.华北扬子板块碰撞后热演化史的初步研究.地震地质,1995,17(3):193～2036Hacker B R,Wang Q C.40Ar/39Ar geochronology of ultra2 high-pressure metamorphism in central China.Tectonics, 1995,14(4):994～10067 简平,马昌前,杨坤光.大别造山带东部燕山晚期区域变质、岩浆活动与区域构造抬升的同位素地质年代学证据.地球科学———中国地质大学学报,1996,21(5):519～5238 索书田,桑隆康,韩郁菁等.大别山前寒武纪变质地体岩石学与构造学.武汉:中国地质大学出版社,1993.43～52664地球科学———中国地质大学学报第23卷9 杨巍然,简平.构造年代学———当今构造研究的一个新学科.地质科技情报,1996,15(4):39～4310湖北省地质矿产局.湖北省区域地质志.北京:地质出版社,1990.583～59011王国灿,杨巍然.鄂北大悟大磊山穹隆的楔冲成因及其形成年代.湖北省地质学会编.1995年底学术讨论会论文集:第二集.[s.l.]:[s.n.],1995.4～812王国灿,杨巍然.大别山核部罗田穹隆形成的构造及年代学证据.地球科学———中国地质大学学报,1996,21(5):524～52813李曙光,肖益林,刘德良.大别山石马地区石榴黑云片麻岩的Am -Nd ,K -Ar 年龄及冷却速率.地质科学,1995,30(2):174～18114Eide E A ,Mcwilliams M O ,Liou JG.40Ar/39Argeochronology and exhumation of high-pressure to ultra 2high-pressure metamorphic rocks in east-central China.G e 2ology ,1995,22:601～60415Okay A ,Sengor A M C.Evidence for intercontinentalthrust-related exhumation of the ultrahigh-pressure rocks 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(240-180Ma )and formed uniform ductile thrusts system and some wedging-thrust domes at a deep crust lev 2el which topped the NW or N -NW brittle or ductile-brittle back-thrust systems in north-south direction at a shallow crust lever.The diapiric domes happened during the Late J urassic -Early Cretaceous (150-96Ma ).The back-detachment system in western Dabieshan also formed in this period (139Ma ±)according to the age dating.The Macheng-Yaopu-Qingshan ductile detachment fault formed in the early stage of Late Cretaceous.The fault-block horsts and grabens occurred during the late stage of Late Cretaceous to Eocene.K ey w ords uplifting ,tectono-chronology ,Dabie orogenic belt ,Mesozoic -Cenozoic.764 第5期 王国灿等:大别造山带中新生代隆升作用的时空格局———构造年代学证据。
冈底斯带重磁异常二维经验模态分解及地壳结构
冈底斯带重磁异常二维经验模态分解及地壳结构
冈底斯带是中国大陆上的一条富有特殊地质意义的山脉带，也是我国最为核心的地质构造之一。
由于冈底斯带所处的区域极为复杂，各种地质力量以及构造运动交织在一起，这使得冈底斯带的地质构造和地球物理特征异常复杂，特别是其重磁异常现象非常显著。
为了探究冈底斯带的地壳结构以及重磁异常现象，科学家们利用二维经验模态分解的方法进行了研究。
二维经验模态分解是一种基于Hilbert-Huang变换的信号处理方法，它可以将多变
量信号分解为多个固有振荡模式，这些振荡模式可以更好地反映信号本身的特征。
在地球物理中，这种方法可以用来分析地震信号、重力场和磁场等数据，以及探究地壳结构和地球深部构造特征。
通过二维经验模态分解，科学家们对冈底斯带进行了深入研究，他们发现，冈底斯带的重磁异常主要分布在其南北两端和中部高山区域，受到岩石类型变化、岩浆侵入、断裂以及褶皱等多种因素的影响。
而除了重磁异常，科学家们还发现了冈底斯带的电性特征、波速分布、密度结构等地球物理特征与其构造区域高度相关。
总的来说，二维经验模态分解是一种非常有用的方法，它可以在不破坏数据原始性的情况下，更好地探究地球物理现象及其背后的地质构造。
在冈底斯带的研究中，这种方法为我们提供了重要的线索，帮助我们更加深入地了解冈底斯带的地壳结构和地球物理特征。
从安第斯到冈底斯：从洋-陆俯冲到陆-陆碰撞
Vol. 93 No. 1Jan. 2 0 19第9 3卷 第1期2 0 19年1月地 质学报 ACTA GEOLOGICA SINICA从安第斯到冈底斯：从洋-陆俯冲到陆■陆碰撞许志彗，趙申护，马绪宣2）,陈希护），马元2）1）南京大学地球科学与工程学院，南京，210046； 2）中国地质科学院地质研究所，北京,100037内容提要：全球造山系类型主要分为增生型和碰撞型两大类。
现今，全球两大巨型造山系的研究表明：环太平洋增生造山系正在经历洋-陆俯冲过程•新特提斯-喜马拉雅碰撞造山系经历过洋-陆俯冲之后又步入陆-陆碰撞阶段。
其中.安第斯造山带是东太平洋l.azaca 大洋板块多阶段向东俯冲在南美大陆之下后形成的以“大洋板块深（陡）-浅（平）俯冲交替、洋岛-地体增生拼贴、碰撞和俯冲型高原隆升”为特征的现代“安第斯岛弧带”和“安第斯-科迪勒拉俯冲型增生造山系”。
位于亚洲大陆内部的冈底斯造山系经历了新特提斯洋盆向北俯冲、消减和洋盆闭合以及印度-亚洲碰撞的两重阶段.具体包括早中生代开始的新特提斯“多洋岛”形成和向拉萨地体的多阶段俯冲汇聚.致使洋岛-地体增生碰撞形成冈底斯岩浆弧•继而铸造了晚白垩世的“安第斯型”俯冲增生造山系；在俯冲利碰揀转换阶段发生了岩浆大爆发并形成冈底斯初始高原；而后才进人印度-亚洲陆陆碰撞阶段，形成大规模的E-W 向 逆冲断裂、走滑断裂和S-N 向裂谷系。
因此.安第斯是冈底斯的前半生，冈底斯的今天是安第斯的未来。
研究冈底 斯的构造演化•特别是早期的构造岩浆活动•必须9安第斯俯冲增生的历史进行对比。
关键词：造山系类型；安第斯造山带；冈底斯造山带板块构造的聚散经历了从板块离散-大洋形 成一洋/陆俯冲到陆/陆汇聚和碰撞造山的过程。
以 大陆动力学的视野审视全球造山带，造山带的类型 主要分为“俯冲型”和“碰撞型”造山系（带）•也有的 将碰撞之后产生的陆内造山系称之为“陆内型”造山带（Cawood et al. . 2009）。