中国区域大地构造-第9讲

中国区域大地构造学赵剑波第九讲 早白垩世中期‐古新世（四川期，135‐52Ma）的构造演化---四川构造体系形成，东部盆岭构造发育，主应力方向的顺时针转变，班公错-怒江碰撞带形成，全球板块普遍北移〇、教学目标、重难点及教学方法1.教学目标1）知识与技能：知道四川期的概念，知道西川构造体系概念和特征，知道四川期正逆断层和盆岭发育状况，知道中国大陆及周边地区的顺时针转动及其证据，知道四川期的岩浆活动情况，知道班公错‐怒江碰撞带形成与演化过程。

2）过程与方法：知道将构造、岩浆、沉积特征与时代相结合，并能说出不同时代、不同地区的构造、岩浆及沉积特点。

3）情感态度与价值观：知道大陆是不断离散、拼合的结果；知道中国大陆的形成与发展是全球构造运动的一部分。

2.重难点1）重点：四川期，四川构造体系，班公错‐怒江碰撞带。

2）难点：东部盆岭构造，班公错‐怒江碰撞带。

3.教学方法1）课堂讲授2）提问与讨论3）学术论文查找与汇报前言四川运动最早由谭锡畴、李春昱在上世纪四五十年代研究四川西部的西康地质时提出来的。

中国大陆的多数地区白垩系与古近系是整合接触，没有构造事件发生。

四川期构造作用的高潮发生在古新世末期或早始新世末期，而四川期本身可从早白垩世中期开始，延续到古新世末期。

中国大陆四川期的沉积，除了塔里木西南和藏南地区还有残留海分布外，在大部分地区都以山麓、河湖相的红色碎屑岩系以及火山岩系为主要特征。

反映了当时干旱炎热的大陆沉积环境。

对于中国大陆西北的大多数地区来说，四川期构造作用相当不明显，侏罗系、白垩系、古近系之间均表现为连续沉积，地层之间几乎都是整合接触。

补充：谭锡畴：河北吴桥人，1892‐1952，我国第一批地质学家之一。

他参与进行的第一件工作，是对北京西山进行全面的地形地质测量。

完成了《北京西山地质志》。

这部专著的最重要部分是1：10万北京西山地质图，这是中国人自己测制的第一幅详细地质图件。

1929年秋，谭锡畴和李春昱一起去西南，对四川、西康作大规模的区域地质调查。

此次考察，行程上万里，历时2年多，作1：20万路线地质图30余幅。

他们是最早进入这一地区的中国地质学家，是我国最早穿过大巴山并对其地质构造进行研究的地质学家。

1931年，北平研究院成立地质研究所，谭锡畴兼任该所研究员。

1938年他到云南以后，一边在西南联合大学任教授，一边应地方政府之请，主持宣威煤矿的勘探和开采工作；1939—1940年，又兼任云南易门铁矿局局长。

谭锡畴从事教学，对自己要求严格，对学生也从不放松。

李春昱，河南汲县人。

1904年5月8日～1988年8月6日。

区域地质、构造地质学家。

1928年毕业于北京大学。

1937年获德国柏林大学博士学位。

为中国科学院地学部学部委员（院士）。

曾任中国地质科学院地质研究所研究员。

1950年发表“四川运动及其在中国之分布”一文，提出“四川运动”的重要概念，揭示了中、新生代之交的地壳运动。

70年代初，他发表了“试谈板块构造”与“再谈板块构造”两篇评介文章，积极引进板块构造新观点。

他首次在中国发现混杂堆积，首次用板块演说系统解释了秦岭、祁连山的构造发展史，多次指出塔里木－中朝地块以北古生代板块缝合带的存在及其对地质矿产勘查的重要意义。

古近纪：国际地层委员会(ICS)已将原来的第三系分为古近系(Paleogene)和新近系(Neogene)，古近系的含义和原来的下第三系相同，包括了古新统、始新统和渐新统。

古近系的顶、底界线已经确定，顶界年龄为23.03 Ma，底界年龄为(65.5±0．3)Ma。

一、板内构造变形与应力场1、四川构造体系四川期的构造变形以形成轴向WNW的宽缓褶皱、WNW向逆掩断层、NNE向正断层、NE或NW向的走滑断层为主要特征。

它们在四川期构造应力场的作用下，形成了四川构造体系。

四川期轴向WNW向的宽缓褶皱分布十分广泛，这种宽缓、波状起伏的地层样式在盆地内部方向十分稳定，但在盆地边缘，地层都朝盆地中央倾斜，四川盆地南部此类褶皱最为明显。

综合其它地区的褶皱轴向资料可以看出，中国大陆四川期的褶皱是西南强烈、东北微弱。

2.构造应力值差异据万天丰等人测定，四川期的构造应力作用强度是目前已经测到数据中最大的，平均是107.4Mpa，同时表现为西南部较强，东北部较弱。

在阿里‐雅鲁藏布江带可达183.5Mpa，秦岭大别带为145 Mpa，东北地区一般在90‐100 Mpa。

这种构造应力作用强度的差异告诉我们四川期的构造应力作用的动力来源于西南部，亦即印度板块快速北移、特提斯洋缩小造成的。

而构造应力在向大陆内部传递过程中逐渐衰减。

值得指出的是，冈底斯地块向北与羌塘、昆仑等地块发生碰撞，但阿尔金‐昆仑带的差应力值只相当于全国平均水平，这说明当时碰撞作用的强度可能不强。

3.断层发育1）逆断层：与上述褶皱作用向伴随，形成了纵向逆断层或逆掩断层，它们切断了白垩系和古新统及其下伏的地层，形成了大量逆断层发育带。

如格吉‐念青唐古拉逆断层带、库尔勒‐乌恰（乌恰县，位于新疆维吾尔自治区西部，帕米尔北部，塔里木盆地西端，天山南麓与昆仑山两大山系接合部。

）逆掩断层带、东昆仑逆断层、金沙江‐红河右行走滑‐逆断层带等。

2）正断层：中国大陆东部发育着一系列NNE向断层，它们在燕山期基本都是逆掩断层或逆断层，但在四川期普遍转化为正断层，普遍受到区域NNE向缩短和NWW向伸展作用，断裂表现为近NWW‐SEE向的拉张。

主要的正断层有：郯城‐庐江南段右行走滑‐正断层带、郯城‐庐江中段北东向左行走滑‐正断层带、大兴安岭东侧右行走滑‐正断层带、六盘山‐贺兰山右行走滑‐正断层带、太行山东侧右行走滑‐正断层带、十万大山‐绍兴左行走滑‐正断层带等。

4.盆岭发育四川期NNE向正断层发育的重要结果是形成盆岭构造，这一时期是中国东部现代地貌发育的萌芽时期。

白垩系通常是中国东部多数现代沉积盆地上的第一个沉积盖层。

由于近东西向的伸展作用，沿盆地边缘断层面发生构造拆离作用，此时在重力均衡作用的控制下，含中基性岩石较多的、古老结晶基底地区密度较大、相对下沉，形成沉积盆地。

古生代以来构造活动性较强、花岗质岩石较多的地区密度较小、相对上升，遂形成山区。

此时华北和东北主要形成大型断陷盆地，包括松嫩、三江、海拉尔‐二连、鹤岗、延吉、渤海湾、胶莱、苏北‐南黄海、江汉‐洞庭、三水、河西走廊（敦煌、酒泉、民乐）、塔里木、柴达木、准噶尔等，华南地区主要形成大量中小型断陷盆地（红色盆地）。

四川期是陈国达地洼学说中“地洼”形成的主要阶段。

5.盆地与矿床中国东部盆地的形成，对于矿产资源的聚集和生态环境的变化影响极大。

在早白垩世形成的东北地区松嫩盆地内，发育了大庆油田，该油田的主要生油层是下白垩统。

我国大部分地区在白垩纪是干燥、炎热的气候，有利于石膏、岩盐矿床的形成，如四川自贡、湖北、江西等地。

在盆地边缘形成了许多四川期的热液矿床，如湖南常宁水口山的铅锌矿、浙江黄岩县五部铅锌矿等。

补充：热液矿床，又称汽水热液矿床(hydrothermal oredeposits)，是指含矿热水溶液在一定的物理化学条件下，在各种有利的构造和岩石中，由充填和交代等方式形成的有用矿物堆积体。

热液矿床是后生矿床。

热液矿床是各类矿床中最复杂、种类最多的矿床类型，可在不同的地质背景条件下，通过不同组成、不同来源的热液活动形成。

二、岩浆活动及其相关的构造1.概况中国大陆四川期的岩浆活动比较强烈，但岩浆岩分布面积比之前的燕山期显著缩小，为43864平方千米，相当于全国岩浆岩出露总面积的5%，是燕山期岩浆岩出露面积的五分之一。

岩浆活动在地表主要呈线状或点状分布，而燕山期是呈S状分布。

四川期岩浆活动具有独特性，总体上述钙碱系列，但二氧化硅含量极高，为71.43%，碱含量为8.45%，铁镁含量低为3.15%。

2.四条岩浆岩带中国大陆东部四川期的岩浆活动主要沿着四条NNE向的张剪性断裂带分布，分别是横断山脉带、大兴安岭‐太行山带、郯庐断裂带、浙闽粤沿海带。

以形成较多的A型以及少量S型花岗岩为特征，岩浆起源的深度常见在陆内的张性断裂带与莫霍面或壳内低速层的交切处附近，即与莫霍面或壳内低速层的局部滑脱相关。

3.其它岩浆活动区藏南和藏北发育含大量火山碎屑岩的海相火山组合。

羌塘‐昌都一带有早白垩世偏碱性的中基性陆相火山岩喷发。

昆仑、秦岭‐大别带也有白垩纪火山岩喷发和花岗岩侵入的记录。

青藏高原班公错‐怒江碰撞带附近在晚白垩世80‐90Ma有大量花岗岩侵入，这与东部大量花岗岩侵入时间（135‐100Ma间）差别较大。

阿尔金、豫西、长江中下游地区发育了中酸性花岗岩类，还形成了出露面积较小、浅成的中酸性斑（玢bin）岩，且常成为很多金属矿床的成矿岩体。

昆仑、秦岭‐大别、长江中下游地区的基底构造线主要走向是近东西向，在四川期构造应力场的作用下常出现近南北向的横张断裂，在这些地壳断裂与近东西向断裂的交点就比较容易发生岩浆活动。

4.主应力方向的顺时针转变齐金忠在研究河南祈雨沟金矿田的过程中发现早白垩世的共轭剪节理和岩脉所反映的最大主压应力方向是接近南北方向的，中白垩世形成的含金石英脉群都充填在走向NE40°张节理内，表明此时最大主压应力方向是NE40°左右，而晚白垩世的小岩体带和岩脉走向均为NNE向，说明晚白垩世的最大主压应力方向已转成ENE向。

可以看出，从白垩纪的早期到晚期，我国东部区域最大主压应力方向是从NNE向转变为NEE向，即发生了顺时针的转变。

应该指出的是，四川期最大主压应力方向的转变与燕山期很不相同。

四川期最大主压应力方向的转变是顺时针转变，而燕山期是逆时针转变。

同时，四川期最大压应力方向的转变与大陆古地磁方位变化无关，这一点也与燕山期的情况不同。

推测四川期最大主压应力方向顺时针转动是与印度板块不断朝北东向运移，班公错‐怒江带发生碰撞和会聚，使得以北地区发生北东向的缩短作用，随着这种作用的加强，就使得中国大陆东部从开始受到朝NNE向的挤压，逐渐转为朝NEE向挤压。

补充：共轭节理：是指岩石受剪切应力破裂形成的裂隙。

能切穿岩石中的砾石、结核和岩脉等，节理面光滑平直，通常是闭合的，延长较远。

剪切节理多成群出现，构成平行排列或雁行排列的节理组或由两组剪切节理形成共轭的“x”型节理。

5.四川期的板块变形此时，全国北东向板内平均缩短速度是 5.4cm/a，位于中国大陆西南部的特提斯洋平均扩张速度是1.2 cm/a。

冈底斯中部、羌塘西部、喀喇昆仑、西昆仑与塔里木西南缘、横断山、湘桂、闽、秦岭‐大别、东北老爷岭地区板内平均缩短速度为6.0 cm/a，鄂尔多斯、四川、塔里木地区小于4.0 cm/a，其它地区在4‐6 cm/a之间。

三、班公错‐怒江碰撞带形成，全球板块普遍向北运移1.班公错‐怒江碰撞带1）概况：班公错‐怒江碰撞带是中国大陆在白垩纪末期‐古近纪早期形成的唯一碰撞带。