造山运动与秦岭造山

2003年2月

第33卷第1期

西北大学学报(自然科学版)

Jo urnal of N or thw est U niver sity (N atur al Science Editio n)

Feb.2003V ol.33N o.1

收稿日期:2002-11-20

作者简介:于在平(1951-),男,江苏镇江人,西北大学教授,博士生导师,从事大陆造山带构造演化研究。

造山运动与秦岭造山

于在平,崔海峰

(西北大学地质学系/大陆动力学教育部重点实验室,陕西西安　710069)

摘要:对造山运动概念的演变进行了讨论,提出了分析秦岭造山作用的现实原则基础。根据秦岭造山带区域地质构造演化和不同时期、不同类型造山作用的研究,划分出俯冲、碰撞和陆内造山作用3个主要阶段。其中碰撞造山作用可进一步分为弧-陆碰撞和陆-陆碰撞阶段。研究认为:秦岭地区古生代以来随着板块构造体制向陆内构造体制的复杂转化,经历了多次、多种类型造山作用的复合叠加,仅仅根据经典板块造山模式不能对秦岭演化历史作出完整解释;受古特提斯东部构造域独特的构造背景控制,即使在古生代—早中生代板块构造体制阶段,秦岭造山作用的细节过程也表现出与传统板块作用明显不同的特征。

关　键　词:造山带;造山运动;秦岭;板块碰撞;构造演化

中图分类号:P542 文献标识码:A 文章编号:1000-274Ⅹ(2003)01-0065-05 秦岭造山带横亘中国中部,东延桐柏、大别,西接祁连、昆仑,位处中国“中央造山系”腹部,是分隔南北中国人文、地理、地质和气候的重要分界线。

秦岭造山带基础地质研究近年来取得了很大进展,然而对造山作用的时期、类型等一直存在不同的看法。这主要是由于秦岭造山作用特殊,并且经历多次构造运动的叠加所致。本文主要根据华北板块(北秦岭)与扬子板块(南秦岭)的结合带——商丹缝合带及邻区研究,讨论秦岭造山作用。

1　关于造山运动

对“造山运动”一词的内涵,迄今为止仍然存在较大歧议,因此在讨论秦岭造山作用之前,有必要对“造山运动”概念及含义作一简要讨论和限定。

造山运动(oro geny )一词最早出现于19世纪中叶,20世纪初开始广泛使用,其早期含义与褶皱带类似。20世纪中叶,人们逐渐认识到褶皱作用以外的构造作用在造山作用中的重要性,从而逐渐摈弃

了把造山运动与褶皱作用等同起来的用法。

板块构造出现之前,对“造山运动”的理解基本上是遵循了施蒂勒1919年提出的定义,即造山运动是一个改变岩石组构的幕式过程。这个定义包含了

两个要点:一是强调不整合分隔的两套岩层具有不同的构造特征;二是造山运动具有幕式特征和全球一致性。与此对立的是以Gilluly 为代表的均变论观点,认为造山运动通常持续时间长(几个世到几个纪),幕式特征只是一种地区性现象,造山运动反映了自然的内在不规则性,而并非是按照确定法则规律变化的。这两种观点的争论,可上溯到19世纪20年代至30年代Lyell 与Beaumont 对角度不整合及其时间含义的著名论战。

Seng or [1]

在“

板块构造学和造山运动”中对造山运动概念的起源、含义的演变进行了讨论,提出一个造山运动的定义:造山运动是一个用以表征会聚

板块边缘所有地质过程的集合名词。在这个定义中,把离散型和走滑型板块边缘排除在外。对此,他的解释是为了不使概念中包含的内容过于庞大,同时由于对板底垫托在地壳增生中的作用难以把握。与前人相比,这个定义限定了造山运动发生的场所(会聚板块边缘),对会聚边缘岩浆作用和变质作用给予充分的注意(不仅是构造变形作用),具有鲜明的板块构造的观点。

Seng or 的造山作用定义完全排除了拉张环境

和陆内造山作用是有待商榷的。越来越多的资料表明,当板块碰撞造山结束后,会聚板块边界在其后的

相当长时间内,构造作用(挤压、拉张和走滑)仍在持续。广泛的板内变形和板块内部沿着早期会聚边界继发的造山作用,已被证明是板内变形的一种重要机制。如果说大规模的形成宏伟山脉的板内构造作用不是造山运动,那么又会是其他的什么呢?这个定义在这一点上是难以接受的。

如何给造山运动下一个合适的定义,可谓是见仁见智。笔者无意对此进行详细讨论,而只是在此提出一个可用于讨论秦岭造山作用的现实原则基础。这个原则包括3个方面: 在构造意义上,与大规模的岩石圈运动相联系; 包括导致山脉形成的各

种地质作用; 在自然地理意义上,作为构造作用的结果,应该导致山脉的形成。

2　秦岭造山作用的类型及其演变

现代秦岭山脉主要是中新生代陆内造山的产物,而秦岭造山带的历史则至少可以追溯到早元古代。在长期演化过程中,秦岭岩石圈经历了多种构造体制的转换和多次造山运动的影响,因此必须筛分消除晚期构造影响,追溯恢复早期造山作用遗迹,重

建秦岭造山历史。

图1　秦岭地质略图

F ig.1　Geo lo gical sketch map o f the Q inling or o genic belt N CP 华北板块　NQ 北秦岭　SQ 南秦岭　Y P 扬子板块

秦岭造山带内部次级构造单元可划分为华北板块(NCP )南缘、北秦岭(N Q )、南秦岭(SQ )、扬子板块(YP )北缘,分别以洛南(F 1)、二郎坪(F 2)、商丹(F3)和勉略(F4)断裂带为界(见图1)。其中,南秦岭在泥盆纪之前属扬子板块北缘,后裂离成为独立微型板块。商丹断裂带至少自震旦纪以来一直是分隔华北与扬子板块的主要界线,印支期经碰撞造山成为秦岭主缝合带。

根据前文提出的限定造山运动概念的原则,秦岭造山作用可分为以下几种主要类型:与板块俯冲有关的造山作用、受板块碰撞控制的造山作用和陆

内造山作用(以下分别简称为俯冲造山作用、碰撞造山作用和陆内造山作用)。其中,碰撞造山作用可进一步分为弧-陆碰撞和陆-陆碰撞作用。

2.1　俯冲造山作用

秦岭地区俯冲造山作用以扬子板块向北俯冲,导致北秦岭南缘发生造山为代表。扬子板块向北俯冲的时代主要发生在奥陶-志留纪,俯冲作用的时间上限应当不晚于泥盆纪晚期—早石炭世。这种认识得到以下几方面的限定: 丹凤蛇绿岩的主体为洋壳基底上发育的岛弧蛇绿岩,其中夹有奥陶-志留纪放射虫硅质岩层[2],蛇绿岩之上为岛弧火山岩,最小

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