华南中生代构造演化过程的多地质要素约束——湘东南及湘粤赣边区中生代地质研究的启示

目前对华南内陆中生代构造环境与演化过程的认识存在分歧,一定程度上与对多种地质要素的综合研究不够有关。笔者研究认识到湘东南及湘粤赣边区中生代不同构造阶段发育不同的代表性地质要素,并分别指示不同的构造环境。早三叠世-中三叠世早期为前造山阶段,主要发育海相沉积。中三叠世后期-中侏罗世初为陆内造山阶段,其中中三叠世后期发生强烈陆内汇聚挤压,形成的主要地质要素是NNE向的逆冲断裂与褶皱,以及NW向的基底走滑断裂等;中三叠世末-晚三叠世后期为同造山阶段的后碰撞构造环境,形成的主要地质要素是印支期强过铝花岗岩;晚三叠世末-早侏罗世为同造山上隆伸展环境,形成的主要地质要素是裂陷盆地与拉斑玄武岩;中侏罗世初期为挤压环境,形成的主要地质要素是山前冲断收缩盆地及盆地边缘的逆冲断裂。中侏罗世早期-晚侏罗世为后造山阶段,形成的主要地质要素是大量后造山花岗岩以及与花岗岩相关的大量有色金属矿床。白垩纪为陆内裂谷阶段,形成的代表性地质要素有AA型花岗岩、大量陆相红色断陷盆地、基性火山岩、双峰式次火山岩等。结合上述成果和区域资料,提出应通过多种地质要素综合研究华南地区中生代构造演化过程,注意构造环境判别的地质要素代表性、地质要素时限性以及构造发展过程的关联性。     

湖南省主要内生成矿事件的构造格局控矿特征及动力机制

湖南省内生矿产资源丰富,内生成矿事件主要有加里东期(以志留纪为主)、印支晚期(晚三叠世)、燕山中晚期(晚侏罗世-早白垩世)等3期。以区域矿产资料为基础,结合大地构造、成岩成矿年龄、矿床成因机制等研究成果,对上述3期内生成矿事件的构造格局控矿特征和动力机制进行探讨。①受加里东运动自东南向西北扩展以及深部岩石圈结构差异控制,加里东期湖南省自东南往西北分为成矿特征有别的3个构造带。湘中-湘东南构造岩浆带(Ⅰ)发生后碰撞花岗质岩浆活动,于局部产生与岩浆活动相关的W、萤石等成矿作用;雪峰构造带(Ⅱ)东部的雪峰冲断带(Ⅱ1)形成了以构造活化成因为主的金矿和锑金矿;雪峰构造带(Ⅱ)西部的武陵低缓褶皱带(Ⅱ2)及湘西北构造抬升带(Ⅲ)内形成了与寒武纪同沉积断裂活动、加里东运动后的伸展活动以及相应的热液活动有关的汞铅锌矿。②印支晚期受深部岩石圈结构差异控制,湖南省自东南至西北分为3个构造带:湘中-湘东南构造岩浆带(Ⅰ)因后碰撞减压熔融而发生大规模花岗质岩浆活动,从而于其东南部形成钨锡铅锌多金属矿床,西北部形成锑金钨多金属矿床;雪峰构造带(Ⅱ)可能无内生热液成矿作用;湘西北褶皱带(Ⅲ)发育小型脉型铅锌矿。③燕山中晚期,湖南省自东南往西北分为3个构造带:湘中-湘东构造岩浆带(Ⅰ)受岩石圈拆沉、软流圈上隆、陆内碰撞后期增温减压、俯冲板块崩塌等深部构造作用控制而发生大规模花岗质岩浆活动,形成了大量的有色金属矿床和金矿床;雪峰西部构造带(Ⅱ)成矿作用弱,局部存在Au、Hg成矿作用;湘西北褶皱带(Ⅲ)发育少量低温热液充填型萤石矿和砷矿。     

湘东北冷家溪群沉积岩地球化学特征及其构造意义

冷家溪群是江南造山带湖南段的最早物质纪录，其沉积构造背景及相关的钦杭结合带位置尚存争议。在野外地质调查基础上，对湘东北金井地区冷家溪群早期-中期相对新鲜砂岩采样进行系统的主量元素和微量元素含量分析，进而按时代先后对砂岩分组并进行地球化学研究，以此探讨沉积期盆地性质及大地构造格局。金井地区冷家溪群砂岩的主量元素组成变化较大，SiO₂质量分数总体较低、Al₂O₃质量分数和Al₂O₃/SiO₂比值较高、K₂O/Na₂O比值高且变化大。轻稀土富集、重稀土平坦、铕负异常明显等特征暨球粒陨石标准化曲线形态与典型的后太古宙页岩和上陆壳相似。主量元素地球化学特征反映沉积环境为弧后盆地，且早期易家桥组和潘家冲组的成熟度较高，主要来源于北邻构造相对稳定的扬子陆块南缘；中期雷神庙组-黄浒洞组的成熟度较低，可能更多来源于南邻构造相对活动的大陆岛弧。各组地层构造环境微量元素判别图解均显示为大陆岛弧环境，但从微量元素特征对母岩的继承性分析，仍反映出弧后盆地环境；有关微量元素参数的相对大小指示早期沉积环境为活动陆缘、中期沉积环境为大陆岛弧，与主量元素特征反映的信息一致。根据上述地球化学证据，提出冷家溪期构造格局与演化过程:早期受古华南洋板块向北西高角度俯冲影响，弧后软流圈上涌导致岩石圈伸展而形成宽阔的弧后盆地，金井地区处于盆地北部而主要接受北邻扬子陆块来源沉积；中期古华南洋板块俯冲角度变缓并推动大陆岛弧向北西运移，弧后盆地收缩，金井地区因构造迁移而主要接受南邻大陆岛弧来源沉积。结合区域资料，认为弧后盆地南邻大陆岛弧大体在安仁-双牌一线。      

湖南炎陵印支期隔槽式褶皱形成机制

为查明湘东南印支期褶皱特征及形成机制,对炎陵地区进行了详细的地质填图和野外观察。调查表明,泥盆纪跳马涧组与前泥盆纪褶皱基底间不整合界面在空间上组成背、向斜,表明褶皱基底参与了印支期褶皱作用。平面上,向斜出露宽度及延伸规模明显较背斜小,向斜转折端表现清楚且狭窄尖长,而背斜转折端没有清楚显示;剖面上,不整合界面靠近向斜核部产状陡,向两翼方向迅速变缓。反映出背斜平缓开阔、向斜紧闭狭窄且侧翼呈上拱尖棱状的隔槽式褶皱特征。印支期褶皱呈北北东向,横跨在前泥盆纪褶皱基底中加里东期北西向褶皱之上,但未对加里东期褶皱造成明显地叠加改造效应,说明前泥盆纪地层在印支运动中没有发生明显地弯滑褶皱作用。露头显示,褶皱过程中盖层未沿不整合界面产生明显滑脱。因此,认为炎陵地区隔槽式褶皱形成于基底(厚皮式)横向收缩与压扁作用,并从理论上论证了其隔槽式褶皱不可能是盖层沿基底滑脱的产物,纠正了前人的薄皮式观点。     

1:25万郴州幅区域地质调查主要进展及成果

通过地面地质调查、样品分析测试以及前人资料收集利用,全面查明了区内地层、岩浆岩和构造发育特征,系统总结了区内矿产资源概况和成矿地质条件。针对有关区域地质问题进行了深入研究,取得以下主要进展及成果:确定了南华系—寒武系中砂岩的主量元素和微量元素特征,反映其形成于被动大陆边缘环境;确定了中三叠世后期印支运动表现为NWW—SEE向区域挤压下的陆内俯冲造山,提出了印支运动中NW向基底隐伏断裂的左行走滑导致部分地区构造线走向偏转,炎陵—汝城一带发育的印支期隔槽式褶皱形成于基底(厚皮式)横向收缩与压扁作用;确定了中生代印支期、燕山早期和燕山晚期3阶段花岗岩的时限分别为233~210 Ma、174~135 Ma、130~85 Ma,形成构造环境分别为后碰撞、后造山和陆内裂谷;通过热年代学分析揭示了湘东南地区中、新生代山体隆升过程;厘定出湘东南及湘粤赣边区中生代构造发展框架;分析表明构造体制差异可能是造成湘东南燕山早期花岗岩成矿能力强于印支期花岗岩的关键原因,燕山早期钨锡多金属和铅锌多金属2类矿床组合的形成可能主要与岩石圈结构和深部热扰动强度有关。     

洞庭盆地两护村孔孢粉组合及其气候与地层意义

两护村ZKC1孔位于洞庭盆地安乡凹陷的东南部,孔内第四系(底部跨上新世)厚达294 m,为河流和湖泊沉积,自下而上依次为上新世—早更新世华田组、早更新世汨罗组、中更新世洞庭湖组、晚更新世坡头组以及全新统等。对ZKC1孔第四系进行了详细的孢粉分析,自下而上划分出16个孢粉组合带。ESR年龄和孢粉组合及其反映的气候特征指示华田组下段形成于上新世末。根据孢粉组合特征,结合构造—沉积演化和区域气候背景,重塑洞庭盆地上新世末以来的气候演化过程:上新世末期由孢粉带Ⅰ和Ⅱ指示具暖干气候。早更新世经历了凉干(孢粉带Ⅲ、Ⅳ)→暖湿间凉干(孢粉带Ⅴ～Ⅶ)→冷干间温湿(孢粉带Ⅷ～Ⅹ)→暖较湿(孢粉带Ⅺ,Ⅻ)的气候演变过程。中更新世早期无孢粉样品(洞庭湖组下部砾石层),其沉积环境暗示冷干气候条件;中期由孢粉带ⅩⅢ反映出暖稍湿的气候特征;晚期因构造抬升缺失沉积,同期湿热化事件指示暖湿气候。晚更新世早期缺乏沉积,据区域对比应为寒冷气候;中期由孢粉带ⅩⅣ指示温较湿的气候特征;晚期缺失沉积,系寒冷气候下区域海平面下降所致。全新世经历了暖稍湿(孢粉带ⅩⅤ)→暖稍干(孢粉带ⅩⅥ)的演变。上述气候演变过程与ZKC1孔化学蚀变指数曲线反映的气候演变过程以及中国东部第四纪气候演化基本吻合。以孔深140 m为界,上部孢粉数量显著高于下部,种属也更为丰富。这一变化很可能对应于一次重要的地质事件,其成因有待今后深入研究。     

第四纪洞庭盆地澧县凹陷构造活动特征及动力学机制探讨

第四纪澧县凹陷为洞庭盆地西北部的一个次级凹陷.通过地表观察和钻孔资料,对澧县凹陷及周缘第四纪沉积物和地貌及其反映的构造活动特征进行了研究,进而探讨构造活动的动力机制.澧县凹陷呈由南、北西、北东边界正断裂所限的三角形.早更新世.中更新世中期,边界正断裂强烈活动,凹陷区大幅沉降,充填了一套以砂砾层为主的沉积,其厚度自凹陷边缘向中央增加;正断裂下盘局部存在较大幅度沉降.与此同时,澧县凹陷南面、西面的外围地区产生构造抬升,形成由冲积层组成的多级基座阶地.中更新世晚期开始凹陷区及周缘地带整体抬升,凹陷区北部及凹陷南缘产生自西向东的掀斜,凹陷区北部形成小型褶皱构造.上述构造活动特征指示澧县凹陷在早更新世.中更新世中期具断陷盆地性质,中更新世晚期以来具拗陷盆地性质.提出早更新世-中更新世中期构造活动与地幔上隆有关:深部地幔上涌对地壳加热,使凹陷区中地壳韧塑性物质膨胀而向周边侧向迁移,尔后冷却收缩致上层地壳"塌陷"而产生整体性下拗沉降,并于下沉块体侧翼发育正断裂.此外,重力均衡机制可能也起到一定作用.中更新世晚期以来的构造活动可能与深部物质蠕移运动的弹性回返以及板块尺度的物质运动和挤压作用有关.     

湘西南震旦纪长安期沉积相变与构造环境分析

湘西南长安期沉积存在差别显著的3个相区，自西而东各相区厚度依次变大，其形成机制为同沉积正断裂，同沉积断裂及同期于青白口群岩门寨组和牛牯坪组中发育的顺层剪切褶皱主砂岩墙，区域裂陷海盆及拉张成历的坡基玄武岩的发育等表明，长安期扬子陆块东南缘为区域拉张环境。     

青藏高原北缘银石山地区地貌年代学初步研究

青藏高原北缘银石山地区可划分出7类一级地貌类型：强抬升断块区、弱抬升断块区、低丘区、早期夷平面残留区、晚期准夷平面分布区、冲洪积平原、残积缓丘区等。通过相关沉积物的光释光和石英电子自旋共振年龄以及覆于早期夷平面、后期山丘、夷平低地或堆积台面等之上的火山岩年龄测年,重塑了晚新生代以来的地貌演化过程：中新世中晚期—上新世中期为主夷平面发育时期,上新世晚期(3．7Ma)主夷平面解体,强(弱)抬升断块区和低丘山地等开始形成。早更新世早期在低丘区中形成夷平低地或堆积台面,中后期抬升断块区与低丘区相间的地表形貌特征进一步强化。中更新世早期(0．64Ma)残积缓丘区形成,中期(0．43Ma)嵩华山北面形成一级冰斗,中后期(0．365Ma)低丘区主要斜坡地貌成型,末期(0．178Ma)强抬升断块区的主要沟谷地貌基本成型。晚更新世以来主要河流阶地形成,其间在0．037Ma前后冲洪积平原形成。     

湘东南汝城盆地性质及其对华南燕山早期构造环境的启示

湘东南汝城盆地为一早侏罗世—中侏罗世初期的陆相盆地。下侏罗统心田门组和高家田组主要为内陆湖泊—沼泽相碎屑岩沉积,夹有明显受地壳混染并具低钾高钠特征的板内拉斑玄武岩,表明早侏罗世汝城盆地为同造山上隆伸展裂陷盆地。中侏罗统千佛岩组与下伏高家田组为平行不整合接触关系。千佛岩组下部具类磨拉石沉积特征,上部局部含高家田组玄武质火山碎屑,地层呈西倾单斜式,盆地西缘为逆断裂所压覆等,表明中侏罗世初期汝城盆地为挤压收缩盆地,形成于造山构造环境。结合中生代地质构造发展框架及燕山早期晚阶段后造山花岗岩的大量发育等,认为湘东南及湘粤赣边区早侏罗世—中侏罗世初期属陆内同造山构造环境,中侏罗世早期—晚侏罗世为后造山构造环境。汝城盆地性质的确定对深入研究华南地区中生代构造演化具有重要的启示意义。