华南、中央和北方造山带研究取得重要成果

摘要：揭示出中央造山带秦祁昆结合部晚古生代一早中生代的沉积建造与沉积环境，在苏鲁超高压变质带北端威海地区识别出古元古代的超高温泥质麻粒岩，桐柏志留纪超高温变质作用可能与商丹洋洋脊俯冲作用有关。完成了5条横穿桐柏造山带的构造剖面，并在狼山1:5万填图区发现了3个铁矿（化）点。同时，修正了大兴安岭南段地壳构造单元划分。

1.项目概况

“重大构造事件与成矿制约”项目隶属于“关键地质问题综合调查”工程，包括5个子项目：“秦岭一大别造山带构造事件调查及1:5万填图试点”、“兴蒙造山带关键地区构造格架及廊带地质调查”、 “秦祁昆结合部构造事件调查及增生杂岩专题填图试点”、“华南造山带基底地质调查及1:5万填图试点”和“东天山沙泉子幅和狼山儿驼庙幅1:5万填图试点”。

2.成果简介

2014年取得的研究成果与进展如下：

(1)揭示出中央造山带秦祁昆结合部晚古生代一早中生代的沉积建造与沉积环境。研究表明，结合部二叠系自北 向南表现为一套潮间一潮下带、陆缘斜坡相沉积组合，自东向西表现为三角洲、滨海相和陆缘斜坡相沉积组合。三叠系具有自北向南水体逐渐加深且沉积中心向南迁移的特征。古水流分析表明，研究区内三叠系碎屑物主要来自于北侧。 揭示出秦祁昆结合部蛇绿混杂岩的岩石组合特征，天峻南山蛇绿混杂岩主要是由橄榄岩、枕状玄武岩、硅质岩、辉长岩、灰岩、泥岩、粉砂岩共同构成，与上覆二叠系碎屑流沉积为不整合接触； 拉脊山六台水库一带蛇绿混杂岩主要由枕状玄武岩、硅质岩、辉长岩、蛇纹岩共同组成，与上覆志留系河流三角洲相沉积之间为不整合接触。提出泥盆纪一三叠纪秦祁昆结合部火山-岩浆-沉积作用形成于活动大陆边缘，是特提斯洋向北持续发生俯冲-增生造山作用的结果 (图1)。

(1)在苏鲁超高压变质带北端威海地区识别出古元古代的超高温泥质麻粒岩。由泥质麻粒岩与大理岩、钙硅酸盐岩和片麻岩组成的变质表壳岩，以透镜体的形式产于经历了三叠纪超高压变质的新元古代正片麻岩中。泥质麻粒岩由石榴子石、矽线石、斜长石、钾长石、反条纹长石、石英、黑云母、白云母和金红石组成，麻粒岩峰期变质的温度和压力条件约为940°C和1.2GPa。锆石U-Pb定年结果给出了1845Ma的²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb年龄加权平均值。结合其他研究结果推 测，扬子板块北缘经历了古元古代的增生造山作用。在桐柏造山带中发现含假蓝宝石的基性麻粒岩（图2)，通过锆 石U-Pb年龄、岩石学和相平衡模拟研究，确定桐柏麻粒岩经历了志留纪超高温变质作用，峰期温压条件为大于20C和8~10kbar。具有逆时针的P-T演化轨迹，变质时代为440~415Ma。桐柏志留纪超高温变质作用，可能与商丹洋洋脊俯冲作用有关。

(3)完成了5条横穿桐柏造山带的构造剖面，发现桐柏杂岩体中的早期南北向拉伸线理和深熔作用，提出桐柏变 质-深熔地体的三维结构，在高压榴辉岩带与蓝片岩带之间韧性剪切带的糜棱岩中获得3组锆石年龄，分别为2400Ma、 2000Ma和1800Ma。

(2)在狼山1_:5万填图区发现了3个铁矿（化）点（图3 )，重新厘定了叠布斯格组岩石组成，填制出系列新生代大型逆冲断层、右行断裂和正断裂，揭示出白垩纪低角度拆离断层及上盘白垩纪拆离红盆，华北板块与阿拉善地块的边 界断裂。在叠布斯格杂岩中识别出3期褶皱，分别对应早古生代华北与阿拉善地块的拼贴、晚古生代古亚洲洋关闭和三叠纪左行走滑3个阶段。

(3)兴蒙造山带关键地区构造格架与廊带地质调查取得重要进展，修正了大兴安岭南段地壳构造单元划分，提出 了新的构造单元划分方案。在西拉木伦河附近识别出三叠纪与碰撞相关的花岗岩，进一步限定西伯利亚和中朝古陆的 碰撞造山过程。

(4)在东天山和北山发现一系列前寒武纪岩石（0.9 Ga和1.4 Ga)，揭示出中亚造山带中古老地壳的形成和演化历
史。在敦煌地块发现约440 Ma的高压基性麻粒岩，表明北山与塔里木板块在早古生代发生了碰撞造山。在塔里木板块 北缘（博斯腾湖南）发现约800Ma的高压麻粒岩，其很可能形成在塔里木板块与Rodinia超大陆的碰撞造山过程中。

(5)研究表明，华夏地块古元古代基底曾经遭受麻粒岩相变质改造，具有顺时针样式P-T轨迹，经历1.93Ga和 1.87Ga两期构造热事件，存在古元古代末期的紫苏花岗岩。

3.成果意义

(1 )西秦岭楔晚古生代一中三叠世 活动大陆边缘的确定为中国南、北两大板块构造体质转换和秦岭、祁连、昆仑 造山带相互耦合过程研究提供了直接证据，同时将指导该区的地质找矿工作。

(2)在苏鲁超高压变质带识别出古元古代超高温泥质麻粒岩，为苏鲁造山带及扬子板块北缘古元古代的构造演化 历史提供了制约。桐柏造山带秦岭群中含假蓝宝石基性麻粒岩的发现确定其经历了志留纪超高温变质作用，为秦岭-大别造山带早古生代的构造演化提供了制约。同时，也表明超高温变质作用可能比传统认识中的更为普遍。

(3)桐柏变质-深熔地体三维结构的研究，将该造山带的岩浆和变质事件从早中生代碰撞造山到晚中生代伸展隆升 的演化连接起来，使人们更深人认识地壳深熔作用在造山带演化过程中的作用和重要性。

(4)狼山地区古生代以来多期构造事件是阿拉善地块和华北板块之间受不同构造域影响的直接结果，同时也反映 了阿拉善和华北边界的位置和性质。

(5)东天山-北山一系列前寒武纪岩石和敦煌地块约440Ma的高压基性麻粒岩的发现表明，东天山-北山造山带中的古老微陆块具有相同的前寒武纪地壳形成与演化历史，它们并不是来源于塔里木克拉通，这为揭示中亚造山带南部的构造演化和古老微陆块的起源提供了重要制约。

(6 )华夏地块古元古代岩浆及变质事件的识别，为理解华夏地块基底生长与再造过程提供了地质依据。基底韧性 剪切带的几何学和运动学，是理解华南中生代陆内变形样式的关键，并为建立华南中生代陆内造山与南北陆缘板块碰 撞或古太平洋板块俯冲的动力学关系提供了约束。(中国地质科学院地质研究所 张泽明 张进 闫臻 周喜文 贺振宇 刘建峰 李建华 梁凤华 向华供稿）