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武当-桐柏-大别地区岩石形成时代与构造背景初步研究

时间:2023-08-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:同位素测年表明:部分玄武岩形成于晚古生代至中生代,表明该混杂带形成的时代不早于早三叠世,形成时代和构造背景需要进一步厘定。其中获得一组基质最年轻峰值年龄为221Ma,表明该构造混杂岩带为多种不同时代、不同类型、不同成因的岩块组成,最终形成于中晚三叠世。随南均川-洛阳店构造混杂岩带:表现为硅质岩块体、碳酸盐岩块体、玄武岩块体包裹于砂岩和泥岩中,洛阳店地区表现为硅质岩和灰岩呈块体包裹于玄武岩和凝灰质砂岩中。

武当-桐柏-大别地区岩石形成时代与构造背景初步研究

1.划分了6个大地构造阶段

根据武当-桐柏-大别造山带地质构造演化特征,本文将大地构造过程划分为6个阶段:太古宙古陆核形成阶段(>2500Ma)、古元古代阶段(2500~1600Ma)、中元古代—南华纪末(1600~630Ma)、南华纪末—志留纪(635~420Ma)、泥盆纪—中三叠世(420~220Ma)、晚三叠世—新生代(220~0Ma),并总结了各阶段构造运动在区内的表现形式和特点,并对各级构造单元特征进行了概述,为深入研究武当-桐柏-大别地区构造演化提供了新思路。6个阶段分别对应:①约新太古代时期,为早期造陆阶段,以花岗-绿岩地体的形成为特点,是中—新太古代中国古陆造陆阶段的产物;②古元古代时期,相当于稳定“地台”及边缘的演化,以表壳沉积为特点,出露“地台”型沉积物组合,分别为苏必利尔型铁建造(BIF)、孔兹岩建造及碎屑-碳酸盐岩建造;③中元古代—南华纪末,主要经历了中元古代的裂解及新元古代的板块俯冲汇聚和裂解等过程,研究区的形成与Rodinia超大陆的聚合与裂解作用有关;④南华纪末—志留纪,新元古代造山后的早古生代时期,研究区转化为稳定陆台环境,并于早古生代中晚期向裂谷环境转化(图2);⑤泥盆纪—中三叠世,秦岭洋盆从离散型逐渐转变为汇聚型(图3),从现有资料推测,汇聚方式以单侧汇聚为主体,即扬子台地逐渐向华北台地靠拢,此时的大别山—北红安地区处于仰冲盘,沿俯冲带北侧有活动大陆边缘沉积的泥盆纪、石炭纪火山碎屑沉积及类复理石沉积等;随州地区转为台地相沉积;扬子台地区为正常的台地相沉积;⑥晚三叠世—新生代,印支运动、燕山运动和喜马拉雅运动阶段。

图2 武当-桐柏-大别成矿带早古生代大地构造分区图

图3 武当-桐柏-大别成矿带晚古生代—中三叠世大地构造分区图

2.识别了多条中生代构造混杂岩带

(1)竹山-竹溪构造混杂岩带:根据构造带内物质成分的差异及不同块体物质组成的差异,可在竹山地区划分出7个构造岩片组合:①玄武岩岩片;②深海碳硅泥质岩岩片;③碳酸盐岩岩片;④辉石岩岩片;⑤中酸性火山岩;⑥碎屑复理石;⑦钙质复理石。岩块与围岩(基质)之间为断层关系,具低绿片岩相变质特征。同位素测年表明:部分玄武岩形成于晚古生代(430~420Ma)至中生代(240Ma),表明该混杂带形成的时代不早于早三叠世,形成时代和构造背景需要进一步厘定。

(2)黄龙-丹江口构造混杂岩带:该混杂带包含中晚泥盆世(381.6Ma)的洋岛火山沉积序列、主体物源为新元古代(612.0Ma)的大理岩块体、孢粉化石时代为泥盆纪的碳硅石板岩岩块、新元古代镁铁质岩块。其中获得一组基质最年轻峰值年龄为221Ma,表明该构造混杂岩带为多种不同时代、不同类型、不同成因的岩块组成,最终形成于中晚三叠世。

(3)随南均川-洛阳店构造混杂岩带:表现为硅质岩块体、碳酸盐岩块体、玄武岩块体包裹于砂岩和泥岩中,洛阳店地区表现为硅质岩和灰岩呈块体包裹于玄武岩和凝灰质砂岩中。在原划定的早古生界兰家畈组柳林南和洛阳店地区分别获得了266.4±5.3Ma和约为220Ma的锆石SHRIMP U-Pb同位素年龄。

3.厘定了襄樊-广济断裂带变形期次(www.xing528.com)

襄樊-广济断裂为分割桐柏-大别造山带和扬子陆块的分界线,造山带变质岩层沿该断裂向南逆冲在未变质—浅变质的扬子陆块北缘岩系之上,可以划分为4期构造变形。

第一期构造变形主要见于造山带外带,以韧性剪切带为主,出露于门古寺镇、桃花沟、梅花山、六里峡和青峰一线,产状倾向北或北西,倾角25°~65°,一般宽数十米至几百米,最宽可达2km。带内硅质糜棱岩、钙质糜棱岩、糜棱岩化岩石及绢白云钠长石英构造片岩发育,同构造分异石英脉、不对称褶皱、石香肠构造、S-C组构及折劈理常见,并指示由北向南的逆冲推覆运动特征。其构造样式表现出由北向南逆冲推覆型脆韧性剪切变形带与岩片叠置的特征,应为印支期陆-陆碰撞造山作用的产物。

第二期构造形成于燕山期,以脆韧性逆冲推覆变形为主,表现为一组相互平行的逆冲推覆断裂构造带,造山带物质由北东向南西推覆,并破坏早期韧性变形。在石花街以南地区的观音坪、黄瓜河、芹菜沟等地见不同规模的“构造窗”和“飞来峰”,竹溪丰溪地区武当变质岩系直接逆冲于前陆褶皱带沉积盖层物质之上。

第三期构造主要表现为造山后期的伸展作用,沿该带形成一系列断陷盆地,控制了白垩纪—古近纪一套红色磨拉石沉积建造。以脆性变形为特征,在盆地边缘常形成北西向正断层,受后期构造影响及盆地沉积超覆掩盖,破坏了前期构造的连续性。

第四期构造变形为现今襄樊-广济断裂定型构造,形成于喜马拉雅期,以浅层次脆性变形为特征。区域上形成由南向北脆性逆断层,断面南倾,倾角低缓,造成前陆褶皱带逆冲于造山带外带之上,从而掩盖了前期控盆断裂或部分与造山期造山带外带分划型断层复合。在房县梅花山—金鸡沟一带表现为前陆沉积盖层的震旦纪—二叠纪地层逆冲于白垩纪—古近纪红盆沉积和造山带变质地体之上,构成典型的“飞来峰”构造。

4.重新厘定了宣化店-高桥-浠水蛇绿混杂岩带

宣化店-高桥-浠水蛇绿混杂岩带由不同属性的物质组合(基性、超基性岩石,深水沉积的岩石及台地相物质)以一系列(条块状、楔状)构造岩片(块)相互拼贴在一起(表3),断片(块)呈北西向展布,具有蛇绿混杂岩带物质组成特点,可能是华北克拉通与扬子克拉通古生代以来的分界(缝合线)。

表3 宣化店-高桥-浠水蛇绿混杂岩带的物质组成

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