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原特提斯北界东—西段交接转换过程:秦岭—祁连—贺兰构造关系

薛友辰  
【摘要】:秦岭-祁连-贺兰山造山带位于原特提斯北界东、西段的交接部位,具有地质构造多样、构造演化复杂的特征,其中,加里东期是秦岭、祁连造山带重要的洋陆转化阶段,贺兰山位于二者的交接处,其构造属性对确认两大造山带,乃至原特提斯北界东、西段转换关系是至关重要的。以往的研究主要是针对这两个造山带和贺兰山各自的构造特征、演化过程和相应的构造机制分析,而对三者的关系研究甚少,更没有放在统一的原特提斯构造体系下给予讨论。本文将分别从岩相古地理、周边微陆块亲缘性、野外构造解析、岩浆岩特征、俯冲及相关的变形作用,探讨秦岭-祁连-贺兰山的构造属性和演化过程,揭示加里东期全球演化背景。通过系统研究,得出一下几点新认识: (1)贺兰山是一个转换型大陆边缘。贺兰山可分为南北两部分:北部及桌子山周边在地层接触关系、岩浆活动、变质作用、沉积物物源方面与华北西部地块的孔兹岩带具有一定相关性,至少说明古元古代归属于华北地块。但是,新元古代期间阿拉善地块的基底构成,显示出与华北的明显差异,与华南更具有亲缘性。特别是中南部,在中奥陶世之前,始终与华南地块更具亲缘性。但到加里东末期随着原特提斯洋的闭合,贺兰山兼具华北和华南的生物、地层、构造事件的特征。然而在贺兰山与鄂尔多斯西缘交界处缺乏蛇绿岩、高压-超高压变质带和岛弧岩浆岩的地质记录。据此,本文综合认为,贺兰山是华北和阿拉善之间的一个“转换型边界”,即随着阿拉善沿着贺兰山“转换边界”向华北滑动,二者逐渐靠近,最终在晚奥陶拼合为一个整体。 (2)原特提斯北界以南的所有微陆块都是亲冈瓦纳。通过岩相古地理、古生物组合和碎屑锆石年龄谱,发现北秦岭、祁连、柴达木、阿拉善、华南这些地块都是在Rodinia裂解的构造背景下,从冈瓦纳大陆裂解下来的碎块。到志留纪海-陆格局发生巨大变化,柴达木与祁连地块拼合,阿拉善与华北拼合,原特提斯洋局部开始闭合。至泥盆纪除华南外,周边微陆块与华北拼合为统一整体。 (3)原特提斯北界中段的俯冲极性向南。对重要地区和关键点进行系统的构造解析,结合前人Ar-Ar变形年代学成果,对原特提斯北界向西进行追踪,可以发现沿古洛南-栾川向西接固原-龙首山断裂,构造带周边构造变形强烈,地层总体南倾,S1片理强烈褶皱,面理和断层倾向向南,据S-C组构、透镜体和“σ”“δ”指示北界上盘整体向南俯冲。 (4)原特提斯洋在北部的开合过程表现为:东早西晚的剪刀式打开和西早东晚的剪刀式闭合。上述的构造变形是对早古生代构造事件的反映,另外,对秦岭-祁连造山带的岩浆事件和变质作用分期次和分带的研究,结合同位素年代学结果可知,原特提斯洋在新元古代打开具有东早西晚的递变规律,随后共同向南俯冲消减,在俯冲的过程中形成一系列高压-超高压变质岩带、蛇绿混杂岩带和相应的岛弧岩浆岩。在志留纪早期原特提斯洋分支逐渐闭合,呈西早东晚的剪刀式拼合方式,周边微陆块随着洋壳的消减而碰撞,产生大量的碰撞型花岗岩和变质岩。此时,贺兰山在原特提斯洋演化过程的“转换边界”作用不再存在,在华北地块南缘增生了大量来自冈瓦纳的微陆块,并构成晚古生代华北南缘的活动大陆边缘。


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