中、新元古代构造反演的依据 中—新元古代构造旋回的热-构造事件
以板块构造体制进行华北克拉通南缘—北秦岭地区元古宙构造性质、构造更迭历史的反演，秦岭群和宽坪群等北秦岭变质地层的层序结构和北秦岭构造带的大地构造归属等，是关键性问题。归纳上文在前人资料和自己已工作基础上获得的认识，提出以下几点倾向性的看法。
1.北秦岭地层的层序结构
地层时代归属和层序划分最重要的依据，应当说是地层之间整合接触关系以及同位素年代及古生物资料。北秦岭地层均为断层接触，地层中也缺乏可以作为其时代证据的古生物资料。因此北秦岭地层的划分及时代确定唯有用同位素年代学方法。
对北秦岭地层150多个同位素年代数据综合分析的结果表明：秦岭群是北秦岭地区出露的最老地层，其形成时间大约为20亿年，即古—中元古代，有古老年代的地层为其提供物源，地层形成之后大约在13-7亿年间发生过三次变质变形事件；宽坪群地层的形成年龄大约为9-11亿年，有19-30亿年之间形成的老地层为其提供物源，在7-9亿年间经历两次变质和变形作用改造；二郎坪群地层有可能开始形成于7-9亿年，有9-11亿年的地层为其提供物源，在7亿年左右二郎坪经受第一期变质变形作用。秦岭群和宽坪群地层的同位素年代资料较丰富，数据的统计学规律较明显。二郎坪群同位素年代数据较少，其统计规律不甚明显，将其划归新元古代似乎并无充分理由。张宗清等最近在南召青石峡和西峡长探河两地区二郎坪群细碧岩中分别获得了708±63（2σ）Ma和822±80（2σ）Ma的Sm-Nd等时线年龄，并将二郎坪群的形成时代置于新元古代—早古生代。结合区域地层的相互关系分析，笔者同意这种观点。
2.北秦岭的大地构造归属
秦岭群、宽坪群的大地构造归属决定了北秦岭构造带的大地构造归属。张本仁等的研究发现：秦岭群和宽坪群沉积岩具有二元混合物源，太华群和秦岭群提供了宽坪群的沉积物源；在REE特征上秦岭群表现出与陡岭群有较大的差异而与铁铜沟组、嵩山群极大的相似性，反映秦岭群与华北克拉通南缘同时代地层沉积环境的相似。进一步的研究表明，Cr/Co-Ti/Cr图解也证明秦岭群与宽坪群沉积岩具有二元混合物源，华北克拉通的太华群和登封群可以作为秦岭群的物源之一，太华群和秦岭为宽坪群提供了物源。尽管Cr/Co-Ti/Cr图解表明宽坪群可能的物源区，除了太华群和登封群外还有崆岭群，但据以下理由可以认为崆岭群不能成为宽坪群的物源区：太华群与秦岭群已可以对宽坪群的物源提供解释，因而未必需要崆岭群参与提供物源；其二，崆岭群不能给秦岭群提供物源，很难想像它仅给宽坪群提供物源；另外，宽坪群变沉积岩的成熟度较低，其沉积物源区的距离不应太远。至此，笔者认为以碎屑岩及其源区特征反映的秦岭群和宽坪群以及其代表的北秦岭构造带与华北克拉同南缘在元古宙时期的隶属关系似乎不应再存在疑义。
3.商丹断裂是分隔华北与扬子两个元古宙大陆块的界线
商丹断裂作为北秦岭构造带南缘的深大断裂，与另一条较大规模的断裂—黑沟—栾川断裂作为分隔元古宙扬子、华北两古大陆界限问题一直存有争议。秦巴地区区域地球化学研究研究的成果表明：以商丹断裂为界，北侧太华、秦岭、宽坪等地层与其南侧同时代地层陡岭、武当、崆岭群等地层中，变碎屑岩中的Cu、Pb、Zn元素的含量及其比值存在系统的差别；以商丹断裂为界，南、北两侧基性火山岩及其幔源区特征在MgO、TiO2、Cu元素含量及MgO/TiO2比值等方面存在显著差别。进一步研究发现，商丹断裂北侧的北秦岭构造带与华北克拉南缘在元古宙期间有相似的构造型式及构造型式更迭的历史，是商丹断裂作为分隔元古宙华北—扬子两古大陆的宏观地质证据。以内源或生物源沉积物（硅质岩、碳酸盐岩等）的稀土组成反映的沉积水体化学组成，存在着从元古宙到显生宙以商－丹断裂为界南、北分区的格局：北侧华北克拉通和北秦岭以长期稳定的低La/Y比为特征，且与太华群低La/Y比值对应；南侧扬子克拉通和南秦岭前泥盆纪碳酸盐岩中La/Y比相对较高，与崆岭群中具相对较高的La/Y比对应。商丹断裂作为华北与扬子两大陆块之间的重要界限，在深部地球物理资料上也有所反映。航磁ΔT上延20km—化极偏移平面等值线图上，商－丹断裂表现为磁异常的密集带、异常轴向突变带和同形扭曲带，以商—丹断裂为界南、北出现不同的区域性磁异常特征，北秦岭的磁异常特征与华北克拉通南缘特征相似。
总之，地质、地球物理和地球化学资料一致反映商－丹断裂是长期分隔华北与扬子两大陆块的界面。
4.晋宁期构造性质
就位于商－丹断裂北侧秦岭群中的树树沟蛇绿岩，具有983±14Ma同位素龄，同位素组成特点、岩石化学及动力学特征表明其地幔源区质华北、扬子所具有的大陆壳石圈上地幔不同，它极大可能代表消失的古洋壳下的上地幔岩石组合残片。松树沟蛇绿岩套的存在，表明商－丹断裂带为俯冲或碰撞带性质。侵入在秦岭群内的德河、蔡凹花岗岩体分别具有793±32Ma（游振东1989）和695±50MaRb-Sr等时代年龄。德河、蔡凹花岗岩体均以岩株状产出，具有类似于碰撞造山带中的同碰撞和晚碰撞花岗岩的地质－地球化学特征，反映区域上存在类似于碰撞运动的构造性质。区域上存在新元古—早古生代丹凤群岛弧火山岩和450-380Ma期间侵位于秦岭群中的许庄、枣园等岛弧型花岗岩，一方面说明商－丹断裂带在新元古代—早古生代期间均为俯冲性质，俯冲方向应为自南向北，松树沟蛇绿岩侵位机制为类似于Dewey和Bird（1971）的C型上冲机制；另一方面，与北秦岭地层p-T-t轨迹对造山带隆起时间的约束一致表明沿商－丹断裂带向华北克拉通南部之下的俯冲造山作用应限于早古生代时期。
晋宁期构造对本区的深刻影响，主要表现在南、北大陆块之间的古洋壳自南向北的俯冲，并依次造成宽坪边缘海盆的关闭、秦岭群向北挤压产生类似碰撞运动即陆－弧碰撞运动等。
中、新元古代构造演化模式~
北秦岭与华北克拉通南缘中、新元古代构造发展可概括划分为：早中元古代继承、发展古元古代的大陆边缘构造发展阶段和新元古代活动大陆边缘构造发展阶段。根据特征的构造地层单元的形成又可细分为华北陆缘裂谷形成等五个时期（图7-3）。
1.华北陆缘裂谷形成时期
早中元古代时期，华北克拉通南部常缺少大规模的火山、岩浆活动，嵩山群、铁铜沟组硅持、碎屑沉积以及具有拉张构环境火山岩石地球化学特征的安沟群火山岩的有限分布，反映华北克拉通南部沉积、火山作用发生在缓慢扩张的构造环境中。表明太古宙形成的大陆块体开始发生裂解、离散。这样的背景中，在使大陆块发生裂解的作用机制和深部热动力机制的共同作用下，形成了秦岭群边缘裂谷盆地，开始了华北克拉通南部被动大陆边缘发展阶段。
2.熊耳裂谷系的形成时期
大约中元古代，华北克拉通地区进入了稳定的盖层沉积时期。克拉通内部大量碳酸盐岩台地地层的形成与中元古代时期克拉通南部熊耳群大面积的火山岩形成对照，反映了这一地区由地壳表层的拉张盆地沉积向地壳深层的岩浆作用的转变。地质产状和岩石、地球化学特征证明熊耳为大陆裂谷环境形成的陆相、海相火山岩系。产于太华群基底内的张家坪、桂家峪等花岗岩体具有陆内拉张系A型花岗岩特征，这们与熊耳群火山岩在时、空上相伴产出进一步佐证了中元古代时期华北克拉通南部处于拉张构造环境。熊耳群裂谷系产生的动力学机制可解释为：导致太古宙陆块边缘的裂解并产生秦岭边缘裂谷系的板块间相互作用力改向，制动刹车作用使秦岭裂谷系封闭，表现为p-T轨迹达到最大深度并开始抬升的降压过程；华北克拉通南部继续向南拉张的惯性产生了熊耳群裂谷系。因此，华北克拉通南部开始了由被动大陆边缘向活动大陆边缘动力学背景的转变。
3.宽坪边缘海盆形成时期
中、新元古代，华北克拉通表现为陆表海，形成了官道口群、汝阳群等厚度较大的陆表海碎屑—碳酸盐表沉积。在克拉通南部，由于板块间相互作用方式改变，由侧向拉张变为侧向挤压，开始了活动大陆边缘构造发展阶段。在侧向挤压作用下，秦岭裂谷系沉积－火山岩系发生了第一期变形（D1），变质岩的p-T轨迹表现为降压抬升过程。侧向挤压和地壳拉张减薄导致的地幔异常上隆的共同作用，产生了隆起背景上的裂开环境的宽坪边缘海盆。地幔异常上隆和裂开环境，使宽坪群基性火山岩具有大洋拉斑玄武岩的某些特征，沉积岩表现为从浅海相向深海相的变化。火山岩的岩石系列和沉积物源的总体特征一致反映宽坪群为边缘海盆环境。伴随着沉积盆地被填满，在均衡作用下地幔异常上隆逐渐消失。秦岭群和宽坪群p-T轨迹分别表现为继续降压和抬升下沉。在侧向挤压作用下，依次发生宽坪边缘海盆关闭、秦岭群向北挤压发生陆－弧碰撞，产生德河、蔡凹等呈岩株状产出的小型碰撞花岗岩体。与此同时，在秦岭群的南侧发生了松树沟蛇绿岩的上冲侵位和古洋壳由南向北的俯冲。
图7-3 华北陆缘裂谷形成的五个阶段
Th—太华群；QL—秦岭群；Xr—熊耳坪；Kp—宽坪群；El—二郎坪群
4.二郎坪弧后盆地形成时期
古洋壳由南向北俯冲，秦岭群相对隆起并形成丹凤岛弧火山岩系和宽坪群相对坳陷。在秦岭群隆起和宽坪群相对坳陷之间，形成了二郎坪群弧后盆沉积。随着古洋壳向北俯冲作用的持续，形成了秦岭群第二期变形（D2）和宽坪群第一期变形（D1），p-T轨迹上秦岭群表现为进一步降低、抬升，宽坪群和二郎坪群仍然表现为升压、升温的深埋过程。
5.北秦岭地层的整体隆升时期
秦岭群p-T轨迹终止于p=0.6GPa、T=700C、H=22km，终止时间为800Ma—＞452Ma（游振东的资料，1992）。乔端宽坪群p-T轨迹终止于p=0.7GPa、T=680C、H=24km，虽然没有同位素时代资料，但整个轨迹是晋宁期的产物说明终止时间约为700Ma。p-T轨迹没有连续变化直到终到终止于p=0、T=0而与岩石现在处的环境保持平衡，一种可能的的解释，即存在突发的地质作用使秦岭群和宽坪群分别从22km和24km处抬升至地表。因此，北秦岭地层存在整体抬升时期，其时间大约为＞452Ma—＜700Ma，自此，北秦岭与华北克拉通南缘地区进入早古生代俯冲造山时期。
塔里木造山运动使塔里木完成了从相对活动到相对稳定状态的转变，但这次造山运动的起始和终结时间，以及整个造山过程还不十分清晰。从塔里木南缘保存的地质记录分析，大约在中元古代晚期大陆边缘曾发生裂解，形成埃连卡特群的双峰式火山岩，嗣后经历了拉张和成洋过程。推断洋盆的封闭发生在1000Ma至900Ma期间，埃连卡特群中角闪石和黑云母的Ar-Ar年龄、阿克苏群蓝片岩的变质时代均落入这一时限范围内。这一构造旋回发生的时间和经历的过程与秦岭造山带中元古代晚期到新元古代早期的地质演化特点十分相似（陆松年等，2003b），均反映罗迪尼亚超大陆成员汇聚过程中，区域性地质演化的基本规律。
地磁极性与地质事件的对应关系
答：再一方面,图12.6标注的地磁极性状态与地质事件旋回周期的时间尺度,它们几乎与前述秦祁昆造山系地史演化过程中的重要构造-岩浆和成矿峰期时间表相扣合。新元古代(震旦纪)大陆裂谷。早古生代的北祁连,原特提斯和北秦岭三洋的开启和扩张,泥盆纪早中期的大量壳幔岩浆作用事件,二叠-三叠纪的广泛大陆裂谷体制。大多都是发...
基底结构解释依据
答：低绿片岩相为主的单相变质，为区域动力变质作用类型—与造山作用密切相伴。变质带为黑云母带、阳起石带或绿泥石带，变质相为低绿片岩相。如上奥陶统铁石达斯群、滩间山群以及中、新元古代冰沟群、万洞沟群。古生界变质作用为埋深或动力变质作用，一般为板岩、千枚岩及低绿片岩相，变质矿物仅出现绢云母...
问题与探索
答：河口群含矿钠质火山岩系的成因、活动机制、物质来源、大地构造背景等问题需要进一步研究；拉拉地区与大红山地区的含矿岩系对比研究，是扩大拉拉式铜矿区域找矿远景的重大基础地质问题，需进一步研究；中元古代晚期的构造—岩浆事件的叠加成矿作用和新元古代构造热事件(区域变质作用)对拉拉铜矿成矿及改造需...
如何解释地壳的钕同位素组成?
答：从钕同位素平面图可以看出:华北陆块南缘是在太古宙基底之上生长而来;北秦岭与南秦岭构造带都存在较明显的古元古代和中、新元古代增生期,只是南秦岭含有少量太古宙基底;南、北大别的主增生期总体上相同:都存在少量的太古宙基底信息,古、中元古代是主增生期,同时,存在新元古代增生。前人通过少量样品的统计信息,得出北大...
前震旦系结晶变质基底
答：上述推断不仅因为塔南和扬子基底的航磁异常均显示了典型的、与华北基底一致的北东成带和北西成串构造样式,而且西部几条巨型的弧形航磁异常构造的存在,以及沿着相应的韧性剪切带曾经发生位移的性质,使统一的新太古代超大陆及其在古元古代被改造的构想得到支持;更重要的是,得到了相关地体自中-新元古代以来地质演化历史...
钕同位素模式年龄图件编制
答：从钕同位素平面图可以看出:华北陆块南缘是在太古宙基底之上生长而来;北秦岭与南秦岭构造带都存在较明显的古元古代和中、新元古代增生期,只是南秦岭含有少量太古宙基底;南、北大别的主增生期总体上相同:都存在少量的太古宙基底信息,古、中元古代是主增生期,同时,存在新元古代增生。前人通过少量样品的统计信息,得出北大...
凤(县)-太(白)矿集区成矿地质背景
答：秦岭广泛发育的中新元古代火山岩系是泥盆纪盆地的直接物源区和蚀源区,为泥盆纪盆地提供了丰富多样的剥蚀矿源。各一级沉积盆地赋存的三级构造热水沉积成矿盆地中(方维萱,1999)发育的“礁硅岩套”(王集磊等,1996)和深水-半深水浊积岩相热水沉积细碎屑岩为秦岭热水沉积金-多金属矿石建造的含矿建造; 同时也是秦岭泥盆...
沉积学分析的基本思路
答：例如，大地构造沉积学就是一个非常好的例子，它是沉积学运用系统地球科学观的方法，研究区域或全球沉积作用与沉积过程的非常重要的分支学科。研究西藏羌塘盆地中生代盆地演化，如果不与全球特提斯洋的演化联系起来，也就很难真正了解盆地形成演化的过程与机制，甚至做出一些相互矛盾的结论；研究华南新元古代裂谷...
大陆科学钻探概述
答：氧同位素研究表明超高压变质岩的原岩在近地表与大气降水发生交换“花岗岩体的侵入为其提供热源”为新元古代全球性雪球事件提供重要证据 建立了苏鲁高压-变质超高压构造格架,确定岩石-构造单元、构造边界的大型韧性剪切带系 涉及几何学、运动学、动力学。 揭示含金红石榴辉岩中锐钛矿、板钛矿、榍石和金红石的产出状态及...
闾阳-梨树地学断面
答：盖层中发育中、新元古代、早古生代的海相碎屑岩-碳酸盐岩和晚古生代的海陆交互相-陆相沉积,其内没有岩浆活动,缺失上奥陶统-下石炭统。 中生代,这里发育了厚达万米的大陆裂谷型陆相火山-碎屑岩,并有强烈的岩浆活动和构造运动,以此为代表的运动为燕山运动,除形成一系列不整合、褶皱构造外,还形成一系列逆断层和逆掩...
