构造单元划分及其特征  地质构造单元划分及地质特征

作者&投稿:雷卿 (若有异议请与网页底部的电邮联系)

研究区的空间范畴主体部分属欧亚大陆板块,仅台东纵谷以东的海岸山脉属太平洋板块中的菲律宾板块上吕宋弧的一部分,它们可被看作区内的一级构造单元。依据构造性质和地壳演化历史的差异,大陆板块部分可划分为若干二三级构造单元。由于一个地区的地壳性质随演化历史而改变,不同地史阶段有不同的大地构造格局,所以在整个地史期间,构造单元的性质应是动态概念,构造单元的划分不是固定不变的,因此,在叙述各单元特征时,将会突破现在划定的构造单元界线。

一、华夏古陆(华夏陆块)

华夏古陆北界为江山-绍山断裂带并与江南古陆相毗邻,西界为鹰潭-安远断裂带并同华南加里东褶皱带相接,东界为台东纵谷断裂,东北部向黄海延展,南界为珠江口外盆地,西南部地区同海南岛连成一体,外形呈北东向展布。它是中国古陆块中较小的一个块体。各个地域有不尽相同的地壳演化历史与区域地质特征,然而它们之间有一个类似的起始状态和类似的褶皱结晶基底,以此同周围地区地质演化相异而作为重要的区分标志之一。

华夏古陆的特征主要有以下几点:

1)起始于古元古代之前的以内硅铝层为基础的岩石之上。

2)地壳类型属典型的大陆型地壳,厚度为27~36km,一般在30~32km之间,地壳结构具有分层清楚的特点。

3)古陆内奠基性的第一个结晶褶皱基底地层麻源群等,在古陆西部和西南部广泛而又相当零散地分布,仅在武夷山脉北段的东西两侧比较发育。

4)叠覆于古元古界之上的各断代岩石地层均复杂多变,横向不易对比。

5)上地壳经历了多旋回的地壳运动,武夷(中条、吕梁)运动使华夏古陆基本定型,四堡运动使裂解的古陆再次固化,晋宁运动时完全定型。之后的加里东、海西、印支、燕山、喜马拉雅运动又对古陆进行各有特色的改造与建造,使古陆面貌变得模糊。

6)断裂构造成为古陆形成之后最主要的构造类型,地质历史中挤压、拉张及扭动的构造应力场交替出现,形成北东、北北东、北东东以及北西向区域性大断裂,燕山期及其以前的地壳运动几乎都形成韧性剪切断裂带。

7)岩浆岩分布广泛,各个构造期都有先喷发后侵入的岩浆岩形成,尤以酸性岩浆岩占主导地位,燕山期的3个亚期的火山-侵入作用形成的双系列岩石组合相当典型。

8)古陆的大陆地区构成一个单独的富钾、高硅、富铀、钍、钇等元素的地球化学区。

二、华夏古陆内的次级地质构造单元

依据华夏古陆内一定区域在地质历史阶段所保存的具有明显区域特色的典型地质现象可将其同其他区域区别开来,这种有共同的地质基础,而又有明显差异的区域共计6个(图1-3),它们也可称为三级构造单元。

图1-3 台湾海峡及其邻区地质构造单元划分

1.武夷隆起带

其北界和西界分别为江山-绍兴断裂带和鹰潭-安远断裂带,并分别与江南古陆和赣中南褶皱带相邻;东界为政和-大埔断裂带;其西南方向以宁化-南平中元古代裂谷带为界,转而与清流-上杭一线相接。宁化-南平一带在震旦纪早期仍有陆内裂谷的记录,加里东、印支、燕山、喜马拉雅期仍有褶皱、断裂和岩浆侵入,沿北东东向带形成岩体带与复杂的构造带。

武夷隆起带由古元古代结晶基底组成,也可能隐伏有更古老的基底或陆核。这些变质岩系的原岩主要为砂页岩类陆源碎屑沉积岩,推测形成于大陆边缘较稳定的广海盆地。大约在1900Ma的武夷造山运动中受到强烈的褶皱和角闪岩相到高绿片岩相区域变质作用,还有中酸性-酸性花岗岩侵入。中元古界—震旦系—下古生界呈线、带状分布于武夷山脉的中、南段,属海相砂泥质碎屑岩、杂砂岩和火山岩复理石建造,推测当时的构造环境为陆内裂谷化的大陆边缘。震旦系—下古生界的性质属非典型的“盖层”,不仅因为其建造内容为非地台型,更主要的是,它在加里东运动中全面褶皱形成褶皱带。这个褶皱带的南段在晚古生代转入准地台型的裂陷阶段。

武夷隆起带的东部为龙泉-尤溪中元古代裂谷,分布于浙南龙泉至闽中尤溪,经政和、建瓯、南平,向北可能延伸到松阳,向南追踪到安溪剑斗。该裂谷总体呈北北东向展布,长约350km,现今保存宽约25~50km。裂谷在西北部与武夷山脉结晶基底褶皱带以糜棱岩带和韧性断裂带相接,东南部被燕山期岩浆岩重叠覆盖。裂谷由中元古代的龙泉群和龙北溪群组成,以细碧-石英角斑岩系为代表。由建造内容推断该裂谷仅是陆内裂谷,尚未完全洋壳化便已夭折为裂陷槽。夭折的原因是四堡运动。裂谷中的建造全部被四堡运动摄为造山材料,形成相当复杂的褶皱岩石,全部重结晶成绿片岩相岩石。

此外,尚外北东东向的贵溪-铅山与宁化-南平以及北东向崇安-宁化裂谷带(裂陷槽)发育于本隆起带内部或边界地区,平面形态若“井”字形。

2.永梅坳陷带

这是一个界线和范围在晚古生代期间均呈动态变化的坳陷带。当时武夷隆起带的南段已经部分被夷平,古元古界结晶基底基本被剥蚀掉,本坳陷带和赣南坳陷是部分地区相连且相通的海盆。早二叠世海侵高潮时,海水曾淹没邵武、建瓯、建阳。坳陷的东界为政和-大埔和莲花山断裂,东部的中生代火山岩区,出露晚古生代地层十分有限。福鼎可能是与台湾相连的古海盆,其岩石地层为南溪组。

坳陷带主要由晚古生代至中三叠世陆相、海陆交互相碎屑岩和海相碳酸盐岩组成。坳陷的裂陷作用分为两个阶段:第一阶段是中石炭世—早二叠世早期,第二阶段是晚二叠世晚期—早三叠世。第一阶段裂陷可辨认出3个裂陷带,都呈北东向展布。最西边的一个称清流-梅县裂陷带,以其中普遍发育角砾状石灰岩、角砾状白云岩和角砾状硅质岩为最突出的特征,尤以裂陷带的东半部为甚。在沉积至成岩过程中,盆地边缘和基底所发生的断裂构造,恰恰反映出裂陷或裂谷环境中典型的构造作用。广东梅州玉水铜、锌、多金属矿床和福建龙岩马坑铁矿,可能就是受控于裂陷中主要断层的海底火山热液成因矿床。中间的裂陷带称三明-龙岩裂陷带,其中沉积有碳酸盐岩和细碎屑岩。龙岩马坑的中石炭统含有6层安山玄武岩。最东边的一个裂陷带称为德化阳山-安溪珍地裂陷带,它自晚石炭世开始裂陷。大田广平船山组底部为铁矿层位。由上述3个裂陷带的沉积物征和火山活动时间分析,裂陷发生的时间从早到晚有自西向东迁移的趋势,且地层层位不断抬高。

第二阶段裂陷发生于晚二叠世晚期—早三叠世,晚二叠世裂陷中心为永安-梅州。早三叠世裂陷带范围扩大,幅度加深,沉积环境由晚二叠世的浅海陆架转为下部斜坡,出现浊流、碎屑流和复理石沉积,以及海底火山活动。虽然裂陷范围和幅度在早三叠世加剧,但是随后的印支造山运动很快使裂陷夭折。坳陷带在印支期和燕山期构造运动中,多层次和多期次的推覆构造特别发育,成为本区构造的一大特色。永梅坳陷带的古元古代结晶基底零星分布于边缘地区,说明其至少在震旦纪前的一个相当长时期内遭受隆升剥蚀。

3.浙闽火山断陷带

浙闽火山断陷带位于闽、浙东部和粤东北,长达1000km以上。西界是丽水-政和-大埔断裂带,东界是宁海-汕头断裂。燕山期岩浆岩带是西太平洋亚洲大陆边缘火山、构造成矿带的重要组成部分,也是本带最具代表性的特色。该带的结晶基底为古、中元古代的变质地层,因经后期改造与覆盖而变得十分零星模糊。

本带出露有3套陆相中酸性至酸性火山-侵入岩。早期火山活动始于晚三叠世,但仅在粤东北和闽南等地的裂陷盆地中有双峰式火山岩夹于海相、海陆交互相沉积中;福建其他地区为陆相中性火山岩。中期为火山活动的最强烈时期,时代为晚侏罗世,形成一套高钾钙碱性中、酸性的安山岩-英安岩-流纹岩组合(局部有少量玄武岩),在全区大面积连片分布,同位素年龄区间主要为158~118Ma。与其同期同源的深成岩以I型花岗岩为主,少量为I-S过渡型,呈大的岩基或岩株分布于粤东北和闽南,向东北规模略小。晚期时代主要是白垩纪,同位素年龄为127~85Ma。该旋回早期为高钾钙碱性系列的基性-酸性双峰式组合,晚期为英安流纹岩-流纹岩组合。火山岩多以单个盆地形式分布于闽东和浙东地区。与其同期同源的深成岩有Ⅰ型花岗岩、晶洞钾长花岗岩。本带断裂构造发育,北东及北东东和北西向断裂最为突出。处于重力与磁力特征线由北东向转为北东东向的闽粤交界的上杭-云霄断裂带,是断裂构造线的转折带,也是粤东北锡、钨、铅、锌、银带北缘地区。

4.闽东南沿海断隆带

西界为宁海-汕头断裂,东界推测为海域50m等深线(约为大陈岛-乌丘屿一带)附近,该地带是新生代浅海沉积物由薄到厚的一个转折带,曾有人称为滨海断裂(本书厘定为大陈-乌丘断裂)。断隆带内的福州以南至南澳,零散出露前泥盆纪(主要是古元古代)区域动力热流变质作用形成的变粒岩、片岩;中生代地层主要为晚侏罗世及白垩纪火山岩地层。第三纪(主要是新第三纪)和第四纪浅海相和陆相沉积地层与火山岩-沉积地层分布在海域及沿海地带。侵入岩主要出露于福鼎以南地区,以四堡期、晋宁期、加里东期、燕山期花岗岩类出露面积较大;前燕山期的侵入岩都具片麻状并往往发育有北东与北东东向脆韧性剪切带。燕山晚期钾长(碱长)花岗岩中局部地区为碱性花岗岩。福清及其以南直至粤东的沿海普宁出露与隐伏(重力与磁力推断)中性-基性-超基性小岩体,构成一个特殊的基性岩带(可能北延至浙东沿海),已知其中一批岩体发育堆晶构造,成为本断隆带一个特色。本带构造以北东、北北东和北东东向及北西向脆性、脆-韧性及韧性断裂比较发育,其中晚侏罗世火山岩中的动力变质带可作为沿海高应变带的主要构造标志。此外,温州-厦门重力梯级带与本断隆带在空间上相一致。第四纪以来发生多次隆升与下降,现处于隆升状态。

5.台湾海峡陆缘裂陷带

台湾海峡陆缘裂陷带是中国东部大陆边缘裂陷带的一部分。其西界为大陈-乌丘断裂,东界在台湾为梨山断裂,北与南部两端与东海和南海裂陷带相连。裂陷带由晚白垩世和新生代(可能有侏罗纪)浅海、滨海和三角洲相砂、泥岩组成,夹有以多层玄武岩为主的火山岩,累积厚度在数千米至一万米之间。根据这些沉积物发育的差异,可分成西部的早第三纪断陷带和东部的晚第三纪坳陷带。台湾海峡陆缘裂陷带在白垩纪晚期和早第三纪早期开始张裂下沉,形成一系列半地堑式断陷。

6.太鲁阁断隆带

太鲁阁断隆带西界在关山以北和以南分别为梨山与潮州断裂,同台湾海峡陆缘裂陷带相毗邻。东界以台东纵谷断裂与海岸山脉地体(拼贴带)相接。

本断隆带由大南澳群和上覆的第三纪浅变质岩系组成,两者间为断层或不整合接触。大南澳群分布在脊梁山脉东坡,南北长约250km,现今出露北部宽仅30km,南部宽为10km,这是台湾时代最老的岩石,包含砂质、泥质、碳酸盐建造(含石炭纪—二叠纪)的各种岩石。其岩性主要为泥质片岩、绿片岩、石英片岩、大理岩、结晶石灰岩,它们经历了多次构造变动和变质作用。其中海西运动形成以溪畔花岗岩为代表的海西期花岗岩类,经后期挤压剪切形成以往所称的开南岗片麻岩。经区域对比,其主变质期属海西期,并可能叠加了印支期变质作用。

本断隆带有台湾最复杂的地质记录。由日本经琉球群岛和台湾到马拉望的古太平洋,在台湾地带最后消失于脊梁山脉的东斜坡,具体表现为太鲁阁和玉里两个岩带。太鲁阁岩带代表海西期与古大陆边缘的俯冲/碰撞作用。测得玉里带岩石的后期变质年龄为67~80Ma。以上解释是目前比较一致的意见,不过亦有其他解释。本带的南端与台湾海峡陆缘裂陷带交接处出露有与板块俯冲/碰撞作用有关的利吉蛇绿混杂岩。

三、菲律宾海板块与海岸山脉地体(拼贴带)

菲律宾海板块与海岸山脉地体位于台湾东南部,西以台东纵谷断裂为界,东邻太平洋。东南外海的绿岛和兰屿亦属该地体。该地体在台湾岛上长约135km,最大宽度在中段约10km,南、北两端宽仅3km,总体呈北北东向狭长带状。它是台湾第四纪以来最为活跃的地带,有强烈的构造活动及地震活动,有厚层的复理石或浊流沉积,以及广泛分布的火山岩。它代表菲律宾板块前缘的新第三纪岛弧,是吕宋弧的北延部分,有不同的沉积建造、岩浆活动和构造特征及地质构造发展史。

海岸山脉地体由晚第三纪地层组成。已知最老的岩石为中新世早期的奇美火成杂岩,是以安山岩类为主的火山岩建造,其上覆的中新统都峦山组火山集块岩、凝灰岩及凝灰质沉积岩,属浅海相火山碎屑岩建造。上新统至中更新统大港口组为细碎屑沉积岩,夹少量火山碎屑岩,浊流作用强烈,属半深海相复理石建造。至更新统中-上部的卑南山组转为河流山麓堆积相,属磨拉石建造。该地体中出露的利吉蛇绿混杂岩,分布在海岸山脉西南侧。

海岸山脉地体的岩浆活动相当强烈。最主要的是出露在海岸山脉中段的奇美火成杂岩,其次是东南外海的绿岛和兰屿,由中新世—上新世的安山岩及安山质火山碎屑岩组成,大部分火山岩属拉斑玄武岩系列。

菲律宾海板块作为太平洋大板块上的一个中板块,地壳类型以洋壳为主。海岸山脉地体是太平洋与欧亚板块间接壤的特殊地带,地壳类型为过渡型。



构造单元的划分及其构造变形特征~

(一)构造单元的划分
根据主控断裂的分布及其性质、构造形态和变形特征以及地层厚度的分布和变化特征等,将长岭断陷划分为4个二级构造单元、12个三级构造单元(图2-17)。二级构造单元分别是:
(1)中央深凹陷带:大安—红岗次凹、乾安次凹、长岭牧场次凹、查干花次凹和伏龙泉次凹,大安低凸、老英台—达尔罕断凸、让字镇南低凸;
(2)西南断隆带;
(3)东部斜坡带:长山断坡、伏龙泉斜坡、查干花背斜和东岭构造带;
(4)孤店断隆带。
(二)构造单元的变形特征
1.中央深凹陷带
中央深凹陷带是长岭断陷的主体组成部分(图2-17),位于长岭断陷的中央地带,由大体相连的5个次凹(大安—红岗次凹、乾安次凹、长岭牧场次凹、查干花次凹和伏龙泉次凹)和3个低凸起(大安低凸起、老英台—达尔罕断凸、让字镇南低凸)组成,是长岭断陷在裂陷阶段的主体沉积场所,也是烃源岩的主要分布区。
大安—红岗次凹和乾安次凹位于断陷的北部,NE走向,它们被一垒块(大安低凸起)分隔。大安—红岗次凹是由红岗—龙沼镇断裂和大安断裂联合控制形成的、基底向东缓倾的断槽,西边界是红岗 龙沼镇断裂,东边界是大安断裂,北部与乾安断陷相连,向南部过渡到西南断阶带。
乾安次凹是由大安东断裂控制而形成的,西边界为大安东断裂,东部逐渐过渡到东部斜坡(它们之间没有明确的边界),南部隔老英台低凸与长岭牧场次凹相望,北部与乾安断陷相连,是长岭断陷沉降幅度和沉积物厚度最大的次凹,是长岭断陷最主要的烃源岩分布区。
长岭牧场次凹和伏龙泉次凹位于断陷的南部区域,总体NW 走向。长岭牧场次凹是由苏公坨断裂和龙凤山断裂联合控制形成的负向沉积构造单元,南以龙凤山断裂为界,西以苏公坨断裂为界,向东逐渐过渡到东部斜坡,北隔老英台低凸和查干花背斜与乾安次凹和伏龙泉次凹相望。其中NW 走向的龙凤山断裂对长岭牧场次凹起主要的控制作用,导致长岭牧场次凹总体为NW 走向。它有两个沉积沉降中心,分别位于次凹的西北部和东南部,中间存在一NNE向的低梁分隔。
伏龙泉次凹位于长岭断陷南部区域的东北侧,由两部分组成。主体部分位于西北部,北边界是孤店—伏龙泉断裂,西隔十分平缓的让字镇低凸与乾安次凹相望,南隔查干花背斜与长岭牧场次凹相望,向东沿孤店 伏龙泉断裂南段边界附近逐渐过渡到次要部分。该部分是由乔家店断裂控制的、相对独立的小型断凹。伏龙泉次凹主体是由北西走向的孤店—伏龙泉断裂控制而形成,造成伏龙泉次凹也主要是NW 走向。

图2-17 长岭断陷构造区划图

查干花次凹规模很小,是长岭断陷规模最小的次凹。主要考虑到它在烃源岩中重要作用,本项研究才把其纳入次凹的范畴。查干花次凹是受达尔罕断裂控制形成的小型箕状断槽,次凹内火山岩十分发育,成为深层天然气勘探十分有利的区域。
分隔乾安次凹和长岭牧场次凹的是老英台 达尔罕断凸。该断凸实际上是一受龙凤山断裂和孤店—伏龙泉断裂控制的滚动背斜,同时由于龙沼镇断裂的活动,该滚动背斜向西倾伏,从而成为低凸起。分隔伏龙泉次凹和乾安次凹的让字镇南低凸幅度很小。
上述几个次凹中,乾安次凹面积最大,累计沉积物厚度也相对最大;长岭牧场次凹面积和累计沉积物厚度均其次,营城组的厚度则相对最大;大安 红岗次凹再次;查干花次凹的面积和沉积物厚度均最小。
2.西南断隆带
西南断隆带位于长岭牧场次凹的南侧,长岭牧场次凹和老英台低凸的西侧(图2-17)。该区域大部分地区坳陷层直接覆盖在基底之上,局部区域存在少量的裂陷系地层,并发育少量断层。
3.东部斜坡带
东部斜坡带位于长岭断陷的东部,主体是一被断裂复杂化的、向东翘倾的斜坡。其中中北段由于孤店 伏龙泉断裂的发育,造成在这一段落斜坡不发育,由伏龙泉次凹直接变化到孤店断隆带。这样,东部斜坡带被孤店断隆的南段——伏龙泉次凹分隔为两块。北块是长山断坡,南块则由伏龙泉斜坡、东岭构造带和查干花断背斜构成。
长山断坡位于长岭断陷的北部区域,向西逐渐过渡到乾安次凹,向东渐变过渡到孤店断隆,是一被少量断裂切割的斜坡,构造变形总体比较简单。
伏龙泉斜坡位于长岭断陷的最东侧,西与查干花背斜相连,北侧和东侧与伏龙泉次凹相接,向南过渡到东岭构造带和长岭牧场次凹,向西与查干花次凹相接。
从构造地质学的角度分析,伏龙泉斜坡,查干花次凹和老英台—达尔罕断凸是一被断裂复杂化的、向西倾伏的滚动断背斜(这里称之为“查干花背斜带”),查干花背斜带是受龙凤山断裂和孤店-伏龙泉断裂活动控制形成的双侧滚动背斜。在背斜的形成过程中,同时受龙沼镇断裂和苏公坨断裂活动的影响,导致该滚动背斜向西倾伏。由于:①该断背斜与长岭断陷的三个次凹都相连,并内有次凹发育,而且是油气运移的指向区;②切割该背斜的达尔罕断裂、查干花西断裂和乾安断裂都是控制火山活动的断裂,区内火山岩广泛分布,储层条件优越;③断裂切割背斜后,容易形成断鼻圈闭,另外也能形成火山岩岩性圈闭;④由于该背斜的向东翘倾,该背斜的东部区域目的层段埋深并不是很大,有利于钻探。从上面的分析可以看出,查干花背斜的油气成藏条件十分优越,是长岭断陷最为有利的勘探区带。
由于乔家店断裂的发育,在乔家店断裂控制的区域形成一很小型的次凹(伏龙泉次凹的次要部分),导致伏龙泉斜坡主体向南翘倾。
东岭构造带位于长岭断陷的东南角,西与长岭牧场次凹相连,北与伏龙泉斜坡相接。
4.孤店断隆带
从盆地构造的角度,孤店断隆是与长岭断陷同级的构造单元。由于它位于长岭断陷探区内,故与长岭断陷其他构造单元一起加以讨论。
孤店断隆位于长岭断陷的东北侧(图2-17),东以孤店断裂和松原断裂为界,西南以孤店 伏龙泉断裂为界,东北以新立断裂为界。孤店断隆两侧的断裂都有一定程度的反转,其中孤店断裂的反转最为强烈。
孤店断隆也是油气运移的有利指向区,如果存在有效圈闭,也容易成藏。

一、概述
不同学派对本区构造单元认识不同,概括起来,主要有:
李四光(1925~1955)根据当时所获的有限的地质资料,从地质力学观点出发,将祁连山划作为祁吕贺山字形构造体系的西翼部分,其中兰州、白银及武威一带为该山字形马蹄形盾地——阿宁盾地的一部分,阿拉善地区为阿宁盾地南侧的弧形构造带。甘肃地质矿产局(1989)将上述思想进一步具体化,指出祁连山可进一步划分为:前弧西翼褶皱带、西翼反射弧,认为祁连山及龙首山存在多种构造体系,主要有古河西系,祁吕贺山字形西翼,青藏歹字形(主要分布于祁连山及其南侧),陇西系及阿拉善弧形构造,此外还存在纬向、经向构造,这种不同形式的构造存在联合、复合关系。
在“槽-台”学说指导下,早在1945年黄汲清在《中国主要地质构造单位》一书中,扼要地论述了阿拉善(龙首山)及祁连山的范围和地质构造特征,认为前者属中朝地台的一部分,是联系塔里木地台和华北地台的纽带,后者为典型的优地槽。时隔10年之后,他又将祁连山自南而北划分为:南山(指祁连山,下同)地槽沉积带、南山地槽边缘沉积带、山前凹地沉积带,并指出祁连山系中的中新生代盆地有寻找石油的希望;又过10年,他再一次将本区划分为:阿拉善台隆走廊过渡带、北祁连山褶皱带、祁连中间隆起带、南祁连褶皱带、祁连南缘过渡带。认为北祁连的主褶期是加里东而不是华力西期,同年又指出北祁连山为优地槽褶皱带,南祁连为冒地槽褶皱带,并认为它们均具有多旋回构造发展特征。20世纪70年代末,黄汲清等融合板块构造的新观点,将本区重新划分为:阿拉善台隆(属中朝准地台的一部分)、走廊过渡带、祁连山山前坳陷、北祁连优地槽褶皱带、祁连中间隆起带、南祁连褶皱带,这是基于多旋回槽台构造学说对祁连山构造格局和构造演化全面而系统的论述。由于汲取了板块构造学说,他们的上述划分及论述当时起到了立典和示范作用,至今仍有较大的参考价值。
利用槽台学说,用历史发展演化的观点,根据本区的建造特点,涂光炽1960年也将本区划分为:阿拉善隆起带、走廊坳陷带、北祁连加里东褶皱带、中祁连山前寒武纪褶皱带、南祁连山早古生代—中生代(或早古生代—三叠纪)坳陷带、南祁连山加里东褶皱带、南祁连印支褶皱带(或海西褶皱带)、柴达木北缘隆起带(或柴达木北缘前寒武纪褶皱带)。
持断块学说的学者如赵生贵(1996)将本区划分为:阿拉善地块、龙首山断隆、河西走廊盆地、永昌中宁陆缘断陷带、北祁连裂谷、中祁连断隆、南祁连断陷、柴达木北缘断隆。他的祁连区以内硅铝造山(A型俯冲)作用为主的观点,北祁连早古生代火山作用早期以中基性为主、晚期以中酸性为主的观点,火山岩大多属钙碱系列,仅局部发育细碧角斑岩系的认识,有一定的参考价值。
20世纪70年代初,尹赞勋、李春昱、傅承义率先将板块构造学说引入中国,也是李春昱率先用板块构造学说对本区大地构造和地质发展史进行了研究,将本区划分为:阿拉善隆起带、北祁连褶皱带(含走廊带)、中祁连隆起带、南祁连褶皱带,认为北祁连是一个早古生代洋盆,保留有完好的蛇绿岩、蓝片岩及混杂堆积等洋壳残片及洋壳俯冲活动的地质记录。1982年他又从亚洲全局构造出发,认为祁连山实际上是中朝板块和扬子板块间的缝合带。在他的启发指导下,许多学者开始涉足本区。王荃(1976)撰文认为本区存在古海洋;肖序常(1978)对本区做了实质性的野外研究工作,提出本区存在多期蛇绿岩;吴汉泉(1980)对北祁连山的高压变质带进行了研究;张之孟(1980)首次提出祁连山存在沟弧盆体系,并提出走廊相当于弧后盆地;夏林圻等(1991)对本区火山岩进行了深入的研究,进一步论证了本区存在沟弧盆体系,且是向北俯冲;左国朝(1986、1987)认为北祁连属“有限洋盆”;许志琴(1994)提出本区存在海沟向洋退却岛弧增生的动力学模型;张旗等(1997)对北祁连的蛇绿岩做了系统的研究,指出本区蛇绿岩存在多样性;冯益民自20世纪70年代以来,也先后对祁连山做了研究,认为中祁连和柴达木同属一个板块,早古生代华北古陆西南缘存在裂谷-板块构造两种体制。造山带分为俯冲造山、碰撞造山及陆内造山机制,为复合造山带。汤中立、李文渊、黄承熊等(1995)对本区金昌—门源地学断面进行了研究,他们认为龙首山断裂早期属低角度正断层,将超大型、大型矿床的形成及成矿模式与构造背景联系起来。
上述研究工作,是我们本次工作的基础。
二、华北板块西南缘的构造格架
我们从历史演化的观点出发,运用现实主义原则,以“活动论”、“系统论”为指导,以本区沉积建造、岩浆作用、构造作用、成矿作用等最基本的地质事实为基础,系统、全面、多层次、多侧面地探讨区内各构造单元的范围、性质、演化及与成矿系统的耦合关系,立足于前人众多的研究成果,勾勒出本区加里东期构造图案(图1-1),从北而南各构造单元为:龙首山陆缘带、河西走廊边缘海盆、北祁连缝合带、中祁连离散型岛弧地体、南祁连弧后盆地、柴达木陆块。现将它们的主要特征概述如下:

图1-1 华北古大陆西南缘构造格架及成矿系统

(一)龙首山陆缘带
北邻潮水盆地,南以龙首山深大断裂为界与河西走廊相接,西部止于金塔—鼎新断裂与塔里木板块毗连,向东尖灭于银川以西,略呈近东西向弧形分布。该带所见主要岩石单元为前长城纪龙首山岩群(AnChL)。由于该岩群时代较老,后期遭受多期次、多旋回的变质变形等作用,变得支离破碎,层序不清,当属非史密斯地层。下部为白家嘴子组,西部出现磁铁石英岩和磁铁角闪岩,称之为东大山组。经原岩恢复(汤中立、李文渊,1995;王崇礼,1994),原岩建造相当于火山-沉积建造,白家嘴子组为碳酸盐岩建造及基性火山岩建造,东大山组为碎屑岩含磁铁石英岩及基性火山岩建造。考虑其中的基性火山岩(斜长角闪岩)呈层状分布,代表本区最早的岩浆活动记录,测得年龄为3056Ma(Sm-Nd法,平均,王崇礼,1994)应属中太古代喷发,这一数据表明龙首山岩群具古陆核性质。另外,切穿该岩段混合岩又发生弯曲变形的变辉绿岩脉年龄为(2486±16)Ma~(2796±56)Ma,平均2600Ma(王崇礼,1994),这对上述太古宙年龄是一个佐证。龙首山岩群下部岩石的稀土配分型式也表明它属太古宙产物,因新太古代岩石稀土配分曲线要右倾得多(见后文讨论)。龙首山岩群上部主要为中酸性火山-碎屑岩建造,其年龄为(2147±74)Ma(Rb-Sr等时线法,西北地质勘查局,1993),相当于古元古代。该带缺失长城纪沉积,蓟县纪为复陆屑次稳定型沉积(墩子沟群),缺失青白口纪沉积,震旦纪为冰水沉积及碳酸盐-碎屑沉积(韩母山群),碳酸盐-碎屑岩底部含磷。早古生代为隆起剥蚀区,晚古生代为碎屑岩-碳酸盐岩(含煤)建造、磨拉石建造,中新生代为河湖相及山麓相碎屑岩(磨拉石)建造。本区还发育加里东期及华力西期花岗岩,这分别应是祁连洋及其次生洋向北俯冲及陆内A型俯冲造山的产物(此处所称的方位,只是现代方位,并不代表地质历史时期的方位,下同)。
在中—新太古代古陆边缘活动带中,形成了东大山铁矿。中元古代早期本区在裂解条件下,形成金川含镍铜超基性杂岩,汤中立(1995)所取得的(1508±31)Ma(Sm-Nd内部等时线法)年龄应是上述岩浆脱离地幔的时间。
(二)河西走廊边缘海盆
河西走廊边缘海盆现今十分狭窄,呈近东西条带状分布,若能考虑它形成和演化的历史,就不难推知当时(加里东期)它曾是一个广阔的陆缘海盆。该陆缘海盆的基底是华北古陆的南延部分。寒武纪靠陆一侧(北)为浅海陆棚碎屑岩单元(大黄山组 d),具复理石特征,内见波状冲刷面、印模及交错层,远离陆缘(南),出现碳酸盐岩及火山岩建造(黑刺沟组 h),反映由北而南,海水变深,且地质活动性增强的特点。奥陶纪总的趋势是继承寒武纪火山-沉积建造特点,不同之处在于海盆内火山活动更加剧烈和成熟,局部(老虎山、榆树沟山)出现扩张型洋壳——蛇绿岩。志留纪盆地萎缩,形成笔石碎屑岩相(肮脏沟组Sa),晚期出现砂页岩建造(旱峡组Sh),泥盆纪为磨拉石建造(老君山砾岩),标志海盆消失并开始造山。
(三)北祁连缝合带
北祁连造山带作为柴达木—中祁连板块与华北板块的缝合带,当初一经李春昱提出,便得到了大家的赞同。但问题是,该缝合带究竟是华北板块与柴达木板块开合的产物(特提斯型造山带),还是柴达木—中祁连板块抑或是前者从别处漂来,在加里东期二者邂逅碰撞的结果(科迪勒拉型造山带)?北祁连小洋盆外侧是否还有原生洋(祁连洋)?问题还不止此,作为缝合带,北祁连造山带本身也复杂多样,东部西部有差别,南边北边不相同,西部还分布着许多微陆块,那么这些微陆块又来自何方?其形成机制如何?各家意见也不一致。利用模式对比原则,我们初步认为:上述微陆块连同中祁连微陆块,均是因祁连洋向南俯冲致使其相继从柴达木陆块边缘裂解出来的结果。其构造格局犹如太平洋西南部的多岛构造景象。
简捷地说,北祁连缝合带内部构造单元虽然复杂多样,但概括起来说,主要由以下单元组成:微陆块、混杂岩带、蛇绿岩、洋脊-洋岛火山岩、岛弧(包括陆缘弧和洋壳型岛弧)火山岩及岛弧型沉积(图1-2)。微陆块主要由前寒武纪地层组成,其上有加里东期岛弧型花岗岩。前者具体岩性为灰色片麻岩、云英片岩、大理岩(北大河岩群AnChB,野马南山岩群AnChY)以及巨厚的蛇绿混杂堆积(熬油沟组Cha)、千枚岩、碎屑岩,局部夹碳酸盐岩、变石英砂岩、铁矿层(桦树沟组Chh)。此外,还见到中元古代托来南山群(Ch-JxT)杂色碎屑岩及碳酸盐岩建造,青白口纪龚岔群(QnG)碎屑岩-碳酸盐岩建造。蛇绿混杂岩带共有南北两条,北带主要沿肃南九个泉、白泉门呈NW-SE向分布,向西延至玉门昌马寒山地区,南带规模较大,主要分布于青海边马沟—清水沟—香子沟—郭米寺—祁连县—景阳岭南,南北宽约20~25km,断续延长近500km,呈NW-SE向展布。清水沟见有榴辉岩,与之共生的蓝片岩年龄为440~460Ma(蓝闪石、多硅白云母、39Ar/40Ar法),北带九个泉蓝片岩蓝闪石39Ar/40Ar年龄为447Ma(吴汉泉,未刊资料)。北带称之低级蓝片岩带,南带称之为高级蓝片岩带。蛇绿混杂岩带主要由陆缘弧(南带)、洋壳型岛弧(北带)、复理石增生楔、高级(南带)及低级(北带)蓝片岩、蛇绿岩块等组成。缝合带中的蛇绿岩块共有3条,自南而北依次为:玉石沟—川剌沟—小八宝蛇绿岩带;大岔大坂蛇绿岩(带);九个泉—白泉门蛇绿岩带;以上3条蛇绿岩带时代为加里东期,而分布于微陆块中的蛇绿岩时代为中元古代。加里东期蛇绿岩大多具洋脊或洋岛型玄武岩特征,有的还和玻安岩共生,如大岔大坂蛇绿岩(张旗,1997),推测蛇绿岩形成于洋岛及弧间盆地。考虑到北祁连造山带中深海沉积物如硅质岩比较丰富,火山作用比较强烈,蛇绿岩和蓝片岩构造超覆于增生的深海沉积物和火山弧之上这些客观事实,其蛇绿岩应属科迪勒拉型。陆缘弧火山岩及沉积早期(新元古代—中寒武世)相当于黑剌沟组,陆缘弧型(岛弧裂谷型)火山岩,主要分布于白银、清水沟、白柳沟、黑石沟、小黑剌沟、面碱沟等地,由于它是在华北古大陆基底之上的软弱带上发展起来的,开始形成大陆碱性玄武岩系,随着陆缘弧基底分割程度的加深,进一步形成熔融程度高的饱和性拉斑玄武岩浆,喷溢形成本区海相基性火山岩的主体,而在白银等地因地壳较厚,基性岩浆上升速度较慢,引起下地壳发生深熔作用,产生富硅质岩浆,这种富硅质岩浆首先上升形成酸性火山岩系,尔后是偏下部的基性岩浆上升形成层位偏上的基性岩浆,二者构成双峰式组合。这些酸性火山岩是白银厂铜及多金属块状硫化物矿床的直接围岩。

图1-2 华北板块与柴达木—中祁连板块缝合带内部结构示意图(据张旗,1997,修改)

1—前寒武系;2—蓝片岩带;3—蛇绿岩;4—阿拉斯加型岩体;5—橄榄岩-闪长岩岩体;6—熬油沟蛇绿岩;7—陆缘弧;8—洋壳型岛弧。数字,①~⑨为蛇绿岩:①—九个泉;②—大岔大板;③—边马沟;④—玉石沟;⑤—冰沟;⑥—小八宝;⑦—百经寺;⑧—老虎山;⑨—榆树沟山。A~G为阿拉斯加型岩体:A—撒拉河岩体;B—油葫芦大山;C—扎麻什沟;D—冰沟南;E—水洞峡;F—柏木峡;G—大滩;H—老虎山橄榄岩-闪长岩型岩体
早期陆缘弧型沉积表现为火山碎屑物占优势,另外可见岛弧斜坡相重力流及滑塌沉积、岛弧型复理石,未见裂谷早期所具有的河湖相沉积。中晚期洋壳型岛弧火山岩及岛弧型沉积相当于部分阴沟群(OY)、中堡群(OZ),东起白银北,向西经永登县石灰沟及民乐县西道流,止于阿尔金断裂,西部大致沿走廊南山分布。岛弧型火山岩主要为拉斑玄武岩,钙碱性玄武岩、安山岩(阴沟群分子)以及岛弧碱性橄榄玄粗岩、粗面玄武岩、白榴方沸岩和白榴粗面斑岩(中堡群分子)。表明中奥陶世岛弧已臻于成熟。岛弧型沉积主要为火山碎屑岩、沉积岩及藻灰岩建造。
(四)中祁连离散型岛弧地体
中祁连离散型岛弧地体呈北西-南东向条带状展布于研究区中部,东起兰州东部,向西经青海民和、乐都、西宁、湟源、疏勒山,也止于阿尔金断裂,北以中祁连北缘断裂为界,南以中祁连南缘断裂与南祁连弧后盆地相邻。宽70~80km,长约1000km。主要以古老基底之上广泛发育有晋宁及加里东期中酸性岩浆岩为特点,后者与铜、钨、钼、铅、锌矿产有关。
(五)南祁连弧后盆地
中祁连岛弧与柴达木板块在加里东中、晚期正式分离之后,形成南祁连弧后盆地,其上主要为志留纪火山-正常沉积,西部有大量的中基性火山喷发,东部见寒武(奥陶)纪蛇绿岩。
(六)柴达木陆块
仅见达肯大坂岩群零星分布。

构造单元的划分及其构造变形特征
答:(二)构造单元的变形特征 1.中央深凹陷带 中央深凹陷带是长岭断陷的主体组成部分(图2-17),位于长岭断陷的中央地带,由大体相连的5个次凹(大安—红岗次凹、乾安次凹、长岭牧场次凹、查干花次凹和伏龙泉次凹)和3个低凸起(大安低凸起、老英台—达尔罕断凸、让字镇南低凸)组成,是长岭断陷...

构造单元划分及其特征
答:依据构造性质和地壳演化历史的差异,大陆板块部分可划分为若干二三级构造单元。由于一个地区的地壳性质随演化历史而改变,不同地史阶段有不同的大地构造格局,所以在整个地史期间,构造单元的性质应是动态概念,构造单元的划分不是固定不变的,因此,在叙述各单元特征时,将会突破现在划定的构造单元界线。 一、华夏古陆(华夏陆...

构造单元划分及其特征
答:根据断裂构造特征,将凹陷从北至南划分为六个二级构造单元,即虎勒次凹、巴润断鼻带、额很次凹、毛敦侵入带、海力素断背斜带和五华单斜带。这些二级构造单元在平面上构成凹凸相间的格局(图2-5)。额很次凹、虎勒次凹为凹陷的主要深凹区。额很次凹位于凹陷中西部,为一走向NE—NW向的长轴箕状凹...

关于本区岩石圈结构单元的划分及其特点
答:在地质学上,大地构造单元的划分比较重视地质历史中的过程和状态;而现在岩石圈结构单元的划分,应该说,更重视目前的状态和结果。因此两者之间有着一定的不同。 因此,从本项目的岩石圈结构单元划分来讲,需要重点考虑的因素就包括:①区域岩石圈的厚度;②区域岩石圈的结构和物质组成;③边界条件。 从上面的讨论已经可以...

盆地构造单元划分及特征
答:根据基底埋藏深度的起伏,地层发育情况,地球物理特征以及对莱阳群沉积的控制情况,将盆地划分为诸城坳陷、柴沟隆起、高密坳陷、大野头凸起以及莱阳坳陷五个构造单元(图5-8)。图5—8 山东胶莱盆地构造单元划分图 (据陆克政等,1994)1.诸城坳陷 诸城坳陷位于胶莱盆地西南端,介于柴沟隆起与苏鲁造...

地质构造单元划分及地质特征
答:现将它们的主要特征概述如下: 图1-1 华北古大陆西南缘构造格架及成矿系统 (一)龙首山陆缘带 北邻潮水盆地,南以龙首山深大断裂为界与河西走廊相接,西部止于金塔—鼎新断裂与塔里木板块毗连,向东尖灭于银川以西,略呈近东西向弧形分布。该带所见主要岩石单元为前长城纪龙首山岩群(AnChL)。由于该岩群时代较老,...

划分大地构造单元
答:所谓大地构造单元是指按地壳结构的特点及构造发展史而划分的不同区域。通常所称一级大地构造单元,就是指所划分的地台区和地槽区。重力异常在地槽区和地台区具有不同的特征。(一)地槽区重力异常特征 由于地槽区(褶皱带)是地壳上构造运动最强烈、构造最复杂的地区,区内以强烈的褶皱运动、变质作用和...

构造单元划分及构造分区
答:构成近东西向、北东向构造-岩浆岩带。与成矿有关的岩体多呈小岩株产出,如三宝、东源、金谷山、里东坑等钨铜金多金属矿床。江南造山带次级构造单元地质构造特征见表1-2-2。表1-2-2 江南造山带次级构造单元地质特征表 3.皖浙褶断带 皖浙褶断带是指浙西地块西段安徽境内部分,主体在浙江境内。...

地层分区与地质构造单元的划分
答:断裂倾向自西而北东相应的为北-北西-北西西向变化,具逆构造特征。据称断裂近处见有蛇绿岩块,为蒙古-鄂霍次克造山带与额尔古纳地块间的构造单元界线断裂。 (7)南蒙古-鄂霍次克断裂 断裂位于蒙古-鄂霍次克造山带东支的南缘,是蒙古-鄂霍次克造山带与额尔古纳地块、上黑龙江坳陷、岗仁地块间的构造单元界线断裂...

大地构造分区级构造环境
答:构造单元既反映了地壳物质组构上大地构造环境的时空属性,又具有不同构造阶段的时空层次属性。大地构造分区图是大地构造相图的辅助图件,也是合理划分成矿区带的重要基础,一般以较小比例尺的附图来表示。 中国大陆可以分为陆块区、造山系两个相系(为一级大地构造单元)。每一类相系可以分为若干大相(为二级构造单元)...