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      太行山—秦嶺中、新生代板內(nèi)變形及交接轉(zhuǎn)換機(jī)制

      2014-04-28 11:39:10程世秀李三忠許立青余珊曹現(xiàn)志王鵬程索艷慧劉鑫趙淑娟熊莉娟
      地質(zhì)論評(píng) 2014年6期
      關(guān)鍵詞:逆沖造山太行山

      程世秀,李三忠,許立青,余珊,曹現(xiàn)志, 王鵬程,索艷慧,劉鑫,趙淑娟,熊莉娟

      1) 海底科學(xué)與探測(cè)技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,山東青島, 266100;2) 中國(guó)海洋大學(xué)海洋地球科學(xué)學(xué)院,山東青島, 266100

      內(nèi)容提要: 中—新生代,秦嶺是中國(guó)大陸中軸隆升的東西向山脈,而太行山為華北地塊中部隆升的南北向山脈,兩者走向近垂直。為了探討中-新生代期間同屬歐亞板塊內(nèi)部的這兩條山脈的隆升歷史及其構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)轉(zhuǎn)換過(guò)程,本文通過(guò)對(duì)其區(qū)域擠壓與伸展構(gòu)造的系統(tǒng)對(duì)比分析,結(jié)合兩帶中生代和新生代構(gòu)造體制轉(zhuǎn)換的對(duì)比,最后得出中—新生代期間這兩條近垂直山脈由擠壓體制轉(zhuǎn)換為伸展體制的時(shí)間約為早白堊世晚期;并通過(guò)同時(shí)代應(yīng)力場(chǎng)的轉(zhuǎn)換的分析對(duì)比,揭示出其擠壓變形與古老造山帶形成時(shí)導(dǎo)致的板內(nèi)巖石圈不均一性結(jié)構(gòu)有關(guān);而其伸展變形與中國(guó)東部彌散性板內(nèi)裂解密切相關(guān),因而表現(xiàn)出寬裂谷的特征,但其總體構(gòu)造格局仍受早期基底構(gòu)造格局影響??傊?,板內(nèi)差異構(gòu)造變形受早期基底構(gòu)造格局控制,同時(shí)板內(nèi)不同塊體多方位先存邊界對(duì)板緣動(dòng)力作用響應(yīng)存在巨大差異;在篩除板塊俯沖的遠(yuǎn)程效應(yīng)外,板內(nèi)自身變形機(jī)制可能與板內(nèi)熱—力學(xué)結(jié)構(gòu)的不均勻性具有密切聯(lián)系。

      板內(nèi)變形機(jī)制是一個(gè)尚未解決的大陸動(dòng)力學(xué)關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題,一直存在爭(zhēng)議(萬(wàn)天豐和趙維明,2002;羅照華等,2007;張長(zhǎng)厚,2008)。板塊構(gòu)造理論認(rèn)為,板塊內(nèi)部是剛性的,變形主要發(fā)生在板緣。然而,現(xiàn)今大量GPS測(cè)量、活動(dòng)構(gòu)造觀測(cè)等研究均表明板塊內(nèi)部不同塊體之間存在平面上的差異運(yùn)動(dòng);磷灰石裂變徑跡研究也發(fā)現(xiàn)板內(nèi)的垂向運(yùn)動(dòng)也不可忽視,而且大量變質(zhì)核雜巖的發(fā)現(xiàn)也表明垂向上不同構(gòu)造層次之間還存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)。因此,大陸內(nèi)部變形特性明顯表現(xiàn)出不同于內(nèi)部相對(duì)穩(wěn)定的彈性大洋巖石圈板塊的獨(dú)特流變特性和變形行為。

      為了探討大陸內(nèi)部變形機(jī)制,本文選擇中—新生代處于歐亞板塊內(nèi)部的太行山和秦嶺兩山脈作為研究對(duì)象?,F(xiàn)今它們均處于大陸中央,遠(yuǎn)離板塊邊緣,兩者走向相互垂直;不同的是秦嶺山脈垂直于西太平洋俯沖帶,其中、新生代以來(lái)的隆升過(guò)程還難以用太平洋板塊俯沖產(chǎn)生的遠(yuǎn)程效應(yīng)予以簡(jiǎn)單解釋。因此,這兩條垂直隆升的山脈的交接轉(zhuǎn)換地帶(圖1)是研究中、新生代板內(nèi)應(yīng)力場(chǎng)轉(zhuǎn)換的理想對(duì)象,通過(guò)對(duì)比兩者的隆升過(guò)程和機(jī)制可揭示板內(nèi)變形的過(guò)程與機(jī)制。

      前人對(duì)這兩個(gè)地區(qū)的研究分別集中在太行山構(gòu)造帶兩條主斷裂帶的構(gòu)造特征、殼幔結(jié)構(gòu)特征、巖漿巖帶與變質(zhì)核雜巖成因,或秦嶺造山帶構(gòu)造格局、巖石圈結(jié)構(gòu)特征及其地球動(dòng)力學(xué)機(jī)制等方面。對(duì)中—新生代變形特征和隆升歷史雖然也有研究,但還沒(méi)有對(duì)兩者進(jìn)行對(duì)比分析,特別是將這兩個(gè)地區(qū)的變形都?xì)w結(jié)為由板緣動(dòng)力作用控制,沒(méi)有注意到其中—新生代的板內(nèi)環(huán)境,而探討其板內(nèi)變形機(jī)制則更是少之又少。

      1 區(qū)域構(gòu)造轉(zhuǎn)換

      太行山構(gòu)造帶和秦嶺—大別造山帶現(xiàn)今呈丁字形排列,位于歐亞板塊的內(nèi)部。其中,太行山構(gòu)造帶總體呈北北東方向展布,本文將其界定為界于北部的燕山造山帶和南部的秦嶺造山帶之間,且位于渤海灣盆地以西和鄂爾多斯盆地以東的區(qū)域,由一系列相間排列的隆起帶(西側(cè)的呂梁隆起和東側(cè)的太行山隆起)和凹陷區(qū)(中部的山西地塹系)構(gòu)成,是華北地塊中部一條NNE走向的重要地貌、沉積、構(gòu)造與重力異常梯度帶(圖1)(劉占坡等,2003;周立宏等,2004;馬宗晉等,2006);同時(shí)也是一條地殼厚度變化梯度帶,兩側(cè)地殼速度結(jié)構(gòu)及巖石密度等有明顯的差異(嘉世旭等,2005;李志偉等,2006);也為早前寒武紀(jì)基底分劃性邊界,為華北克拉通的東、西部地塊18.5億年最終拼合為統(tǒng)一克拉通的中部帶(Zhao Guochun et al., 2005),上覆中元古代至中生代蓋層也有所不同。

      圖1 太行山—秦嶺交接轉(zhuǎn)換帶區(qū)域構(gòu)造圖(變質(zhì)核雜巖位置據(jù)Liu Junlai et al., 2005, 2013; Lin Wei et al., 2008, 2012; Wang Tao et al., 2011,2012; Zhu Guang et al., 2012)Fig. 1 Regional structural map of the junction area of the Taihang —Qingling Mountains (Locations of metamorphic core complexes are after Liu Junlai et al., 2005, 2013; Lin Wei et al., 2008, 2012; Wang Tao et al., 2011,2012; Zhu Guang et al., 2012)

      李三忠等(2004)、吳奇等(2012)研究表明,太行山構(gòu)造帶及其以東地區(qū)在燕山早期發(fā)育一系列褶皺—逆沖推覆構(gòu)造,與華南地塊東部的同期變形有相似的構(gòu)造特征(金寵等,2009),且向西遞變變新趨勢(shì)。但其現(xiàn)今東側(cè)為華北平原或渤海灣盆地,西側(cè)為鄂爾多斯盆地。渤海灣盆地中最老的區(qū)域性裂解記錄,揭示現(xiàn)今這種地形地貌的形成始于晚白堊世早期。直至新近紀(jì),太行山構(gòu)造帶中部發(fā)育了右行張扭性斷層控制的總體近南北向斜列的山西地塹系,該地塹系東側(cè)的太行山隆起發(fā)育次級(jí)構(gòu)造單元——阜平變質(zhì)核雜巖和贊皇變質(zhì)核雜巖(圖1)。太行山構(gòu)造帶曾被認(rèn)為是構(gòu)造巖漿巖帶及變質(zhì)核雜巖構(gòu)成的伸展型造山帶(牛樹(shù)銀等,1994)。

      現(xiàn)今板內(nèi)的太行山—華北平原這種獨(dú)特的盆—山關(guān)系,是在地殼伸展環(huán)境下發(fā)展起來(lái)的,盆—山交接地帶總體在兩條大型斷裂帶控制下的一系列多米諾式正斷層主導(dǎo)的箕狀斷陷格局,結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單。這兩條重要斷裂帶是東部的太行山山前斷裂和西部的太行山大斷裂(曹現(xiàn)志等,2013)。東部的太行山山前斷裂是由數(shù)條NNE和近NE向斷裂組成的大型上地殼拆離滑脫斷裂系,平面上呈“S”形展布,它與深切地殼甚至整個(gè)巖石圈的郯廬斷裂截然不同。由于新生代以來(lái)西側(cè)的太行山隆升作用,太行山的東部發(fā)育大型渤海灣沉積盆地,為華北沉降區(qū);油氣勘探表明,渤海灣盆地內(nèi)西部分布有一系列犁式正斷層,這些正斷層控制了渤海灣盆地西部新生界的沉積范圍(馬宗晉等,1999;徐杰等,2001)。太行山山前斷裂的東部地殼厚度在30~35 km,而其西部比較厚,一般在40 km左右。

      秦嶺造山帶位于華北地塊南側(cè),總體呈NWW—近EW向展布,與太行山構(gòu)造帶垂直,是中國(guó)中央造山帶的重要組成部分,具復(fù)雜的物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)構(gòu)造,是歷經(jīng)長(zhǎng)期構(gòu)造演化形成的復(fù)合型造山帶。在不同演化階段主邊界有所不同,其早古生代期間北部邊界為古洛南-欒川斷裂,晚古生代期間北部邊界為商丹帶,晚古生代末期-早中生代的印支期南部邊界為勉略帶,而現(xiàn)今北界為寶雞—宜陽(yáng)—魯山—淮南斷裂,南界為略陽(yáng)—勉縣—城口—房縣—襄廣斷裂。現(xiàn)今雄偉的秦嶺山脈是其在主造山期板塊構(gòu)造所奠定的基本構(gòu)造格架基礎(chǔ)上,經(jīng)中—新生代后造山期強(qiáng)烈的陸內(nèi)持續(xù)造山所形成(張國(guó)偉等,1996;2001;Dong Yunpeng et al., 2013)。由于中生代早期華北地塊南部與揚(yáng)子地塊均相向向秦嶺之下作巨大陸內(nèi)俯沖,而秦嶺造山帶向外反向作逆沖推覆,構(gòu)成造山帶現(xiàn)今上地殼結(jié)構(gòu)呈不對(duì)稱扇形的逆沖推覆構(gòu)造疊置的幾何學(xué)格架(張國(guó)偉等,1996;2001)。歷經(jīng)強(qiáng)烈的南北向陸內(nèi)擠壓作用之后,秦嶺—大別造山帶兩側(cè)斷陷盆地形成的最早時(shí)間為早白堊世晚期,標(biāo)志著該造山帶擠壓體制向伸展體制轉(zhuǎn)換的時(shí)間為早白堊世晚期,秦嶺造山帶轉(zhuǎn)換為伸展構(gòu)造體制,由此開(kāi)始發(fā)生垮塌,至少是東段開(kāi)始垮塌;實(shí)際上,秦嶺造山帶西段因青藏高原新生代強(qiáng)烈擠壓隆升的疊加影響,迄今也還未進(jìn)入伸展垮塌階段。

      2 太行山構(gòu)造帶中、新生代構(gòu)造轉(zhuǎn)換

      2.1 中生代早期擠壓逆沖構(gòu)造

      中生代以來(lái),華北地塊一改過(guò)去長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)展的歷史,進(jìn)入重新活化時(shí)期,直至現(xiàn)今。中生代期間,華北地塊東部主要遭受了兩期構(gòu)造變形:印支期和燕山期。印支期變形主要波及的區(qū)域在華北東部,沉積的中—下三疊統(tǒng)邊緣相只在華北陸塊東北角局部保存,說(shuō)明東北部先遭受印支早期擠壓(Zhai Mingguo, 2004;Yang Jinhui et al., 2008;張旗等,2008;李三忠等,2010)。隨后,逐步開(kāi)始形成了高原或高地,Windley et al.(2010)認(rèn)為這個(gè)高度平均約1000 m。而Flament et al.(2013)通過(guò)全球動(dòng)力地形計(jì)算恢復(fù)表明,中生代晚期這個(gè)高原或高地的平均高度在2000 m。其生長(zhǎng)過(guò)程可能類似新生代晚期青藏高原的過(guò)程,即可能是從中部開(kāi)始向南北生長(zhǎng)的(張旗,2009)。早—中三疊世時(shí)期,華北地塊東部主體隆起,且表現(xiàn)為北翹南傾,東翹西傾,所以,當(dāng)時(shí)形成的盆地主要范圍在現(xiàn)在的鄂爾多斯盆地,分布于鄂爾多斯、南華北西部及太行山一帶(太行山當(dāng)時(shí)沒(méi)有隆起),為開(kāi)闊的內(nèi)陸拗陷湖盆,巖相為北粗南細(xì),厚度北薄南厚,沉積中心偏南,但其東側(cè)現(xiàn)今沒(méi)有殘存任何邊緣相(李三忠等,2011)。華北印支期的沉積和變形特征突出表明,太行山在早—中三疊世時(shí)期還沒(méi)有隆升,不是地貌分界。

      燕山期在160 Ma左右,中國(guó)東部開(kāi)始了少量酸性巖漿事件,這些巖體現(xiàn)今表現(xiàn)為透入性片麻理發(fā)育,片麻理總體NE走向,巖體展布也為NE走向。其結(jié)晶年齡與太平洋板塊最老的洋殼記錄相差不大,宏觀上中國(guó)東部這期巖漿巖帶的宏觀展布在方位上也與板塊重建的古太平洋板塊西北邊界平行。至此,中國(guó)東部印支期最晚一幕近EW向變形又轉(zhuǎn)變?yōu)镹E走向。這幕擠壓變形時(shí)間厘定在154~145 Ma左右,而120 Ma或135Ma以后轉(zhuǎn)變?yōu)樯煺篂橹?。這個(gè)活化過(guò)程的早期稱為“燕山運(yùn)動(dòng)”(Weng Wenhao,1927;Li Sanzhong et al., 2007; Kusky et al., 2007;吳沖龍,2010),可能為“華北克拉通破壞”的早期階段(吳福元等,2003;Xiao W et al., 2004),且地幔轉(zhuǎn)型、地殼活化。其擠壓變形波及的變形范圍相當(dāng)廣泛,越過(guò)了太行山,直到鄂爾多斯盆地東緣,總體逆沖極性指向NW(圖2),且總體逆沖推覆也具有薄皮逆沖、多重多種多層逆沖的分帶、分層、分期逆沖規(guī)律(圖3)。這種特征完全與華南雪峰山兩側(cè)的燕山早期逆沖變形樣式相同。中侏羅世末期,這些變形可能進(jìn)一步導(dǎo)致高原抬升,地殼急劇增厚,鄂爾多斯盆地向西縮小(圖4)??梢?jiàn),華北的太行山和華南的雪峰山一樣,是燕山早期的一條重要分界構(gòu)造帶。

      圖2 太行山燕山期向西的逆沖推覆構(gòu)造(A: N37°54′E112°15′和B: N40°03′E115°53′)Fig. 2 Yanshanian westward thrust nappe tectonics of the Taihang Mountians Tectonic Belt(A: N37°54′E112°15′and B:N40°03′E115°53′)

      圖3 太行山—秦嶺交接轉(zhuǎn)換帶印支—燕山早期區(qū)域褶皺—逆沖構(gòu)造樣式Fig.3 Indosinian—early Yanshanian fold—thrust tectonic style of the junction area of the Taihang—Qingling Mountians

      圖4 華北克拉通燕山早期(早—中侏羅世)區(qū)域構(gòu)造—盆地格局(據(jù)張渝昌等,1997;張泓等,2008;趙俊峰等,2008 修改)Fig. 4 Early Yanshanian (Early—Middle Jurassic) regional structural and basin framework of the North China Craton (revised from Zhang Yuchang et al., 1997; Zhang Hong et al.,2008 and Zhao Junfeng et al., 2008)

      與此同時(shí),燕山中期的擠壓變形表現(xiàn)為NNE走向的構(gòu)造分帶性(圖3)。魯西一帶為根部帶,表現(xiàn)為一系列的隔槽式褶皺和逆沖斷裂(李三忠等,2005)。魯西地區(qū)1:5萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查、中生代構(gòu)造特征與盆地原型等成果揭示出,中生代燕山中期構(gòu)造層主體地層為上侏羅統(tǒng)-下白堊統(tǒng),之下界面為與中—下侏羅統(tǒng)的不整合面,之上界面為與上白堊統(tǒng)的角度不整合面,所以,魯西地塊燕山中期的構(gòu)造變形主體疊加在前期印支期東西向?qū)捑彙o閉褶皺及逆沖構(gòu)造變形之上,且隨后被燕山晚期NE向沖斷—走滑斷裂或伸展變形的疊加改造;燕山中期總體為NNE或南北走向的廂狀褶皺—坡坪式逆沖系統(tǒng)。但是,魯西地區(qū)燕山期的構(gòu)造變形特征和原型盆地有所變化,這種變化是基底構(gòu)造格局及構(gòu)造變形在空間上差異疊合的結(jié)果。綜合研究表明,魯西地塊及鄰區(qū)燕山期構(gòu)造是在西太平洋安第斯型大陸巖漿弧的擠壓構(gòu)造背景下,陸內(nèi)殼下拆沉和殼內(nèi)擠出—逃逸構(gòu)造的綜合動(dòng)力作用下形成的(劉建忠等,2004; Honza and Fujioka, 2004)。

      燕山中期,華北地塊內(nèi)部發(fā)生的強(qiáng)烈陸內(nèi)NNE—NE向褶皺和逆沖變形(圖3,Yang Jinhui et al., 2008;李三忠等,2010)也波及到了現(xiàn)今華北地塊中部平原區(qū),為燕山中期NNE走向構(gòu)造分帶的中部帶。古構(gòu)造恢復(fù)證實(shí)(周立宏等,2003;Zhao Guochun et al., 2005),華北地塊東部高原表現(xiàn)為一系列走向北東—北北東向的復(fù)背斜及復(fù)向斜相間排列的復(fù)式褶皺區(qū),最西側(cè)為冀西復(fù)背斜,其軸線大致沿今太行山東緣邊界斷裂一線展布。冀西復(fù)背斜東鄰滄津復(fù)向斜,滄津復(fù)向斜位置大致與新生代滄縣隆起位置吻合(李三忠等,2009,2011)。

      向西為燕山中期NNE走向構(gòu)造分帶的前鋒帶,表現(xiàn)為一系列的類隔檔式褶皺,主要為寬緩褶皺和斷裂,在呂梁山、霍山—馬頭山和太行山一帶形成相對(duì)緊閉的背斜帶,逆沖斷裂極為發(fā)育,巖體極為破碎,背斜軸線走向自南向北由NNE轉(zhuǎn)為NE向;背斜之間為極為寬緩的向斜,如汾西向斜、沁水向斜、寧武—靜樂(lè)向斜等,構(gòu)成類隔檔式褶皺(Zhai Mingguo et al., 2004)。晉南地區(qū)自西向東發(fā)育一系列NNE向背斜與向斜。背斜地區(qū)主要出露太古代結(jié)晶基底或早古生代地層,向斜核部出露的最新地層則是三疊系。在寧武—靜樂(lè)盆地、太原西南水浴貫等地可見(jiàn)零星或成片分布的侏羅系殘存,部分地區(qū)可見(jiàn)殘留的白堊系與侏羅系呈不整合接觸。根據(jù)卷入地層時(shí)代分析,這些褶皺應(yīng)為燕山中期變形產(chǎn)物。背斜區(qū)域地層相對(duì)較陡,核部或翼部發(fā)育大量NNE向逆沖斷裂,太古代結(jié)晶基底同樣卷入變形;而向斜核部地層非常平緩,產(chǎn)狀近于水平。山西南部整體構(gòu)造表現(xiàn)為一種類隔擋式褶皺構(gòu)造特征(吳奇等,2012)。在呂梁山區(qū)、霍山背斜帶及太行山沿晉獲斷裂一帶均可見(jiàn)燕山期巖漿巖體分布。根據(jù)這些巖體的同位素年齡及前人節(jié)理統(tǒng)計(jì)結(jié)果,可知該區(qū)在晚侏羅世至早白堊世于NW—SE向的擠壓應(yīng)力場(chǎng)下發(fā)生了劇烈的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)。

      總之,華北地區(qū)及整個(gè)中國(guó)東部都表現(xiàn)出相似的構(gòu)造特征,而古太平洋板塊正朝NW向往歐亞板塊下俯沖,因此,晉南地區(qū)的類隔擋式褶皺的形成也可能與太平洋板塊俯沖有關(guān)(吳奇等,2012)。總體上,華北克拉通內(nèi)部的盆地和巖漿響應(yīng)規(guī)律是非常清楚的,T1—K2期間盆地系統(tǒng)逐漸向西縮小的過(guò)程(傅昭仁等,1999),中生代巖漿作用不越過(guò)呂梁山,并隨時(shí)間逐漸由南、北兩個(gè)方向向渤海灣盆地遷移的過(guò)程(張旗等,2009)。這些都表明受古太平洋板塊俯沖的影響。

      2.2 中生代晚期—新生代伸展構(gòu)造

      華北克拉通東部到145~120 Ma期間,大量埃達(dá)克巖出現(xiàn)(張旗,2009)。同時(shí),魯西地塊及周邊的深部可能開(kāi)始發(fā)生拆沉(李三忠等,2005),導(dǎo)致從深部帶來(lái)大量成礦物質(zhì),所以,此時(shí)也是中國(guó)東部主成礦期。爆發(fā)性的巨量巖漿事件和爆發(fā)性的大規(guī)模成礦緊密相關(guān)(李三忠等,2011)。直到晚侏羅世—早白堊世早期,華北克拉通的巖石圈丟失了超過(guò)120 km以上(Menzies et al., 1993; Zhu Rixiang et al., 2003),殘存的冷巖石圈開(kāi)始破壞(范蔚茗和Menzies, 1992),“華北克拉通破壞”進(jìn)入峰期階段。

      隨后,110~100 Ma左右開(kāi)始出現(xiàn)大量堿性巖漿事件、中生代晚期箕狀斷陷式盆地形成,有限范圍接受沉積(圖5),只是個(gè)別盆地中能見(jiàn)到上白堊統(tǒng)地層,而華北地區(qū)大量缺失上白堊統(tǒng)地層。同時(shí),地勢(shì)開(kāi)始顛倒(劉俊來(lái)等,2006;吳福元等,2008;張旗等,2008,2009),高原或高地垮塌,但此時(shí),整個(gè)華北克拉通仍然處于周圍板塊俯沖或碰撞的總體擠壓背景下,并沒(méi)有發(fā)生構(gòu)造體制的徹底轉(zhuǎn)換,伸展變形范圍有限,出現(xiàn)大量變質(zhì)核雜巖(Liu Junlai et al., 2005, 2013; Lin Wei et al., 2008, 2012; Wang Tao et al., 2011,2012; Zhu Guang et al., 2012)。伸展是擠壓大背景下的局部構(gòu)造,主要位于背離擠出逃逸方向的楔形地塊的尾端,如中、新生代渤海灣盆地中的遼河、渤中到濟(jì)陽(yáng)坳陷都是北斷南超的箕狀斷陷,形成于向南擠出的渤魯?shù)貕K的尾端(李三忠等,2011);跨越郯廬斷裂后,伸展的膠萊盆地正好相反,總體是南斷北超結(jié)構(gòu)的箕狀斷陷,但同樣也位于向北北東擠出的擠出楔的南部尾端。擠出構(gòu)造的邊界往往是個(gè)有一定寬度的走滑帶,郯廬斷裂此時(shí)為左行左階拉分?jǐn)嘞?,而共軛的蘭(考)聊(城)—大港灘海走滑帶是右行右階的拉分?jǐn)嘞?李三忠等,2011),這種狀態(tài)持續(xù)到始新世早期(李理等,2008)。而鄂爾多斯盆地和合肥盆地分別處于鄂爾多斯地塊和渤魯?shù)貕K擠出楔的前緣,遇到新的或老的造山帶后,都表現(xiàn)為擠壓撓曲盆地。這些盆地成因類型差別大,但動(dòng)力機(jī)制上緊密相關(guān),時(shí)間上同期,是一組盆地構(gòu)成的盆地群(圖5,李三忠等,2011)。

      圖5 華北克拉通燕山中期(晚侏羅世-早白堊世)區(qū)域構(gòu)造-盆地格局(據(jù)張渝昌等,1997年;張泓等,2008;趙俊峰等,2008修改)Fig.4 Middle Yanshanian (Late Jurassic—Early Cretaceous) regional structural and basin framework of the North China Craton (revised from Zhang Yuchang et al., 1997; Zhang Hong et al.,2008 and Zhao Junfeng et al., 2008)

      新生代早期構(gòu)造繼承了中生代構(gòu)造格局。同樣,以蘭考—聊城—鹽山—臺(tái)安—大洼—法哈牛走滑斷裂帶和郯廬走滑斷裂帶為界,新生代渤海灣盆地內(nèi)部可劃分為結(jié)構(gòu)構(gòu)造明顯不同的三個(gè)構(gòu)造單元,即冀中伸展區(qū)、渤海灣—濟(jì)陽(yáng)伸展區(qū)和膠東—北黃海伸展區(qū)(李三忠等,2000)。冀中伸展區(qū)為NNE走向西斷東超的箕狀斷陷格局,渤海灣—濟(jì)陽(yáng)伸展區(qū)則為NWW走向的北斷南超箕狀斷陷格局,膠東—北黃海伸展區(qū)為NWW走向南斷北超的箕狀斷陷格局。渤海灣盆地東、西部結(jié)構(gòu)上的差異明顯表現(xiàn)出受先存深大斷裂控制的塊體效應(yīng),這些深斷裂還控制了新生代火山巖在地表的空間分布,是華北克拉通破壞的深部過(guò)程的響應(yīng)。這種塊斷效應(yīng)也突出表現(xiàn)在斷裂走向的復(fù)雜性上,如果不分?jǐn)嗔鸭?jí)別,通過(guò)隨機(jī)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)幾乎什么方向的斷裂都比較發(fā)育,沒(méi)有優(yōu)勢(shì)斷裂方位可言。但油田精細(xì)資料揭示,不同級(jí)別斷裂控制不同級(jí)別構(gòu)造單元,形成時(shí)間相同但還不一定具有派生關(guān)系,其中許多二級(jí)斷裂深切盆地基底,繼承了多期老斷裂的多方位特征,故盆地中二級(jí)斷裂走向很復(fù)雜,因而其走向不能反映區(qū)域應(yīng)力場(chǎng),只能反映基底斷裂格局,是受基底控制的。但盆地中三級(jí)斷裂則不同,只是發(fā)育在盆地沉積地層內(nèi)部,且在不同的盆地次級(jí)構(gòu)造單元中總體走向都為NE向,基本一致,應(yīng)當(dāng)是區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)的反映;據(jù)此,可以判斷渤海灣盆地新生代晚期是在NW—SE拉張應(yīng)力作用下形成的。斷裂格局的復(fù)雜性不是盆地兩幕不同方向伸展疊加的產(chǎn)物(Allen et al., 1997)。但是更小一級(jí),如五級(jí)斷裂多數(shù)是垂直直接控制它的主斷裂生長(zhǎng)的,其方位對(duì)主斷裂的走向依賴性強(qiáng)、隨機(jī)性強(qiáng),是受沿?cái)嗔训拇怪甭洳罨蛭灰频葢?yīng)變的不均一性所控制的。總之,新生代期間,渤海灣盆地中的主要構(gòu)造形式是斷裂,而斷裂基本受基底—應(yīng)力—應(yīng)變?nèi)咧萍s(李三忠等,2011)。

      3 秦嶺造山帶北緣中、新生代構(gòu)造轉(zhuǎn)換

      秦嶺造山帶橫亙于中國(guó)中部,分隔華北板塊和華南板塊,是中國(guó)南北地理—?dú)夂颉鷳B(tài)—人文—?dú)v史格局等顯著的分割性復(fù)合型造山帶。在不同的構(gòu)造演化階段,造山帶經(jīng)歷了不同的構(gòu)造體制。中生代早期,華北和揚(yáng)子地塊均相向向秦嶺作巨大陸內(nèi)俯沖和秦嶺反向向外作逆沖推覆;北側(cè)的合肥盆地、周口坳陷控盆斷裂是秦嶺—大別造山帶北部逆沖推覆構(gòu)造在盆地內(nèi)的前緣拓展,造山帶與盆地中的逆沖推覆構(gòu)造在時(shí)空上具有密切的耦合性。但中生代晚期,北側(cè)斷陷顯著,南側(cè)則繼續(xù)逆沖推覆;北側(cè)的合肥盆地、周口坳陷為在華北板塊和秦嶺—大別造山帶兩個(gè)構(gòu)造單元基礎(chǔ)上發(fā)育的中—新生代拗陷-斷陷復(fù)合型盆地。

      3.1 中生代早期逆沖推覆構(gòu)造

      根據(jù)秦嶺造山帶及其鄰區(qū)大量地質(zhì)、地球物理、地球化學(xué)及構(gòu)造地貌等方面資料的分析對(duì)比研究認(rèn)為,秦嶺造山帶在印支主造山期南、北板塊碰撞拼合后,經(jīng)歷了J3—K1持續(xù)的以走滑和逆沖推覆構(gòu)造為主要形式的陸內(nèi)變形演化階段。燕山早—中期,華北板塊南緣自北向南向秦嶺作巨型陸內(nèi)俯沖,在中—上地殼形成與之相伴而生的逆沖推覆構(gòu)造帶。除中間部位被新生代盆地掩蓋外,該逆沖推覆構(gòu)造帶自南向北大體呈連續(xù)帶狀分布,是現(xiàn)今秦嶺造山帶與華北地塊間的地質(zhì)分界線-秦嶺北緣逆沖推覆帶。張國(guó)偉等(2001)依據(jù)直接卷入逆掩的最新地層時(shí)代,判斷該逆沖構(gòu)造的主要活動(dòng)時(shí)代在晚白堊世左右。

      秦嶺造山帶北部是指商南—丹鳳縫合帶以北的造山帶分布區(qū)。該區(qū)發(fā)育一系列NWW向展布的中生代逆沖推覆構(gòu)造(圖3),秦嶺向北的逆沖推覆一直持續(xù)到早白堊世,早白堊世末板內(nèi)造山期,逆沖推覆由南向北擴(kuò)展至洛陽(yáng)、周口盆地中部及淮南一帶,華北地塊南緣卷入造山帶變形域,形成現(xiàn)今造山帶北緣逆沖推覆構(gòu)造,以前緣薄皮式、后緣厚皮式相結(jié)合的多層次滑脫及逆沖推覆為特征。晚白堊世才轉(zhuǎn)為斷陷,南北向伸展;但該造山帶東段的北部膠北地區(qū)則出現(xiàn)早白堊世的膠萊盆地,早于華北地塊南緣其他地段進(jìn)入伸展,但正如前文所說(shuō),這種伸展是中國(guó)東部整體擠壓背景下的局部伸展。

      秦嶺北緣逆沖推覆帶可劃分為幾個(gè)次級(jí)構(gòu)造帶:

      (1)擠壓變形很強(qiáng)的根部帶,位于洛南—灤川斷裂以南,從其構(gòu)造變形、變質(zhì)、巖漿活動(dòng)與成礦作用綜合地質(zhì)特征判別,明顯它又成為中生代秦嶺造山帶北緣組成部分,具有左行走滑特征,控制了一系列小型早白堊世拉分山間盆地。

      (2)中部帶介于洛南—欒川斷裂與馬超營(yíng)斷裂之間,總體為近東西向緊閉褶皺—向北的高角度逆沖斷裂為主(宋傳中等,2009)。

      (3)據(jù)煤田地質(zhì)鉆孔揭示,前鋒帶(緊閉褶皺))為一系列斷展式褶皺逆沖推覆為主。

      可見(jiàn),在秦嶺印支期板塊碰撞造山之后,T1-2時(shí)期秦嶺全面碰撞造山階段,在先存形成的逆沖推覆構(gòu)造基礎(chǔ)上,于T3—J3時(shí)期、J3—K1時(shí)期的陸內(nèi)造山作用過(guò)程具有繼承性,因此,向北的逆沖推覆帶正是華北地塊南部自北向南向秦嶺—大別造山帶之下作巨大陸內(nèi)俯沖必然產(chǎn)物。

      (1)早期同碰撞的逆沖推覆構(gòu)造

      早期逆沖推覆構(gòu)造發(fā)育于印支晚期全面碰撞造山階段。在秦嶺西段,以自北而南的逆沖推覆為主要特征,大草灘群自北向南逆沖于泥盆紀(jì)舒家壩群以及早古生代太陽(yáng)寺巖組之上,而其北側(cè)則被李子園群等組成逆沖巖片向南逆沖掩覆,斷層走向近NNW—NW,傾向NE,傾角40°~65°之間。卷入變形的地層有上三疊統(tǒng)。但在東段,上三疊統(tǒng)與中三疊統(tǒng)之間為角度不整合分割,意味著這種同造山逆沖推覆東早西晚,因此中生代逆沖推覆構(gòu)造是在華南、華北兩板塊由東向西呈剪刀差式穿時(shí)碰撞、陸內(nèi)俯沖斷離和山脈隆升的地球動(dòng)力學(xué)背景下形成的。而且,印支期逆沖推覆作用這種由東向西呈剪刀差式穿時(shí)碰撞具有東強(qiáng)西弱、東斷西褶的構(gòu)造遷移規(guī)律(李三忠等,2003;Li Sanzhong et al., 2007, 2010, 2011)。

      (2) 晚期陸內(nèi)逆沖推覆構(gòu)造

      在秦嶺西段,晚期逆沖推覆構(gòu)造形成于燕山期,如大草灘群內(nèi)部發(fā)育有自SW向NE逆沖的斷層,局部為自SSW向NNE的逆沖,推覆于北側(cè)不同時(shí)代地層之上,但該時(shí)期形成的逆沖推覆構(gòu)造被新近系陸相盆地沉積地層不整合覆蓋。然而在秦嶺東段,合肥盆地研究揭示早白堊世晚期就已經(jīng)轉(zhuǎn)換為向北斷陷的伸展構(gòu)造。因此,秦嶺造山帶北緣的晚期陸內(nèi)逆沖依然存在東早西晚的特征。

      3.2 中生代晚期—新生代陸內(nèi)斷陷

      秦嶺在歷經(jīng)燕山早—中期的陸內(nèi)擠壓作用后,自K2轉(zhuǎn)入陸內(nèi)伸展演化階段。秦嶺造山帶發(fā)生了廣泛的巨量巖漿活動(dòng)和爆發(fā)性金屬成礦作用,同時(shí)還發(fā)生了區(qū)域性隆升、走滑、拉張及沉陷等構(gòu)造活動(dòng),導(dǎo)致一系列斷陷盆地的形成。沿豫西和陜、甘交界區(qū)集中發(fā)育NNE—NE向斷陷盆地(滕志宏和王曉紅,1996)。合肥盆地的中、新生代構(gòu)造演化可分為:盆地基底形成和盆地形成與發(fā)展兩個(gè)階段。盆地基底是在印支期強(qiáng)烈的陸—陸碰撞過(guò)程中形成的(孫曉猛等,2004;陳海云等,2004),這種向北的逆沖持續(xù)到早白堊世早期。陳海云等(2004)和朱光等(2011)基于對(duì)白堊紀(jì)—古近紀(jì)合肥盆地的沉積格局、斷層活動(dòng)性、同火山活動(dòng)正斷層、巖脈展布方位、盆緣斷層運(yùn)動(dòng)學(xué)與斷層擦痕應(yīng)力場(chǎng)反演等多方面的綜合分析,揭示了合肥盆地在早白堊世晚期構(gòu)造體制轉(zhuǎn)變?yōu)樯煺估瓘?,盆地?nèi)的定遠(yuǎn)—壽縣斷裂、肥中斷裂、蜀山斷裂及肥西—韓擺渡斷裂均為負(fù)反轉(zhuǎn)斷層,是在印支期大型逆沖斷層的基礎(chǔ)上,在燕山—喜馬拉雅期發(fā)展成的正斷層,表現(xiàn)為先逆后正的負(fù)反斷轉(zhuǎn)層性質(zhì)。同時(shí),盆內(nèi)大幅度斷陷,沉積了上白堊統(tǒng)—古近系的近源粗碎屑巖系。地震剖面上表現(xiàn)為受大斷裂控制的成條帶箕狀或楔狀斷陷沉積特點(diǎn),開(kāi)始演變?yōu)閿嘞菪团璧亍?/p>

      合肥盆地基底中逆沖推覆構(gòu)造與秦嶺—大別造山帶區(qū)域逆沖推覆構(gòu)造的形成具有相同的構(gòu)造演化史和動(dòng)力學(xué)背景。合肥盆地伸展活動(dòng)的起始時(shí)間為早白堊世中期,持續(xù)至古近紀(jì)末。前人認(rèn)為,伸展活動(dòng)發(fā)生在華北克拉通巖石圈減薄的背景下,與古太平洋板塊高角度俯沖有關(guān),但與其他弧后盆地伸展不同的是其伸展方向垂直古太平洋板塊俯沖方向。

      同時(shí),位于華北板塊南緣、大別造山帶北淮陽(yáng)構(gòu)造帶北部及郯廬斷裂系西部的中—新生代大型坳陷—周口坳陷,于印支期陸—陸碰撞時(shí),奠定了前陸變形的盆地基底構(gòu)造格架,主要表現(xiàn)為一系列逆沖推覆構(gòu)造及其伴生的寬緩褶皺。但到古近紀(jì)早期,該區(qū)卷入了強(qiáng)烈的伸展變形,進(jìn)入了陸相斷陷盆地發(fā)育階段,起源于前陸變形期的逆沖—推覆斷層系統(tǒng)在伸展變形的作用下,有相當(dāng)部分被利用轉(zhuǎn)化為張性正斷層,成為區(qū)內(nèi)內(nèi)次級(jí)構(gòu)造單元的邊界斷層,控制著次級(jí)凹陷內(nèi)沉積物的分布,并控制斷陷盆地的發(fā)展、演化(劉健等,2010)。直至上新世—第四紀(jì)時(shí)期,EW 走向的秦嶺斷裂系體現(xiàn)為左旋走滑運(yùn)動(dòng)(張?jiān)罉虻龋?999;許立青等,2013)。

      4 太行山—秦嶺交接轉(zhuǎn)換機(jī)制

      4.1 中生代早期的交接轉(zhuǎn)換機(jī)制

      前人提出,華北克拉通破壞的機(jī)制是巖石圈水化,水化的主要原因是俯沖洋殼脫水導(dǎo)致地幔楔中富水。但是,據(jù)Huang Jinli and Zhao Dapeng (2006)和Zhao Dapeng (2009)最近對(duì)東亞及西太平洋的高精度層析成像結(jié)果揭示:華北克拉通內(nèi)部的太行山重力梯度帶的東側(cè)(太行山東麓斷裂為界)是深部一個(gè)重要界線,410~660 km左右的異常長(zhǎng)軸的平面展布是NE向的(Zheng Tianyu et al., 2006),和太平洋西緣邊界平行,表明這個(gè)深度的構(gòu)造是受俯沖的太平洋板塊影響的(Li Sanzhong et al., 2013)。鄧晉福等(2006)認(rèn)為我國(guó)華北和東部新生代存在的幾個(gè)地幔柱與這個(gè)俯沖過(guò)程有關(guān),且地幔柱有向NW躍遷和年輕化的趨勢(shì),并推斷與俯沖的太平洋板塊平板式隨時(shí)間逐漸向西向深處運(yùn)移,同時(shí)俯沖板片熔融有關(guān)。但實(shí)際向西拓展的俯沖板片早就脫水,不易再熔并引發(fā)地幔柱。80~300 km左右深處的異常長(zhǎng)軸的平面展布是南北走向的(Zheng Tianyu et al., 2006),和青藏高原的東界完全平行,可能表明這個(gè)深度的構(gòu)造是受印度板塊和歐亞板塊碰撞相關(guān)的(Li Sanzhong et al., 2013)。

      Xu Peifen and Zhao Dapeng (2009)揭示的華北克拉通東部地塊下拆沉的地質(zhì)體不可能是俯沖的太平洋板塊,而只能是古元古代西部地塊相連的古老俯沖板片;相反,太平洋板塊俯沖的深部前緣西側(cè)的低速體表現(xiàn)出由西側(cè)更深部向東側(cè)的上升趨勢(shì),且位置正好對(duì)應(yīng)中國(guó)東部的大興安嶺—武陵山重力梯度帶,這可能正是重力梯度帶形成的深部背景;導(dǎo)致中國(guó)東部巖石圈減薄、地殼破裂、巖漿活動(dòng)增強(qiáng)、地震活躍、重力梯度帶形成(周立宏等,2004;楊寶俊等,2005;Xu Yigang,2007)、大型—超大型金礦形成、盆地形成和油氣富集等淺部效應(yīng)(朱偉林等,2000);它們總體都向西傾,表現(xiàn)出這種低速體上升與其西部俯沖板片物質(zhì)注入深部地幔有關(guān)(Zhao Dapeng,2009)。為了總體物質(zhì)平衡,從而導(dǎo)致東部物質(zhì)上涌,且上升強(qiáng)度可能與印度板塊和歐亞板塊的碰撞由南向北逐漸減弱有關(guān)。這個(gè)過(guò)程得到Liu Mian et al. (2004)的數(shù)值模擬證實(shí)。由于渤海灣盆地中古近紀(jì)—新近紀(jì)玄武巖噴發(fā)較激烈,而第四紀(jì)沒(méi)有什么巖漿活動(dòng),但第四紀(jì)玄武巖的分布明顯受汾渭地塹制約(Zhang Hongfu, 2007),這正好證實(shí)了隨著印度和歐亞板塊碰撞后減速陸內(nèi)俯沖導(dǎo)致向東的地幔流的前緣在向西后撤有關(guān)。由此可以預(yù)測(cè),華北克拉通破壞正在向鄂爾多斯盆地下部蔓延。

      傳統(tǒng)的板塊構(gòu)造理論通常將中國(guó)大陸廣泛分布強(qiáng)烈的板內(nèi)變形和造山作用解釋為板塊邊緣匯聚力的遠(yuǎn)程效應(yīng)。然而,本文提出另一種可能的解釋,認(rèn)為板內(nèi)變形具有其自身特有的機(jī)制,那么遠(yuǎn)離同期周緣板塊的秦嶺造山帶,中生代中—晚期的造山作用是由什么動(dòng)力所致呢?以往認(rèn)為,秦嶺造山帶巖石圈現(xiàn)今的“立交橋”式三維結(jié)構(gòu)幾何模型是雙層立交橋結(jié)構(gòu)。但Li Sanzhong et al. (2013)結(jié)合最新的層析成像結(jié)果(Huang Jinli and Zhao Dapeng, 2006)認(rèn)為,“立交橋”式三維結(jié)構(gòu)幾何模型是三層立交橋結(jié)構(gòu):淺表是東西向老構(gòu)造,與古生代至中生代初的主造山作用有關(guān);中部是北北東向構(gòu)造,與太平洋板塊的俯沖動(dòng)力有關(guān);深部是南北向新的構(gòu)造,與青藏高原東界平行并相關(guān)。秦嶺現(xiàn)今的三維結(jié)構(gòu)是兩大動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)先后作用的結(jié)果。尤其印支期華北與華南兩板塊完成拼合之后,區(qū)域地質(zhì)演化轉(zhuǎn)化為陸內(nèi)階段。但是,由于華北、華南原系兩個(gè)不同的板塊,其組成、結(jié)構(gòu)及深部背景均存在巨大的差異,拼合后,兩者在物質(zhì)、能量和深部熱結(jié)構(gòu)與動(dòng)力學(xué)狀態(tài)等多方面,遠(yuǎn)未達(dá)到均衡,所以中生代末以來(lái),使之處于印度—澳大利亞、太平洋和西伯利亞三大構(gòu)造動(dòng)力系統(tǒng)控制下的區(qū)域三面俯沖匯聚狀態(tài)和深部地幔動(dòng)力過(guò)程復(fù)合調(diào)整的強(qiáng)烈陸內(nèi)造山作用,以求釋放達(dá)到均衡。華北地塊南部與揚(yáng)子地塊均相向向秦嶺作巨大陸內(nèi)俯沖和淺部與之伴生的反向逆沖推覆構(gòu)造,原形成于主造山期的碰撞造山格局與大陸巖石圈流變學(xué)結(jié)構(gòu),必然沿著原來(lái)流變學(xué)薄弱的構(gòu)造帶遭受改造,以適應(yīng)新的深部動(dòng)力學(xué)要求。并且,因?yàn)椴煌瑫r(shí)期(太行山為古元古代,而秦嶺為中生代早期)導(dǎo)致的現(xiàn)今陸內(nèi)巖石圈流變學(xué)薄弱帶可以互相垂直,因而,在響應(yīng)周邊或深部過(guò)程時(shí),同期的陸內(nèi)逆沖推覆方向(如燕山中期)可以垂直存在。

      4.2 中生代晚期—新生代交接轉(zhuǎn)換機(jī)制

      關(guān)于太行山地區(qū)在中—新生代的演化模型,很多學(xué)者都進(jìn)行過(guò)研究探討(任紀(jì)舜等,1997;王春華等,1991;徐杰等,2001;李三忠等,2005)提出魯西地塊下部可能因?yàn)樵缙诙嘞騾R聚,導(dǎo)致魯西地塊下部巖石圈增厚。大量巖石學(xué)、地球化學(xué)研究揭示,該增厚的巖石圈隨后發(fā)生了拆沉作用。這種早期穩(wěn)定地塊下的拆沉規(guī)模可能不同于碰撞造山帶的拆沉,規(guī)??梢院艽?,大規(guī)模的巖石圈拆沉作用有可能導(dǎo)致地幔對(duì)流體制的改變,觸發(fā)陸內(nèi)大規(guī)模區(qū)域性,乃至多方位彌散性的伸展。區(qū)域地質(zhì)研究表明,白堊紀(jì)末—古近紀(jì)初,從渤海到鄂爾多斯的華北地塊還是一個(gè)完整的陸塊,處于構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的相對(duì)寧?kù)o時(shí)期,大部分地區(qū)表現(xiàn)為穩(wěn)定剝蝕狀態(tài)。始新世初,太行山、鄂爾多斯整體隆升,山西地塹開(kāi)始形成。新近紀(jì)以后,太行山以東強(qiáng)烈裂陷沉降形成平原,太行山繼續(xù)抬升?,F(xiàn)在太行山區(qū)的許多山峰海拔高度大于3 000 m ,與平原交界處經(jīng)常出現(xiàn)陡峻的斷層崖壁,這樣強(qiáng)烈的地貌反差可能是地殼重力均衡作用造成的。即平原區(qū)的平均密度較大,地殼下沉(主動(dòng)),導(dǎo)致平均密度較小的山區(qū)隆升,在此過(guò)程中伴隨著下地殼物質(zhì)的遷移,相應(yīng)地造成地殼厚度、重力異常的陡變梯度帶(劉占坡等,2003)??傊?,自中—新生代以來(lái),由于構(gòu)造演化及重力均衡作用,太行山構(gòu)造帶強(qiáng)烈隆升,東側(cè)盆地區(qū)拉張斷陷,形成了典型的板內(nèi)盆山組合構(gòu)造。

      秦嶺造山帶歷經(jīng)陸內(nèi)擠壓體制后,在新生代,進(jìn)入陸內(nèi)伸展體制階段。巖石圈深部地幔的最新調(diào)整與中、下地殼的最新流變過(guò)渡狀態(tài)是秦嶺發(fā)生新生代構(gòu)造隆升的重要?jiǎng)恿W(xué)機(jī)制。而巖石圈地幔的拆沉作用和軟流圈抬升則是這一構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的主要?jiǎng)恿?lái)源。秦嶺南北邊界均相向作巨大陸內(nèi)俯沖,造山帶巖石圈必然增厚,導(dǎo)致巖石圈重力不穩(wěn)定。當(dāng)巖石圈增厚到一定限度時(shí),就會(huì)發(fā)生巖石圈地幔拆沉作用,流變減薄,軟流圈急劇抬升,幔源物質(zhì)與熱流流體上涌,發(fā)生強(qiáng)烈殼幔物質(zhì)交換,中—下地殼加熱部分熔融,強(qiáng)烈伸展流變,形成新Moho面。此過(guò)程觸發(fā)造山帶整體隆升和少量堿性花崗質(zhì)巖石的形成。由于下地殼已經(jīng)含有主造山期形成的較厚榴輝巖相鎂鐵質(zhì)巖石,其固相線溫度比一般地殼巖石高得多,因而,該段巖石圈拆沉作用誘發(fā)的軟流圈上涌相對(duì)其他段落不會(huì)引發(fā)大規(guī)模的巖漿活動(dòng),如大別地區(qū)相對(duì)秦嶺地區(qū)。不論如何,碰撞造山帶下部的巖石圈拆沉規(guī)模相對(duì)早期穩(wěn)定地塊下部的巖石圈拆沉范圍要小。

      總之,這種深部復(fù)雜的流變性質(zhì)受先存古老構(gòu)造制約,因而復(fù)雜的先存構(gòu)造線方向?qū)е潞笃跍\部伸展也具有多向伸展特點(diǎn),太行山和秦嶺早期就是垂直的構(gòu)造帶,因而晚期伸展也是垂直的,這不同于板塊構(gòu)造體制下的單一方向伸展。

      5 結(jié)論

      通過(guò)以上綜合對(duì)比研究,本文得出以下四點(diǎn)新認(rèn)識(shí):

      (1)秦嶺—大別造山帶中—新生代陸內(nèi)擠壓—伸展轉(zhuǎn)換時(shí)間為東早西晚,東部約早白堊世晚期,中部在新生代轉(zhuǎn)換,西部較晚,甚至現(xiàn)今尚未轉(zhuǎn)換。這種轉(zhuǎn)換與特提斯洋和太平洋兩大構(gòu)造域在該帶的綜合作用效應(yīng)密切相關(guān)。

      (2)太行山構(gòu)造帶中—新生代陸內(nèi)擠壓—伸展轉(zhuǎn)換時(shí)間為北早南晚,北部約早白堊世晚期,中部在晚白堊世轉(zhuǎn)換,南部較晚為新生代轉(zhuǎn)換。這種轉(zhuǎn)換也與特提斯洋和太平洋兩大構(gòu)造域在該帶的總體作用密切相關(guān)。

      (3)兩條垂直的板內(nèi)構(gòu)造帶構(gòu)造轉(zhuǎn)換機(jī)制:這兩個(gè)垂直山脈的中—新生代擠壓—伸展轉(zhuǎn)換時(shí)期為早白堊世晚期,并通過(guò)同時(shí)代應(yīng)力場(chǎng)的轉(zhuǎn)換,揭示出其擠壓背景與板內(nèi)古老造山帶形成時(shí)導(dǎo)致的巖石圈不均一性的流變學(xué)結(jié)構(gòu)有關(guān),而其伸展背景與中國(guó)東部寬裂谷的形成密切相關(guān)。

      (4)伸展體制下的板內(nèi)變形具有彌散性多向裂解的特征,同時(shí)控制形成獨(dú)特的盆—山構(gòu)造格局。另外,板內(nèi)差異構(gòu)造變形受早期基底構(gòu)造格局影響。

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