长江中下游地区新华夏构造体系的“米字型”结构特征

2021-11-06 02:39吕古贤张宝林吕承训胡宝群申玉科王红才马立成焦建刚毕珉烽
现代地质 2021年5期
关键词:褶皱华夏断裂带

吕古贤,张宝林,吕承训,胡宝群,曾 勇,郭 涛,申玉科,王红才,马立成,焦建刚,毕珉烽

(1.中国地质科学院地质力学研究所,北京 100081;2.中国科学院矿产资源研究重点实验室,中国科学院地质与地球物理研究所,北京 100029;3.中国地质调查局发展研究中心,北京 100037;4.东华理工大学 地球科学学院,江西 南昌 330013;5.中国地质调查局南京地质调查中心,江苏 南京 210016;6.长安大学地球科学与资源学院,陕西 西安 710054;7.中国地质科学院矿产地质研究所,北京 100037)

0 引 言

构造体系是地质力学理论的核心内容。在同一场构造运动中,构造体系是由不同分布方向、不同几何形态、不同力学性质、不同规模等级和不同次序的强变形构造带和弱变形地域共同组成的,这些强变形构造带和弱变形地块可以使用结构面加以表达。结构面的分布与形成均受到构造应力场的控制[1]。

本文以长江中下游地区的铁铜成矿带为典型实例,研究新华夏构造体系结构面的组合特征[2-10]。实际地质资料显示,该区新华夏构造体系结构面,即褶皱带和断裂带等的结构面,平面上显示为“米”字型分布特征。新华夏构造体系“米”字型构造的形成不是一蹴而成的,大体经历三个阶段;第一阶段,共轭剪切构造阶段,发育具有共轭关系的NNW 345°方向(大义山式)张扭断裂和NEE 75°方向(泰山式)压扭构造;第二阶段,挤压构造阶段,形成NNE 25°~35°方向的褶皱-断裂带,以及由隆起带和凹陷盆地组成的构造带;第三阶段,横张构造阶段,出现NWW 290°~300°方向(长江式)的张裂构造岩浆带[11-13]。当然,三个阶段不是截然分开的,不同阶段都伴有不同深度、不同表现形式的构造岩浆活动现象。

1 长江中下游地区构造地质概况与研究

1.1 长江中下游地区构造地质概况研究

下扬子地区的地质构造活动频繁、构造变形组合分布和构造力学性质都比较复杂,地质、地球物理研究程度也较高。从总体上看,成矿带被局限于扬子准地台下扬子台拗带,但区域内主要构造线及铁铜等矿集区都呈现“S”形展布特点,与准地台的边缘并不一致。这说明成矿带的构造格局受到了后地台阶段构造运动的强烈改造,即受到了欧亚大陆中新生代构造作用的制约和影响(图1)。

图1 长江中下游地区构造体系分布图(据南京地质矿产研究所2000年资料,修改)Fig.1 Distribution map of structural systems in the Middle-Lower Yangtze River Valley region(modified from Nanjing Institute of Geology and Mineral Resources,2000)

长江中下游地区是我国重要的铁铜多金属矿产资源产地,近60多年来,已经在本区找到了一大批大、中、小型矿床,其中著名的有大冶铁矿床、九瑞武山铜矿床、城门山铜钼矿床、姑山铁矿床、梅山铁矿床、铜官山铜矿田、狮子山铜矿田、娘娘山铜金矿床等。该区的研究历史对地质科学发展起到多方面的奠基和引领作用[14-38]。

(1)20世纪初至1950年,矿产地质调查的早期阶段。主要以李四光、朱森、李学清、程裕淇等为代表,在长江中下游进行了开拓性的工作,奠定了该区地层、构造、岩石等方向的研究基础[14,16]。

(2)1950—1960年,矿产地质的详细调查阶段。重点是对主要铁、铜矿床的研究,如对大冶铁矿、铜官山等矿床的地质构造、矿体形状、产状、成矿方式等进行了系统研究[36]。

(3)1960—1980年,矿床地质研究的繁荣发展阶段。由于60年代板块构造理论的提出和迅速发展,成矿理论出现了多样化的局面。层控和海底喷流的观点都成了新的研究热点[39-40]。

(4)1980—2000年,矿床地质研究进入密切结合区域构造和板块理论的研究阶段。大地构造学的研究,细化到系、统、段构造层的统计和定量化研究程度[41]。通过对华南板块、扬子板块和华北板块的离散和拼接演化历史的研究,提出了本区构造受控于板块内的拉张环境,同时由区域深断裂、逆冲推覆构造和剥离断层组成的构造交叉叠合的构造结点是成岩成矿的主要场所[42-45]。

(5)2000年至今,随着新技术方法的进步,对长江中下游的矿床成因和成矿规律又有了进一步的认识。主要有以下几种观点:中新生代大规模成矿作用[29]与地幔上隆和长江中下游沿江断裂有关,矽卡岩型矿床与陆陆碰撞过程中的挤压伸展转换作用有关;与大别山前陆环境有关;与古太平洋运动有关[29-31]等。

总体来说,前人对长江中下游成矿带的研究,聚焦于导矿和控矿构造,注重岩浆岩侵入体及火山岩对成矿的贡献,探讨各种地层的沉积特征,强调板块拼合-俯冲的构造环境;还有学者提出本区为板块内的拉张环境,区域深断裂、逆冲推覆构造和剥离断层,是成岩成矿的主要场所[42-45]。

作者强调,研究中新生代陆内构造控矿成矿规律,要充分考虑构造体系“岩浆核杂岩隆起-拆离滑脱凹陷”构造的特征,注重结构面的“米字型”分布与演化问题[2,7,9-10]。

1.2 长江中下游地区构造地质概况

如何将长江中下游的构造体制与淮阳古陆、江南古陆、太平洋板块等不同性质的大地构造单元的差异运动有机联系起来,以及如何认识这里中新生代的大规模成矿作用,都是复杂的问题(图1)[14-38]。首先对本区的基底构造层、盖层构造层(Z-T)和大陆边缘活动带构造层(J-K)加以简单介绍,以了解新华夏构造体系形成发展前的地质建造特点和结构特征[1,46-47]。

1.2.1 基底构造层

基底构造层由上太古界深变质岩系和震旦系之下的元古界浅变质岩系构成,出露于长江中下游成矿带西段的南北两侧,其中的构造形迹以EW向和向南突出的弧形褶皱和断裂为主。北侧上太古界中发育的一系列褶皱,在湖北境内以NW—NNW向为主体,向东逐渐转为NEE向和NE向;南侧在鄂东和赣北地区的元古界中,以近EW向的下扬子巨型复式向斜和高台山—九岭山复式背斜为主体,形态复杂,多呈轴面倾斜的倒转褶皱和同斜褶皱,轴脊起伏弯曲,总体为EW—NEE向。高台山—九岭山复式背斜,由九宫山复背斜、修水—武宁复向斜、大雾塘复背斜等一系列复式褶皱组成,其轴向在鄱阳湖以西为近EW向,湖东则由NEE向的德安—大港向斜和高台山背斜等组成。

1.2.2 盖层构造层(Z-T2)

盖层构造层由震旦系—古生界—中三叠统组成,其中的构造形迹和组合关系比较复杂,目前分布的主要是中新生代的产物。

鄂东南地区地层走向主要呈NWW向,褶皱构造非常发育,自北而南有鄂城背斜、碧石渡向斜和铁山背斜等一系列褶皱。在通山—阳新一线以南,褶皱过渡为EW向和NEE向,构成了鄂东南三角褶皱区。断裂构造以NWW、EW和NEE向的走向断裂及NNE向断裂为主,其次有NE向和NNW向断裂。NNE向断裂控制着鄂东地区中生代火山岩盆地和铁铜矿化侵入岩隆起带的边界,NWW向和NEE向断裂则控制着成矿侵入岩体的形态和产状。

自九江—黄梅以东,至南京—丹阳以西的广大范围,构造线呈NE或NNE向。盖层褶皱多属线性褶皱,并且轴向弯曲,赣北—皖东南褶皱常呈舒缓的“S”形延展。断裂构造主要有NNE向、EW向、NW和NWW向,次为NE向和SN向。EW向断裂以浦口—周王深断裂和休宁断裂为代表,规模较大。东段宁镇地区构造线呈向北突出的弧形,表现为一系列走向近EW的断裂和复式褶皱;向西延伸,与NNE向的宁芜复式向斜相过渡;向东,在埤城—孟河一带转为轴向NW的复式背斜。除这些断裂以外,本区段NNE向和NW向断裂也十分发育。

1.2.3 中生代燕山期陆内活化构造层

盖层(Z-T)构造层受印支期及早期构造运动的影响,区内在中生代燕山期主要形成了一系列断陷式和继承性上叠式陆相沉积盆地和火山岩盆地及其间的相对隆起区,主要的侏罗纪—白垩纪火山岩盆地有:金保盆地、怀宁盆地、宁芜盆地、庐枞盆地、溧水盆地和溧阳盆地等。这些盆地内部和边缘断裂构造比较发育,而褶皱构造则较弱。构造线在全区均以NNE向为主。鄂东地区有NWW向褶皱显示。该构造层中的构造形迹多形成于燕山期,但是归属于新华夏构造体系问题,尚有不同意见的探讨。

1.2.4 岩石圈及地壳断裂

尽管各构造层的断裂构造复杂,改造强烈,但是研究中新生代新华夏构造体系,仍然需要重点分析该阶段的以下断裂构造。

(1)郯庐断裂带为岩石圈断裂,规模巨大,断裂大体沿NNE向(宽度100~200 km)延长,全长约2 500 km。在本区范围内,郯庐断裂东界北起郯城,经江苏泗洪、安徽嘉山至湖北广济;西界从山东沭河经江苏新沂炮车,宽14~50 km,长960 km。地震测深和钻孔资料表明,断裂延深70 km以上。断裂两侧上地幔低速层的深度不同,东侧为70~80 km,西侧达300 km之深。断裂在长期发展过程中,经历多次拉张和挤压,是我国东部中、新生代岩浆活动带,内生金属成矿与地震活动带之一。

(2)嘉山—响水断裂带为地壳断裂,是郯庐深断裂带的北东分支之一,断裂由安徽嘉山北东延伸至江苏响水并入海,长200余km。该断裂带以北为结晶片麻岩和结晶片岩,属华北型构造基底,其东南侧属中-浅变质沉积型的扬子区构造基底,可作为郯庐断裂以东华北与扬子两构造单元的分界线。

(3)皖江断裂带为岩石圈断裂,西起湖北金山店,经安庆、铜陵—繁昌,至江苏镇江,全长450 km,经南通入黄海。断裂性质属基底剪切带,由于褶皱变形而形成不同深度的滑移和滑脱空间,沿断裂侵入的长江系列岩石,是由不同深度上多层次岩浆房分异固结而成的。

(4)江南断裂带为地壳断裂,东段西起湖北崇阳,经瑞昌南、庐山南坡,至江苏溧阳南,经南通市南入黄海。在元古宙至早古生代,江南断裂带对中国南部地区的地质发展起过重要作用。晚古生代活动以东段最明显,中生代以来陆相堆积覆盖其大部分断裂迹象,但对岩浆活动起控制作用。该断裂是扬子台拗与江南钱塘冒地槽带的分界线。

(5)江山—绍兴断裂带,属地壳断裂,该断裂呈NE向,分隔华南和扬子两构造单元。

本区中生代以后的低角度逆掩断层较为发育,在苏皖地区形成一些推覆构造,较早阶段形成的推覆构造主要见于大别山南缘,常为近EW向的逆掩断层;较晚阶段形成的推覆构造,主要发育在郯庐断裂带以东,多为封闭的长轴NE向的推覆体构造。此外,有人在该区识别出了伸展构造。

2 长江中下游地区新华夏构造体系地质特征

本区褶皱和断裂构造大多经历了长期复杂的活动历史,导致褶皱形态复杂化、断裂力学性质多变,在中生代,被燕山期构造变形叠加的地质特征尤为明显(图1,图2)。

图2 长江中下游地区褶皱及断裂体系图Fig.2 Fold and fault system map in the Middle-Lower Yangtze River Valley region

盖层构造层(Z-T2)早期构造格架,具有新华夏构造体系早期“剪切共轭”阶段的特点。地块边缘断裂限制并控制了这期褶皱的分布状态。该期褶皱构造,密集平行分布,延长不大,褶皱之间有平行错列的特点,但是发育较弱。主压结构面显示,褶皱构造线以NEE 75°方向为主;同时,在九江以东发育3条NNW 340°向规模较大的断裂。该期褶皱相当于新华夏构造体系早期“共轭剪切阶段”的产物:NEE 75°轴向褶皱组相当于“泰山式”压剪构造作用的产物,而NNW 340°向断裂即是与之配套的“大义山式”张剪性构造成分。燕山期及更晚期形成的构造形迹复合在前一阶段的构造之上,具有更典型的新华夏构造体系特征,发育明显的“米字型”结构面。以下是各典型构造的地质分析。

2.1 新华夏构造体系挤压性褶皱-拆离断裂带和平行共生的隆起-沉降带

中生代燕山期构造层主要表现是一系列断陷式或继承性上叠式的陆相沉积盆地、火山岩盆地及其间相对隆起的岩浆核杂岩地带,其中主要的火山岩盆地有金保盆地、怀宁盆地、宁芜盆地、庐枞盆地、溧水盆地和溧阳盆地等。

同期发育NNE 25°方向的平行褶皱,褶皱复合叠加在早期的褶皱之上。根据发育地名,从西向东看,较为显著的是武昌—嘉鱼背斜、崇阳向斜、通山背斜、龙港—大冶向斜、阳新背斜、横港向斜、广济背斜、彭泽向斜、巢县背斜、铜陵向斜、芜湖向斜、南陵背斜等。该期褶皱平行发育,产状平缓,改变了前期褶皱的共生形态,但是依然显示出“隆起拆离(滑脱)-凹陷沉积”相间和平行共生的状态[6-7]。

同时期发育的断裂具有比较稳定的NNE 25°走向和大体平行分布的特点。它们分别是黄陂—武昌—嘉鱼断裂带、郯庐—九江断裂带和青阳—全椒断裂带。它们共同的地质特征是,走向稳定在NNE 25°,属于反钟向剪切的挤压断裂,都略呈左行雁列构造,产状陡立,属于中新生代活动构造,切过地壳影响莫霍面,其发育程度不同,但是都穿过了长江中下游构造带、大别地块和江南古陆。它们的区别是,郯庐—九江断裂构造发育明显和强烈,其它两个断裂构造变形强度低一些;黄陂—武昌—嘉鱼断裂带倾向北西、而青阳—全椒断裂带倾向南东方向。3个断裂的地质特征和明显的区别,受深部结构控制,从莫霍面的分布状态,能够认识它们。

例如,本文的郯庐—九江—南昌一带的岩石圈断裂,相当于规模巨大的郯庐深断裂的继续南延带。断裂大体呈NNE向延伸,全长达2 500 km。在本区范围内,郯庐断裂东界北起郯城,经江苏泗洪、安徽嘉山至湖北广济,西界从山东沭河经江苏新沂,向南逐渐并拢,断裂带宽14~50 km,长960 km。地震测深资料表明,断裂向下延深到70 km。断裂两侧上地幔低速层的深度不同,东侧为70~80 km,西侧深达300 km。断裂在长期发展过程中,经历多次拉张和挤压,是我国东部重要的中—新生代岩浆活动带、内生金属成矿带与地震活动带之一。。

2.2 新华夏构造体系的“泰山式”NEE 75°方向的剪切带

区内大型NEE 75°左右方向的压剪性构造带主要有芜湖市构造带、安庆—贵池构造带、崇阳—广济构造带和上饶—金华构造带等。它们被后期改造后,有些地段发育不是很明显,相对于新华夏系挤压性断裂带,它们属于伴生的剪切带,比较显著的是安庆—贵池一带NEE 75°方向的断裂构造带、芜湖断裂、繁昌断裂和洞里—景德镇—南昌断裂等。由于它们的存在和作用,致使本区长江干流流向主要由NNE 25°和NEE 75°方向折转构成。

2.3 新华夏构造体系的“大义山式”NNW 340°方向的剪切带

区内大型NNW 340°~345°方向的张剪性构造带主要有,铜陵—巢湖构造带和德兴—景德镇构造带。它们是热液金属矿化带的控制性构造,分别控制德兴斑岩铜矿田、铜陵一带矽卡岩型铜多金属矿田、宁芜火山岩玢岩铁铜矿带的分布和形成。它们属于新华夏构造体系的“大义山式”NNW 340°方向的引张剪切断裂带[12],是“泰山式”压剪构造的共轭结构。

2.4 新华夏构造体系 “长江式”NWW 290°~300°向的引张断裂带

在武汉、大冶、九江、德兴一带发育有规模巨大的、NWW 290°~300°方向的、切穿岩石圈地壳的构造岩浆成矿带,被称为“长江式”构造[11]。该带内发育中酸性斑岩,与铁、铜、钼和金矿共生,时代较一致,集中在144 Ma上下发育。构造显示引张和深断裂特征。该组构造不仅在区内发育,而且稳定向东延伸到福建境内。形成时代相对前两阶段(共轭构造阶段和主要挤压构造阶段)较晚。大别山北麓晚中生代断陷带也可列入新华夏构造体系的“长江式”横张构造带。

对于新华夏构造体系发育平行主压应力方向的横张断裂,前人缺乏典型的实例和深入的研究。根据长江中下游德兴—九江—武汉一线NWW向断裂构造带的典型意义,吕古贤等(2011)[11]将这组NWW向深断裂组合称为“长江式”构造,归为新华夏构造体系高级别的张剪断裂成员。这组构造发育广泛,在湖北、河北、广西、江西和安徽等地均有分布(图2,图3)。

图3 长江中下游地区莫霍面及新华夏系构造体系断裂结构解译图Fig.3 Interpreted fault structural map of the Moho and Neo-Cathaysian structural system in the Middle-Lower Yangtze River Valley region

长江式断裂带控制了鄂东矽卡岩铁矿带和九瑞地区斑岩铜钼矿带,又穿入江南地块,控制德兴铜矿的岩体侵位和控矿构造。该断裂带早期显示为NWW 290°~300°向的张性断裂构造-岩相带,为张裂变形,伴有大规模的岩浆侵入,活动时代为130~144 Ma。晚期构造,继续沿NWW 295°~300°向发育有伸张性断裂带,又影响岩浆期后的热液成矿活动,年代为100~120 Ma。

上述分析说明[2-7],新华夏构造体系的上述4组结构面,展示为“米字型”分布模式。可以发现,它们分为3个发育阶段,早期的共轭剪切NEE 75°“泰山式”构造和NNW 340°的“大义山式”构造,稍晚的NNE 25°方向褶皱系是挤压带,前2期构造都被NWW 290°~300°方向“长江式”的断裂构造岩浆岩带切断[11]。但是,对于它们的深入、细致和数据化研究尚不够。

3 长江中下游地区新华夏构造体系的深部结构依据

依据“长江中下游基底结构与导矿-控矿要素研究项目”研究成果的资料,同样揭示了上述新华夏构造体系的“米字型”结构(图2),深部莫霍面分布给予了明确的说明(图3)。结合前人的认识,可以认为区内地壳岩石圈深断裂多数具有近现代活动证据。在莫霍面分布图上有明显突变带、鼻状隆起带、隆起区和凹陷区的分界带,可以作为岩石圈地壳断裂发育的标志。

3.1 新华夏构造体系挤压构造断裂带

挤压构造断裂带有3条:商城—武昌—嘉鱼断裂带、郯庐—九江断裂带和湖州—衢州断裂带。后二者之间还有一条,九江—铜山NE向断裂,它们分割了莫霍面相对隆起-凹陷-隆起-凹陷的4个分布带,两个凹陷,分别与大别山区和黄山地区相对应。莫霍面最深处在大别地区,深达33~36.5 km,郯庐带以东,莫霍面陡升至32.5 km以上,这个莫氏面陡坎既是郯庐断裂的反映,又是莫氏面隆起区和凹陷区的分界线,显示出郯庐断裂带是区内规模最大的断裂构造。郯庐断裂带与九江—铜山NE向断裂之间是一条NNE方向的莫霍面的狭长鼻状隆起带,恰好对应着皖江断陷带,这里正是区内一条主要矿产资源富集带。

NNE向断裂带的共同地质特征是走向稳定,约NNE 25°,属于反钟向剪切的挤压断裂,带内的断裂略呈左行雁列,产状陡立,在中新生代时期强烈活动,切过和影响莫霍面的分布。它们发育程度不同,但是都强烈波及了长江中下游成矿构造带、大别地块和江南古陆。三条挤压性断裂带的地质结构特征具有明显的区别,从莫霍面的分布状态上也能看到明显的不同。

3.2 新华夏构造体系“泰山式”NEE 75°方向挤压性质的剪切带

深部结构结合地表地质鉴别出的新华夏系压性剪切断裂带,主要有NEE 75°向的安庆—贵池断裂构造带、芜湖断裂和繁昌断裂,明显发育在莫霍面急剧陡变的区带。它们大体均出现在九江—铜山NE向基底断裂带的分布地带,是深部断裂在陆壳表层的反映,大致呈右行雁列形式,断裂有引张倾向。

3.3 新华夏构造体系 “大义山式”NNW 340°~345°方向引张性剪切带

在莫霍面分布图上有明显的鼻状隆起带,对应着铜陵—巢湖断裂带、马鞍山—全椒断裂带、德兴—景德镇断裂带,它们分布在莫霍面隆起区,是地壳相对更薄一些的地带。那里有岩浆侵入体与拆离断层和沉积盆地伴生,“岩浆核杂岩隆起-拆离沉降构造”的成岩成矿特点[7]。这一规律,需要引起重视,在矿产勘查工作中给予广泛应用。

3.4 新华夏构造体系的“长江式”NWW 290°~300°方向的引张断裂带

长江式断裂带主要发育有两条:一条是大别山造山带北缘断裂构造带,在地质上是晚中生代火山盆地断陷带,地表构造边界清楚,而且在莫霍面等值线图上位于莫霍面深度变化梯度带,从33.5 km急剧减少为32.5 km,成为大别造山带的北界,与华北地块接壤。那里也是一条多金属矿带。

另一条是大冶—德兴构造带,本带在莫霍面分布图中显示为NWW 300°方向的线状-鼻状隆起特征。在南北两侧35.5~36.0 km的深凹陷区背景下,这一NWW 300°的隆起带莫霍面深度在32.0~32.5 km之间,西北起自武汉,向南东延伸经过大冶地区,延至赣西北的九瑞矿带,穿过鄱阳湖,继续延至华南地块的德兴铜矿带。德兴铜矿带的岩浆岩和矿体的发育过程,均受该组NWW向构造控制。在新华夏构造体系里,这组张性断裂带的形成较晚,NWW向断层广泛切截其他方向构造。

根据区域重力资料、航磁资料以及地表地质调查资料分析,长江中下游地区现今的构造格局明显受新华夏构造体系控制。地幔隆起带及次级突起和凹陷,与地表的拗陷-隆升区呈反向对应关系,形成隆起-拗陷相间的地质构造格局[8-10]。可见,该区中新生代陆壳构造具有“岩浆核杂岩隆起-凹陷拆离带成岩成矿”的构造背景,新华夏构造体系发育明显的“米字型”结构特征。

4 新华夏系构造体系 “米字型”构造的演化分析

4.1 新华夏构造体系“米字型”结构面特征

中国东部新华夏构造体系的“米字型”结构(图4),主要由以下几组构造组成:

图4 新华夏构造体系结构面及其力学分析概图(北北东25°的方向定位图,拉伸纵向的长度)Fig.4 Schematic diagram of the structural plane and mechanical analysis for the Neo-Cathaysian structuralsystem1.新华夏挤压构造;2.“泰山式”压剪构造;3.“大义山式”张剪构造;4.“长江式”张性构造;5.所受外力方式

(1)新华夏挤压构造带是NE 25°~30°方向的大型褶皱-断裂带、隆起带和沉降带及伴生的挤压性构造岩相带;挤压断裂和变形显示具有反时针剪切特征;次级构造成分之间显示左行斜列形式;其形成时期为中生代以来,其强烈活动年代集中于120~140 Ma。

(2)泰山式压剪构造带早期表现为NEE 75°方向压扭性褶皱-断裂带和断裂构造岩相带,属压剪性变形,活动时代为140~203 Ma,形成较早,但是持续时间较长;晚期“泰山式”构造,主要表现为NEE 75°方向的断裂构造岩相带,以控制花岗岩带和断陷盆地平行相间共生为特点,多数具有平行斜列的右行雁列形式,活动时代集中在100~120 Ma之间。

(3)“大义山式”张剪构造带是NNW 340°左右方向的扭性断裂和构造岩相带;张性剪切变形;活动时代与“泰山式”构造活动相近;晚期构造岩浆活动表现以热液蚀变带为主;控制左行雁列构造和岩脉的分布。

(4)“长江式”张性断裂构造带早期显示为NWW 290°~300°方向影响地壳较深的断裂岩浆岩带;属于新华夏构造体系的横向张裂构造;早期岩浆侵入时代为130~144 Ma。晚期“长江式”构造为NWW 295°~300°方向张性构造岩相带,活动时期100~120 Ma。

4.2 新华夏构造体系“米字型”结构的演化阶段

(1)共轭构造阶段发育NNW 340°方向(大义山式)张扭断裂和NEE 75°方向(泰山式)压扭构造,控制基性-中性脉岩及相关金属矿产形成(图5)。

图5 新华夏构造体系的米字型结构面形成阶段图Fig.5 Formation stage diagram for the double-cross structural planes of the Neo-Cathaysian structural system1.新华夏挤压构造;2.“泰山式”压剪构造;3.“大义山式”张剪构造;4.“长江式”张性构造;5.所受外力方式

(2)挤压构造阶段发育NNE 25°方向的褶皱-断裂带和隆起-沉降带,组成构造体系的主体,对于油气、煤炭和铀铝等沉积型矿床具有重要的控制作用。

(3)横张构造阶段发育NWW 300°方向(长江式)的张裂构造。它们强烈改造了地区构造格局,发育有大规模的张扭性断裂构造带,控制形成了重要的与岩浆岩有关的多种金属矿床矿带,并且进一步造成大型地块的移位变动,对于研究区域地壳稳定、分析地震活动和探寻地热资源等方面都有现实意义[2,11]。

4.3 中国东部新华夏构造体系的构造应力场分析

中生代欧亚大陆形成。早期亚洲大陆形成一系列纬向构造带,形成大陆的构造基础。在中生代中、晚期,受太平洋板块向欧亚板块俯冲挤压和海陆之间逆时针方向的剪切作用,在亚洲大陆东部陆缘地带形成了NNE向的构造剪切域,即大体相当于新华夏构造体系的分布范围。

中生代早期的南北向的挤压作用发育,但是在亚洲大陆东部边缘,似乎并没有形成大规模的东西向构造带。万天丰认为,新华夏构造体系的提出,对于系统研究中国大陆东部构造变形组合规律具有重大意义[41]。他对于中新生代普遍发育的褶皱和节理进行最为详细的统计分析(图6),揭示了新华夏构造体系的主压应力方向与构造特征。通过对3 169个褶皱和168节理观测点的分析,得到燕山晚期(175~135 Ma)新华夏构造体系的主应力轴分布情况(以现代地磁场方向为准):最大主压应力轴(σ1)的优选产状为SE116°∠7°,中间主应力轴(即褶皱轴向σ2)的产状为NE26°∠3°,最小主压应力轴(σ3)的产状几乎都是近于直立(NW297°∠80°)。

图6 中国东部燕山期主应力轴产状(据万天丰[41],2011)Fig.6 Occurrence of the Yanshanian principal stress axis in eastern China (after Wan Tianfeng[41],2011)

研究证明,燕山期新华夏构造体系的构造应力场以WNW—ESE向近水平的缩短作用,产生NNE—SSW向的水平伸展和近于垂直方向的隆起-凹陷作用。这些研究是进一步认识新华夏构造体系“岩浆核杂岩隆起-拆离盆地凹陷”的建造型式和“米字型”结构面分布规律的基础。

综上所述,在亚洲大陆东部陆缘地带,对中生代中晚期以来进行构造成矿研究时,在重视加强构造体系控制的“岩浆核杂岩隆起-拆离滑脱-沉积凹陷”等改造与建造关系分析的同时,还应当注意构造体系“米字型”结构特征的深入研究,以更好地继承和发展地质力学构造体系的理论和方法。

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