（海洋地质专业论文）下扬子地区中古生界构造分析.pdf

摘要 摘要 本文以朱夏先生活动论构造历史观为指导，利用横穿苏北盆地和南黄海地 区的3 6 条长约8 0 0 0 k m 地震剖面、4 口测井资料以及8 6 口钻井分层资料、结合 前人的野外露头研究资料、成果和重磁电资料，将苏北、南黄海地区、苏南地 区以及江南隆起区作为一个整体，采用由陆及海、由露头到盆地、由浅部构造 到深部构造、由定性到定量的研究方法，对下扬子地区中古生界构造进行了系 统的几何学、运动学的分析及定量的平衡剖面模拟。 通过对下扬子地区区域构造、地层、沉积等地质特征分析认为，自晋宁期 以来，在区域动力构造背景控制和作用下，下扬子地区至少经历了六个期次构 造事件的改造作用，即：加里东期( z 2 s ) 单向挤压构造作用；海西期( d p 1 ) 稳定构造作用；印支一早燕山期( p 2 j 2 ) 挤压推覆构造作用：晚燕山期( j 3 k 1 ) 左旋走滑构造作用；早喜山期( k 2 e ) 伸展构造作用；晚喜山期( n ) 右旋走滑 构造作用以及反转构造作用等。 通过对下扬子地区中古生界构造的几何学特征研究认为，以志留系滑脱面 为界，下古生界( z 2 0 3 ) 构造变形简单，主要的构造样式为宽缓的褶皱；上古 生界( s 1 - t 2 ) 构造变形复杂，其挤压构造样式比较发育，表现为挤压褶皱构造、 基底卷入型压性断块和冲断构造，尤以逆冲推覆构造最发育，并表现出对冲的 构造模式，大致以长江为界，北侧主要表现为由北向南的逆冲推覆构造，而南 侧则主要表现为由南向北的逆冲推覆构造。根据其构造变形程度的不同，将下 扬子分成四大构造变形区：苏北叠瓦推覆区、苏南滑脱推覆区、皖南浙北冲断 褶皱区和江南推覆隆起区。 通过对下扬子地区中古生界构造的运动学特征的分析认为，对研究区构造 和沉积起主要控制的大断裂为江绍、球川一萧山、马金一乌镇、江南、滁河、 郯庐，它们主要形成于加里东期，印支一早燕山活动最强烈。平衡剖面模拟结 果表明，主要的构造变形作用发生在t 3 k l ( 印支一燕山期) ，其改变了中古生 界地层的分布格局，造成了海相地层残缺不全，使得中古生界构造面目全非。 印支期以来的构造活动影响相对较弱的地区是寻找中古生界海相油气勘探 的主要领域和突破口，特别是南黄海中央隆起和沿江对冲向斜带是值得重点关 注的区域。 摘要 关键词：下扬子地区，中古生界构造，几何学，运动学，平衡剖面 a b s t r a c t a b s t r a c t t h i s p a p e r s t u d i e st h e g e o m e t r y a n dk i n e m a t i c sc h a r a c t e r i s t i c so f m e s o z o i c p a l a e o z o i ca n db a l a n c e dc r o s ss e c t i o ns i m u l a t i o ni nt h el o w e ry a n g t z e r e g i o n n o r t hj i a n g s u ，s o u t hy e l l o ws e a ，s o u t hj i a n g s ua n dj i a n g n a nu p l i f t a le i n t e g r a l l ys t u d i e db yu t i l i z i n gc o m b i n e ds e i s m i c ，b o r e h o l ed a t a ，f i e l dm a t e r i a la n d g r a v i t y , m a g n e t i ca n dm a g n e t o t e l l u r i cd a t a t h et e c t o n i ce v o l u t i o no ft h el o w e ry a n g t z er e g i o ni sc l a s s i f i e di n t os i xd i s t i n c t s t a g e s ：( 1 ) u n i d i r e c t i o n a le x t r u s i o nt e c t o n i c sd u r i n gc a l e d o n i a n ( z 2 一s ) ；( 2 ) s t a b l e t e c t o n i c sd u r i n gh e r c y n i a n ( d - p o ；( 3 ) t h r u s t n a p p et e c t o n i c sd u r i n gi n d o s i n i a n e a r l y y a n s h a n n i a n ( p 2 一j 2 ) ；( 4 ) s i n i s t r a ls t r i k e - s l i pt e c t o n i c sd u r i n gl a t ey a n s h a n n i a n ( j 3 一k 0 ； ( 5 ) e x t e n s i o n a lt e c t o n i c sd u r i n ge a r l yh i m a l a y a np e r i o d ( k 2 - e ) ；( 6 ) d e x t r a ls t r i k e s l i p t e c t o n i c sa n di n v e r s i o nt e c t o n i c sd u r i n gl a t eh i m a l a y a np e r i o d ( n ) t h es i l u r i a nd e t a c h m e n t ，m a r k e d b y t h e g e o m e t r y c h a r a c t e r i s t i c so f m e s o z o i c p a l a e o z o i c ，d i v i d e st h em e s o z o i c p a l a e o z o i cs t r a t ai n t ot h el o w e r ( z 2 0 3 ) a n du p p e r ( sl t 2 ) u n i t t h el o w e ru n i ti sc h a r a c t e r i z e db ys i m p l ed e f o r m a t i o na n d g e n t l ef o l d t h eu p p e ro n ei sc o m p l i c a t ew i t he x t r u d e ds t r u c t u r a ls t y l e ，s u c h a s e x t r u d e df o l d ，e x t r u d e db l o c ki n v o l v e db a s e m e n ta n dt h r u s ts t r u c t u r e t h ew i d e l y o b s e r v e dt h r u s t n a p p es t r u c t u r ec o n s t r u c t sa na s y m m e t r i cb i l a t e r a lt h r u s t i n gs y s t e m t h es t r u c t u r es h o w sn o r t h t o n o r t hd i r e c t i o ni nt h en o r t h e r na n ds o u t h t o s o u t hi nt h e s o u t h e r np a r t 。f o u rd e f o r m a t i o na r e a s ，i e ，i m b r i c a t en a p p ez o n eo fn o r t hj i a n g s u ， g l i d i n gn a p p ez o n eo fs o u t hj i a n g s u ，t h r u s tf o l dz o n eo fs o u t ha n h u ia n dn o r t h z h e j i a n g ，n a p p i n gu p l i f t o fj i a r l g n a n ，c a nb ei d e n t i f i e da c c o r d i n gt ot h et e c t o n i c d e f o r m a t i o nc h a r a c t e r i s t i c s a n a l y s i so ft h ek i n e m a t i c so fm e s o z o i c p a l a e o z o i ci nt h el o w e ry a n g t z e s h o w e dt h a tt h em a i nf a u l t st h a tc o n t r o lt h es t r u c t u r ea n ds e d i m e n t sa r ej i a n g s h a o ， q i u c h u a n - x i a o s h a n ，m a j i n w u z h e n ，j i a n g n a n ，c h u h ea n dt a n l uf a u l t s t h e yw e r e f o r m e di nt h ec a l e d o n i a na n dw e r ei n t e n s i v e l ya c t i v ed u r i n gi n d o s i n i a n - e a r l y y a n s h a n n i a n a n a l y s i so fb a l a n c e dc r o s ss e c t i o ni n d i c a t e st h a tt h em a i nt e c t o n i c r e f o r m a t i o no c c u r r e dd u r i n gt 3a n dk i t h em e s o z o i c p a l a e o z o i cs t r a t ah a v eb e e n e s s e n t i a l l ym o d i f i e d i a b s t r a c t b e c a u s eo fw e a kr e f o r m a t i o n ，t h ec e n t r a lu p l i f to fs o u t hy e l l o ws e aa n dt h e s y n c l i n eb e l to fo p p o s i mt h r u s ta l o n gy a n g t z er i v e ra r el i k e l yp o m n t i a lc a n d i d a t e sf o r f u r t h e rm a r i n eo i la n d g a se x p l o r a t i o ni nt h el o w e ry a n g t z er e g i o n k e yw o r d s ：l o w e ry a n g t z er e g i o n ；m e s o z o i c - p a l a e o z o i c ；g e o m e t r y ；k i n e m a t i c s ； b a l a n c e dc r o s ss e c t i o n i v 学位论文版权使用授权书 本人完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规定， 同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版 本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、 扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供 本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有 关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前 提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 学位论文作者签名：驴丁荔 朋7 年3 月1 7 日 经指导教师同意，本学位论文属于保密，在年解密后适用 本授权书。 指导教师签名： 年月日 学位论文作者签名：吁芳 砷年弓月7 日 同济大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行 研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文 的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的 作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集 体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任 由本人承担。 学位论文作者签名：矽7 穆 2 哆年3 月7 日 第1 章引言 第1 章引言 1 1 论文选题目的和研究意义 长江三角洲地区是我国的经济发达区，能源短缺是制约本区经济发展的瓶 颈。而苏北、南黄海地区是下扬子及周缘海相中古生界保存厚度较大的区域， 同时作为中国油气二次创业的战略后备阵地之一，对它的认识及勘探有着十分 重要的意义。 但是由于该地区自显生宙以来先后受交叠的古亚洲、特提斯、太平洋域的 构造体制作用，经历了多旋回、多期次、不同性质的构造叠加和改造，使得中 古生界构造十分复杂，增大了该地区海相油气勘探的难度和复杂性。因此，本 论文研究的目的旨在通过对野外露头、盆内钻井、地质、地球物理等资料的综 合研究，认识下扬子中古生界海相地层的构造样式及其分布，探究该地区不同 地质历史时期的构造变形特征，为下扬子地区中古生界的油气勘探决策奠定基 础。 1 2 国内外研究现状 下扬子地区行政区划包括山东省的南部、安徽省东南部、江苏省、上海市、 浙江省的东北部和江西省的部分地区，面积近2 0 万平方公里，地理上东临黄海、 西接赣江，中有万里长江横贯东西。 下扬子地区作为扬子板块的重要组成部分，先后经历了前晋宁期阶段、晋 宁运动时期板块俯冲和碰撞阶段以及晋宁运动以来板内构造演化阶段，发育了 中古生界( 包括震旦系) 多套沉积地层。因此，作为重要的板块构造单元和具 有长期发育历史的沉积盆地，下扬子地区的地质结构研究( 特别是盆地构造研 究) 、石油地质条件研究和油气勘探，一直受到大地构造学家、石油地质学家 和勘探家的高度重视。早在四十年代末期，谢家荣、王纲道等勘探家就对本区 的中古生界进行过地质勘查和油气评价，至今已有半个世纪。按1 9 5 6 年国家正 式组建勘探队伍进行本区的油气勘探计划，下扬子区中古生界的勘探已经历了 第1 章引言 四十多年的时间。经历了区域普查( 1 9 5 6 1 9 6 3 年) 、早期勘查( 1 9 7 0 1 9 8 5 年) 、研究攻关( 1 9 8 6 1 9 9 4 ) 和评价实施( 1 9 9 5 一现今) 四个阶段。从七十 年代末期开始，郭令智、朱夏等地质学家运用最新的板块构造理论，对下扬子 地区大地构造环境、沉积盆地的性质和演化以及油气分布等进行了研究，取得 了一些重要的成果。在大地构造环境、沉积盆地的性质研究方面，郭令智等 ( 1 9 8 0 ，1 9 8 3 ，1 9 8 4 ，1 9 8 6 ) 认为，下扬子地区早古生代一三叠纪属于华南板 块沟一弧一盆体系，即元古代一早古生代为弧后盆地、晚古生代一三叠纪为前 陆盆地，中生代后属于西太平洋弧后盆地；朱夏等( 1 9 8 2 ，1 9 8 3 ) 认为，下扬 子地区早古生代属于被动大陆边缘，中新生代属于挤压与拉张转换时的两种体 制的沉积盆地；王鸿桢等( 1 9 8 6 ) 亦认为下扬子地区中古生代属于华南板块作 用下的盆地机制，中新生代属于西太平洋弧后盆地；马杏垣( 1 9 8 3 ，1 9 8 8 ) 认 为下扬子地区中新生代是典型的伸展盆地。在盆地沉积建造、油气地质等方面， 张渝昌( 1 9 8 0 ，1 9 8 9 ，1 9 9 0 ) 、王良书( 1 9 8 9 ) 、夏邦栋等( 1 9 8 8 ) 做了较深 入的研究。在盆地的深部地质方面，先后有陈胜早( 1 9 8 3 ) 、丁幼文等( 1 9 8 5 ) 、 陈沪生等( 1 9 8 8 ) 做过研究工作，其中以陈沪生等( 1 9 8 9 ) 依据h q 1 3 线地学断 面研究深部地质基本特征的工作最为系统、全面。 但是由于受地面地质条件、勘探程度和资料的限制和影响，下扬子地区的 构造研究存在着明显的不均衡性。在苏南丘陵区主要以野外观察和描述研究为 主，苏南地区主要发育逆冲推覆构造，主要分布在宁镇、茅山、苏州西部、宜 溧及沿江地区。大致从8 0 年代初开始，我国学者对苏南地区逆冲推覆构造进行 了大量研究( 薛虎，1 9 8 5 ；沈修志，1 9 8 8 ；张种谷，1 9 8 9 ；牟宝泉，1 9 9 2 ；徐 学思，1 9 9 6 ；杜国云，1 9 9 9 ) ，对逆冲推覆构造的几何学、运动学特征及其演 化机制进行了深入总结。这些研究成果无论在深度上，还是在广度上，都达到 了相当的水准，极大地丰富了苏南地区的基础地质资料，提高了地质研究程度。 苏北地区中古生界埋藏在巨厚的中新生代沉积之下，对其中古生界构造的研究 主要是通过地震( 曾萍，2 0 0 7 ) 和非震资料( 陈安定，2 0 0 4 ) 的解释。前人对 苏北地区构造变形层次( 陈安定，2 0 0 6 ) 、构造样式( 裴振洪，2 0 0 3 ) 、构造 变形的平面特征( 杨琦，2 0 0 3 ；马立桥，2 0 0 7 ) 以及推覆构造研究( 王巍，1 9 9 9 ) 等方面取得了不少有价值的科研成果。南黄海地区中古生界的研究程度不及苏 北地区，由于其早期研究目的层系主要针对新生代沉积，因此对于中古生界构 造的认识还不成熟( 冯志强，2 0 0 2 ；姚永坚，2 0 0 5 ，2 0 0 8 ) 。 2 第1 章引言 虽然下扬子各区块的构造变形特征和研究程度存在一定的差别，但所处的 区域构造应力环境是相一致的，这一点已基本取得共识。然而，受研究者研究 区域、研究资料等的限制，目前尚缺乏对苏南丘陵区、苏北地区和南黄海地区 统一整体的构造研究，特别对不同构造历史时期构造变形特征的系统认识目前 还少见报道。 1 3 研究思路、内容及技术路线 1 3 1 研究思路 以朱夏先生的活动论构造历史观为指导，利用野外露头资料和横穿苏北盆 地和南黄海的区域地震骨干剖面为基础，结合钻井资料和重、磁、电资料，对 下扬子地区中古生代构造进行几何学、运动学和动力学特征的研究以及关键地 震解释剖面的定量模拟，以期揭示其构造演化的过程和区域构造变形特征，为 油气勘探和战略选取提供地质依据。 1 3 2 主要的研究内容 ( 1 ) 构造期次划分 在调研归纳区域动力学、构造特征的基础上，根据地震反射特征和重、磁、 电资料进行构造期次划分。 ( 2 ) 下扬子地区中古生界构造的几何学特征研究 通过以横穿苏北盆地和南黄海的区域地震骨干剖面解释，以及结合野外露 头资料及钻、测井资料，对下扬子地区中古生界不同构造变形层的特征进行构 造样式、构造几何学特征的解剖，并进行纵、横向平面分布特征的分析。 ( 3 ) 下扬子地区中古生界构造的运动学特征研究 对主控断裂的形成演化进行定性分析，进一步在对骨干区域地震剖面解释 的基础上，利用g e o s e c 平衡剖面软件和采用平衡原理，进行定量平衡模拟和平 衡恢复。进行运动学过程和运动学参数，如压缩量、伸展量的模拟计算。 ( 4 ) 构造对盆地、油气控制作用的分析 分析下扬子地区构造演化对海相沉积地层发育的控制及改造作用，并在此 第1 章引言 基础上认识各期构造变形对油气聚集成藏的影响和控制，探讨下扬子地区有利 的油气勘探区。 1 3 ，3 技术路线 图1 1 技术路线 根据本论文的研究内容，和对于主要研究内容的研究思路的分析，将主要 从以下方面去实施各项工作。 分析前人区域地质资料和野外地质资料取得初步认识，通过分析地震剖面 来进行构造变形的平面和剖面研究，从平面展布和纵向分布来看讨论构造样式 的发育规律。 4 第1 章引言 利用平衡剖面技术正演构造演化规律，对构造分析进行检验。结合前人对 下扬子地区构造事件的研究成果，探讨构造的形成机制和发展规律问题。 探讨构造变形对油气聚集成藏的影响，最终得出有利的含油气构造。 具体的研究技术方法与路线流程图见图1 1 。 1 4 主要工作量 依托于相关科研项目下扬子区中古生代海相盆地演化及油气资源潜力 和中、下扬子地区中古生界石油地质条件和勘探前景研究，作者多次前往中 石化江苏油田和中海油上海分公司收集相关基础地质资料和地震、钻井等原始 数据。此外，还通过网络和专业期刊杂志等查阅了大量与本论文研究相关的果 内外文献和前人研究成果。 分析区域了8 6 余口井分层资料并完成4 口井合成地震记录的制作。在分析 速度谱资料和合成记录资料的基础上，建立起苏北一南黄海时深关系，从而将 大量的钻井分层资料应用于地震层位标定之中。由于苏北一南黄海中古生界反 射品质不是很好，因此本文综合运用了重、磁、电资料进行地震资料的解释。 共完成海上5 3 4 0 公里、陆上2 6 0 0 公里的二维地震解释，以及相关测线的平衡 剖面恢复。具体工作量见表1 1 。 表1 1 工作量统计 序号工作内容工作量 中英文文献5 0 0 余篇，研究报告1 5 1 文献阅读 份 2 古构造图7 张 3 钻井分层分析 8 6 口 4 合成地震记录标定 4 口 5 时深关系建立速度谱点8 8 个，井4 口 6 重、磁、电资料分析5 条，长度约2 0 0 0 k m 地震剖面3 6 条，长度约8 0 0 0 k i n ，解 7 二维地震构造解释 释层位6 个 8 平衡剖面恢复 3 条 9 区域大剖面露头小剖面收集1 9 条7 2 个 1 0 区域大剖面绘制4 条 1 l 论文撰写 撰写硕士论文一份，约4 万字 第2 章区域构造环境 第2 章区域构造环境 下扬子地区现位于华北板块和华南板块之间，北部和西部为苏鲁一大别造 山带。南部则以江南隆起与华南褶皱造山带相接。这些造山带围绕着下扬子地 区，它们的隆升造山史无疑对下扬子地区的形成与演化产生重要的控制作用。 本节主要讨论的是在板块尺度上对下扬子地区具有重要影响的构造界限和构造 事件如苏鲁一大别造山带、江南隆起、朝鲜半岛，以及西太平洋板块的活动 历史。由于这些板块构造事件的远场效应或直接作用，使得下扬子地区呈现一 副十分复杂的构造图像( 图2t ) 。对下扬于地区的构造特征及演化的台理分析， 离不开对这些区域板块构造背景的了解。 - + 图21 下扬子及邻区构造单元划分图 第2 章区域构造环境 21 大别一苏鲁造山带 位于华北、扬子两大地块 交接地带的苏鲁一大别造山 带是一条古老造山带。自从在 我国东部的大别造1 1 j 带榴辉 岩矿物中发现柯石英( w a n g ， 1 9 8 9 ) 和金刚石( x u ，1 9 9 2 ) 以来，国内外科学家针对大别 一苏鲁造山带( 图22 ) 超高 压变质岩的分布范围和形成 条件进行了广泛的研究。结果 证明，大别一苏鲁造山带由华 南陆块俯冲进入华北陆块之 f 所形成的大陆碰撞型造山 带( 图23 ) ，出露有世界上 规模最大( 3 0 0 0 0 k i n 2 ) 、保存 最好的超高压变质地体之一。 确定大别一苏鲁遗山带 超高压变质发生的时间，是认 识大陆地壳深俯冲过程的关 图22 大别一苏鲁造山带地质简图( 郑永飞，2 0 0 8 图23 扬子陆块华北陆块碰撞造山结构演化示意 图( 郑永飞2 0 0 8 ) 键。近2 0 年来，对大别一苏鲁超高压和高压变质带的岩石学、变质作用特征及 形成的构造背景，已经进行r 较深入的研究。大量地质学、岩石学等研究结果 证明，旱在约2 4 0 - - 2 2 0 m a 年前，扬子与华北地块在大别一苏鲁地区相聚，经历 了俯冲、折返和上隆等几个激烈构造运动阶段，形成了大规模的造山带和超高 压变质带( 许志琴，2 0 0 3 ：杨经绥，2 0 ) 2 ) 。大约1 3 0 一1 1 0 m a 年前，沿郯庐断 裂曾发生过激烈的左行平移运动( 朱光，1 9 9 5 ：朱光，2 0 0 1 ) ，随后逐渐发展 至今天的构造状态。大别一苏鲁造山带被郯庐断裂所切断，分成了东部苏鲁和 两部大别两部分。在其交接地段，近e w 走向的大别带突然转向为n n e - s s w 走 向的苏鲁造山带。 习 第2 章区域构造环境 2 1 1 大别造山带 根据大别山构造一岩石单位的分布、地表构造几何形态和构造演化，可以 将造山带东、中、西三段( 图2 4 ) ，简述如下： 图2 4 大别山造山带的宏观运动学图案( 据徐树桐，2 0 0 3 ) i 变质复理石 i i 幔源变质构造混杂岩带+ 苏家河 构造混杂岩带 m 潜山一英山一新县 变质构造混杂岩带 太湖一红安一宣化店 变质构造混杂岩带 v 大别杂岩 宿松群和张八岭群 龟山一梅山断裂带 桐城一桐柏剪切带 桐城一桐柏断裂带 水吼一浠水一麻城剪切带 花凉亭一弥陀一七里坪剪切带 太湖一张家榜一白莲一桃花剪切带 破凉一河口一黄陂剪切带 桐城一太湖剪切带 商城一麻城剪窃带 ( 1 ) 东段 东段的构造一岩石单位出露较全，分带性明显。从区域面理的产状可以明 显看出东段不是一个统一的构造式样。岳西以北超镁铁岩带岩性层的区域面倾 向北至北东，前缘呈向南凸出的弧形，是一个被花岗岩体破坏的、向南逆冲的 推覆体。潜山一英山一新县榴辉岩带区域性面理表现为向南倾斜的单斜，但东 西两端因郯庐断裂带和水一西一麻剪切带影响而倾向南东东。最南部的大别杂 岩、宿松群和张八岭群作为一个整体，东西连成一体，总的边界并无严重改变， 表现为半原地的构造一岩石单位。 ( 2 ) 中段 第2 章区域构造环境 中段是轴向近南北的“罗田穹隆”。穹隆的顶在其北西部，靠近商一麻剪切带， 中间被巨大的天堂寨花岗岩体破坏，花岗岩体的走向为n w 。穹隆的形成应当在 造山期后的应力松弛阶段，应力松弛阶段的矢量与原来的方向相反。根据花岗 岩和混合岩定年为1 2 0 1 3 0 m a ( 牛宝贵，1 9 9 4 ) 以及超镁铁岩带和榴辉岩带的 折返从2 0 0 m a 前开始( 徐树桐，1 9 9 9 ) ，“罗田穹隆”形成的时限约为1 4 0 一1 2 0 m a 。 整个地段显示出是由南向北逆冲的岩席一构造单位。 ( 3 ) 西段 西段的新县一带有三种方向的区域面理：一种是新县附近，属潜山一英山 一新县榴辉岩带范围内岩性和构造要素，呈近南北方向展布，北部苏家河构造 混杂岩带构造线为近东西向，南面的太湖一红安一宣化店榴辉岩带构造线以北 西向为主，但在宣化店附近变为近南北向。从构造线方向的这种变化可以看出： 苏家河构造混杂岩带和太湖一红安一宣化店榴辉岩带可能属于同一个构造 带，因为后来的褶皱和有关剪切带使构造线方向发生变化；新县附近则属于 另外的构造单位，构造线呈南北向可能是由于红安榴辉岩带向南逆冲过程中的 底面滑动造成的。从构造线走向来看，这里似乎是“罗田穹隆”的西翼，但是这里 的主要岩石单位是二( 黑) 云斜长片麻岩、夹浅粒岩、角闪岩和榴辉岩透镜体， 与东部超高压带相同，而与组成“罗田穹隆”的条带状片麻岩有很大区别。也可能 是早期近s n 走向的面理受到后期n w 走向面理的叠加，也可能是一个不完整的、 较小的穹隆( 徐备，2 0 0 0 ) 苏家河构造混杂岩带与太湖一红安一宣化店榴辉岩 带在西端连成一体，表明它们原来是同一个构造单位。 2 1 ，2 苏鲁造山带 苏鲁造山带夹持于华北与扬子板块之间，是秦岭一大别造山带的东延部分。 该造山带为一呈n e 走向的狭长隆起区，带内结晶基底裸露，变质变形强烈，是 一条规模巨大的高压、超高压变质带( 图2 2 ) 。 高压一超高压变质带位于华北板块与扬子板块的接合部( 图2 5 ) ，其西界 为郯庐断裂，南东界与响水一淮阴断裂一致；北西界大致与五莲一青岛断裂及 牟即断裂一致。大致以连云港一嘉山断裂为界，高压一超高压带可分为南、北 两部分：北部是一个中高压高温变质带一超高压高温变质带，以中深层次变质 变形作用为主；变质岩系主要由新元古代花岗( 片麻) 岩类组成，带内榴辉岩 广泛发育。南部是一个高压低温变质带，以中浅层次变质变形为特征；变质岩 9 第2 章区域构造环境 图2 5 苏鲁造山带结构和南北两侧的双俯冲模式( 吴冲龙，2 0 0 6 ) 系主要由中新元古代浅变质火山沉积岩系组成。带内变质岩系是以韧性变形带 为格架，褶皱构造、穹窿构造较发育的构造变形区，显示出造山带“根部”复杂的 塑性流动网络图案。其韧性变形主要表现在两方面，具有多期多相的特点； 变形作用与变质作用成正相关，表明与板块的俯冲碰撞过程密切相关( 张忠 义，2 0 0 4 ) 。 2 1 3 张八岭隆起带的构造变形特征 张八岭隆起位于安徽省北部，是一个总体呈n n e 向延伸的隆起带，由元古 宙变质岩基底组成。该隆起西界为著名的郯庐断裂带，是华北地块与华南地块 拼接的走滑构造边界带；东缘发育卷入上震旦统一中三叠统的逆冲褶皱构造带， 通常将其称为张八岭东缘褶皱冲断带，属于下扬子前陆构造带( 许志琴，1 9 8 7 ) 。 区域上，张八岭隆起是位于大别山和苏鲁超高压变质带之间的一个楔形块 体，其形成及其与南北两侧超高压变质带之间的运动学、动力学关系一直是个 有争议的问题。有的学者强调郯庐断裂大型走滑平移活动的重要性，认为张八 岭隆起是大别一苏鲁造山带的组成部分，后被郯庐断裂左旋错移( 朱光，2 0 0 4 a ) ； 另外一些学者认为，张八岭隆起基底属于扬子地块，是扬子地块向华北地块俯 冲和相继折返的结果( 许志琴，2 0 0 3 ) 。 调查和研究结果表明，在张八岭隆起的基底和盖层中发育不同方向的构造 形迹，其中基底中广泛发育近水平的透入性面理和线理，指示了下地壳的近水 平剪切作用和伸展变形。张八岭隆起东缘地区有一条宽达2 5 k m 的大型基底糜棱 岩带，带内麋棱岩叶理陡直，叶理面上近水平拉伸线理发育，指示为走滑剪切 变形( 胡博，2 0 0 7 ) 。从区域上看，来安地区张八岭东缘基底剪切带向m 姬方 向延伸，被新近纪火山喷发岩所掩盖。但在张八岭地区东北的盱眙一带，出路 一条n n e 向由前寒武系基底岩石组成的断裂带，推测是该基底韧性剪切带的北 1 0 第2 章区域构造环境 延部分。向南在滁州一带出露的寒武系灰岩中发育2 组共轭的、密集分布的脆性 剪切带，分别为n n e 向的左旋剪切和近w e 向的右旋剪切带，它们指示了n w s e 向的挤压应力。这2 组共轭剪切带与基底剪切带晚期叠加变形构造一致。 张八岭东缘基底走滑韧性剪切带的发现，为确定张八岭隆起的东界提供了 重要的构造地质学依据。张八岭隆起是一个独立的、平面上呈楔形展布的块体。 前人的研究结果表明，张八岭块体早期构造变形从地壳上部到下部层次分明， 在震旦系上部至三叠系的盖层中形成以脆性变形为主、以紧闭褶皱和逆冲断裂 为特征的构造带，构造形迹以n n e n e 为主，运动指向由n w 向s e ( 涂荫玖， 2 0 0 1 ) ；震旦系下部地层则形成具脆一韧性过渡性的翻卷、平卧等流变褶皱样 式( 陈柏林，2 0 0 0 ) ；而震旦系以下的张八岭群则表现为完全的韧性变形特征 ( 许志琴，1 9 8 7 ) ，形成了页理倾角平缓但倾向不一的糜棱岩，页理面上的拉 伸线理以m 屺向为主，n w 向次之。总体上展现了一幅盖层n w s e 向收缩变形、 基底呈n n e 向近水平剪切和伸展的变形格局，基底变形与盖层缩短变形之间是 脱耦的。 l i n 等( l i n ，2 0 0 5 ) 的构造模型显示，在张八岭块体深部存在向西缓倾的滑 脱面，并以此来解释张八岭隆起内部与早期俯冲、折返相关的变形构造。而东 缘基底剪切带的发现为张八岭块体同碰撞造山期变形的运动学提供了重要的边 界条件制约。图2 6 展示了张八岭块体及其东西两侧的走滑边界断裂带和前陆冲 断带之间的几何学和运动学模式，该构造模式图将郯庐断裂左旋走滑活动、张 八岭群近水平韧性剪切变形、张八岭东缘基底走滑韧性变形和盖层的褶皱缩短 变形统一起来。尽管在张八岭块体西缘没有找到与郯庐断裂走滑活动有关的韧 性剪切变形的证据，但根据朱光等( 朱光，2 0 0 4 b ) 的研究成果，郯庐断裂带同 碰撞期左旋走滑活动发生在大别一苏鲁造山作用晚期阶段，在晚侏罗世一早白 垩世时期又发生一期重要的左旋走滑活动。根据东缘基底剪切带韧性变形的温 压条件推断，该剪切带形成深度位于中下地壳过渡带，且根据基底剪切变形与 下古生界盖层变形之间的关系，推测其形成主要与华南一华北地块碰撞造山作 用晚期张八岭块体快速折返过程有关( l i n ，2 0 0 5 ) 。根据东缘基底剪切带变形 的运动学指向，近直立页理面上的拉伸线理向南西缓倾，指示张八岭楔形块体 相对于华北地块向北北东方向作斜向运动，这种块体折返模式与大别一苏鲁超 高压变质岩的折返机制有很大不同，块体边界断层的走滑活动控制了张八岭基 底岩石的后期折返。 第2 章区域构造环境 囤勰圈编母h 熏图枷田器圉断寰圆焉 图2 6 横穿张八岭地块构造剖面模式图( 据胡博修改，2 0 0 7 ) 必须指出的是，现今张八岭隆起的构造一地貌格局的形成主要与白垩纪郯 庐断裂带引张伸展活动有关，郯庐断裂带的伸展裂谷作用导致张八岭隆起的绕 水平轴旋转而东西翘倾，结果使早期形成的基底与盖层之间的滑脱带也发生翘 倾，从而在张八岭东缘震旦系中形成后期正断滑脱的假象( l i n ，2 0 0 5 ；陈柏林， 2 0 0 0 ) 。 2 2 江南隆起 广义的“江南隆起”自东向西分为“江南隆起”、九岭隆起、武陵一雪峰隆起。 狭义的江南隆起则主要为皖南、浙西北地区( 赵宗举，2 0 0 3 ) 。本文所指的江 南隆起东段主要包括狭义的江南隆起和赣东北地区，南东以江绍断裂、广丰一 萍乡断裂为界，北部则受控于江南深断裂，西部界线大致为佘干一星子断裂( 图 2 7 ) 。 关于江南隆起的基底板溪群的属性曾颇受争议。许靖华( 1 9 8 7 ) 、赵崇贺 等( 1 9 9 6 ) 提出“板溪群是一种构造混杂岩，是中生代造山带推覆构造残留体， 板溪群不是一个前震旦纪的变质地层单位，江南古陆不存在”，“在野外没有看到 板溪群一定是基底的证据”，“板溪群和它附近的前寒武纪花岗岩是飞来峰”。丁 道桂等( 2 0 0 7 ) 提出江南隆起可能是在中三叠世末，在扬子板块边缘古特提斯 洋闭合受到挤压时，在板内的克拉通周边拗陷盆地基底地壳的拆离及大规模由 南东向水平滑移形成的推覆隆起带。 近年来，陈钟惠等( 1 9 9 7 ) 、侯光久等( 1 9 9 8 ) 通过对华南地区岩石地层 特点、构造古地理和古生物特征以及地壳的结构组成加以综合后得出：板溪 群属于区域性的岩石地层单位，是一套在武陵运动不整合面之上、平行不整合 于震旦系长安组或富禄组之下的由砾岩、砂岩及板岩构成的正常沉积地层，其 1 2 第2 章区域构造环境 图2 7 江南隆起地质略图( 程光华，2 0 0 0 ) 沉积时限从9 5 0 5 0 - - 8 0 0 m a ，属晚元古代早期，在区域上具有明显的可对比性， 不是构造混杂岩；前寒武系地层虽遭受多期构造变形，具有低级变质特征， 但总体地层格架仍是有序的；加里东运动最终形成江南古陆，其后华南地区 已成为成熟陆壳；沿扬子台地向东南，由台地至盆地的生物相一岩相逐渐变 深的过程是连续的，且陆棚、斜坡区分明显，是一个被动大陆边缘：地球物 理资料揭示，江南古陆地区为古隆起，华南具有双层基底，在浅变质褶皱基底 之下有深度变质结晶基底；中生代的碰撞推覆全属陆内性质，在整个江南古 陆没有阿尔卑斯型巨大外来体的明显证据。 印支期以前，江南隆起构造演化史前人已经迸行大量研究。邓国辉等( 2 0 0 5 ) 详细阐述了中新元古代江南隆起经历了晋宁早期板块俯冲和晚期碰撞两个发展 时期( 图2 8 ) ；邓家瑞等( 1 9 9 6 ) 指出志留纪中晚期，加里东运动使之隆起成 为古陆，并使江南隆起核部下古生界遭受剥蚀；梁鼎新等( 1 9 9 0 ) 提出此区域 加里东运动可能为差异升降运动，而非造山运动。然而，杨巍然等( 1 9 9 1 ) 综 合分析后认为，江南隆起是一个自震旦纪以来长期发育并被多次改造的古隆起。 从震旦系及寒武系项面埋深图可看到，志留纪末江南隆起已具有十分明显而完 整的隆起形态。石炭纪一早三叠世末，一直处于广海环境，使晚古生代浅海碳 酸盐岩平缓超覆其上。中三叠世开始，又隆起为陆遭受剥蚀，但下古生界地层 埋藏仍呈较完整的隆起状态。 第2 章区域构造环境 图2 8 江南隆起演化模式图( 邓国辉，2 0 0 5 ) 江南隆起在晚三叠一中侏罗世为陆内造山作用阶段对于下扬子研究起着重 要的作用。江南隆起广泛呈现为由南向北运动的逆冲推覆构造，其两侧也呈现 了同样运动方向的逆冲推覆构造。根据震旦纪一中三叠世岩相古地理分析，造 山带内海相盖层在厚度和岩相上与周边是过渡、协调的，属原地一冷原地岩系， 并非远程推覆而来，该岩系与北部过渡带中地层一样属于扬子地层区的江南地 层分区，不可能来自华南板块。逆冲推覆虽然使原来沉积相带变窄，但并未破 坏原扬子板块南缘的区域沉积古地理格局。造山带中的变质基底也是扬子板块 上典型的浅变质基底，明显有别于华南板块上的变质基底，故也不可能是来自 华南板块的远程推覆体或混杂岩( 许靖华，1 9 8 7 ) 。 因而江南隆起中的推覆距离至多为几十公里的规模，浅部主要的构造样式 为近东西向逆冲叠瓦岩片，不是阿尔卑斯式的异地远程推覆体。江南陆内造山 带的江南过渡带一侧，浅部为自南向北仰冲的推覆带。江南隆起上、下地壳之 间存在着平缓的推覆拆离带。陆内造山使地壳各岩石圈都加厚。从现今保存下 来的深部结构看，江南隆起北部岩石圈的坳陷是有限的，落差仅2 0 k m 。这除了 有后期拆沉影响外，更可能的情况是其中陆内俯冲是有限的。 晚三叠世一中侏罗世末是研究区构造格架变化的重要时期，与下扬子北部 1 4 第2 章区域构造环境 的俯冲事件密切相关。印支期，华南与华北板块发生碰撞，形成了典型的大别 苏鲁造山带。高压超高压变质变形作用发育。本区开始了陆内造山过程。由于 n w s e 、n n w s s e 向挤压作用，在休宁一屯溪盆地盆内形成晚三叠世一早中侏 罗世的类似于前陆盆地的沉积，结束海相沉积的历史。下场子北部海盆随同古 秦岭洋一起向北部和北西部俯冲。在碰撞期间，下场子地区内部也发生剧烈变 化，原已经形成的断裂开始继承性的活动；当江南隆起强烈上升，其北侧的江 南深断裂重新活化，成为断面向南西的逆冲断裂。一系列的向北的逆冲推覆断 裂活动发生于全区。 江南隆起带上发育以厚皮构造为特征的逆冲推覆作用，断层多数走向n n e ， 倾向s e 。以叠瓦状逆冲断裂为主，具有切割深度大的厚皮构造特征。这些逆冲 推覆断裂在江南隆起带的基底根带上相当发育，反映了强烈的基底冲断变形。 陆内造山带的动力学过程是：在大陆陆壳背景上的陆内裂陷及其后的陆内 俯冲和反转并在陆内挤榨和层滑的作用下，形成以逆冲叠瓦岩片为主的陆内造 山带。江南陆内造山带发生在扬子板块与华北板块南北向的陆一陆碰撞过程中， 同时，扬子板块南部也受到华南板块向北推挤的后推力作用。而华南板块向北 推挤的后推力可能来自其南部板块一南海板块的向北聚合。在此南北受压的区 域动力学背景下，位于扬子板块南缘的江南一雪峰地带在印支一早燕山期发生 了陆内造山，从而形成了江南陆内造山带，岩石圈根出现。 上述讨论还存在一个需深入探讨的问题，即动力来源。万天丰等( 2 0 0 2 a ) 认为造成中国大陆内部的强烈的变形作用的主要应力来源是板块间碰撞所产生 的远程效应，正是在这种方向多变的、近于水平的动力作用下，由于各圈层岩 石的强度不同，派生出一系列圈层间的滑脱面、拆离面或断层面，造成了比较 强烈的板内变形。张长厚( 1 9 9 9 ) 则认为：岩石圈拆沉作用可以较好地解释板 内造山带内的火山岩活动特征，但是尽管板块间相互作用( 俯冲或碰撞) 所产 生的水平挤压应力更易于阐明板内造山带的收缩变形特征，板块间相互碰撞或 俯冲产生的边界应力可否有效地被远程传递，尚有待进一步的研究和解决。 另外，江南隆起的山间盆地内上三叠统与下伏地层间的角度不整合、下侏 罗统与上三叠统之间的角度不整合及中侏罗统与上覆地层间的角度不整合，显 然指示了陆内造山中三次强烈的挤压作用。 第2 章区域构造环境 2 3 朝鲜半岛的大地属性 朝鲜半岛由被狭窄活动带分开的几个陆块。构成这些地壳块休由太古代到 中元古代的深变质石组成，被显生宙沉积岩不整合覆盖。从北向南，这些壳块 为朝鲜北部的狼林一平南块体( 是华北地台的东延部分) 、位于半岛的中部京 畿地块，东南部的是岭南地块( c l u z e l ，1 9 9 0 ) ( 如图29 ) 。 图29 朝鲜半岛图构造区圉( 据r a e h e e ，2 0 0 6 修改) 狼林一平南块体和京畿块体被临津江带分开，京畿和岭南块体由沃川带分 开。沃川带是一个狭窄的带，5 0 k i n 宽，斜切半岛。它由两个亚区组成：东北部 的太白山带和狡义的沃川带。 太白山地区是岭南块体一个组成部分，它的早古生代沉积盖层与华北一北 朝鲜地台相关。变质沉积的沃川群位于沃川带的中央。最近的沉积学、微体古 生物学和地球化学证据揭示了沉积变质岩是在早古生代裂谷中沉积的，随后在 中古生代形成了推覆堆叠体。在晚志留世到中石炭世的重要沉积间断( 由于中 古生代构造作用之后，沉积作用在缓慢沉降的地台上再次开始( c l u z e l ，1 9 9 3 ) 。 黄海是一个内陆海，是中国大陆构造体系向东延伸的部分，海域的覆盖以 及中国东部都庐断裂带的走滑运动，使得识别中朝、扬子和华南块体在海区内 第2 章区域构造环境 部的拼合边界成为黄海地学研究中的一个难点。关于黄海内部中朝和扬子块体 的拼合边界存在几种观点，一是鉴于中国