上揚子地區(qū)北部構(gòu)造演化與熱年代學研究.pdf

1、上揚子地區(qū)是我國具有代表性的中生代強烈板內(nèi)變形區(qū)，具有復(fù)雜與長期演化的擠壓變形構(gòu)造。該地區(qū)也是我國具有海相油氣前景的重要地區(qū)。因而，認識與理解該地區(qū)中生代的變形方式與演化規(guī)律具有重要的理論與實際意義。本論文主要以構(gòu)造地質(zhì)學與同位素年代學的方法，重點對上揚子地區(qū)湘鄂西褶皺帶、川東褶皺帶與南大巴山褶皺帶開展了詳細的研究。
　　 在對雪峰隆起北部基底構(gòu)造進行分析的基礎(chǔ)上，本論文選擇了7個基底板溪群板巖樣品進行了伊利石X射線衍射分析與K

2、-Ar年代學研究。這7個樣品給出的冷卻年齡為419-389Ma(晚志留世-中泥盆世)，表明該隆起經(jīng)歷過加里東期構(gòu)造熱事件與相應(yīng)的隆升。由此認為，華南加里東期變形事件直接影響到雪峰隆起本身，向西的影響邊界可能為張家界-花垣-凱里斷裂帶。
　　 本論文選擇了城口-房縣斷裂帶房縣-青峰段進行了詳細的野外與室內(nèi)顯微構(gòu)造研究。該段斷裂帶明顯經(jīng)歷過兩期上盤向南南西的逆沖變形，第一期為韌性逆沖變形，而第二期為脆性逆沖變形。工作中選擇了該斷裂帶

3、下盤變形變質(zhì)的下志留統(tǒng)地層，從7塊糜棱巖化淺變質(zhì)粉砂巖中分選出絹云母樣品進行了40Ar/39Ar同位素測年。其中5個樣品給出了225-218 Ma(晚三疊世早期)的理想坪年齡，被解釋為冷卻年齡。由此認為城口-房縣斷裂帶第-期逆沖活動發(fā)生在中三疊世末，是揚子板塊與秦嶺地塊陸-陸碰撞中發(fā)生的。再結(jié)合本次在該斷裂帶與坪壩斷裂帶之間新發(fā)現(xiàn)的角度不整合印支面(代表中晚三疊世之交發(fā)生的印支運動的構(gòu)造界面)，認為揚子板塊北緣的印支期前陸變形帶發(fā)生在坪

4、壩斷裂帶以北。
　　 本論文在雪峰隆起上發(fā)現(xiàn)了高角度不整合的印支面，而發(fā)現(xiàn)張家界-花垣-凱里斷裂帶與雪峰隆起之間的印支面為微角度不整合。研究區(qū)坪壩飛來峰與張家界-花垣-凱里斷裂帶之間的印支面呈現(xiàn)為平行不整合現(xiàn)象(15處觀察點)。這表明華南的印支期變形明顯影響到了雪峰隆起，向西波及的界線為張家界-花垣-凱里斷裂帶，而區(qū)內(nèi)坪壩斷裂帶與張家界-花垣-凱里斷裂帶之間沒有發(fā)生過印支期褶皺。
　　 野外觀察表明，研究區(qū)內(nèi)上三疊統(tǒng)至上

5、侏羅統(tǒng)之間的地層皆為整合或假整合接觸，表明其間沒有發(fā)生過褶皺變形。而湘鄂西褶皺帶與雪峰隆起上一系列下白堊統(tǒng)與下伏地層之間的角度不整合現(xiàn)象，以及前者內(nèi)上侏羅統(tǒng)及以下地層一起卷入褶皺，指示湘鄂西褶皺帶形成于晚侏羅世末，其影響的西界峰帶為齊曜山斷裂帶。該褶皺帶呈弧形展布，向北西突出，其中為背斜寬、向斜窄的隔槽式褶皺。該褶皺帶內(nèi)的軸面傾向與逆沖斷層皆指示了自南東向北西的推擠。
　　 根據(jù)被卷入褶皺地層的最新時代及上白堊統(tǒng)與下伏地層之間的

6、角度不整合現(xiàn)象，本次工作認為川東褶皺帶形成于早白堊世末。該褶皺帶形成時還使其東側(cè)的湘鄂西褶皺帶內(nèi)疊加了一系列北北東向的褶皺。介于華鎣山與齊曜山斷裂帶之間的川東褶皺帶，為一典型的隔檔式褶皺帶，具有背斜窄、向斜寬的特征，向斜多為箱型褶皺。內(nèi)部多數(shù)的背斜軸面西傾，但總體上的運動學規(guī)律仍是自東向西的推擠。推斷震旦系底與志留系泥巖是該褶皺帶形成中的重要滑脫層。
　　 南大巴山褶皺帶內(nèi)被卷入的最新地層時代也是下白堊統(tǒng)，其明顯對川東與湘鄂西褶

7、皺帶的北部造成了疊加褶皺，因而形成于晚白堊世初。該褶皺帶是一總體向南南西突出的弧形褶皺帶，自北向南可以劃分出城口-房縣與坪壩斷裂帶之間的根帶，坪壩至鐵溪-巫溪斷裂帶之間的中帶和鐵溪一巫溪斷裂帶南側(cè)的鋒帶。根帶以沖斷巖片為特征，早期還經(jīng)歷過印支期沖斷變形；中帶以隔檔式褶皺為特征，常為箱形褶皺；而鋒帶主要出現(xiàn)短軸寬緩褶皺。南大巴山褶皺帶明顯是向南南西推擠中形成的。城口-房縣斷裂帶上第二期向南南西的脆性逆沖就是這一階段發(fā)生的。秦嶺造山帶南側(cè)的

8、北大巴沖斷帶在此活動中大規(guī)模地向南逆掩在揚子板塊北緣之上。
　　 本論文通過對被卷入褶皺地層內(nèi)的逆沖斷層進行系統(tǒng)擦痕數(shù)據(jù)測量，獲得了113組有效應(yīng)力方位，進而劃分出三期應(yīng)力場。通過與區(qū)內(nèi)的褶皺演化對比，認為上揚子北部晚侏羅世末的擠壓方向為北西-南東向，對應(yīng)于湘鄂西隔槽式褶皺帶的形成；早白堊世初的擠壓方向這近東西向，對應(yīng)于川東隔檔式褶皺帶的形成；而晚白堊世初的擠壓方向為北東-南西，對應(yīng)于南大巴山弧形褶皺帶的形成。這一古應(yīng)力場分析工

9、作，也進一步驗證了上述關(guān)于上揚子地區(qū)構(gòu)造演化階段的劃分。
　　 綜合本次研究成果，認為上揚子北部張家界.花垣.凱里斷裂帶以西的研究區(qū)內(nèi)，沒有發(fā)生過加里東期褶皺。該區(qū)中生代經(jīng)歷過四期的褶皺演化，具體的演化序列為中三疊世末北大巴山?jīng)_斷帶北緣與雪峰隆起及其西緣的印支期褶皺→晚侏羅世末湘鄂西弧形隔槽式褶皺帶→早白堊世末川東隔檔式褶皺帶→晚白堊世初南大巴山弧形褶皺帶。古特提斯與新特提斯洋的閉合及太平洋板塊的俯沖這三大動力先后作用于該地區(qū)，