理论教育 中南地区地质调查项目成果汇编:物源区分析和构造古地理研究进展

中南地区地质调查项目成果汇编:物源区分析和构造古地理研究进展

时间:2023-08-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:霍邱南部安阳山地区新元古代安阳山组和晚石炭世张井组的地层时代厘定、沉积环境、物源分析和古地理特征表明,应将霍邱-固始地区与秦岭-桐柏造山带联系在一起,属于北淮阳构造带,揭示大别造山带和华北陆块的边界,且在新元古代—晚古生代,该边界应该位于研究区北侧的寿县断裂。

中南地区地质调查项目成果汇编:物源区分析和构造古地理研究进展

(1)霍邱地区新元古代安阳山组和晚石炭世张井组。新元古代青白口纪安阳山组形成于被动大陆边缘沉积盆地,安阳山组自下而上,碳酸盐岩含量逐渐减少,石英碎屑含量逐渐增加,砂屑岩的成分成熟度和结构成熟度不断增加,经历了从深水盆地相到浅水滨岸相演变,揭示了物源区地形高差缩小、逐渐夷平的过程,表明安阳山组沉积阶段是一个大地构造相对稳定的阶段。安阳山组碎屑岩物源区主要来自残留在秦岭-大别山地区的格林威尔造山带地块,其次是秦岭地块。位于华北陆块南缘霍邱南部地区晚石炭世张井组碳酸盐岩的发现,首次证实古特提斯洋(海)在石炭纪从秦岭向东已经延伸到大别造山带,它将华北和大别造山带分隔开。张井组发育深水盆地-斜坡-碳酸盐岩陆棚沉积体系,不同于华北和扬子晚石炭世的沉积环境。大别造山带北缘地区曾经发育奥陶纪地层。霍邱南部安阳山地区新元古代安阳山组和晚石炭世张井组的地层时代厘定、沉积环境、物源分析和古地理特征表明,应将霍邱-固始地区与秦岭-桐柏造山带联系在一起,属于北淮阳构造带,揭示大别造山带和华北陆块的边界,且在新元古代—晚古生代,该边界应该位于研究区北侧的寿县断裂(或者称为颍上-定远断裂)。

(2)金寨-霍山地区的卢镇关群和佛子岭群。卢镇关群小溪河组主要为一套低级变质的中酸性岩浆岩,其岩石地球化学特征表明其原岩主要为钙碱性中酸性火山岩,并具有贫硅、富铝、富钙的正变质岩特征,且受到大陆地壳混染作用的影响,其主要形成环境为陆缘弧-陆内裂谷环境,反映其源于新元古代形成的安山质-花岗质岩石。佛子岭群祥云寨组原岩主要来自石英砂岩,其次是粉砂岩和页岩,物源主要为石英岩沉积岩物源区,构造背景主要为被动大陆边缘环境,物源区显示了亲扬子的特征;潘家岭组和诸佛庵组的原岩主要是以泥质、泥钙质和硅质为主的杂砂岩-亚岩屑砂岩-岩屑砂岩-页岩的岩石组合,构造环境为大陆岛弧和活动大陆边缘,物源为石英岩沉积岩物源区和长英质火成岩物源区的复合物源区,物源区具有扬子和华北的双重属性。

佛子岭群625颗碎屑错石年龄分析显示,物源区主要包括来自于北秦岭早古生代岛弧和新元古代的扬子陆块基底,少量来自于秦岭造山带或者华北陆块古元古代基底。佛子岭群碎屑错石微量元素和稀土元素特征显示,研究区内碎屑错石均表现为壳源错石特征,未发现洋壳错石。

(3)金寨地区梅山群。金寨地区梅山群源岩主要为古老基底变质岩、长英质火山岩和古老沉积岩,物源区主要为再旋回造山带的成熟大陆石英质物源区,物源构造背景较为复杂,主要为大陆岛弧,其次为活动大陆边缘和被动大陆边缘。梅山群410颗碎屑错石年龄表明,物源区最主要的是早古生代的火山岛弧,其次是新元古代的扬子陆块基底,另外还有秦岭造山带基底或者华北的基底。化学蚀变指数(CIA)指示了物源区的风化程度。梅山群大部分样品碎屑岩风化指数大于80,表示梅山群物源区经历了比较漫长的从初始风化到晚期强烈风化的阶段。(www.daowen.com)

(4)固始-商城地区的石炭系(杨山群)。石炭纪早期和晚期发育两个不同阶段的沉积演化。早石炭世早期,受早海西期构造运动影响,研究区整体抬升导致花园墙组与杨山组间为不整合接触,沉积环境由滨浅海相逐渐转变为海陆过渡相,同时杨山组发育有磨拉石建造及含煤沉积,并在底砾岩的灰岩砾石中发现扬子陆块区的志留纪珊瑚化石,表明研究区在早古生代可能与扬子海相通。至晚石炭世早期,道人冲组发生短期大规模海侵,又转为滨浅海沉积,发育大量海相化石且与秦岭—祁连一带相似,并出现有华北类分子(Pseudostaffella),说明地层形成时北淮阳地区已经与华北陆块南缘之间发生了对接,并接受来自西北地区的海水入侵。之后,胡油坊组沉积期构造背景由挤压转为拉张,受拉张构造背景影响,研究区发生大规模区域裂陷,并且出现明显的沉积分异,西区以山间断陷湖盆沉积为主,东区则主要为深水浊积扇沉积,表明该时期地势为西高东低,“西陆东海”,生物化石特征表明东侧海域或与华南海和扬子海连为一体。到晚石炭世中晚期杨小庄组局部抬升为海陆过渡沉积并出现含煤沉积。到晚石炭世晚期又出现大规模海侵,海平面抬升,从而使得双石头组由碎屑滨浅海沉积转变为局限台地相沉积。石炭系物源类型主要包括:沉积岩、低级变质岩和酸性岩浆岩,主要来源于稳定克拉通边缘、再旋回造山带、变质基底和岩浆弧。构造背景由早期的被动大陆边缘转变为碰撞挤压,期间发生局部的拉张作用。杨山组灰岩砾石中发现了晚奥陶世牙形石化石、安徽日射珊瑚比较种、志留纪介形类等,表明该区周缘曾存在早古生代地层。石炭系9个砂岩样品的U-Pb年龄分析显示,物源主要来自北秦岭早古生代的岛弧,以及扬子陆块中新元古代基底,少量来自秦岭造山带或者华北陆块古元古代基底。碎屑错石的微量元素和稀土元素特征显示,研究区石炭系碎屑错石均呈现壳源错石特征,未发现洋壳错石。

(5)苏家河群和信阳群。苏家河群浒湾组和定远组原岩几乎全部为岩浆岩,信阳群龟山组和南湾组原岩全部为沉积岩区。浒湾组正变质岩,除玄武岩外,主要为粗面岩系列。定远组变火山岩原岩包括玄武岩-安山岩系列与粗面岩-流纹岩系列两类。定远组集中分布于火山弧的钙碱性玄武岩区域,形成于火山弧构造背景;浒湾组主要分布在大陆玄武岩区域,其中榴辉岩落入富集型MORB区域。苏家河群为一套构造混杂的变质火山岩系。定远组变火山岩属于岛弧玄武岩构造背景,浒湾组变火山岩属于大陆内部构造背景。浒湾组榴辉岩年龄为246±11Ma,反映了大别造山带西段同样记录了中生代的大陆深俯冲事件。信阳群龟山组和南湾组均为变质沉积岩,原岩以杂砂岩为主,为近源沉积的碎屑岩,反映大陆岛弧-活动大陆边缘的构造背景。通过碎屑错石U-Pb年代学研究,信阳群物源区的地质体主要是类似于早古生代的北秦岭岛弧、新元古代的扬子陆块北缘基底、中元古代的秦岭造山带基底和新太古代—古元古代的扬子陆块或者华北陆块基底。这和佛子岭群物源区几乎完全一致,只不过早古生代的北秦岭岛弧作为物源区在信阳群中有更大的份额。

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