揚(yáng)子陸塊北緣大洪山地區(qū)發(fā)現(xiàn)晉寧期造山帶

胡正祥, 毛新武, 田望學(xué), 李雄偉

(湖北省地質(zhì)調(diào)查院， 湖北 武漢　430034)

揚(yáng)子陸塊北緣大洪山地區(qū)發(fā)現(xiàn)晉寧期造山帶

胡正祥, 毛新武, 田望學(xué), 李雄偉

(湖北省地質(zhì)調(diào)查院， 湖北 武漢430034)

摘要：對(duì)隨南大洪山地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造發(fā)展演化的認(rèn)識(shí)，一直存在較大分歧。近期在該地區(qū)基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查研究中取得了一些新進(jìn)展：新厘定了揚(yáng)子陸塊北緣遠(yuǎn)安—京山地塊、大洪山俯沖增生雜巖帶和三里崗巖漿弧。在大洪山增生雜巖帶內(nèi)MORB型輝綠巖中取得820 Ma年齡資料、洋島型玄武巖中取得817 Ma年齡資料；在三里崗巖漿弧內(nèi)，于島弧英安巖中取得841 Ma年齡資料、英云閃長巖中取得876.9 Ma年齡資料，首次在揚(yáng)子陸塊北緣(湖北境內(nèi))確立了晉寧期造山帶的存在。

關(guān)鍵詞：揚(yáng)子陸塊北緣；湖北段；大洪山俯沖增生雜巖帶；三里崗巖漿弧

0引言

揚(yáng)子北緣地質(zhì)構(gòu)造較為復(fù)雜，長期存在不同的認(rèn)識(shí)。2000年，張國偉、董云鵬等提出中生代勉略縫合帶的認(rèn)識(shí)，并認(rèn)為花山蛇綠混雜帶為湖北省內(nèi)南秦嶺南緣中生代板塊縫合帶[1-4]；而張宗清等對(duì)大洪山地區(qū)的同位素年代學(xué)研究表明，花山蛇綠巖可能形成于年齡較老的洋盆[5]。本文通過 “湖北區(qū)域地質(zhì)調(diào)查與片區(qū)總結(jié)”項(xiàng)目2012—2014年度重點(diǎn)專題調(diào)查，并結(jié)合1∶5萬區(qū)調(diào)資料，認(rèn)為在大洪山地區(qū)存在晉寧期地(板)塊拼合造山帶，采用大地構(gòu)造相分析方法[6]，由南至北劃分出被動(dòng)陸緣、大洪山俯沖增生雜巖帶(楔)、三里崗巖漿弧三大構(gòu)造單元。建立了大洪山晉寧期造山帶的主體結(jié)構(gòu)框架，并初步查明了造山帶物質(zhì)組成、形成時(shí)代和結(jié)構(gòu)特征(圖1)。

1大洪山晉寧期造山帶結(jié)構(gòu)與物質(zhì)組成

1.1　遠(yuǎn)安京山地塊被動(dòng)陸緣

分布于長崗—洪山寺—廠河(綠林)—破巖山斷裂(F03)以南，僅見于洪山寺—楊家嘴一線以南，由中元古代打鼓石群組成，劃分為羅漢嶺組(Pt2l)和陳家沖組(Pt2c)。前者為陸棚碎屑巖-碳酸鹽巖組合，后者為臺(tái)地碳酸鹽巖組合，其上被南華紀(jì)蓮沱組不整合覆蓋。該單元內(nèi)，構(gòu)造變形較弱，一般呈軸面北傾的寬緩不對(duì)稱褶皺和脆性逆沖斷層，并疊加有后期脆性變形。

1.2　大洪山俯沖增生雜巖帶

夾持于長崗—洪山寺—廠河(綠林)—破巖山斷裂(F03)與板橋—屈山店—高關(guān)—張家沖斷裂(F02)之間的三角形地帶。按物質(zhì)組成特征及形成背景，可分為6種巖石構(gòu)造組合，并呈現(xiàn)復(fù)雜的混雜堆疊特點(diǎn)。

含火山凝灰質(zhì)濁積巖組合：巖性為(含)凝灰質(zhì)粉砂巖、鈣質(zhì)粉砂巖與泥質(zhì)板巖構(gòu)成的濁積巖建造，局部夾含礫屑鈣質(zhì)砂巖透鏡體、滑塌巖片、巖塊(圖2-a)，此外夾有少量玄武巖、輝長(綠)巖塊、紫紅色、灰綠色硅泥質(zhì)板巖巖片，為洋殼俯沖時(shí)(外弧)刮消混入的洋殼殘片(圖2-b)。該套物質(zhì)組合變形強(qiáng)烈，除同沉積期不規(guī)則滑塌變形外，普遍發(fā)育同斜緊閉褶皺和逆沖斷層，組成北傾的逆沖巖片疊瓦排列。

圖1　大洪山古造山帶地質(zhì)簡圖

a. 濁積巖與其中的滑塌巖塊 b. 濁積巖中的玄武巖塊

圖2海溝含火山凝灰質(zhì)濁積巖組合

Fig.2Trench turbidities association with volcanic tuff

洋中脊蛇綠巖組合：為一套氣孔狀、杏仁狀、枕狀玄武巖、基性火山角礫巖和輝長巖組合，呈混雜巖塊外貌產(chǎn)出(圖3-a，b)。地球化學(xué)方面，以低K2O、高Na2O/K2O值、高M(jìn)g#、TiO2含量1.40%~2.10%，具有拉斑玄武巖系列的特點(diǎn)，與典型的洋中脊拉斑玄武巖相似；具有“平坦”的稀土配分模式，少數(shù)樣品LREE呈虧損狀態(tài)，HREE含量較高(16×10-6~24×10-6)，δEu=0.73~1.01，無明顯的Eu負(fù)異常；虧損大離子親石元素(LILE)Rb、Sr、U、K等，高場(chǎng)強(qiáng)元素(HFSE)Zr、Hf、Ti等相對(duì)富集，Nb、Ta未見明顯虧損，這些特點(diǎn)與洋中脊型蛇綠巖中鎂鐵質(zhì)巖單元基本一致。前人在楊家棚獲得947 Ma的MORB型輝長巖年齡[7]，在廠河獲得824 Ma的枕狀玄武巖SHRIMP鋯石U-Pb年齡[8]。本次在綠林獲得的(820±17) Ma(MSWD=5.5)的MORB型輝綠巖年齡(另文發(fā)表)，表明在大洪山地區(qū)存在947~820 Ma的洋盆物質(zhì)。

洋盆硅泥質(zhì)巖組合：由淺紅色、灰綠色、深灰色泥質(zhì)板巖、硅質(zhì)泥質(zhì)板巖夾薄層硅質(zhì)巖組成。普遍發(fā)育不規(guī)則軟流變形(圖4-a，b)。常與洋中脊蛇綠巖組合混雜在一起，也可呈巖片、巖塊混入弧前濁積巖組合中。

海山玄武巖-碳酸鹽巖組合：主要由中厚層狀白云巖與玄武巖互層構(gòu)成(圖5-b)，普遍見有輝長巖侵入體(圖5-a)，巖石化學(xué)特征顯示為洋島型鎂鐵質(zhì)巖。對(duì)橋溝洋島型玄武巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb測(cè)年，取得(817.1±7.2) Ma的加權(quán)平均年齡(另文發(fā)表)。

a. 廠河枕狀玄武巖 b. 橋溝基性火山角礫巖

圖3洋中脊蛇綠巖組合

Fig.3Ocean ophiolite association

a. 廠河洋盆硅泥質(zhì)巖 b. 橋溝硅泥質(zhì)巖片混入玄武巖中

圖4洋盆硅泥質(zhì)巖組合

Fig.4Siliceous-argillaceous rock association of ocean basin

a. 基底殘塊中的洋島型輝長巖(大洪山) b. 海山碳酸鹽巖與玄武巖組合(大洪山)

圖5海山玄武巖-碳酸鹽巖組合

Fig.5Basalt-carbonate association of seamount

海山坡底礫屑白云巖、砂屑白云巖泥質(zhì)板巖組合：由礫屑白云巖、砂屑白云巖、白云質(zhì)粉砂巖與泥質(zhì)板巖組成，主要見于基底巖塊周邊(圖6-a，b)，尤以北緣較發(fā)育。有時(shí)呈不完整的巖塊混雜于弧前濁積巖或蛇綠巖中。

碰撞期淺水碎屑巖組合：該套巖石組合在帶內(nèi)分布較局限。其中，在洪山寺一帶，主要為一套厚層塊狀淺紅色、雜色礫巖夾透鏡狀含礫雜砂巖，礫石成分較雜，磨圓中等，為陸棚坡底水下沖積扇沉積(圖7-a)；在綠林鎮(zhèn)(廠河)一帶，為灰色含礫泥巖、具透鏡狀層理的夾白云質(zhì)粉砂巖的泥巖(圖7-b)。該套巖石組合呈巖塊、巖片產(chǎn)于混雜巖帶內(nèi)。解釋為洋盆消減關(guān)閉，陸塊(弧-陸)碰撞時(shí)，系海溝快速隆升過程中形成的濱淺水沉積物披蓋式超覆，并在碰撞造山過程中，呈斷塊、斷片嵌入增生雜巖帶內(nèi)。

1.3　三里崗巖漿弧

分布于板橋—屈山店—高關(guān)—張家沖斷裂(F02)與襄廣斷裂(F01)斷裂之間，共分為2個(gè)巖石構(gòu)造組合。

島弧火山巖-碎屑巖組合：主要巖石組合為變玄武巖、基性火山角礫巖、安山巖、英安巖、流紋巖夾變粉砂巖、泥質(zhì)板巖(圖8-a，b)。本次工作，在土門一帶英安巖中，采用LA-ICP-MS鋯石U-Pb測(cè)年，取得841 Ma形成年齡(另文發(fā)表)。

島弧侵入巖組合：主要巖石類型有輝長巖、花崗閃長巖、英云閃長巖、二長花崗巖(圖9-a、b)。前人測(cè)得三里崗巖體中二長花崗巖(876±17) Ma(SHRIMP鋯石U-Pb法)的成巖年齡[1]，本次在英云閃長巖中采用LA-ICP-MS鋯石U-Pb法取得206Pb/238U加權(quán)平均年齡為(876.9±9.2) Ma (MSWD=4.1)(另文發(fā)表)。

a. 海山坡底礫屑白云巖(南風(fēng)埡東) b. 海山坡底重力流序列(南風(fēng)埡東)

圖6海山坡底礫屑白云巖、砂屑白云巖、泥質(zhì)板巖組合

Fig.6Dolorundite and sandy dolarenite-argillite association of seamount slope

a. 水下沖積扇雜礫巖(洪山寺) b. 潮坪相夾白云巖透鏡體的泥粉砂巖(廠河)

圖7碰撞期淺水碎屑巖組合

Fig.7Shallow clastic rock association during collision stage

a. 安山巖與英安巖組成同斜褶皺(土門) b. 英安巖(土門)

圖8島弧火山巖-碎屑巖組合

Fig.8Island arc pyroclastic rock association

a. 中粗粒二長花崗巖 b. 輝長巖侵入英云閃長巖中

圖9島弧侵入巖組合

Fig.9Island arc intrusive rocks

2討論與展望

長期以來，對(duì)鄂北南秦嶺造山帶地質(zhì)發(fā)展演化一直存在較大爭(zhēng)議。隨著地質(zhì)研究工作的不斷深入，一大批重要成果資料的出現(xiàn)，促使我們重新思考認(rèn)識(shí)這一地區(qū)的地質(zhì)演化過程。大洪山地區(qū)厘定了晉寧期造山帶，首次在揚(yáng)子陸塊北緣湖北段，較清楚地恢復(fù)了晉寧期揚(yáng)子北緣遠(yuǎn)安京山地塊與以三里崗巖漿弧為代表的另一地塊活動(dòng)邊緣，經(jīng)歷洋盆消減-地塊匯聚造山過程，其后接受了南華紀(jì)統(tǒng)一蓋層披蓋式沉積(圖10-a，b)，再次證實(shí)了統(tǒng)一揚(yáng)子板塊基底形成于晉寧運(yùn)動(dòng)。

但仍有以下問題需要進(jìn)一步研究：

(1)造山帶的區(qū)域展布及影響范圍。現(xiàn)階段初步查明了大洪山地區(qū)晉寧期造山帶結(jié)構(gòu)特征，但對(duì)該造山帶的區(qū)域延伸與影響范圍還不很清楚。從已有的資料分析，南襄盆地東側(cè)棗陽耿集過風(fēng)埡一帶，可能是三里崗巖漿弧的西延部分，而東部蘄春一帶，晉寧期巖漿巖是否是其東延部分，仍需深入研究。

(2)初步認(rèn)為三里崗巖漿弧是在陸塊基礎(chǔ)上發(fā)展演化形成的陸緣弧，這一認(rèn)識(shí)尚缺乏充分依據(jù)。

(3)近年來，在大洪山晉寧期造山帶北側(cè)的桐柏大別地區(qū)，普遍發(fā)育新元古代侵入巖，侵位時(shí)代多在840~800 Ma之間，組合特征顯示為與(洋)俯沖相關(guān)的TTG變質(zhì)花崗巖、向北側(cè)多為G1G2變質(zhì)花崗巖組合，并且存在向北年代變新趨勢(shì)。同時(shí)也發(fā)現(xiàn)有年代在820 Ma左右的變質(zhì)火山巖巖片，大多顯示為島弧性質(zhì)。有一種觀點(diǎn)認(rèn)為，在新元古代，發(fā)生了桐柏大別地塊與黃陵大洪山地塊的拼合① 湖北省地質(zhì)調(diào)查院.湖北省大地構(gòu)造圖說明書[R].武漢：湖北省地質(zhì)調(diào)查院，2012.。因此，研究三里崗巖漿弧基底性質(zhì)、特征，查明其是否屬于桐柏大別地塊邊緣，對(duì)重新認(rèn)識(shí)鄂北南秦嶺晉寧期構(gòu)造格局與演化，具有重要的意義。

a. 蓮沱組不整合于弧火山巖之上(天生堰) b. 南沱組礫巖覆于弧火山碎屑巖之上(耿集過風(fēng)埡)

圖10南華系超覆于前南華紀(jì)不同構(gòu)造單元之上

Fig.10Nanhua System overlaps the various tectonic units of Pre-Nanhua System

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Discovery of the Jinningian Orogenic Belt on the Northern Margin of Yangtze Craton in Mountain Dahong

HU Zheng-xiang, MAO Xin-wu, TIAN Wang-xue, LI Xiong-wei

(HubeiGeologicalSurvey,Wuhan,Hubei430034,China)

Abstract:Researchers still have different understandings on the geotectonic evolution of Mountain Dahong in southern Suizhou. Some progress has been made in the regional geological survey of the area recently, i.e., the Yuan’an-Jingshan block, the Mountain Dahong subduction-accretionary complex, and the Sanligang magmatic arc were identified. In the Mountain Dahong subduction-accretionary complex, MOR-type diabase and oceanic island basalt yield 820 Ma and 817 Ma, respectively. And in the Sanligang magmatic arc, arc dacite and tonalite yield 841 Ma and 876.9 Ma, respectively. These data confirmed the existence of the Jinningian orogenic belt on the northern margin of Yangtze Craton in Hubei Province for the first time.

Key words:northern margin of Yangtze Craton; Hubei; Mountain Dahong subduction-accretionary complex; Sanligang magmatic arc

作者簡介：胡正祥(1963—)，男，教授級(jí)高級(jí)工程師，主要從事區(qū)域地質(zhì)調(diào)查與研究工作。Email: 1113153933@qq.com。

基金項(xiàng)目：中國地質(zhì)調(diào)查“湖北區(qū)域地質(zhì)調(diào)查與片區(qū)總結(jié)(編號(hào)：12120113012800)”項(xiàng)目資助。

收稿日期：2015-01-05； 改回日期： 2015-01-20。

中圖分類號(hào)：P622

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：2095-8706(2015)02-0033-07