梁 莎
(陜西省地質礦產勘查開發(fā)局西安地質礦產勘查開發(fā)院,陜西 西安 710100)
秦嶺造山帶位于中國大陸中部,是自然環(huán)境、地球物理、化學以及地質學的天然南北分界線。作為一條擁有長期、復雜演化歷史的復合型大陸造山帶,一直是國內外地學界研究者關注的焦點。
勉略構造帶原是秦嶺大別造山帶中除商丹古縫合帶又一條印支期板塊拼合的古縫合帶,它以逆沖推覆斷裂構造為主要構造格架,在疊加了中新生代陸內構造之后形成了現今這條復合型構造帶,被認為是中國大陸于印支期完成主體拼合的主要結合帶,在研究中國大陸的構造演化歷史中具有非常重要的大地構造意義[29-34]。
勉略構造帶以勉縣-略陽蛇綠構造混雜巖帶為代表,該帶東西延展約160 km,巖石組成非常復雜,包括不同時代、不同類型的蛇綠巖巖塊、沉積巖系以及基底巖塊,并且經歷了不同級別的變質、變形及構造作用[19]。通過對這些蛇綠混雜巖及變質火山巖進行同位素年代學、地球化學等方面的研究[9-11,13-14,24],認為勉略洋經歷過一個完整的有限洋盆發(fā)生、發(fā)展、消亡的過程。
蛇綠巖是證明古洋盆存在的直接證據,造山帶的演化歷史也一直是人們關注的核心問題之一,這就需要尋找古洋殼的存在證據、恢復古板塊的構造格局,因此,關于蛇綠巖的研究在重現造山帶造山過程中顯得尤為重要[35,38]。
勉略蛇綠構造混雜巖帶在上世紀80年代初由李春昱先生首次提出,在該帶中部勉縣 -略陽一帶,出露非常具有代表性的蛇綠混雜巖帶[15]。勉縣 -略陽蛇綠構造混雜巖帶原稱三河口群,南北分別以略陽斷裂和狀元碑斷裂為界,該帶以南為前寒武系碧口群,以北為志留系白水江群。帶內巖石組成結構復雜多樣,包含有大量沉積巖塊以及鎂鐵質-超鎂鐵質巖石。略陽黑溝峽島弧火山巖Sm-Nd等時年齡242±21Ma和 Rb- Sr等時年齡 221 ±13Ma[18],略陽三岔鄉(xiāng)文家溝與蛇紋巖伴生的白云母鈉長片巖得到白云母40Ar/39Ar坪年齡 226.9 ± 0.9Ma[4];古生物年代學資料顯示三岔子蛇綠巖形成于早石炭世[7];張宗清等人在對該地區(qū)鎂鐵質巖石的年代學研究過程中發(fā)現除了存在有印支期構造事件的證據外,還存在有晉寧期具有蛇綠巖性質的鎂鐵質火山巖塊與島弧火山巖塊;在該構造帶向東延伸至西鄉(xiāng)地區(qū)孫家河具有島弧火山巖性質的變質鎂鐵質火山巖片也具有新元古代的形成年齡[12,36]。這些證據表明,勉縣蛇綠構造混雜巖帶是非常復雜的,它的形成可能是在晉寧期的主要構造活動之后疊加了多期不同的構造事件的結果[38]。
巖石地球化學成分顯示鎂鐵質巖石顯示具有洋脊蛇綠巖、島弧蛇綠巖以及島弧火山巖的特征[9-10,12-13],該構造帶內的變質鎂鐵質-安山質火山巖塊地球化學特征也比較復雜,既有具有島弧火山巖性質的巖塊又有大陸邊緣島弧拉長洋盆性質的巖塊[37-38],這些證據也都顯示了該構造帶內的蛇綠混雜巖成因的復雜性。
南秦嶺地區(qū)出露有大量的花崗巖,自西向東可分為光頭山巖體群、五龍巖體群和東江口巖體群三個大巖體群,這些花崗巖體基本都以巖基的形式侵入到古生代地層之中[23,26-28]。
孫衛(wèi)東等對姜家坪、張家壩、新院、東江口、光頭山以及迷壩六個巖體進行了鋯石U-Pb年代學測試,結果顯示這些巖體均形成于三疊紀,形成時代在206~220 Ma,這與勉略洋盆閉合時代[18]以及大別超高壓變質時代[1,5]基本一致,并且這些巖體均分布在勉略構造帶以北,它們的形成可能與勉略洋盆閉合及其后發(fā)生的陸殼基底向南秦嶺微陸塊之下的俯沖有關[23],這些花崗巖的U-Pb年齡都比較集中,反應這次陸殼俯沖導致的巖漿活動時間非常短。
關于秦嶺造山帶晚三疊世花崗巖形成的動力學背景目前存在以下幾種不同的觀點:(1)該地區(qū)晚三疊世花崗巖是勉略洋殼俯沖至秦嶺微地塊之下而形成的島弧火山巖[32,33];(2)該地區(qū)晚三疊世花崗巖是典型的后碰撞型花崗巖,是在晚三疊世秦嶺造山帶沿勉略構造帶碰撞造山作用之后巖石圈發(fā)生拆沉作用,導致下地殼部分熔融的產物[8,27-28];(3)勉略洋向北俯沖過程中,在較淺深度時俯沖板片就發(fā)生了斷離,使巖石圈地幔發(fā)生熱擾動,因此產生的幔源物質底侵于增厚下地殼,從而形成大規(guī)模花崗質巖漿[1,6,18];(4)最近研究觀點認為這些花崗質巖石都是俯沖陸殼在折返過程中發(fā)生部分熔融作用而產生的[22]。
變質作用發(fā)生的根本原因是地質環(huán)境的改變,因此對于變質巖石進行年代學與變質作用的研究,將變質演化過程與造山過程相結合,能夠為重現造山帶的演化歷史提供更加豐富的證據。
早期對該地區(qū)的研究中,僅有關于多硅白云母[20]及硬綠泥石、藍閃石[25]等中、高壓變質礦物的報道,并未對這些變質巖石進行深入研究。近年來,通過對勉縣地區(qū)兩類高壓基性麻粒巖的變質作用研究得到了順時針的P-T-t演化軌跡,反映了秦嶺造山帶在印支期沿勉略構造帶發(fā)生俯沖 -碰撞-折返的造山過程,從變質演化的角度進一步證明勉略構造帶是一條形成于印支期的版塊縫合帶[21]。
從變質地質學與構造地質學結合的角度可將勉略構造帶的變質作用劃分為四個不同階段:主體在海西期延續(xù)至印支早期的拉張變質作用階段,晚海西—印支期俯沖變質作用階段,印支晚期碰撞變質作用階段以及印支末期的熱接觸變質作用與動力退變質作用階段[17]。
勉略構造帶的研究對于恢復秦嶺造山帶的造山過程具有非常重要的意義,前人分別從蛇綠巖、花崗巖以及變質巖等不同方面對這一條復雜的構造帶進行了大規(guī)模的研究。
現有關于蛇綠巖形成時代的研究結果顯示有從晉寧期一直到印支期的年齡分布,這一結果被解釋為勉略蛇綠構造混雜巖帶非常復雜,它可能是在晉寧期的主要構造活動之后疊加了多期不同的構造事件的產物[38];關于南秦嶺地區(qū)大量三疊世花崗巖的成因問題也是眾說紛紜;在變質巖石學方面僅有對部分高壓基性麻粒巖及低級變質巖石的變質作用和年代學有少量研究結果,研究結果顯示該地區(qū)可能存在有更高變質級別的巖石[17,21]。因此,如果能夠對勉略構造帶的高壓變質巖石進行細致的變質作用與變質年代學研究,便可為研究勉略構造帶的形成以及恢復秦嶺造山帶的造山過程提供更加充足的證據。
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