大別造山帶與合肥盆地中生代構(gòu)造—沉積演化關(guān)系研究.pdf

1、系統(tǒng)觀引入地球科學(xué)研究的一個(gè)重要方面就是造山帶與相鄰沉積盆地的耦合研究。將盆山之間物質(zhì)轉(zhuǎn)移作為切入點(diǎn)進(jìn)行盆山之間耦合關(guān)系的研究，成為近些年來大陸動(dòng)力學(xué)研究的熱點(diǎn)。物源分析除了告訴我們盆地沉積充填歷史以外，還能告訴我們?cè)磪^(qū)的一系列構(gòu)造演化信息，因此成為盆山耦合研究中非常重要的手段。大別造山帶以其獨(dú)特而罕見的高壓一超高壓變質(zhì)相帶的連續(xù)分布而成為國(guó)內(nèi)外地學(xué)界關(guān)注的焦點(diǎn)。大別造山帶與相鄰的合肥盆地研究的一個(gè)新的課題就是如何將大別造

2、山帶的演化進(jìn)程與合肥盆地形成機(jī)制以及盆地充填特征有機(jī)的聯(lián)系起來。本文在上述學(xué)術(shù)背景指導(dǎo)下，結(jié)合研究區(qū)工作現(xiàn)狀，開展了多角度的研究工作，取得的主要認(rèn)識(shí)如下：1.大別山造山帶的構(gòu)造單元?jiǎng)澐旨拔镔|(zhì)組成大別造山帶從北向南可分為北淮陽弧后復(fù)理石帶、北大別弧雜巖帶、南大別碰撞雜巖帶(高壓變質(zhì)帶)、宿松變質(zhì)雜巖帶。分劃這4個(gè)構(gòu)造單元的是信陽一舒城斷裂、磨子潭－曉天斷裂、水吼－英山斷裂(剪切帶)、太湖－馬廟斷裂(剪切帶)及襄樊－廣濟(jì)斷裂

3、。從東到西，商麻斷裂將大別造山帶分為大別地塊和紅安地塊。2.合肥盆地前中生代基底特征、斷裂特征及中生代構(gòu)造單元?jiǎng)澐趾戏逝璧鼗卓v向上具雙層結(jié)構(gòu)，分為晚太古代－早元古代深變質(zhì)巖系和晚元古代－晚古生代淺變質(zhì)至未變質(zhì)海相構(gòu)造層。平面上以肥中斷裂和六安斷裂為界分為三種類型即華北地臺(tái)型、大陸邊緣過渡型和北淮陽型。盆地由四條控盆邊界斷裂控制，中生代以來可以劃分出四個(gè)二級(jí)構(gòu)造單元、11個(gè)三級(jí)構(gòu)造單元。盆地獨(dú)特的構(gòu)造位置賦予了它豐富的構(gòu)造

4、樣式，包括拉張構(gòu)造樣式，擠壓構(gòu)造樣式和走滑構(gòu)造樣式。3.中生代合肥盆地沉積相組合、地層展布和沉積旋回演化規(guī)律合肥盆地大致以六安斷裂為界，北帶主要沉積中生界侏羅－白堊系地層，其中防虎山組屬早侏羅世晚期到中侏羅世早期沉積，圓洞山組屬中侏羅世晚期到晚侏羅世沉積，周公山組為早白堊世沉積；南帶主要沉積中生界侏羅－白堊系碎屑巖夾火山巖和火山碎屑巖建造，其中三尖鋪組屬于中侏羅世晚期到晚侏羅世沉積，鳳凰臺(tái)組/毛坦廠組屬早白堊世早期沉積/火

5、山噴發(fā)旋回，黑石渡組為早白堊世晚期沉積。南北帶地層可以對(duì)比。合肥盆地中生帶發(fā)育的沉積相主要有沖積扇相、河流相及湖泊相并沉積相及沉積旋回隨時(shí)間的演化規(guī)律具有盆地北帶和盆地南帶同步性和相帶的連續(xù)性。4.合肥盆地中生代古環(huán)境演變特征合肥盆地早侏羅世晚期到中侏羅世早期沉積時(shí)古水流優(yōu)勢(shì)方向表明自西向東方向甚至自北向南方向的縱向水系為主要特征；中侏羅世晚期到晚侏羅世古水流的優(yōu)勢(shì)方向表明水流方向基本垂直大別造山帶；早白堊世早期總體的水流

6、方向?yàn)榇笾麓怪贝髣e造山帶的橫向水流；早白堊世晚期古水流方向發(fā)散。中生界砂巖粒度特征主要反映的是河流相的特征。早侏羅世晚期到中侏羅世早期的河流具有近源特征；中侏羅世晚期到晚侏羅世河流自南向北(山到盆)具有近源河流－遠(yuǎn)源河流的明顯變化；早白堊世反映了自大別造山帶向盆地內(nèi)部從山間急流形成的沖刷溝道和斷陷盆地河流－遠(yuǎn)源河流的特征。5.合肥盆地中生代沉積物源的演化合肥盆地南帶和北帶中生界露頭中礫石成分具有一定規(guī)律可循。盆地北帶侏羅

7、系礫石成分表現(xiàn)了其來源的復(fù)雜性，除了北淮陽帶提供大量物質(zhì)、北大別帶提供少量物質(zhì)以外，尚有其他的物質(zhì)來源，推測(cè)可能為盆地華北地臺(tái)型基底提供物質(zhì)，甚至物源來自華北板塊；盆地南帶早侏羅世沉積缺失，中、晚侏羅世礫石來源主要為盆地北淮陽型基底和北淮陽帶的物質(zhì)、大別雜巖帶物源貢獻(xiàn)不大。白堊紀(jì)，南北大別帶除了對(duì)盆地南帶提供了大量的物質(zhì)以外(鳳凰臺(tái)組和火山巖盆地中充填的黑石渡組)，尚遠(yuǎn)波及到盆地北帶周公山組的沉積。合肥盆地北帶早、中侏羅世砂

8、巖重礦物組合所恢復(fù)的源巖組合為沉積巖和低級(jí)變質(zhì)巖，表明早、中侏羅世盆地主要接受來自華北板塊(克拉通)的沉積物，中、晚侏羅世砂巖重礦物組合指示的母巖物質(zhì)組合為基性巖漿巖和中酸性巖漿巖，白堊世主要母巖組合為基性和中酸性巖漿巖。合肥盆地南帶中生代重礦物組合所反映的母巖組合在剖面上的演化趨勢(shì)為中、晚侏羅世物源的巖性配置與北淮陽帶巖石組合相一致，隨時(shí)間推移來自大別雜巖帶的變質(zhì)巖巖石的貢獻(xiàn)逐漸增大；早白堊世主要母巖物質(zhì)表現(xiàn)為早期以中酸性

9、巖漿巖和中高級(jí)變質(zhì)巖為主，越晚以中酸性巖漿巖為主。6.合肥盆地中生代沉積源區(qū)的構(gòu)造背景演變?cè)缳_世砂巖骨架組分源區(qū)構(gòu)造環(huán)境以巖漿弧物源區(qū)，兼出現(xiàn)造山帶物源區(qū)和大陸地塊物源區(qū)為特征，表明該時(shí)期合肥盆地物源的復(fù)雜性；中、晚侏羅世非常明顯的源區(qū)環(huán)境表現(xiàn)為大陸地塊和板塊碰撞造山帶，但混合源區(qū)表現(xiàn)比較明顯。一進(jìn)入早白堊世早期，明顯的源區(qū)指示為再旋回造山帶及碰撞造山帶，大別造山帶來源的物質(zhì)單一并主要影響著合肥盆地的充填。早白堊世晚期的

10、巖漿弧物源區(qū)和島弧造山帶物源區(qū)形成，是此時(shí)期區(qū)域拉張構(gòu)造背景的極好反映。沉積地球化學(xué)源區(qū)環(huán)境判別的結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)了合肥盆地北南帶源區(qū)性質(zhì)的差異性。盆地北帶侏羅系的沉積充填可能受華北地塊的影響更大，而盆地南帶侏羅系物質(zhì)受到大別造山帶的影響似乎更大。白堊系盆地整體反映了造山帶的物質(zhì)特征，反映的主動(dòng)大陸邊緣環(huán)境更為明顯。盆地南北帶均有島弧源區(qū)背景顯示，這與北淮陽帶的構(gòu)造屬性非常一致。7.大別造山帶構(gòu)造演化與再造大別造山帶構(gòu)造演

11、化復(fù)雜，單純從造山帶本身很難恢復(fù)起演化信息，但合肥盆地充填的一系列特征對(duì)恢復(fù)大別造山帶的構(gòu)造演化和結(jié)構(gòu)再造具有很重要的作用。根據(jù)合肥盆地沉積充填特征、古地理演變、物源分析以及物源區(qū)構(gòu)造背景判別，可以大致重塑大別造山帶的演化歷史以及再造其構(gòu)造單元。大別造山帶早侏羅世晚期到中侏羅世早期碰撞造山規(guī)模有限，其主碰撞造山期主要發(fā)生在中侏羅世晚期到晚侏羅世，大規(guī)模造山發(fā)生在早白堊世，并表現(xiàn)為伸展背景下的熱隆造山。關(guān)鍵詞：大別造山帶，合