青海西宁青海省地震局 刘炜 810001
摘要：本文查阅了大量文献，对秦岭造山带的演化阶段及其特征进行了分析，认为秦岭造山带的发展、演化可分成3个阶段,即晚太古代—中元古代造山带基底的形成阶段；晚元古代—中三叠世以现代板块构造体制为基本特征的板块构造演化阶段；中新生代陆内造山作用与构造演化，且各阶段都具有明显的地质构造特征。
关键词：秦岭造山带；构造演化；构造特征
0前言
秦岭—大别造山带（Qinling Dabie orogenic belt）又称中央造山带（Central Orogenic Belt of China），是一个大陆碰撞型造山带，由华北地台南部大陆边缘（北秦岭带)、扬子地台北部大陆边缘（南秦岭带）和位于其间的包含古洋壳残余的对接带组成。华北地台南缘的演化始自中元古代的裂陷作用，熊耳群火山岩自北向南由陆相变为海相，指示当时的被动陆缘是向南倾斜的；早古生代时出现蛇绿岩系和火山弧系，显示洋壳已在消减。扬子地台北侧被动大陆边缘的历史持续到早、中三叠世，其地层类型与扬子地台相同，如南华纪的冰碛层、下寒武系中的石煤层等，沉积深度从南向北增大。南北大陆边缘之间的对接带沿天水、商县、桐柏、金寨一线分布，出露了蛇绿岩系和混杂堆积带。泥盆系复理石位于其南侧的前陆盆地中。洋壳的闭合是一个穿时过程，在东秦岭至大别山段，南、北大陆在泥盆纪对接，石炭纪海陆交互相煤系为最老的未变质盖层。西秦岭下，中三叠统仍为巨厚的海相复理石，上三叠统才是陆相磨拉石。石炭纪以后秦岭造山带东段仍持续板内汇聚作用，使地壳缩短、增厚，中生代出现陆相磨拉石，并广泛发育指向两侧克拉通方向的薄皮逆冲—推覆构造系统[1]。
1.基本构造单元划分
秦岭造山带地表地质最基本的事实是它主要由三大套构造岩石地层单位所构成, 反映着三个主要演化时期, 三种不同构造体制下秦岭造山带基本的地壳的物质组成及其构造演化[2]。
（1）它们是两类不同的造山带基底岩系。①晚太古代一早元古代变质结晶杂岩系基底, 现今呈分散残块夹持在秦岭带内, 尚难可靠恢复其早期构造体制与演化。②早中元古代火山—沉积浅变质岩系，属过渡性基底。出露广泛，以伸展构造机制为特色, 原为裂谷和小洋盆兼杂并存环境产物, 有强烈广泛的一亿年晋宁期构造活动[3]。
（2）晚元古代一中三叠世广泛发育的从裂谷型火山建造演化伪两类古大陆边缘沉积和裂陷沉积、形成不同类型蛇绿岩与花岗岩,以及它们的碰撞构造, 共同揭示了板块构造体制, 而众多大面积基底抬升剥露又反映了陆块板内底侵垂向增生机制[4]。
（3）中新生代陆内断陷和造山带前后陆盆地沉积及构造岩浆活动,指示了强烈的陆内造山作用。其中古生代的地质记录表明主造山期莫定了秦岭现今基本构造格局。秦岭是在先期构造演化基础上从晚元古代到中生代早期作为古特提斯洋的北翼分支逐渐发展演化出两个有限洋盆,分划出三个板块华北、扬子板块及其间的秦岭微板块, 并沿商丹和勉略两个主缝合带图俯冲消减, 后相继于晚海西一印支期最终陆陆斜向穿时碰撞, 最后又经陆内造山和急剧隆升形成今日秦岭[5]。
2.主要构造发展阶段与特征
综合秦岭造山带的形成演化可以概括为三个主要的构造演化阶段，可分为三个发展阶段，依次为：（1）晚太古代一中元古代造山带基底的形成阶段；（2）晚元古代一中三叠世以现代板块构造体制为基本特征的板块构造演化阶段；（3）中新生代陆内造山作用与构造演化。
2.1秦岭造山带前寒武纪基底的形成阶段
秦岭有两类造山带基底：①早前寒武纪，即晚太古代一早元古代古老结晶杂岩基底, 以麻粒岩等中深
作者简介：刘炜（1988— ），男，青海黄南人，本科学历，工程师，主要从事地震安全性评价工作。
变质和强烈塑性流变与混合岩化为特征[6、8]，现均呈不同分散孤零残块夹持包容在秦岭带内，其形成的构造体制尚难以准确恢复。②中元古代, 部分包括晚元古代, 以浅变质强变形的火山一沉积岩为主体的过渡性基底，它们现今也多以残存状态分散出露，若揭去上覆的震旦系以上盖层, 则在秦岭区它们有广泛分布。它们以酸性和基性双峰火山岩组合为其基本普遍特征，其岩石学和地球化学特征证明它们是大陆扩张裂谷构造产物。同时其中在不同构造地带残留有中晚元古代一小洋盆型蛇绿岩残片。反映中晚元古代秦岭在陆壳扩张裂谷构造演化过程中已扩张打开形成多个小洋盆, 构成裂谷与小洋盆兼杂并存的复杂构造局面。总之, 秦岭的两类造山带基底, 综合反映秦岭具有复杂多期拼合非均一的基底, 成为秦岭主期造山作用板块构造演化的基础[9]。
2.2晚元古代末到中三叠纪的板块构造演化阶段
晚元古代末到中三叠纪的板块构造演化阶段是秦岭造山带形成与演化的主造山作用时期，主造山期是三个板块即华北、扬子及其之间的秦岭微板块地体, 沿商丹和勉略二个主缝合带经历复杂长期造山过程而俯冲碰撞造山[10-11]。
在中晚元古代时期，南、北秦岭之间存在过与祁连山相同的古洋，洋壳于S-D1消减殆尽，华北地台大陆边缘与扬子地台大陆边缘碰撞（图1）。天水—商南断裂北侧，商南含铬蛇绿岩片Sm—Nd年龄为983Ma±140Ma[12]，灰池子、蟒岭等晚加里东期—早华力西期阶段花岗岩成分具同碰撞型花岗岩特征，从另一方面提供了两个大陆演化的信息。随着两个大陆的碰撞，北秦岭地区开始隆升，在缝合线南侧冲断带形成前陆盆地，堆积西汉水群和刘岭群。泥盆纪末西汉水群、刘岭群以逆冲岩楔形式加积于加里东造山带，其上大草滩群属残留盆地沉积。
新元古代,Rodinia 超大陆裂解,北秦岭地区与华北古陆再度分离,北侧出现二郎坪有限洋盆。扬子古陆北缘该时期广泛伸展,发育新元古代和早古生代火山—含黑色页岩沉积岩系。
加里东运动时,北秦岭地区重又拼贴到与华北板块上,南、北大陆开始俯冲会聚，扬子板块北缘前沿不均匀隆升[13、14]。
此后，构造继续向前陆迁移，一直到晚三叠世南秦岭形成陆内滑脱俯冲带，导致地区进一步缩短和又一期重熔型花岗岩岩浆侵入，并可能伴随高压变质形成蓝闪石片岩。郧县—嵩县地壳构造剖面表明秦岭造山带“无根”，地壳中部为低速层，提供了滑脱构造证据。
由此可以看出造山作用是一个复杂地质过程,而不仅仅是指最后的隆升成山作用。因此,从秦岭造山带的形成与演化,表明造山运动是在地球深部构造动力学长期演化背景下所发生的岩石圈剧烈构造变动及其物质与结构的重建的地质过程。对于像秦岭这样的造山带, 探索其板块运动学和岩石圈流变学与地慢动力学的关系,具有大陆块体群拼合造山的大陆板块构造研究的重要意义[9]。
2.3中新生代陆内造山演化阶段
秦岭在Pt3一T2的板块俯冲碰撞主造山之后，并未平静稳定下来, 而是又发生了强烈板内造山作用。所以今天的强大秦岭山脉是其在主造山期板构造所奠定的基本构造格架基础上,是中新生代强烈陆内造山所造成[15]。三叠纪后区内为陆相盆地沉积；侏罗纪末，大巴山褶皱归并于南秦岭印支阶段滑脱俯冲带前缘，挤压变形—隆升崛起达到高潮，构成了秦岭—大巴山复合山链景观的基础，秦岭地区以脆性断裂为主改造古构造格局；在早白垩世前以缩短构造为主，在早白垩世后，则以伸展构造为主[9]。直至盆地内磨拉石建造出现，标志着区域热异常消失,碰撞造山过程结束[13]。
3.讨论和结论
作为中国大陆南北分界线具有丰富矿产资源的秦岭—大别造山带，历来是我国地学界研究的重点。由于在其东段大别山发现了超高压变质岩石矿物，而被视为陆块之间板块俯冲碰撞造山的典型实例[16]，备受国内外广大专家学者的关注。但是从大陆层控构造学说的独特角度深入研究秦岭造山带之后，认为秦岭造山带的前身，是地球自转速度缓慢变化过程中，在派生的纬向剪切力和重力共同作用下，于惯性力最大的大陆上地壳，所产生的受东西向走滑正断层控制的盆-山系，而不是洋壳俯冲形成的沟-弧-盆系；其造山机制是南秦岭断陷盆地上地壳底部刚硬的结晶基底，对北秦岭断隆山软弱的中地壳塑性层俯冲所造成的壳内冲叠造山带，而不是岩石圈对软流层俯冲导生的板块碰撞造山带；其动力是陨击事件促使地球自转速度急剧变慢所派生的由南向北的强烈挤压作用，而不是地幔对流带动板块漂移碰撞[18]；其超高压变质带是壳内俯冲动力作用所致，而不是陆壳俯冲到100—200公里深处温压环境的产物，其立交桥式构造[17]，是异常地幔响应了地壳上部新的不同方向作用力所产生的中-新生代断陷盆地引起的重力失衡作用的结果，而不是地幔柱主动隆升造成与原来东西向造山带的非耦合关系[18]。
距今220.5±18Ma的印支期，发生于加拿大马尼托巴省、俄罗斯伊万诺沃州和加拿大魁北克省，直径40 km，80 km和100 km陨击坑的3次逆向撞击事件，造成地球自转速度急剧减慢，从而在北半球派生自南而北的巨大经向惯性力，使南秦岭断陷盆地上地壳底部3—4 km厚的刚硬结晶基底，向北秦岭断隆山软弱的中地壳塑性层进行顺层俯冲。根据横穿东秦岭QB-1地球物理剖面资料，该结晶基底俯冲岩板沿商丹断裂向北俯冲到栾川断裂一带，俯冲距离达50多公里。南秦岭断陷盆地的结晶基底在俯冲过程中，其上覆软弱的盖层被刮了下来，成为向南仰冲倒转的冲褶带，而北秦岭则形成具有双层结晶基底的冲叠带，两者组成了俯冲型冲叠造山带[17]。
结晶基底俯冲岩板在快速的俯冲过程中，强烈的挤压作用和大量的磨擦热，使它发生超高压变质作用，产生了榴辉岩和柯石英等超高压变质岩石矿物。多年来许多专家学者根据这些岩石矿物产生的温压条件，按埋深进行推算，认为这是它们所在的陆壳俯冲到100—200 km深处的产物，并以此作为板块俯冲、碰撞的确切证据。同时还断言，陆壳俯冲到该深度之后又快速折返地面，从而使其中易退变质的柯石英保存了下来。于是问题也就接踵而至：密度小的陆壳，为什么能够俯冲入密度大得多的地幔这么深？随后又是什么动力、通过什么方式使它们迅速折返地面？便成为国内外地学界百思不得其解的重大科学难题。其实这是个动力学问题而不是个静力学问题。当时断落到与北秦岭中地壳塑性层直接接触的南秦岭断陷盆地结晶基底，只是顺层俯冲入北秦岭中南壳塑性层中，俯冲深度只有10多公里。俯冲后也没有随即折返地面，只是陨星撞击引起的强烈挤压力很快减弱而已，从而使很不稳定的柯石英不致于发生退变质作用。它折返地面，是后来晚侏罗世－早白垩世和新生代，大别山先后作为北部北西西向晓天—磨子潭正断层和东部北东向郯庐正断层的断隆山抬升、剥蚀的结果。
参考文献：
[1]王清晨,孙枢,李继亮,周达,许靖华,张国伟.秦岭的大地构造演化[J].地质科学.1989.24(2):129—142.
[2]李继亮.碰撞造山带大地构造相.现代地质学论文集(上)[C].南京: 南京大学出版社.1992:9—29.
[3] 刘兴旺;袁道阳;张波,等 滇西南地区澜沧断裂全新世滑动速率与走滑起始时间探讨[J].地震工程学报，2016（3）:413-422.
[4]王宗起，闫全人，闫臻.秦岭造山带主要大地构造单元的新划分.地质学报[J]. 2009.83（11):1529-1538.
[5]李春显,刘仰文,朱宝清，等.秦岭及祁连山构造发展史[C].国际交流地质学学术论文集(一).北京:地质出版社.1978:174—185.
[6] 葛伟鹏;袁道阳;邵延秀，等.青藏高原西北部区域地壳形变、构造地貌与孕育构造模型研究——以2028年与2014年新疆于田7.3级地震为例{J}.地震工程学报，2015（3）：710-723.
[7]张国伟.秦岭造山带羞本构造的再认识，亚洲的增生[M].北京：地质出版社.1993:95—99.
[8]游振东，索书田.造山带核部杂岩变质过程与构造解析一以东秦岭为例[M],武汉：中国地质大学出版社.1994.
[9]张国伟,董云鹏,姚安平.秦岭造山带基本组成与结构及其构造演化[J].陕西地质.1997.15(2):2—13.
[10]邵延秀，袁道阳，何文贵，等.陇南市活断层地震危险性评估[J]. 地震工程学报，2014（3）：645-655.
[11]王鸿祯等.东秦岭古海域两侧大陆边缘区的构造发展[J].地质学报.1982.56 (3):270—279.
[12]崔智林,孙勇,王学仁.秦岭丹凤蛇绿岩带放射虫的发现及其地质意义[J].科 学通报.1995.40（18）:1687—1688.
[13]张复新,杜孝华,王伟涛,齐亚林.秦岭造山带及邻区中生代地质演化与成矿作用响应[J].地质科学.2004.39(4):486—495.
[14]邓清禄,杨巍然.秦岭造山带早古生代“开,合”构造格局及加里东运动[J].地质科技情报.1996.15(2):45—49
[15]万天丰.中国东部中新生代板内变形、构造应力场[M].北京:地质出版社, 1993.
[16]袁学诚.秦岭造山带的深部构造与构造演化[A]// 叶连俊.秦岭造山带学术讨论会论文选集[C].西安:西北大学出版社,1991.174—184.
[17]李扬鉴,张星亮,陈延成.大陆层控构造导论[ M].北京:地质出版社,1996.
[18]李扬鉴,崔永强.论秦岭造山带及其立交桥式构造的流变学与动力学[J].地球物理学进展.2005.20(4):925—938.
ANALYSIS ON DEVELOPMENT STAGES AND CHARACTERISTICS OF QINLING OROGENIC BELT
LIU Wei
(Qinghai Earthquake Agency, Xining 810001,China)
Abstract: Combined many documents, the stages and its characteristics of Qinling orogenic belt development are analyzed in the paper, the Qinling orogenic belt evolution can be divided into three stages: (1)Late Archean---Mesoproterozoic: the formative stages of orogenic basement; (2)Late Proterozoic a Middle Triassic: the modern plate tectonic regime for the basic characteristics of plate-tectonic evolution stage; (3)Meso-Cenozoic：Intracontinental orogenesis and tectonic evolution .
Key words:?Qinling?orogenic belt; Tectonic evolution; Structural feature