中央造山带中部中生代盆山耦合与构造演化

发布时间：2020-10-12 07:38

　　 盆与山是共生单元,从地理学和地质学而言都是如此。造山和成盆存在耦合关系,在几何学和运动学上相互协调和改造,受统一的地球动力学机制控制。中央造山带为呈近东西向展布的一系列造山带,从地理和地质上将中国大陆分隔为南北两个部分。中央造山带中部现今呈“蜂腰”状,北侧为鄂尔多斯盆地,南侧为四川盆地,该地区自中生代以来依次经历古特提斯洋的闭合、燕山期挤压、白垩纪伸展及新生代印亚碰撞远程效应等构造事件,造山带与周缘盆地相互耦合。本文通过构造解析(野外地质构造观测、生长地层、平衡剖面)、地质热年代学(锆石U-Pb、40Ar/39Ar和磷灰石裂变径迹)和沉积学(碎屑锆石物源分析、砂岩碎屑成分)等理论和方法,聚焦中生代以来盆山耦合关键地质问题(地壳缩短量、印支运动启动时间、中生代以来盆山耦合及构造演化过程)开展了研究。关于地壳缩短量,我们通过对比发现,在跨越造山带与两侧盆地的剖面上,处于造山带内的徽成盆地及邻区地壳缩短量最大:盆地北侧Ⅰ-Ⅰ'剖面现今长度为65 km,缩短率为57%;中部Ⅱ-Ⅱ'构造剖面现今长度为70 km,缩短率为69%;南部Ⅲ-Ⅲ'剖面现今长度25 km,剖面的缩短率为62%。综合前人研究成果,最终计算出上述跨域造山带及两侧盆地的主要构造剖面平均地壳缩短率为58%,根据现今长度370 km,计算出缩短量517 km,剖面原始长度为887 km。关于印支运动启动时间,主要通过生长地层沉积时代来确定。我们在鄂尔多斯盆地南缘上三叠统延长组内识别出一套生长地层,通过最年轻碎屑锆石与邻区同一地层内凝灰岩对比,限定印支运动在鄂尔多斯盆地启动时间为233±3.4 Ma。在四川盆地北缘上三叠统须家河组和中侏罗统识别出两套生长地层,分别代表印支期和燕山期构造事件响应,通过对比分析后,推测印支运动启动时间为216±2.7Ma。关于印支期(或印支运动启动前夕)研究区大地构造环境,我们通过碎屑锆石物源分析和砂岩碎屑分析来讨论。碎屑锆石物源分析结果显示鄂尔多斯盆地南缘上三叠统(延长组)主要接受华北地块物质沉积;徽成盆地下三叠统(西坡组和任家沟组)主要接受北秦岭造山带(534 Ma～400 Ma年龄段锆石),没有典型华北地块物质输入(2.5Ga和1.7Ga～1.9Ga年龄段锆石);说明在自早三叠世之前,北秦岭造山带已经隆起并接受剥蚀,横跨于华北地块与南秦岭地区之间,阻隔南北物质交换。汉中盆地和四川盆地北缘自216 Ma左右接受南秦岭地区物源和华南地块(700 Ma～900 Ma和1700 Ma～1850 Ma年龄段锆石)碎屑沉积,向南华南地块物源逐渐增多。结合Dickinson和Cawood图解,从板块构造角度对认为印支期鄂尔多斯盆地南缘为造山带弧后前陆地区,徽成盆地为陆表海周缘前陆盆地,四川盆地北缘则为汇聚区。关于印支期以来盆山耦合与构造演化过程,本文在区域构造与沉积盆地分析的基础上,结合依据区域热演化历史(不同矿物40Ar/39Ar测年和磷灰石裂变径迹测年)研究。结果显示,印支期中国大陆完成洋陆转换,受南北向构造应力控制,形成了一系列近东西向断裂和褶皱;燕山期构造在印支期的基础上进一步发育,促进弧形大巴山、四川盆地北缘中侏罗统生长地层及前陆盆地等形成;白垩纪发生区域伸展,形成汾渭地堑和汉中盆地雏形,同时发育造山带东部一系列白垩纪沉积盆地开始发育;新生地以来,受印亚碰撞远程效应影响,促进形成汾渭地堑、汉中盆地发育。
【学位单位】：中国地质科学院
【学位级别】：博士
【学位年份】：2018
【中图分类】：P542;P534.5
【部分图文】：

洋关闭、太平洋板块向西运动、印度洋开启与印度板块向北运动直至最终与欧亚大陆??碰撞，最终造就了现今中国大陆格局。受控于上述构造运动，巍峨的中央造山带呈东??西走向屹立于中国大陆中部，分隔的南北不同构造块体（图１－１）。北部主要为鄂尔多??斯地块、华北地块、阿拉善地块、塔里木地块、准噶尔地块、松辽地块以及佳木斯地??块等，南部主要为扬子地块、华夏地块及由多块体拼贴而成的青藏高原（图１－１）。??中央造山带从构造上作为中国大陆南北的分界，对各地质问题的研宄具有非常重??要的启示和指导作用，前人对其做了大量研宄。关于中央造山带的研究主要可以分为??四个阶段：早期路线地质调查阶段（１８６６—１９４９）、系统地质调查研宄阶段（１９５０－１９８０）、??基础理论问题与大陆动力学研究阶段（１９８０—２００１）（张国伟等，２００１）、深浅结合地??球系统科学研宄阶段（２００１—今）。通过前人不懈努力，对中央造山带地区通过基础地质、??地球物理、地球化学等方面对地质矿产、能源地质等方面做了大量研宄，明确了该地??区沉积地层、岩浆事件、变质事件等格架，划分了大地构造分区、沉积构造分区，并??在此基础上讨论了中央造山带地区大陆动力学背景。在基础理论问题与大陆动力学研??宄阶段（１９８０—２００１）

径迹年龄区域热演化讨论盆山耦合过程。??三、结合野外与实验数据结果，分析中央造山带中部中生代以来盆山耦合与构造??演化（图１－３）。??阅读并分析基础地质资ｆＰ＇??（图件、文献、书籍等）??Ｉ?＊?Ｈ?ｓ??裙理程地壳门题ＪＶ７?理分??皱论缩短量?＇动时间论析??Ｉ?＿?．?Ｉ?？?Ｉ??Ｉ?Ｉ??建汔造山带?通过砂Ｖ＿；？碎丨ｆｉ?＿?＿利丨丨ｌ＊Ａｒ／３＂Ａｒ和通过鄂尔多斯??ＸｊｉｉｉＵＨｉＫ?锆？和碎Ｗ成分＝磷灰石裂变?和１？）川盆地??构造剖向＇?解折盆山隅ｆ！？？括迹牢龄?＇丨：．长地足??ｆ衡ｒｕｉｉ７?朴彳部（、’／．丨分析盆山耦合分析盆山隅合??１地．，ｔ缩圮ｗＰ?沟造环境丨｜热演化Ｗｉ?ｊ?＿诒动时间』丨??＜中央造山带中部中生代盆山耦合及构造??图１－３研宄方法与思路??１．４．２主要创新点??本文从盆山耦合的角度出发，一方面讨论造山带对周缘盆地的形成及改造的控制??作用，另一方面又根据盆地内沉积物沉积反演造山过程，进而对中央造山带中部中生??代以来盆山耦合的启动时间（时间）、构造缩短量（程度）和构造演化历史（过程）??进行探讨。??本文最大的创新点在于：不是传统的一山与一盆，而是将造山带与周缘盆地作为??一个整体（图１－４，剖面Ａ－Ｂ－Ｃ），结合深部地球物理资料与地表地质，深浅结合，从??盆山耦合的角度系统研宄。??在方法上的创新包括：??１）

径迹年龄区域热演化讨论盆山耦合过程。??三、结合野外与实验数据结果，分析中央造山带中部中生代以来盆山耦合与构造??演化（图１－３）。??阅读并分析基础地质资ｆＰ＇??（图件、文献、书籍等）??Ｉ?＊?Ｈ?ｓ??裙理程地壳门题ＪＶ７?理分??皱论缩短量?＇动时间论析??Ｉ?＿?．?Ｉ?？?Ｉ??Ｉ?Ｉ??建汔造山带?通过砂Ｖ＿；？碎丨ｆｉ?＿?＿利丨丨ｌ＊Ａｒ／３＂Ａｒ和通过鄂尔多斯??ＸｊｉｉｉＵＨｉＫ?锆？和碎Ｗ成分＝磷灰石裂变?和１？）川盆地??构造剖向＇?解折盆山隅ｆ！？？括迹牢龄?＇丨：．长地足??ｆ衡ｒｕｉｉ７?朴彳部（、’／．丨分析盆山耦合分析盆山隅合??１地．，ｔ缩圮ｗＰ?沟造环境丨｜热演化Ｗｉ?ｊ?＿诒动时间』丨??＜中央造山带中部中生代盆山耦合及构造??图１－３研宄方法与思路??１．４．２主要创新点??本文从盆山耦合的角度出发，一方面讨论造山带对周缘盆地的形成及改造的控制??作用，另一方面又根据盆地内沉积物沉积反演造山过程，进而对中央造山带中部中生??代以来盆山耦合的启动时间（时间）、构造缩短量（程度）和构造演化历史（过程）??进行探讨。??本文最大的创新点在于：不是传统的一山与一盆，而是将造山带与周缘盆地作为??一个整体（图１－４，剖面Ａ－Ｂ－Ｃ），结合深部地球物理资料与地表地质，深浅结合，从??盆山耦合的角度系统研宄。??在方法上的创新包括：??１）
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本文编号：2837848