華南加里東期陸內(nèi)構(gòu)造屬性探討

李 聰，陳世悅，張鵬飛，張 躍，王 玲，畢明威

（1.中國(guó)石油大學(xué) 地球資源與信息學(xué)院，山東 青島 266555;2.勝利油田 地質(zhì)科學(xué)研究院，山東東營(yíng) 257015）

華南加里東期陸內(nèi)構(gòu)造屬性探討

李 聰1，陳世悅1，張鵬飛2，張 躍1，王 玲1，畢明威1

（1.中國(guó)石油大學(xué) 地球資源與信息學(xué)院，山東 青島 266555;2.勝利油田 地質(zhì)科學(xué)研究院，山東東營(yíng) 257015）

通過(guò)江紹斷裂帶兩側(cè)加里東期地層沉積相的橫向?qū)Ρ?，?duì)桂陽(yáng)泗州山、分宜松山冰磧礫巖的分布特征及花崗巖發(fā)育規(guī)律進(jìn)行研究，并對(duì)華南加里東期的構(gòu)造屬性進(jìn)行探討。結(jié)果表明:江紹斷裂帶兩側(cè)南華系－寒武系沉積相指狀交叉現(xiàn)象明顯，下奧陶統(tǒng)相特征趨于一致，不存在截然跳相現(xiàn)象;揚(yáng)子陸塊中海相冰磧巖與濁積砂巖互層、華夏陸塊中海相冰磧礫巖的存在說(shuō)明揚(yáng)子和華夏之間物源是相通的，之間沒(méi)有大洋相隔;華南盆地不是一個(gè)原始大洋，

而是在陸殼基底上由有限拉張形成的以過(guò)渡殼為基底的裂陷海槽。

江紹斷裂帶;加里東期;冰磧礫巖;構(gòu)造屬性;華南洋

華南加里東期構(gòu)造演化是中國(guó)大陸演化中十分重要但又爭(zhēng)議頗烈的基礎(chǔ)地質(zhì)問(wèn)題。前人曾提出過(guò)多種歧見(jiàn)甚殊的構(gòu)造演化模式［1-5］。其中“華南洋”的屬性、演化歷史等問(wèn)題是造成華南大地構(gòu)造演化多種觀點(diǎn)、多種認(rèn)識(shí)的重要原因［6-18］。筆者依據(jù)目前多數(shù)學(xué)者公認(rèn)的揚(yáng)子與華夏兩大陸塊的縫合帶為界（紹興-江山-廣豐-萍鄉(xiāng)-郴州-臨武斷裂帶，以下簡(jiǎn)稱江紹斷裂帶）［19-24］，通過(guò)橫跨該斷裂帶兩側(cè)的沉積相橫向?qū)Ρ?，?duì)冰磧礫巖分布范圍及加里東期花崗巖屬性特征進(jìn)行研究。

1 沉積相橫向?qū)Ρ?/h2>

1.1 沉積相類型

通過(guò)對(duì)江紹斷裂帶兩側(cè)加里東期（南華系-志留系）野外露頭剖面的系統(tǒng)觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)該地區(qū)主要發(fā)育5種沉積相類型，分別為碳酸鹽巖陸棚相、碎屑巖-碳酸鹽巖混積陸棚相、海相冰磧巖相、欠補(bǔ)償型硅質(zhì)巖-頁(yè)巖盆地相和補(bǔ)償型濁積巖盆地相。

碳酸鹽巖陸棚相巖石組合特征主要為深灰色薄層狀泥晶灰?guī)r、灰黑色含有機(jī)質(zhì)泥灰?guī)r，局部夾薄層灰色、黃綠色泥頁(yè)巖，偶夾具水平泥質(zhì)紋層的厚層狀泥質(zhì)灰?guī)r（圖1（a））。碎屑巖-碳酸鹽巖混積陸棚相巖性特征為厚層狀泥質(zhì)灰?guī)r，泥質(zhì)呈條帶狀或團(tuán)塊狀產(chǎn)出，有時(shí)泥質(zhì)條帶或團(tuán)塊中含有粉砂級(jí)陸源碎屑顆粒（圖1（b））。垂向上與碳酸鹽巖陸棚相的中薄層泥質(zhì)灰?guī)r、泥晶灰?guī)r和濁積巖盆地相的砂泥巖沉積交互。欠補(bǔ)償型硅質(zhì)巖-頁(yè)巖盆地主要為頁(yè)巖、硅質(zhì)巖，有時(shí)以一種為主，有時(shí)二者互層，與補(bǔ)償型盆地相比總體厚度較?。▓D1（c））。海相冰磧巖相一般以灰、灰黑色塊狀含礫泥巖為主，礫石成分復(fù)雜，主要由花崗巖、片麻巖、火山巖、硅質(zhì)巖及少量砂巖、泥巖組成。泥質(zhì)巖中的漂礫呈半滾圓至次棱角狀，“落石”及“泥包礫”現(xiàn)象普遍（圖1（d））。補(bǔ)償型濁積巖盆地相為一套厚度巨大的砂泥韻律互層沉積，砂巖粒度相對(duì)較細(xì)，以細(xì)砂巖為主，在序列底部有時(shí)發(fā)育少量中砂巖，單個(gè)韻律具鮑瑪序列特征。巖層中發(fā)育豐富的濁積巖沉積構(gòu)造，如砂巖底面的溝模和槽模、泥巖頂面沖蝕坑、砂巖底部波狀沖刷面、重荷模構(gòu)造、火焰狀構(gòu)造、砂巖中的泥巖撕裂屑、砂巖中的遞變層理和平行層理、泥質(zhì)粉砂巖中的滑塌變形構(gòu)造、包卷層理、沙紋交錯(cuò)層理及泥巖、粉砂質(zhì)泥巖中的水平層理等（圖1（e），（f））。

圖1 研究區(qū)不同沉積相標(biāo)志Fig.1 Sedimentary facies indicators of study area

1.2 沉積相橫向?qū)Ρ?/h3>

為了探討研究區(qū)各地質(zhì)時(shí)期沉積相類型的分布和橫向演替規(guī)律，筆者分別以南華紀(jì)、震旦紀(jì)、寒武紀(jì)和下奧陶統(tǒng)為研究單元選取了4條跨越揚(yáng)子陸塊與華夏陸塊的剖面，進(jìn)行沉積相橫向?qū)Ρ妊芯俊?/p>

南華紀(jì)對(duì)比剖面以新寧老虎坪-桂陽(yáng)橋市大江邊-崇義關(guān)田為例。新寧老虎坪剖面位于江紹斷裂帶以西，根據(jù)巖性組合可將其劃分為江口組和南沱冰磧巖組。江口組為一套灰綠色砂質(zhì)板巖、含礫砂質(zhì)千枚巖、含礫板巖;南沱冰磧巖組巖性主要為褐灰色板巖夾砂質(zhì)板巖，頂、底為褐灰色含礫砂質(zhì)板巖、輕變質(zhì)含礫砂巖。桂陽(yáng)橋市大江邊剖面與該剖面相鄰，其南華系地層前人稱之為泗州山組，巖性特征為巨厚層的淺灰、灰綠色泥板巖、砂質(zhì)泥板巖夾含冰磧礫石的板巖和砂巖。崇義關(guān)田剖面位于江紹斷裂帶以東，其巖性特征與桂陽(yáng)橋市剖面基本一致，只是含礫巖層厚度較小，僅約為15 m。

震旦紀(jì)對(duì)比剖面同樣以新寧老虎坪-桂陽(yáng)橋市大江邊-崇義關(guān)田為例。剖面中新寧老虎坪地層可分為陡山沱組和燈影組，陡山沱組上、下部均為灰色、深灰色、黑色板巖和絹云母板巖，中部為深灰色薄層至中層狀硅質(zhì)巖夾黑色板巖;燈影組為淺灰、灰白色厚—巨厚層狀致密硅質(zhì)巖。其東側(cè)的桂陽(yáng)正園嶺剖面，震旦系地層統(tǒng)稱為天子地組，巖性特征為灰、深灰色泥質(zhì)、鈣泥質(zhì)石英細(xì)砂質(zhì)粉砂巖、泥質(zhì)長(zhǎng)石石英砂質(zhì)粉砂巖、細(xì)砂巖夾灰綠、黃綠色泥板巖或呈互層，頂部夾灰黑色硅質(zhì)巖。崇義關(guān)田剖面的震旦系巖性特征與桂陽(yáng)橋市一帶基本一致，同樣為砂泥巖互層中夾薄層硅質(zhì)巖，因此該條對(duì)比剖面中江紹斷裂帶兩側(cè)不存在截然跳相。

寒武系對(duì)比剖面以綏寧楓木坪-東安朱家沖-邵東皂殼塘-資興東坑壟為例。綏寧楓木坪、東安朱家沖和邵東皂殼塘剖面都位于江紹帶以西，其中綏寧楓木坪中寒武統(tǒng)剖面為碳酸鹽巖陸棚沉積，而邵東皂殼塘地區(qū)中寒武統(tǒng)則為揚(yáng)子大陸邊緣的頁(yè)巖-硅質(zhì)巖盆地相的板巖、硅質(zhì)板巖夾砂質(zhì)板巖沉積，位于兩條剖面之間的東安朱家沖剖面巖性特征卻與二者有顯著差別，其與江紹斷裂帶以東的資興東坑壟中寒武統(tǒng)剖面沉積特征一致。主要為一套厚度巨大的濁積巖盆地相的淺變質(zhì)石英砂巖、長(zhǎng)石石英砂巖夾泥巖、板巖沉積，但其中統(tǒng)上段夾有一些層數(shù)和厚度不太穩(wěn)定的泥質(zhì)灰?guī)r、泥灰?guī)r沉積（圖2）。

圖2 江紹斷裂帶兩側(cè)寒武系對(duì)比剖面Fig.2 Cambrian stratigraphic correlation through both sides of Jiangshan-Shaoxing fault

圖3 江紹斷裂帶兩側(cè)下奧陶統(tǒng)對(duì)比剖面Fig.3 Lower Ordovician stratigraphic correlation through both sides of Jiangshan-Shaoxing fault

目前大多數(shù)人認(rèn)為從中奧陶世開(kāi)始，華夏與揚(yáng)子兩大板塊已經(jīng)開(kāi)始再次匯聚，因此在揚(yáng)子與華夏之間的過(guò)渡帶內(nèi)發(fā)育的中上奧陶統(tǒng)地層中找到反映兩者過(guò)渡性質(zhì)的沉積，已經(jīng)不足以作為加里東期“華南洋”不存在的證據(jù)。本次僅選取了下奧陶統(tǒng)作為研究層位。對(duì)比剖面中的江紹帶兩側(cè)的下奧陶統(tǒng)剖面都呈現(xiàn)為明顯的上下兩段，下段地層都為巨厚層、濁積巖盆地相的砂泥巖沉積，而上段則都為頁(yè)巖 硅質(zhì)巖盆地相的炭質(zhì)頁(yè)巖和硅質(zhì)巖沉積（圖3）。早奧陶世江紹帶兩側(cè)鄰近區(qū)域的沉積古地理面貌基本一致，與震旦紀(jì)和寒武紀(jì)不同，早奧陶世江紹帶兩側(cè)不是兩大沉積域、兩種沉積體系的過(guò)渡帶，而是表現(xiàn)為一個(gè)相通、共同的沉積體系。

綜上所述，通過(guò)對(duì)江紹斷裂帶兩側(cè)南華紀(jì)-早奧陶世地層的沉積特征進(jìn)行細(xì)致的研究對(duì)比，認(rèn)為南華紀(jì)-早奧陶世華南地區(qū)在揚(yáng)子與華夏兩大板塊之間不存在“華南洋”，揚(yáng)子與華夏兩大沉積域是相互連通的。

2 冰磧礫巖發(fā)育特征

前人對(duì)中國(guó)南方揚(yáng)子地區(qū)發(fā)育的南華紀(jì)冰磧礫巖研究較為深入［25-27］，但對(duì)于關(guān)系到華南洋屬性問(wèn)題的華夏地塊南華系地層中有無(wú)冰磧巖的問(wèn)題卻無(wú)人提及。據(jù)此，筆者推測(cè)原因一是華夏地塊前寒武系地層變質(zhì)作用強(qiáng)烈，導(dǎo)致部分巖層原巖無(wú)法保存，二是地層出露情況復(fù)雜，且缺少古生物標(biāo)志。在調(diào)研前人研究成果基礎(chǔ)之上，筆者通過(guò)對(duì)江紹構(gòu)造帶兩側(cè)的桂陽(yáng)泗州山、分宜松山古家、萍鄉(xiāng)東橋等南華系地層的野外實(shí)地考察，確認(rèn)了位于江紹斷裂帶東南側(cè)的分宜松山古南華紀(jì)冰磧礫巖的存在，發(fā)現(xiàn)桂陽(yáng)泗州山南華紀(jì)含冰磧礫泥巖與濁積砂巖交互沉積特征。

圖4 桂陽(yáng)泗州山南華系冰磧礫巖垂向發(fā)育特征Fig.4 Vertical succession of moraine conglomerate through Sizhoushan formation Nanhua system in Sizhoushan，Guiyang

桂陽(yáng)泗州山位于江紹斷裂帶西側(cè)的揚(yáng)子地塊，該區(qū)南華紀(jì)地層下部主要為大套板巖，向上變?yōu)楹兊[泥巖夾中薄層狀細(xì)砂巖沉積（圖4）。該區(qū)冰磧礫巖特征明顯，礫石分選較差，最大礫徑可達(dá)20 cm，最小的僅有2 mm。礫石成分多樣，主要為花崗巖為主，含少量砂泥質(zhì)與火成巖。礫巖具落石特征。單層內(nèi)礫石含量為5% ～10%，呈雜亂排列。該區(qū)一個(gè)主要特征是含冰磧礫泥巖與細(xì)砂巖互層。細(xì)砂巖具平行層理，砂巖底面與含冰磧礫泥巖呈波狀，具沖刷構(gòu)造特征（圖5）。結(jié)合南華紀(jì)時(shí)期湘桂海盆的深水特征，砂質(zhì)物源主要來(lái)自東南方向的華夏地區(qū)，而冰磧礫巖則來(lái)自于西側(cè)的揚(yáng)子地塊，兩者在此交互沉積。這也說(shuō)明在南華紀(jì)時(shí)期，揚(yáng)子和華夏之間并無(wú)大洋阻隔，物源是相通的。

分宜松山古家位于江紹斷裂帶東南側(cè)，含冰磧礫巖層段按巖性組合特征可分為3個(gè)巖性段:下亞段為淺灰、灰綠色厚層狀含雜礫砂質(zhì)二云母千枚巖（或含雜礫凝灰質(zhì)千枚巖，即“古家礫巖”）、含磁鐵礦石英二云母千枚巖，偶夾火山熔巖，厚度為135.2 m;中亞段為灰、深灰色中厚層條帶狀綠泥石榴磁鐵石石英巖、綠泥石英巖，厚度為7.1 m;上亞段為灰白、灰綠、淺灰色中厚層狀石英綠泥石千枚巖、含黃鐵礦凝灰質(zhì)石英二云母千枚巖。

在發(fā)育冰磧礫巖的下亞段，冰磧礫巖主要以兩種形式存在:一是以單個(gè)漂礫形式存在，成分較復(fù)雜，由花崗巖、流紋斑巖、基性巖、凝灰質(zhì)砂巖、硅質(zhì)巖、玉髓、硬砂巖等組成，形狀多種多樣，呈三角形、四方形及多邊形，磨圓以次棱角狀至半滾圓狀為主，分選較差，排列方向不定，具落石特征（圖6（a））;二是礫石呈定向性的帶狀分布，礫徑較單個(gè)漂礫小，一般為2～15 mm，礫石成分主要為石英，也含一些凝灰質(zhì)成分的礫巖，礫石大小混雜，形狀以長(zhǎng)條形、橢圓形為主（圖6（b））。

通過(guò)對(duì)研究區(qū)發(fā)育的含冰磧礫凝灰質(zhì)千枚巖的鏡下觀察發(fā)現(xiàn)，該區(qū)含礫千枚巖大部分已絹云母化，礫石含量較少，且呈無(wú)序分布。成分以石英質(zhì)或花崗巖質(zhì)為主。掃描電鏡下的冰磧礫巖特征為典型的漂礫狀，分選、磨圓均很差。

礫石自松山至吉水馬埠繼續(xù)分布，厚度數(shù)米至十余米。地層的巖性、結(jié)構(gòu)特征都符合冰海相沉積的特征，與中上揚(yáng)子廣泛發(fā)育的南沱組冰磧巖層特征基本一致。該套地層的出現(xiàn)反映南華紀(jì)晚期在位于華夏板塊西北部的分宜松山地區(qū)與中上揚(yáng)子地區(qū)一樣，同樣發(fā)育了冰海相沉積，說(shuō)明南華紀(jì)時(shí)期來(lái)自揚(yáng)子陸塊的冰川相在華西地塊上也有沉積，江紹斷裂帶應(yīng)該是在南華紀(jì)以前就已經(jīng)拼合，華夏和揚(yáng)子已連為一體。在這之間只有有限的海盆裂陷而不是具洋殼結(jié)構(gòu)的“古華南洋”。

圖5 南華紀(jì)含冰磧礫泥巖中發(fā)育濁積砂巖Fig.5 Turbidite sandstone interbeded in moraine mudstone in Nanhua system

圖6 分宜松山古家南華紀(jì)含礫凝灰質(zhì)千枚巖Fig.6 Pebbly tuffaceous phyllite of Nanhua system in Songshan，F(xiàn)enyi

3 加里東期花崗巖屬性特征

2007—2008年中科院廣州地化所王岳軍研究員對(duì)華南雪峰東側(cè)贛湘桂一帶廣泛出露的花崗巖體進(jìn)行了野外調(diào)查和采樣，并對(duì)花崗巖樣品進(jìn)行了精細(xì)年代學(xué)和微量元素-同位素地球化學(xué)測(cè)試分析，結(jié)果表明其中的23個(gè)花崗巖體其形成時(shí)代變化于450～390 Ma，屬加里東期花崗巖體。這些花崗巖體在空間上呈面狀展布，且自東向西具遷移演變趨勢(shì)，其花崗巖巖漿作用過(guò)程中沒(méi)有幔源物質(zhì)的參與，為上晚太古代-早中元古代地殼物質(zhì)由于疊置加厚重熔而來(lái)，沒(méi)有顯示出鈣堿性巖漿作用特征，也沒(méi)有洋陸碰撞過(guò)程中常見(jiàn)的安山質(zhì)巖石或帶狀展布的巖漿作用空間展布格局。如果按照洋陸俯沖碰撞格局的觀點(diǎn)，加里東期俯沖碰撞作用的縫合線在玉山 萍鄉(xiāng)-茶陵-郴州-灌陽(yáng)-柳州一線，理論上按照洋陸俯沖碰撞的觀點(diǎn)，不論是揚(yáng)子向華夏還是華夏向揚(yáng)子陸塊俯沖碰撞，其花崗巖巖漿作用應(yīng)主要出現(xiàn)于縫合線一側(cè)，但是測(cè)試結(jié)果表明上述花崗巖廣布于湘贛桂粵閩一帶及縫合線兩側(cè);如果是洋陸俯沖，兩側(cè)發(fā)育的花崗巖應(yīng)該有差異的地球化學(xué)屬性特征，但是研究表明玉山-萍鄉(xiāng)-茶陵-郴州-灌陽(yáng)-柳州“縫合線”兩側(cè)的加里東期花崗巖有相似的元素-同位素地球化學(xué)特征。因此，該地區(qū)花崗巖體所表現(xiàn)的特征與洋盆消亡過(guò)程中形成的成對(duì)花崗巖帶具有顯著的區(qū)別，可以推斷加里東期華南沒(méi)有發(fā)生洋陸碰撞造山事件，沒(méi)有洋殼消亡，而是陸內(nèi)碰撞造山過(guò)程。

4 結(jié)論

（1）江紹斷裂帶兩側(cè)加里東期（南華紀(jì)-志留紀(jì)）主要發(fā)育5種沉積相類型，分別為碳酸鹽巖陸棚相、碎屑巖-碳酸鹽巖混積陸棚相、海相冰磧巖相、欠補(bǔ)償型硅質(zhì)巖-頁(yè)巖盆地相和補(bǔ)償型濁積巖盆地相。

（2）南華系-寒武系江紹斷裂帶兩側(cè)沉積相指狀交叉現(xiàn)象明顯，而下奧陶統(tǒng)江紹斷裂帶兩側(cè)沉積相則基本趨于一致，沒(méi)有跳相現(xiàn)象。

（3）南華紀(jì)晚期，華夏板塊西北部的分宜松山地區(qū)與中上揚(yáng)子地區(qū)一樣，同樣發(fā)育了冰海相沉積。

（4）南華紀(jì)-早奧陶世揚(yáng)子陸塊與華夏陸塊之間沒(méi)有大洋相隔，華南盆地只是在陸殼基底上由有限拉張形成的以過(guò)渡殼為基底的裂陷海槽。

致謝西北大學(xué)張國(guó)偉院士、中國(guó)科學(xué)院廣州地化所王岳軍研究員為本文的創(chuàng)作提供了很好的研究思路，也提供了部分資料。在此致以誠(chéng)摯的謝意!

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Research of South China Caledonian intracontinental tectonic attribute

LI Cong1，CHEN Shi-yue1，ZHANG Peng-fei2，ZHANG Yue1，WANG Ling1，BI Ming-wei1

（1.College of Geo-Resources and Information in China University of Petroleum，Qingdao266555，China;2.Geological Science Research Institute of Shengli Oilfield，Dongying257015，China）

On the basis of lateral correlation of sedimentary facies in Caledonian strata on both sides of Jiangshan-Shaoxing fault，the distributions of moraine conglomerate and granites in Sizhoushan，Guiyang and Songshan，F(xiàn)enyi were studied，and the tectonic attribute of South China Caledonian was discussed.The results indicate that there is no discontinuity of facies in Caledonian strata across the fault zone，but interdigitation of facies in the Nanhua-Cambrian system，and conformity of facies in the Lower Ordovician.The sources of Yangtze Block and Cathaysia Block are linked and there is no ocean between the two Blocks，evidenced by the finding of distal turbidites interbed within marine moraines developed on Yangtze Block and marine moraines interbed within thick turbidites on Cathaysia Block.South China Basin is not an original ocean，but a rift trough with transitional crust as basement，developed through finite extension on continental crust basement.

Jiangshan-Shaoxing fault;Caledonian;moraine rocks;tectonic attribute;South China Basin

TE 121.3

A

10.3969/j.issn.1673-5005.2010.05.004

1673-5005（2010）05-0018-07

2010－02－20

中國(guó)石油化工股份有限公司項(xiàng)目（N0801058）

李聰（1983－），男（漢族），四川南充人，博士研究生，主要從事層序地層學(xué)及巖相古地理研究。

（編輯 徐會(huì)永）