廣東梅縣地區(qū)晚中生代伸展構造特征

邸 文， 莊文明， 李 瑞， 王建榮， 陳俊鋒， 余德延

(廣東省地質(zhì)調(diào)查院，廣州 510080)

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廣東梅縣地區(qū)晚中生代伸展構造特征

邸 文， 莊文明， 李 瑞， 王建榮， 陳俊鋒， 余德延

(廣東省地質(zhì)調(diào)查院，廣州 510080)

廣東梅縣地區(qū)位于政和—大埔斷裂南段之蓮花山斷裂帶中。通過開展1∶5萬野外地質(zhì)調(diào)查及室內(nèi)研究表明,廣東梅縣地區(qū)存在晚中生代伸展構造體系，該體系主要由剝離斷層和2個不同層次的剝離層組成，結合火山巖、侵入巖、沉積地層接觸關系及高精度測年數(shù)據(jù)，討論了該體系的形成時限，認為其形成和主導作用時期在晚侏羅世—早白堊世早期(160 ～135 Ma)，最大伸展期在145 Ma左右； 前人認為蓮花山斷裂為早古生代俯沖帶，但研究表明，其構造屬性為晚侏羅世形成的剝離斷層。因此，政和—大埔斷裂一帶很可能也存在晚中生代的伸展構造體系，說明華南主要構造形跡奠定于中生代，這為華南主要熱液金屬礦床區(qū)域成礦規(guī)律研究提供了新的參考模型。

廣東梅縣； 晚中生代； 伸展構造； 蓮花山斷裂

0 引言

華南地區(qū)位于古亞洲、特提斯和西太平洋三大構造域的交接部位[1-2]，該地區(qū)中生代構造體制經(jīng)歷了從特提斯構造域向西太平洋構造域的轉(zhuǎn)換[3]。舒良樹[4]研究認為構造體制轉(zhuǎn)換時間為190～160 Ma(早—中侏羅世)，南嶺是構造體制轉(zhuǎn)換的重要位置； 而張岳橋等[5-6]指出構造體制轉(zhuǎn)換時間為中晚侏羅世之交。華南地區(qū)在構造體制轉(zhuǎn)換之后，從以陸內(nèi)造山作用為主導的擠壓構造體制轉(zhuǎn)向伸展構造體制，對于轉(zhuǎn)變時限主要有以下3種觀點： 第一種認為華南巖石圈直到晚白堊世西太平洋板塊俯沖作用終止時才開始伸展[7-9]； 第二種認為華南地區(qū)在燕山早期即侏羅紀時巖石圈便發(fā)生了伸展作用[10-16]； 第三種認為華南巖石圈在晚侏羅世開始伸展[17]。由擠壓到伸展體制的轉(zhuǎn)變反映了華南大陸深部動力作用環(huán)境的變化，而這個轉(zhuǎn)變時間節(jié)點的確定，對于深入理解華南晚中生代大地構造過程具有重要的意義。

政和—大埔斷裂帶南段的蓮花山斷裂帶位于廣東梅縣地區(qū)。郭令智等[18]認為該斷裂是加里東期板塊俯沖蛇綠巖帶，年齡390～420 Ma[19]，該斷裂是華南加里東期褶皺帶與東南沿?；鹕綆r帶的分界斷裂[20]。舒良樹等[21]指出在政和—大埔斷裂帶及附近發(fā)現(xiàn)的作為加里東期俯沖帶證據(jù)的蛇綠巖并非蛇綠巖，重新獲得的高質(zhì)量測年值均為800～900 Ma間。根據(jù)晚泥盆世的角度不整合及平遠—河源—廣州—廉江一線以東地區(qū)發(fā)現(xiàn)的古生代俯沖增生雜巖等證據(jù)[22]，可以確定華南地區(qū)加里東期褶皺造山帶的存在?？梢姡瑢τ谡汀笃覕嗔褞У臉嬙鞂傩詥栴}值得商榷。

因此，構造體制轉(zhuǎn)換時間和政和—大埔斷裂(或蓮花山斷裂帶)構造屬性是華南地區(qū)中生代構造演化的2個核心問題。然而，對華南內(nèi)陸中生代巖石圈伸展時間和政和—大埔斷裂的構造屬性問題的確定，困難在于缺乏伸展構造是否存在野外地質(zhì)依據(jù)。作者依托“廣東1∶5萬明山嶂煤礦等4幅區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查”項目，在廣東梅縣地區(qū)開展了野外地質(zhì)調(diào)查及綜合研究，發(fā)現(xiàn)該地區(qū)存在晚中生代伸展構造體系，該體系呈NE向展布，主要由剝離斷層和2個不同層次的剝離層構成，并討論了該體系的形成時限。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于粵東地區(qū)，處于蓮花山斷裂帶西帶，在大地構造位置上，前南華紀一級單元屬華夏地塊，二、三級單元屬東南沿海地塊； 南華紀—中三疊世一級單元屬武夷—云開—臺灣造山系，二級單元屬于東南沿海巖漿弧，三級單元屬粵東地塊； 晚三疊世以來一級單元屬中國東部造山—裂谷系，二級單元屬東南沿海巖漿弧，三級單元屬惠州—福州—溫州俯沖型火山巖帶。

區(qū)內(nèi)基底巖系主要由元古宙桃溪巖組片巖、變粒巖，震旦紀南巖組和黃連組變質(zhì)地層組成。蓋層由中二疊世—中侏羅世沉積地層組成，年輕的侏羅紀蓋層中多形成橫彎褶皺。區(qū)內(nèi)巖漿巖極為發(fā)育，火山巖整體呈NE向展布，主要為晚侏羅世—早白堊世中酸性火山巖。侵入體呈巖基、巖株狀產(chǎn)出，形成時代由老至新可劃分加里東期、印支期及燕山期，其中燕山期巖漿巖分布最為廣泛。區(qū)內(nèi)地質(zhì)構造復雜，主要的構造形跡包括褶皺、斷裂、剝離斷層等。區(qū)內(nèi)NE向褶皺帶、NE向蓮花山斷裂東側(cè)的剝離斷層、NW向斷裂帶等共同構成了研究區(qū)的主體構造格架(圖1)。

圖1 廣東梅縣地區(qū)晚中生代伸展構造體系Fig.1 Late Mesozoic extensional tectonics system in the Meixian of Guangdong Province

2 剝離斷層

圖2 梅縣銀江鎮(zhèn)地質(zhì)簡圖及圖切剖面圖Fig.2 Geological map and section of the Yinjiang area in Meixian

剝離斷層北東段呈NE向展布于明山嶂地區(qū)(圖1、2)，整體表現(xiàn)為上陡下緩的“鏟式斷層”(圖2中AA′剖面)。剝離斷層上、下盤間缺失厚度2～4.4 km不等的地層。形成的構造巖主要為硅化構造角礫巖、糜棱巖，斷裂帶中巖石常發(fā)生片理化、硅化及透鏡體化，在露頭尺度上可見糜棱巖、片理化及構造角礫巖同時出現(xiàn)，韌性域的糜棱巖與脆性域的構造角礫巖的疊加，以及脆韌性域的片理化帶與構造角礫巖帶的疊加，都表明斷裂下盤經(jīng)過抬升，上盤地層發(fā)生了剝離。剝離斷層下盤的幾百米范圍內(nèi)，即下震旦統(tǒng)南巖組地層中發(fā)育大量同構造分泌石英脈，表明其可能是中部構造域的產(chǎn)物。

剝離斷層南西段呈NE向展布于水車鎮(zhèn)一帶(圖1)，主要表現(xiàn)為低角度產(chǎn)出的中深層次糜棱巖帶、構造片巖。中生代地層靠近剝離斷層處疊加了不同程度的片理化。元古宙地層與年輕侏羅紀蓋層呈斷層接觸，地層缺失厚度比北東段大； 沿剝離斷層分布了一套以片巖、變粒巖、片麻巖為主的元古宙區(qū)域變質(zhì)巖和大面積分布的志留紀、侏羅紀花崗巖共同構成了巖漿核雜巖。

圖3 銀江鎮(zhèn)黃蛭灘一帶NE向剝離斷層DF2實測剖面圖(BB′ )Fig.3 Field measured section of NE detachment fault (DF2) of Huangzhitan in Yinjiang (BB′ )

大埔縣銀江鎮(zhèn)黃蛭灘一帶DF2的實測剖面(BB′)發(fā)育走向NE、寬大于100 m的構造破碎帶(圖2、3)。斷裂下盤為下震旦統(tǒng)南巖組變質(zhì)巖，上盤為侏羅系年輕蓋層，斷裂帶下部為碎裂巖化強片理化帶，發(fā)育在震旦系變質(zhì)巖中，斷裂帶上部為構造角礫巖帶，發(fā)育在侏羅系年輕蓋層中，構造角礫中見強片理化變質(zhì)巖，且強片理化帶疊加了后期的碎裂巖化作用。廣東梅縣銀江鎮(zhèn)一帶剝離斷層DF3出露良好的構造觀測點(D0846點)，點處為變質(zhì)巖中發(fā)育的構造破碎帶(圖4)。破碎帶由片理化帶和構造角礫帶組成，片理化發(fā)生在斷裂下盤變質(zhì)巖的火山碎屑巖夾層中(圖4)，獲得了火山碎屑巖夾層(流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r)SHRIMP鋯石U-Pb年齡(圖5(b)、(c)、(d))，最新年齡約200 Ma，并且獲得400 Ma左右繼承鋯石年齡。這表明晚三疊世流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r透鏡體，滑脫構造角礫巖碎屑鋯石年齡記錄了加里東期、印支期形成的地質(zhì)熱事件。巖石發(fā)生強片理化及形成構造角礫，表明其早期屬于中深構造層次的產(chǎn)物，后期疊加了淺部構造域的構造角礫巖，進一步表明基底地層經(jīng)過抬升。

圖4 梅縣銀江鎮(zhèn)昆侖片理化晶屑凝灰?guī)r(D0846)Fig.4 Kunlun foliate crystal tuff of Yinjiang in Meixian (D0846)

圖5 DY0013變質(zhì)巖碎屑鋯石(a)LA-ICP-MS U-Pb及D0846晶屑凝灰?guī)r鋯石(b、c、d)SHRIMP U-Pb頻率直方圖和諧和年齡圖Fig.5 Frequency histogram and concordia plots of metamorphic detrital zircon LA-ICP-MS U-Pb for sample DY0013 (a) and crystal tuff zircon SHRIMP U-Pb for sample D0846 (b,c,d)

選取DY0013點處的變質(zhì)巖(圖2)，得到LA-ICP-MS 碎屑鋯石U-Pb諧和年齡(圖5(a))。諧和年齡集中在600 Ma以上，佐證了研究區(qū)出露的變質(zhì)巖為前寒武紀基底巖層。

3 剝離層

調(diào)查區(qū)的剝離斷層主要表現(xiàn)為脆性斷裂，上盤出露的侏羅系地層和二疊系地層中主要發(fā)育脆性域的構造組合樣式，剝離斷層下盤出露的基底巖石，即震旦系南巖組和黃連組地層，發(fā)育脆韌性—韌性域的構造組合樣式，因此，調(diào)查區(qū)以剝離斷層所分剝而成的有上、下剝離層。

3.1 上剝離層

上剝離層由中二疊世—中侏羅世沉積地層組成，主要形成脆性域的構造樣式組合，形成的構造巖主要為構造角礫巖及碎裂巖，其中角礫成分復雜，既有片理化巖石碎塊、糜棱巖碎塊，又有相對致密小巖塊，且斷裂帶中巖石發(fā)生透鏡體化和硅化。上剝離斷層的變形特征，表現(xiàn)為在年輕的侏羅紀蓋層中形成橫彎褶皺，主要發(fā)生彎滑褶皺作用，形成倒轉(zhuǎn)褶皺，以車上倒轉(zhuǎn)背斜、銀江倒轉(zhuǎn)向斜為代表，在其翼部多見從屬小褶皺(圖2)。

伸展裂陷盆地是上剝離層的組成部分，其多呈半地塹式產(chǎn)出，盆地多以剝離斷層為邊界，如白宮盆地和羅田盆地(圖1)，主體呈NE向展布，沉積了一套紅色類磨拉石建造和雜色復陸屑碎屑巖建造； 伸展盆地最早沉積為早白堊世晚期沉積物。

3.2 下剝離層

下剝離層由震旦紀南巖組和黃連組變質(zhì)地層組成，在剝離斷層中發(fā)育糜棱巖，形成(強)片理化帶。在露頭尺度上，?？梢姅嗔褞е忻永鈳r帶或強片理化帶與構造角礫巖帶共存或韌性域的破裂帶疊加了脆性域的構造樣式或在構造角礫巖帶中出現(xiàn)糜棱巖和強片理化巖石。

該剝離層在調(diào)查區(qū)形成的中深部構造層次的構造樣式，多被淺部構造層次的構造樣式疊加改造，不易識別。但在剝離斷層中仍保留了中深部構造層次形成的構造巖，以及在剝離斷層下盤基底巖石中發(fā)育的同構造分泌石英脈，且在剝離斷層(DF2)下盤的幾百米范圍內(nèi)(圖3、6)，即下震旦統(tǒng)南巖組地層中發(fā)育大量同構造分泌石英脈，變質(zhì)面理也發(fā)生順層剪切作用，形成平臥小褶皺，石英脈順面理產(chǎn)出(圖6)。

圖6 梅縣銀江鎮(zhèn)DF2剝離斷層下盤基底變質(zhì)巖中的同構造分泌石英脈Fig.6 Syntectonic quartz vein in metamorphic rock from lower plate of detachment fault (DF2) of Yinjiang in Meixian

4 討論

4.1 與經(jīng)典伸展構造對比

伸展構造的3個構造層次分別為： 以脆性塊斷活動為特征的地殼上層； 由糜棱巖化的熱動力變質(zhì)巖組成的韌性中間層，其受層狀塑性流動而伸展； 由花崗巖及花崗質(zhì)、角閃質(zhì)變質(zhì)雜巖構成的地殼下層，該層伸展表現(xiàn)為基性巖墻群和固態(tài)對流。馬杏垣[23]在Eaton模式[24]的基礎上總結如下： ①脆性剪切變形的上層，地殼的水平伸展表現(xiàn)為發(fā)育一系列的脆性破裂構造； ②韌性的中間層，形成近平行的韌性剪切帶，向上過渡為脆—韌性到脆性的低角度正斷層或剝離斷層，出露地表的韌性剪切帶是受伸展而被拖到地表的，后又疊加了后期的脆性破裂； ③下地殼巖石組成的更深層，常由花崗質(zhì)巖石、片麻巖、角閃巖、麻粒巖或混合巖等組成，伸展主要表現(xiàn)為基性巖墻的侵入。

研究區(qū)伸展構造特征如下：

(1)剝離斷層： 前寒武系地層與年輕侏羅紀蓋層呈斷層接觸，上、下盤間地層缺失，缺失地層柱厚度最大達4.4 km，斷裂帶中出現(xiàn)低角度產(chǎn)出的中深層次糜棱巖帶、構造片巖。年輕侏羅紀蓋層靠近剝離斷層疊加了不同程度的片理化； 上、下盤巖石的變形行為有顯著差異，上盤在脆性剪切變形域中形成脆性斷裂，在下盤的震旦系巖石中形成韌性流變，并見大量同構造分泌的石英脈。同一剝蝕面中同時存在韌性域的糜棱巖與脆性域的構造角礫巖，且糜棱巖被脆性變形疊加； 在年輕蓋層中普遍發(fā)育軸向NEE、SE，傾角較緩的不對稱褶皺及舌型褶皺。

(2)2個不同層次的剝離層： 上剝離層由中二疊世—中侏羅世沉積地層組成，主要形成脆性域的構造樣式組合，形成的構造巖主要為構造角礫巖及碎裂巖； 下剝離層由震旦紀南巖組和黃連組變質(zhì)地層組成，在剝離斷層中發(fā)育糜棱巖，形成(強)片理化帶。在梅縣水車鎮(zhèn)出露基底巖石為以元古宙的黑云斜長變粒巖、長英質(zhì)細脈混合質(zhì)變粒巖為主，夾片麻巖、混合巖化巖石。

(3)伸展裂陷盆地、巖漿熱隆及巖漿核雜巖： 發(fā)育呈NE向展布的半地塹式斷陷盆地——羅田盆地，盆地內(nèi)沉積了一套紅色類磨拉石建造和雜色復陸屑碎屑巖建造。出露呈NE、NEE向展布的晚侏羅世黑云二長花崗巖類巖石，成巖時代150 Ma左右。梅縣水車鎮(zhèn)“畬坑混合巖田”主要由加里東期片麻狀花崗巖和變粒巖類、片巖類和片麻巖類組成，并出露燕山期花崗巖。

將研究區(qū)伸展構造樣式與伸展構造經(jīng)典理論對比，認為可圈定廣東梅縣地區(qū)的晚中生代伸展構造體系(圖1)。

4.2 廣東梅縣地區(qū)伸展構造成生時限

在廣東梅縣地區(qū)晚中生代伸展構造體系中，剝離斷層下盤為前寒武紀基底地層，上盤為早—中侏羅世地層，卷入的最新地層為中侏羅統(tǒng)漳平組(174～164 Ma)，但剝離斷層未穿切區(qū)內(nèi)晚侏羅世火山巖碎屑巖(圖1)(獲得鋯石年齡160～145 Ma)，且沿伸展斷陷盆地邊界出露NE向展布的晚侏羅世花崗巖。據(jù)此，將伸展構造的啟動時間限定為160 Ma左右，認為晚中生代以來華南地區(qū)巖石圈從擠壓到伸展體制的轉(zhuǎn)變時間節(jié)點應在晚侏羅世早期。

根據(jù)伸展裂陷盆地最早沉積為早白堊世晚期沉積物，而135～100 Ma又為區(qū)內(nèi)巖漿活動的沉寂期，可以將伸展構造主導時間限定在160～135 Ma。研究區(qū)出露的大面積中酸性噴出巖和花崗巖，其形成時代分別為晚侏羅世—早白堊世(150～140 Ma)和早白堊世(145～135 Ma)。據(jù)此，作者認為該伸展體系的最大伸展期應在145 Ma左右。

綜上所述，通過將區(qū)內(nèi)火山巖、侵入巖、沉積地層間接觸關系及伸展構造特征進行綜合研究，并結合高精度年齡數(shù)據(jù)，結果表明廣東梅縣地區(qū)伸展構造的成生和主導作用時期在晚侏羅世—早白堊世早期，即160～135 Ma間，最大伸展期應在145 Ma左右。

4.3 蓮花山斷裂構造屬性探討

前文已將前人對政和—大埔斷裂帶的構造屬性的認識進行了列舉，并通過對廣東梅縣地區(qū)伸展構造的初步研究，認為至少出露在廣東境內(nèi)的政和—大埔斷裂帶南段之蓮花山斷裂的構造屬性是值得探討的，將蓮花山斷裂定義為加里東期板塊俯沖帶，很多問題難以解釋。比如，為何缺少證據(jù)確鑿的早古生代蛇綠巖和火山巖； 為何沒有同期高壓變質(zhì)巖[20]； 在蓮花上斷裂帶中梅縣地區(qū)幾乎沒有變質(zhì)礦物的出現(xiàn)[25]，但在斷裂上出露了前寒武紀變質(zhì)基底巖石和新元古代的超基性巖、基性巖等。對于上述疑問，另一個解釋就是蓮花山斷裂并非是形成于早古生代的俯沖帶，而在伸展構造模型中上述問題都可以得到合理的解釋。因此，認為蓮花山斷裂應為晚侏羅世形成的剝離斷層，白堊紀及以后也呈現(xiàn)了幕式擠壓—伸展的繼承性變形特征[22]。可見粵東地區(qū)主要構造形跡奠定于晚中生代，這為粵東主要熱液金屬礦床區(qū)域成礦規(guī)律研究提供了新的參考模型。

5 結論

(1)廣東梅縣地區(qū)存在晚中生代伸展構造體系，該體系呈NE向展布，主要由剝離斷層和2個不同層次的剝離層巖組成。

(2)廣東梅縣地區(qū)晚中生代伸展構造的主導時間為晚侏羅世—早白堊世早期(160～135 Ma)，最大伸展期應在145 Ma左右； 晚中生代以來華南巖石圈從擠壓到伸展體制轉(zhuǎn)變的時間節(jié)點應在晚侏羅世早期。

(3)蓮花山斷裂帶不是早古生代形成的俯沖帶，而是晚侏羅世形成的剝離斷層。

致謝：文章編寫過程中得到了廣東省地質(zhì)調(diào)查院肖光銘總工程師的指導，審稿專家提出了寶貴的修改意見，同事凌懇、胡弦、朱鑫等參與野外調(diào)查，在此一并致謝！

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(責任編輯： 劉永權)

Characteristics of Late Mesozoic extensional structures of Meixian in Guangdong Province

DI Wen, ZHUANG Wenming, LI Rui, WANG Jianrong, CHEN Junfeng, YU Deyan

(GeologicSurveyofGuangdongProvince,Guangzhou510080,China)

Meixian in Guangdong Province, is located in the Lianhuashan fault zone, southern part of Zhenghe-Dapu fault zone. The 1∶50 000 field geological survey and indoor analyses have indicated the existence of Late Mesozoic extensional structure system in the Meixian of Guangdong Province. This system consists of detachment fault and two stripper layers with different levels. Based on contact relationship and high-precise dating data of volcanic rocks, intrusive rocks and sedimentary rocks, we concluded that the time scale of this extensional structure system ranges from Late Jurassic to Early Cretaceous (160-135 Ma), with the peak time of extension around 145 Ma. Lianhuashan fault zone was previously believed to be formed around the early Paleozoic, and now it is confirmed to be a detachment fault formed at the Late Jurassic. So the Zhenghe-Dapu fault extensional system also occurred in the Late Mesozoic. The results above showed that the dominant tectonic activity in the southern China occurred in the Mesozoic, providing a new reference model for the study of regional metallogenic rules of hydrothermal metal deposit in the southern China.

Meixian of Guangdong Province; Late Mesozoic; extensional fault; Lianhuashan fault

邸文,莊文明,李瑞，等.廣東梅縣地區(qū)晚中生代伸展構造特征[J].中國地質(zhì)調(diào)查,2016,3(6): 49-56.

2016-03-29；

2016-08-05。

中國地質(zhì)調(diào)查局“廣東1∶5萬明山嶂煤礦、高陂圩、砂田圩、潭江圩四幅區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查(編號： 1212011220554)”項目資助。

邸文(1980—),男,高級工程師,主要從事地質(zhì)礦產(chǎn)勘查、區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查工作。Email： stewen2000@163.com。

P548; P542.3; P597

A

2095-8706(2016)06-0049-08