古中国洋盆

2．1．2．1 古中国洋的特征

前人对以华北陆块为代表的北方陆块群和以华南陆块为代表的南方陆块群拼合成古中国陆块的过程，无论在缝合造山带的走向，还是在分裂和缝合时间上都有重大分歧，基本见解有：①秦岭－大别山与昆仑山相连，属特提斯印支缝合带，祁连山是独立的早古生代“裂谷造山带”。②秦岭－大别造山带与祁连山造山带相连，属晚加里东－华力西造山带。③秦岭－大别造山带是加里东、印支复合造山带。④王作勋提出大别－秦岭造山带与天山－卡拉套－乌奴套造山带相连，构成中国及中亚南、北大陆群之间的缝合带，代表一个消失的古洋盆，其主体贯穿中国南北大陆之间，称之为古中国洋。其主要存在于新元古代至早古生代，在400～350Ma期间关闭。⑤根据昆仑山、阿尔金山及其两侧构造和沉积盆地的新成果，在接受古中国洋概念的同时，秦德余等（1997）研究后，提出修改意见如下：（a）大别－秦岭造山带主要经东昆仑同西昆仑造山带相连；祁连造山带东端在宝鸡、天水间与秦岭造山带相接，西端经阿尔金既与西昆仑相连又与中亚洋相连，它们分别代表消减了的古中国洋主洋盆和支洋盆；（b）古中国洋盆西宽东窄呈向西开口的喇叭形，郯庐断裂以东迅速变狭，至朝鲜似乎已不存在洋壳而以陆内裂谷与古太平洋相连；（c）古中国洋产生于新元古代裂谷带，主洋盆自西向东扩张；（d）古中国洋由两条扩张洋盆组成，其中西昆仑库地－东昆仑清水河－秦岭松树沟－北淮阳为主洋盆，北祁连清水沟－昌马是支洋盆，两者间为阿尔金、柴达木小型陆块（秦德余，1999；边千韬等，2002；高长林等，2005）。

众所周知，蛇绿岩是一类有特殊意义的岩石组合。它可作为古洋岩石圈或与古洋亲缘的构造单元的残余而保存在各地质时期的造山带中，成为重建古洋最直接的证据。古洋恢复了，与其可能相邻的古陆缘的所在，古陆缘的类型乃至伴随着古洋的扩张或消减，在其构造背景下形成的盆地，控制它们的宏观构造体制如何变化等问题的探讨才有前提。中国蛇绿岩的分布概貌见图2－1－4。

图2－1－4 中国蛇绿岩分布示意图

（据张旗、周国庆，2001）

在秦岭－祁连－昆仑造山区中存在产于不同构造环境的多条蛇绿岩带，其中有北淮阳－东秦岭松树沟－东昆仑清水河－西昆仑库地蛇绿岩带和北祁连清水河－玉石沟－昌马两条蛇绿岩为大洋蛇绿岩带。

北淮阳－东秦岭松树沟－东昆仑清水河－西昆仑库地蛇绿岩带东西绵延3000km，该带蛇绿岩以被强烈剪切的岩块方式与基质组成蛇绿混杂岩。库地、清水河、松树沟和卧虎山保存完整的蛇绿岩顺序，自下而上由纯橄榄岩，斜辉辉橄岩，层状辉长岩，均质辉长岩，枕状玄武岩，辉长－辉绿席状岩墙和硅质岩（或碧玉岩），钙质、钙泥质浊积岩组成。其中超基性岩具亏损地幔岩稀土元素地球化学特征，玄武岩为大洋中脊玄武岩。秦祁昆缝合系记录了一个从新元古代晚期到早古生代古中国洋的形成演化历史（图2－1－5）。

图2－1－5 秦祁昆缝合系略图（据边千韬等，2002）

蛇绿岩：1．乌依塔格；2．柯岗；3．库地；4．苏巴什；5．阿帕；6．红柳沟；7．吐拉；8．茫崖；9．阿尔金主峰南；10．当金山口；11．大道尔吉；12．九个泉；13．大岔大坂；14．扁麻沟；15．清水沟；16．百经寺；17．玉石沟；18．川剌沟；19．小八宝；20．红沟；21．老虎山；22．拉脊山；23．雾宿山；24．赛什腾山；25．绿梁山；26．锡铁山；27．茶卡南山；28．鸭子泉；29．三岔口；30．乌妥；31．清水泉；32．扎那合惹；33．木孜塔格；34．黑剌沟；35．布青山；36．塔妥；37．下大武；38．玛积雪山；39．德尔尼；40．鸳鸯镇；41．岩湾；42．苏家河；43．四方台；44．松树沟；45．二郎坪；46．桐柏大河；47．饶钹寨；48．勉略；49．周家湾缝合带：SLS．双湖．澜沧江；BNS．班公湖．怒江；YZS．雅鲁藏布江；KSS．库地．苏巴什；MKS．麻扎．康西瓦；ALS．阿尔金；NQS．北祁连；QNS．柴达木北缘；QWS．祁漫塔格．乌妥；EKSS．东昆仑南缘；SDS．商丹；MLS．勉略微地块：WK．西昆仑中段；MSQ．中．南祁连；QDM．柴达木；AK．阿牙克库克；MQ．玛沁；W．D．秦中－大别

松树沟超基性岩同位素年龄为561±6Ma，基性岩浆分异形成的斜长花岗岩年龄值为500Ma左右。库地蛇绿岩中变质超基性岩全岩Rb－Sr等时年龄为600～700Ma，玄武岩全岩Rb－Sr等时年龄为500～600Ma。在西昆仑和东秦岭，它们分别被500～400Ma和420～350Ma花岗岩侵入，在南秦岭前陆盆地泥盆系砾岩中含有该蛇绿岩砾石和岩屑，其构造侵位时间不会晚于泥盆纪。秦岭－昆仑洋盆宽度没有做过系统计算，高长林等（1993）在东秦岭用消减法、扩张法估算了古秦岭海洋的宽度分别为3247．7km和3853．4km，平均为3550．5km。可以认为古秦岭洋该段洋盆宽度最大曾达到3550±300km。也就是说，秦岭－昆仑洋的洋壳在新元古代已经形成，新元古代晚期—早古生代已扩张到相当规模。

北祁连清水沟－玉石山－昌马蛇绿岩带是我国研究最详细的蛇绿岩带之一，其时代已被确定为中寒武世—中奥陶世（肖序常，1978；许志琴，1994等）。该蛇绿岩向东经兰州附近，在甘肃天水和陕西宝鸡间与秦岭蛇绿岩带相汇。向西经阿尔金北缘拉配泉，折向西南，在新疆且末南与西昆仑蛇绿岩相接。蛇绿岩组合特征和岩石地球化学特征表明它们是裂谷型洋盆或窄洋盆中的产物。

古中国洋由两条扩张洋盆组成，其中西昆仑库地－东昆仑清水河－秦岭松树沟－北淮阳为主洋盆，北祁连清水沟－昌马是支洋盆，两者之间为阿尔金、柴达木小型陆块。

古中国洋东延到郯庐断裂，往东的胶东半岛至今未发现早古生代蛇绿岩，再向东到朝鲜半岛临清江变形带，虽能大体区划开华北型和扬子型构造建造组合，但已具过渡色彩，应当可以设想，郯庐断裂以东更像陆间－陆内裂谷带，若真如此，古中国洋就是一个向西张开、向东收敛的楔形洋盆－裂谷带。

2．1．2．2 古中国洋的演化

古中国洋的演化可以分为大陆裂谷、大洋扩张、俯冲消减和碰撞造山四个连续的构造阶段（表2－1－1）。

表2－1－1 古中国洋板块构造演化模式

1．Rodinia超大陆伸展－裂谷阶段（早－中震旦纪）

Rodinia超大陆伸展－裂谷阶段形成于早－中震旦纪，为780～600Ma。诸多地质学家认为新元古代的Rodinia超级大陆存在于1000～800Ma，随后在780～560Ma经历了穿时的裂解过程（Dalziel，1997；陆松年，1998）。西昆仑阿喀孜山口有一套绿片岩与叠层石灰岩互层的震旦系，绿片岩的原岩是形成于大陆裂谷环境中的基性火山岩，这套地层是大陆裂解的典型标志。东昆仑有新元古代万宝沟群大陆裂谷型火山岩。北祁连山有大规模的晚元古代—寒武纪大陆裂谷火山岩。南秦岭武当微地块和随－枣微地块中发育大陆伸展、裂解背景下侵位的基性岩墙群（边千韬等，2002）。

2．洋盆扩张阶段（震旦纪晚期—早－中奥陶世）

古中国洋形成演化于晚震旦世—奥陶纪，为600～440Ma。上一阶段形成的众多的裂谷，有些继续扩张，先后形成小洋盆。一些小洋盆继续扩张并相互沟通，最后形成一个含有众多微地块、洋中脊、洋岛、岛弧和弧后盆地的统一的多岛洋（边千韬等，2002）。中央造山带缝合系可分为西、中、东三段。

古中央造山系东段大致与秦岭造山带、大别造山带和苏鲁造山带相当。商丹缝合带西起西秦岭鸳鸯镇蛇绿岩带，向东沿丹凤、商南、桐柏、信阳、商城、金寨一线分布（图2－1－6）。东秦岭地区蛇绿岩的地质－地球化学研究资料表明：东秦岭地区存在有一个沟、弧、盆体系的古活动大陆边缘。商南松树沟、信阳卧虎一带的蛇绿岩代表了被俯冲消减的古洋壳的残片；丹凤群火山岩系为钙碱性的玄武岩－英安岩－流纹岩组合，形成于岛弧构造环境；二郎坪群中的火山岩为细碧岩－角斑岩－石英角斑岩系，产于弧后盆地（吉让寿等，1997）。

图2－1－6 东秦岭铁镁－超铁镁岩分布简图

（据秦德余等，1997）

1．大洋型；2．岛弧型；3．弧后盆地型；4．花岗岩；5．中新生界

大别缝合带，徐树桐等（1994，2002）把青山—岳西—龙井关一线细分为南部超高压变质构造带、北部蛇绿混杂岩带，北部蛇绿混杂岩带代表两大板块拼合边界，认为桐城－桐柏剪切带是中朝与扬子大陆之间缝合带（变质构造混杂岩带）的根带，东起安徽桐城，向西在金寨青山附近，再向西经河南商城附近穿过商城－麻城断裂，经定远西至河南省南湾水库之南，长约300km，东段宽约8km，西段宽度较小。向西与商丹缝合带相接（图2－1－7）。

3．俯冲消减阶段（中／晚奥陶世—志留纪）

中奥陶世晚期—晚奥陶世初，古中国洋进入以俯冲为主的阶段，此时洋盆虽然还在扩张，但其速度已抵不上俯冲速度，洋盆逐渐消减，据对秦岭地区的研究，洋盆扩张速度为0．9cm／a，俯冲速度为4．2cm／a，洋盆以3．3cm／a速度消减。俯冲时，在俯冲带首先引起的地质事件之一是双变质作用，稍后在上驮陆块形成活动大陆边缘，因此双变质带和活动大陆边缘是鉴别古俯冲带位置、时距和指向的主要标志。从双变质带和活动边缘配置情况表明，古中国洋各区段具有不同的消减方式。

古中国洋东段东秦岭地区，从陕西商县、丹凤、商南、经河南西峡到信阳东西延伸千余千米的洋壳蛇绿岩带中发育低温高压变质带（3T型多硅白云母—C类榴辉岩—蓝闪石）（叶大年， 1979；安三元，1985），其北平行分布着以矽线石为特征矿物的高温低压变质带，组成双变质带。上驮陆块——华北陆块南缘早期被动边缘转化为弧、盆系活动大陆边缘。而华南陆块北缘仍保持被动边缘构造／建造特征，因此，古中国洋的东段俯冲极性是向北的，具明显的张性弧特征（秦德余等，1992）。据稍后形成的岛弧火山岩的同位素年龄（丹凤群，奥陶系—志留系）447Ma左右，加以经验修正值30Ma左右，并参考岛弧花岗岩同位素年龄（425～382Ma），推定古中国洋主洋盆主要俯冲起始时间约为477Ma，相当于中奥陶世，结束于志留纪晚期。俯冲消减作用持续了50～75Ma，是一个相当长的地质历史过程。

图2－1－7 大别山造山带的宏观运动学图案

（据徐树桐等，2002）

Ⅰ．变质复理石；Ⅱ．幔源变质构造混杂岩带＋苏家河构造混杂岩带；Ⅲ．潜山－英山－新县变质构造混杂岩带；Ⅳ．太湖－红安－宣化店变质构造混杂岩带；Ⅴ．大别杂岩；Ⅵ．宿松群和张八岭群①龟山－梅山断裂带； ②桐城－桐柏剪切带； ③桐城－桐柏断裂带；④水吼－浠水－麻城剪切带； ⑤花凉亭－弥陀－七里坪剪切带； ⑥太湖－张家榜－白莲－桃花剪切带；⑦破凉－河口－黄陂剪切带； ⑧桐城－太湖剪切带； ⑨商城－麻城剪切带

4．碰撞造山和古中国联合陆块形成期（志留纪末—泥盆纪）

古中国洋经历了中／晚奥陶世—志留纪俯冲，洋盆逐渐被消减殆尽，两侧陆块（或岛弧）逐渐接近，最后于志留纪末—泥盆纪发生碰撞，陆块边缘强烈变形隆升，碰撞型花岗岩岩基侵入（325～420Ma）形成规模巨大的中央造山系，华北、塔里木、柴达木和华南诸陆块重新拼合，形成古中国联合陆块。在造山系前陆或弧后区因构造负载、地壳挠曲产生各种前陆盆地（图2－1－8）。

图2－1－8 扬子－秦岭－华北构造演化模式图

（据秦德余，1997）