中南地区基础地质综合研究

■中南地区基础地质综合研究

项目来源:中国地质调查局国土资源大调查

起止时间:2006—2010年

项目负责:牛志军，彭练红，王晓地

主要完成人:牛志军，彭练红，龙文国，魏运许，王晓地，罗士新，王磊，杨文强，贾小辉，周岱，徐大良，刘浩，张鲲

成果概况:本项目为中国地质调查局新一轮国土资源大调查计划项目“中南地区基础地质调查及数据更新”下设的工作项目，是中南地区基础地质综合研究（阶段性报告）的延续。发挥“指导、协调、综合、提高”作用，依托中南地区区域地质、区域地球物理、区域地球化学和区域遥感地质调查成果，建立本区地质构造格架；针对重大地质问题开展综合研究。维护和更新中南地区数字地质图及其空间数据库。重点加强以下方面工作:①开展中南地区地层的划分对比研究及相关图件的编制；②开展中南地区岩浆岩调查综合研究，研究岩浆作用及其与成矿作用的关系，编制中南地区1∶10万岩浆岩地质图；③开展中南地区重大构造地质问题综合研究，调查研究扬子与华夏陆块组成、结构、演化及其地球动力学，反演中南地区区域地质演化史，建立构造模式，编制中南地区1∶10万构造地质图。经过项目组4年来的努力，在前一轮阶段性报告的基础上，取得的主要认识如下。

1.地层学

（1）根据最新的国际地层表（2011）和中国区域地层表（2011年征求意见稿），对中南地区各时代年代地层单位进行了划分与对比，并结合生物地层学研究进展，对本区各纪岩石地层单位进行了重新厘定，对部分岩石地层序列尤其是新元古代早中期及寒武纪地层，进行了清理与划分对比，建立了本区各时代多重地层划分对比的框架。

（2）厘定和完善了中南地区各时代地层分区系统，将中南地区按照4个构造演化阶段进行划分，即新太古代至新元古代早期、新元古代晚期至志留纪、泥盆纪至中三叠世、晚三叠世至第四纪，在此基础上进行了三级划分，编制了中南地区太古宇—第四系岩石地层划分对比表。以系为单位，讨论了各地层区、分区内地层的分布特点、岩石地层单位的划分与对比、岩相古地理特征，并对各岩石地层单位进行了描述。

2.岩石学

（1）以最新的精确年龄和地球化学数据为基础，通过对中—新元古代、加里东期、海西—印支期、燕山期岩浆岩的形成时代、成因、构造背景、地球动力学机制的较深入的研究总结，建立了中南地区侵入岩精确年代格架和构造—岩浆事件序列。通过一些标志性岩石或岩石组合的研究，对构造格局和构造演化提出了许多重要的新认识，对东冈瓦纳超大陆、Pangea超大陆的聚合和裂解事件在中南地区的构造—岩浆响应取得了许多重要的新证据。

（2）通过对区内中—新元古代岩浆岩的研究总结，新发现了一些中元古代蛇绿岩和新元古代早期的与碰撞造山作用有关的火成岩类，以及新测定出大量的1 000～800Ma的残留或捕获锆石年龄，提出大约1 050～870Ma时处于板块俯冲阶段，835～800Ma为后碰撞阶段，785～630Ma为后造山—裂解阶段的观点。

（3）重新研究认为桂北四堡群、湘东北冷家溪群（益阳—浏阳）与黔东梵净山群以及赣北双桥山群，为一套中元古代末期—新元古代早期活动陆缘的浊积岩系与蛇绿岩岩石组合，共同构成了北东东走向扬子东南缘的巨型中元古代—新元古代早期构造蛇绿混杂岩带。

（4）厘定云开隆起西北缘浅变质云开群底部的层状、似层状变基性岩为新元古代构造蛇绿岩混杂岩。岩石类型以斜长角闪岩为主，伴生一套细碧角斑岩系及少量硅质岩，还零星出露超基性岩（蛇纹石化橄榄岩、橄辉岩），为蛇绿岩的重要组成部分。斜长角闪岩岩石地球化学和同位素地球化学的研究表明，这套变基性岩原岩为形成于大洋中脊（EMORB）构造环境的拉斑玄武岩。云开地区新元古代的蛇绿岩是扬子板块与华夏板块中元古代末期—新元古代早期伴随两块体相互碰撞的过程形成的，这为华南地区中元古代末期—新元古代早期大地构造格局与演化的研究提供了重要依据。

（5）区内早古生代岩浆岩分为湘桂粤和扬子北缘（湖北北部地区）两个构造岩浆区。湘桂粤地区属华南武夷—云开造山带的一部分，与加里东期华南板块陆内碰撞造山运动有关；而扬子北缘（湖北北部地区）加里东期火成岩的形成与扬子板块和华北板块间的俯冲—碰撞造山运动及其后的裂解有关。湘桂粤地区出露的岩石组合可以云开隆起区为代表，云开岩浆岩带加里东期构造岩浆活动是扬子与华夏地块间陆内挤压碰撞环境下，新元古代—早古生代构造薄弱带的挤压加厚重熔的产物。基性侵入岩的形成（392Ma）标志加里东期俯冲—碰撞造山作用的结束和伸展作用的开始。云开造山带条带—眼球状深熔花岗质岩石普遍发育的近水平的透入性韧性—流变剪切变形—变质构造应主要是加里东晚期伸展变形变质作用的产物。

（6）海西—印支期侵入岩主要分布于琼桂粤湘地区，通过对华南海西—印支期岩浆岩时空分布和地球化学特征的深入系统研究，提出华南海西—印支期的构造—岩浆旋回是同一次造山构造热事件连续演化的产物，系太平洋板块西向俯冲及印支地块北东向与华南板块碰撞联合作用的综合效应，是Pangea超大陆聚合过程的一部分。以湘南地区为代表的华南板块内部的花岗岩类岩体及酸性—中酸性斑岩体主要属后造山花岗岩类（POG）和大陆弧花岗岩类（CAG），形成于主要受太平洋板块俯冲作用的活动大陆边缘背景，印支运动的挤压造山以后的区域拉伸、走滑断裂活化作用诱发岩浆岩活动形成这些大陆弧和后造山花岗岩类。以海南岛为代表的华南板块边缘的侵入岩类则记录了多板块碰撞的全过程，可分为岛弧、同碰撞、后碰撞、后造山等几个阶段，与太平洋板块西向俯冲及印支地块与华南板块的碰撞共同作用有关。

3.变质岩

总结了中南地区区域变质岩、动力变质岩、接触变质岩、气—液变质岩和混合岩的岩石类型及其分布规律。系统研究区内变质岩的变质矿物及矿物共生组合，对区域变质岩进行了原岩恢复，通过变质相和变质作用的研究，划分了区域变质相带。探讨了区域变质岩和动力变质的变质作用类型，建立区内变形变质作用的演化系列，为研究中南地区大地构造演化提供了依据。

4.区域地球物理

总结了中南地区区域物性和区域重力场特征，对3个重力高异常区和3个航磁ΔT异常区特征进行了描述；总结了华南上扬子板块区、中扬子板块区、下扬子板块区、钦一杭结合带、华夏板块区的深部岩石圈特征。

5.大地构造学

（1）确定中南地区大地构造格架主要由扬子板块、华夏板块以及扬子板块与华北板块之间的秦岭—大别造山带组成。扬子板块和华夏板块在新元古代（Ca.820Ma）拼合成华南板块，随后虽然发生了裂解，但一直无新的洋壳出现。华南地区（包括中南地区）自新元古代后进入板内演化阶段，早古生代的加里东运动和中生代的印支期运动均为陆内造山作用。但扬子板块东南缘与华夏板块在新元古代碰撞拼接的过程及界线一直还存在争议。本次研究初步认为两板块的边界位于冷家溪群分布区南侧、云开地区深成变质岩系北侧，区内大致位于萍乡—衡阳—双牌—贵港—凭祥一线。扬子板块（新元古代之后为华南板块）与北面的华北板块（前寒武纪为未知名板块）则出现了3次碰撞缝合:在晋宁期，汇聚的边界在秦岭—大别造山带的北侧，而秦岭—大别造山带的钙碱性侵入岩，南缘的火山—沉积盆地（武当岩群、随县群）及扬子地台北缘的磨拉石建造（花山群、马槽园群）均是晋宁期同造山带过程中不同构造环境下的产物，主体形成时代为青白口纪；而在印支—燕山期，二郎坪—高桥—永佳河—浠水构造带是扬子地块与华北地块的真正缝合带（大别山主体属华北地块，而武当山—桐柏山属扬子地块）。

（2）提出中南区大地构造演化基本上可概括为5个大阶段:中太古代—早元古代阶段，古陆核和陆块的形成；晋宁阶段，北面的华北板块向扬子板块汇聚并发生俯冲碰撞，南面的华夏板块向扬子板块俯冲并发生拼合；加里东期阶段，晋宁期拼合的华南板块发生裂解，但裂而不解，无新的洋壳出现，始于中奥陶世的加里东运动为板内造山作用，形成以云开和雪峰为代表的构造带；海西—印支期阶段，特提斯洋的打开和东延使华南部分地区仍然处于特提斯构造演化阶段，华南板块南缘与印支—南海地块之间的洋（海）盆发生俯冲—增生碰撞造山，北缘与华北板块沿秦岭—大别—苏鲁构造带于三叠纪发生碰撞造山，形成著名的超高压变质带，南北板块碰撞的远程效应使得华南板块内部发生强烈的构造变形，奠定了华南大地构造的基本格局；燕山—喜山期阶段，中三叠世印支运动结束之后，整个华南地区从以海相沉积为主转入以陆相沉积为主，并进入濒太平洋和特提斯构造复合演化过程，形成以伸展为主，伸展—挤压交替的板内构造演化阶段。

（3）结合中南地区大地构造演化特征，分4个阶段对大地构造单元进行了划分:前南华纪（～820Ma）、南华纪—志留纪（820～420Ma）、泥盆纪—中三叠世（420～220Ma）和晚三叠世—新生代（220～0Ma）。4个阶段分别对应扬子板块和华夏板块新元古代的拼合（Ca.820Ma）、加里东运动的结束（Ca.420Ma）、印支运动的结束（Ca.220Ma）及印支运动之后包括燕山运动和喜马拉雅运动阶段。总结了各阶段构造运动在区内的表现形式和特点，并对各级构造单元特征进行了概述，为深入研究中南地区显生宙以来的构造演化特点提供了新思路。在此基础上，编制了1∶100万中南地区地质图、构造—纲要图。

（4）认为区内广泛存在喜山期构造变形，总体表现为南南西向—北北东方向的逆冲推覆作用，总结了喜山期构造变形特点；同时认为目前出露于地表的襄—广断裂带既有印支—燕山期的构造形迹（由北向南逆冲推覆），又有喜山期的构造迹线（扬子地层区物质由南向北脆性逆冲至造山带变形物质或红盆之上。

6.数据更新及数字化编图

以最新的1∶25万和1∶5万区域地质调查研究成果为基础，完成了新一代中南地区1∶100万地质图（以组级地层单位为填图单元）、中南地区1∶100万岩浆岩地质图、中南地区1∶100万构造地质图。

（王晓地　编）