华南东北部中生代从挤压向伸展的构造转换

摘要

华南位于古特提斯和滨太平洋两大构造域的交接部位，中生代构造活动复杂，经历了华南板块与华北板块、华南板块与印支板块的陆陆碰撞，以及之后太平洋板块向欧亚板块的俯冲等事件。在华南地区，中生代早期经历了重要的构造转换。印支期表现出的强烈挤压作用，不仅导致了大规模的冲断变形和不整合的发育，同时还伴随岩浆活动和韧性变形;燕山期则表现出强烈的伸展作用，导致了大规模的岩浆作用和北东-北东东走向的断陷盆地发育。因此，本论文以印支期挤压过程和燕山期的伸展过程为突破口，以华南东北部中生代盆地、中生代岩墙群和古老岩石单元为研究对象，以变形分析、热年代学分析、地球化学分析和锆石SHRIMP年代学分析为主要手段，揭示华南东北部构造变形的转换过程。本次研究主要取得了以下几点认识:
　　(1)通过浙赣地区中生代挤压变形特征的分析，以及浙西南地区发育的240Ma糜棱岩和一系列240-220Ma左右的变质岩和同造山花岗岩，表明该地区的印支期变形开始于240Ma左右;这一变形从东南往北西方向传播，在早侏罗世的中晚期传播到江西上饶地区，导致早侏罗世及以前的地层的强烈变形，而传播到江西的萍乡、宜春等地的时间可能在中侏罗世时期。
　　(2)通过浙赣地区中生代盆地的分析，发现浙赣地区的中生代断陷盆地在发育时间上，从内陆逐渐向沿海变晚的特点，弋阳盆地和金衢盆地的开始发育时间大致是在140-135Ma，而到了东部杭嘉湖盆地从100Ma以后才开始发育;但是杭嘉湖盆地的总伸展率达到了30％，而弋阳盆地和金衢盆地的总伸展率只有15％左右，晚白垩世时期的伸展作用要强于早白垩世的伸展作用。白垩纪末，浙赣地区的盆地都存在一个构造反转期，导致了地层的变形和抬升剥蚀。
　　(3)通过陈蔡群杂岩和里浦闪长岩的锆石、磷灰石裂变径迹和热史模拟工作，结合晚三叠世地层的沉积学特征，认为陈蔡群及里浦闪长岩自古生代以来至少经历了三期构造抬升事件才致被剥露至地表，分别为晚三叠世（乌灶组T3w沉积时期）的逆冲推覆、早白垩世(134-105Ma)伸展背景下的相对抬升以及晚白垩世末-古近纪(66-41Ma)的区域整体抬升，并建立了其构造热演化模式。
　　(4)通过江西上饶、浙江诸暨王家宅和浙江丽水枫坪花岗斑岩的研究，并结合前人的研究成果，分析的了浙赣地区岩墙的发育规律。江西上饶中性岩墙为安山玢岩，形成于中侏罗世(160±3Ma)，为富铝的亚碱性岩石，具有富集轻稀土元素和大离子亲石元素Th、U和低放射成因Pb，亏损高场强元素Nb、Ti的特点。其球粒陨石标准化曲线呈一致的右倾模式，具轻微Eu负异常，其源区曾受到来自俯冲太平洋板块的脱水作用所致的流体交代作用。王家宅双峰式侵入岩形成于早白垩世（127Ma左右），岩石组合为辉绿岩-花岗斑岩组合，其中辉绿岩为碱性钾玄岩，呈轻稀土元素较富集，重稀土元素平坦的形式，基本无Eu异常(δEu=0.99-1.09)，富集Rb、Ba、Pb及La，亏损Nb、Ta和Ti;花岗斑岩的轻稀土元素含量较辉绿岩大，重稀土元素差别不大，但具弱Eu负异常(δEu=0.85-0.87)，富集大离子亲石元素Rb、Ba、Th、Pb、Zr，亏损Nb、Ta、Sr和Ti，具有A型花岗岩的特点。双峰式侵入岩辉绿岩和花岗斑岩的出现标志着区域地壳发生大规模的伸展减薄。丽水枫坪花岗斑岩形成于早白垩世（130±1Ma），具有富硅、铝，碱含量中等，贫锰、镁、钛、磷的特点，其球粒陨石标准化曲线呈向右倾的“海鸥”型且具强Eu负异常，属于典型的地壳重熔型花岗岩。其岩浆源区为华南古老的地壳物质，为富砂质和富泥质的原岩发生部分熔融而成。
　　(5)结合变形特征、盆地和岩墙发育特征、岩浆作用和变质作用特征和古老岩石的剥露过程分析，提出了华南东北部中生代从挤压到伸展的构造转换过程。本文认为华南东北部印支期挤压变形开始于240Ma左右，这一变形从西南往北西方向传播，传播到江西萍乡、宜春等地可能在中侏罗世时期。在160Ma左右，华南东北部地区的构造应力发生了转变，由挤压作用转变为伸展作用。岩石圈的伸展作用首先从江西吉安-上饶地区开始，发育了吉安碱性橄榄玄武岩和上饶安山玢岩等与伸展作用有关的岩浆作用;140Ma左右，华南东北部全面进入伸展构造环境，开始发育断陷盆地、A型花岗岩或碱性侵入岩、变质核杂岩、双峰式火山岩和基性岩墙（群）。140Ma的大规模伸展总体表现从江西吉安-上饶地区往沿海地区迁移，东部沿海地区的大规模伸展集中在110-90Ma。到了晚白垩世时期，华南东北部发生了大规模的构造反转，结束了晚中生代的伸展作用。
　　本论文提出了华南中生代从挤压向伸展转换的时间节点和大陆动力学演化过程，成果对了解区域中生代构造转换有着重要的地质意义。

目录

声明

致谢

摘要

1 前言

1．1 研究意义和背景

1．2 研究思路和内容

1．3 主要工作量及创新点

2 研究区区域地质概况

2．1 华南构造演化

2．2 中生代地层发育特征

3 印支期(晚三叠世)挤压变形事件特征、演化及其沉积响应

3．1 变形特征

3．1．1 不整合面的发育特征

3．1．2 逆冲推覆的变形样式与分带特点

3．2 岩浆活动

4 白垩纪大规模伸展的盆地发育特征与盆地演化

4．1 弋阳盆地

4．2 金衢盆地

4．3 杭嘉湖盆地

4．4 小结

5 华南东北部地区中生代岩墙发育特征及对伸展过程与伸展动力学限定

5．1 浙赣典型中生代岩墙发育特征

5．1．1 王家宅双峰式岩墙

5．1．2 丽水枫坪酸性岩墙

5．1．3 江西上饶安山玢岩

5．2 岩墙发育时代研究

5．2．1 年代学分析方法

5．2．2 王家宅双峰式岩墙发育时代

5．2．3 丽水枫坪酸性岩墙发育时代

5．2．4 江西上饶安山玢岩发育时代

5．3 主微量元素特征

5．3．1 分析方法

5．3．2 王家宅双峰式岩墙

5．3．3 丽水枫坪酸性岩墙

5．3．4 江西上饶安山玢岩

5．4 Sr-Nd同位素特征

5．5 华南东北部地区中生代岩墙对比研究及对伸展过程与伸展动力学限定

5．6 小结

6 中生代构造运动对基底剥露的影响

6．1 研究方法

6．2 裂变径迹测试结果

6．3 中生代构造运动对里浦闪长岩和陈蔡群的剥露过程

6．4 小结

7 华南东北部中生代沉积-构造-岩浆演化及构造转换

7．1 早中生代挤压事件发育过程

7．1．1 早中生代挤压事件开始时间的厘定

7．1．2 早中生代挤压事件的时间序列

7．2 晚中生代伸展事件发育过程

7．3 早中生代挤压事件与晚中生代伸展事件的转换

8 结论

参考文献

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