Question

大别造山带研究概况

Answer 1

大别造山带处安徽、湖北、河南三省境内，在1949年前，地学前辈谭锡畴、丁文江、李四光、丁毅、李捷、李毓尧、谢家荣、黄汲清、程裕淇等对本区及相邻地区作过地质调查，为后来地质工作奠定了基础。1949新中国成立后，国家有计划地开展了大规模矿产普查勘探和区域地质调查工作。20世纪70年代初由安徽、湖北、河南等省区域地质调查所，先后完成区内1:20万南京、六安、岳西、太湖、商城、罗田、新县、桐柏、大悟、蕲春、武汉等图幅的地质调查，覆盖大别山及相邻地区。与此同时，各省还进行了1∶50万区域重力、航磁及地球化学原生晕，次生晕扫面工作，编制了1:50万桐柏、大别山地区磁、重、化探、遥感解释等图件，进行了有关地层、古生物研究。在上述工作基础上，各省先后完成了安徽、湖北、河南区域地质志。安徽省还完成了各时代地层专辑及“安徽省岩相古地理图册”、“安徽省1∶50万构造体系图”的编制。通过上述总结，建立了区内地层系统，划分出不同构造单元，基本查明了区内榴辉岩、蓝片岩，以及超基性岩等的分布，积累了丰富地质资料。自20世纪80年代起，在原地矿部区调处的组织下，由安徽、湖北、河南三省区调所为主体，以及有关地质队、院校、研究所等单位参加，以新的1:5万填图方法（沉积岩、花岗岩、变质岩）为指南，开展了1:5万地质填图，截至2001年底，已完成约150图幅，覆盖了桐柏－大别山区及相邻地区。1997年为配合大陆科学深钻选址，由原地矿部科技司、直管局资助，完成岳西菖蒲、潜山牌楼两地区1:1万精细地质填图。中国地调局为实施新一轮地质大调查计划，由安徽、湖北、河南三省分别进行了大别山区、桐柏山区地质总结，编制了有关地质图件，并开展了1:25万区域地质调查。

自20世纪80年代起，对大别造山带的研究逐步深入。徐嘉炜等（1987）最先提出大别山碰撞带由华北与扬子陆块在中生代碰撞对接而成。荆延仁（安徽）、周高（湖北）分别与张树业、梁万通（原长春地质学院）合作，先后对安徽、湖北两省境内的蓝片岩进行了较系统研究。1986年后，张树业、梁万通、荆延仁、潘国强等与刘忠光（美国斯坦福大学）合作研究张八岭蓝片岩（1986～1989）、大别山榴辉岩（1988～1991）；同时刘忠光等又将研究延伸到湖北省境内与刘源骏（湖北）、周高等合作进行研究。与此同时Okay A L,SengorA M等（土耳其伊斯坦布尔大学）与徐树桐等（安徽地科所）合作研究大别造山带演化。由于在大别造山带内榴辉岩中，相继发现了柯石英（许志琴，1987;Okay A L,et al.,1989;Wang X M,et al.,1989；潘国强等，1990）与金刚石（徐树桐等，1991；张树业等，1991），确认了超高压变质作用的存在。随后，中国科学院地质所从柏林等，在国家自然科学基金资助下，先后与国内有关大学、院所，以及与国外广泛合作对大别造山带地质结构、物质组成特别是以榴辉岩为代表的超高压变质带进行了系统岩石学、地球化学、地质年代学等一些重大科研项目研究，取得了重要成果。程裕淇、许志琴、常印佛等对大别造山带变质岩、构造、成矿作用等进行了研究，王椿镛、董树文等对大别造山带进行了深部地球物理探索，均取得了重要进展。

通过上述研究，研究者发表了许多重要专著与论文，对大别造山带形成演化和超高压变质带的形成与折返机制，进行了全面论述，引起了国内外地学界的极大关注和重视，并认为：大别造山带是全球造山带中的经典地区之一，对揭示造山带动力学过程是最理想的野外实验基地。研究者们普遍认为：大别造山带是华北、扬子两大板块印支期碰撞造山带，超高压变质带由深俯冲作用所形成。但是，对一些重大地质问题仍存在分歧，主要有如下内容：

1）印支期板块碰撞缝合带在哪里？是大别山北部与北淮阳地区间的磨子潭－晓天断裂（徐树桐，1992），还是大别山内部英山－水吼岭断裂（董树文，1997），或是桐柏－大别山南部的襄樊－广济断裂（杨森楠，1991），或者位处北淮阳地区北部（金福全等，1995）。与此相关的是大别造山带核部杂岩即“北大别”构造归属，是属华北板块南缘的活动陆缘的古岛弧，北淮阳地区为弧后盆地？还是扬子板块的俯冲基底。

2）代表印支期消减的洋壳在哪里？分布于大别山北部的超基性岩带，是否为被构造肢解的大洋残片——蛇绿岩套（徐树桐，1994）？

3）大别造山带形成的方式是什么？是扬子板块向华北板块俯冲（徐树桐等，1994）？还是华北板块向南俯冲（金福全等，1995）？或是华北、扬子两板块对冲，且华北板块俯冲滞后于扬子板块的向南俯冲（董树文等，1998）？

4）与印支期板块碰撞作用有关的花岗岩带在哪里？双变质带在哪里？大别山由南到北是否存在与俯冲深度有关的由高压蓝片岩到超高压变质的榴辉岩的变质分带（张树业等，1989）？

5）超高压变质带中榴辉岩的原岩是否全为火山岩变质？有没有岩浆成因？形成时代是晋宁期（程裕淇等，1999）、加里东期（简平，1998）、印支期（李曙光，1989）？其形成的深度与温压条件是大于90 km（从柏林等，1999），还是32 km（吕古贤，1999），是否与大陆深俯冲作用有关？

6）超高压变质带的形成与折返机制有很多模式，如果都确认超高压变质岩石是大陆表壳岩石经板块俯冲至地下大于90 km，经受超高压变质后再快速折返至地表，这一下一上过程中岩石所经历的变形、变质记录是什么？超高压岩石与共生围岩的接触关系性质，是原地还是异地？特别是通过详细构造填图所反映的宏观变形记录的依据是什么？

近十多年来，作者等通过对大别造山带的详细填图和专题研究，取得了一些重要发现，主要有如下内容：

1）在大别山超高压变质带内发现新元古代浅变质火山碎屑岩层（汤加富等，1995；董树文等，1996），进一步确定北淮阳地区存在扬子型震旦纪至早寒武纪地层（汤加富等，1995），及对原宿松群的解体与构造地层序列的重建，表明大别造山带应归属扬子地块北缘。

2）在磨子潭－晓天断裂南侧相继发现佛子岭岩群（汤加富等，1995；钱存超等，2000），确定该断裂是非划分性断裂带，更不是板块碰撞缝合带。

3）在大别山腹地，超高压变质带北侧桃园寨发现面状分布的中生代火山岩和火山机构，其形成年代130Ma（刘敦一等，2002），其地球化学特征与北淮阳地区晚侏罗世毛坦厂组火山岩相似，表明在早白垩世前大别造山带核部与北淮阳地区有相似的构造属性（周存亭等，1998，钱存超等，1998）。

4）对原大别群进行解体，分解出变质表壳岩、变质超镁铁质岩、变形变质花岗岩。后者大多数为新元古代变形花岗岩（周存亭等，1995；汤加富等，1997）。北大别榴辉岩的进一步确定（魏春景等，1997；周存亭等，2000），及与南北大别具相似年代与系列的变形花岗岩，表明南、北大别并非分属于华北、扬子两个不同板块。

5）在大别山超高压变质带中的浅变质岩层内发现呈脉状产出的榴辉岩（高天山等，1997；汤加富等，2000）。根据榴辉岩与围岩间相互接触关系及相关资料以及测年成果，表明榴辉岩可能主要形成于新元古代（汤加富等，2000），属地幔岩成因。张八岭地区蓝片岩带中蓝闪石形成于S₁面理上，与印支期早期伸展构造变形有关（汤加富等，1995）。

6）通过对大别造山带的详细构造填图和解剖，确定造山带及邻区的主体变形样式是双向挤压的扇形非完全对称的“科伯构造”（汤加富等，1995）。变形序列有三期，早期在伸展构造体下，形成以平行造山带方向的以拉伸线理（L₁）、垂直现今造山带方向的向西倒覆褶皱，及各层次间叠置构造岩片为特征；主期为挤压收缩体制下，形成平行于现今山链方向的挤压褶皱；晚期为岩浆底辟上侵，在核部形成“背形穹窿”，并组成“链状穹窿”构造带，在造山带边部，形成向外侧盆地滑覆逆冲构造。

综上所述，对大别造山带的形成与演化，以及超高压变质带的形成与折返，需要在新的资料基础上，重新予以解释和讨论，这些将在本书有关章节中作详细说明。