Question

早古生代秦岭造山带构造活动机制

Answer 1

早古生代，加里东期-早海西期，秦岭存在强烈地质事件。表现在：

（1）强烈变质作用。北秦岭及与北秦岭相邻南秦岭变质地层400Ma左右遭受过强烈变质作用，岩石的矿物同位素系统，除锆英石U-Pb同位素系统外，几乎全被改造，碎屑沉积岩全岩Rb-Sr同位素系统被再置。具蛇绿岩性质变质镁铁质火山岩全岩Rb-Sr同位素系统也几乎全被再置（张宗清等，1994、1996a，b、2002b和本书第三章）。近年还发现在北秦岭官坡一带有年龄为400Ma左右榴辉岩形成（胡能高等，1995；杨经绥等，2003）。

（2）强烈中酸性岩浆活动。北秦岭大量花岗岩形成（表4-3-1、图4-3-1、图4-3-2）。在陕西洛南、商州板桥，河南内乡湍河后坪一带亦见小规模中酸性岩浆以火山岩或次火山岩产出。

正长斑岩分布于洛南县城周边，Sm-Nd等时年龄为437±71Ma，Rb-Sr等时年龄为455±40Ma（张宗清等，1994）。板桥酸性火山岩出露于宽坪四岔口云母石英片岩和广东坪蛇绿岩间，全岩Rb-Sr等时年龄464±20Ma，锆石逐层蒸发法²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb年龄424±4Ma（张宗清，1994）。河南省内乡县湍河后坪变质中酸性火山岩出露于二郎坪蛇绿岩和原划二郎坪群大庙组之间，锆英石U-Pb年龄470.0±1.4Ma。

（3）垃圾庙辉长岩侵入。辉长岩矿物Sm-Nd等时年龄402.6±17.4Ma（李曙光等，1989）。

另外，由本书蛇绿岩、花岗岩和碎屑沉积岩同位素年代学和地球化学资料还可以看出：

（1）曾被广泛认为，北秦岭蛇绿岩带形成于加里东-早海西期，即400Ma的意见，新获得同位素年代学资料没有被正实。丹凤、二郎坪、广东坪蛇绿岩带，代表性变质镁铁质火山岩均形成于晋宁期（详见第三章）。

（2）花岗岩Nd模式年龄t_DM显示，秦岭中、下地壳形成于1200Ma左右。花岗岩Nd模式年龄≥921Ma（表4-3-2、图4-3-4、图4-3-5、图4-3-6）。晋宁期后，看不出秦岭地壳存在地幔物质加入增生过程（图4-3-9、图4-3-10、图4-3-13、图4-3-18）。秦岭显生宇花岗岩Nd模式年龄接近或大于晋宁期花岗岩，Nd同位素ε_Nd（t）值由晋宁期至加里东-早海西期，至印支期、燕山期降低，（⁸⁷Sr/⁸⁶Sr）_i值增高，显示秦岭显生宇花岗岩可能是秦岭晋宁期由地幔新增生地壳再熔岩浆混入老的陆壳物质产物。

（3）秦岭碎屑沉积岩中未见小于晋宁期的岩石物质（表5-2-1、表5-2-2、表5-2-3、图5-2-1、图5-2-2、图5-2-3、图5-3-2）。秦岭碎屑沉积岩Nd模式年龄t_DM值晋宁期最低，而后至显生宇，随着岩石年龄变年轻，依次增高。至奥陶纪，华北南缘，北秦岭，南秦岭，扬子北缘，扬子t_DM值接近。ε_Nd（t）值有类似演化趋势（表5-2-3、表5-2-4、图5-2-4、图5-2-5）。

上述事实表明，早古生代，即加里东-早海西期，秦岭不大可能存在洋盆。秦岭早期研究认为，加里东-早海西期，沿商丹断裂一线存在分隔华北和扬子克拉通块体洋盆，并在随后洋壳向北俯冲，华北和扬子会聚不一定是事实。由现有秦岭火山岩、花岗岩和沉积岩同位素年代学和地球化学资料看，华北、扬子早在晋宁期已发生拼合，秦岭基底构造格局已基本奠定，加里东-早海西期强烈地质作用，可能为南秦岭块体向北秦岭块体陆内俯冲过程。

印支期和燕山期，沿勉略带和洛南-栾川断裂带，扬子向南秦岭块体，华北向北秦岭块体可能发生过规模不大的陆内俯冲过程。