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1、桐柏大别 部分文献阅读刘晓春，2011，岩石学报：桐柏地区主要由两套造山系统构成，北侧为古生代增生造山系统，南侧为中生代碰撞造山系统( 图2) 。古生代增生造山系统包括宽坪群 二郎坪群 秦岭群 龟山杂岩( 龟山剪切带) 和南湾复理石 除龟山杂岩外， 这些岩石构造单元与秦岭造山带中的相似岩群可一对应( 张国伟等，1988; Xueet al. ，1996; Meng and Zhang，2000; Ratschbacher et al. ，2003) 。中生代碰撞造山系统则包括八里畈构造混杂岩带(定远组) 、 北部榴辉岩带(浒湾组) 、 桐柏杂岩 南部榴辉岩带和蓝片岩-绿片岩带(刘晓春等，200

2、5; Liu XC et al. ，2008，2010) 。这些岩石构造单元构成了桐柏山背形的核部和两翼， 基本上可以与西大别高压/超高压变质地体相对比( Liu X C et al., 2004a,b),其最重要的差别在于核部桐柏杂岩的产出以及超高压变质单元的缺乏。吴元保，2009，科学通报：西大别北部浒湾高压榴辉岩带的峰期变质作用温压条件为530730和约2.0GPa, 角闪岩相退变质温压条件为530685和约0.6GPa。红安变质带榴辉岩的峰期变质压力为2010622106hPa,应属于高压变质榴辉岩带,锆石微区U-Pb定年结果表明,这些花岗质片麻岩和榴辉岩的原岩时代为(68415)(7

3、796)Ma Wu Yuanbao(2009)等人对浒湾高压榴辉岩带苏家河和胡家湾两地的榴辉岩进行LA-(MC)-ICPMS锆石U-Pb定年和Hf同位素分析结果表明,这些榴辉岩的原岩形成时间为(4065)(4207)Ma秦岭-大别-苏鲁造山带的多阶段演化：综合已有的研究结果,我们可以对扬子和华北克拉通的碰撞过程进行更加详细的描述(图7).对北秦岭的榴辉岩及相关变质岩的年代学研究结果表明,华北克拉通和秦岭地体沿商丹缝合带的碰撞发生在中古生代(ca.450500Ma寒武纪).浒湾地区古特提斯洋壳的形成年龄为约406430Ma（志留纪）,马昌前等人得到南秦岭黄羊山A型花岗岩的SHRIMP年龄为(43

4、96)Ma,这些年龄都稍晚于华北和秦岭的碰撞.这些年龄结果支持在中古生代华北与秦岭碰撞后发生了裂谷作用以及随后的晚古生代古特提斯洋壳的形成,古特提斯洋可能是形成于扬子板块北缘的边缘盆地.这一过程导致了南秦岭和浒湾高压榴辉岩带从扬子克拉通的裂开.古特提斯洋壳和相连的陆壳基底物质的俯冲代表了另一次事件,导致了浒湾高压榴辉岩带约(3092)Ma的榴辉岩相变质作用（石炭纪）.约270Ma可能是洋-陆俯冲转换的时间68.南秦岭、桐柏、红安和大别-苏鲁造山带大量的220240Ma的年龄记录了三叠纪陆陆碰撞作用后期折返作用的时间,这是另外一次独立的构造事件并且导致了扬子和华北克拉通的最终聚合（三叠纪）。因此

5、, 扬子和华北的聚合是一个持续最少 200 Ma 的多阶段过程.徐树桐，1992，大别山区（安徽部分）的构造格局和演化过程大别山的构造演化过程：1.(图7-a)。蛇绿混杂岩带(M)中洋壳组分的广泛分布以及扬子大陆板块俯冲基底(A)的存在，表明碰撞作用之前有过海洋板块(C)的存在。因为弧前复理石(D)为早古生代，所以海洋板块阶段应在早古生代之前，但俯冲作用和蛇绿混杂岩带(M)的形成应从早古生代开始,继而形成可能的火山弧(E)和弧后盆地(F)。中朝大陆板块(G)在早古生代末期，因南部俯冲而隆起，因而缺失志留-泥盆纪沉积。2.(图7-b)。佛子岭群(D)分布区的北部,石炭纪浅海边缘相地层(H)底部,

6、既有来自佛子岭群的板岩砾石,也有来自可能岛弧的花岗质碎屑；说明佛子岭群(D)和可能的岛弧(E)因弧后俯冲(M)开始已迅速隆起并被剥蚀。可能的岛弧(E)和弧后盆地(F),也许就是河南省秦岭群之一部分和二郎坪群的东延部分。这个时期内,部分洋壳(C)形成俯冲带蛇绿混杂岩(M),复理石楔(D)也因俯冲作用而强烈变形,发生强烈的褶皱和冲断作用,其中海西期变质年龄(Rb/sr年龄:374Ma,Ar39-40:399Ma)可能是俯冲作用的记录,扬子大陆板块基底也可能受到影响而有晚古生代岩体形成。此时,已经隆起的中朝大陆板块(G),因均衡作用而下沉,重新接受晚古生代浅海沉积。3.(图7-c)。根据榴辉岩类的S

7、m/Nd等时线年龄,扬子大陆板块基底(A)继海洋板块(C)之后已俯冲到中朝大陆板块(G)(包括可能的岛弧E和弧后盆地F)之下120km深处,先后形成含柯石英和金刚石的榴辉岩超高压变质带(U),同时形成变质程度由南向北增高(不包括复理石D)的格局,表明碰撞作用继承了俯冲作用的动向。4.(图7-d)。三叠纪中期,碰撞和碰撞后的大陆板块叠覆作用继续进行,使超高压变质带(U)超覆在扬子大陆板块俯冲基底(A)和部分俯冲盖层(B)之上。当向南运动受阻时,在复理石(D)北缘形成反向冲断褶皱带,形成凸起构造。整个大别山区因凸起构造和花岗岩体()的侵入而上升,并在扬子大陆板块盖层(B)中形成前导式冲断层带,使整

8、个大别山变成一个凸起构造而更迅速上升。此时,榴辉岩中柯石英色体因上升减压而变为柯石英假象,榴辉岩块边缘普遍发生角闪岩相退化变质作用,南缘同时形成前陆冲断褶皱带(B范围内)和前陆磨拉斯盆地(J)。扬子大陆板块的下三叠统及以老地层卷人了前陆冲断褶皱运动,中三叠统底部砾岩可能是最早的磨拉斯相。至此,两个大陆板块完全焊接,弧后盆地关闭,后继盆地(I)开始形成。5.(图7-e)。侏罗一白里纪是碰撞后的构造作用期。前陆可能有中三叠世之后的磨拉斯建造(J)的继续发育。中侏罗世,反向冲断层带,进一步发育并在其北缘形成后陆磨拉斯建造(I),弧前复理石两侧因局部拉张而有晚侏罗世安山岩喷发,白垩纪有碱性火山岩喷发。

9、6.(图7-f)。大别山区作为一个整体的凸起构造迅速上升并伴随着强烈的剥蚀作用,一直延续到现代,使可能推覆在超高压变质带(U)和扬予大陆板块俯冲基底(A)之上的复理石(D)剥蚀殆尽。A.Kroner.1993.Tectonics:1. Songba(松扒)韧性逆冲断层,即商丹断层的东延部分，向西可追索到信阳向北可追索到淮阳地区。在这里发现有超基性岩、榴辉岩，代表着早中生代或者三叠纪晚期的造山运动，导致华北克拉通和扬子克拉通的碰撞、缝合。(继续查找有关商丹-松扒断裂的文献)2. 桐柏麻粒岩原岩结晶年龄470Ma; 约435Ma，后期片麻岩侵入到麻粒岩中，这说明麻粒岩相变质作用发生在470435M

10、a; 约2558Ma锆石年龄的发现，说明秦岭盖层序列中含有华北克拉通晚太古宙地壳成分，这同时说明泥盆纪之前隔离华北克拉通与彭家寨地区的大洋范围应该不大。Gao Shan,1995,Tectonophysics. 北秦岭构成华北克拉通南部活动陆缘，南秦岭构成扬子克拉通北部被动陆缘；太古宙以前，华北克拉通和扬子克拉通以及北秦岭在La-Th-Sc-Co分类中表现出相对一致、无演化的碎屑沉积。但是La/Th,Sc/Th,Th/Co以及K2O/Na2O比值指示不同的原岩成分。晚震旦、寒武纪、奥陶纪泥质岩地化特征和扬子克拉通相似；志留纪、泥盆纪、石炭纪以及二叠纪泥质岩和杂砂岩地化特征和北秦岭基底类似。南秦

11、岭和北秦岭在志留纪-泥盆纪连接到一起Gao shan,1996,Precambrian Research.华北克拉通和扬子克拉通是中国最重要的两个构造单元，它们最终在晚元古代到中三叠统碰撞结合到一起，形成东西向的秦岭造山带。1.古元古代-中元古早期为陆内裂谷，以碱性双峰式火山岩以及来自华北克拉通和北秦岭的杂砂岩为特征2.中元古代晚期-新元古代早期板块汇聚，以来自边缘海沉积环境的拉斑玄武-浊积岩序列为代表；北秦岭峰期变质，厚角斑岩/石英-角斑岩占据火山沉积岩序列主体，和南秦岭东缘具有一定相似性；扬子克拉通和南秦岭西缘岩浆火山侵入体3.震旦早期（800-700Ma）为大陆裂谷：双峰式火山岩，碱性玄

12、武岩/粗面岩以及伴随的碱性辉长岩和A型花岗岩，上覆于大陆冰碛岩之上。Zhang Hongfei,1997,Geology.通常认为大陆碰撞期间一个大陆板块下插到另一个板块之下，导致双地壳，这在喜马拉雅地区被地震反射数据所证实。如果两个板块具有明显不同的地化或者同位素组成，深地壳物质组成会有变化；这种变化可以通过研究花岗岩来获知，因为花岗岩是深部地壳熔融产物。1.南秦岭花岗岩Pb同位素组成特征和南秦岭基底类似，较为均一；和年龄以及花岗岩类型无关；2.北秦岭花岗岩Pb同位素组成和年龄有明显的相关性：1.新元古代和早古生代花岗岩具有和北秦岭古元古代基底类似的放射性Pb同位素；2.晚古生代以及中生代花

13、岗岩具有明显较少的放射性Pb同位素组成，这和南秦岭基底岩类似。3.早古生代具有放射性Pb同位素的最年轻花岗岩年龄为3838Ma,晚古生代无放射性Pb同位素的最才花岗岩年龄为34511Ma; 也就是说大约360Ma，南秦岭俯冲下插到北秦岭之下；王艺芬，徐贵忠，1991，岩石学报在中元古代时期,秦岭-桐柏-大别山古老断块隆起(即古岛弧)在构造位置上应属华北断块南部大陆边缘增生休(徐贵忠,1989)。推测当时在华北断块和扬子断块之间为一广阔海域相隔(王鸿祯等.1982)。由于后来洋壳由华北断块大陆边缘南侧再次向北俯冲,而使华北断块南缘的结晶基底发生开裂,向南漂离,形成了华北断块南缘最初的秦岭一桐柏一

14、大别山古岛弧和古边缘海(徐贵忠,王艺芬.1590)。晋宁运动之后,华南洋壳海域的岩石圈断块沿秦岭-桐柏-大别山古老断块隆起的南缘(即现今的凤县一商南一应山一广济深断裂)向北俯冲消减(谢窦克等.1984;杨森楠.1985;徐贵忠,王艺芬.1990)。Zhai Xiaoming,1998.Geology.Abstrat: 南秦岭造山带超高压变质岩放射性年龄认为华北板块和华南板块俯冲、碰撞发生在三叠纪；而北秦岭造山带40Ar/39Ar地质年代学证实，高级变质变形也发生在志贸纪-泥盆纪和三炭纪；这说明华东聚合过程是多期次的，整个过程持续时间超过200Ma.超高压变质岩中发现柯石英，说明地壳俯冲深度可达

15、100Km南秦岭包含了广泛分布于大别、南桐柏、武当地区的三叠纪高温高压变质岩以及秦岭最西部的一些非常低级的志留纪-三叠纪变质沉积岩系，在大别山地区，这些高温高压地体包含了超高压矿物柯石英。信阳群的变质沉积岩系和变质火山岩系将秦岭造山带分为南秦岭和主要为中温中压变质岩带的北秦岭桐柏地区，北秦岭和南秦岭造山带的高温高压变质地体以信阳群（角闪岩和蓝晶云母片岩）为界；信阳群的变质变形可能是古生代或中生代。桐柏山地区，二坪低级变质火山弧上覆在秦岭群麻粒岩相、角闪岩相的硅铝质基底上。秦岭群的变质变形，北到宽坪群大陆边缘沉积南到信阳群，反应了造山带形成时的主要构造热事件。宽坪群 角闪石from角闪岩 坪年龄

16、4342Ma黄岗杂岩 角闪石from闪长岩侵入体 坪年龄4332Ma二郞坪群 角闪石from角闪岩 等时线年龄4045Ma秦岭群 角闪石from长英质石榴二辉麻粒岩 坪年龄4042Ma信阳群 角闪石from角闪岩 坪年龄3161Ma信阳群西 角闪石from角闪岩 等时线年龄30414Ma信阳群 角闪岩 坪年龄1301Ma1.宽坪群、二郎坪群和秦岭群年龄集中在434-404Ma，支持在志留纪-早泥盆纪发生过一次长的或者两次单独的变质事件2.老的年龄可能反应了英云闪长岩和花岗闪长岩侵入体的冷却时间为435Ma甚至更早；信阳群300Ma年龄指示之前未被识别的石炭纪的变质作用1.从北桐柏山附近的秦岭群

17、、二郎坪群以及宽坪群的性质和年龄来看，和近期研究者们(Okay et al.,1993;Kroner et al.,1993;Zhai et al.,1995;Xue et al.,1996a)得出的古生代洋内弧与中朝板块大陆边缘于志留纪-泥盆纪碰撞的观点是一致的。我们的同位素数据提供了第一个直接的、清晰的证据，即火山岛弧、基底以及毗邻的宽坪群大陆边缘集群变质后的冷却时间为404-434Ma2.秦岭西部地区，后碰撞以及与岛弧相关的花岗岩类锆石U-Pb年龄为401-422Ma，207Pb/206Pb锆石蒸发年龄为470-487Ma(Lerch et al.,1995;Xue et al.,199

18、6a)。我们得到的变质年龄和后碰撞花岗岩的年龄十分相近，这说明这些地层单元的变质特征与后碰撞大陆岛弧的冷却是有关联的3.信阳群石炭纪的变质作用可能代表了一次独立的构造运动。前人报道过信阳群有泥盆纪的化石(Gao and Liu,1990; Shan et al.,1992)，我们的角闪石定年（304-316Ma）指示，信阳群中等压力的变质作用发生在石炭纪。4.秦岭西部的变质沉积岩年龄和信阳群基本相同，黑云母40Ar/39Ar年龄为314Ma；成分上包含超镁铁质、镁铁质、辉长岩，和二郎坪-秦岭火山杂岩类似（Mattauer et al.,1985）Conclusions:数据表明北秦岭造山带不包

19、含中生代变质作用的记录，相反，北桐柏山地区主要岩石构造带的变质变形发生在志留纪-早泥盆纪，广泛的与中朝板块南缘岩浆岛弧建造一致。信阳群观测到的石炭纪的变质作用指示，古生代第二次造山事件对于了解秦岭造山带的碰撞以及板内运动的历史是很重要的，但是其具体意义还有待讨论。桐柏、大别地区的高温高压变质体的主要变质阶段期发生在200Ma,约在信阳群石炭纪变质作用之后100Ma.如此，秦岭造山带在超过200Ma的古生代及中生代地质历史内至少保存有三期变质变形事件。张国伟，1998.地球科学-中国地质大学学报中央造山带自东而西，从各山脉的地质构成上看，是不同构造层次的依次剥露。东部大别出露造山带根部，有超高压

20、变质岩石出露地表，中西部则有中上部岩层较完整保留。东西部综合是很好的造山带垂向地壳剖面可概括中央造山系中各造山带形成现今山脉有以下共同特征：它们均主要是白垩纪以来急剧隆升成山的,并非是各自主造山期碰撞造山而成山的;都是在先期主造山作用构造基础上,于中新生代中晚期以来陆内构造演化过程中,由陆内造山作用而隆升成山的46,9,10.各造山带现今的基本构造几何学格架,彼此非常相似,均呈不对称扇形的造山带几何学模型,即呈现为造山带两侧地块相向向山脉之下作巨大陆内俯冲,造山带则呈扇型抬升,而且多是北翼陡而窄,南翼缓而宽,构成南北反向多层次向外逆冲推覆叠置,并复合叠加和伴生平移走滑与块断,形成复合型不对称扇

21、形构造几何学模型。中央造山系各造山带是否属东古特提斯构造域,东古特提斯北缘的范围、属性、组成与演化特征等,都是地学界十分关注且有很多争议的重要问题.中、新元古代中央造山系各造山带的构造基础是什么?中央造山系各造山带中夹持大量中新元古代构造地块、岩块,迄今对它们的地质、地球化学及其形成构造背景与构造体制的研究表明,主体都分别显示处于拉张-裂谷化的地壳扩张构造体制下,出现裂谷与小洋盆间杂并存的复杂构造格局,而且各造山带中的中新元古代基性火山岩系多数主要来自幔源物质.秦岭大别地区更为明显,其中的花岗岩和火山岩Sm-Nd模式年龄均主要大于800 Ma,Sr,Nd同位素示踪研究结果也有同样结果38,从而

22、反映中新元古代是它们在大陆扩张伸展机制下地壳垂向加积增生,大量幔源物质加入地壳的主要成壳时期. 殷鸿福，张克信.1998.地球科学-中国地质大学学报多岛洋是一个宽阔(可达数十纬度)的但不干净的洋.它在各个演化阶段,始终充满着由裂解地块(block)与裂谷(rift)、海道(seaway),微板块(micro-plate)与小洋盆(micro-ocean),岛弧(arc)与边缘海(marginal sea)等不同裂离程度的块体,组成海陆相间的多岛洋盆.其实例是现代的东南亚地区.各个小陆块(裂解地块、微板块、岛弧)的运动虽总体有序,例如特提斯洋总体是欧亚增生,冈瓦纳裂解,但各自的速度和方向则不相同

23、.魏春景等，1992.科学通报桐柏山地区以松扒断裂为界(应为商丹断裂的东延)划分为北桐柏和南桐柏区,对应于秦岭地区的北秦岭和南秦岭.北桐柏区的变质岩系包括麻粒岩相的秦岭群和角闪岩相的二郎坪群、宽坪群.南桐柏地区由4套变质岩系组成,由南向北依次为扬子板块北缘蓝片岩带、桐柏杂岩、肖家庙岩组(属于苏家河群)和信阳群(图1B).其中桐柏杂岩主要由角闪岩相的花岗质-英云闪长质片麻岩组成,含有少量表壳岩块.肖家庙岩组由一套云母片岩和大理岩组成,其中常见石榴角闪岩块体.从初步的研究工作来看,这一地区的信阳群并非一个独立的地层单元,而是一个复杂的构造混杂带,其中分布着很多经过强烈变形改造和绿片岩相重结晶的来自

24、北部秦岭群和南部肖家庙岩组的块体.上述不同岩系之间均为断层接触,且多为韧性断层.叶伯丹等人（1993）熊店地区苏家河群榴辉岩中获得Sm-Nd等时年龄为(53313) Ma和(54414) Ma,在榴辉岩中的冻蓝闪石得到40Ar-39Ar年龄为(3994) Ma(代表榴辉岩的退变年龄),在桐柏县城西肖家庙岩组的大理岩中获得全岩Rb-Sr年龄(53620) MaZhai（1998）等人在北桐柏地区的秦岭、二郎坪和宽坪岩群中获得3组角闪石40Ar-39Ar年龄为404434 Ma。 存在早古生代的变质事件简平，刘敦一，杨巍然，I.S.Williams.2000.科学通报考虑到熊店榴辉岩中的锆石受到了

25、后期流体作用和重结晶的影响,且所测锆石中无继承性晶核,我们倾向于后一种解释.因此,最大且最和谐的年龄,即(424土5)Ma代表锆石形成的最小年龄,亦即高压变质的最小年龄.由于角闪石封闭温度约500,约400Ma的角闪石40Ar-39Ar年龄代表角闪石冷却至其封闭温度的年龄,因而限定了榴辉岩峰变质年代的下限,Sm-Nd石榴石等时线、锆石U-Pb和207Pb/206Pb方法测定的年龄约在400-480Ma的范围内(表1).这次研究表明熊店榴辉岩的最小峰变质年龄为(4245)Ma.因此,可以得出熊店榴辉岩的高压变质时代可限定于424-480Ma之间的结论.简平，刘敦一，杨巍然，I.S.Williams.2000.地质学报.熊店榴辉岩是典型的高压一超高压中温榴辉岩相变质岩,其原岩属火山沉积建造,产于大别山西部苏家河构造混杂岩带内。该带北以桐柏一商城大断裂为界,南与红安群呈构造接触关系,大致与原苏家河群范围相当(叶伯丹等,1993)徐晓春，2001.岩石学报.Li S G, et al.,2001.Phsics and Chemistry of the Earth, Part A: Solid Earth and Geodesy.