华南加里东期陆内构造属性探讨

李 聪，陈世悦，张鹏飞，张 跃，王 玲，毕明威

（1.中国石油大学 地球资源与信息学院，山东 青岛 266555;2.胜利油田 地质科学研究院，山东东营 257015）

华南加里东期陆内构造属性探讨

李 聪1，陈世悦1，张鹏飞2，张 跃1，王 玲1，毕明威1

（1.中国石油大学 地球资源与信息学院，山东 青岛 266555;2.胜利油田 地质科学研究院，山东东营 257015）

通过江绍断裂带两侧加里东期地层沉积相的横向对比，对桂阳泗州山、分宜松山冰碛砾岩的分布特征及花岗岩发育规律进行研究，并对华南加里东期的构造属性进行探讨。结果表明:江绍断裂带两侧南华系－寒武系沉积相指状交叉现象明显，下奥陶统相特征趋于一致，不存在截然跳相现象;扬子陆块中海相冰碛岩与浊积砂岩互层、华夏陆块中海相冰碛砾岩的存在说明扬子和华夏之间物源是相通的，之间没有大洋相隔;华南盆地不是一个原始大洋，

而是在陆壳基底上由有限拉张形成的以过渡壳为基底的裂陷海槽。

江绍断裂带;加里东期;冰碛砾岩;构造属性;华南洋

华南加里东期构造演化是中国大陆演化中十分重要但又争议颇烈的基础地质问题。前人曾提出过多种歧见甚殊的构造演化模式［1-5］。其中“华南洋”的属性、演化历史等问题是造成华南大地构造演化多种观点、多种认识的重要原因［6-18］。笔者依据目前多数学者公认的扬子与华夏两大陆块的缝合带为界（绍兴-江山-广丰-萍乡-郴州-临武断裂带，以下简称江绍断裂带）［19-24］，通过横跨该断裂带两侧的沉积相横向对比，对冰碛砾岩分布范围及加里东期花岗岩属性特征进行研究。

1 沉积相横向对比

1.1 沉积相类型

通过对江绍断裂带两侧加里东期（南华系-志留系）野外露头剖面的系统观测，发现该地区主要发育5种沉积相类型，分别为碳酸盐岩陆棚相、碎屑岩-碳酸盐岩混积陆棚相、海相冰碛岩相、欠补偿型硅质岩-页岩盆地相和补偿型浊积岩盆地相。

碳酸盐岩陆棚相岩石组合特征主要为深灰色薄层状泥晶灰岩、灰黑色含有机质泥灰岩，局部夹薄层灰色、黄绿色泥页岩，偶夹具水平泥质纹层的厚层状泥质灰岩（图1（a））。碎屑岩-碳酸盐岩混积陆棚相岩性特征为厚层状泥质灰岩，泥质呈条带状或团块状产出，有时泥质条带或团块中含有粉砂级陆源碎屑颗粒（图1（b））。垂向上与碳酸盐岩陆棚相的中薄层泥质灰岩、泥晶灰岩和浊积岩盆地相的砂泥岩沉积交互。欠补偿型硅质岩-页岩盆地主要为页岩、硅质岩，有时以一种为主，有时二者互层，与补偿型盆地相比总体厚度较小（图1（c））。海相冰碛岩相一般以灰、灰黑色块状含砾泥岩为主，砾石成分复杂，主要由花岗岩、片麻岩、火山岩、硅质岩及少量砂岩、泥岩组成。泥质岩中的漂砾呈半滚圆至次棱角状，“落石”及“泥包砾”现象普遍（图1（d））。补偿型浊积岩盆地相为一套厚度巨大的砂泥韵律互层沉积，砂岩粒度相对较细，以细砂岩为主，在序列底部有时发育少量中砂岩，单个韵律具鲍玛序列特征。岩层中发育丰富的浊积岩沉积构造，如砂岩底面的沟模和槽模、泥岩顶面冲蚀坑、砂岩底部波状冲刷面、重荷模构造、火焰状构造、砂岩中的泥岩撕裂屑、砂岩中的递变层理和平行层理、泥质粉砂岩中的滑塌变形构造、包卷层理、沙纹交错层理及泥岩、粉砂质泥岩中的水平层理等（图1（e），（f））。

图1 研究区不同沉积相标志Fig.1 Sedimentary facies indicators of study area

1.2 沉积相横向对比

为了探讨研究区各地质时期沉积相类型的分布和横向演替规律，笔者分别以南华纪、震旦纪、寒武纪和下奥陶统为研究单元选取了4条跨越扬子陆块与华夏陆块的剖面，进行沉积相横向对比研究。

南华纪对比剖面以新宁老虎坪-桂阳桥市大江边-崇义关田为例。新宁老虎坪剖面位于江绍断裂带以西，根据岩性组合可将其划分为江口组和南沱冰碛岩组。江口组为一套灰绿色砂质板岩、含砾砂质千枚岩、含砾板岩;南沱冰碛岩组岩性主要为褐灰色板岩夹砂质板岩，顶、底为褐灰色含砾砂质板岩、轻变质含砾砂岩。桂阳桥市大江边剖面与该剖面相邻，其南华系地层前人称之为泗州山组，岩性特征为巨厚层的浅灰、灰绿色泥板岩、砂质泥板岩夹含冰碛砾石的板岩和砂岩。崇义关田剖面位于江绍断裂带以东，其岩性特征与桂阳桥市剖面基本一致，只是含砾岩层厚度较小，仅约为15 m。

震旦纪对比剖面同样以新宁老虎坪-桂阳桥市大江边-崇义关田为例。剖面中新宁老虎坪地层可分为陡山沱组和灯影组，陡山沱组上、下部均为灰色、深灰色、黑色板岩和绢云母板岩，中部为深灰色薄层至中层状硅质岩夹黑色板岩;灯影组为浅灰、灰白色厚—巨厚层状致密硅质岩。其东侧的桂阳正园岭剖面，震旦系地层统称为天子地组，岩性特征为灰、深灰色泥质、钙泥质石英细砂质粉砂岩、泥质长石石英砂质粉砂岩、细砂岩夹灰绿、黄绿色泥板岩或呈互层，顶部夹灰黑色硅质岩。崇义关田剖面的震旦系岩性特征与桂阳桥市一带基本一致，同样为砂泥岩互层中夹薄层硅质岩，因此该条对比剖面中江绍断裂带两侧不存在截然跳相。

寒武系对比剖面以绥宁枫木坪-东安朱家冲-邵东皂壳塘-资兴东坑垄为例。绥宁枫木坪、东安朱家冲和邵东皂壳塘剖面都位于江绍带以西，其中绥宁枫木坪中寒武统剖面为碳酸盐岩陆棚沉积，而邵东皂壳塘地区中寒武统则为扬子大陆边缘的页岩-硅质岩盆地相的板岩、硅质板岩夹砂质板岩沉积，位于两条剖面之间的东安朱家冲剖面岩性特征却与二者有显著差别，其与江绍断裂带以东的资兴东坑垄中寒武统剖面沉积特征一致。主要为一套厚度巨大的浊积岩盆地相的浅变质石英砂岩、长石石英砂岩夹泥岩、板岩沉积，但其中统上段夹有一些层数和厚度不太稳定的泥质灰岩、泥灰岩沉积（图2）。

图2 江绍断裂带两侧寒武系对比剖面Fig.2 Cambrian stratigraphic correlation through both sides of Jiangshan-Shaoxing fault

图3 江绍断裂带两侧下奥陶统对比剖面Fig.3 Lower Ordovician stratigraphic correlation through both sides of Jiangshan-Shaoxing fault

目前大多数人认为从中奥陶世开始，华夏与扬子两大板块已经开始再次汇聚，因此在扬子与华夏之间的过渡带内发育的中上奥陶统地层中找到反映两者过渡性质的沉积，已经不足以作为加里东期“华南洋”不存在的证据。本次仅选取了下奥陶统作为研究层位。对比剖面中的江绍带两侧的下奥陶统剖面都呈现为明显的上下两段，下段地层都为巨厚层、浊积岩盆地相的砂泥岩沉积，而上段则都为页岩 硅质岩盆地相的炭质页岩和硅质岩沉积（图3）。早奥陶世江绍带两侧邻近区域的沉积古地理面貌基本一致，与震旦纪和寒武纪不同，早奥陶世江绍带两侧不是两大沉积域、两种沉积体系的过渡带，而是表现为一个相通、共同的沉积体系。

综上所述，通过对江绍断裂带两侧南华纪-早奥陶世地层的沉积特征进行细致的研究对比，认为南华纪-早奥陶世华南地区在扬子与华夏两大板块之间不存在“华南洋”，扬子与华夏两大沉积域是相互连通的。

2 冰碛砾岩发育特征

前人对中国南方扬子地区发育的南华纪冰碛砾岩研究较为深入［25-27］，但对于关系到华南洋属性问题的华夏地块南华系地层中有无冰碛岩的问题却无人提及。据此，笔者推测原因一是华夏地块前寒武系地层变质作用强烈，导致部分岩层原岩无法保存，二是地层出露情况复杂，且缺少古生物标志。在调研前人研究成果基础之上，笔者通过对江绍构造带两侧的桂阳泗州山、分宜松山古家、萍乡东桥等南华系地层的野外实地考察，确认了位于江绍断裂带东南侧的分宜松山古南华纪冰碛砾岩的存在，发现桂阳泗州山南华纪含冰碛砾泥岩与浊积砂岩交互沉积特征。

图4 桂阳泗州山南华系冰碛砾岩垂向发育特征Fig.4 Vertical succession of moraine conglomerate through Sizhoushan formation Nanhua system in Sizhoushan，Guiyang

桂阳泗州山位于江绍断裂带西侧的扬子地块，该区南华纪地层下部主要为大套板岩，向上变为含冰碛砾泥岩夹中薄层状细砂岩沉积（图4）。该区冰碛砾岩特征明显，砾石分选较差，最大砾径可达20 cm，最小的仅有2 mm。砾石成分多样，主要为花岗岩为主，含少量砂泥质与火成岩。砾岩具落石特征。单层内砾石含量为5% ～10%，呈杂乱排列。该区一个主要特征是含冰碛砾泥岩与细砂岩互层。细砂岩具平行层理，砂岩底面与含冰碛砾泥岩呈波状，具冲刷构造特征（图5）。结合南华纪时期湘桂海盆的深水特征，砂质物源主要来自东南方向的华夏地区，而冰碛砾岩则来自于西侧的扬子地块，两者在此交互沉积。这也说明在南华纪时期，扬子和华夏之间并无大洋阻隔，物源是相通的。

分宜松山古家位于江绍断裂带东南侧，含冰碛砾岩层段按岩性组合特征可分为3个岩性段:下亚段为浅灰、灰绿色厚层状含杂砾砂质二云母千枚岩（或含杂砾凝灰质千枚岩，即“古家砾岩”）、含磁铁矿石英二云母千枚岩，偶夹火山熔岩，厚度为135.2 m;中亚段为灰、深灰色中厚层条带状绿泥石榴磁铁石石英岩、绿泥石英岩，厚度为7.1 m;上亚段为灰白、灰绿、浅灰色中厚层状石英绿泥石千枚岩、含黄铁矿凝灰质石英二云母千枚岩。

在发育冰碛砾岩的下亚段，冰碛砾岩主要以两种形式存在:一是以单个漂砾形式存在，成分较复杂，由花岗岩、流纹斑岩、基性岩、凝灰质砂岩、硅质岩、玉髓、硬砂岩等组成，形状多种多样，呈三角形、四方形及多边形，磨圆以次棱角状至半滚圆状为主，分选较差，排列方向不定，具落石特征（图6（a））;二是砾石呈定向性的带状分布，砾径较单个漂砾小，一般为2～15 mm，砾石成分主要为石英，也含一些凝灰质成分的砾岩，砾石大小混杂，形状以长条形、椭圆形为主（图6（b））。

通过对研究区发育的含冰碛砾凝灰质千枚岩的镜下观察发现，该区含砾千枚岩大部分已绢云母化，砾石含量较少，且呈无序分布。成分以石英质或花岗岩质为主。扫描电镜下的冰碛砾岩特征为典型的漂砾状，分选、磨圆均很差。

砾石自松山至吉水马埠继续分布，厚度数米至十余米。地层的岩性、结构特征都符合冰海相沉积的特征，与中上扬子广泛发育的南沱组冰碛岩层特征基本一致。该套地层的出现反映南华纪晚期在位于华夏板块西北部的分宜松山地区与中上扬子地区一样，同样发育了冰海相沉积，说明南华纪时期来自扬子陆块的冰川相在华西地块上也有沉积，江绍断裂带应该是在南华纪以前就已经拼合，华夏和扬子已连为一体。在这之间只有有限的海盆裂陷而不是具洋壳结构的“古华南洋”。

图5 南华纪含冰碛砾泥岩中发育浊积砂岩Fig.5 Turbidite sandstone interbeded in moraine mudstone in Nanhua system

图6 分宜松山古家南华纪含砾凝灰质千枚岩Fig.6 Pebbly tuffaceous phyllite of Nanhua system in Songshan，Fenyi

3 加里东期花岗岩属性特征

2007—2008年中科院广州地化所王岳军研究员对华南雪峰东侧赣湘桂一带广泛出露的花岗岩体进行了野外调查和采样，并对花岗岩样品进行了精细年代学和微量元素-同位素地球化学测试分析，结果表明其中的23个花岗岩体其形成时代变化于450～390 Ma，属加里东期花岗岩体。这些花岗岩体在空间上呈面状展布，且自东向西具迁移演变趋势，其花岗岩岩浆作用过程中没有幔源物质的参与，为上晚太古代-早中元古代地壳物质由于叠置加厚重熔而来，没有显示出钙碱性岩浆作用特征，也没有洋陆碰撞过程中常见的安山质岩石或带状展布的岩浆作用空间展布格局。如果按照洋陆俯冲碰撞格局的观点，加里东期俯冲碰撞作用的缝合线在玉山 萍乡-茶陵-郴州-灌阳-柳州一线，理论上按照洋陆俯冲碰撞的观点，不论是扬子向华夏还是华夏向扬子陆块俯冲碰撞，其花岗岩岩浆作用应主要出现于缝合线一侧，但是测试结果表明上述花岗岩广布于湘赣桂粤闽一带及缝合线两侧;如果是洋陆俯冲，两侧发育的花岗岩应该有差异的地球化学属性特征，但是研究表明玉山-萍乡-茶陵-郴州-灌阳-柳州“缝合线”两侧的加里东期花岗岩有相似的元素-同位素地球化学特征。因此，该地区花岗岩体所表现的特征与洋盆消亡过程中形成的成对花岗岩带具有显著的区别，可以推断加里东期华南没有发生洋陆碰撞造山事件，没有洋壳消亡，而是陆内碰撞造山过程。

4 结论

（1）江绍断裂带两侧加里东期（南华纪-志留纪）主要发育5种沉积相类型，分别为碳酸盐岩陆棚相、碎屑岩-碳酸盐岩混积陆棚相、海相冰碛岩相、欠补偿型硅质岩-页岩盆地相和补偿型浊积岩盆地相。

（2）南华系-寒武系江绍断裂带两侧沉积相指状交叉现象明显，而下奥陶统江绍断裂带两侧沉积相则基本趋于一致，没有跳相现象。

（3）南华纪晚期，华夏板块西北部的分宜松山地区与中上扬子地区一样，同样发育了冰海相沉积。

（4）南华纪-早奥陶世扬子陆块与华夏陆块之间没有大洋相隔，华南盆地只是在陆壳基底上由有限拉张形成的以过渡壳为基底的裂陷海槽。

致谢西北大学张国伟院士、中国科学院广州地化所王岳军研究员为本文的创作提供了很好的研究思路，也提供了部分资料。在此致以诚挚的谢意!

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Research of South China Caledonian intracontinental tectonic attribute

LI Cong1，CHEN Shi-yue1，ZHANG Peng-fei2，ZHANG Yue1，WANG Ling1，BI Ming-wei1

（1.College of Geo-Resources and Information in China University of Petroleum，Qingdao266555，China;2.Geological Science Research Institute of Shengli Oilfield，Dongying257015，China）

On the basis of lateral correlation of sedimentary facies in Caledonian strata on both sides of Jiangshan-Shaoxing fault，the distributions of moraine conglomerate and granites in Sizhoushan，Guiyang and Songshan，Fenyi were studied，and the tectonic attribute of South China Caledonian was discussed.The results indicate that there is no discontinuity of facies in Caledonian strata across the fault zone，but interdigitation of facies in the Nanhua-Cambrian system，and conformity of facies in the Lower Ordovician.The sources of Yangtze Block and Cathaysia Block are linked and there is no ocean between the two Blocks，evidenced by the finding of distal turbidites interbed within marine moraines developed on Yangtze Block and marine moraines interbed within thick turbidites on Cathaysia Block.South China Basin is not an original ocean，but a rift trough with transitional crust as basement，developed through finite extension on continental crust basement.

Jiangshan-Shaoxing fault;Caledonian;moraine rocks;tectonic attribute;South China Basin

TE 121.3

A

10.3969/j.issn.1673-5005.2010.05.004

1673-5005（2010）05-0018-07

2010－02－20

中国石油化工股份有限公司项目（N0801058）

李聪（1983－），男（汉族），四川南充人，博士研究生，主要从事层序地层学及岩相古地理研究。

（编辑 徐会永）