江西省及邻区滨太平洋构造活动的基本特征*
2016-08-02杨明桂王光辉徐梅桂胡青华
杨明桂,王光辉,徐梅桂,胡青华
(1 江西省地质矿产勘查开发局, 南昌 330002)(2 江西省地质调查研究院, 南昌 330030)(3 江西省地矿局物化探大队, 南昌 330002)
江西省及邻区滨太平洋构造活动的基本特征*
杨明桂1,王光辉2,徐梅桂3,胡青华1
(1 江西省地质矿产勘查开发局, 南昌 330002)(2 江西省地质调查研究院, 南昌 330030)(3 江西省地矿局物化探大队, 南昌 330002)
摘要:在研编《江西省区域地质志》、《江西省矿产地质志》与《江西省环境地质志》的基础上,进一步综合研究江西省及邻区滨太平洋构造活动及其与地质资源环境的关系。研究认为:燕山运动时期,古太平洋板块向欧亚板块俯冲并相对强烈左行扭动,东亚陆区处于活化造山环境,形成的新华夏构造体系是滨西太平洋构造活动至今的主体构造。在华南,燕山运动启动于中侏罗世,呈偏心状核幔式扩展。由于岩石圈活化与物质大规模调整,发生了岩浆成矿大爆发,并导致地壳热胀蠕散,形成了复杂的复合动力机制。晚白垩世进入燕山期造山后与喜马拉雅期强烈的伸展成山成盆时期,至古近纪末转变为弱造山活动,地壳趋于相对稳定,构成优越生态地质环境的同时,也带来一些环境地质问题。
关键词:江西及邻区;滨太平洋构造; 陆内活化造山; 伸展成山成盆; 弱造山; 资源环境
江西省及邻区晚中生代以来的滨太平洋构造活动形成的滨太平洋构造域[1]对区域地质资源环境的影响重大而深远。这一时期中侏罗世—早白垩世发生的燕山运动为重要的成矿时期,其构造独特而复杂,长期调查研究虽然取得了丰富的成果,但仍存在重大的不同认识。晚白垩世以来的燕山期造山后与喜马拉雅期地壳经历了强烈伸展和古近纪末以来的弱造山,与地质资源及生态环境关系十分密切,但基础地质调查研究相对薄弱。江西处于华东滨太平构造与成岩成矿活动的重要地区,值此《华东地质》创刊之际,作者在谨致贺忱之时,以江西省区域地质、矿产地质、环境地质“三志”研编取得的认识为基础,联系东南陆区,就上述问题,谈点认识,与同行们讨论。
1中侏罗世—早白垩世燕山期陆内活化造山运动
燕山运动的厘定[2]已近90年,这场运动以其大规模的岩浆成矿大爆发为世界瞩目。近一个时期,有学者提出这是一场伸展拉张运动,早白垩世时已进入拉张环境。由于这场运动在时空上具有显著的穿时性,且在陆壳硬化条件下岩石圈大规模物质调整,使构造特征十分复杂。研究角度与方法的不同可能是引发不同认识的原因,作者有以下几点认识。
1.1燕山运动的陆缘与陆内造山带
在前人研究的基础上,作者建议将东亚的燕山运动分为陆缘弧盆造山带和陆内活化造山带进行研究。当时陆缘弧盆带在锡霍特—完达山日本海、千岛群岛、日本、台湾、琉球、菲律宾一带[3]。陆内造山带东部边界在锡霍特—完达山之西、朝鲜半岛,现今的黄海、东海、南海一带,西界在大兴安岭、太行山、武陵山—雪峰山一带,由华南东部至俄国东部的东亚陆区,属于陆内造山,是在陆壳硬化环境下发生的岩石圈构造、岩浆与成矿物质元素的活化造山。这种陆块(地台)活化现象是陈国达院士[4]发现的。与陆缘弧盆带火山与陆源碎屑软沉积物褶皱造山不同,与华南晋宁、加里东、印支等造山作用相比具有陆壳强烈活化的特色。
1.2燕山运动的主体构造与复合构造格局
事实表明新华夏构造体系是卓越的地质学家李四光(1947、1973)[5-6]留下的宝贵科学遗产,是形成于燕山运动的东亚滨太平洋构造域的主体构造。
在燕山运动造山前,华南的主体构造为形成于晋宁期以来的扬子反S状弧形构造体系,它奠基于古华南洋俯冲消亡,扬子、华夏古板块碰撞(820±Ma),经长期发展演化形成的[7],包括华蓥山、武陵山—长江中下游、江南、钦杭、云开—罗霄—会稽山等大型反S状构造带。华南东南部燕山运动前的主体构造为奠基于加里东期南华裂谷海盆闭合造山[8],经不断演化形成的古华夏构造体系,包括北北东、北东向的雩山、武夷隆起、永梅坳陷等以及东南沿海构造带,另有南岭东西向构造带。上述构造带在印支运动时,由于沉积盖层褶皱,成为一系列复式背向斜带,构成了燕山运动前的基本构造格局。
燕山期隆起、坳陷为陆内造山的重要构造。由于地壳挤压隆升,印支期复背斜带转变为隆起带,复向斜带成为坳陷带。隆起带主要有隆滑式(如武功山、武夷山、罗霄山等)和逆冲推覆隆起式(如九岭、大别)。前者随隆升沉积盖层向坳陷带滑褶;后者前缘向坳陷带逆冲推覆,后缘向坳陷带滑褶。隆起带由于脱顶的沉积盖层基本被剥蚀,出露的变质基底不发育新的褶皱。复向斜(坳陷)带中,上三叠统—下侏罗统与分布零星的中侏罗统,由于滑褶,发生后缘宽缓、中部叠瓦褶皱、前缘为逆冲推覆型滑片。在萍乐坳陷带西段遭受武功山北缘滑脱带与九岭南缘逆冲推覆带对冲,造成强烈叠覆,地层堆叠加厚。这种造山过程中的因隆滑作用发生的构造序次转换,导致构造挤压与伸展变形在时空上的复杂化。受坳陷带约束褶皱分别为北东东、北东或北北东走向。由于地壳整体隆升,江西境内缺失晚侏罗世沉积,成为山原式高地。早白垩世火山岩地层也发生了宽缓褶皱变形。
由于陆壳硬化,燕山期未能形成北东、北北东向的大型褶皱带,而是形成了强大的新华夏断裂体系[9],对其有以下认识。
(1)该体系包括北东、北北东向两套断裂组合,以北北东向断裂带为主导。此前包括作者曾将北东向多字型断裂系统称华夏系,事实上其与北北东向断裂组合均形成于燕山期,确有部分北东的断裂形成稍早,可能形成于陆、洋板块左行扭动初期。有的是继承燕山期前古老的北东向断裂,如江西境内的晋宁—加里东期已形成的赣东北深断裂带和形成于加里东期的抚州—遂川深断裂带,又如郯庐断裂带是分别迁就北东向、北北东向古断裂,而呈似“S状”。有的北东向断裂的形成与边界条件有关,如纵贯江西省中部的赣鄱左行雁列式展布的北东向大断裂群,其形成与东西两侧的武夷、罗霄隆起块体左行扭动有关。总体看东南陆区北北东向断裂带自北而南有向南西方向偏转的趋势,似与东南沿海的弧形特征有关。更多的北东向断裂是由于北北东向断裂左行挤压走滑得到进一步强化,且新形成一些北东向断裂。这个问题现提出来,供讨论研究。
(2)新华夏系断裂性质与结构,李四光(1973)[6]的观点得到了普遍认同,即北北东、北东向断裂造山期时主要为逆冲或斜冲兼有左行走滑特征,北北东向断裂走滑尤显著,但并非单纯走滑,其断裂结构面除有斜冲挤压特征外,在坳陷带中还可见小型北北东褶皱。北北东向断裂带除了使前期构造和岩石发生左行错动外,在江西西北部形成九江多重帚状旋卷褶皱构造和九岭、萍乡—高安,武功山、永新—莲花一系列主轴呈近东西向的反S型构造群。
与北东、北北东向断裂相伴的北西西向、北西向断裂,具张性或左行张剪性特征,连续性差,通水性好,由内陆内向沿海增强,形成沿海横向断裂群。北东东向断层为右行压剪性,裂隙带为右行剪张性,北北西向断裂一般具左行剪张特征。南岭东段,新华夏系北东东向、北西西、近东西裂隙带形成的近东西向石英钨矿脉群,是滨太平洋构造成矿的特征[13-14]。
(3)燕山期陆内造山带的新华夏断裂体系,以郯庐—赣鄱—吴川断裂群为中心。在华南由麻城—团风—湘东—萍乡—郴州—北海,镇江—黄山,永平—河源等断裂带组成的断裂集群,构成新华夏断裂体系的主带,与古华南洋及其陆缘弧盆基础上形成的反S型构造带中段复合,为燕山期岩浆成矿大爆发的主要地带,包括长江中下游、江南中段、钦杭中段、武功山—饶南等一系列重要的成矿带或成矿亚带组成了中国东部重要的环鄱(阳湖)巨型内生金属矿集区(图1),不仅控制了成矿带的边界,并将成矿带切割,造成成矿分段集中,形成大量矿集区和矿田,如九瑞、九岭尖(图2)、德兴、灵山、相山、武功山、冷水坑等著名矿集区或矿田[13,15]。
图1 环鄱(阳湖)巨型内生金属矿集区略图[13]Fig.1 Sketch map showing giant endogenetic metallic ore clustered areas around Poyang LakeⅠ-长江中下游成矿带; Ⅱ-江南中段成矿带; Ⅲ-钦杭成矿带北亚带中段; Ⅳ-钦杭成矿带南亚段中段;A、矿集区及主要矿产:Ⅰ1-鄂东南;Ⅰ2-九瑞;Ⅰ3-庐枞;Ⅰ4-铜陵;Ⅰ5-宁芜;Ⅰ6-宁镇;Ⅲ1-九岭尖;Ⅲ2-德兴;Ⅳ1-武功山;Ⅳ2永平;B、重要矿田或大型超大型矿床与矿种: 1-吉口-兆吉岭;2-怀宁;3-黄山岭;4-香炉山—东坪;5-彭山;6-阳储岭;7-莲花山;8-东源;9-高家塝;10-磨盤尖;11-竹溪岭;12-黄金洞;13-万古;14-鹅湖;15-朱溪; 16-灵山;17-徐山;18-相山;19-盛源;20-冷水坑;断裂带:①麻团、湘东; ②郯庐; ③镇江-黄山-永平-河源; ④襄广
图2 九岭尖矿集区矿床、地热、地震震中分布略图[15]Fig.2 Distribution map of deposits, geothermal energy, earthquake epicenters in the Jiulingjian ore clustered areasE-古近纪;K2-上白垩统;Nh-南华系、Z∈-震旦-寒武系; Pt3-新元古界下部;-燕山期花岗岩; -印支期花岗岩;1-燕山期花岗岩;2-挤压 断层;3-逆断层;4-小型(点)钨矿床;5-中-超大型钨矿床;6-温泉;7-地震震中;8-丹霞地貌
(4)新华夏断裂体系在燕山期的挤压走滑时期,据王小凤等(2000)[16]研究郯庐断裂带强烈走滑于侏罗纪—早白垩世(208~100 Ma),舒良树等(2000)[17]认为东南沿海长乐—南澳断裂带走滑时间集中于120~100 Ma。据矿田构造解析,江西受新华夏断裂体系复合控制的成岩成矿作用的矿集区、矿田(床)。中侏罗世(171 Ma)的德兴斑岩铜矿田、晚侏罗世(162~145 Ma)的赣南大量钨矿田(床)、早白垩世早期(146~138 Ma)的九瑞铜矿集区[18],早白垩世中期(138±Ma)冷水坑北东向逆冲推覆系统控制的潜火山斑岩银铅锌矿田,以及早白垩中晚期大背坞压剪破碎带蚀变岩型金矿床蚀变矿物Rb-Sr等时线年龄118.08±1.26Ma[19],均说明新华夏断裂体系挤压扭动状态结束于100Ma前后。
1.3华南燕山运动时空演化的偏心状核幔扩展模式
江西及邻区印支造山后的晚三叠世—早侏罗世地壳处于伸展环境,为主要成煤期,晚三叠中期伸展达于高峰,由粤东登陆的弱海侵循古钦杭结合带的北东方向侵进,旋于晚三叠世晚期从北东向南西方向退却(图3)[20]。随之中侏罗世在钦杭带揭开燕山运动的序幕,在江西段形成重要的中侏罗世Ⅰ型扬子组合以成铜花岗闪长斑岩为主的铜厂岩浆序列,同位素年龄值界于173~167 Ma,包括德兴铜厂矿田和村前、铜山、船坑等铜矿床。湖南境内的浏阳七宝山、桂阳宝山、黄沙坪等重要成矿岩体时代也为中侏罗世。此时粤东、闽南、赣南南部尚处于伸展环境。赣南南部于早侏罗世菖蒲组双峰式火山岩(194~183 Ma)之后,形成了中侏罗世A型三南组合的寨背铝质A型花岗岩、塔背正长花岗岩—碱性花岗岩序列以及车步辉长岩。值得一提的是江西燕山期岩浆热液成矿以Ⅰ、S型花岗岩类为主,A型花岗岩仅有风化壳离子型稀土矿、淋积型铀矿以及锆石砂矿形成,尚未发现岩浆热液金属矿床,显示强烈的伸展环境不利于岩浆期后高中温成矿热液聚集。
图3 中国东南陆区晚三叠世古地理图(据中国地理图图集修编)Fig.3 Paleogeographic map showing terrestrial zones of southeastern China in Late Triassic1-开阔台地河湖相碎屑组合;2-断陷盆地河湖相碎屑组合;3-海湾和海陆交互含煤碎屑组合;4-边缘海洋碎屑组合;5-剥蚀区;6-断裂带 7-海水入侵方向
晚侏罗世进入燕山运动激化期。主要活动于南岭中段,罗霄、武夷地区,形成了大规模的S型南岭组合以深中成为主的花岗岩与钨锡等有色金属及稀有金属成矿系列。岩浆与成矿同位素年龄值除个别为中侏罗世(如赣南营前岩体)外,主要集中于162~145 Ma,部分花岗序列晚次侵入体可延至早白垩世130 Ma前后,如西华山末次侵入的似斑状花岗岩构成了华南燕山期花岗岩与成矿活动的核心地区(图4)。
图4 江西及邻区燕山期内生金属矿产核幔式分带略图Fig.4 Core-mantle type zoning map of the Yanshanian endogenetic metal minerals in Jiangxi Province and its adjacent area1-燕山晚期花岗岩;2-燕山早期花岗岩;3-燕山晚期Ⅰ型中酸性花岗岩带;4-燕山早期Ⅰ型中酸性斑岩带;5-燕山早期S型花岗岩主带范围;6-燕山晚期A型花岗岩带;7-断裂带;S-S型岩浆岩分布区;I-I型岩浆岩分布区
早白垩世进入燕山运动大范围扩展期。以S型、Ⅰ型为主的花岗岩浆活动与成矿作用,由南(岭)武(夷)罗(霄)核心区作偏心式向外侧扩展,即向东南沿海方向扩展为主。长江中下游Ⅰ型扬子组合中酸性侵入岩形成的铜铁金多金属成矿带时代为早白垩世初。江南钨多金属成矿带成矿S型花岗岩时代也以早白垩世为主,晚侏罗世岩体较少;武夷成矿带晚侏罗世花岗岩体较多但成矿较弱,以早白垩世S型江南组合花岗岩、武夷组合潜火山岩及Ⅰ型浅成斑岩、潜火山岩成矿为主,至浙闽粤沿海也以早白垩世花岗岩或火山—潜火山岩成矿为主。在华南西部广西境内的大王山、大厂、珊瑚、昆仑关等花岗岩时代为早白垩世且以中晚期为主,显示华南地区燕山造山期岩浆活动及其成矿作用启动与终结时间在各地不同。
我国东南陆区燕山期大面积S型花岗质岩浆活动,总体核心区的晚侏罗世南岭组合中深花岗岩向早白垩世江南组合中浅成花岗岩、武夷组合火山潜火山岩演化,成岩围压随之由高向低以至相对开放环境转变。早白垩世江南组合花岗岩的晚次侵入体可出现斑岩、隐爆岩筒(大湖塘)与晶洞结构(灵山、三清山)。
值得重视的是花岗岩体的侵入形成了一个成矿物质场、热场和地应力场。大规模花岗岩浆进入上地壳,引发热胀,在向开放状态的东南沿海方向蠕散的过程中,导致推挤与松弛。这种地壳调整作用与造山作用复合构成了时空上挤压与伸展交织的复杂状态。如武夷地区在南(岭)武(夷)罗(霄)核心区晚侏罗世大规模S型花岗岩入侵之后,发生调整或伸展,形成早白垩世武夷群火山盆地。随后又发生挤压造山,形成大量花岗岩、潜火山岩,火山岩层褶皱,并出现逆冲断裂作用。冷水坑矿田于火山喷发晚期发生逆冲推覆,沿北东—北北东向断裂带形成了潜花岗斑岩与超大型银铅锌矿田。早白垩世晚期地壳又一次调整伸展形成了不整合于武夷群火山岩之上的火把山群火山—湖泊沉积盆地。早白垩世末地壳再次挤压造山,自此结束了燕山造山活动。其上为晚白垩世伸展期的红色砂砾岩覆盖,说明武夷地区于晚侏罗世造山之后的早白垩世经历两次调整或伸展,两次挤压造山过程。这与崔建军等(2013)[21]在福建沿海的研究结果相似。浙闽粤沿海于早白垩世中晚期已出现了A型碱长或碱性晶洞花岗岩、岩浆热液成矿作用随之弱化。值得注意的是,S型花岗岩与火山岩的时空展布也反映了上述扩展特征。随着S型花岗岩侵入活动由南岭向外侧发展,稍晚形成的沿海火山岩带时代自粤东闽南向浙苏沿海由晚侏罗世晚期、早白垩世早中期向早白垩世中晚期递变。在火山岩区出现了一些具有伸展环境产出特点的高钾富碱、正长—碱长质或粗面质火山、潜火山岩,是陆内造山过程中的一种构造演化调整状态。燕山期陆内造山的偏心状核幔扩展模式,与流行的陆缘洋壳俯冲模式以及其它陆内汇聚造山模式相比独具鲜明特色。
1.4燕山运动的动力学问题
根据上述燕山期区域隆坳分异、褶皱变形,断裂体系,岩浆作用以及矿田构造特征配套分析表明,华南与东亚陆区发生了强烈的挤压与左行走滑作用,是古太平洋板块向欧亚板块东部俯冲的同时,并如李四光(1973)[6]指出的二者发生了强烈地近南北向左行扭动。除了形成新华夏构造体系,由于欧亚板块东部相对南移,陆块产出不同程度自北向南的挤压,南岭等东西向构造受到不同程度的叠加。来自台湾方向的洋壳向西俯冲时,在上饶地区南部及闽中形成了规模不大的近南北向逆冲推覆断裂带。
在上述区域地应力场支配下,陆内燕山期前的构造格局,构成了复杂的边界。其中固结程度较高的构造隆起带之间相互挤压扭动对构造变动与岩浆成矿活动的影响尤为明显。如郯庐断裂带大规模左行挤压走滑,大别、罗霄、武夷块体之间相对左行扭动(图5)构成了江西及邻区重要的构造动力环境。
图5 鄂皖赣邻区地质构造与燕山期构造活动方式略图Fig.5 Sketch map showing geological structures and Yanshanian tectonic activities in Hubei, Anhui and Jiangxi provinces and their adjacent regions1-中新生代盆地;2-晚中生代火山岩带;3=盖层褶皱;4-加里东期褶皱;5-高压超高压变质带;6-晋宁期蛇绿岩片;7-地壳叠接断裂带;8-板块缝合带;9-滑脱断裂带;10-挤压走滑断裂带;11-欧亚板块与古太平洋板块相对运动方向 ;12-区域地块运动方向;13-地质构造界线;Ⅰ中央造山带:Ⅰ1-北淮阳褶皱带;Ⅰ2-大别地块;Ⅰ3-前缘褶冲带;Ⅱ扬子地块:Ⅱ1-长江中下游坳陷带;Ⅱ2-江南西部隆起带;Ⅱ3-江南中部隆起带;Ⅱ4-江南东部过渡带;Ⅲ华夏板块: Ⅲ1-钦杭结合带;-万年加里东期推覆隆起;-萍乡-乐平坳陷带;Ⅲ2-信江钱塘地块;-怀玉坳陷;-广丰微陆块;Ⅲ3-东南加里东期造山带;-诸广-会稽褶皱带东段;-雩山褶皱-隆起带;-武夷褶皱-隆起带;-东南沿海火山岩带;断裂带:①商南-六安;②襄阳-广济;③凭祥-苏州;④赣东北;⑤北海-绍兴;⑥平江-长沙;⑦济宁-阜阳、麻团、湘东;⑧郯庐、赣江、四会-吴川;⑨泗洪-连云港;⑩鹰潭-阳江;镇江-黄山、永平-河源;丽水-莲花山
岩浆侵入活动是造山期不容忽视的动力,据江西境内观察,赣南石英脉型钨矿床的岩浆热液成矿过程,经历了地壳挤压扭动—成矿裂隙带形成—花岗岩上侵围岩热胀伸展—矿质上涌裂隙扩容形成“五层楼”式矿床—高温气液耗竭—花岗岩冷缩热力衰减—进入中低温硫化物或碳酸盐阶段时岩块松弛裂隙作正断层下滑进入伸展状态。如德安县彭山、早白垩世隐伏花岗岩沿短轴背斜上侵顶托,形成穹隆构造,引发层间滑脱,形成多层环状分带的锡、铅锌、萤石矿田。当这种局部应力转换,成为区域性大规模作用时,将引起地应力场的规模性调整。由此分析,燕山期陆内活化造山经历了4个序次的热动力转化过程,即水平挤压扭动、地幔放热、深部造浆;岩浆与成矿流体上侵,物质向上地壳调整,形成第2序列的垂直向上应力场;上地壳因大量岩浆成矿物质侵入,热胀扩容,在上隆的同时,向两侧主要是沿海方向作水平蠕动,与区域与造山活动复合,使沿海地带构造状态复杂化,导致地壳伸展减薄;最后由于热动力衰减,地壳发生滑塌。因此,由燕山期到燕山晚期地壳逐渐减薄,S型花岗岩浆与成矿由深成—中成—中浅成—火山潜火山演化。复经造山后至喜马拉雅伸展,形成下地壳显著减薄、中地壳拆离减薄、上地壳扩容减薄、地壳整体向沿海减薄的地壳结构,构成地壳硬化条件下陆内活化造山特有的热动力模型(图6)。
图6 燕山期陆内活化造山热动力过程模式Fig.6 Model showing the thermal dynamic process of Yanshanian intracontinental activated orogeny Ⅰ-第一序次动力方向;Ⅱ-第二序次动力方向;Ⅲ-第三序次动力方向;Ⅳ-上地壳扩容逃逸方向;Ⅴ-第四序次动力方向
2晚白垩世以来喜马拉雅期伸展与弱造山活动
2.1晚白垩世—古近纪伸展成山成盆活动
进入晚白垩世,新华夏构造体系进入伸展期,其北北东,北东向断裂带由左行挤压走滑转变为以正断层为主或兼有不同程度的右行走滑,成为江西及我国东部断隆成山、断陷成盆的主控构造体系。在燕山期山原式高地基础上,形成了北北东向盆山交替的构造—地貌格局。大兴安岭—太行山—武陵—雪峰,长白山—胶东—武夷山构造隆起山链与松辽—华北—江汉—北部湾断陷带主要形成于该时期。在江西境内形成了30多个大小断陷红层盆地,呈北北东向成带,北东向成列,近东西向成串展布。以箕状盆地居多。以北北东向的赣鄱断陷带为主体,该带北起鄂皖交界的黄梅盆地包括江西境内的鄱阳、吉泰、赣州、信丰等盆地,进入广东有南雄,广州等盆地。盆地受一系列北东向或北东东向雁列排布的断裂控制,形成了华南一条处于罗霄—云开,武夷隆起之间重要的断陷带。
这场伸展活动,造成了强烈的隆、陷分异。江西境内断陷盆地的最大深度为3000~4000 m(南鄱阳、泰和、信江),形成一批海拔1500 m以上的中山山峰。断隆区大量燕山期花岗岩基或大型岩株被剥露出来,推测不少隆起山地被剥蚀掉3~5 km。有东南大陆屋脊之称的武夷山脉主要隆升于这一时期,其中东南第一高峰黄岗山海拔2158 m,由早白垩世火山岩形成,而其北面的信江盆地中早白垩世火山岩地层被厚达3000 m的晚白垩世红层覆盖。所以早白垩世之后,信江盆地与黄岗山之间隆陷差约在5000 m以上。
江西晚白垩世—古近纪伸展期的成矿作用,一是断陷盆地中的石膏、岩盐,形成于晚白垩世早期赣州群周田组和古近纪新余组清江段,二是燕山期造山残余岩浆气液或残热形成的低温热液—热水矿床,主要是江西萤石、重晶石矿、淋积型铀矿床。一些萤石、重晶石矿及少数铅锌矿形成于断陷盆地盆缘断裂带,也见有含金石英脉进入晚白垩世红层中(瑞金狮子墩)。产铀花岗岩主要为燕山早期或印支期,炭硅泥岩型铀矿含铀地层为底—早寒武世荷塘组,而淋积成矿主要为古近纪。除此,红层盆地中的玄武质岩流多处见有铜矿化。
2.2古近纪末四川运动—地质环境的重大转折
在晚白垩世伸展成山成盆的同时,闽东先行隆起,基本缺失晚白垩世沉积。江西晚白垩世早期赣州群与晚期黾峰群之间为沉积不整合,代表一次抬升。古近纪时红层盆地沉积退缩至赣江及其以西地区,这种隆升作用可能与古太平洋板块沿台湾东部玉里带俯冲有关。至古近纪末印度板块向北俯冲、青藏地区受到挤压,向东逃逸。与来自古太平洋的俯冲相向作用,发生了四川运动,断陷红层盆地基本上全部萎缩封闭,盆地沉积发生挠曲或平缓褶曲,部分地区断陷盆地遭到较强挤压,以钦杭带较为明显,高安、南昌盆地北缘见九岭隆起带的新元古界变质岩系逆冲于上白垩统红层之上。在丰城铁岗山有构造岩片从古近系红层之上逆冲至地表[15]。此后,江西进入相对稳定的地质发展时期,地质环境发生重大转折。
2.3新近纪—第四纪新构造活动时期
新近纪受菲律宾海板块扩张影响,江西及邻区继续处于东西双向挤压。地壳整体均衡隆升,极少有沉积物存留,成为西接青藏云贵地区的中低山与丘陵相间的高地。第四纪早更新世早期地壳仍处于整体隆升环境。
早更新世晚期是江西环境地质发展中的最后一个重要时间节点。由于青藏高原快速隆升,导致地壳向东伸展作用增强,形成了全国地势的三大阶梯。江西及邻区处于第三台阶。但由于继续受菲律宾海板块扩张影响,且来自东南方向的构造作用相对更强,发生又一次弱造山活动。地壳由新近纪—早更新世早期的整体隆升转变为多阶段的不均衡隆升与沉降。所以同处于第三台阶的东南陆区与华北不同,不是形成大平原,而是中低山、丘陵与盆原交错,使江西山江湖地貌格局定型,形成了丰富的生态地质资源。在经历更新世严寒、炎热、干凉的气候变化之后,于全新世进入亚热带湿润多雨气候,出现了优越的地质生态环境,引发了一些环境地质问题。
这时新华夏断裂体系由伸展转变为弱造山环境,其北北东、北东向断裂带随之转化为左行挤压走滑状态。但由于构造作用较弱,不能改变伸展期形成的正断层特征。作者在石城县九寨温泉对红层盆地盆缘北北东向硅化带中北东东向(右行)与北北西向(左行)一对剪切面的阶步观察可以佐证。这时新华夏系在前期形成的断裂网络以及断隆带和断陷盆地的基础上,与晋宁期以来的形成的隆起带,坳陷带复合,形成了隆、坳、盆交替或交织的构造格局,构成江西矿产资源分布与生态环境状况的基因。
(1)受构造制约,隆成山,坳成丘,盆成原。江西东倚怀玉—武夷、西有幕阜—罗霄、南为南岭隆起山地、中为赣鄱断陷盆地,构成了东、西、南省境为中低山脉环绕,中部低山、丘陵、盆地相间斜列展布,北部平原坦荡,整体向北倾斜的盆形地势。不但赣鄱带盆地呈斜列分布,且各隆起带的山峰也都作北北东或北东向侧列展布之势,明显受新华夏系多字型构造约束。
由于隆起带山地再次隆升,一批由坚硬岩石组成的中山山体形成了景观名山,如庐山、井冈山(厚层砂岩)、三清山、灵山、明月山、五指峰(酸性花岗岩)、黄岗山、三百山(火山岩)等。由于山麓地带隆升,在红层盆地边缘形成了一大批丹霞景观,其中在武夷山麓形成了全国最著名的丹霞群,在坳陷带岩溶区形成大量景观洞穴,加上山地丘陵风化壳发育,处处绿水青山,造就了大美江西丰富的地质旅游资源。
随着山体隆升,鄱阳等盆地沉降,于中更新世形成了以赣、抚、信、鄱、修“五河”为主干的水网。由于大别地块隆升,长江沿岸及其以南沉降,彭蠡泽逐渐南迁,于晋唐时代,形成了鄱阳湖。全新世时在沉降地带形成了冲积、冲湖积土壤和丰富的地下孔隙水,成为江西重要耕地与水资源。
(2)由于弱造山活动,新华夏断裂体系“回春”。一批北北东、北东向断裂带成为导热断裂带,处于东南沿海地热带的江西境内已发现天然温泉和钻探发现的温泉达128处。在南昌寻找盆地隐伏型热水也得到突破,资源潜力巨大。调查研究表明,新华夏构造体系,于燕山造山期控岩控矿,在造山后伸展期成山成盆,形成膏盐与低温热液—热水矿床,进入第四纪弱造山期形成了导热成热构造。有的断裂带成为重要的发震构造,其中处于武夷山脉西南部的石城—寻乌地质构造—资源—环境带十分典型(图7)。
图7 石城—寻乌控矿控盆导热发展断裂带略图Fig.7 Sketch map showing ore-and basin-controlling thermal evolution fault zones in the Shicheng-Xunwu area1-晚白垩世盆地;2-早白垩世火山盆地;3-晚白垩世基性火山岩;4-早白垩世花岗岩;5-温泉;6-晚白垩世-古近纪火山岩;7-早白垩世火山口;8-早白垩世隐爆角砾岩筒;9~12-地震震中(9-三级;10-四级;11-五级;12-六级);13-岩盐矿床;14-萤石矿床;15-金属矿床:Cu(铜)、Sn(锡)、Ag(银)、U(铀)、W(钨)、Ta(钽铌);16-丹霞景观;17-一般断层;18-主干断层:空白区为前白垩纪地层、岩石。
该带处于石城—寻乌北北东向深断裂带与会昌环形构造东部的复合地带。燕山晚期早白垩世形成会昌锡坑迳火山盆地锡矿田、红山Ⅰ型隐爆中酸性斑岩铜矿床、官村隐爆岩筒银矿床、石城海罗岭隐爆花岗岩型铌钽矿床、松岭隐爆斑岩型锡矿床、瑞金胎子岽隐爆岩筒钨矿床等。晚白垩世—古近纪沿断裂带形成一串小型断陷红盆地,在会昌半环形盆地中形成了著名的周田盐矿,该盆地东缘有玄武质火山喷溢,在站塘火山口有铜矿化,在草桃背火山口于印支期花岗岩围岩中形成了热水淋积型草桃坑铀矿田,沿断裂带形成了筠门岭、谢坊、渣山里等十多处热水型萤石矿床。该带是江西最重要的一条地热带,已发现温泉29处,且多处与萤石矿床共生。该带又是一条丹霞景观带,沿带一串小盆地个个有丹霞,典型景观有通天寨、罗汉岩、汉仙岩、青龙岩等4处。该带还是江西最重要的断裂地震带,其中会昌县周田曾发生省内历史上最强的6级地震,寻乌县境曾发生多次破坏性地震,是一条地裂缝带,为重点防震地区。该带展示了从燕山晚期造山早白垩世北北东向深断裂带左行挤压走滑,牵动会昌环形V旋构造。
我国东南陆区晚中生代以来的滨太平洋构造活动独特而复杂,由于作者工作地区与认识的局限性,文中难免有误,敬请读者指正。
参考文献
[1]黄汲清,任纪舜,姜春发,等.中国大地构造的基本轮廓[J].地质学报, 1977,51(2):117-135.
[2]翁文灏.中国东部中生代以来地壳运动及火山活动[J].中国地质学会会志,1927,6(1): 9-36.
[3]毛建仁.中国东南部及邻区中新生代岩浆作用与成矿[M].北京:科学出版社, 2013.
[4]陈国达.中国地台活化区的实例并着重讨论“华夏古陆”问题[J].地质学报, 1956,(3):239-272.
[5]李四光.地质力学的基础与方法[M].上海:中华书局,1947.
[6]李四光.地质力学概论[M].北京:科学出版社, 1973.
[7]杨明桂,吴富江,宋志瑞,等.赣北:华南地质之窗[J].地质学报,2015,89(2):222-233.
[8]杨明桂,祝平俊,熊清华,等.中新元古代华南裂谷系的格局及其演化[J].地质学报,2012,86(9):1367-1375.
[9]谭忠福,张启富,袁正新,等.中国东部新华夏系[M].武汉:中国地质大学出版社,1989.
[10]杨明桂,卢德揆.西华山—漂塘地区脉状钨矿床的构造特征与排列组合型式 [M].北京:地质出版社,1981:293-305.
[11]杨明桂.罗霄—武宁隆起及郴州—上饶坳陷成矿规律及预测[M].北京:地质出版社, 1998:29-30.
[12]杨明桂,王发宁,曾勇,等.江西北部金属成矿地质[M]. 北京:中国大地出版社,2005.
[13]王小凤,李中坚,陈柏林.等.郯庐断裂带[M].北京:地质出版社, 2000.
[14]舒良树,于津海,王德滋.长乐—南澳断裂带晚中生代岩浆活动与变质—变形关系[J].高校地质学报,2000,6(3):368-378.
[15]王登红,李华芹,屈文俊,等.全国成岩成矿年代谱系[M]. 北京:地质出版社, 2014.
[16]王平安,董法先,刘建民,等.江西大背坞金矿床地质、地球化学特征[J].矿床地质,1998,17(1):57-69.
[17]王鸿桢.中国古地理图集[M].北京:地图出版社,1985.
[18]崔建军,张岳桥,董树文,等.华南陆缘晚中生代造山及其地质意义[J]. 中国地质,2013, 40(1):86-105.
[19]江西省地震局.江西省地震志[M].北京:方志出版社, 2003.
DOI:10.16788/j.hddz.32-1865/P.2016.01.002
* 收稿日期:2016-01-21改回日期:2016-02-22责任编辑:谭桂丽
基金项目:中国地质科学院矿产资源研究所委托项目“华南洋—滨太平洋构造演化与成矿作用”研究专题。
第一作者简介:杨明桂,1933年生,男,教授级高级工程师,从事区域地质调查、矿产勘查及科研工作。
中图分类号:P542
文献标识码:A
文章编号:2096-1871(2016)01-010-09
Basic characteristics of the Marina Pacific tectonic activities in Jiangxi Province and its adjacent areas
YANG Ming-gui1, WANG Guang-hui2, XU Mei-gui3, HU Qing-hua1
(1JiangxiBureauofGeologyandMineralResourcesExplorationandDevelopment,Nanchang330002,China)(2GeologicalSurveyofJiangxiProvince,Nanchang330030,China)(3GeophysicalandGeochemicalExplorationParty,JiangxiBureauofGeologyandMineralResources,Nanchang330002,China)
Abstract:During the compilation of The Regional Geology of Jiangxi Province, The Mineral Geology of Jiangxi Province and The Environmental Geological Survey in Jiangxi Province, the authors further studied the tectonic activities of the Marina Pacific Ocean in Jiangxi Province and its adjacent areas and their connection with geological resources and environment. The research suggests that during the Yanshanian movement, terrestrial area in East Asia was in an activated orogenic environment because the Pacific plate subducted towards the Eurasian plate, accompanied with relatively strong sinister twisting, forming a new Cathaysian tectonic system which was the major structure since the Marina Pacific tectonic activity. The Yanshanian Movement of South China began in the middle Jurassic, expanding in the shape of eccentric nucleus. The lithosphere activation and large-scale material adjustment caused the extensive magmatic mineralization and thermal creep movement of the earth's crust, forming the complex dynamic mechanism. This area entered to Yanshannian post-tectonic period, to mountain-basin forming period due to extensive Himalayan expansion, and then to weak orogenic stage in the Paleogene, until the earth's crust tended to be relatively stable. All this activities not only constituted the superior ecological-geological environment but brought some environmental geological issues.
Key words:Jiangxi and its adjacent area; Marina Pacific tectonic; intracontinental activation orogeny; mountains- and basin-building; weak orogeny; resources and environment