广东梅县地区晚中生代伸展构造特征

邸 文， 庄文明， 李 瑞， 王建荣， 陈俊锋， 余德延

(广东省地质调查院，广州 510080)



广东梅县地区晚中生代伸展构造特征

邸 文， 庄文明， 李 瑞， 王建荣， 陈俊锋， 余德延

(广东省地质调查院，广州 510080)

广东梅县地区位于政和—大埔断裂南段之莲花山断裂带中。通过开展1∶5万野外地质调查及室内研究表明,广东梅县地区存在晚中生代伸展构造体系，该体系主要由剥离断层和2个不同层次的剥离层组成，结合火山岩、侵入岩、沉积地层接触关系及高精度测年数据，讨论了该体系的形成时限，认为其形成和主导作用时期在晚侏罗世—早白垩世早期(160 ～135 Ma)，最大伸展期在145 Ma左右； 前人认为莲花山断裂为早古生代俯冲带，但研究表明，其构造属性为晚侏罗世形成的剥离断层。因此，政和—大埔断裂一带很可能也存在晚中生代的伸展构造体系，说明华南主要构造形迹奠定于中生代，这为华南主要热液金属矿床区域成矿规律研究提供了新的参考模型。

广东梅县； 晚中生代； 伸展构造； 莲花山断裂

0 引言

华南地区位于古亚洲、特提斯和西太平洋三大构造域的交接部位[1-2]，该地区中生代构造体制经历了从特提斯构造域向西太平洋构造域的转换[3]。舒良树[4]研究认为构造体制转换时间为190～160 Ma(早—中侏罗世)，南岭是构造体制转换的重要位置； 而张岳桥等[5-6]指出构造体制转换时间为中晚侏罗世之交。华南地区在构造体制转换之后，从以陆内造山作用为主导的挤压构造体制转向伸展构造体制，对于转变时限主要有以下3种观点： 第一种认为华南岩石圈直到晚白垩世西太平洋板块俯冲作用终止时才开始伸展[7-9]； 第二种认为华南地区在燕山早期即侏罗纪时岩石圈便发生了伸展作用[10-16]； 第三种认为华南岩石圈在晚侏罗世开始伸展[17]。由挤压到伸展体制的转变反映了华南大陆深部动力作用环境的变化，而这个转变时间节点的确定，对于深入理解华南晚中生代大地构造过程具有重要的意义。

政和—大埔断裂带南段的莲花山断裂带位于广东梅县地区。郭令智等[18]认为该断裂是加里东期板块俯冲蛇绿岩带，年龄390～420 Ma[19]，该断裂是华南加里东期褶皱带与东南沿海火山岩带的分界断裂[20]。舒良树等[21]指出在政和—大埔断裂带及附近发现的作为加里东期俯冲带证据的蛇绿岩并非蛇绿岩，重新获得的高质量测年值均为800～900 Ma间。根据晚泥盆世的角度不整合及平远—河源—广州—廉江一线以东地区发现的古生代俯冲增生杂岩等证据[22]，可以确定华南地区加里东期褶皱造山带的存在。可见，对于政和—大埔断裂带的构造属性问题值得商榷。

因此，构造体制转换时间和政和—大埔断裂(或莲花山断裂带)构造属性是华南地区中生代构造演化的2个核心问题。然而，对华南内陆中生代岩石圈伸展时间和政和—大埔断裂的构造属性问题的确定，困难在于缺乏伸展构造是否存在野外地质依据。作者依托“广东1∶5万明山嶂煤矿等4幅区域地质矿产调查”项目，在广东梅县地区开展了野外地质调查及综合研究，发现该地区存在晚中生代伸展构造体系，该体系呈NE向展布，主要由剥离断层和2个不同层次的剥离层构成，并讨论了该体系的形成时限。

1 研究区概况

研究区位于粤东地区，处于莲花山断裂带西带，在大地构造位置上，前南华纪一级单元属华夏地块，二、三级单元属东南沿海地块； 南华纪—中三叠世一级单元属武夷—云开—台湾造山系，二级单元属于东南沿海岩浆弧，三级单元属粤东地块； 晚三叠世以来一级单元属中国东部造山—裂谷系，二级单元属东南沿海岩浆弧，三级单元属惠州—福州—温州俯冲型火山岩带。

区内基底岩系主要由元古宙桃溪岩组片岩、变粒岩，震旦纪南岩组和黄连组变质地层组成。盖层由中二叠世—中侏罗世沉积地层组成，年轻的侏罗纪盖层中多形成横弯褶皱。区内岩浆岩极为发育，火山岩整体呈NE向展布，主要为晚侏罗世—早白垩世中酸性火山岩。侵入体呈岩基、岩株状产出，形成时代由老至新可划分加里东期、印支期及燕山期，其中燕山期岩浆岩分布最为广泛。区内地质构造复杂，主要的构造形迹包括褶皱、断裂、剥离断层等。区内NE向褶皱带、NE向莲花山断裂东侧的剥离断层、NW向断裂带等共同构成了研究区的主体构造格架(图1)。

图1 广东梅县地区晚中生代伸展构造体系Fig.1 Late Mesozoic extensional tectonics system in the Meixian of Guangdong Province

2 剥离断层

图2 梅县银江镇地质简图及图切剖面图Fig.2 Geological map and section of the Yinjiang area in Meixian

剥离断层北东段呈NE向展布于明山嶂地区(图1、2)，整体表现为上陡下缓的“铲式断层”(图2中AA′剖面)。剥离断层上、下盘间缺失厚度2～4.4 km不等的地层。形成的构造岩主要为硅化构造角砾岩、糜棱岩，断裂带中岩石常发生片理化、硅化及透镜体化，在露头尺度上可见糜棱岩、片理化及构造角砾岩同时出现，韧性域的糜棱岩与脆性域的构造角砾岩的叠加，以及脆韧性域的片理化带与构造角砾岩带的叠加，都表明断裂下盘经过抬升，上盘地层发生了剥离。剥离断层下盘的几百米范围内，即下震旦统南岩组地层中发育大量同构造分泌石英脉，表明其可能是中部构造域的产物。

剥离断层南西段呈NE向展布于水车镇一带(图1)，主要表现为低角度产出的中深层次糜棱岩带、构造片岩。中生代地层靠近剥离断层处叠加了不同程度的片理化。元古宙地层与年轻侏罗纪盖层呈断层接触，地层缺失厚度比北东段大； 沿剥离断层分布了一套以片岩、变粒岩、片麻岩为主的元古宙区域变质岩和大面积分布的志留纪、侏罗纪花岗岩共同构成了岩浆核杂岩。

图3 银江镇黄蛭滩一带NE向剥离断层DF2实测剖面图(BB′ )Fig.3 Field measured section of NE detachment fault (DF2) of Huangzhitan in Yinjiang (BB′ )

大埔县银江镇黄蛭滩一带DF2的实测剖面(BB′)发育走向NE、宽大于100 m的构造破碎带(图2、3)。断裂下盘为下震旦统南岩组变质岩，上盘为侏罗系年轻盖层，断裂带下部为碎裂岩化强片理化带，发育在震旦系变质岩中，断裂带上部为构造角砾岩带，发育在侏罗系年轻盖层中，构造角砾中见强片理化变质岩，且强片理化带叠加了后期的碎裂岩化作用。广东梅县银江镇一带剥离断层DF3出露良好的构造观测点(D0846点)，点处为变质岩中发育的构造破碎带(图4)。破碎带由片理化带和构造角砾带组成，片理化发生在断裂下盘变质岩的火山碎屑岩夹层中(图4)，获得了火山碎屑岩夹层(流纹质晶屑凝灰岩)SHRIMP锆石U-Pb年龄(图5(b)、(c)、(d))，最新年龄约200 Ma，并且获得400 Ma左右继承锆石年龄。这表明晚三叠世流纹质晶屑凝灰岩透镜体，滑脱构造角砾岩碎屑锆石年龄记录了加里东期、印支期形成的地质热事件。岩石发生强片理化及形成构造角砾，表明其早期属于中深构造层次的产物，后期叠加了浅部构造域的构造角砾岩，进一步表明基底地层经过抬升。

图4 梅县银江镇昆仑片理化晶屑凝灰岩(D0846)Fig.4 Kunlun foliate crystal tuff of Yinjiang in Meixian (D0846)

图5 DY0013变质岩碎屑锆石(a)LA-ICP-MS U-Pb及D0846晶屑凝灰岩锆石(b、c、d)SHRIMP U-Pb频率直方图和谐和年龄图Fig.5 Frequency histogram and concordia plots of metamorphic detrital zircon LA-ICP-MS U-Pb for sample DY0013 (a) and crystal tuff zircon SHRIMP U-Pb for sample D0846 (b,c,d)

选取DY0013点处的变质岩(图2)，得到LA-ICP-MS 碎屑锆石U-Pb谐和年龄(图5(a))。谐和年龄集中在600 Ma以上，佐证了研究区出露的变质岩为前寒武纪基底岩层。

3 剥离层

调查区的剥离断层主要表现为脆性断裂，上盘出露的侏罗系地层和二叠系地层中主要发育脆性域的构造组合样式，剥离断层下盘出露的基底岩石，即震旦系南岩组和黄连组地层，发育脆韧性—韧性域的构造组合样式，因此，调查区以剥离断层所分剥而成的有上、下剥离层。

3.1 上剥离层

上剥离层由中二叠世—中侏罗世沉积地层组成，主要形成脆性域的构造样式组合，形成的构造岩主要为构造角砾岩及碎裂岩，其中角砾成分复杂，既有片理化岩石碎块、糜棱岩碎块，又有相对致密小岩块，且断裂带中岩石发生透镜体化和硅化。上剥离断层的变形特征，表现为在年轻的侏罗纪盖层中形成横弯褶皱，主要发生弯滑褶皱作用，形成倒转褶皱，以车上倒转背斜、银江倒转向斜为代表，在其翼部多见从属小褶皱(图2)。

伸展裂陷盆地是上剥离层的组成部分，其多呈半地堑式产出，盆地多以剥离断层为边界，如白宫盆地和罗田盆地(图1)，主体呈NE向展布，沉积了一套红色类磨拉石建造和杂色复陆屑碎屑岩建造； 伸展盆地最早沉积为早白垩世晚期沉积物。

3.2 下剥离层

下剥离层由震旦纪南岩组和黄连组变质地层组成，在剥离断层中发育糜棱岩，形成(强)片理化带。在露头尺度上，常可见断裂带中糜棱岩带或强片理化带与构造角砾岩带共存或韧性域的破裂带叠加了脆性域的构造样式或在构造角砾岩带中出现糜棱岩和强片理化岩石。

该剥离层在调查区形成的中深部构造层次的构造样式，多被浅部构造层次的构造样式叠加改造，不易识别。但在剥离断层中仍保留了中深部构造层次形成的构造岩，以及在剥离断层下盘基底岩石中发育的同构造分泌石英脉，且在剥离断层(DF2)下盘的几百米范围内(图3、6)，即下震旦统南岩组地层中发育大量同构造分泌石英脉，变质面理也发生顺层剪切作用，形成平卧小褶皱，石英脉顺面理产出(图6)。

图6 梅县银江镇DF2剥离断层下盘基底变质岩中的同构造分泌石英脉Fig.6 Syntectonic quartz vein in metamorphic rock from lower plate of detachment fault (DF2) of Yinjiang in Meixian

4 讨论

4.1 与经典伸展构造对比

伸展构造的3个构造层次分别为： 以脆性块断活动为特征的地壳上层； 由糜棱岩化的热动力变质岩组成的韧性中间层，其受层状塑性流动而伸展； 由花岗岩及花岗质、角闪质变质杂岩构成的地壳下层，该层伸展表现为基性岩墙群和固态对流。马杏垣[23]在Eaton模式[24]的基础上总结如下： ①脆性剪切变形的上层，地壳的水平伸展表现为发育一系列的脆性破裂构造； ②韧性的中间层，形成近平行的韧性剪切带，向上过渡为脆—韧性到脆性的低角度正断层或剥离断层，出露地表的韧性剪切带是受伸展而被拖到地表的，后又叠加了后期的脆性破裂； ③下地壳岩石组成的更深层，常由花岗质岩石、片麻岩、角闪岩、麻粒岩或混合岩等组成，伸展主要表现为基性岩墙的侵入。

研究区伸展构造特征如下：

(1)剥离断层： 前寒武系地层与年轻侏罗纪盖层呈断层接触，上、下盘间地层缺失，缺失地层柱厚度最大达4.4 km，断裂带中出现低角度产出的中深层次糜棱岩带、构造片岩。年轻侏罗纪盖层靠近剥离断层叠加了不同程度的片理化； 上、下盘岩石的变形行为有显著差异，上盘在脆性剪切变形域中形成脆性断裂，在下盘的震旦系岩石中形成韧性流变，并见大量同构造分泌的石英脉。同一剥蚀面中同时存在韧性域的糜棱岩与脆性域的构造角砾岩，且糜棱岩被脆性变形叠加； 在年轻盖层中普遍发育轴向NEE、SE，倾角较缓的不对称褶皱及舌型褶皱。

(2)2个不同层次的剥离层： 上剥离层由中二叠世—中侏罗世沉积地层组成，主要形成脆性域的构造样式组合，形成的构造岩主要为构造角砾岩及碎裂岩； 下剥离层由震旦纪南岩组和黄连组变质地层组成，在剥离断层中发育糜棱岩，形成(强)片理化带。在梅县水车镇出露基底岩石为以元古宙的黑云斜长变粒岩、长英质细脉混合质变粒岩为主，夹片麻岩、混合岩化岩石。

(3)伸展裂陷盆地、岩浆热隆及岩浆核杂岩： 发育呈NE向展布的半地堑式断陷盆地——罗田盆地，盆地内沉积了一套红色类磨拉石建造和杂色复陆屑碎屑岩建造。出露呈NE、NEE向展布的晚侏罗世黑云二长花岗岩类岩石，成岩时代150 Ma左右。梅县水车镇“畲坑混合岩田”主要由加里东期片麻状花岗岩和变粒岩类、片岩类和片麻岩类组成，并出露燕山期花岗岩。

将研究区伸展构造样式与伸展构造经典理论对比，认为可圈定广东梅县地区的晚中生代伸展构造体系(图1)。

4.2 广东梅县地区伸展构造成生时限

在广东梅县地区晚中生代伸展构造体系中，剥离断层下盘为前寒武纪基底地层，上盘为早—中侏罗世地层，卷入的最新地层为中侏罗统漳平组(174～164 Ma)，但剥离断层未穿切区内晚侏罗世火山岩碎屑岩(图1)(获得锆石年龄160～145 Ma)，且沿伸展断陷盆地边界出露NE向展布的晚侏罗世花岗岩。据此，将伸展构造的启动时间限定为160 Ma左右，认为晚中生代以来华南地区岩石圈从挤压到伸展体制的转变时间节点应在晚侏罗世早期。

根据伸展裂陷盆地最早沉积为早白垩世晚期沉积物，而135～100 Ma又为区内岩浆活动的沉寂期，可以将伸展构造主导时间限定在160～135 Ma。研究区出露的大面积中酸性喷出岩和花岗岩，其形成时代分别为晚侏罗世—早白垩世(150～140 Ma)和早白垩世(145～135 Ma)。据此，作者认为该伸展体系的最大伸展期应在145 Ma左右。

综上所述，通过将区内火山岩、侵入岩、沉积地层间接触关系及伸展构造特征进行综合研究，并结合高精度年龄数据，结果表明广东梅县地区伸展构造的成生和主导作用时期在晚侏罗世—早白垩世早期，即160～135 Ma间，最大伸展期应在145 Ma左右。

4.3 莲花山断裂构造属性探讨

前文已将前人对政和—大埔断裂带的构造属性的认识进行了列举，并通过对广东梅县地区伸展构造的初步研究，认为至少出露在广东境内的政和—大埔断裂带南段之莲花山断裂的构造属性是值得探讨的，将莲花山断裂定义为加里东期板块俯冲带，很多问题难以解释。比如，为何缺少证据确凿的早古生代蛇绿岩和火山岩； 为何没有同期高压变质岩[20]； 在莲花上断裂带中梅县地区几乎没有变质矿物的出现[25]，但在断裂上出露了前寒武纪变质基底岩石和新元古代的超基性岩、基性岩等。对于上述疑问，另一个解释就是莲花山断裂并非是形成于早古生代的俯冲带，而在伸展构造模型中上述问题都可以得到合理的解释。因此，认为莲花山断裂应为晚侏罗世形成的剥离断层，白垩纪及以后也呈现了幕式挤压—伸展的继承性变形特征[22]。可见粤东地区主要构造形迹奠定于晚中生代，这为粤东主要热液金属矿床区域成矿规律研究提供了新的参考模型。

5 结论

(1)广东梅县地区存在晚中生代伸展构造体系，该体系呈NE向展布，主要由剥离断层和2个不同层次的剥离层岩组成。

(2)广东梅县地区晚中生代伸展构造的主导时间为晚侏罗世—早白垩世早期(160～135 Ma)，最大伸展期应在145 Ma左右； 晚中生代以来华南岩石圈从挤压到伸展体制转变的时间节点应在晚侏罗世早期。

(3)莲花山断裂带不是早古生代形成的俯冲带，而是晚侏罗世形成的剥离断层。

致谢：文章编写过程中得到了广东省地质调查院肖光铭总工程师的指导，审稿专家提出了宝贵的修改意见，同事凌恳、胡弦、朱鑫等参与野外调查，在此一并致谢！

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(责任编辑： 刘永权)

Characteristics of Late Mesozoic extensional structures of Meixian in Guangdong Province

DI Wen, ZHUANG Wenming, LI Rui, WANG Jianrong, CHEN Junfeng, YU Deyan

(GeologicSurveyofGuangdongProvince,Guangzhou510080,China)

Meixian in Guangdong Province, is located in the Lianhuashan fault zone, southern part of Zhenghe-Dapu fault zone. The 1∶50 000 field geological survey and indoor analyses have indicated the existence of Late Mesozoic extensional structure system in the Meixian of Guangdong Province. This system consists of detachment fault and two stripper layers with different levels. Based on contact relationship and high-precise dating data of volcanic rocks, intrusive rocks and sedimentary rocks, we concluded that the time scale of this extensional structure system ranges from Late Jurassic to Early Cretaceous (160-135 Ma), with the peak time of extension around 145 Ma. Lianhuashan fault zone was previously believed to be formed around the early Paleozoic, and now it is confirmed to be a detachment fault formed at the Late Jurassic. So the Zhenghe-Dapu fault extensional system also occurred in the Late Mesozoic. The results above showed that the dominant tectonic activity in the southern China occurred in the Mesozoic, providing a new reference model for the study of regional metallogenic rules of hydrothermal metal deposit in the southern China.

Meixian of Guangdong Province; Late Mesozoic; extensional fault; Lianhuashan fault

邸文,庄文明,李瑞，等.广东梅县地区晚中生代伸展构造特征[J].中国地质调查,2016,3(6): 49-56.

2016-03-29；

2016-08-05。

中国地质调查局“广东1∶5万明山嶂煤矿、高陂圩、砂田圩、潭江圩四幅区域地质矿产调查(编号： 1212011220554)”项目资助。

邸文(1980—),男,高级工程师,主要从事地质矿产勘查、区域地质矿产调查工作。Email： stewen2000@163.com。

P548; P542.3; P597

A

2095-8706(2016)06-0049-08