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陕西省区域地质概述

来源:管理员     所属分类:民生地质与勘察     六盒宝典:697     六盒宝典资料:2011-05-11

 

    陕西的地质位置在我国具有得天独厚的特点,它处于中国南、北接壤,东、西过渡和三大构造域交汇地带,地跨三个一级地层、构造单元,地层发育齐全,各种岩类发育,地质构造复杂,可追溯的地质历史近30亿年,许多重要的地质事件在本省都留下了深刻的烙印。

一、地层

   (一)陕西地层的基本特征,在时间上,自太古代至第四纪不同程度均有纪录,空间上,华北区、扬子区较为发育,秦岭区以古生界为主;沉积相有海相、陆相及其交互相,海陆交互相主要见于石炭系,广泛的陆相开始见于二叠系(华北)、上三叠统(扬子)和侏罗系(秦岭),沉积类型有活动、稳定和过渡三种;生物群包含北方、东方和古地中海三大生物区及其过渡区,地层经历多期不同程度变质和构造变动,基底固结后,部分盖层仍经历轻微变质。这些特征,通过各级综合地层区地层系统的全面总结,得到了较充分体现,从而反映了陕西地层与地壳发展演化的关系。

   (二)陕西地层的分布和发育特点件是前震旦系主要沿南、北古老地块的边缘形成,呈带状分布,震旦系主要分布于秦岭区和扬子区,华北区仅分布于南缘,寒武一奥陶系和二叠一三叠系省内普遍分布,华北区缺失志留和泥盆系,扬子区大部缺失泥盆系和石炭系;晚侏罗世及晚白垩世全省普遍缺失沉积;新生界主要分布于秦岭以北,以汾渭分区最为发育。以上反映了古生代以来,省内地壳有两次普遍沉降和两次整体遭受剥蚀的过程。

    
(三)古生代海生生物群的分区特征。华北区属北方(西方)大区;扬子区属东方(太平洋)大区或古地中海大区,秦岭区常为上述两大区的过渡类型。反映了古生代(主要为早古生代)秦岭海域南北并无长期的阻隔,只有环境的差异或局部的地理隔绝。中生代海相地层,秦岭区出现北方的菊石及南、北方瓣鳃类的混生。陆相地层植物群,西北地层区以温暖、潮湿的蕨类为主,其次银杏,西南地层区以炎热环境的苏铁类为主。说明了在中生代秦岭已对我国南、北自然环境及气候起了一定的分割作用。

    (四)沉积类型,华北区自长城纪始由准稳定转向稳定类型沉积;扬子区自震旦纪起为稳定类型沉积;秦岭区除晚震旦世外以活动类型沉积为主。扬子区和秦岭区震旦系由差异到相似,寒武系由相似到差异的演变,反映了稳定区与活动带的演化既有显著的差异,但在某些时期又有相似和过渡,同时也说明了地层序列、沉积类型与地质演化的关系。

    (五)根据本省地层的发育特点认为,金堆城小区中、晚元古界发育较完整,为我国西北地区所少有,扬子区至秦岭区震旦系的横向连续变化,具有重要的研究意义,阳平关小区及高滩—兵房街小区震旦系与寒武系剖面连续过渡,是研究两者界线的良好地区,岚皋—竹溪分区志留系笔石化石特别丰富,笔石带较为齐全,是研究笔石化石不可多得的地区,徽县—旬阳分区旬阳、西口一带,晚古生代地层发育齐全,剖面连续,化石较为丰富,在当前堪称是研究我国中部晚古生界层型剖面最有利的地段;陕甘宁分区中生代地层系统发育,是我国内陆盆地较为完整并具代表性的地区之一;关中、陕北第四系黄土分布广,剖面较为完整,在我国也是少有。

  (六)陕西地层含矿层位较多,除华北区及扬子区奥陶系或志留系外,几乎遍及各个时代的地层,其中属同沉积的矿产:华北区,前寒武系以铁为主,古生界以煤为主,其次为磷、铁、硫铁及粘土,中生界以煤、油气为主,新生界仅有石膏、石英砂及油气显示,扬子区,前震旦系以铁、铜为主,震旦系以磷、锰为主,古生界以磷、铁、硫铁及煤为主,中生界有石膏、煤,其次为铁和粘土;秦岭区,前震旦系以铁、硫铁、多金属为主,震旦系以磷、钡为主,其次为硫铁及锰等,古生界的铁、多金属以及钡、硫铁、磷、铀、煤均具有一定意义,中生界以煤为主,新生界有砂金、砂铂。秦岭区碳硅质地层普遍富含钒、钼、铀及稀土等元素。省内碳酸盐岩地层构成的石灰岩、白云岩矿产地也不少。


二、岩石

(一)沉积岩及岩相古地理
四、区域地质发展史


   省内地质历史经历六个发展阶段,三次重要地质事件和两次重要转折。前震旦纪包含两个发展阶段。为大型地壳块体的形成与发展过程。它以大陆地块边缘增生形式出现,经历中条、晋宁两次重要地质事件,使华北、扬子大型地块先后最终形成。

    震旦纪以来,包含四个发展阶段。为秦岭活动带及南,北两地块之间相对运动、拼接和解体发展演化的过程。它经历晚震旦世和中晚三叠世两次不同形式的南、北拼接和早古生代及新生代两次规模不等的陆壳解体,最终形成今日的构造地貌形势。

    从本省的地史发展,可看出我国南北地质的衔接和东西过渡的若干特征。在近30亿年的演化过程中,经历了活动与稳定的互为转化。

    自五十年代本省开展1:20万区域地质调查以来,在广大地学工编辑的共同努力下,对基础地质的研究已取得了很大的成绩,许多成果已显示了它的效益和作用。


   1.省内沉积岩以分布广泛,海、陆相均较发育,环境多样,物源复杂,岩类较多,成岩后生作用明显,时空上多种岩类共生互变为特点。在划分的十一个岩类中,以碎屑岩、碳酸盐岩及粘土质岩最为发育,其次为硅质岩、磷质岩;铁、锰、铝、铜质岩,形成于特定的环境,局限在少数层位,可燃有机岩主要分布在内陆盆地,并以华北区为主。在陕北上二叠统一下三叠统中还发现沸石质岩。
2.本省碎屑岩较为复杂,不同时代和地区变化较大。砾岩按成因分为海相,陆相,冰成及成岩四种类型,以前两类较为普遍。华北区南缘上奥陶统出现有水下重力流砾岩。冰成岩形成于早震旦世,以华北区较为典型,扬子区仅有冰水沉积岩。成岩角砾岩仅见于扬子区三叠系中。
砂岩分布的时代和层位最多。海相砂岩,稳定区以成熟度高的石英砂岩为主,杂基较少;活动带以长石石英砂岩及粉砂岩为主,泥质杂基成分较高。陆相砂岩,以长石砂岩为主,其次为岩屑砂岩。长石砂岩华北区以斜长石为主,含一定量的黑云母,钙质胶结为特征,扬子区以钾长石为主,云母少,粘土质胶结为特点。

   3.石灰岩以海相浅水沉积为主,古生代最发育,粒屑灰岩和晶粒灰岩类分布最广。粒屑灰岩类以生屑灰岩和内碎屑灰岩较为普遍,晶粒灰岩以灰泥岩为主。早古生代普遍富硅、镁、铁,晚古生代以高钙为特点。不同程度可见白云岩化、方解石化、硅化、膏化及压溶作用等成岩后生变化。

    白云岩以晚元古代及早古生代最发育,按其成因,有同生白云岩和交代白云岩两类。同生白云岩省内以晶粒白云岩分布最广,隐藻白云岩主要分布于地台区前寒武纪地层。交代白云岩三大区均有分布,但主要分布于古生代以来地层中。从华北区元古代白云岩化学成分反映,以高硅、钾、富镁质为特点。
   4.通过对震旦纪至第三纪沉积相和古地理环境的研究,较系统全面地反映了各时期海陆分布、变迁和沉积环境的基本特征。华北区早古生代主要为滨海潮坪及台地环境,石炭纪至三叠纪为内陆盆地滨海平原和河湖沼泽环境,扬子区早古生代以浅海陆棚环境为主,晚古生代主要为滨海台地环境,中生代以来由滨海局限台地演化为内陆盆地,秦岭区自古生代始至中三叠世,总体以浅海陆棚及盆地环境为主,海域自南、北向中心逐渐收宿,由东向西迁移,晚三叠世以后为山问(断陷)盆地沉积,北秦岭元古代古陆及扬子北缘汉南等古陆,对古生代省内三大区沉积海域不同程度地起了一定阻隔作用,但海域又常守所沟通。

   5.陕西磷质岩分布在十一个地层单位,主要为震旦系和寒武系,有规律地沿古陆边缘滨、浅海环境形成。滨海形成于海侵早期,以砂质或灰质磷质(块)岩为主,浅海形成F盆地或陆棚环境,以硅质磷质(块)岩为主,多数并具异化(地)磷块岩特征。

(二)岩浆岩

   1.省内岩浆活动具多期次,多岩类为特征。在划分的十个期中,最早为阜平期,最晚为喜马拉雅晚期,其中火山岩浆活动有九期,20余个地层单位,侵入岩岩浆活动有七个期。前寒武纪以火山岩占优势,寒武纪后以侵入岩为主。按其分布的面积,侵入岩尤其花岗岩类最广,空间上以秦巴地区最为发育。

   2.省内火山岩自老到新表现由基性+中基性+中酸性的演化趋势。熔岩、火山碎屑岩及火山—沉积岩均较发育,常构成由喷发相至喷发—沉积相。多数具旋回性和韵律性特点。岩类较多,主要有:玄武岩(玄武—安山岩)单一组合,玄武—英安岩(或流纹岩)两端员组合,玄武—安山—英安—流纹岩组合和英安—流纹岩缺基性端员组合等四种类型。以钙碱性系列为主,其次为碱性一钙碱性,少数为碱性系列。

   火山喷发强度,可分别与夏威夷式、武尔卡诺式及斯特朗博利式对照,划为三种类型。根据分异系数和固结指数,省内火山岩偏酸性者一般分异程度高,偏基性者一般分异程度低。岩浆演化有三种趋势,即拉斑玄武岩趋势、钙碱性趋势和中间型趋势。根据比率“T”值,火山岩可能来源于上地幔,地幔部分熔融及地壳物质的深部重熔三个方面。

   本省火山岩形成的构造环境,可归纳为四种:①形成于活动大陆边缘,受断裂控制,包含具活动带性质和准稳定区性质两种,前者靠洋一侧,后者靠陆一侧,②形成于大陆边缘由活动带向不成熟岛弧演化,具岛弧内外侧火山岩特征,③属于成熟岛弧造山带环境;④由陆壳再生分裂产生的,包括发展成为活动带及不具活动带性质两种,前者与弧后盆地火山岩类似,后者与大陆裂谷火山岩接近。

   3.省内超基性及基性侵入岩发育,是我国主要分布区之一,共有岩体群244处,岩体1467个,岩石类型11种。空间上划分为七带一区,以加里东期为主。北秦岭及勉略地区主要为铁镁质及镁质超基性岩,汉南岩区及北大巴山岩带以铁质基性岩为主。这些岩带(区)多数沿区域性断裂带分布,岩石普遍蚀变。超基性岩含有铬、镍,基性岩含有钒钛磁铁矿及磷灰石等主要矿产。

   4.省内闪长岩、正长岩类分布面积仅次于花岗岩类。时空上划分为四期五个岩区,闪长岩类以华力西期规模最大,前燕山期一般形成于构造活动带或造山带,并常与花岗岩类伴生,岩体常受混染,燕山期多数与小斑岩体伴生。有陆壳重熔和深部分异两种不同的物源。正长岩类以加里东期为主,多数形成于准稳定发展阶段或稳定区的边缘,以略阳、勉县和安康,紫阳等地最为发育,中元古代为钙碱性,古生代为偏碱一过碱性。与中性岩类有关的主要矿产,闪长岩类有铁、铜,正长岩类有铌、稀土及铀矿化。

   5. 本省花岗岩类岩石类型较多,时空上划分为七期和七个岩区。按物质来源和成岩方式,划分为陆壳重熔,深部分异和混合交代三种成因类型。在南郑碑坝并发现霓石花岗岩。
花岗岩类时空分布具有明显的规律性。前寒武纪主要分布于华北、扬子两个稳定地块的边缘,加里东期主要分布于加里东褶皱带,华力西、印支期主要分布于秦岭印支构造带的西部及北秦岭加里东构造带;燕山期主要分布于北秦岭加里东构造带及华北地块南缘东段,先以重熔型为主,后以分异型为主。扬子区白震旦纪以来未发现岩浆侵入活动;华北南缘在中元古代侵入活动后,东段叠加燕山期;秦岭区随其地质发展,总体自南北向中心迁移,西强东弱,北秦岭为多期侵入活动带。

    花岗岩类各期次不同程度都有成矿现象,构成多期成矿特点。一般晚期(次)成矿较好。重熔型岩基(株)一般与稀有、稀土、铀,钨成矿关系密切,分异型小斑岩多数与钼、铜、铁成矿有关。岩体的主要组分与成矿有一定关系,一般含矿岩体富硅、碱,贫铁、镁、钙。成矿岩体具不同程度蚀变交代,与小斑岩有关的钼矿以钾,硅交代为主,铜矿具面型蚀变分带,大岩基成矿者常具垂直和水平蚀变分带。

(三)区域变质岩

   1.省内变质岩亦较发育,自太古代至三叠纪地层均有不同程度的变质。主要分布于秦岭区,扬子区以墓底变质为主,华北区除基底变质外,南缘中元古界至早古生界盖层也经历有轻微变质。岩石类型较多,除榴辉岩外其他各类岩石均有。变质地层的原岩类型及变质程度,前震旦纪以火山型及混合型为主,一般形成中,低级变质,少数高级变质,震旦纪以来以正常沉积型及混合型为主,一般形成低级变质,部分为中级变质。

   2.变质岩结构,以镶嵌结构及变余或残留结构较为普遍,并具有不同形变作用的序次(至少有三次)。变质岩中出现22种特征矿物,可归纳为u种变质反应。变质岩按谢勉年科的等化学系列分类,基本上可分属于铝硅酸盐岩、铝镁铁硅质岩和钙质碳酸盐岩三类。

   3,混合变质岩较为发育,可分为四种类型,若干种岩石,其中以条带状及片麻状混合岩较发育。其分布主要集中于三个带,太华混合岩带以重熔型为主,后期有少量再生型,太白—商县混合岩带基本属于再生型,马道—佛坪混合岩带以重熔型为主,后期有再生型。

  4.省内以区域动力热流变质作用类型为主,绝大多数产生于地槽阶段,少数产生于准稳定阶段。区域动力变质作用主要产生于秦岭冒地槽区及扬子区北缘,由准稳定向活动过渡阶段或主旋回阶段。断陷变质作用仅见于北秦岭构造带中。华北区南缘由准稳定向稳定演化形成的盖层,经轻微的变质,暂与盖层变质作用类型类比。

  5.变质相有低温、中温和高温,以低温分布最广。递增变质带较为普遍,其中以马道—神河递增变质带较为完善、规整,可与巴罗式带相对比。依反映压力类型的特征矿物,仅能确定有低压和中压相系,尚未发现高压相系。

   6.混合岩形成于三大地质单元,分别由活动带向稳定区转化的时期,与主变质期同时或稍晚。华北区太华群混合岩形成于主变质期之后准稳定阶段。秦岭基本地带产生于主变质期或略早,但北秦岭秦岭群中的混合岩除与主变质期有关外,还叠加有加里东期。扬子区混合岩化较弱,与主变质期关系较为密切。因此,除叠加的混合岩外,省内的混合岩化作用基本反映了变质作用的终了阶段。

    7.省内地台区的变质作用具“层状结构”特征,并有随地层由老到新变质减弱的趋势,华北区由“多结构层”组成,扬子区由“单结构层”组成。秦岭地槽区的变质作用以“带状结构”为特点,在时空上具有不均一性,变质作用类型较多。

   8.本省三个变质地区,十七个变质地带分属于七个变质期。最早为阜平期,最晚为印支期。一般较大规模的区域变质作用多数伴有同旋回的构造运动,有的发生于构造主幕如扬子地区的扬子期变质作用,也有发生于构造主幕之前或之后,前者如铁铜沟变质地带,后者如柳叶河—三条岭变质地带的东段。

    9.省内与区域变质作用有关的矿产,大致可分为受变质、变成及混合岩化三种基本戍因类型。受变质矿产主要有铁、铜(多金属)及硫铁矿,多数形成于原岩为火山型及混合型沉积层中。变成矿产,与变质重结晶作用有关的主要为非金属(高铝矿物、石墨,金红石及刚玉)多数形成于原岩为沉积型地层中,与变质热液有关的以多金属为主。混合岩化作用形成的矿产主要与伟晶岩有关,有稀有、稀土等。

三、区域地质构造

   (一)陕西地壳结构极不均一,导致各块体的构造性质及演化的显著差异。可划分为三个一级,十二个二级,二十一个三级及若干四级构造单元,成为我国多构造单元的省区。区域构造演化具多旋回性、迁移性、不可逆性及动定互为转化的普遍规律。

   (二)中朝准地台为我国最古老的地台, 自太古代至第四纪漫长的地质发展,有十一次主要构造运动。阜平运动地台基底轮廓基本形成,中条运动基底最终固结,进入地台阶段,中石炭世起转为后地台阶段。地台形成后经历中、晚元古代、早古生代,晚古生代一中生代及新生代五个阶段,并由准稳定向稳定逐渐演化,形成八个地台盖层。

    元古代台缘可以认为是由裂陷作用产生的沉降带。早古生代为地台型广阔滨海盆地,石炭纪至二叠纪为大型内陆坳陷盆地,三叠纪以后为独立内陆盆地,白垩纪以后盆地萎缩。新生代台缘形成断陷和新的坳陷。

    岩浆建造主要形成于前蓟县纪及中生代。火山建造前蓟县纪以熔岩为主,中、新生代仅有少量凝灰岩;侵入建造均分布于台缘,前蓟县纪以重熔岩浆为主,中生代先以重熔型,后以分异型为主。

    台缘构造形变强烈,早古生代及其以前褶皱形态相对较为复杂,后地台阶段出现箱状、长短轴背斜及平缓拱起,新生代以断陷为主,常形成箕状不对称断凹盆地。

    (三)陕西南端属扬子准地台台缘隆褶带部分。基底为前震旦系,震旦纪始进入地台阶段,形成海相沉积盖层,晚三叠世起转入后地台阶段,形成陆相沉积盖层。

    基底的形成演化经历武陵、“芹峪”、扬子三个旋回。其发展自地块核心向北不断迁移增生。蓟县纪由南向北形成冒、优地槽对,地槽回返由南向北时间略有推迟,蓟县纪末基底轮廓基本形成,青白口纪以陆相火山活动为主;晋宁运动基底最终固结。

    地台形成后,经历震旦纪、早古生代、晚古生代一中三叠世、晚三叠世一侏罗纪及新生代五个阶段,形成六个盖层,其中泥盆纪—石炭纪盖层仅分布于台缘高川地区。

     火山建造形成于前震旦纪,熔岩和火山碎屑岩并存,由海相向陆相演化。侵入建造主要形成于扬子旋回,古生代以来未见岩浆活动。
褶皱与中朝准地台迥然不同,表现多方向,协调与不协调共存,开阔与紧密、长轴与短轴相伴。

    扬子准地台经历九次主要构造运动,其中以晋宁运动最为主要,印支和燕山运动使龙门—大巴台缘隆褶带逐渐形成、定型,其次为“芹峪”和加里东运动。

    (四)秦岭主要是从古生代始在古中国地台上新生的地槽带,晚三叠世印支运动最终回返。
北秦岭中元古代地槽是在过渡壳—洋壳基础上形成的,中元古代末褶皱回返,并经扬子、兴凯旋回进一步固结、僵化。南秦岭元古代地槽。东部是在陆壳—过渡壳基础上演化而来的,晚震旦世转为地台;西南部(勉略地区)是在洋壳或过渡壳上形成,晚元古代晋宁运动回返,拼贴于扬子地台边缘。

    秦岭古生代以来的地槽是由南、北秦岭冒,优地槽构成的。北秦岭早古生代优地槽是在中元古代褶皱带上由裂陷作用新生的地槽,属突变式地槽带,经加里东运动褶皱回返。南秦岭冒地槽是一个多旋回地槽,它是在晚震旦世地台基础上演进而来的渐变式地槽带,并由断裂作用形成隆坳间列的发展布局。阳平关加里东地槽带是从晚元古代褶皱带上分裂形成的冒地槽。因此,认为秦岭古生代以来的地槽,可以被认为属裂陷型地槽。

   秦岭古生代以来多旋回地槽带,经历加里东、华力西和印支三个旋回。其总体发展可归纳为自南、北向中心迁移,形成了地槽带具双边对称迁移特点。侏罗纪以来在整体上升的背景上形成不同规模的断陷盆地。


摘自《陕西省区域地质志》,地质出版社,1989年

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