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中国南北构造带北部中生代地质事件及其演化序列

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地年 质论评 GEOLOGICAL REVIEW Vo1.64 No.6 NOV. 20 l 8 中国南北构造带北部中生代地质事件 及其演化序列 赵晓辰¨,刘池洋 ,王建强 ,赵岩2 1)西安科技大学地质与环境学院,西安,710054; 2)动力学国家重点实验室,西北大学地质学系,西安,710069 内容提要:南北构造带是中国中部地表系统、地质构造及地球物理场的重要分界线,也是一条强震多发地 带,长期以来被诸多学者所关注。但目前对该带中生代期间所经历的重要地质事件及其演化序列的研究较为薄弱, 了对该带演化过程的认识。本文以南北构造带北部(宁南一六盘山地区)为研究对象,收集整理了大量低温热 年代学数据、火山事件、构造事件及其它事件沉积的时空分布,分析和探讨了南北构造带北部中生代构造事件的演 化序列。裂变径迹年龄统计结果表明,南北构造带北部中生代期间经历了晚三叠世一早侏罗世(220~180 Ma)、晚侏 罗世一早白垩世早期(160~135 Ma)和晚白垩世一古新世中期(100—60 Ma)等多期的构造抬升事件。这些构造抬升 事件在研究区均具有明显的地质响应,且其形成与中生代期间研究区及周邻的地球动力学环境变迁密切相关。而 在构造变动的间歇期内,研究区大量接受沉积,并伴随着区域气候的变化,发生了诸多事件沉积,这一时期也往往是 研究区油、气、煤、膏岩等能源矿产的富集时期。 关键词:南北构造带北部;中生代;地质事件;隆升期次;演化序列 贺兰一川滇南北构造带,简称南北构造带,北起 无不体现了南北构造带对中国所起的明显的分 鄂尔多斯西缘构造带,穿西秦岭,经六盘山、龙门山, 沿青藏高原东南边缘向南进一步延伸(图1a),可分 为北部贺兰一六盘山南北向构造带、中部龙门山逆 区作用,甚至有学者推测南北构造带可能是贝加 尔一印度洋90。线全球性南北构造的组成部分(张 国伟等,2008;王椿镛等,2015)。因此,该构造带是 冲推覆构造带和南部鲜水河一小江断裂带(王椿镛 等,2015)。因其构造活动强烈,强震频发,也被广 开展中国构造演化、地震分布、地表系统及深部 过程研究的关键地带之一。具有重要的科学意义。 大地震学家称之为“南北地震带”(张培震等.2013; 王椿镛等,2015)。该带整体具有从深部到浅表的 地质、地球物理、地表系统的综合分界性,是中国大 陆东、西部的重要构造分界线,对其进行解剖研究也 是进一步探讨中国中新生代以来东西部构造差 近年来,随着研究方法的不断进步,尤其是地球物理 学方面的深人研究,极大地丰富和提高了人们对于 南北构造带的认识和理解(陈虹等,2011;喻学惠 等,2011;Cheng Bin et a1.,2014;江为为等,2014)。 但遗憾的是.目前关于南北构造带中生代各区段所 经历的重要地质事件及其演化序列的讨论很少,大 大了对其构造属性、演化阶段及形成机制的认 异演化的关键(张国伟等,2005;李绪善和李百祥, 2012;江为为等,2014)。南北构造带的存在和其特 征很早便引起了广大地质学家的关注,并从多个角 度对其进行了详细的命名和阐述。无论是“东亚镜 识,导致对南北构造带的研究仍有不足。 鉴于此,本文拟对南北构造带北部(宁南一六 像反映中轴”(张伯声,1966;张伯声和王战,1974, 1993:张伯声和汤锡元,1975),“南北地洼区”/“南 盘山地区)中生代地质事件及其演化序列进行研 究.系统搜集了该带大量的低温热年代学数据、火山 事件、构造事件及其他事件沉积的时空分布,分析和 探讨了南北构造带北部中生代构造事件的活动期 北过渡带”(陈国达等,2005),还是“中蒙中轴 构造带”(马宗晋和郑大林,1981;马宗晋等,2010), 注:本文为国家自然科学基金资助项目(编号:41802119,41330315)、中国地质调查局专项项目(编号:12120113039900,12120114009201) 和西安科技大学博士启动金资助项目(编号:6310117052)的成果。 收稿日期:2018.01.21;改回日期:2018.09—25;责任编辑:刘志强。Doi:10.16509/j.georeview.2018.06.002 作者简介:赵晓辰,男,1989年生,博士,讲师,主要从事沉积盆地分析的研究和教学工作。Email:zxcnwu@126.con。通讯作者:r刘池阳,笔 名刘池洋,男,1953年生,教授,博士生导师,主要从事沉积盆地分析、油气地质等研究与教学工作。Email:Icy@nwu.edu.cn。 6期 1南北构造带化 (a)、t' ̄:iJL卡勾造带北部及邻 沉 q .-地分ni (h)及f ̄iJt构造带北部地质 (t·) -、ig 1.rechmh-skett‘h llKlp【)r the N.i tll—St’uth Tee|Olli(‘Belt(a).dish’ihtilion of Ht dime.talY basin jl1 t1. m Jl tt1t. nl N—S teetonit‘heh ̄111(1 ad 。ell[31"ea(b),simI ̄lilied ge.1.gi ̄‘al map of the study area((’) 次、分布特征、沉积响应及其演化序列,以期为 面、 I 的形式存在,Jf:且在石炭纪已具备了明 的构造 沉积分Ix:作川(郭佩等,20l5) IX域古沉积一构造演化表明.南北构造带北部 深入r解南北构造带北部I} 生代演化过程和动力学 背景提供重要线索 l 地质背景 南北构造带北部,位丁鄂尔多斯地块(盆地)西 部,阿托善地块一走廊过渡带之东,南接秦岭一祁连 Ill‘,卜代绎历了复杂的洋一陆演化过程( 振涛 等,2()l5:Zhao Xiaochen et a1.,20l6,20l7);叶 生代 以来义经历了多期构造作用的改造,导致研究 存 存多期I 域.f牛 整合及地层缺失( 2),而新乍代 晚期义受到肯藏高原隆升及其扩展作川的影响使得 该 构造格架逐渐定型。地质历史卜多期、复杂的 造…带结合部.北邻兴蒙造山 t巾it- (JN- l c)。南北构造 带北部发育下古生界一中l 元古界及下伏结品岩系 蚁重基底,上掇地层主要为 系滨浅海相沉积、泥 盆系麽托百建造、石炭系海陆过渡桐醉屑 和碳酸 盐岩沉积、二卺系至第四系陆源碎盾岩沉积(冈2) 构造作用使得南北构造带北部形成r脱今现象丰 富、特 复杂、集挤压一伸展一走滑丁一地共存的地 质一地貌景观、根据其构造特 的不同,可进一步 长期以米,南北构造带北部具有基底薄弱.活动性强 和构造洋式复杂多变等特点,尤其是晚古生代以来, 南北构造带北部便一直以隆起卡¨不连续的中小型断 将I ̄jJL卡勾造带北部分为鄂尔多斯盆地 缘逆冲带和 六盘1 J J弧形构造带两大构造单元,其I11前者多以南 北向和北 向构造为主,主体形成于中生代:而后者 326 地质论评 20l 8‘仁 祁连区 北祁连分区 华北区 河西走廊六盘山分区 鄂尔多斯西缘分区 鄂尔多斯盆地分区 统、群、组 会新统 l 岩性 统、群、组 l 全新统 上更新统 岩性 统、群、组1 全新统 岩性 全新统 :::: 新 生 界 近 E E 中更新统 嚣:::::: ::::::黛新 :::::::::: 中更新统 ………一 更薪 …一 ::::::::::壁堑 :::::::::: 中更新统 红柳沟组 甘肃群 固原群 甘肃群 于河沟组 固原l清水营组 磋l寺口子组 _民和群 缝娶一 l●·●l …一一 固原群 组 乃家 河组 六盘i 群 白垩 马东山组 和尚铺组 L 组 马东 六盘山群 洼 峡维 和 铺组 泾JI『组 河口群 罗汉洞组 洛河组 中 J 苦水峡群 芬芳河组 生 龙凤山群 人两沟组 安定组 直罗组 延安组 定 石砚子组 直罗组 ……~安定组 摩曼堑……一 延安组 延安组 界 袅 南营儿群 延长组 延长组 组 西大沟群 南组 蓁 窑沟群 组 P 石干峰组 上石盒子组 下石盒子组 … 刘家沟组 石干峰组 上石盒子组 【II西组 太原维 叠 P 山西组 …一大黄沟群  …山茴组 太原组 羊虎沟组 靖远组 臭牛沟组 前黑l“组 沙流水群 麓 靖远组 臭牛沟组 前黑山组 中宁组 羊虎沟组 靖远组 本溪组 古 盆 雪山群 S S S 泉脑沟山群 马营沟群 古浪组 中儇群 照花井群旺圈…一 :  …一生 界 叠 米钵山组 天景山组 背锅LlI组 姜家湾组 银川组 车道组 平凉组 平凉组 下马关组 樱桃沟组 三道沟组 子 前中粱子 风山组 阴沟群 马家沟组 e 长山组 武 黑茨沟群 香山群 崮山组 张夏组 徐庄组 毛庄组 五道淌组 口 崮山纽 组 毛庄组 观 大柳河群 界 县 口 城 朱龙关群/皋兰群 网2中国南北构造带及邻区地层住状对比图(据霍福臣,1993;汗啸风和陈孝红,2005:白云来等,2006修改) Fig.2 Slratigraphi(。divisiol1 and comparison in the study and adjacent area(modiifed alfeT’Huo Fuchen,1 993#  ̄rang Xiaofeng and Chen Xiaohong,2005#;Bai Yunlai et a1.,2006&) 第6期 赵晓辰等:中国南北构造带北部中生代地质事件及其演化序列 多以北东向构造为主,主体形成于新生代(汤锡元 等,1992)。 于一些没有提供具体样品位置的数据,暂不采用其 提供的年龄;③P(x )检验值大于5%时,选取池年 龄进行讨论,P(x )检验值小于5%时,优先选取分 解得出的高斯拟合峰值年龄,其次选取中值年龄进 行讨论。本次共收集165个裂变径迹年龄,并依据 上述原则。选取其中150个裂变径迹年龄及高斯拟 合峰值年龄进行讨论。 统计结果表明,南北构造带北部主要存在以下 几期年龄集中分布区:晚三叠世一早侏罗世(220~ 180 Ma);晚侏罗世一早白垩世早期(160~135 Ma); 早白垩世(120—110 Ma);晚白垩世一古新世中期 (100~60 Ma);始新世(40~35 Ma)以及中新世晚期 (10~8 Ma)(图3)。结合区域热演化史及地层资 料,认为早白垩世的裂变径迹年龄集中分布区应与 2南北构造带北部中生代 主要地质事件 2.1构造隆升事件 通过分析或统计某一地区裂变径迹年代学资 料,结合沉积记录和构造变形等资料对该区隆升过 程的时空格局进行分析。已成为构造演化研究中一 种较为成熟可靠的方法(陈刚等,2007a,b;赵红格 等,2007a,b;王国灿等,2010,2011;张克信等,2013; Ren Zhanli et a1.,2015;祁凯等,2017)。前人已在 南北构造带北部开展了大量的低温热年代学工作 (任战利,1995;王世成等,1997;高峰等,2000;郑德 文等,2005;Zheng Dewen et a1.,2006;赵红格,2003; 赵红格等,2007a,2007b;陈刚等,2007a,2007b;刘武 区域地温场开始降温有关(刘池洋等,2006),而其 余几期裂变径迹年龄集中分布区均具有明显的地质 响应。 生等,2008;宋立军等,2009,2013;刘建辉,2009;林 秀斌,2009;刘建辉等,2010;王伟涛等,2014;赵晓辰 晚三叠世一早侏罗世期间,南北构造带北部多 等.2016).为探讨南北构造带北部中生代构造隆升 过程提供了重要的资料。本文系统收集了南北构造 带北部大量的低温热年代学数据(图3),在此基础 上结合区域地质背景,探讨该带中生代的演化过程。 在收集整理上述低温热年代学数据时依据如下 地发育了多套粗碎屑沉积,包括南部崆峒山砾岩、中 部石沟驿含砾砂岩以及北部汝箕沟砾岩和含砾砂岩 层(图4a,b)。近年来对构造带东部(鄂尔多斯西 缘)延长组岩心的研究结果也表明,在其沉积中晚 期碎屑组分发生了明显变化。出现了大量的碳酸盐 岩碎屑,表明南北构造带北部以寒武一奥陶系灰岩 为主的老地层发生了明显的抬升剥蚀。此外,该构 造带及邻区普遍存在上三叠统延长组与早一中侏罗 几条原则:①结合P(x )检验值,选择250 Ma以来 的年龄数据讨论,剔除可能代表了源区抬升冷却历 史的年龄数据;②为了明确该带各区段隆升历史,对 TTI T{ T▲ T I i I + T I l 1 一 +丁I- fIl  lT f l I T上l T  ll ± 一T l } I ’ }『一 f l l 。 T◆ I 小… f /一 :。暑量。 //// _/ 厂7广 …~… I一一一  {I  l·  ▲ 工 }I ‘±l } 士f ^ T▲ :士 王 至t . 歪壬 ! 一 { 一I 王 至量量王王{ f{ 量 工 至 至王至圣I l◆■ i ; 下,-● -● l-。· 。 l ^●· I ●●●●●● l I 。-4/, -■-■■ 一 北部贺兰山地区 .磷灰石高斯拟合峰值年龄 AFT peak—fitting age ± 南部六盘山地区 锆石高斯拟合峰值年龄 —ZFT peak-fitting age 中部石沟驿一香山地区 磷灰石裂变径迹年龄 ‘锆石裂变径迹年龄 Apatite fission track age Zircon ission ftrack age 图3研究区裂变径迹年龄分布图(数据引自任战利,1995;王世成等,1997;高峰等,2000;郑德文等,2005:Zheng Dewen et a1.,2006;赵红格,2003;赵红格等,2007a,2007b;陈刚等,2007a,2007b;宋立军等,2009,2013;刘建辉,2009;林秀斌,2009; 刘建辉等,2010;王伟涛等,2014;赵晓辰等,2016) Fig.3 Distribution of fission track ages in the study area(Ren Zhanli,1995&;Wang Shicheng et a1.,1997&;Gao Feng et a1., 2000&;Zheng Dewen ct a1.,2005&,2006;Zhao Hongge,2003&;2007a&,2007b&;Chen Gang et a1.,2007a&,2007b&; Song Lijun et a1.,2009&,2013&;Liu Jianhui,2009;Lin Xiubin,2009&;Liu Jianhui et a1.,2010&;Wang Weitao et a1., 2014&;Zhao Xiaochen et a1.,2016&) 地质论评 冈4研究区地层发育特征 Fig.4 The field rock characteristics of the study area (a)崆峒山组砾冉(T,):(I,)石沟驿含砾砂岩(T ));(t、)锌芳河组砾 (1dl;(d)脯山湖组砾肯(K,,丌);(e) 桥组砾岩(K, ); (f) 东山组暗包泥岩(K,” );(g) 5东山一乃家河组石膏;(h)马东山一乃家河组层状石膏;(i)石蚕巢化石 (a)_rhe( ̄onglomerate of Kongtongshan Formation(T3);(b)the pebbly sandstone of Shidongyi area(T3y);((’)the conglomerate of Fenf ̄nghe Formation(Jj ;(d)the('onglomerate of Miaoshanhu Formation(Kl m):(P)the eongh)nlerale of Sanqiao Formation(Kl );(f)the dark mudstone of Madongshan Fornmtion(K1"});(g)the ̄n,.'psum of Madongshan--Naihe Formation;(I1)the layered gTpsum of Madongshan--Naihe Fommtion:(i)the Fossil Caddisfly 世富县一延安组的区域假整合一不整合接触关系和 沉积『日J断,在石沟驿地l 即有发现(罔5a)。需要强 晚侏罗世一早白垩世初,南北构造带北部受到 强烈的挤压作用,造成地层中断裂、储皱发育.产状 变陡,并且呈残留断块状产f{I,局部冲断体(席)上 的早期地层遭受了较为强烈的剥蚀改造。同时该事 件造成了白垩系与下伏不同时代地层间广泛的角度 不整合接触关系.在石砚子、崆峒山、草碧河和马坊 沟等地均有发现(冈5)。受该事件影响,沉积了呈 凋的是.陔期裂变径迹年龄主要集中于南北构造带 中部,而北部和南部则仅有零星记录(冈3)。经分 析认为,测试方法和所选样品层位可能是造成该现 象的主要原因。由于矿物退火性质的差异.磷灰石 裂变径迹可能无法反映较老的冷却事件。中部香山 地区年龄主要来A锆石裂变径迹测年,而南部和北 部地 主要还是以磷灰石裂变径迹测年居多:此外 南北向带状展布的上侏罗统芬芳河组边缘相堆积 (}冬1 4c),HI表现出 厚东薄的特征 根据砾 成分 南部和北部仅有的锆石裂变径迹测年样品层位也主 要是中生代晚期地层,冈此可能无法记录该期冷却 事件 可以判定,南部千阳一带芬芳河组砾石主要南宝 鸡一关山岩体和陇山群剥蚀而来:盐池县马坊沟芬 芳河组砾石主要来自该区下古生界碳酸盐岩.北部 6 (n f冬I 5仃J『究f× 地』 /f I Z"-4、HII Fig.5 l’he c'orrelali ̄)『1 ol’Ilf1(·onfo rnfity i r1 lhe sludy PLI 新仆煤矿 片}l叮纰砾 则nr能术t:I r侏 纪木期 综J 所述,通过小次刈研究 /f 同时期十勾造活 始降起的银川古复背斜.具有『大l地 异、多物源I×:的 特 【IJ .往晚侏 I ,南北构造带北部 发,卜 动和沉积响J、 的研究, 1 结合大世锆石不1】磷灰石裂 变径迹年龄数据,卡』J步建立r南J匕构造带J匕部中 卜 代期 的构造隆升格架.即经 r晚 叠 一早侏 、r强烈的隆升f1-j}j,使得鄂尔多斯盆地两缘』。0部仞 11lI前陆坳陷结构(刘池洋等,2005) 虽然下 统 f河北构造带JLal ̄,小M地J 的命名仃所 卜JJ,fI!j 底邴也 遍存 一套砾 层,如 桥组、脑 1湖组底 晚侏 ftc一早h 早期、晚门、 世一ftl‘新世 【fl期 期主婴的构造变动事件,一L 述事件均埘研 究I必的构造格局产,fi丫』 泛而深刻的影响 2.2火山喷发事件与凝灰岩沉积 凝耿 丁火…昨_『}ri 类,指火l【l喷发』 :,{ 的 火I JI从(粒径小于2 mm),绎搬运形成的具有凝灰 部( 4d. ),}j.以小骼合覆干侏 系或 琶地层之 I ( 51 ·,(1) 晚 、 卅,鄂尔多斯 地 邻河 走廊一阿拉 簿地Ix: 盆地及 部六盛山 地 早I'I f{£ 『HJ 的逆川r例 的flIl腱断陷盆地发,IZ-十勾造反转,形成 或,I J 结构的k'h'i, 成为地 划分×1f比和咀 地 质‘jff,1:发 i 的匠 依 (黄虎等,2012:Yang Hua and 1)eng Xiuqin,20l3; 补礼等,20l3a,201 3I):李 锻兼走滑变形构造(刘池洋等,2006) 陔 冷即抬 升书件造成l_幸_『j匕构造带北部酱遍缺l,犬晚 、 1lf=一『I1 新呲沉积,体现…该期构造事什整体抬Yt‘的特 除M期地层』 泛缺火外.也造成r时 期地 的姒 烈剁蚀,f“』研究 t¨匕段马家滩一惠支 一带. 卜 I 统剥蚀厚度为『f『达900 m(汤锡兀等,1992) 、 . 六蕊…地JK的 『 力场恢复结果也 示fI1I瓮地 振宏等,20l4;I 多 等,20l4;张辉等,2014) }j订人 研究 【I』J,r il1)'f小,多斯盆地延K组长7{Ili层组底部的 凝厌 i最为发育,分 稳定.}_{一与长7优质烃源岩的 发育 1哲密 的火系(邓秀片等,2009;邱欣f 等. 201 I;I 多 等,20l4;张辉等,2014) 而近年来, 鄂尔多斯盆地丰H邻的南北构造带北部也陆续报道 r多则r{ 11 代的火山事件(阜补礼等,20l3a, 20I 3h; 振宏等,2014),为该带『11 卜代地层的划分 埘比、犬地卡勾造背景的探}、f及卡勾造热流体的发育 I l fjJ=I晚期发 _r十勾造反转, 近E—w阳十 张转 为Nw—sp 向挤J 环境(施炜等,2006)、受此影 响,构造带1人J卜tq、' 统大多发育宽缓 铍 规模/f 人的断裂,Ji:造成下I 1 1 统 始新统 普遍的角度 H ̄l ̄t4提供r 耍的依据 通过埘南北构造”-lq-b',"北部中 代凝灰 年龄的统 /f 合接触( 5 f) 地质论评 计,该带中生代火山喷发事件集中于中三叠世 (244.9±2.8 Ma~244.1±3.8 Ma)和中侏罗世 a1.,1999)。南北构造带北部六盘山地区大范围出 露一套早白垩世六盘山群河流一湖泊相沉积地层, (175.2±2.4 Ma~168.4_-4-1.3 Ma)。甘肃靖远王家 山、宝积山等地南营儿组底部的凝灰岩为同一期火 山喷发的产物(辛补社等,2013b)。该套凝灰岩共 有三层,展布稳定,呈现特有的砖红色,性脆且多裂 隙具有明显的水平层理,与正常沉积岩的界限明显, 自下而上划分为三桥组、和尚铺组、李洼峡组、马东 山组和乃家河组(图2)。其中尤以马东山组黑色页 岩最为发育。戴霜等(2012)对该套黑色页岩进行 了详细的地球化学分析.发现其与早白垩世特提斯 海典型缺氧环境的黑色页岩具有一致的地化特征, 呈平行接触(佟再三等,1987;辛补社等,2013a)。 从发育时代上,该套凝灰岩与盆地内长7油层组底 两者的沉积环境基本类似,表明六盘山地区黑色页 岩的形成可能是OAE1缺氧事件在该区的响应。此 部凝灰岩(罗36井和庄211井,239.7±1.7 Ma~ 241.3+2.4 Ma)具有很好的一致性,为同一期火山 喷发事件的产物(辛补社等,2013a)。关于南北构 造带内发育的晚三叠世窑山组、南营儿群(组)是否 可与盆地内延长组对比的问题,长期以来争论不休, 且一直缺乏高精度的同位素年代学支持,而该套凝 灰岩的发现为解决上述问题提供了新的证据(辛补 社等,2013a)。但关于该套凝灰岩的地球化学特征, 目前并未进行深入研究,而该项工作对于进一步确 认其与盆地内凝灰岩的可对比性以及该套凝灰岩发 育的构造背景和火山灰来源有着重要意义,值得继 续开展工作。南北构造带北部中侏罗世的火山事 件。主要集中分布于平凉、安口一带,且认为与秦岭 造山带的构造活动密切相关(李振宏等,2014)。该 套凝灰岩的地球化学特征反映了研究区在早侏罗世 晚期至中侏罗世早期整体上处于区域拉张的构造背 景之中(李振宏等,2014)。此外,我们在南北构造 带北部腾格里地区也发现了石英闪长岩岩体,经锆 石U—Pb定年分析结果为123.9±1.2 Ma(赵晓辰,待 刊).显示在该带同样存在早白垩世的构造热事件。 由此可见.南北构造带北部中生代期问发育了 多套凝灰岩沉积,且集中分布于研究区西南部,应与 南部秦岭造山带同时期的岩浆热事件密切相关,这 些火山喷发事件与凝灰岩沉积为该带及周邻地区中 生代构造演化框架的建立提供了重要依据。 2.3其他事件沉积 大洋缺氧事件是一个区域性甚至洲际性地质事 件.以沉积细粒、薄层和富有机质的黑色页岩为特征 (辛建荣,1986),最早由Schlanger和Jenkyns于 1976年提出,用于解释在大西洋、加勒比海、印度洋 和太平洋广泛分布的白垩纪“黑色页岩”(戴霜等, 2012) 白垩纪期间发生过多期古海洋缺氧事件 (Oceanic Anoxic Events,OAEs)。造成富有机质的黑 色页岩广泛分布于全球各个大洋盆地中(Schlanger and Jenkyns,1976;Jenkyns,1980,2010;Bralower et 外。中国北方地区陆相侏罗系对早侏罗世Toarcian 期大洋缺氧事件同样存在明显的响应.其特征包括 聚煤作用的明显减弱或中断,出现红色沉积或湖相 黑色页岩;植物群的明显衰退;和气温升高、趋干等 (邓胜徽等,2012)。南北构造带北部沉积了较厚的 侏罗系,也是该区具有生烃潜力的层位之一(如 早一中侏罗世延安组),而在侏罗纪期间是否也存 在陆地沉积物对同期大洋缺氧事件的响应。值得进 一步关注。 关于陆相盆地膏岩层与烃源岩共存的现象,很 早便引起了众多学者的关注(朱光友等,2004;金强 和朱光有,2006;金强等,2008;袁文芳等,2006;赵振 宇等,2007;刘池洋等,2014),但目前仍存在多种不 同的认识或解释。六盘山地区也同样存在上述现 象.马东山一乃家河组内出现大量层状、脉状及团块 状石膏,另外在两个组同时发现大量大小不一、团块 状或是菱形状石膏颗粒,其与纹层接触关系类似于 “冰坠石”(图4g)。而马东山一乃家河组形成于湖 相一半深湖相环境,又属于六盘山盆地一套较好的 烃源岩(贺国庆等,2007;关宝文等,2015)。因此, 与之相伴而生的深湖区膏岩层的成因及两者问的内 在联系、形成条件和机理以及主控因素等,仍有诸多 疑问需进一步探究和揭示(刘池洋等,2014)。 除此之外,六盘山地区早白垩世地层中富含各 类具有重要指示意义的生物沉积。钟福平等 (2010,2014)在六盘山地区下白垩统乃家河组发现 了核形石及叠层石,并认为该化石是在高盐度、高温 炎热、蒸发量大的干旱气候条件下形成的,反映出南 北构造带北部六盘山地区该期地壳整体抬升,湖盆 萎缩的背景。在野外调查中,我们于宁夏同心县东 约20 km的窑山地区的下白垩统中还发现了大量的 石蚕巢化石(图4i)。该化石赋存于六盘山地区早 白垩世马东山组、乃家河组底部,分原地埋藏和异地 埋藏两种,反映了六盘山地区此时处于矿化度较高 的盐湖环境(何欣等,2014)。这些具有特殊指示意 第6 赵唬辰等: }I j ̄]-IL,"J造 It?JL部II 代地质。JJi:f I l埂其演化序列 6南北构造带』七部地质书什fi、f 序列 Fig.6 Tl1e s‘‘ale;_1lid time seIious tlf IJll Pologk。al PV ls in Ihe Hill’lht 1"i1 N(1rll1一 lLIcl1 T mnic Beh 义的化 均表明六盘II1地 在早白半世处于高温 炎热、盐度较高的盐湖环境..近年来,在六盘1 LJ盆地 『fl部硝几地区又发现了大 盐矿床.预 ‘ 盐资 较为强烈,J亡其是分布于 桊岭地 多个集·f f 235~250 Ma期问的岩体(金维浚等,2005:秦汀锋, 20l0:下晓设等,2015),可能 南北构造带北部巾一 晚 叠世凝 岩的发育密_}JJ卡f1父( 6),平 腱 及厚度变化特征也 示火lII灰沉积物来自于两南部 和南部(邱欣卫等,20l1)、晚 叠世,南北构造带 北部分 的多套砾岩(崆峒山砾柑、石沟驿禽砾砂 源 为20亿吨以 曾建半,2012),所含 类矿物 主要为 盐、钙芒硝、无水 硝、硬石膏币¨脉 等 (曾建平.20l2:郑毅等,20l2),该大 岩盐矿眯的 形成也 j陔区早h 呲所处的沉积环境密切l卡}{火 、 J 述特征表明.在南北构造带北部巾生代构造 变动 件的间歇期内.研究IX构造活动较为微弱,许 伴随荷 域性气候的变化,J 泛接受沉积,如大 烃 源臀和膏 即于此时形成模成矿jfJJ 以及汝箕沟砾 和含砾砂 Ill 4)、 域性角度 墼合( 6)以及人量的同期裂变径迹年龄}己录.均 表叫此时研究 发生了强烈的构造活动。但值得 崽的是.埘f 沟驿、崆峒…等地晚l二卺世啐 岩的地 球化学分析结果反映tt;明 的陆『勺挤压环境的特 (拿向 ,2006),『女]此上述地I必晚— 叠Ii十砾 ‘的形 敝该时期也往 是iqJI: 构造带北部油、气、煤、背盐 多种能源矿产的人规 3各地质事件的演化序列 火I 1 lE动是构造运动的一种重要的表观形』弋, 常与人规模的构造活动卡H伴而生(刘崭麒等, 1998)、南北构造带北部多套凝灰岩的发育表明在 这一时期发生过多期大规模的火山喷发书件(I冬=I 6) 叠纪期间.研究 南部条岭地区的 浆} 动 成心与 驯椠祁造Ll1带的 烈降 、挤 街 十【I父: 而埘贺、 山地区汝箕沟玄武 (晚i叠世晚期一 侏 I{£)的分析则表明其丰嘤彤成于伸展裂陷环境 之l}】(r锋等,2005;刘池洋 ,2006:畅华等. 2010),故汝 沟砾 的形成应 丁托张裂陷环境下 形成的较大地貌高差有关(刘池洋等.2005) 这 特 口』】,f{!『_北构造带北部往晚一叠世发生了夫觇 地质论评 模的构造隆升事件.但各区段的成因机制并不相同, 中南部可能主要受秦祁造山带影响所致,而北部可 能主要为拉张裂陷环境下边部地层发生的相对隆 升。 影响(刘池洋等,2006),华北地块的构造应力机制 转为Nw—sE向挤压(董树文等,2007)。在研究区 表现为:断裂体系的复活,多向盆内逆冲或推覆;地 层产生冲断或褶曲变形:并造成该期地层的缺失和 经历了晚三叠世一早侏罗世的构造事件之后, 对早期地层的强烈剥蚀。在区域上,该期构造事件 造成自早白垩世末开始,一致持续到古新世甚至始 新世早中期,包括南北构造带北部在内的整个西北 和华北地区,除局部小范围外,普遍缺失该期沉积地 层记录.且前晚白垩世地层及其下伏地层遭受不同 南北构造带北部的挤压应力作用逐渐减弱,构造环 境趋于平静 并在前期古地貌的基础上开始了填平 补齐式的沉积。但至晚侏罗世,研究区各处又开始 发生了强烈的构造运动。在此期间,华北板块受北 部西伯利亚板块和南部特提斯构造域诸板块分别从 南、北相向挤压的影响,使得西窄东宽的阿拉善地块 向东运动(刘池洋等,2006),导致南北构造带北部 普遍隆升。并伴随强烈的构造变形。相应的,在南北 构造带北部也沉积了南北向展布的芬芳河组、三桥 组边缘相粗碎屑沉积(图6)、广泛分布的高角度不 整合及逆冲推覆构造(汤锡元等,1992),同时促使 该带局部地区初显前陆坳陷结构(刘池洋等, 2005)。除此之外,受华北、华南两陆块间相互作用 的影响。引发了研究区南部秦岭地区在晚侏罗世一 早白垩世期间强烈的陆内造山作用(张国伟等, 2011)和大规模燕山期的岩浆活动(160~100 Ma) (丁丽雪等,2010;王建强等,2010;王晓霞等, 2015).这也是导致与之相邻的南北构造带北部于 晚侏罗世一早白垩世初发生强烈构造变动的重要原 因。 晚侏罗世的多向挤压变形和陆内造山导致华北 板块地壳大幅增厚(张岳桥等,2007),从而诱发了 早白垩世以华北板块为中心的岩石圈伸展垮塌和减 薄(董树文等,2007)。在此期间,南北构造带北部 及周邻地区主体也处于伸展环境之中(施炜等, 2006),沉积了巨厚的早白垩世地层,即六盘山群河 湖相沉积,厚度可达2000 m(刘池洋等,2006),也形 成了多套烃源岩(王坤和王军,2015)。但晚侏罗世 至早白垩世初的构造事件已使得六盘山盆地和鄂尔 多斯盆地具有一定的分隔性(白云来等,2006),导 致两者在早白垩世的沉积环境存在明显差异。而白 垩纪又是全球气候演化的一个关键时期,发生了多 期大洋缺氧事件并造成全球广泛发育的黑色页岩, 六盘山地区即有明显响应(图4f,图6)。此外,六 盘山地区早白垩世地层古生物学特征所表现出的高 温炎热、盐度较高的盐湖环境与该区大型岩盐矿产 和白垩系烃源岩的形成也密切相关。 晚白垩世.中国受周邻古太平洋和西伯利 亚板块的汇聚及其引起的深部地球动力学作用 程度的隆升剥蚀。南北构造带北部全区广泛分布的 晚白垩世裂变径迹年龄也体现出该构造事件整体抬 升的特征。新生代以来,南北构造带北部又经历了 强烈的改造作用。并导致其最终定型。 4结论 (1)通过区域性的沉积响应、沉积间断、地层不 整合和构造变形等特征,并结合大量锆石和磷灰石 裂变径迹年龄数据,厘定了南北构造带北部中生代 期间所经历的构造隆升事件.即晚三叠世一早侏罗 世、晚侏罗世一早白垩世早期、晚白垩世一古新世中 期。 (2)南北构造带北部中生代各期构造隆升事件 具有不同的动力学背景,晚三叠世一早侏罗世的构 造隆升事件主要与南部秦祁造山带的挤压和北部拉 张裂陷环境下边部地层发生的相对隆升有关;晚侏 罗世一早白垩世早期的构造隆升事件主要与研究区 周邻板块的多向挤压有关;晚白垩世一古新世中期 的构造隆升事件则与这一时期受深部地球动力 学作用影响而导致的中国北方大范围的整体隆升有 关。 (3)南北构造带北部中生代构造事件、凝灰岩、 缺氧事件、生物沉积等一系列地质事件的综合分析 表明,研究区这一时期内整体上表现出构造变动期 与构造平静期交替出现、互相影响的特征,并诱发了 一系列具有重要意义的地质事件,它们在时空分布、 形成机制上有着密切的关系。 参考文献/ References r The literature whose publishing year followed by a“&”is in Chinese with English 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Methods:Based on a large amount of low temperature thermochronology data,magmatic events,tectonic events and other depositional events,analysis the distribution sequence,depositional response and the inherent coupling relationship of these Mesozoic tectonic events. Results:Fission track ages indicate that the study area underwent four cooling events which occurred in the Late Triassic--Early Jurassic(220~1 80 ma),Late Jurassic--Early Cretaceous(1 60~1 35 Ma),and late Early Cretaceous--Paleocene(1 1 0~60 Ma).Futhermore,the north segment of the North--South Tectonic Belt experienced a serious of volcanic eruptions,tuff deposition and other depositional events during the Mesozoic. Conclusion:The north segment of the North--South Tectonic Belt experienced multi-phase tectonic evolution. It triggered a series of significant geological events that were closely related with each other from the aspects of temporal and spatial distribution. Keywords:Northern North--South Tectonic Belt;Mesozoic;geological event;upliting stfages;evolution sequence Acknowledgements:This study was supported by the Natural Science Foundation of China(Nos.418021 19, 41330315),China Geological Survey(Nos.121201 13039900,121201 14009201)and Doctor’S fund of Xi’an University of Science and Technology(No.63 101 17052) First author:ZHAO Xiaochen,male,lecturer,mainly working on sedimentary basin analysis.Email: zxcnwu@126.eom COrrespOnding author:LIU Chiyang,male,professor,mainly working on sedimentary basin analysis and petroleum geology.Email:lcy@nwu.edu.an Manuscript received on:2018—01—21;Accepted on:2018—09—25;Edited by:LIU Zhiqiang Doi:10.16509/i.georeview.2018.06.002 

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