黄陵背斜中新生代多期次隆升的构造_沉积响应pdf

华南地质与矿产

２０１３

年第２９卷第２期２０１３年６月

华南地质与矿产

ＧｅｏｌｏｇｙａｎｄＭｉｎｅｒａｌＲｅｓｏｕｒｃｅｓｏｆＳｏｕｔｈＣｈｉｎａＶｏｌ．２９，Ｎｏ．２，９０－９９

Ｊｕｎ．，２０１３ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００７－３７０１．２０１３．０２．００２

黄陵背斜中新生代多期次隆升的构造－沉积响应

徐大良，彭练红，刘

浩，魏运许

ＸＵＤａ－Ｌｉａｎｇ，ＰＥＮＧＬｉａｎ－Ｈｏｎｇ，ＬＩＵＨａｏ，ＷＥＩＹｕｎ－Ｘｕ

（中国地质调查局武汉地质调查中心，武汉４３０２０５）

（ＷｕｈａｎＣｅｎｔｅｒｏｆＣｈｉｎｅｓｅＧｅｏｌｏｇｉｃａｌＳｕｒｖｅｙ，Ｗｕｈａｎ４３０２０５，Ｈｕｂｅｉ，Ｃｈｉｎａ）

摘要：

低温热年代学资料的统计分析结果表明黄陵背斜中生代以来主要经历了四个规模不同的构造隆升阶段，其动力学机制均与区域性构造事件紧密相关。中三叠世至中侏罗世（240-160Ma ），黄陵背斜周缘没有发生褶皱变形，主要是受基底的不规则活动控制而出现缓慢的差异隆升作用，表现为多个地层间的平行不整合和构造古地理格局差异；晚侏罗世至晚白垩世早期（160-95Ma ），受秦岭-大别造山带和雪峰陆内造山带双向挤压作用的影响，中上扬子盆地的沉积中心和燕山期弧形对冲构造带均自东向西会聚迁移，NNE 向的黄陵背斜形成并作为独立构造单元发生强烈的隆升作用；晚白垩世至始新世中期（95-45Ma ），黄陵背斜相对稳定并缓慢隆升；始新世晚期以来（45-0Ma ）的构造事件主要表现为新近系与古近系间的角度不整合和相应的构造形变，使得包括黄陵背斜在内的中上扬子地区整体发生较快速的隆升剥蚀作用。其中，晚侏罗世至早白垩世时期是黄陵背斜构造格架定型的重要时期。关键词：

构造演化阶段；沉积响应；中新生代；黄陵背斜中图分类法：P542+.2文献标识码：A 文章编号：1007-3701(2013)02-090-10

Xu D L,Peng L H,Liu H and Wei Y X.Meso -Cenozoic tectono -sedimentary response of multi -phased uplifts of Huangling Anticline,Central China.Geology and Mineral Resources of South

China,2013,29(2):90-99.Abstract:ＴｈｅＨｕａｎｇｌｉｎｇａｎｔｉｃｌｉｎｅ，ｓｉｔｕａｔｅｄｉｎｔｈｅｍｉｄｄｌｅＹａｎｇｔｚｅｂｌｏｃｋｗｉｔｈａｎｔｉｃｌｉｎａｌｕｐｌｉｆｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，ｉｓａｋｅｙｒｅｇｉｏｎｔｏｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｆａｃｔｏｒｓｏｆｌｅａｄ－ｚｉｎｃｄｅｐｏｓｉｔｓ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｆｒｏｍｔｈｅｐｅｒ－ｓｐｅｃｔｉｖｅｏｆｒｅｇｉｏｎａｌｓｅｄｉｍｅｎｔａｒｙ－ｔｅｃｔｏｎｉｃｅｖｏｌｕｔｉｏｎ，ｔｈｅｔｅｃｔｏｎｉｃｅｖｏｌｕｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆｔｈｅＨｕａｎｇｌｉｎｇａｎｔｉｃｌｉｎｅｗｅｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｒｅｓｕｌｔｓｏｆｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓｏｆｌｏｗ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｔｈｅｒｍｏｃｈｒｏｎｏｌｏｇｉｃａｌｄａｔａｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｒｅｗｅｒｅｍａｉｎｌｙｆｏｕｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｕｐｌｉｆｔｓｔａｇｅｓｉｎｔｈｅＨｕａｎｇｌｉｎｇａｎｔｉｃｌｉｎｅａｒｅａｓｉｎｃｅｔｈｅＭｅｓｏｚｏｉｃ，ｗｈｉｃｈｗｅｒｅｃｌｏｓｅｌｙｒｅｌａｔｅｄｔｏｔｈｅｒｅｇｉｏｎａｌｔｅｃｔｏｎｉｃｅｖｅｎｔｓ．ＩｎＭｉｄｄｌｅ－ＴｒｉａｓｓｉｃｔｏＭｉｄｄｌｅ－Ｊｕｒａｓｓｉｃｐｅｒｉｏｄ（２４０－１６０Ｍａ），ｔｈｅｒｅｗａｓｎｏｔｅｃｔｏｎｉｃｄｅ－ｆｏｒｍａｔｉｏｎａｒｏｕｎｄｔｈｅＨｕａｎｇｌｉｎｇａｎｔｉｃｌｉｎｅ，ｗｈｉｃｈｗａｓｍａｉｎｌｙａｆｆｅｃｔｅｄｂｙｂａｓａｌｉｒｒｅｇｕｌａｒａｃｔｉｖｉｔｙｃｏｎｔｒｏｌａｎｄａｐ－ｐｅａｒｅｄｓｌｏｗｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｕｐｌｉｆｔｉｎｇ，ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄｂｙｍｕｌｔｉｐｌｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｐａｒａｌｌｅｌｕｎｃｏｎｆｏｒｍｉｔｙａｎｄｐａｌｅｏｇｅｏ－ｇｒａｐｈｉｃｐａｔｔｅｒｎｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ．ＴｈｅＬａｔｅ－ＪｕｒａｓｓｉｃｔｏｅａｒｌｙｓｔａｇｅｏｆＬａｔｅ－Ｃｒｅｔａｃｅｏｕｓ（１６０－９５Ｍａ）ｔｅｃｔｏｎｏｔｈｅｒｍａｌｅｖｅｎｔ，ｂｙｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆＱｉｎｌｉｎｇ－ＤａｂｉｅｏｒｏｇｅｎｉｃｂｅｌｔａｎｄｔｈｅＸｕｅｆｅｎｇ－Ｊｉａｎｇｎａｎｉｎｔｒａ－ｃｏｎｔｉｎｅｎｔａｌｆｏｌｄａｎｄｔｈｒｕｓｔｂｅｌｔｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｅｘｔｒｕｓｉｏｎ，ｔｈｅｍｉｄｄｌｅａｎｄｕｐｐｅｒＹａｎｇｔｚｅｂａｓｉｎｓｅｄｉｍｅｎｔａｒｙｃｅｎｔｅｒａｎｄＹａｎｓｈａｎｉａｎａｒｃｈｅｄｇｅｔｅｃｔｏｎｉｃｂｅｌｔｓｗｅｒｅｃｏｎｖｅｒｇｅｄｍｉｇｒａｔｉｏｎｆｒｏｍｅａｓｔｔｏｗｅｓｔ，ａｎｄｔｈｅＮＮＥ－ｔｒｅｎｄＨｕａｎｇｌｉｎｇａｎｔｉｃｌｉｎｅｗａｓｆｏｒｍｅｄａｓａｎｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｕｎｉｔａｎｄａｓｓｕｍｅｄｓｔｒｏｎｇｕｐｌｉｆｔｉｎｇ．ＡｔｔｈｅＬａｔｅ－ＣｒｅｔａｃｅｏｕｓｔｏＭｉｄｄｌｅ－Ｅｏｃｅｎｅｓｔａｇｅ

收稿日期：２０１３－０１－１１；修回日期：２０１３－０３－１８．基金项目：中国地质调查局地质调查项目“湘西－鄂西成矿带基础地质综合研究”（编号：１２１２０１１０８５３４０）．第一作者：徐大良（１９８３—），男，硕士，助理工程师，现从事区域地质调查与研究工作，Ｅ－ｍａｉｌ：ｘｄｌ２００３ｇｅｏ＠１６３．ｃｏｍ．

第２９卷第２期

位于扬子陆块内部的黄陵背斜（亦称黄陵隆起），构造上表现为中、古生界地层环绕前南华纪基底而形成的大型穹窿构造，是鄂西重要的铅锌多金属找矿远景区［１－３］。加强黄陵背斜的研究，对探讨该区铅锌矿形成机制和找矿工作具有重要的理论意义。然而，关于黄陵背斜形成的时间仍存在三种不同的认识：①黄陵背斜已于晚三叠世隆升［４－６］，②黄陵背斜的隆升主要始于晚侏罗世［７－９］，③黄陵背斜的最终形成时间在古近纪之后［１０］。本文主要从区域沉积－构造演化的角度，结合近年来中上扬子地区在地层格架、沉积充填、岩相古地理、物源示踪、热年代学和造山作用分析等方面取得的成果，来分析黄陵背斜周缘中新生代以来的构造演化史，探讨黄陵背斜多期次隆升的特征及其相应的构造－沉积响应，为隆起构造控矿问题的解决提供重要基础地质信息。

１地质背景

黄陵背斜位于扬子陆块北缘中段，北邻秦岭－大别造山带，南接江南陆内造山带，处于两大造山带之间的相对稳定区。隆起南北长７３ｋｍ，东西宽３６ｋｍ，主体上为一轴向呈ＮＮＥ向，西陡东缓，轴面东倾的完整短轴背斜（图１）。黄陵背斜为基底加盖层的地台双层结构。基底出露于背斜的核部，由晚太古代—早元古代的崆岭群中深变质岩系和以新元古代黄陵花岗岩基为主的复式深成杂岩体组成。沉积盖层包括南华系—三叠系海相沉积及少量侏罗纪以来的陆相沉积，主体属一套含碎屑碳酸盐岩建造，围绕基底由老至新呈环状分布。岩层向四周倾斜，东翼稍缓，倾角一般８°￣１５°，西翼较陡，一般倾角３０°￣４０°。隆起周缘被新华断裂、仙女山断裂、天阳坪断裂、通城河断裂、马良断裂等不同方向的断裂构造所环绕，近Ｓ－Ｎ向的背斜东西两翼震旦系－三叠系中发育一系列花边状顺层滑脱褶皱，而南北翼却未见发育。南部为ＮＷＷ－ＥＷ向的长阳复背斜，北侧为南倒北倾的ＮＥ－ＥＷ向弧形逆冲褶皱带，显示其处于多个不同构造线的交汇部位［８］。黄陵背斜的东西两侧分别为由晚三叠世和侏罗纪陆相河湖相沉积组成的荆当盆地和秭归盆地，荆当盆地在燕山运动时期形成ＮＮＷ向宽缓向斜，秭归盆地则形成以上侏罗统蓬莱镇组为槽部的顶点朝西的勺状三角形向斜构造，显示其与黄陵背斜在成因上关系至为密切。早白垩世晚期起，中扬子地块从早期挤压环境转换为伸展拉张环境，沉积了一套内陆断陷盆地相的红色碎屑岩系，与前白垩纪地层以断层或角度不整合接触。

２黄陵背斜多期次隆升的年代学约束

区域性构造事件的准确定年一直是地质界关注的焦点。由于黄陵背斜属于中新生代浅层次构造，缺乏相应的变质事件和岩浆活动，且黄陵背斜形成时间较晚，期次较多，缺乏典型的构造不整合面，因此，前人从沉积学、构造分析的角度来约束黄陵背斜形成时限存在较大分歧［６－１０］。

近年来，随着低温热年代学技术的日趋优化，裂变径迹（ＦＴ）和（Ｕ－Ｔｈ）／Ｈｅ定年已经成为约束造山带及陆内构造变形带差异冷却及隆升剥露历史的一种重要方法［１１－１２］。基于低温热年龄的统计学意义考虑，本文系统收集了近年来的黄陵背斜基底及其周缘地区的锆石和磷灰石的ＦＴ年龄和（Ｕ－Ｔｈ）／Ｈｅ年龄数据［１１－１８］，从中筛分获得小于地层年龄并具有指示抬升冷却事件意义的８０个低温热年龄数据。并根据矿物封闭温度理论，对８０个峰值年龄数据进行了计算机处理和统计分布研究（图２）。结果表明，具有较高封闭温度（２１０±４０℃）［１２］的锆石ＦＴ年龄具明显的分区特征，黄陵基底（新元古代花岗岩）的年龄介于１５８￣２４０Ｍａ之间［１４，１６］，而周缘沉积盖层的年龄介于１０８￣１３９Ｍａ之间［１３，１７－１８］，指示二者分别在中晚三叠世－中侏罗世和早白垩世早期已隆升至地下２１０℃地热等温梯度线。具有较低封闭

（９５－４５Ｍａ），Ｈｕａｎｇｌｉｎｇａｎｔｉｃｌｉｎｅｗａｓｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｓｔａｂｌｅｏｒｓｌｏｗｌｙｕｐｌｉｆｔ．ＳｉｎｃｅｔｈｅｌａｔｅＥｏｃｅｎｅ（４５－０Ｍａ），ｗｉｔｈｔｈｅｍａｉｎｔｅｃｔｏｎｉｃｅｖｅｎｔｓｏｆｔｈｅａｎｇｕｌａｒｕｎｃｏｎｆｏｒｍｉｔｙｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅＮｅｏｇｅｎｅａｎｄＰａｌｅｏｇｅｎｅａｎｄｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｔｅｃｔｏｎｉｃｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｔｈｅＨｕａｎｇｌｉｎｇａｎｔｉｃｌｉｎｅ，ｔｈｅＭｉｄｄｌｅ－ＵｐｐｅｒＹａｎｇｔｚｅｒｅｇｉｏｎｗａｓｏｖｅｒａｌｌｓｕｆｆｅｒｅｄａｒａｐｉｄｕｐ－ｌｉｆｔｄｅｎｕｄａｔｉｏｎｕｎｄｅｒｔｈｅｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｗｉｔｈＮＥ－ＳＷｄｉｒｅｃｔｉｏｎ．Ａｍｏｎｇｔｈｅｍ，ｔｈｅＬａｔｅ－ＪｕｒａｓｓｉｃｔｏＥａｒｌｙ－ＣｒｅｔａｃｅｏｕｓｗａｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｐｅｒｉｏｄｏｆｔｈｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄｓｔｅｒｅｏｔｙｐｅｄｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｆｒａｍｅｗｏｒｋｏｆＨｕａｎｇｌｉｎｇａｎｔｉｃｌｉｎｅ．

Key words:ｔｅｃｔｏｎｉｃｅｖｏｌｕｔｉｏｎｓｔａｇｅｓ；ｓｅｄｉｍｅｎｔａｒｙｒｅｓｐｏｎｓｅ；Ｍｅｓｏ－Ｃｅｎｏｚｏｉｃ；Ｈｕａｎｇｌｉｎｇａｎｔｉｃｌｉｎｅ

徐大良等：黄陵背斜中新生代多期次隆升的构造－沉积响应９１

华南地质与矿产２０１３年

图１黄陵背斜及邻区地质图

Ｆｉｇ．１ＧｅｏｌｏｇｉｃａｌｍａｐｏｆＨｕａｎｇｌｉｎｇａｎｔｉｃｌｉｎｅａｎｄｉｔｓｎｅｉｇｈｂｏｒｉｎｇａｒｅａ

地层接触关系资料多来源于地质调查报告［１９］和文献［２３－２５］，部分为野外观测。地层名称：Ｏ１n －下奥陶统南津关组；Ｓ１ｌｒ－下志留统罗惹坪组；

Ｔ１－２j －下中三叠统嘉陵江组；Ｔ１－２j －下中三叠统嘉陵江组；Ｔ２b １－Ｔ２b ５－中三叠统巴东组一段－五段；Ｔ３j －上中三叠统九里岗组；Ｔ３w －上中三叠统王龙滩组；Ｊ１t －下侏罗统桐竹园组；Ｊ２s －中侏罗统沙溪庙组；Ｊ３s －上侏罗统遂宁组；Ｋ１s －下白垩统石门组；Ｋ１w －下白垩统五龙组；Ｋ２l －上白垩统罗镜滩组；

Ｎd －新近系掇刀石组

．温度（９０￣１２０℃）［１２］的磷灰石ＦＴ年龄统计显示，黄陵基底的年龄介于５１￣１３６Ｍａ之间，主要分布在９５￣１２０Ｍａ；而沉积盖层的年龄则比较分散，介于９．８￣１４８Ｍａ之间，主要分布在１００￣１２０Ｍａ、６０￣７０Ｍａ，以及２０￣４０Ｍａ（钻井资料［１８］），显示受多次构造热事件的影响。已有的（Ｕ－Ｔｈ）／Ｈｅ年龄均为黄陵基底的热年代记录［１１－１２］，其中具有较高封闭温度

（１６０￣２００℃）［１２］

的锆石（Ｕ－Ｔｈ）／Ｈｅ年龄主要分布在２３０￣２４０Ｍａ和１４０￣１８０Ｍａ，具有较低封闭温

度（５５￣８０℃）［１２］的磷灰石（Ｕ－Ｔｈ）／Ｈｅ年龄则主要分布在６０￣７５Ｍａ和３５￣４５Ｍａ。黄陵基底低温热年龄的大小变化特点符合从锆石ＦＴ、锆石（Ｕ－Ｔｈ）／Ｈｅ、磷灰石ＦＴ到磷灰石（Ｕ－Ｔｈ）／Ｈｅ封闭温度递减的规律，并且其裂变径迹长度分布直方图均呈单峰形式［１２，１４－１６］，表明黄陵背斜经历了一个单向冷却的过

程，并未经历后期中高温加热。锆石（Ｕ－Ｔｈ）／Ｈｅ和

磷灰石ＦＴ年龄在１２０～１５０Ｍａ存在重叠分布，代表了晚侏罗世－早白垩世早期存在具有显著构造热背景的一次强烈构造事件。

由于峰值年龄仅代表隆升时期样品通过退火带的年龄，仅从这些数据本身很难找到包含在其中的构造演化信息，而对其进行热历史模拟能够重建隆升时期的时间－温度演化历史［１１－１２］。沈传波等［１４］对黄陵基底花岗岩的热史模拟结果显示黄陵背斜的抬升冷却主要经历了２００－１６０Ｍａ缓慢隆升、１６０－９８．４Ｍａ快速隆升、晚白垩世相对稳定阶段和３６．７－２８．４Ｍａ快速隆升等四个阶段。Ｘｕ等［１２］的模拟结果亦显示出缓慢冷却抬升（２３５－１６０Ｍａ）、快速冷却抬升（１６０－１２３Ｍａ）、缓慢冷却抬升（１２３－４５Ｍａ）和较快速冷却抬升（４５－０Ｍａ）等四个阶段的构造隆升

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图２黄陵背斜周缘中新生代低温热年龄分布特征与沉积－构造演化的对比

Ｆｉｇ．２ＬｏｗｅｒｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｔｈｅｒｍｏｃｈｒｏｎｏｌｏｇｉｃａｌｄａｔａｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎａｎｄｉｔｓｒｅｌａｔｉｏｎｔｏｔｈｅＭｅｓｏ－Ｃｅｎｏｚｏｉｃｓｅｄｉｍｅｎｔａｒｙ－ｔｅｃｔｏｎｉｃｅｖｏｌｕｔｉｏｎ

of Huangling anticline

地层资料来源于文献［１９－２０］，热年代数据来源于文献［１１－１８］

．

图３黄陵背斜加里东期以来时间－温度冷却特性变化曲线

（据文献［１１－１２，１４］等编绘）

Ｆｉｇ．３Ｔｉｍｅ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｏｏｌｉｎｇｈｉｓｔｏｒｙｃｕｒｖｅｏｆＨｕａｎｇｌｉｎｇbasement uplift since Caledonian (Data are from Hu [11],Xu [12]

and Shen [14])

过程。二者的模拟结果比较一致，只是各构造阶段

的时限存在一定的差异，可能是不同测试单位的不同测试流程而引起的误差。因研究需要，本文在此基础上绘制了黄陵背斜基底隆起加里东期以来的冷却历史曲线（图３），结果表明：黄陵背斜主要经历了中三叠世－中侏罗世（２４０－１６０Ｍａ）缓慢隆升、晚侏罗世－晚白垩世早期（１６０－９５Ｍａ）快速隆升、晚白垩世－始新世中期（９５－４５Ｍａ）缓慢隆升和始新世晚期以来（４５－０Ｍａ）较快速隆升等四个构造隆升过程。

３构造－沉积响应分析

热演化历史实际上是区域地质热演化的缩影，

徐大良等：黄陵背斜中新生代多期次隆升的构造－沉积响应

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受控于区域构造活动。黄陵背斜及周缘地区在中新生代以来主要经历陆内构造演化阶段，这里的沉积建造和构造变形特点较好地残存并记录着中上扬子盆地及其相邻造山带中新生代构造事件的相关信息。

3.1中三叠世至中侏罗世（240-160Ma）

在早中三叠世期间，古特提斯洋的关闭导致华南地区发生强烈的构造－岩浆作用。研究区南部发生陆内挤压造山，形成雪峰山陆内复合构造系统，且印支运动表现出非穿时的由东向西强度递减特征，前锋波及至鹤峰－来凤－三都一线，此线以东上三叠统与下伏地层呈角度不整合接触，此线以西二者间呈平行不整合或整合接触［２１］。研究区北侧，扬子陆块于晚三叠世与华北陆块及其间的秦岭微陆块发生持续俯冲并全面陆陆碰撞造山［２２］，形成近Ｅ－Ｗ向的造山带和大型前陆盆地，但形成的同碰撞前陆褶皱逆冲带大部分被逆冲掩盖或被改造［９］，现今残存的变形宽度约５０ｋｍ［２１］。相对于南北两侧的造山带而言，中上扬子地块内部挤压变形（褶皱和剪切作用）相对较弱，主要表现为地块的整体抬升和剥蚀作用。扬子地块内部黄陵背斜西部的秭归郭家坝、贾家店、沙镇溪、兴山昭君、巴东溪丘湾、恩施七里坪等剖面［２３］，东部的咸丰尖山、远安九里岗、南漳东巩、荆门海慧沟等剖面［２４］均显示中、上三叠统之间所代表的印支面皆为平行不整合接触关系，表明黄陵背斜及周缘地区没有受到印支期褶皱的影响，区内的褶皱变形发生在印支期之后［２３］。

扬子地块内部印支运动的最显著地层学响应是结束了中上扬子地块自伊迪卡拉纪以来至中三叠世末期漫长的陆表海相沉积历史［２０］，转变为晚三叠世以陆相沉积为主的“类周缘前陆盆地”沉积体系［９，２０］，形成了复杂有序的晚三叠世地层记录，以及残留不全的中三叠统。中三叠统巴东组在秭归盆地东部以海陆交互相紫红色碎屑岩为主，而西部碳酸盐岩明显增多，反映了陆源碎屑来自东部、沉积中心更靠近西部的东高西低的古地貌格局（图４－Ａ）。在秭归盆地东南缘中三叠统巴东组存在不同程度的缺失［２４－２５］，而在秭归盆地西缘和荆当盆地内巴东组发育基本齐全（图１），很少或未曾遭受剥蚀，反映了印支运动造成黄陵地区相对隆升而出现差异剥蚀［２４］。晚三叠世时期，黄陵背斜东西两侧的荆当盆地和秭归盆地不论是在接触关系、岩性组合、沉积环境、层序单元组成、地层厚度、古生物组合等方

面，均存在明显的差异［４，６－７，９，２４，２６］。晚三叠世荆当盆地首先接受沉积，沉积了九里岗组砂泥岩夹煤层与王龙滩组砂岩地层，地层序列较为完整，厚度超过千米，是受秦岭－大别造山带控制的中扬子前陆盆地的沉积和沉降中心（图４－Ｂ）。而秭归盆地在晚三叠世是上扬子残留海相盆地的东延部分，受盆地持续性向东超覆作用的影响在晚三叠世晚期（大致在诺利晚期之后）才接受沉积（图４－Ｃ），主要发育一套以长石石英砂岩夹泥页岩为主的九里岗组（亦称沙镇溪组［２０］），厚度仅数十米至数百米，并且具西厚东薄的特点，说明秭归盆地为一隆后沉积带［９，２０］。两个盆地以黄陵背斜相隔开，沉降和沉积中心分别位于荆当地区、川西龙门山山前［６］，表明中三叠世末期黄陵地区相对隆升而成为扬子地块周缘前陆盆地的重要地质分界线。早中侏罗世时期，是一个构造活动相对宁静期，扬子北缘前陆盆地格局开始发生变化（图４－Ｄ）。早侏罗世前陆盆地是在三叠纪末期造山带逆冲作用不断减弱而趋稳定的背景下发展起来的，盆地的范围比晚三叠世明显扩大，下中侏罗统在荆当盆地和秭归盆地具有相似的岩性组合和沉积学特征，表明两个盆地在早、中侏罗世已连通成一个内陆湖盆，形成统一的扬子北缘前陆盆地带［９］。这一时期的黄陵地区并没有大幅度隆起，只是在湖盆中为时现时伏的低凸起［２５］。

对于中生代早期黄陵背斜的性质，左文超等［４］和徐政语等［５］认为黄陵复背斜可能已褶皱隆升并成为重要的剥蚀物源区［６］，沈传波等［１４］则认为其是中扬子前陆盆地的前隆区。黄陵背斜周缘存在上三叠统与中三叠统、下侏罗统与上三叠统之间的平行不整合关系，对下覆地层中三叠统巴东组的差异剥蚀进行分析，简绘了晚三叠世时期造山带前缘剥蚀区的范围（即范围有限、幅度较低的古隆起），结果显示晚三叠世在黄陵背斜周缘存在的古隆起的范围与现今黄陵背斜的形态不完全一致（图４－Ｂ）。本文认为印支期的挤压造山并未使该区发生褶皱隆升，该隆起可能主要是受基底的不规则活动而出现差异隆升的结果。前述热年代学资料表明黄陵背斜在该期仅表现为缓慢冷却抬升，亦反映印支期碰撞造山并没有对黄陵背斜造成强烈的构造抬升。

3.2晚侏罗世至晚白垩世早期（160-95Ma）

早中生代构造事件之后，中国东部发生了从近Ｅ－Ｗ向的特提斯构造域向ＮＮＥ向的滨太平洋构造域的转换，形成了以陆内俯冲和陆内造山为特征

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的东亚多向汇聚构造体系［２９－３０］。燕山早期，中扬子南

部雪峰地区主要受古太平洋板块向西俯冲形成的南东向的主应力，形成向北西扩展的ＮＥ－近Ｅ－Ｗ向弧形构造变形带，且构造变形强度具东南部及东部强、西部及西北部弱的特点［２１］；而在扬子北缘的

秦岭－大别山地区，

扬子地块持续向秦岭造山带挤图４中上扬子地区中新生代构造岩相古地理图Ｆｉｇ．４ＰａｌｅｏｇｅｏｇｒａｐｈｉｃｍａｐｓｏｆｔｈｅＭｉｄｄｌｅ－ｕｐｐｅｒＹａｎｇｔｚｅ

Ａ：中三叠世（据文献［２７］修改）；Ｂ：晚三叠世卡尼期；Ｃ：晚三叠世瑞替期；Ｄ：中侏罗世；Ｅ：晚侏罗世；Ｆ：早白垩世；Ｇ：晚白垩世．其中，图Ｂ－Ｇ据文献［９，２０，２８］修改．

徐大良等：黄陵背斜中新生代多期次隆升的构造－沉积响应

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入［１２］形成ＮＥ－ＳＷ向的主应力场，形成了向南西扩展的ＮＷ～近Ｅ－Ｗ向的大洪山、大巴山弧形陆内构造变形带（图４－Ｅ）。二者在中扬子地区形成南北对冲构造带［３１］，构成一个向西撒开的弧形复合联合构造带，其主体形成于晚侏罗世至早白垩世，并具从东向西穿时特征，联合变形点在晚侏罗世位于荆州附近，至早白垩世已迁移至开县东北侧［９］（图４－Ｆ），且中扬子区变形强度明显高于上扬子区，反映了中上扬子地区燕山期陆内构造变形经历了自东向西的会聚变形过程。

晚侏罗世至早白垩世时期，在多向汇聚的大地构造格局下，中上扬子地区的沉积盆地亦经历了自东向西的迁移过程。晚侏罗世时期，东部中扬子地区已经结束前陆盆地的充填开始抬升并接受剥蚀，而西部秭归盆地则发育充填曲流河和冲积平原沉积［７］，包括上侏罗统遂宁组和蓬莱镇组（图２）。秭归盆地侏罗纪沉积物源分析表明［７］，早中侏罗世的物源区主要为盆地北部的神农架地区，而晚侏罗世则转变为盆地东部的黄陵背斜地区，且上侏罗统沉积物明显较下部变粗，底部多见盆外岩砾石，表明此时黄陵背斜开始隆升。但野外观察显示遂宁组底部砾岩层厚度较薄，砾岩总体较细，说明黄陵背斜此时的隆升速度并不快。

早白垩世时期，沉积古地理格局发生明显分化，一方面是复合前陆盆地继续向西迁移，沉降中心迁移到达县以西地区［９］；另一方面是包括雪峰构造带和大别山在内的中国东部开始伸展，形成伸展断陷盆地（图４－Ｇ）。中扬子地区西部首先开始接受沉积，在黄陵背斜的东南部发育一套以冲积扇砾岩一河流相砂、泥岩为主的红层沉积，包括石门组和五龙组。石门组与下伏地层呈角度不整合接触（图１），为一套厚度达２００ｍ的冲积扇扇根部位沉积［１９］，底部砾石呈角砾状，分选磨圆差，反映了近缘型快速沉积的特点；上部五龙组为一套厚度巨大（局部可达１８００ｍ［１９］）的扇三角洲前缘辫状河沉积，沉积韵律自下而上总体上由粗变细。且白垩系古流向背离黄陵背斜［７，１４］，表明黄陵背斜快速隆升剥蚀并为白垩系沉积提供物源。值得一提的是，早白垩世晚期的五龙组砾岩中存在黄陵背斜核部崆岭群花岗片麻岩［７］，表明黄陵背斜核部已经剥露出地表，显示出强烈的隆升剥蚀作用。

黄陵背斜周缘晚侏罗世－早白垩世的沉积－构造迁移特征共同指示了黄陵背斜作为独立构造单元的隆升作用兴起于中侏罗世末，定型于晚侏罗世－早白垩世时期。晚侏罗世时期，受南北两侧秦岭－大别造山带和雪峰陆内造山带双向挤压作用，可能在中扬子地区导生出近Ｅ－Ｗ向的主压应力，从而形成ＮＮＥ向的西陡东缓的黄陵背斜，黄陵背斜独立构造隆升并为西侧秭归前陆盆地提供物源，与前述ＦＴ年龄和（Ｕ－Ｔｈ）／Ｈｅ年龄统计分析共同给出的１４０￣１６０Ｍａ的峰值年龄相一致。而磷灰石ＦＴ年龄给出的９５￣１２０Ｍａ的峰值年龄则应该代表了早白垩世时期黄陵背斜持续差异冲断隆升的构造事件。

3.3晚白垩世至始新世中期（95-45Ma）

晚白垩世，是中国东部重大构造体制转换的重要时期，中上扬子地区的东、西构造差异更加明显。黄陵背斜西部的上扬子地区受大巴山陆内造山、江南逆冲推覆作用的复合影响持续隆升成陆，普遍缺失这一时期的沉积地层记录；而东部的中扬子地区全面伸展，表现为在前期前陆冲断褶皱带的基础上发生伸展断陷形成断陷盆地（图４－Ｇ）。在鄂西黄陵背斜周缘，仅发育受天阳坪断裂控制的断陷盆地和受ＮＮＷ向通城河断裂控制的远安盆地，沉积了一套冲积扇至河湖相碎屑红层沉积，包括罗镜滩组、红花套组和跑马岗组。晚白垩世罗镜滩组普遍角度不整合在前白垩系老地层之上（图１），且与早白垩世五龙组的接触界面凸凹不平，有明显的冲刷面，局部可能呈微角度不整合接触［１９］，表明晚白垩世时期研究区构造体制发生了重大转换。

中上扬子地区晚白垩世的构造差异在进入新生代之后并没有结束。黄陵背斜西部的上扬子地区普遍缺失古近纪和新近纪沉积，而东部的中扬子地区经历了伸展断陷到伸展拗陷的演化过程，继承性充填了内陆河湖相古近系红色泥岩、砂岩、膏泥岩与盐岩建造，同时伴随着碱性玄武岩和橄榄拉斑玄武岩的喷发［１０，３２］。从盆山耦合的角度分析认为，黄陵背斜在该期相对稳定，并未发生强烈隆升而提供物源，与前述热年代学资料显示的缓慢隆升作用相一致。

3.4始新世晚期以来（45-0Ma）

古近纪末的喜山运动，造成了江汉盆地的整体抬升，使下伏古近纪地层遭受不同程度的大规模剥蚀，导致新近系与古近系之间形成了广泛存在的角度不整合面［３２］。随后盆地局部拗陷沉降，沉积了新近系广华寺组、掇刀石组及第四系平原组河流、滨浅湖相砂砾岩及粘土层。

以往多认为扬子地区喜山期构造变形较弱，通

９６

第２９卷第２

期

图５喜山期构造变形特征

Ｆｉｇ．５ＴｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＨｉｍａｌａｙａｎｔｅｃｔｏｎｉｃｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｓ

Ａ：天阳坪断裂向北逆冲使二叠系茅口组逆掩在白垩系罗镜滩组之上（长阳白氏坪）；Ｂ：黄陵背斜东南侧寒武系覃家庙组发育的ＮＷ向宽缓箱状褶皱；

Ｃ：为Ｂ的局部放大，示早期（燕山期）覃家庙组内向南东方向的重力滑动变形构造．常不被人所注意。本文认为此期的构造变形还是相当强的，主要表现为早期近Ｅ－Ｗ向断裂发生构造

反转而走滑逆冲，白垩纪－古近纪伸展断陷盆地整体抬升，以及ＮＷ向宽缓褶皱的形成。黄陵背斜南部的天阳坪断裂发生由南向北的逆冲挤压，在长阳白氏坪地区可见古生代地层大规模覆于白垩系红

盆之上（图５－Ａ

），在红花套附近进一步影响到古近纪地层。

研究区北部的襄樊－广济断裂带普遍存在扬子地块北缘沉积物质向北逆冲于白垩纪－古近纪地层之上，局部地段形成飞来峰构造［３３］。中扬子地区和秦岭－大别造山带内部的白垩纪－古近纪

伸展断陷盆地均在此期整体抬升，结束盆地的沉积充填历史。江汉盆地在古近纪末期的抬升剥蚀分析显示出一定的规律性［３２］：①盆地南部的剥蚀量最大，向盆地内部减小，表明江汉盆地的隆升与江南古陆的隆起作用有关；②强化了ＮＷ向展布的低凸起，产生了ＮＷ向的洼陷和剥蚀带，说明受到了ＮＥ－ＳＷ向压扭作用的控制。项目组在鄂西地区多次见到ＮＷ向宽缓褶皱，位于黄陵背斜东南侧长江北岸即存在一典型实例（图５－Ｂ）。该处的宽缓箱状褶

皱发育于寒武系覃家庙组灰色厚层状砂屑白云岩夹

薄层细晶白云岩中，两翼地层不对称，南翼产状较

缓，北翼产状较陡，轴面南倾产状为（２００－２３８°）∠（５２－７９°），薄层泥质白云岩中发育有次级尖棱褶皱，共同指示了由南西向北东的挤压变形。此外，在该褶皱中可见燕山期重力滑动变形的痕迹，沿薄弱

层面形成顺层滑脱褶皱（图５－Ｃ），在能干层中发育与箱状褶皱不匹配的透入性劈理（Ｓ０：１５０°∠１６°，Ｓ１：３１０°∠６５°），均显示上部向ＳＥ的剪切变形。构造叠加分析将ＮＷ向褶皱的形成时代限制在喜山期，结合区域不整合接触关系［３２］和构造应力场反演成

果［３４－３５］，

可认为ＮＷ向宽缓褶皱形成于古近纪晚期。葛肖虹等［１０］认为黄陵背斜ＮＮＥ向褶皱构造变形最终形成于喜山运动中期，约２４．６Ｍａ。本文则认为，该时期的构造应力方位为ＮＥ－ＳＷ向，造成了包括黄陵背斜在内的中上扬子地区整体隆升剥蚀。前述热年代资料亦显示黄陵基底的磷灰石ＦＴ年龄在燕山期已通过退火带，喜山期则经历与江汉盆地［１８］相似的较长时期的较快速抬升，表现为区域性整体构造隆升作用，可能在一定程度上反映了印度板块与欧亚大陆碰撞造山作用在中上扬子地区产生的远程效应。

４结论

（１）低温热年代学资料的统计分析结果表明，黄陵隆起中生代以来构造演化先后经历了中三叠

世－中侏罗世

（２４０－１６０Ｍａ）缓慢隆升阶段、晚侏徐大良等：黄陵背斜中新生代多期次隆升的构造－沉积响应

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华南地质与矿产２０１３年

罗世－晚白垩世早期（１６０－９５Ｍａ）快速隆升、晚白垩世－始新世中期（９５－４５Ｍａ）缓慢隆升和始新世晚期以来（４５－０Ｍａ）较快速隆升等四个规模不同的构造隆升过程。

（２）黄陵背斜四次隆升作用的动力机制均与区域性构造事件紧密相关。中三叠世－中侏罗世，黄陵背斜周缘没有发生褶皱构造变形，主要是受基底的不规则活动控制而出现缓慢的差异隆升作用，以局域地层间平行不整合、地层差异剥蚀和构造古地理格局为其重要的地质响应，反映了印支期碰撞造山过程在扬子陆块内部产生的构造效应；晚侏罗世－晚白垩世早期，ＮＮＥ向的黄陵背斜形成并作为独立构造单元发生强烈的隆升作用，主要表现为自东向西迁移的沉积盆地和南北对冲构造变形带、沉积物源改变和粗碎屑类磨拉石沉积等地质响应，反映了燕山早期南北两侧秦岭－大别造山带和雪峰造山带的陆内造山过程在扬子陆块内部产生双向挤压的联合效应；晚白垩世－始新世中期，黄陵背斜相对稳定并缓慢隆升；始新世晚期以来的构造事件，主体表现为区域性的整体较快速的隆升剥蚀作用，以地层间角度不整合关系为标示的盆地整体抬升、早期断裂发生构造反转和ＮＷ向宽缓褶皱的形成为其重要的地质响应，可能反映了印度板块与欧亚大陆碰撞造山作用在中上扬子地区产生的远程效应。

（３）晚侏罗世至早白垩世时期，在多向汇聚的大地构造格局下，中上扬子地区经历了自东向西的会聚变形过程并首次形成显生宙以来强烈的陆内构造变形。该时期亦是黄陵背斜构造格架定型的重要时期。

武汉地质矿产研究所赵小明研究员、张开明教授级高工为本文提供了宝贵的修改意见，在此表示衷心的感谢！

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