华南中生代左行走滑活动探讨

摘要兴国旋卷构造是华南中部发育的一套典型构造形迹，其形成机制能较好的反映华南内部的大地构造格局及其大地构造演化特征。兴国旋卷构造的主体构造要素主要包含两条近北东向走向的剪切带及剪切带所夹的一系列呈弧形或大致弧形展布的走滑断层和3个向斜盆地，以及核部的两个花岗岩体砥柱。本文通过对兴国旋卷构造中岩体砥柱的年代学、边界剪切带的几何学、运动学等研究，发现兴国旋卷构造核部的岩体砥柱为多期幕式侵入就位，侵位时代获得加权平均年龄233~193Ma、151~149Ma，其侵位和变形主要受控于其两侧的走滑断裂，两条边界断裂具多期活动特征，其中发育的左行剪切作用最为强烈和典型，活动时间主要为中生代，该左行走滑活动是控制和改造兴国旋卷构造形成和演化的关键因素。兴国旋转构造中边界断裂在中生代的左行剪切活动与区域上华南内部微地块之间的断裂缝合带的走滑活动具有可对比性，这些大型的断裂缝合带通常反映了华南内部多微地块之间的碰撞—拼贴活动，因此我们推测兴国旋卷构造可能是华南内部微地块左行走滑式拼贴所产生的远程效应的结果。

关键词旋卷构造华南形成机制左行剪切

爆发式的成矿作用、大面积的岩浆作用和大规模的构造变形是华南中生代地质的显著特征。不同的关注方向以及不同的研究视角，造成了华南中生代演化动力学机制不同的观点和模式。主要有：1)阿尔卑斯型陆陆碰撞模式(Hsüetal.,1988,1990);2)古太平洋板块俯冲模式(Charvetetal.,1994;Lapierreetal.,1997;ZhouandLi,2000;Lietal.,2006;LiandLi,2007;Sunetal.,2007;Wangetal.,2011);3)多板块相互作用转换模式(郭福祥，1998;董树文等，2007;Wangetal.,2007;王清晨，2009;李三忠等，2011);4)板内拉张—裂谷模式(Gilderetal.,1991;赵振华等，1998;Lietal.,2000,2003;郭新生等，2001;Wangetal.,2003,2008;陈培荣等，2004;贺振宇等，2007);5)地幔柱模式(谢窦克等，1997;毛景文等，1998;毛建仁等，1999;谢桂青等，2001;张旗等，2009);6)走滑模式(Xuetal.,1987;Gilderetal.,1996;Xuetal.,2007;Linetal.,2018a)等。古太平洋板片俯冲模式及多板块相互作用转换模式用于解释华南中生代的陆内构造—岩浆—沉积活动一直占据主导地位。然而近年来，随着地质新发现和新数据的不断积累，走滑模式对上述认识提出了挑战。Linetal.(2018a,2018b)提出了华南拼合的阿巴拉契亚型多地体威尔逊旋回模式，该模式认为华南元古代—中生代经历了多地体增生—碰撞、大规模走滑运动和造山后两块体沿剪切带裂离等一系列重要构造演化阶段(Linetal.,2018a)。新的模式观点引发了华南构造演化模式激烈的争论(Linetal.,2018a,2018b;Shuetal.,2018;Faureetal.,2018)，这一争论揭示了华南构造演化认识上深层次的矛盾和分歧。走滑构造在华南大面积发育，不仅发育于微地体之间，也在各地块内部广泛发育，其对限定华南中生代的大地构造格局起着重要的作用。厘清走滑构造在华南所占的比重、影响的范围、形成的深层动力学机制对重新认识华南的大地构造演化、变质变形、成岩成矿具有重要的意义，也是迫切需要解决的问题。

兴国旋卷构造作为华南中部的一类特殊构造现象(图1)，不仅是华南内部NE-SW向的主体变形构造的典型代表，也影响着华南中生代的大地构造格局，该旋卷构造中北东向的走滑断裂系极其发育，这些走滑断裂系与划分华南大地构造框架的边界断裂带走向近于一致，兴国旋卷构造可能是对华南区域上走滑动力学模式下重要地质事件响应的产物，因此，其研究对理解华南中生代的构造演化及动力学机制具有重要的意义。

本文通过对兴国旋卷构造各要素几何学、运动学的厘定，及构造活动总结分析，探讨了该构造的形成机制及大地构造背景，对比了不同动力学模式对兴国旋卷构造形成的制约，为理解华南中生代左行走滑构造演化提供了一定的佐证及思路。

地质背景

华南板块是由多个块体或微地体拼合而成的，由北西向南东，其主要构造单元依次包括扬子板块、江南造山带、西华夏地块、东华夏地块(亦有学者称之为沿海地体)等(图1)。兴国旋卷构造位于西华夏地块中部(图1)，分布范围较广、规模较大，主要包含一系列呈弧形或大致弧形展布的走滑断层和3个向斜盆地，以及两个花岗岩体(图2)。这些构造要素依次呈斜列式展布，组成该旋卷构造的旋回面(图2)。在兴国南西有一个大致呈南北向展布的印支期花岗岩岩体，简称清溪岩体，大致为兴国旋卷构造的砥柱。在清溪岩体的北端，出露有一个燕山早期花岗岩岩体，简称永丰岩体。兴国旋卷构造主要受两条北东向区域深断裂的控制，分别为北西侧的万安断裂和南东侧的社富断裂。沿着社富断裂的西侧，清溪岩体的东缘沉积了一个向东凸出呈半月形展布的弧形向斜盆地，简称兴国白垩系盆地。紧靠兴国白垩系盆地的西面及西北面，出露有两个由泥盆石炭系地层组成的向斜盆地，一个呈北西向分布，称为陈家盆地;一个呈东西向的弧形展布，称为茶园盆地，两个盆地的岩性组合特征近乎相同。

研究区内发育较老的地层为震旦系，普遍发生一定程度的浅变质，岩性组合主要为变凝灰岩、变砂岩、千枚岩和硅质岩，属于一套浅海相沉积。区内寒武系主要为一套韵律式复理石砂板岩建造，褶皱变形强烈，褶皱枢纽主要呈近南北向或者北西—南东向。泥盆—石炭系零星发育，其中泥盆系以陆相碎屑岩沉积为主，夹有少许海相含钙泥砂质岩层。二叠系—侏罗系极少量出露。白垩系在研究区出露较广，主要分布于兴国白垩系盆地和泰和盆地中，岩性以火山岩和红色砂岩、砾岩为主。研究区内岩浆岩极为发育，岩浆活动呈现加里东期、印支期和燕山期等多期、多阶段性活动的特征，岩石种类以酸性花岗岩类为主。

兴国旋卷构造各要素地质特征

3大盆地

兴国白垩系盆地：总体呈北东向延伸，向北逐渐转为北北西向，构成一个向东凸出的弧形向斜盆地。白垩纪地层与下伏地层多呈不整合接触，岩层普遍往南东或东或北东东向倾斜，倾角一般10°~30°。整体被社富断裂切割。

茶园盆地：总体呈向北凸出的向斜弧形盆地，南东端紧靠兴国白垩系盆地，向斜轴部为石炭系黄龙组和船山组，两翼为石炭系横龙组、梓山组及泥盆系中棚组、三门滩组。轴向由东往西作北西—东西及南西走向，两翼岩层多往轴部倾斜，仅其南翼部分地层倒转。盆地中发育一系列的与褶皱轴面大致平行的走滑断层，密集平行排列，空间上展布呈弧形。断层总体向北倾，倾角约为60°。

陈家盆地：总体呈北西向展布，位于茶园盆地的南西侧，与茶园盆地呈斜列式排列。构成一个由泥盆系和石炭系组成的向斜盆地，两翼岩层都往盆地倾斜，倾角一般大于60°。盆地中发育大量的与向斜轴面平行的压扭性破裂面，走向总体呈北西50°方向延伸，断裂面多往北东倾斜，倾角约为60°，断裂带中岩石发育片理化及糜棱岩化。

两个砥柱

永丰岩体，主要发育燕山期花岗岩，总体呈不规则状，大致作北北东至近南北向延伸，其南东侧侵入清溪岩体，其余部分侵入震旦系—寒武系，接触面外倾，倾角约为50°，围岩可见角岩化。

清溪岩体，主要发育印支期片麻状花岗岩，总体呈纺锤形，长轴近南北向，短轴近东西向，东侧被兴国白垩系盆地不整合覆盖，南侧及西侧与寒武系呈交代侵入接触，北西侧被永丰岩体侵入。岩体中发育片麻状构造，片麻理走向总体呈北东—南西向，与区域构造线走向近于平行一致，同时岩体中亦发育混合岩化和热液蚀变现象。

为获得两大岩体砥柱的侵入时代，我们在永丰岩体中采取了样品19XG-1和19XG-3，在清溪岩体中采取了样品19XG-4和19XG-5，共4个样品进行锆石U-Pb的ICP-MS测年。样品的锆石挑选、CL照相和制靶均委托廊坊市宇能岩石矿物分选技术服务有限公司进行，具体步骤可参见其实验室详细流程。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年测试分析在中国地质调查局天津地质调查中心完成，分析仪器型号为FinniganNeptune型MC-ICP-MS及与之配套的NewwaveUP193激光剥蚀系统。锆石U-Pb定年激光剥蚀束斑直径为30μm，激光剥蚀样品的深度为20~40μm，能量密度为13~14J/cm2，频率为8~10Hz。锆石年龄计算采用国际标准锆石91500作为外标。元素含量采用人工合成硅酸盐玻璃NISTSR610作为外标，29Si作为内标元素进行校正。数据处理采用ICPMSDataCal4.3程序(Liuetal.,2008,2010)，并采用软件对测试数据进行普通铅校正(Andersen,2002)，年龄计算及谐和图绘制采用ISOPLOT(3.0)软件完成。测年结果见表1。

永丰岩体中样品19XG-1锆石晶形发育较好，自形为主，多呈长柱状，长轴长度100~150μm，阴极发光照片显示(图3a)，锆石具有显著的岩浆成因的生长韵律环带，对该样品进行了20点的锆石U-PbICP-MS测试分析，测年结果显示(表1)，除了4个测试点的谐和度较低以外，其他测试点的锆石年龄具有较好的谐和性(图4a)，且锆石测试点的n(232Th)/n(238U)比值普遍大于0.4，加权平均年龄为151.3±1.2Ma(图4b)，代表了永丰岩体的结晶年龄。样品19XG-3锆石晶形发育较好，自形为主，多呈长柱状，长短不一，长轴长度100~300μm，阴极发光照片显示(图3b)，锆石具有显著的岩浆成因的生长韵律环带，对该样品进行了20点的锆石U-PbICP-MS测试分析，测年结果显示(表1)，除了5个测试点的谐和度较低以外，其他测试点的锆石年龄具有较好的谐和性(图4c)，且锆石测试点的n(232Th)/n(238U)比值普遍大于0.4，加权平均年龄为149±1.5