第一章绪论

 

秦岭造山带，以微板块的形式夹在华北板块和扬子板块之间，呈向横贯于中国大陆中部，向西分别与祁连、昆企造山带连成一体，向东与大别造山带相邻，是复合型不对称扇形大陆造山带的代表。

 

1.1选题背景及意义

中新生代时期，秦岭造山带东段及其邻区受到来自印度板块、西伯利亚板块及太平洋板块的多向汇聚作用，导致秦岭及邻区发生了复杂的构造演化作用。

在秦岭造山带北侧，白至纪时期鄂尔多斯盆地受燕山运动的影响整体处于抬升阶段。该期地层缺失严重，如下白垩统及下伏地层，均遭受不同程度的剥烛。其西北侧的贺兰山在晚白至世也经历了非常快速地抬升，与鄂尔多斯盆地的抬升相呼应。而北部的渭北隆起区从晚白至世至古新世，随着NW向与NE向挤压应力的增强，出现了整体隆升的剥烛，兼有明显的挤压冲断变形。

而在秦岭造山带南侧，晚燕山期以来四川盆地呈隆升状态。在120-665Ma期间，隆升幅度大，其隆升速率达到。如四川盆地东南缘，在晚白垩世至古近纪时期其抬升较印支期得到加强，抬升次序总体是由盆地边缘向盆地内部传递。

在秦岭造山带内部，西秦岭地区中生代晚期构造层岩性以深紫红色、灰色烁岩、砂岩为主，并含有黑色页岩及煤层，并显示出NNE向褶皱、断裂构造变形的特征。据此可推断，这是燕山运动早白里世末期NW-SE向挤压收缩的结果，并与南、北两大板块的陆内斜向汇聚相关。西秦岭在早侏罗世到晚白垩初一直处于稳定平缓的状态，到晚白里世中期后快速隆升。同时，徽成盆地及邻区在白垄纪时期经历了从走滑伸展到挤压隆升的转换过程。

在秦岭东段，中生代晚期形成了一系列近东西向展布的断陷盆地。关于其形成机制，前人文献一致认为，由于太平洋板块向欧亚板块俯冲，使东秦岭大别造山带的构造应力场发生明显的改变，与造山带大致平行的一系列区域性大断裂，由前期的挤压转为拉张活动，形成一系列北西北西西向陆相断陷盆地，并伴随广泛的岩浆活动。

以上论述表明，在白垄纪时期受燕山运动的影响，秦岭造山带邻区鄂尔多斯盆地、贺兰山、四川盆地及其西秦岭、徽成盆地均展示明显的地壳挤压缩短背景，却不同于秦岭东段近东西向断陷盆地所显示出的拉张背景。为何出现如此大的构造演化上的差异，该如何解释，尚不清楚。而秦岭东段处在研究和对比秦岭造山带内部及南北邻区构造演化的关键构造带上，因此对东秦岭构造演化的研究为进一步理解和解释新生代不同区域构造演化差异具有重要的作用。

 

1.2研究现状

自上世纪80年代，中新生代盆地逐渐得到国内地质学界的关注。关士聪等（1987）在其著作中汇总了当时具有代表性的成果，如我国中、新生代陆相盆地的展布、分类，沉积构造特征与沉积相，盆地成因与生油以及后期发育、演化等。在此基础上，朱夏等（1990）还系统地介绍了近海大陆架盆地的成果，并对新生代煤盆地、膏盐盆地作了详细的研究然而，这些著作却没有涉及秦岭地区的山间盆地。当然，对于这一地区的研究并非空白，研究成果集中在对盆地古生物地层学方面。

在秦岭造山带河南段，分布着十几个大小不一的中新生代盆地。通过地层古生物划分地层时代，如朱广彬等（2002）对五里川盆地红层的时代作了详细研究，认为应属于晚白垄世早、中期。他判断的主要依据来自地层中的恐龙化石、孢粉、同位素年龄和盆地沉积演化史等另外，王德有等（2006）在西峡盆地时，首次发现了能完全确定地层时代的介形类、双壳类、腹足类等无脊椎动物类化石，确定了该套含化石的红层时代为晚白垩世中期徐莉等（2012）在汝阳盆地进行了详细的地质填图和剖面绘制，并釆集到了许多脊椎动物微体、无脊椎动物化石。经过室内鉴定，岩石簿片观察和一系列如样品同位素测年、稳定同位素测试、地球化学等实验分析后认为，原地层时代有失偏颇，应重新建组。她建议将盆地的中部碎屑岩陈宅沟组、癖川组的时代应划归白堅纪。在综合其它手段解释盆地的沉积相与沉积环境的基础上，新建了下河东组、上东沟组和郝岭组个白垩系地层单元朱光有（1997）从岩性岩相角度出发，结合恐龙蛋化石的组合特征和同位素地层年龄等，划分了西峡盆地红层沉积相，并对相应的沉积环境解释进行了解释崔霄峰等（2009）从沉积学与古生物地层学方向对卢氏盆地沉积相、沉积环境及演化进行了详细论述，将该盆地的沉积环境解释为河流相、湖泊相，兼有湖泊冲积扇相。物源方面，以盆地北侧为主，南侧为辅。盆地的演化构成了断陷湖盆一个完整的沉积旋回，经历了从初期的裂陷成盆、早期成湖，中期扩展、萎缩到晚期盆地的复活及最终封闭4个阶段.

 

第二章区域地质概况

 

2.1自然地理概况

秦岭造山带，作为中央造山带的重要一支，横亘于中国中部。海拔1500至2500m，位于我国地势的第二阶梯上。西接昆众山，东至大别山，全长1500km，南北最宽达100-150km。秦岭北侧紧邻渭河谷地，南靠大巴山，不仅是分割中国南、北的重要地理分割带，而且是重要的地质构造带。

秦岭造山带主体分布在陕西，俯瞰呈蜂腰状，两翼按走向可分为数条山脉。如西翼的大散岭、凤岭和东翼的华山、蟒弃岭山等。其最局峰为太白山，海拔3767m。这些山脉中夹着许多盆地，相间排列，另外还发育着众多深切山脉的V字形河谷。

南北向的秦岭山地对中国南北方的气候影响极大。夏季阻挡南方湿润的海洋气流进入西北内陆，导致西北地区气候干燥；冬季阻碍着西伯利亚寒流南侵，使我国西南地区少受冷空气侵袭。在秦岭以南地区，1月平均气温在0°C以上，河流常年不冻，土壤多酸性，植被以常绿阔叶林为主，为亚热带气候类型。秦岭以北主要为黄土高原，月平均气温在0°C以下，河流冬季冻结，土壤富妈质，落叶阔叶林植被类型，为温带大陆性气候。秦岭，与淮河共同构成划分中国亚热带气候与暖温带气候的分界线。

其自然资源比较丰富，主要包括：（1）森林资源，如马尾松、华山松、栓皮栎、箭竹等；（2）土特产品，如板栗、核桃、神子等；（3）中草药，共1119种，其中列入国家“中草药资源调查表”的达286种；（4）野生动物，如大熊猫、金丝猴、朱鹳、青羊、水獭、黑鹳等国家级珍稀动物；（5）矿产资源，如金、银、、锌、煤、钼、银等。

在自然旅游方面，秦岭具有山高坡陆、河溪深切、水流瑞急的特点，旅游开发潜力较大。近年来，在当地政府的领导下，幵发出了含瀑布、急流深潭的旅游景区，风光奇特，吸引着众多游客观光，成为著名的风景名胜区。

 

2.2大地构造背景

秦岭东段在印支期裙皱隆起后，除在少数地区沉积了三叠、侏罗的地层外，广大地区仍处于隆起剥烛状态。随后，沿着早期的深大断裂发育了许多大大小小的盆地。盆地的发育，都与断层息息相关，边沉降边发生堆积，沉积了上千米厚的地层。根据盆地的形成时代顺序，可将盆地划分为3类：（1）早白垩世盆地，如洛南、商丹等，盆地底部的下白聖统以暗色地层为主；（2）晚白垩世盆地，如山阳、西峡等，为上白堅统和新生界的褐红色碎屑岩类；（3）新生代盆地，如石门、卢氏等。

李齐等（2002）利用实验及磷灰石裂变径迹实验对沙沟街剪切带南北两侧的岩体进行了研究。研究结果表明，以沙沟街一商丹断裂带为界，将秦岭造山带分为南、北两部分，这两部分表现出了不同的冷却过程和抬升历史。这可能反映出商丹带南秦岭与北秦岭必然遭受了截然不同的构造变形因此，为全面反映东秦岭构造变形和演化，拟在商丹带南北两侧都要选择合适的盆地进行研究。本次研究选定洛南盆地与山阳盆地作为研究区（见图1）。

2.2.1洛南盆地

洛南盆地位于陕西省商州区的东北和洛南县的中南部。盆地东西长63km，南北宽15km，形态呈“弓形”，是一个发育在华北板块南缘构造带之上的山间盆地。

盆地的充填物质除第四系外，基本都受南侧洛南栾川断裂带的控制和影响。盆地内地层大体呈东西向展布，向北倾斜。白垩纪地层中都有褶皱、断裂发育，靠近大断层的下白垩统的裙皱、断裂更是紧密、强烈。古近纪地层虽也偶见褶皱构造，但比较宽缓。新近纪以来的地层多呈水平产状分布。

洛南栾川断裂带呈近东西向展布于在盆地内，分为2支。南支从盆地最西端经砚川乡、腰市镇、谢湾镇到最东端，断裂线较平直。值得注意的是，在盆地西侧断裂带并未沿着盆地南部边界延伸，而是切穿古近纪地层，这与该区的山间盆地不太相同；北支从盆地最西端经大荆镇、永丰镇、城关镇到达最东端，断裂线向北弯曲，中段部分被第四系覆盖，其余基本沿着盆地边界分布。

 

第三章洛南、山阳盆地沉积充填特征........11

3.1洛南盆地沉积特征.........11

3.1.1下白垩统.........11

3.1.2上白垩统........11

第四章洛南、山阳盆地沉积演化分析........26

4.1物源分析.........26

4.1.1盆地基底地层..........26

4.1.2砾石成分统汁与对比.......26

第五章构造变形分析.......40

5.1洛南盆地构造变形分析.........40

5.1.1洛南断裂带.........40

5.1.2构造变形期次厘定.......40

 

第六章盆地中新生代构造演化的动力学解释

 

秦岭造山带在晚三叠世之后进入全面造山和陆内演化阶段在侏罗纪以后，燕山运动和喜马拉雅运动先后发生，主导了中国大陆的地质演化过程。燕山运动主要以强烈的岩楽活动和断陷盆地的广泛发育为特征，对我国中东部地区的影响尤为广泛。而从古近纪开始的喜马拉雅运动主导着中国大陆西部的演化，强大的推挤应力导致青藏高原、喜马拉雅山、天山的隆起。在这一时期，秦岭造山带东段出现的山间断陷盆地是不是也由燕山运动形成的呢？在古近纪中后期秦岭东段也发生了盆地的抬升，这是不是受到了喜马拉雅运动的影响呢？

关于晚白垩世时期的东西向陆内伸展，国内地质学界持有两种截然不同的观点。以张国伟等（2001）为代表认为，该时期东秦岭造山带发生沿现今北部边界的向秦岭之下的巨大陆内俯冲作用，并且南部边界仍在持续进行自南向北向秦岭之下的巨大俯冲运动，所以总体构成秦岭造山带处于南北受区域扬子与华北板块相向挤压收缩运动，而其自身上部岩石圈和地壳呈现急剧抬升并向外扩展的伸展隆升构造状态，所以整体发生挤压体制下的伸展隆升构造。其证据主要有：（1）在该时期发育一系列规模巨大的逆冲推覆构造；（2）在洛南栾川断裂以北的华北南缘板块上分布着燕山晚期的花岗岩体，其年代学、地球化学都证明了该观点。

然而，吴利仁等（1998）认为，由于太平洋板块向欧亚大陆俯冲，导致中国东部地区构造应力场发生重大转变。在向的挤压应力作用下，与造山带大致平行展布的一些区域性深断裂带由前期的挤压转为拉张活动。与此同时，太平洋板块的消减作用过程引起地幔产生不均一的对流作用，特别是在那些深断裂带的下部产生异常地幔，导致地壳拉张。在上述两种深、浅层次力学机制共同作用下，形成一系列向陆相断陷盆地，并伴随广泛的岩楽活动。另外。他们认为该地区的逆冲构造发生在印支晚期一燕山早期，不应作为该区南北向伸展的证据。

在结合前人成果基础上，本文从沉积学、低温热年代学及构造变形等几个方面对盆地中新生代构造演化的动力学作出预测。

 

结论

1.受严格的断陷作用控制的洛南与山阳盆地经历了至少3期演化阶段：（1）早白垩世中晚期至晚白垩世早期的盆地初始裂陷期，规模不大，充填粗碎屑物质，如红土岭组下段；（2）晚白垩世中期至古新世的扩张充填期，断陷作用强烈，盆地沉降速度快，沉积物多为细腻物质，如山阳组上段；（3）渐新世至今的盆地萎缩期，受喜马拉雅运动影响，盆地抬升，断陷作用受到遏制，盆地遭受剥蚀。这3个阶段构成了山间盆地完整的沉积旋回。

2.盆地的构造变形研究亦表明，晚白垩世至古新世期间洛南与山阳盆地至少发生了2期构造变形：第1期，大规模的正断层兼左行走滑拉分运动，擦痕线理指示多为低角度（20-50°），揭示了燕山期秦岭造山带的弧后裂陷事件；第2期，盆地断裂附近的挤压褶皱变形，内部不明显，可能反映了喜马拉雅运动对秦岭地区的沉积与构造响应。

3.洛南及山阳盆地为中生代晚期受燕山运动改造而形成的山间断陷盆地。在白垩纪初期，燕山期岩浆活动造成秦岭造山带近东西向的洛南栾川、山阳凤镇等主干断裂的复活，形成一系列沿主干断裂发育的山间盆地；进入新生代后，印度板块对亚洲板块俯冲碰撞的应力经扬子板块波及到秦岭东段地区，南北向挤压使得断陷作用得到遏制甚至消失，断陷盆地随同秦岭板块基底共同抬升，逐渐形成现今面貌。

存在问题

1.盆地地层测量工作中未能发现对地层时代具有指示意义的古生物化石，也没有进行地层年代学方面的研究，只能借助前人资料判断地层时代。

2.由于掌握区域动力学背景资料欠缺，对新生代盆地动力学背景解释有待进一步研究充实。

参考文献（略）