宋美佳 關(guān)致敏

（1.山西大同大學(xué)建筑與測繪工程學(xué)院 山西大同 037003；2.山西大同大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院 山西大同 037009）

近十幾年來，華南早古生代造山帶的構(gòu)造屬性一直是地學(xué)界爭論的焦點。華南陸塊西鄰特提斯構(gòu)造域，北接秦嶺—大別造山帶，東鄰太平洋構(gòu)造域，西南方向與印支板塊相接（舒良樹，2012；Shu et al.，2015，2021），長期處于全球板塊聚合離散的中心，先后受原特提斯洋、古特提斯洋和古太平洋構(gòu)造域多次碰撞拼貼與拉張裂解的影響（Wang et al.，2013；Zhang et al.，2013）。因此，華南陸塊經(jīng)歷了多期次的巖漿活動和構(gòu)造變形事件，形成如今的構(gòu)造格架。

早古生代期間，華南陸塊（尤指華夏陸塊與江南造山帶區(qū)域）廣泛發(fā)育巖漿活動和變質(zhì)變形作用。前人對其地層、巖漿作用、構(gòu)造活動和成礦機(jī)制進(jìn)行了大量的研究，取得了豐碩的研究成果（舒良樹，2006；Wang et al.，2013；Zhang et al.，2013；Shu et al.，2015，2021）。但目前對于華南在早古生代時期的構(gòu)造屬性，學(xué)界存在兩種截然不同的認(rèn)識：一種認(rèn)為洋—陸俯沖碰撞造山（Lin et al.，2018）；另一種認(rèn)為其造山性質(zhì)應(yīng)屬陸內(nèi)或板內(nèi)造山運動（Wang et al.，2010，2013；Shu et al.，2015，2021；Xu et al.，2016）。此外，對于華南陸塊構(gòu)造變形的幕次、斷層逆沖的方向以及動力學(xué)背景等問題，學(xué)界也沒有一致的結(jié)論，而厘清華南早古生代的構(gòu)造屬性對于該時期全球的構(gòu)造格架的認(rèn)識有重要意義。因此，本文收集了地層學(xué)、巖漿作用及其來源、變質(zhì)變形作用等方面地質(zhì)證據(jù)，旨在討論該時期華南陸塊的構(gòu)造演化過程。

1 沉積環(huán)境特征

華南早古生代地層廣泛發(fā)育（圖1），但大部分前泥盆紀(jì)巖層經(jīng)歷了不同程度的風(fēng)化剝蝕而出現(xiàn)沉積間斷，因此華南普遍發(fā)育泥盆紀(jì)地層與下伏地層之間的角度不整合面（舒良樹，2006）。20 世紀(jì)研究認(rèn)為華南經(jīng)歷了兩次大的海侵—海退旋回（陳代釗等，1994）。現(xiàn)今學(xué)者通過地層學(xué)的精細(xì)對比和研究，將華南分為江南區(qū)（揚(yáng)子塊體東南緣）、華夏區(qū)以及兩者之間的過渡區(qū)域這3 個沉積構(gòu)造單元（Shu et al.，2021）。江南區(qū)在早古生代為穩(wěn)定的濱淺海環(huán)境，其中寒武系—奧陶系為碳酸鹽臺地，志留系為快速堆積的巨厚碎屑物。從華夏區(qū)東部向北西方向延伸，存在連續(xù)的寒武系—奧陶系沉積作用（Wang et al.，2010）。華夏區(qū)早寒武世期間以濱?！獪\海環(huán)境沉積形成的長石砂巖、砂巖、碳質(zhì)泥巖夾薄層灰?guī)r為主，中寒武世—中奧陶世期間則屬淺海—半深海環(huán)境，形成了巨厚的泥砂質(zhì)碎屑巖，上奧陶世開始地殼抬升，導(dǎo)致山前出現(xiàn)垮塌巖石的巨厚堆積。嗣后，長期的構(gòu)造隆升導(dǎo)致了華夏全區(qū)志留系的缺失?？傮w上看，從江南區(qū)到過渡區(qū)再到華夏區(qū)，華南早古生代造山前的沉積地層由臺地相碳酸鹽巖到斜坡相灰?guī)r—碎屑巖逐漸過渡轉(zhuǎn)變（Chen et al.，2012；舒良樹，2012），并沒有沉積相的突變，反映一個穩(wěn)定的淺海—斜坡沉積環(huán)境（舒良樹等，2008）。此外，前人研究發(fā)現(xiàn)華南的雪峰山以東至井岡山一帶，筆石生物相帶與沉積地層具有連續(xù)一致的演變規(guī)律（Rong et al.，2010）。

圖1 中國東南部地質(zhì)簡圖（據(jù)Yao et al.，2014 修改）Fig.1 Simplified geological map of Southeast China（modified from Yao et al.，2014）

由于華南早寒武世—中奧陶世期間形成的沉積物其厚度由北西向南東逐漸增厚（Rong et al.，2010），但其古水流方向卻為南東向北西（Wang et al.，2010；舒良樹，2012；Shu et al.，2014），故部分學(xué)者認(rèn)為華夏存在一個由俯沖作用形成的前陸盆地，其成因與來自東部的構(gòu)造荷載有關(guān)（Li et al.，2010；Lin et al.，2018）。然而，研究者們在華南均未發(fā)現(xiàn)同期的熔巖與近源粗粒火山碎屑巖（Shu et al.，2014，2018）、蛇綠巖套和含鮑馬序列的濁積巖等深?；虼笱笙嚓P(guān)的沉積物（Wang et al.，2013；Zhang et al.，2013；Shu et al.，2015，2021；Song et al.，2015）?？梢姡A南在早古生代時期沒有洋盆的相關(guān)記錄，或者華南的裂解并未到達(dá)巖石圈以下的深度，應(yīng)為連續(xù)統(tǒng)一的大陸。

2 巖體年齡與巖漿演化

華南早古生代的巖漿作用廣泛發(fā)育，國內(nèi)外學(xué)者在華南發(fā)現(xiàn)200 余個花崗巖體，面積可達(dá)20 900 km2（Zhang et al.，2011；舒良樹，2012）。經(jīng)筆者統(tǒng)計前人研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)（圖2），華南的花崗巖體呈彌散型面狀展布，且多為強(qiáng)過鋁質(zhì)S 型花崗巖，富含白云母等富鋁礦物，結(jié)晶年齡集中在443～423 Ma，其Hf 同位素初始值εHf（t）絕大部分呈負(fù)值（Song et al.，2015）。這表明華南早古生代巖漿主要來自殼源物質(zhì)的熔融，幾無幔源物質(zhì)的加入。華南Ⅰ型花崗巖（如大瑤山巖體；Dang et al.，2020）與A 型花崗巖（如付坊南部巖體；Xin et al.，2020）零星出露，總面積不超過400 km2，占全部花崗巖體的比例小于2%（Song et al.，2015；Shu et al.，2021）。此外，學(xué)者陸續(xù)發(fā)現(xiàn)少量的早古生代基性巖出露，如大爽面積極小的基性巖（Wang et al.，2018）、揚(yáng)子板塊東南緣的角閃輝長巖（Zhong et al.，2013），全南縣英安巖（Zhang et al.，2017）以及桂東思泰輝長巖（農(nóng)軍年等，2017），但這并非島弧標(biāo)志，推測其形成原因與早古生代巖漿侵位受到新生地殼的混染作用有關(guān)（Zhong et al.，2013；農(nóng)軍年等，2017；Wang et al.，2018）。

圖2 華南早古生代巖體年齡統(tǒng)計結(jié)果（修改自Song et al.，2015）Fig.2 The statistical result of the Early Paleozoic pluton ages in South China（modified from Song et al.，2015）

此外，在華南由東向西或由南向北等任何方向上，我們均沒有發(fā)現(xiàn)華南花崗巖年齡的新老演化趨勢（Song et al.，2015）。Wang et al.（2013）亦對華南早古生代花崗巖體的年齡進(jìn)行了統(tǒng)計，得到花崗巖結(jié)晶年齡范圍為464～400 Ma，峰值集中在446～420 Ma，沒有俯沖碰撞屬性和受帶狀控制的特點。華南未發(fā)現(xiàn)具俯沖背景的早古生代弧巖漿巖、俯沖增生雜巖或洋殼殘片（舒良樹等，2020）。由此可見，華南早古生代的構(gòu)造—巖漿活動并非源自板塊的俯沖作用，而是陸內(nèi)碰撞造山事件的結(jié)果。

3 變質(zhì)變形作用特征

3.1 變質(zhì)作用

除揚(yáng)子陸塊東南緣（江南區(qū)）中遠(yuǎn)離斷裂帶的區(qū)域未見變質(zhì)變形外（Shu et al.，2014），華南早古生代以低綠片巖相變質(zhì)作用為主，形成大量的泥砂質(zhì)板巖和千枚巖（舒良樹等，2020），僅高州、陳蔡、龍游等局部地區(qū)零星地出露綠片巖相—角閃巖相，甚至麻粒巖相變質(zhì)巖（Chen et al.，2012b；Zhao et al.，2019；Tong et al.，2021），但全區(qū)并無高壓榴輝巖、高壓麻粒巖和高壓低溫藍(lán)片巖（舒良樹等，2020）。近年來，國內(nèi)外學(xué)者運用單礦物Ar-Ar，鋯石U-Pb 和獨居石EPMA 等測試技術(shù)，得到了更多變質(zhì)巖精確的變質(zhì)時間，我們總結(jié)了近十年測得的變質(zhì)巖年齡數(shù)據(jù)（表1）。從表中，我們看到華南早古生代的變質(zhì)年齡峰值集中在430 Ma（Faure et al.，2009；Shu et al.，2015），與華南早古生代巖漿結(jié)晶年齡相近，且在任何方向上沒有變質(zhì)年齡由新到老變化的趨勢。

表1 華南早古生代變質(zhì)年齡匯總Table 1 Summary of Early Paleozoic metamorphic ages

此外，研究者們對華南武夷山北緣、南嶺東段等區(qū)域的變質(zhì)巖進(jìn)行了變質(zhì)P-T-t軌跡分析，如陳蔡鎂鐵質(zhì)麻粒巖相變質(zhì)巖（Zhao et al.，2016），弋陽鎂鐵質(zhì)麻粒巖相變質(zhì)巖（于津海等，2014），桃溪泥質(zhì)麻粒巖相變質(zhì)巖（Yu et al.，2005），龍游石榴角閃巖（Qian et al.，2021）及其圍巖（副片麻巖）（Tong et al.，2021；Li et al.，2022）以及建寧斜長角閃巖（Wang et al.，2012），得到的結(jié)果均為近等溫降壓的順時針軌跡（圖3），指示地殼加厚之后發(fā)生快速地剝露抬升和最終的冷卻，為典型的碰撞造山作用。

圖3 華南早古生代變質(zhì)巖P-T-t 軌跡匯總Fig.3 The summarized P-T-t paths of the metamorphic rocks from South China

3.2 變形作用

華南早古生代的構(gòu)造變形在江南區(qū)不明顯，僅見少量的薄皮褶皺和碎裂流變（舒良樹等，2008）；而華夏區(qū)的前泥盆紀(jì)地層則發(fā)生強(qiáng)烈的褶皺變形，使全區(qū)大面積泥盆系角度不整合覆蓋于下伏寒武系—中奧陶統(tǒng)之上（舒良樹，2006，2012；Charvet，2013；舒良樹等，2020）。前人總結(jié)發(fā)現(xiàn)華南早古生代的構(gòu)造變形具有由南向北過渡遷移的特點（舒良樹等，2008；李三忠等，2016），全區(qū)構(gòu)造線以近S-N 與NE 為主，也有近E-W及NEE 向平行于南嶺的構(gòu)造線（Zhang et al.，2013）。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，褶皺樞紐和軸面多呈NE-SW 向展布（舒良樹等，2020），斷裂帶以NE-NNE 向為主，且斷裂帶自SW 向NE 呈現(xiàn)韌性向脆—韌性轉(zhuǎn)變的趨勢（李三忠等，2016）。Charvet et al.（2010）在江紹斷裂帶發(fā)現(xiàn)奧陶紀(jì)形成的準(zhǔn)對稱正花狀構(gòu)造。華南早古生代巖層中發(fā)育的云母魚等運動學(xué)標(biāo)志表明該時期華南（尤其武夷山地區(qū)）以韌性流變?yōu)橹鳎ㄊ媪紭洌?006）。研究者以武夷山瑞金—遂昌為軸線，發(fā)現(xiàn)其兩側(cè)逆沖方向相背，在剖面上呈現(xiàn)扇型的逆沖推覆樣式（Shu et al.，2014，2015）。

4 構(gòu)造屬性與動力學(xué)背景

綜合以上沉積地層特征、巖漿作用及其來源、構(gòu)造變形特征、變質(zhì)作用等方面的地質(zhì)證據(jù)，再與俯沖碰撞造山的特征對比（舒良樹，2021），我們可以確定華南在早古生代時期的構(gòu)造屬性為陸內(nèi)造山。但此次構(gòu)造事件的應(yīng)力來源、造山作用過程及其動力學(xué)背景依然沒有定論。

大陸內(nèi)部造山作用的應(yīng)力來自哪里？這個問題逐漸成為地學(xué)界關(guān)注的焦點。目前認(rèn)為有兩種可能，即：1） 由板塊邊緣碰撞產(chǎn)生的水平應(yīng)力，遠(yuǎn)程傳播至陸內(nèi)（Raimondo et al.，2014；Gorczyk and Vogt，2015）；2） 地幔的區(qū)域垂向應(yīng)力（Pysklywec et al.，2000）。針對華南陸內(nèi)造山的應(yīng)力來源有很多種推斷，學(xué)者普遍接受板塊邊界碰撞導(dǎo)致應(yīng)力側(cè)向傳播的遠(yuǎn)程效應(yīng)（舒良樹等，2008，2020；Wang et al.，2013；Zhang et al.，2013，2017；Shu et al.，2015，2021；Song et al.，2015；Xu et al.，2016）。

Shu et al（.2014，2021）提出可能的陸內(nèi)造山演化模型（圖4）：晚奧陶世，位于華夏塊體南西側(cè)的東南亞陸塊向北西方向下沖，揚(yáng)子板塊東南緣則沿南東方向朝華夏塊體下沖，華夏塊體兩側(cè)分別向北西和南東方向逆沖，形成華夏基底上的雙向逆沖推覆構(gòu)造。在華南塊體邊緣碰撞的動力學(xué)背景下，板塊邊緣碰撞作用產(chǎn)生的擠壓應(yīng)力，以巖石圈為介質(zhì)傳播至華南大陸內(nèi)部，造成華南此次大規(guī)模的陸內(nèi)造山活動。

圖4 華南早古生代陸內(nèi)造山模型（據(jù)Shu et al.，2014 修改）Fig.4 Schematic model of the Early Paleozoic intraplate orogeny in South China（modified from Shu et al.，2014）

對于華南陸內(nèi)造山的動力學(xué)背景，越來越多地質(zhì)證據(jù)表明洋—陸俯沖模式不能解釋華南此次造山事件。隨后，部分學(xué)者通過綜合分析滇西—東南亞的早古生代地質(zhì)記錄等方法，推測華南早古生代陸內(nèi)造山是原特提斯洋閉合、華南板塊與岡瓦納超大陸聚合的響應(yīng)（李三忠等，2016；Xu et al.，2016；王岳軍等，2022①王岳軍，錢 鑫，盧向紅等.2022.滇西—東南亞原特提斯造山作用.中國科學(xué)：地球科學(xué)，待刊.；Zhang et al.，2022）。也有研究者認(rèn)為是華南北側(cè)與秦嶺匯聚，華南南側(cè)與越南Khmer 陸塊碰撞，板塊邊緣碰撞產(chǎn)生的應(yīng)力遠(yuǎn)程傳播至華南陸內(nèi)，進(jìn)而引發(fā)了早古生代陸內(nèi)造山（Faure et al.，2018）。

5 結(jié) 論

（1）華南早古生代沉積環(huán)境為統(tǒng)一的陸內(nèi)海盆。華南早古生代沉積相自江南區(qū)到華夏區(qū)呈過渡漸變，無同期蛇綠巖、熔巖和近源粗?；鹕剿樾紟r、含鮑馬序列的濁積巖等洋盆相關(guān)的記錄。

（2）華南早古生代巖體呈彌散型面狀分布，年齡集中在443～423 Ma，在任何方向上均無新老變化遷移的規(guī)律。巖漿來自殼源物質(zhì)的熔融再循環(huán)，幾乎沒有幔源物質(zhì)的加入。

（3）華南早古生代以中低級區(qū)域變質(zhì)作用為主，變質(zhì)P-T-t軌跡為順時針的近等溫降壓曲線。早古生代變形作用以韌性流變?yōu)橹?，大多?shù)構(gòu)造線為近S-N 與NE 方向，以武夷山瑞金—遂昌為軸發(fā)育雙向逆沖推覆的構(gòu)造模式。

（4）華南早古生代構(gòu)造事件屬于陸內(nèi)造山，此次造山作用可能是華南邊緣的碰撞匯聚產(chǎn)生了應(yīng)力，側(cè)向遠(yuǎn)程傳播至大陸內(nèi)部產(chǎn)生的結(jié)果。