河南省主要構造單元及其演化歷史
河南省在地質構造上跨越中朝準地臺和秦嶺褶皺系兩個壹級大地構造單元,包括華北板塊的華北陸塊及其南緣的北秦嶺褶皺帶和揚子板塊北緣的南秦嶺褶皺帶。在綜合分析各構造階段沈積巖相與沈積建造組合、巖漿活動、構造變動、區域變質程度及成礦作用等特征的基礎上,可將河南省劃分為2個壹級、10個二級、29個三級大地構造單元(河南省地礦局,1990)(圖2.2)。其中河南鋁土礦主要產於中朝準地臺(華北陸塊)華熊臺緣坳陷澠池-確山陷褶斷束、嵩箕臺隆和山西臺隆太行山拱斷束。
圖2.2 河南省大地構造綱要圖
各大地構造單元的地質特征簡述如下。
1)華北陸塊。南界為欒川-明港韌性剪切帶,基底為新太古代和早元古代不同變質程度的各種變質巖系;蓋層包括中、新元古代淺海相碎屑巖-碳酸鹽巖、寒武紀—中奧陶世廣海碳酸鹽巖、石炭紀—二疊紀海陸交互相含煤碎屑巖系、中—新生代陸內斷陷盆地型沈積(主要為陸源碎屑巖和各種成因類型的松散堆積)。陸塊內發育3條大型上地殼構造帶:濟源-焦作斷裂帶,為白堊紀形成的斷面南傾的正斷層;三門峽-魯山逆沖構造帶,為白堊紀形成的由南向北逆沖推覆帶;馬超營-確山韌性剪切帶,為多期活動構造帶。陸塊南部發育晉寧期俯沖型花崗巖和燕山期後造山花崗巖。
2)北秦嶺褶皺帶。它為華北板塊南部活動大陸邊緣,是華力西-印支褶皺帶的壹部分。北部為中元古代陸緣裂谷沈積的寬坪群;中部為早古生代裂谷型蛇綠巖帶——二郎坪群及晚古生代類復理石沈積的柿樹園組、小寨組;南部為古元古代陸緣沈積秦嶺群和新元古代陸緣沈積峽河群,以及古生代雁嶺溝組海相碳酸鹽巖外來體。以上三部分之間為兩條大型構造帶:瓦穴子-毛集上地殼逆沖構造帶,為晚古生代—三疊紀向南推覆帶;朱陽關-大河韌性剪切帶,為多期活動超地殼構造帶。該帶內發育古生代弧型花崗巖以及碰撞型花崗巖。該帶南界鎮平-龜山韌性剪切帶為多期活動的超地殼構造帶。
3)南秦嶺褶皺帶。它為揚子板塊北緣的被動大陸邊緣,是華力西-印支褶皺帶的壹部分。該帶具有揚子型基底,震旦紀—晚古生代淺海相沈積發育。帶內有3條大型構造帶:西峽-周黨韌性剪切帶為上地殼構造帶,分隔龜山組和南灣組;內鄉-商城韌性剪切帶為超地殼構造帶,分隔南灣組與蘇家河群;大陡嶺-滸灣構造帶為上地殼斷裂,分隔蘇家河群與陡嶺群、大別群。帶內發育新元古代弧型花崗巖、碰撞型花崗巖及加裏東期、華力西期酸性巖類、基性-超鎂鐵巖類。
河南省的地質構造演化歷史較為復雜,自新太古代以來歷經嵩陽、中條、王屋山、晉寧、加裏東、華力西、印支、燕山和喜馬拉雅等9個構造活動旋回,可歸並為6個大的構造發展時期,最終形成現在的構造面貌。嵩陽旋回至中條旋回為地槽發展時期,也稱為前造山階段;王屋山旋回至印支旋回為槽臺並存發展時期,也稱為造山階段;燕山旋回至喜馬拉雅旋回為大陸邊緣活動帶發展時期,也稱為後造山階段。
嵩陽旋回是地殼全面活動時期,其火山沈積物經嵩陽運動形成了河淮和桐柏-大別兩個陸核,並在北部河淮陸核內的嵩箕地區形成冒地槽;河淮陸核以南,桐柏-大別陸核周圍廣大的秦嶺區則變為原始優地槽。中條旋回是陸殼迅速增長階段,末期的中條褶皺造山運動,兩地槽褶皺回返,北部中朝準地臺基底已經形成,南部秦嶺區結束了原始優地槽發展史,洋殼活動帶推向南秦嶺及其以南地區,河南省內絕大部分地區已轉變為陸殼,其時南北分異已明朗化。王屋山旋回,原先形成的陸殼在深斷裂劇烈活動影響下開始解體。中朝準地臺南緣華熊地區斷拗下沈,形成臺緣坳陷。原始秦嶺褶皺系中間西峽—南灣壹帶,裂陷為斷陷地槽。王屋山運動使華熊臺緣坳陷褶皺,中朝準地臺進入地臺演化階段。西峽-南灣斷陷地槽回返成褶皺帶之後,地槽向南移至南秦嶺區,形成坳陷優地槽。與此同時,北秦嶺二郎坪—劉山巖地區,裂陷成斷陷地槽。晉寧旋回早期,是優地槽和斷陷地槽同時發展階段。強烈的晉寧運動,南秦嶺優地槽褶皺,轉變為冒地槽;二郎坪-劉山巖斷陷地槽可能延續到加裏東運動才褶皺。經過晉寧運動,河南全省結束了大洋地殼發展史,變為陸殼。晉寧旋回晚期—華力西旋回是南秦嶺冒地槽演化階段,石炭紀末的華力西運動使南秦嶺冒地槽和北淮陰斷陷褶皺隆起,河南省內秦嶺地槽最終封閉,轉變為褶皺帶隆起。燕山旋回是河南省地質構造發展史中又壹重要的變革時期。強烈的燕山運動,造成準地臺蓋層全面褶皺,結束中朝準地臺發展階段,重新活動。其時河南省內中朝準地臺和秦嶺褶皺系已無多大差別。自燕山旋回晚期起,在太平洋活動帶影響下,河南省西部上隆成山,東部大幅度急劇沈陷,形成坳陷盆地,成為我國東部大陸邊緣活動帶的組成部分,構成河南省西隆東坳、西高東低的構造地貌形態。
綜觀河南省地質構造發展演化,具有如下規律:從時間上來講,在9個構造階段演化過程中,以中條和燕山兩次構造運動為重要轉折,由老到新大致分為地槽(嵩陽—中條旋回)、地槽與地臺並存(王屋山—印支旋回)、大陸邊緣活動帶(燕山—喜馬拉雅旋回)三個大地構造發展時期。各個發展時期之間皆表現為突變式轉化,其起始和結束時間各地不大壹致。每個發展時期都有特有的發展過程,與其相應形成獨特的沈積建造組合、巖漿巖、構造變形及礦產。從空間上來看,中生代以前,河南省地質構造南北分異比較明顯,地槽回返及陸殼增長總的趨勢是由北向南依次推進,但由於地殼引張及深斷裂作用,往往出現局部向北返遷移現象。中生代以來,河南省地質構造東西分異顯著,東部活動強烈,西部相對比較穩定,反映了河南省地質構造多旋回不均衡發展的特點。在其演化過程中,自中條運動以後,深斷裂對其演化起著重要的控制作用(河南省地質礦產局,1990;林德超等,1998)。