北秦岭古活动大陆边缘

在松树沟－卧虎大洋蛇绿岩套周围及北侧依次分布着“秦岭群”、丹凤群、二郎坪群、宽坪群、陶湾群及相当地层。洛南、方城一线以北则为华北板块基底及不厚的盖层（表2－1－2）。我们研究后认为“秦岭群”和丹凤群代表岛弧基底和岛弧火山－沉积岩系；二郎坪群及其相当地层（安坪群、丹矾窑群、毛集群之一部分）为弧后盆地沉积；陶湾群为华北板块上稳定型克拉通盖层与弧后盆地沉积之间的过渡型沉积，我们把它的上部归于弧后盆地边缘沉积。因此，在古洋盆之北的华北板块南部曾存在过一个由岛弧、弧后盆地组成的活动大陆边缘，其形成时代为奥陶纪—志留纪。表2－1－2表示它们的初步地层对比。

2．1．4．1 岛弧基底岩系：秦岭群

构成岛弧主体的是一套中深变质岩，即“秦岭群”。20世纪60年代以前，“秦岭群”被认为是古老的变质岩，它构成华北南缘长期的正向构造单元。20世纪70年代以来，由于在其中的一些岩层中发现了早古生代生物化石，而提出“秦岭群”应归属下古生界。近年来又兴起了“秦岭群”研究热潮，并取得了相当成果。根据前人资料，结合我们在陕西商县至河南内乡间多条路线考察，认为“秦岭群”的组成很复杂，至少可解体为三部分：中深变质片麻岩－片岩－大理岩、中浅变质碳酸盐岩、不同时代不同成因的花岗岩和混合花岗岩类。在岛弧基底岩系中，花岗岩、混岩花岗岩分布很广，据张本仁、严阵等研究，包括了秦岭群下亚群褶皱固化期混合花岗岩（1000～718Ma），古生代时与洋盆俯冲、碰撞有关的花岗岩（450～382Ma及345～270Ma）以及中新生代花岗岩。

2．1．4．2 岛弧火山－沉积岩系：丹凤群

丹凤群及其相当地层出露在陕西凤县至商南一带，向南大致以商丹断裂为界与泥盆系刘岭群相接。丹凤群以商县秦王山、丹凤资峪、涌峪、桃花铺一线出露最宽，较完整，变质较浅。

表2－1－2 秦岭－大巴地区前志留纪地层对比简表

前已述及，丹凤群火山岩系的岩石组合和地球化学特征均不同于松树沟－卧虎蛇绿岩套中的大洋拉斑玄武岩，而与岛弧火山岩相似。因而认为它形成于岛弧环境。

丹凤群生物化石稀少，仅陕西省区调队在商县、丹凤一带发现过早古生代化石，其西延的相当地层（草滩沟群）不整合在秦岭群下亚群之上，含有较丰富的中晚奥陶世珊瑚、层孔虫、海灯台茎化石。丹凤群火山岩中玄武岩Rb－Sr全岩等时年龄为447．8±41．5Ma，辉长苏长岩Sm－Nd年龄为402．6±17．4Ma（张国伟等，1988），它们形成于中晚奥陶世—志留纪。

2．1．4．3 二郎坪－毛集弧后盆地

古岛弧之北，商县－南阳－大河断裂带和高跃－明港断裂带之间夹持着一套中浅变质岩系，自西至东分别称为云架山群（洛南）、丹矾窑群（卢氏）、二郎坪群（西峡）、刘山岩组和大栗树组（桐柏），其中以西峡马蹄湾至栾川县城南及桐柏大河地区出露较宽且较完整。在西峡地区二郎坪群分为上、下两部分，下亚群为钙质砾岩、砾状灰岩和黑云斜长片岩，黑云斜长角闪片岩，后者原岩为基性火山岩，其中有基性岩侵入。

二郎坪群上亚群自下而上为：①黑云石英片岩夹黑云斜长角闪片岩，原岩为石英角斑岩夹细碧岩，凝灰质砂岩；②变基性火山岩、中基性角砾凝灰岩、凝灰岩夹黑色、白色硅质岩、薄层灰岩。变基性火山岩有时发育完美的枕状构造（二郎坪湾潭地区），同位素年龄值为410～457Ma，硅质岩中产古老种属的放射虫（C—S）和海绵骨针化石；③变粒岩、绿泥片岩、二云母片岩夹结晶灰岩。原岩恢复为中酸性火山岩及泥砂质复理石、灰岩。灰岩中已采得早古生代晚期的珊瑚、腕足类化石，其时代大体上应为中晚奥陶世—志留纪（可能有部分泥盆系）。为较深水－深水盆地沉积岩系，但晚期海水变浅。

二郎坪群西延至陕西洛南被称为云架山群，因断层破坏，出露宽度仅几百米至3km，从下而上分为安坪组、干江河组、月牙沟组和粉笔沟组。安坪组以火山岩为主夹碎屑岩和灰岩。火山岩以中基性为主，中酸性较少；干江河组由凝灰砂岩、粉细砂岩、钙质泥岩和含碳灰岩、砂质灰岩组成，以碎屑岩为主；月牙河组主要为灰岩、角砾状灰岩、砂泥质灰岩，夹少许钙质千枚岩；粉笔沟组下部为变质砂岩夹粉砂岩，上部为细砂岩和泥岩韵律互层，夹少量透镜状灰岩，凝灰砂岩。月牙沟组中产四射珊瑚、海百合茎、腕足类化石。侵入于安坪组中的石英闪长岩同位素年龄值为344Ma，初步认为其时代为奥陶纪—志留纪，岩性组合特征大体相当于二郎坪群上亚群的中上层位。

与二郎坪群上部相当的地层，在桐柏地区出露在大河断裂以北和台子庄断裂以南。下部大栗子组以中浅变质中基性火山岩系为主，上部刘山岩组以中浅变质的中酸性－中基性火山岩系为主夹碎屑岩和灰岩，它们的变质年龄多在400Ma左右。由上述资料可见，二郎坪群上亚群及其相当地层基本上由两部分组成，下部为中酸性－中基性火山岩系，上部为碎屑岩－碳酸盐岩。

火山岩包括喷溢的石英角斑岩、角斑岩和细碧岩；喷发的凝灰岩、火山角砾岩、集块岩；次火山岩有次石英角斑岩、次角闪闪长玢岩、次角闪辉绿岩。另见脉状辉绿辉长岩和玻基辉橄岩。

因此，我们初步认为新元古代—寒武纪（可能到中奥陶世）期间，华北板块南部可能是一个块断结构的被动大陆边缘。也就是说，华北板块南部边缘具有双重性：早期（Pt3—O2）为被动大陆边缘，晚期（O2－3—S）为活动大陆边缘。

2．1．4．4 北秦岭古生代俯冲、碰撞带

此带的岩群从南往北组成有：丹凤群、秦岭群、二郎坪群、宽坪群、一个未定名的Pt2－3的浅变质岩群、陶湾群。位于桐柏北部还包括歪头山组。通过本次的研究和分析，我们仍将峡河群合并到秦岭群中。在这个岛弧带中，在早古生代，丹凤群、二郎坪群、宽坪群、陶湾群是形成在这一时期的火山－沉积建造，它们可能是在秦岭群、未定名的Pt2－3的浅变质岩群、歪头山组为基底发育的一套火山－沉积建造。在秦岭群北部尚发育了一个500Ma形成的超高压变质岩片，代表了这一时期的俯冲带。此外，整个北秦岭广泛发育有490～380Ma的闪长岩和花岗岩类。元古宇地层中还存在950～890Ma和860～710Ma的花岗岩类。从秦岭群、宽坪群、丹凤群中原位锆石U－Pb年龄测定分析，具有共同的变质年龄数据，确定其变质年龄为400～420Ma，代表了岛弧与华北地台的拼合时间（图2－1－9、图2－1－10）。

图2－1－9 俯冲时的侵入事件年龄（492±14Ma）

图2－1－10 碰撞后的侵入事件年龄（410～380Ma）

划分的中秦岭地体分布在商丹断裂以南，向东延伸到大别山。前寒武系基底包括陡岭群（Pt2D）、耀岭河群（Pt3Y）、龟山组（Pt3g）和卢镇关群（Pt3L）。中秦岭具有两个沉积盖层：震旦系—下中志留统地层和泥盆系—中三叠统地层，两者之间多为断层接触，但在镇安一带确定为不整合接触。中秦岭地体有两个特点：①这个带中发育有780～680Ma的花岗岩类；②在寒武系到志留系地层中发育有基性火山岩。

此外，北部泥盆系的物源来源于北秦岭岛弧带，表明中秦岭与北秦岭在泥盆纪前就已经拼合（图2－1－11、图2－1－12）。

图2－1－11 泥盆系南湾组碎屑锆石年龄 （800～1500Ma）

图2－1－12 泥盆系南湾组碎屑锆石年龄 （378～497Ma）

结论：加里东运动南、北秦岭间的古中国洋在俯冲、碰撞过程中，形成了匹配的俯冲、碰撞相关的火山岩，同时在北秦岭南缘发育泥盆纪前陆盆地（图2－1－13）。

图2－1－13 俯冲、碰撞及前陆沉积事件时间上的匹配性