双峰式火山岩_双峰式火山岩与构造挤压作用有关

桐柏-大别-苏鲁带

桐柏-大别-苏鲁带现今所看到的组成与结构，主要是印支期碰撞及高压、超高压变质期后伸展构造和中新生代热-构造演化的结果。除了燕山期及其后的岩浆活动和盆地堆积物以外，桐柏-大别碰撞造山带的基本组成主要包括核部杂岩（CC）单元、超高压（UHP）单元、高压（HP）单元、绿帘—蓝片岩（EB）单元和沉积盖层（SC）单元等，此外还有一些镁铁质和超镁铁质岩体，各构造岩石单元间分别由下、中、上和顶部的伸展拆离带所分隔（索书田等，2000；Zhong et al.，2001）（图1-2）。

双峰式火山岩_双峰式火山岩与构造挤压作用有关

双峰式火山岩_双峰式火山岩与构造挤压作用有关

双峰式火山岩_双峰式火山岩与构造挤压作用有关

双峰式火山岩_双峰式火山岩与构造挤压作用有关

在大别山地区，龟梅断裂与晓天-磨子潭断裂之间为北淮阳构造带或北淮阳构造线（Northern Huaiyang Tectonic Line），有丰富的加里东期及印支期碰撞造山构造-热记录，是秦岭大别造山带中板块俯冲碰撞、拼贴叠置、逆冲推覆及韧性走滑等长期主要构造作用造成的复合型构造混杂结合带（张国伟等，2001）。为叙述方便，暂归入大别地块，属桐柏-大别-苏鲁带。

1.3.4.1 核部杂岩（CC）单元

核部杂岩单元主要分布于大别山的中部和北部及桐柏山带的核部，在山东五莲以东及海洋所小石口也有所出露。它主要由大别杂岩和桐柏杂岩组成，包括变质表壳岩系、变质镁铁质岩石和变质花岗岩。其中变质表壳岩系和变质镁铁质岩石主要包括斜长角闪岩、黑云斜长片麻岩、变粒岩及磁铁石英岩、矽线榴片麻岩、基性及酸性麻粒岩和大理岩等。具麻粒岩相—高角闪岩相变质作用及多期褶皱变形特征，并经历了强烈的部分熔融和混合岩化作用。它们多作为残块包裹于变质花岗质岩石之中，所占的比例很少。变质花岗质岩石以花岗闪长质片麻岩和花岗质片麻岩为主。它们主要是古老地壳在晋宁期受到强烈再造和部分熔融的产物。此外，核部杂岩单元中还有大量的燕山期花岗质和镁铁质—超镁铁质岩体就位，因之，真正的古老结晶基底变质岩石保留很少。

1.3.4.2 超高压单元

超高压单元主要分布于大别造山带南部、西部及北部以及苏鲁地区的苏北和胶南。主要岩石组合为英云闪长质片麻岩、面理化（含榴）花岗岩和榴辉岩，还有少量的大理岩、硬玉石英岩及镁铁质岩石等。超高压榴辉岩多以透镜状、扁豆状或团块状产于片麻岩中，少量产于大理岩和超镁铁质岩石中。榴辉岩分为块状榴辉岩和面理化榴辉岩。前者的峰期变质矿物组合主要为石榴子石+绿辉石+金红石，块状或具弱面理；后者的矿物组合上除了石榴子石、绿辉石和金红石外，一般还含有蓝晶石、多硅白云母、黝帘石或滑石等，并发育明显的面理和线理组构。榴辉岩的围岩主要为黑云斜长片麻岩（俗称“超高压片麻岩”），含不等量的角闪石、绿帘石和石榴子石，在化学成分上主要相当于英云闪长质片麻岩。超高压单元中面理化（含榴）花岗岩在化学成分上相当于奥长花岗岩和花岗岩，在整个单元中占有很大的比例。它们常包容各种英云闪长质片麻岩乃至榴辉岩和退变榴辉岩，或穿插于它们之中，显示了部分熔融的迹象。超高压单元内榴辉岩体常显示不同程度的退变质，转变为斜长角闪岩和片麻岩。在有些较大榴辉岩体产出地可追索出从榴辉岩—角闪石化榴辉岩—榴辉岩质斜长角闪岩—斜长角闪岩（有时可保留角闪石+斜长石的后成合晶）—（含榴）黑云角闪斜长片麻岩（所谓的超高压片麻岩）的逐渐过渡。

图1根据现有耀岭河群火山岩同位素年代学数据，湖北地区该群火山岩形成年代主要分布于700～800Ma（周高志等，1996），其中包括796±77Ma的锆石U-Pb年龄和806Ma的Sm-Nd全岩等时线年龄白桑关幅、袁家山幅、习家店幅、玉堤店幅、栗子坪幅、武当山镇幅和丁家营幅区域地质调查报告（1：5万），湖北省区域地质矿产调查所，1997。。然而，在陕西安康牛山却获得了耀岭河群变玄武岩和陨西群变长英质火山岩分别为1016Ma和1009Ma的Sm-Nd全岩等时线年龄，且两群的火山岩的Nd模式年龄也同形成年龄相近（TDM分别平均为1225Ma和1216Ma），玄武岩和长英质火山岩的εNd（t）值也基本一致（分别为+5.98和+5.97）（张宗清等，2002），表明耀岭河群火山岩形成于中-新元古代之交，东部的较年轻，属于新元古代，西部的年代较老，属于中元古代末期。-2 桐柏—大别山三叠纪碰撞期后伸展构造略图

（据索书田等，2002）

GMF—龟山-梅山断裂带；BMXF—八里畈-磨子潭-晓天断裂带；XGF—襄樊-广济断裂带；TLF—郯城-庐江断裂带；NHY-北淮阳带；CC—核部杂岩；UHP—超高压单元；HP—高压单元；EB—绿帘石-蓝片岩单元；SC—沉积盖积；LDZ—下伸展滑脱带；MDZ—中伸展滑脱带；UDZ—上伸展滑脱带；TDZ—顶伸展滑脱带

超高压单元主要由经过超高压变质作用的大陆壳及幔源超镁铁质岩石、（2）熊耳群退变质的超高压变质岩石及减压退变质和部分熔融作用形成的片麻岩及面理化含榴花岗岩组成，构成一个8～10km厚的楔状岩片。它们与下伏的主要由高温变质杂岩构成的核部杂岩带之间以下滑脱带相隔。在有些区段，因地壳薄化及伸展拆离作用影响，缺失超高压单元岩石，造成由高压单元岩石直接覆于核部杂岩单位之上。

1.3.4.3 高压单元

高压单元在大别山主要分布于河南罗山、湖北大悟、红安和安徽宿松等地以及桐柏山的两侧，大致相当于原来所划的宿松群、红安群和苏家河群浒湾组以及桐柏山地区原划的肖家庙岩组、马鞍山岩组、鸿仪河岩组及丘沟岩组等所在的范围。该单元主要由白云钠长片麻岩、钠长绿帘角闪岩及以透镜状产于其中的榴辉岩组成，还有大量的面理化（含榴）花岗岩和少量的大理岩。高压榴辉岩也经历了不同程度的退变质作用，可见到由榴辉岩—榴闪岩—石榴角闪岩—绿帘角闪岩—钠长绿帘角闪岩乃至蓝闪绿片岩和绿片岩的连续退变质系列，还可较清楚地辨认高压榴辉岩与（钠长）绿帘角闪岩之间的演化关系。

桐柏-大别地区的高压单元向东可延至苏北的泗洪—连云港一线，向西被南襄盆地的陆相盆地沉积掩盖，但据钻孔及地球物理资料，陆相沉积物基底岩石及主要构造边界，均可与盆地东西两侧山区的岩石及构造对比，因而，桐柏山区的高压单元，有越过南襄盆地向西延展的趋势。

1.3.4.4 绿帘蓝片岩单元

绿帘蓝片岩单元分布于桐柏-大别造山带的南侧，向东越过郯庐断裂可延至苏北的管镇—杨集一线。主要由绿帘蓝闪片岩（变质基性火山岩）、蓝闪白云钠长片岩（变质酸性火山岩）、蓝闪白云石英片岩（变质泥质岩）和蓝闪大理岩（变质碳酸盐岩）以及绿片岩、白云钠长片岩及白云石英片岩等组成。大致包括了原来所划分的张八岭群、随县群、耀岭河群及武当山群所在的范围。经历了从低绿片岩相→绿帘蓝闪片岩相的进变质作用→绿片岩相、低绿片岩相的退变质作用过程。应引起注意的是，在绿帘蓝片岩带中还可见有少量残留的榴辉岩透镜体。同样，在部分高压榴辉岩中仍可见到绿帘蓝片岩相退变质作用的叠加，这些都可能暗示了高压榴辉岩与绿帘蓝片岩间的转化关系。

1.3.4.5 沉积盖层

桐柏-大别-苏鲁碰撞造山带内所保存的盖层岩系（SC），由于构造揭顶作用及侵蚀破坏，仅在桐柏-大别造山带的南缘有残留露头，另在上述各单元的顶部也偶见出露，或呈构造岩片产出，如大别的港河、苏北的石桥及胶南的坪上等（周建波等，董树文等，汤家富）。这些沉积盖层由晚震旦纪至三叠纪沉积岩组成，这在造山带内部尤为特征，在港河地区和石桥、坪上地区则分别以浅变质的火山碎屑岩和沉积岩为代表。据古地理分析资料，震旦纪至中三叠世阶段，整个大别和苏鲁地区，都曾有沉积作用记录，该阶段还不存在大面积的古陆。沉积岩（局部夹火山岩）的特征与扬子克拉通盖层有亲缘性。其内部变形比较复杂，具褶皱逆冲带性质，以顶拆离带分别与下伏的高压或绿帘蓝片岩单元的岩石接触。

1.3.4.6 镁铁质及超镁铁质岩石

桐柏-大别-苏鲁带内，尤其是大别山北部广泛分布大小不一的镁铁质及超镁铁质岩石块体。依据它们的矿物组合、变形变质特点及与围岩的接触关系，可分为两大类。一类是以饶钹寨、碧溪岭和石马等地变形的方辉橄榄岩、纯橄榄岩组合为代表，它们与榴辉岩相岩石有相同的变形变质及几何学特征。如饶钹寨两个垂向上叠置的方辉橄榄岩扁平透镜体的长轴平行区域拉伸线理，与区域上榴辉岩透镜体形态及堆垛格式一致。地球化学研究表明，这些超镁铁质岩的稀土模式为LREE富集型，不同于大洋地幔，其87Sr/86Sr和εNd值表明不是来自亏损的地幔源区。另一类镁铁质岩石是辉石岩、角闪辉石岩及辉长岩组合，多为宏观上未变形的侵入体，与围岩有清楚的侵入接触关系，并含有围岩捕虏体，如岳西小河口岩体及霍山祝家铺岩体等。同位素年代学资料表明后一类镁铁质—超镁铁质岩体是中生代就位的。这些镁铁质及超镁铁质的岩石地球化学特征及野外地质体间几何关系、变形行为，均不具变质蛇绿混杂岩的特征。尽管大别碰撞造山带内不存在变质蛇绿混杂岩带，但熊店、苏家河及浒湾一带榴辉岩中所显示的加里东期同位素年代学数据及εNd值（可达-20）表明，在大别山很可能保存有在加里东时期华北与扬子地块对接时被消减的古洋盆的残片。

除了上述主要构造岩石单元外，桐柏-大别碰撞造山带中还有很多燕山期及其后的岩浆活动和盆地堆积物。其中中生代燕山期大规模的岩浆岩体就位，是印支期陆陆碰撞后重要热-构造的反映。同位素示踪和地球化学研究表明，大别山内的燕山期花岗岩，不论是产出于核部杂岩，还是产出于超高压或高压单元中，其源区都来自于核部杂岩，这也从另一侧面证明核部杂岩在空间上是位于高压、超高压单元之下的。另据Wang等（2000）对深反射剖面的解析，大别超高压岩石主要集中于9km以上的地壳。

1.3.4.7 北淮阳带

在大别山地区，龟梅断裂与晓天-磨子潭断裂之间为北淮阳构造带或构造线（Northern Huaiyang Tectonic Line）。主要由卢镇四、汉南基性—超基性侵入杂岩关群和佛子岭群组成，其中“卢镇关群”的主体已被研究证明是变质变形的花岗质岩体；佛子岭群主要是一套浅变质的复理石建造，由石英岩、板岩、千枚岩及大理岩等组成，整体上变质较浅，最多达低绿片岩相。构造上以板劈理的发育为特征，不发育塑性剪切带。向西的桐柏山和秦岭的商丹构造带以南分别分布有南湾岩组和刘岭群，它们在组成和结构上均可与佛子岭群对比。新近的研究（周建波等，2002）还表明，苏鲁造山带西北缘的五莲杂岩中的浅变质沉积岩组合与佛子岭群的很相似，它们可能是北淮阳带的东延部分。在桐柏地区，北淮阳带中南湾岩组的南北两侧还分别出露有定远组和龟山岩组，前者为浅变质的双峰式火山岩组合，后者则主要为变质较深的沉积-火山岩系。龟山组与丹凤群在构造位置上相当，在组成上也有相似的地方，但两者的关系还有待进一步研究。北淮阳带有丰富的加里东期及印支期碰撞造山构造-热记录，是秦岭大别造山带中板块俯冲碰撞、拼贴叠置、逆冲推覆及韧性走滑等长期主要构造作用造成的复合型构造混杂结合带（张国伟等，2001）。

地质及地球化学特征

（据严阵等，1985）

一、地质特征

此外，在豫西淅川—内乡一带不整合覆盖于陡岭群结晶基底之上的岩层为由变质火山岩组成的毛堂群。该群下部姚营寨组为变质酸性火山岩，上部马头山组为变质基性火山岩。两岩组变质火山岩原岩均形成于1794Ma。其根据为姚营寨组变酸性火山岩中存在年龄为1794±11Ma的锆石，以及对马头山组变基性火山岩曾获得Sm-Nd参考等时线年龄约1780Ma。鉴于姚营寨组变酸性火山岩的具有与陡岭群岩石接近的Nd模式年龄（TDM）（2079～2117Ma）和钕同位素特征，推测酸性火山岩浆很可能为陡岭群老陆壳岩石重熔产物；马头山组变基性火山岩按形成年龄为1780Ma的εNd（t）计算值（5.79～6.69，平均值6.08）与同时期的MORB亏损地幔源区的εNd（t）值（6.1）几乎完全一致，表明其岩浆应属于亏损地幔部分熔融产物。虽然毛堂群在岩石特征上与耀岭河群和郧西群相似，但是它们的形成年龄和Sm-Nd同位素组成不能对比（张宗清等，2002）。至于毛堂群与武当群的关系仍有待研究。

1.矿床格架

SEDEX矿床的内部格架主要受流体卸载口附近的海底硫化物所控制。临近喷气口的矿床主要是由热液流体的浮力所形成的，而远离喷气口的矿床则是由于流体比凹陷盆地中海水重，导致在远离喷气口的海底沉淀。，临近喷气口的矿床以带状为特征，这是由于热液流体与喷气口上方的层状硫化物反应的结果。

临近喷气口的矿床可以分为4个相:①层状硫化物;②喷气口混杂物;③硫化物细脉带;④远端热液蚀变沉积物。靠近流体上升的中心往往是细脉带，层状硫化物以充填、脉状和被高温硫化物交代为特征，而远端的热液沉积物可能代表了幔羽的散落物。这些物质由于海底海水的流动以及重新活动的硫化物丘的交替碎屑流体而分散。

远端的矿床的分带性不是很明显，与盆地的形貌呈层状整合关系(图8-2)。

2.结构和矿物

不管是近端矿床，还是远端矿床，层状相主要由硫化物、热液产物(如碳酸盐、燧石、重晶石、磷灰石)和一些非热液的碎屑、化学和生物沉积岩组成。在许多矿床中，黄铁矿是主要的硫化物;而在Sullivan和Mount Isa矿床，磁黄铁矿是主要的硫化物。这类矿床主要的经济矿物是闪锌矿和方铅矿，铁硫化物与金属硫化物的比值从小于1∶1到大于5∶1。非硫化物热液组分是可变的，当有重晶石出现的时候，可以占到25%。硅质主要以燧石形式出现，其中部分来自热液流体。

在层状矿体的边缘相，通常称为“远端相”，主要由没有经济价值的层状热液产物组成。远端相包括纹层状的黄铁矿、磁黄铁矿和铁、锰、钙碳酸盐，以及氧化铁、重晶石和硫酸盐等。层状矿石和沉积围岩的接触带是渐变的，有时候是靠矿石品位确定的。

喷气口混合物是不均匀的，一般由块状、交代残片以及不规则的脉体和浸染状的硫化物、碳酸盐、硅质(主要是石英)组成。矿物组合有黄铁矿、磁黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、铁碳酸盐、电气石和少量的白云母、绿泥石、黄铜矿、毒砂和硫酸盐矿物组成。

图8-2 Sedex矿床成因模型

喷气口混合物下方的供给带是不整合带，主要由硫化物、碳酸盐和硅质脉体以及与下盘沉积物的浸染和交代的产物组成。在大多数矿床中，供给带的根部在同沉积的断裂带、断层崖角砾、火山灰熔流中。与SEDEX矿床有关相的突变说明在硫化物形成之前、之中以及之后，断层一直是活动的。

3.围岩

大多数SEDEX矿床的围岩主要由盆地海相、还原性的、细粒沉积物组成。这些沉积物主要是含碳的燧石和页岩。这些沉积物代表了深海、半深海的环境。Irish型矿床主要的围岩是灰岩和白云岩。BHT型矿床的围岩则是双峰式火山岩和碎屑沉积物，这些沉积物往往变质成为角闪岩相和麻粒岩相的岩石。

二、SEDEX型矿床的地球化学特征

1.矿石组成

SEDEX矿床主要经济组分是赋存于层状矿石矿物闪锌矿和方铅矿中的Zn、Pb和Ag组分。品位的Pb+Zn矿石一般在喷气口和层状矿石的过渡地带。这主要是由于金属及与矿石有关的元素(如Hg、As和Sb)在喷气口被淋滤，随后在靠近喷气口的层状岩相中重新沉淀下来。在一些SEDEX矿床中，如德国的Rammelerg和澳大利亚的Mount Isa，Cu则是这些矿床的主要资源。

2.矿石结构和化学分带

在大多数SEDEX矿床中，热液蚀变结构、矿物和元素围绕热液流体的卸载中心呈放射状分布。从流体卸载中心向外的侧向分带主要受喷气口的带状结构控制，常常伴随有层状矿体厚度的减小以及热液矿床单层厚度和个数的降低(Goodfellow et al.，1993)。

从火山喷气口中心向外，Zn/Pb比值增加是SEDEX矿床最主要和显著的特征。而Pb/Ag、Cu/(Pb+Zn)、Fe/Zn、Ba/Zn、SiO2/Zn比值也是增加的。

3.蚀变结构、矿物学和化学特征

尽管SEDEX矿床与下伏的热液流体供给带密切相关，但是截至目前，在许多矿床中与其有关的热液蚀变却没有得到系统、深入地研究。已有的研究表明，SEDEX热液蚀变矿物主要有石英、白云母、绿泥石、铁白云石、菱铁矿、电气石和硫化物等。蚀变带硫化物的含量十分低，但是黄铁矿、磁黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、黝铜矿和毒砂在有些矿床中也可以见到。

与SEDEX矿床有关的热液蚀变发育广泛，在成矿前和成矿后的沉积岩中延伸可达100m，侧向延伸可达数千米。例如，在Sullivan矿床，绢云母化蚀变范围达200m。尽管成矿期后的热液沉积物清楚地显示SEDEX矿床成矿后热液流体还在活动，然而，明显缺失热液蚀变则说明后期的流体活动是非常微弱的，以至于难以观察到。

三、全球尺度和大陆尺度地质特征

1.构造背景

SEDEX、Irish以及BHT型矿床产于克拉通内部或者克拉通前缘的沉积盆地中。其构造背景是变化的，如地幔柱引起的克拉通内部裂谷带和重新活动的裂谷边缘以及裂谷的弧后远端都可以形成这些矿床。尽管BHT型矿床的成因还有争议，但是BHT型矿床往往与沉积盆地中的同时代的双峰式火成岩的共生的现象说明BHT型矿床与较少变形和变质的、沉积于弧后大陆裂谷环境的VHMS矿床(赋存于火山岩和沉积岩中的硫化物矿床)是类似的。

所有的SEDEX矿床都形成于构造活动过程中，这可以从断裂的重新活动、盆地内碎屑沉积作用，以及火山作用和岩床侵位作用所代表的岩浆作用等得到信息。许多矿床形成于还原性的海相盆地，并且主要形成于盆地演化过程中的凹陷阶段，临近深穿透的走滑断裂的附近。这些构造在同裂谷阶段的高渗透性的碎屑沉积岩中切割区域碳酸盐和页岩建造，并从流体库中捕获含矿流体(Nelson et al.，2002)。

2.长期演早侏罗世逐步发生海退，形成以漾江组（兰坪-思茅）和大野组（昌都）为代表的湖相及滨海相红色碎屑岩海退序列沉积（图4-12）。化和硫的循环

SEDEX，Irish和BHT矿床形成于从古元古代(2000Ma)到白垩纪几个不连续的地质时期。由于大型Sullivan矿床的影响，Pb和Ag的品位在古-中元古代是的，尽管Au的数据有限，但是其品位在古元古代和古-中元古代是比较高的。

许多SEDEX矿床的形成与地球演化过程中，大洋分层缺氧、富H2S时期密切相关(图8-3，图8-4)。例如，在古生代Selwyn盆地，沉积黄铁矿中δ34S的增高、缺氧的纹层状的含碳页岩和燧石与3个主要的SEDEX矿床形成时期(晚寒武世、早志留世和晚泥盆世)密切相关。

图8-3 地质历史演化时期SEDEX矿床的分布 图8-4 新元古代和显生宙构造(大陆汇聚和裂解)、冰期、大陆溢流玄武岩，以及蒸发岩的硫同位素组成

从以含铁、铁占优势的太古宙大洋到还原性的、硫占优势的元古宙和显生宙大洋的转换，是与Superior类型铁建造的氧化和沉淀作用分不开的。大洋的这种化学成分的变化伴随着硫酸盐的增加，这对于细菌硫酸盐的还原作用和富H2S缺氧水柱的建立是必需的。太古宙和古元古代SEDEX矿床的缺失可能是由于缺氧大洋中还原性铁的含量较高而影响H2S的活动性。在这种情况下，由于缺乏还原性的硫使之沉淀，导致还原性的、缺硫的卤水流体从喷气口喷到水柱中的时候发生分散。

3.盆地结构

最有利于形成SEDEX矿床的盆地是大陆裂谷盆地(图8-5)，这种盆地必须有至少2～5km厚的粗粒、渗透性较好的碎屑岩及其有关的火山岩或者火山碎屑岩组成。这些火山岩或者火山碎屑岩形成于裂谷时期，并被不能渗透的盆地页岩或者碳酸盐所覆盖(Goodfellow et al.，1993)。Zn和Pb的主要来源是同裂谷时期的火山岩和碎屑岩(Lydon et al.，2000)。最终有利于金属沉淀的环境是还原性的盆地，盆地可以从周围的海水中获得H2S补偿。尽管一些矿床与岩浆作用的关系不是很明显，但是，在空间上和时间上，铁镁质火山岩和岩浆与许多SEDEX矿床以及赋存在双峰式火山岩中的BHT矿床的关系十分密切(Parr et al.，1993)。

图8-5 SEDEX矿床沉积盆地构造格架

4.矿床尺度

SEDEX、Irish和BHT矿床一般发育于沉积盆地的构造中，近喷气口的矿床与活动断裂密切相关，这些断裂限定了盆地的边界。而远离喷气口的矿床发育于海底的凹陷地带。喷气口和与之有关的矿床也明显受切割地层的断裂控制，这些穿层断裂作为运输通道，把成矿流体从热液反应带运送到海底。另外，影响喷气口的因素是基底的高度以及软沉积物的多少。反应带的水动力学主要受热结构、基底几何形态、卸载带的位置所制约。就远离喷气口的矿床而言，与临近喷气口矿床不同的是其主要受流体的密度和局部海底的压力所控制。

昌都-思茅陆内裂谷的沉积盆地演化特征

二、新元古代中期大陆裂解火山岩

4.2.3.1 晚3.2.1.1 地质背景与特征三叠世—早侏罗世火山-地堑阶段

随着洋盆扩张，大洋板块冷却，逐渐变得致密，继而自SW往NE向华北大陆板块之下俯冲，在上述托来山北坡洋脊（洋岛）型火山岩带北东侧发育由蓝闪片岩带、基性—超基性岩块、火山岩岩片、混杂堆积岩、放射虫硅质岩残片，以及由滑塌堆积、浊流沉积及复理石组成的楔形俯冲杂岩增生地体（许志琴等，1994）。该俯冲杂岩构造岩片东西延伸长达400km，并在清水沟—白柳沟一带将寒武纪裂谷系火山－沉积岩切穿。根据前人资料（吴汉泉、1987；肖序常，1988），该俯冲杂岩带蓝闪片岩中蓝闪石、多硅白云母及白云母的K-Ar和39Ar-40Ar同位素年龄数据值为459 Ma，最小值为388 Ma，大多为 450～420 Ma，其俯冲作用几乎贯穿了整个奥陶纪。由于俯冲作用持续时间较长，使得该带挤压构造和剪切作用较为发育。在北祁连山西段发现有与俯冲杂岩有关的金矿床（鹰嘴山甘肃酒泉地调队，1996年资料。）。

在晚三叠世—早侏罗世火山-地堑阶段，由于强烈的断块异运动，昌都地体形成堑垒相间的裂谷型盆岭地貌，构成裂谷盆地，在强烈扩展的东西两侧的江达-云岭-绿春和澜沧江两条火山-地堑中，堆积了巨厚的活动型火山-碎屑岩系。

在南澜沧江地堑，堆积了卡尼-诺利期小定西组和瑞替期茫汇河组火山-碎屑岩系。小定西组平行不整合在中三叠统忙怀组碰撞型高钾流纹岩之上，主要为粗安岩→亚碱性玄武质→中长玄武质→英安质→亚碱性玄武质→钾玄岩质火山岩，以碱性系列中基性岩为主，中晚期有少量英安岩（占20.9%），所夹沉积岩为滨海相→海陆交互相粉砂岩、泥页岩，厚1100～2000m，火山岩占88%左右。茫汇河组整合于小定西组之上，由富钾的钾质粗面玄武岩与富钾流纹质火山岩构成双峰火山组合，夹陆相、湖相细屑岩，具有酸性→基性→成分韵律，中南部变为粗安质-英安质-流纹质火山岩组合，由北而南火山活动强度减弱，火山岩的厚度从3096m→524m→1929m，火山岩占整个岩系的厚度比例从83%→43.8%→54.7%。上三叠统的中基性火山岩主要属碱性玄武岩系列；酸性火山岩以SiO2，Al2O3和Na2O较低，稀土元素丰度较高和较大的铕负异常而不同于中三叠统碰撞型流纹岩，形成于板内拉张环境（莫宣学等，1993）。

图4-11 昌都盆地晚三叠世沉积-构造剖面图

1—砾岩；2—砂岩；3—砂页岩；4—页岩/煤；5—碳酸盐岩；6—粗面岩；7—酸性火山岩；8—中性火山岩；9—基性火山岩；10—夺盖拉组；11—阿堵拉组；12—波里拉组；13—甲丕拉组；14—洞卡组；15—公也弄组；16—东独组；17—少定西组；18—古生界+下三叠统

澜沧江地堑北段即昌都地堑。在吉曲—甲桑卡—俄让一带，昌都火山地堑堆积了晚三叠世滨岸-潮坪相砂泥岩、灰岩、火山碎屑岩，厚达2051m。在地堑东侧马查拉地堑的次级地堑，厚近千米的甲丕拉组（T3j）中下部红色砂泥岩中发育由橄榄玄武质角砾熔岩、橄榄玄武岩、碱玄岩、英安质晶屑凝灰岩、流纹岩构成的双峰式火山岩组合，火山岩厚为200m左右，以基性熔岩为主；在地堑西侧紧邻澜沧江断裂的厚2000余米的巴钦组火山岩构成10个喷发韵律，具有下部英安质、中部流纹质、上部英安质的旋回特征，主要为火山碎屑岩及少量熔岩和沉凝灰岩，少见正常沉积岩。甲丕拉组火山岩以基性为主，巴钦组火山岩以酸性为主，在较大时空尺度内，亦构成双峰组合。

在江达-云岭-绿春地堑南段绿春—墨江一带，中三叠世末印支褶皱不整合面之上于晚三叠世依次堆积了火山-磨拉石组合（一碗水组下段），泥质岩-碳酸盐岩组合（一碗水组上段），含煤碎屑岩夹火山岩组合（路马组/高山寨组），厚可达5000m以上。火山岩主要集中于墨江县城西部和绿春县城北部一带，以英安岩-流纹岩分布最广，在墨江有长达30km的枕状玄武岩夹酸性火山岩带（段嘉瑞等，1995），中性火山岩少见，总体上属双峰式组合，显示了增生后强烈扩张的火山-地堑特征。

中段的云岭地区，整合或不整合在中三叠统攀天阁组碰撞型流纹岩之上的上三叠统，具有与南段相似的由海进到海退的沉积序列，底部为厚薄不等的红色磨拉石组合（德钦地区甲丕拉组下段），向上依次为火山岩（甲丕拉组中段、崔依比组）、火山-粗碎屑组合（甲丕拉组上段、石钟山组一段）、碳酸盐岩组合（波里拉组、石钟山组二段）、泥质、砂泥质岩组合，顶为含煤碎屑岩夹火山岩建造，累计厚可达万米。其中的火山岩在石钟山一带为陆相中酸性岩，向北至维西以北的云岭地区为海相中基性岩（云南省地质矿产局，1990）。

北段中部的江达地区，上三叠统堆积在具“两堑夹一垒”结构的江达、车所两个地堑盆地中。沉积序列与中、南段相似，自下而上依次为磨拉石组合（洞卡组下段）、火山岩组合（洞卡组中、上段）、碳酸盐岩组合（波里拉组）、泥、砂泥质岩组合（阿堵拉组）、含煤碎屑岩组合（夺盖拉组），总厚可达5000m以上。江达地堑发育一套活动型火山-沉积组合，火山岩堆积在河流相、滨岸相紫红色-杂色碎屑岩磨拉石组合之上，南段火山岩以安山质岩为主，北段以中基性、中酸性为主，具有东西两侧基性、中部酸性特点，显示明显的双峰式组合特征。车所地堑，在盆地北段下拉秀—漠地滩—生达一线，上三叠统统称生达群（T3Sd），下部为河湖相-浅海相碎屑岩夹少量基性玄武岩（相当于确志卡组、查叶口组）、浅海相灰岩/泥灰岩（相当于娘肯组、尼勒弄组、面达组-洛色组）；中上部为一套灰-深灰色浅变质砂板岩、夹多层碱性橄榄玄武岩（相当于莱俊卡组、巴马组、扎嘎组、再勒达组），日胆果、再勒达等地，碱性橄榄玄武岩呈多个夹层出现，厚度达1500m左右，并伴有橄榄辉绿岩等基性、超基性岩的侵入。碎屑岩中普遍发育鲍马序列，属以陆屑为主的复理石浊积岩组合，总厚度达6000m以上（未见顶底）。在盆地东侧斜坡地带，据在生达等地观察，发育一套过渡型沉积，由斜坡-盆缘相角砾状滑塌灰岩、水道沉积、灰质浊积扇组成，砂板岩中见有重荷模构造；向南裂谷盆地规模较小，在车所及其北西一带，同期的上三叠统为一套由浅水-半深水杂色/深灰色碎屑岩，沉积厚度近4000m，上部发育大量枕状以（中）基性火山熔岩为主的角砾岩、集块岩、熔岩，火山岩厚度达近2300m，其中有厚达2264m的深海槽环境的枕状基性熔岩，同时伴有辉绿岩脉侵入，从下到上火山旋回的厚度呈不断增加的趋势，暗示盆地拉张程度的不断增强；在贡觉县北东的宋西—车台一带，相当层位的上三叠统（金古组-哇曲组）下部发育一套火山质浊积岩、上部发育大量灰绿—灰黑色块层状、枕状、杏仁状（中）基性火山熔岩、集块岩、角砾岩，顶部为安山岩，火山岩厚度达2000m，同期有大量辉绿辉长岩体侵入。江达地堑的火山岩以酸性，而在车所地堑的火山岩以基性为主，在空间上亦有双峰式组合的特征。

在北段，江达以北的交拉打-巴龙地区，火山岩宏观上具有东基、中酸、西基特征，构成双峰式组合，经对1：20万邓柯幅区调报告的51 组岩石化学数据进行统计，SiO244%～60%的样品约占70%，SiO265%～71%的样品约占20%，亦显示出明显的双峰式特点，车所地堑北延之西部交拉打—英地滩一带，主要为碱性、钙碱性玄武岩系列；在江达地堑北延的长青可—巴龙一带，西侧（查叶口组）为碱性玄武岩，中部（巴塘群）为流纹岩，东部（巴塘群）主要为碱性拉斑系列、钙碱系列玻基纯橄岩、碱性玄武岩、玄武安山岩，顶部（第四段）为中酸性凝灰岩、角砾岩，具有明显的双峰式特征。

上述车所-维西的基性火山岩主要为深海-半深海相板内拉斑系列、碱-拉斑系列玄武岩-玄武安山岩组合或细碧岩-石英角斑岩组合，局部具双峰式组合特征，夹灰岩、白云岩、泥灰岩，含放射虫硅质板岩、杂砂岩，厚2600m。局部有洋脊拉斑玄武岩，在白茫雪山垭口共生有层序不完整的蛇绿岩，表明局部有洋壳出现，为具有新生洋壳的小洋盆，已具陆间裂谷性质。

在兰坪-思茅地区，整个裂谷盆地，具有两堑夹一垒的结构，并且东部地堑较西部地堑扩张强烈，两个地堑扩张强度均自北向南减弱。在昌都地区，自东而西的江达、车所、妥坝、昌都、左贡等地堑与其间的地垒山地，构成堑-垒构造系。东部的江达、车所盆地火山活动强烈，西部的妥坝、左贡盆地缺乏火山喷发，昌都盆地西侧的北澜沧江带局部有火山喷发活动。

图4-12 昌都地区侏罗纪-白垩纪沉积组合与厚度变化

1—砾岩；2—砂岩；3—粉砂岩；4—泥岩；5—灰岩；6—断层

T3d—大野组；K1j—景星组；K2h—虎头寺组；K2n—南新组

4.2.3.2 中侏罗世—晚白垩世陆内拗陷阶段

早侏罗世末全区整体抬升，形成中下侏罗统之间的平行不整合接触后，中侏罗世开始进入陆内拗陷阶段（见图4-12）。中侏罗世岩石圈挠曲明显，全区大面积沉降，沉积范围扩展到澜沧江断裂以西的澜沧、孟连地区。在滇西，盆地中堆积了中侏罗统下部花开佐组红色细屑岩组合，上部和平乡组海陆交互相碎屑岩、碳酸盐岩及膏盐组合，上侏罗统坝注路组红色细屑组合，总厚5000～7000m。大型挠曲坳陷背景上的同生断裂活动频繁，沿沘江断裂的金顶花开佐组细砂岩中发育角砾岩及岩块，出现多级堑沟状盆地或单断式箕状盆地。在昌都地区，堆积了达布卡组（J2）、肯做尕组（J3）河湖相细屑岩建造，厚3150m。

图4-13显示裂谷盆地，在纵向上，沉陷是不均匀的，暗示了横向构造的存在，即在横向构造影响下发育横向地堑-地垒。

图4-13 昌都盆地早、中侏罗世纵向沉积厚度变化图

（1：20万区域地质调查实测剖面资料综合绘制）

4.2.3.3 晚三叠世—侏罗纪沉积相构造环境判别

在图4-14上，昌都地区临澜带的上三叠统，大部分投在稳定克拉通内浅海盆地内（CR）裂谷及断陷盆地（RF），少部分投在被动陆缘（TE）和消减型活动陆缘（LE1）过渡区域；兰坪-思茅地区上三叠统则全部落在稳定克拉通内浅海盆地（CR）和裂谷及断陷盆地（RF），反映晚三叠世，整个昌都-思茅构造带处于陆内裂谷环境，但南、北两段的发展存在异。

在图4-15上，昌都-思茅构造带的上三叠统绝大部分源于陆块物源区（C），但北段昌都地区稳定情况降低，并有部分源于岩浆成分较多的岩浆弧源区（A）。

（底图据Valloni and Maynard，1985；兰坪-思茅地区数据据阙梅英，1998；昌都地区西部数据据王建平等，2003）

1—昌都地区上三叠统；2—兰坪-思茅地区侏罗-白垩系；3—兰坪-思茅地区上三叠统

CR—稳定克拉通内浅海盆地型（Q95F3L2）；TE—被动陆缘型（Q62F26L12）；LE1—活动陆缘消减带型（Q16F53L31）；LE2—活动被动边缘转换断层型（Q34F39L27）；BA—弧后盆地型（Q20F29L51）；FA—弧前盆地型（Q8F17L75）；RF—裂谷及断陷盆地型（Q70F20L10）

图4-15 Q-F-L图解中碎屑沉积模型

（底图据Dickinson，1979；兰坪-思茅地区数据据阙梅英，1998；昌都地区西部数据据王建平等，2003）

1—昌都地区上三叠统；2—兰坪-思茅地区侏罗-白垩系；3—兰坪-思茅地区上三叠统

A—岩浆弧源区；r3—深成岩、火成岩组分比率增加趋势；B—再旋回带物源区；r2—大洋组分、大陆组分比率增加趋势；C—陆块物源区；r1—成熟度稳定性降低趋势

在图4-16上，兰坪-思茅地区的上三叠统—白垩系绝大多数样品均落入包括大西洋型大陆边缘、裂谷盆地及克拉通盆地在内的被动陆缘区，且中侏罗统、白垩系样品明显远离活动区，反映本区处于大陆裂谷盆地环境。且中侏罗世起进入陆内拗陷阶段。在图417上，兰坪-思茅地区上三叠统-白垩系大多数投点也落入包括裂谷盆地在内的被动陆缘区。

综上所述，沉积构造环境判别表明，昌都-思茅构造自晚三叠世起进入陆裂谷期，中侏罗世进入裂谷拗陷阶段。

图4-16 砂岩大地构造环境的化学成分判别函数图解

（底图据Bhatia，1983，引自阙梅英等，1998，改绘）

1—J2-K2样品；2—T3-J1样品

图4-17 w（La）/w（Y）-w（Sc）/w（Cr）关系图

（底图据Bhatia and Crook，1986，引自阙梅英等，1998，改绘）

A—大洋岛弧；B—大陆岛弧；C—活动大陆边缘；D—被动大陆边缘

1—J2-K2样品；2—T3-J1样品

4.2.3.4 古新世—中始新世走滑堑垒构造阶段

古新世—中始新世，裂谷的东、西边部和北段的昌都地区抬升，沉积范围缩小至兰坪-思茅地区的中轴部位（图4-18，图4-19）。原先统一的大型盆地因断裂活动而解体成若干小型地堑盆地及其间的地垒隆起，而形成堑-垒构造系，表明区域地壳仍处于伸展、离散构造状态。由沘江断裂等构成的中轴断裂带，在早第三纪活动强烈。规模大、沉降幅度大、地层发育齐全的兰坪-云龙、景谷、镇源、磨黑、勐腊等盆地均发育在中轴断裂带上。这些盆地多为SN向延伸的狭长形，长宽比多在20：1 以上，剖面为单断式箕状半地堑或双断式地堑，主要堆积了河湖相红色碎屑岩、膏盐建造，厚度可达8000m以上。

王成善等（1998）在研究早第三纪兰坪-云龙盆地沉积体系空间配置的基础上认为，盆地为双向式不对称充填，物源为点物源，断裂控制了沉积体系和沉积类型，垂向、横向和纵向上快速相变，由物源错位、盆地扇体和沉积体系的侧向迁移反映出盆地具有左旋走滑的特征。沉积体系在拉井-检槽断陷的东西两侧发生反向迁移。从古新世到早始新世，扇三角洲沉积体系中的河口砂坝砂体，在盆地东侧相对于东界同沉积断裂，逐渐向北迁移，层位逐渐变新，反映出物源区相对于盆地向北运动；在盆地西侧，近端和远端河口砂坝砂体向南侧向迁移，泥砾岩向南层位增多和变新，说明物源区相对于盆地发生向南运动。总体说明古新世—早始新世，盆地发生左旋走滑运动。

中始新世末的喜马拉雅运动Ⅰ幕，区域广泛挤压，裂谷封闭，中生界和早第三系广泛褶皱，形成陆内裂谷褶皱造山带。

图4-18 滇西地区古新世岩相古地理图

（据云南地矿局，1995，修绘）

1—海陆交互湖间坪地相碳酸盐、泥、粉砂；2—陆相湖间坪地相碳酸盐、泥、粉砂；3—石膏-盐湖相；4—剥蚀区

图4-19 滇西地区始新世早-中期岩相古地理图

（据云南地矿局，1995，修绘）

1—滨海平原相（砂、泥岩）；2—滨海湖沼相泥岩夹砂岩；3—河流冲积平原相（砂、泥岩夹砾岩）；4—内陆湖泊相（泥岩夹砂岩）；5—剥蚀区

南秦岭武当群和耀岭河群及结晶基底地质-地球化学特征

前面有关秦岭地壳结构-岩石组成论述中已经指出：南秦岭与扬子陆块相同，其下地壳是由太古宙陆核或基底组成，中地壳由元古宇组成，而不整合于其上的震旦纪-显生宙盖层则为上地壳组成，结合考虑上述南秦岭元古宙各岩群层位关系，可以看出南秦岭中地壳的下部主体应由古元古代陡岭群和佛坪群等结晶基底组成；其上应由毛堂群、武当群等古-中元古代岩层构成，而主体为新元古代的耀岭河群应是中地壳的上部或顶部组成。

武当群为武当地区出露面积、最古老的变质火山-沉积岩系，组成武当山的主体。它为一套以绿片岩相为主的浅色变质岩系，由石英钠长片岩、石英（云母）片岩、长英变粒岩、浅粒岩、绿帘石（或阳起石）绿泥片岩及变砂岩、凝灰粉砂岩、石英岩等组成，构成若干韵律层。浅色岩的原岩以酸性火山岩为主，其次为正常的沉积碎屑岩；暗色岩原岩主要为基性火山岩。经鉴定，中酸性岩主要为英安-流纹岩与晶屑和岩屑凝灰岩，基性岩主要为玄武-安山岩和基性火山碎屑岩或凝灰岩。

对武当群原岩形成时代长期存在争论，近年研究表明，该群包含着不同时代形成的火山岩和少量沉积岩。在十堰市北武当群变火山岩中已获得了1927±75Ma的全岩Sm-Nd等时线年龄，岩石的Nd模式年龄（TDM）介于13～1986Ma之间，平均值1945±25Ma，其值和岩石的等时线年龄值在误范围内一致（张宗清等，2002）。而在郧县太子坡和房县土城一带的武当群变火山岩中均不能获得Sm-Nd等时线，岩石样品Nd模式年龄变化范围很大，介于1175～2162Ma之间，并呈现出1175～1597Ma和1742～2162Ma两个模式年龄段，它们的峰值分别为1394Ma和2043Ma。经TDM-1/［w（Nd）/10-6］检验，发现TDM3.2.1.2 武当群、耀岭河群及结晶基底岩石的地球化学特征随着1/Nd变化而变化，表明火山岩中有老地壳物质混入。在太子坡，通过几个混入老地壳物质最少的样品构成的Sm-Nd等时线，得出了（1251±190）Ma的火山岩形成年龄（张宗清等，2002）。因此，武当群应是一套古—中元古代的变质火山-沉积岩系，这点与南秦岭存在更老的古元古代结晶基底（陡岭群和佛坪群），且武当群又被耀岭河群所覆盖的地质关系是吻合的。

耀岭河群基性火山岩包括细碧岩、细碧质角砾熔岩、细碧质凝灰岩，变质后为各种绿片岩，但原岩的火山岩面貌基本保留。酸性火山岩以流纹岩为主、夹少量粗面岩及凝灰岩、火山角砾岩，变质后为长英钠长片岩、浅粒岩、变粒岩等。正常变质沉积岩主要为云母片岩、石英片岩、炭硅质岩及变砂岩。在较接近大别的随县-枣阳地区，耀岭河群下段以变玄武岩（细碧岩）为主，上部夹变酸性火山岩；中段以绿片岩为主，中、上部夹钠长片岩、云母片岩、石英片岩等；上段云母片岩、绿片岩夹大理岩，总厚度逾1600m（张二朋等，1993）。岩石变质一般属于绿片岩相，局部可达高绿片岩相。

南秦岭元古宙的结晶基底主要以古元古代陡岭岩群（2000Ma左右）和佛坪群（2000Ma左右）为代表。其中陡岭群分布于南秦岭东部河南西峡、淅川、内乡一带，向西至豫陕交界。据张寿广等（1996）研究，陡岭杂岩的组成是十分复杂的，主要由长英质片麻岩、斜长角闪岩、透辉粒变岩与少量的大理岩、石墨片岩及石英岩组成。长英质片麻岩是陡岭群的主体，由表壳岩和深成岩变质形成。经岩石学和地球化学化学研究判明，黑云斜长片麻岩和二云斜长片麻岩为副片麻岩，其原岩为泥质-砂质沉积岩。微量和稀土元素组成十分类似于许多钾质花岗岩的特征。角闪斜长片麻岩的原岩被证明属于火山岩类。而原岩属于深成岩的灰色片麻岩，则在主量元素组成上类似TTG质岩石。斜长角闪岩，按产状和岩石化学特征可分为两类：一类呈片麻岩夹层产出，并具有平坦型稀土元素组成模式，原岩应为拉斑玄武岩或玄武质火山凝灰岩，岩浆来源自亏损地幔源区；另一类呈透镜体产出，稀土元素具有右倾平滑型组成模式（L-、M-、HREE连续递减），负Eu弱至不明显，原岩应为基性侵入岩，岩浆遭受到陆壳物质的强烈混染，致使岩石向钙碱性玄武岩方向演化。透辉石粒变岩很可能为太古宙英云闪长岩和碳酸盐岩双源混合沉积岩变质形成。陡岭群岩石早期变质属于中压相系高角闪岩相，晚期变质属于绿片岩相（张寿广等，1996；赵子然等，1995）。

年代学研究表明（张宗清等，2002），在陡岭群下部瓦屋场组中，曾获得混合片麻岩锆石的12±12Ma的207Pb/206Pb年龄及透辉石变粒岩锆石的1931±89Ma的207Pb/206Pb年龄；混合片麻岩Nd模式年龄（TDM）1890～2145Ma，平均值2014Ma；斜长角闪岩（张宗清等的5个数据和我们测定的1个数据）Nd模式年龄（TDM）介于1694～31Ma，平均2982Ma，其中模式年龄为1694Ma的样品角闪石为绿色；而其余样品（多数模式年龄达太古宙）的角闪石呈褐色，推测后一种岩石有不同数量太古宙地壳物质的混入。上部层位大沟组中，曾获得片麻岩全岩等时线Sm-Nd等时线年龄为1860±350Ma（由于147Sm/144Nd分布范围较窄，年龄不确定性大），其Nd模式年龄（TDM）介于2096～2144Ma之间，平均值2123Ma，完全与瓦屋场组片麻岩一致；大沟组斜长角闪岩Nd模式年龄（TDM）介于2089～2254Ma，平均值2197±64Ma。灰色片麻岩锆石的207Pb/206Pb年龄为18±2Ma，Nd模式年龄（TDM）平均值为2014Ma。基于上述年代学资料陡岭群变质杂岩的原岩被认为属于古元古代（2000Ma±）的岩层（张寿广等，1996；张宗清等，2002）。

作为与大别的对比参照，下面重点说明武当群和耀岭河群火山岩系的地球化学特征。

（1）经主量元素TAS（Cox et al.，1979）图解和高场强元素Nb/Y-Zr/TiO2图解（Winchester＆Floyd，1977）进行岩石类型判别发现（图3-6），耀岭河群火山岩具有明显双峰式火山岩岩套的特征；在相对稳定的高场强元素图解（图3-6b）中，这一特征显示得更为明显。而且相当比例的样品属于偏碱性岩石。岩墙群（应为岩席，下同）的辉长-辉绿岩总体特征与耀岭河群基性火山岩类似。然而，武当群火山岩以偏酸性（SiO2＞70%）和偏基性（SiO2＜53%）的岩石居多，存在一定比例的中性安山质岩，表明岩浆为连续演化序列，并且火山岩系总体显示钙碱性特征（图3-6 a）（凌文黎等，2002b）。

图3-6 武当地区武当群和耀岭河群火山岩的岩石类型TAS（a）和Nb/Y-Zr/TiO2图解（b）判侏罗纪末燕山运动使全区抬升，下白垩统普遍整合在上侏罗统之上，自此进入白垩纪盆地萎缩期。白垩系的分布范围大规模缩小至澜沧江断裂以东地区，主体为河湖相红色碎屑岩及膏盐建造，仅江城、勐腊局部有间歇性海水侵漫，厚5000m。沉积范围逐步缩小，沉降中心向盆内、向南部迁移。别图

（2）采用Sun＆McDonough（1989）原始地幔化学组成编制了武当群和耀岭河群岩石原始地幔标准化元素组成图（图3-7），结果显示：武当群酸性和基性火山岩（分别见图3-7a和图3-7b）均具有显著的Nb、Ta和Ti的负异常，表明其岩浆过程（岩浆源区或运移过程）有陆源物质的参与，或者属于类似与俯冲消减有关的岛弧火山岩的形成过程；而耀岭河群基性火山岩和酸性火山岩（分别见图3-7c和图3-7d）则一般无明显的高场元素（Nb、Ta等）异常，只有个别低HREE的基性火山岩样品显示出弱负Nb、Ta、Zr等异常（凌文黎等，2002b），推测后一情况可能同岩浆上侵和结晶过程中受到地壳物质的混染有关。岩墙群辉长-辉绿岩的元素组成特征与耀岭河群基性火山岩十分相似。此外，在SiO2含量相近的情况下，无论基性和酸性岩石，耀岭河群火山岩的亲石大离子元素含量水平明显高于武当群火山岩。

（3）经Ta-Hf-Th（Wood et al.，1979）和Y-Ti-Zr（Pearce＆Cann，1973）等图解判别，耀岭河群基性火山岩的成分点均落于板内拉斑玄武岩区；而武当群基性火山岩则位于岛弧火山岩区。经Y-Nb（Pearce et al.，1984）图解判别，耀岭河群酸性火山岩成分点落入板内花岗岩区，而武当群酸性火山岩则归属于岛弧花岗岩区。在Ga/Al（×100）Zr图解（Whalen et al.，1987）中耀岭河群酸性火山岩成分点主体落于碱性（A型）花岗岩区，而武当群酸性火山岩则主要分布于I型或S型花岗岩区。总之，武当群火山岩系具有类似陆缘岛弧火山岩的地球化学特征，而耀岭河群火山岩系和辉长-辉绿岩墙群的岩石则显示相同的大陆裂谷型岩浆的地球化学特征（凌文黎等，2002b）。

图3-7 武当地区中、新元古代火山岩和基性岩墙原始地幔标准化元素组成模式

a—武当群酸性火山岩；b—武当群基性火山岩；c—耀岭河群酸性火山岩；d—耀岭河群基性火山岩；e—基性岩墙群岩石

3.2.1.3 陡岭群变质杂岩和毛堂群岩石的微量元素组成特征

前文已经介绍了陡岭群主要岩石的稀土元素组成特征。根据现有文献资料，该群主要组成岩石长英质片麻岩中，只有副片麻岩有微量元素的分析数据（4个样品，赵子然等，1995），经原始地幔标准化编制微量元素蛛网图揭示，岩石均具有Nb、Ta、P、Ti和Y相对于相临大离子亲石元素不同程度的亏损（图略）。陡岭群斜长角闪岩的洋脊玄武岩标准化元素组成模式表明（赵子然等，1995）：呈似层状产出的斜长角闪岩（变拉斑玄武岩）多数样品不具有Nb、Ta、Zr、Hf、Ti等高场强元素的明显亏损，但个别样品则显示出明显的Ta和Hf的负异常，其次也有样品具有弱的Nb和Zr负异常；而原岩属于侵入基性岩的斜长角闪岩（角闪石呈绿色）则多数样品显示强弱程度不同的Nb、Ta、Zr、Hf、Ti负异常。瓦屋场组原岩属于拉斑玄武岩的斜长角闪岩，其原始地幔标准化元素蛛网图（张宗清等，2002；赵子然等，1995）同样显示出两种组成模式；具有Nb、Zr、Hf 明显亏损、并伴有U和Th强烈亏损的模式，以及高场强元素不明显亏损、但伴有U和Th亏损的模式。大沟组侵入岩石成因的斜长角闪岩的原始地幔标准化元素蛛网图（张宗清等，2002，数据引自赵子然等，1995）显示，岩石均具有Nb、Zr、Hf、Ti等不同程度的亏损。

总之，上述南秦岭元古宙岩石的地球化学特征表明，多数岩石都显示出不同组合高场强元素不同程度的亏损，甚至产于裂谷构造环境的部分岩石也不例外。因此，这可能是该区岩石圈固有特征，而岩浆作用又在较多情况下受到陆壳物质的混染。所以，在这里不能仅根据岩石具有亏损高场强元素一种标志，就肯定岩石形成于岛弧环境。当然这是今后需要深入研究的问题。

南秦岭中—新元古代关键地质

一、新元古代兰坪-思茅地区的侏罗系—白垩系在上述两图上则显示物源为活动性较的陆块（C）的稳定克拉通浅海盆地（CR），反映陆内裂谷发育的拗陷阶段特征。初期大陆边缘火山弧

南秦岭地区武当群和耀岭河群中的一部分属于新元古代早期火山岩系，它们的地球化学特征指示该火山岩系形成于大陆边缘火山弧的构造环境。凌文黎等（2002）通过对武当群火山岩系的详细研究后，指出武当群属钙碱性火山岩系的总体特征，无论是基性，抑或酸性火山岩显示出显著的Nb、Ta和Ti的负异常，表现出与岛弧火山岩类似的特征。这套新元古代早期岛弧火山岩与陕西镇安磨沟峡火山岩及扬子陆台西北缘西乡群火山岩在层位、地球化学特征及钕同位素特征上均可对比。西乡群下部白勉峡组锆石U-Pb年龄为（946±18）Ma；上部孙家河组为（904±18）Ma，因此，凌文黎等提出，现在的南秦岭和扬子陆块曾属同一个大陆板块，且新元古代初期弧火山岩系的发育暗示有来自该区以北洋壳俯冲作用的存在，本书作者赞同凌文黎等的分析和看法。

南秦岭耀岭河群火山岩的另一部分是新元古代中期大陆裂解的产物，火山岩地球化学特征显示板内火山作用的特征。其中亲石大离子元素含量明显高于武当群，且无Nb和Ta的异常，表现出大陆裂谷火山岩的基本特征。夏林圻等（1996）主要从两方面阐述了耀岭河群形成于大陆裂解背景的证据：，火山岩系的自然共生组合显示双峰式的特点；第二，基性火山岩地球化学特征与大陆板内火山岩相似，富Ba、Th、Rb、La和Ce，低富集Nb和Ta，与岛弧及洋岛玄武岩明显有别。

与耀岭河群形成时代和构造背景相似的火山岩地层还有碧口群及汉南铁船山组。同位素年代学研究结果表明，这些火山岩U-Pb同位素年龄集中在南华纪的时限范围内，例如碧口群玄武岩SHRIMP法的U-Pb年龄为（790±15）Ma和（776±13）Ma（闫全人等，2003），TIMS法U-Pb年龄为（737.3±2.4）Ma（待发表）；耀岭河群TIMS法U-Pb年龄分别为（808.1±5.7）Ma（陕西石泉水库附近）和（744.1±4.4）Ma（河南西峡南）。这些年龄数据与扬子克拉通南华系南沱组之下火山岩的同位素年龄完全吻合（王剑，2000），并共同处在同一裂解的构造环境之中。

三、新元古代中期侵入杂岩

河南淅川以北陡岭岩群分布区范围内及邻区已鉴别出一系列花岗质-闪长质侵入体，尽管它们具有不同的岩性和地球化学特征，但空间分布上很接近，形成的时代几乎相同，应形成于同一构造背景之中。我们将这些南华纪形成的侵入体统称为“陡岭侵入杂岩”，包括前人所称的“三坪沟、甘沟、上张营岩体”及吐雾山A型花岗岩等，其形成时代集中于730～710Ma之间。

1.老君殿含暗色微粒包体的花岗闪长岩-石英闪长岩

老君殿岩体出露于河南淅川以北老君殿一带，侵入于陡岭岩群中，岩石呈块状构造，未遭受明显变形作用的叠加改造。岩石主体具中粒结构。该岩体的一个显著特征是其中含有大量暗色基性包体，这些包体可呈状、不规则状或条带状，与寄主岩矿物组成常呈过渡变化关系，其中的不规则状和条带状包体常呈现塑性变形现象，说明暗色基性包体与寄主岩曾同时处于一种塑性状态，表明岩体的形成可能为双峰式源岩浆或壳、幔源岩浆混合的结果。

石英闪长岩类具有中粒花岗结构、块状构造，主要矿物组成为斜长石（50%～55%）、角闪石（40%）和石英（＞5%）。斜长石为自形粒状，粒径3～5mm，个别晶体可见解理和聚片双晶，表面高岭土化强烈。角闪石中粒自形，粒径2～3mm，具有淡绿—绿—深绿多色性，菱形解理发育，解理夹角56°，可见双晶。石英为中细粒他形，粒径1～3mm，无色，表面干净，波状消光。老君殿岩体的另一个重要组成岩石类型花岗闪长岩具有中细粒花岗结构、块状构造，主要矿物组成为斜长石（40%～45%）、石英（25%～30%）和角闪石（20%～25%）等，另含有少量磁铁矿。值得注意的是，该岩体中含有堆晶角闪石岩包体，具有斑状结构，岩石呈绿褐色，角闪石呈堆晶状，石英和斜长石呈镶嵌状充填于角闪石缝隙间。角闪石粒径0.5～10mm，自形，裂理发育，裂理中充填有石英体。

该样品的锆石U-Pb SHRIMP年龄为（717±10）Ma（10个点的206Pb/238U表面年龄权重平均值）。

2.吐雾山A型花岗岩

吐雾山A型花岗岩位于陡岭岩群露头分布区的东南侧，地表近椭圆形，面积约1.5km2。其北侧有少量陡岭岩群角闪质片麻岩、大理岩围岩，其余为第四系。岩体主体为钠闪石霓辉石花岗岩，另有少量钾长花岗岩。岩石具文象结构和花斑结构，块状构造，主要矿物组成为钾长石（50%～60%）、石英（30%±），少量斜长石、钠闪石和霓辉石（5%±），副矿物为磁铁矿、锆石和磷灰石等。根据卢欣祥等（1999）资料，吐雾山A型花岗岩的SiO2含量为74.41%，w（Na2O+K2O）=9.19%，σ=2.68，w（Al2O3）/w（CaO+Na2O+K2O）=0.，w（Fe2O3）/w（Fe2O3+FeO）=0.68，岩石中F、Cl含量甚高，F为901×10-6，Cl为105×10-6，［w（Y）/w（Nb）］N=2.14，［w（Y）/w（Ta）］N=3.77。岩石的REE含量高达457.78×10-6，∑Ce/∑Y=2.95，［w（La）/w（Yb）］N=7.29，Eu强烈亏损，δEu=0.29，稀土元素含量和配分特征属典型A型花岗岩。微量元素地球化学显示典型板内花岗岩特征。

卢欣祥等曾测得该岩体的TIMS法锆石U-Pb年龄为（725±39）Ma（卢欣祥等，1999），我们利用高分别率高灵敏度离子探针质谱仪进行了核定，其206Pb/238U表面年龄权重统计平均值为（711±11）Ma，在误范围内与前人的TIMS法年龄数据一致，该年龄代表了吐雾山A型花岗岩体的结晶时代。

扬子克拉通西北缘汉南地区望江山基性岩体是标志南华纪大陆裂解的重要地质记录。汉南地区大地构造位置属于扬子克拉通西北缘的向北突出部分，又称“巴山弧”的米仓山系，其北缘紧邻秦岭造山带勉-略构造带，而东西两侧分别为龙门山和大巴山推覆构造带。望江山基性岩群由多个岩体组成（总面积约400km2），其中主岩体出露面积约120km2，为秦岭造山带及两侧陆缘规模的南华纪基性侵入岩体。望江山基性岩体主要岩性为辉长岩、橄榄辉长岩和苏长辉长岩，具辉长辉绿结构。主要造岩矿物为普通辉石（少量透辉石和紫苏辉石）、中—基性长石（An=40～80，平均约65），具少量橄榄石、角闪石、黑云母及不透明矿物等。最突出的地球化学特征是多数样品缺乏明显的Nb、Ta负异常特征。望江山岩体总体显示板内构造环境地球化学属性，结合该基性岩体群的规模（＞400km2）分析，其成因应与大陆溢流型玄武岩的形成机制类似，标志南华纪扬子克拉通北缘较大规模的陆内裂谷岩浆活动的开始。凌文黎等（2001）曾测得（785±88）Ma的Sm-Nd等时线年龄，推测望江山岩体侵位时代为南华纪早期。

五、汉南酸性侵入体

表4-4 样品主元素的百分含量平均值（wB/%）

本次研究过程中，我们采集了陕西西乡三溪关（汉江边）英云闪长岩样品（样号QL65TW01）。该处英云闪长岩显示中粒结构，块状构造，片麻理不发育，主要组成矿物石英和斜长石呈镶嵌状。矿物成分除石英（35%）、斜长石（50%）外，还有角闪石（8%）、黑云母（5%）和白云母（2%）等。

对汉南侵入杂岩的年龄和成因前人曾进行过积极探索，例如最早严阵等（1985）曾过一个Rb-Sr等时线年龄数据，张宗清等对该数据利用Isoplot进行了重新计算，得到等时线年龄为（806±140）Ma。他亦获得了斜长花岗岩中的黑云母40Ar-39Ar年龄为（796±20）Ma、以中酸性侵入岩为主的19个点的Sm-Nd等时线年龄为（837±26）Ma，根据上述年龄资料，推断汉南侵入杂岩形成于837～800Ma（张宗清等，2000）。

作者等采用TIMS法测定了上述英云闪长岩（样品号：QL65TW01）锆石U-Pb年龄，其206Pb/238U表面年龄权重平均值为（.3±2.7）Ma。这一年龄值表明汉南侵入杂岩中至少有部分侵入体形成于南华纪，是罗迪尼亚超大陆初期裂解阶段的产根据张宗清等（2002），毛堂群姚营寨组变酸性火山岩的原始地幔标准化元素蛛网图显示，岩石明显亏损于Nb、Ta和Ti，但不亏损Zr和Hf。马头山组变基性火山岩同样的蛛网图则显示，Nb、Sr、Ti和Y的亏损。物。

秦岭造山带南岩浆岩带同位素测年结果可参见表4-5。

表4-5 秦岭造山带南部岩浆岩带同位素测北段南部的则巴-雄松地区，西侧（车所地堑南延）的则巴-阿益地堑主要为钠质碱性玄武岩和酸性流纹岩，构成双峰式组合，东侧（江达地堑南延）的色当-亚章地堑为低钾拉斑系列的碱性-亚碱性玄武岩，低钾-中钾玄武岩；东西两带亦构成双峰式组合态势。对1：20万白玉幅-雄松幅的78组岩石化学数据进行统计，SiO245%～56%的样品占45%，SiO268%～80%的样品占43%，双峰式特征明显。年结果

裂谷带中发育了各种指示地壳减薄环境中形成的基性及酸性侵入体以及相近时期的火山岩。这些地质体中的双峰式火山岩、辉长岩和A型花岗岩明确指示形成于板内伸展环境，其形成时代集中在810～700Ma之间。然而与上述地质体在地域上相邻、形成时代相近的部分花岗岩却显示岛弧岩浆岩的地球化学特征。我们不认为同一地域、同一时代的岩浆岩是两种构造背景的产物，它们应统一反映一种相同的伸展环境的动力学机制，而地球化学特征的异主要受原岩的制约。

该裂谷带的范围北被商-丹构造带所截，南达扬子克拉通区的汉南一带，其东延部分与桐柏-大别山和苏鲁造山带中红安群、宿松群、海洲群中的南华纪裂谷型火山岩带（汤家富等，2003）及大面积发育的南华纪深成花岗质侵入岩带相连；南可能与扬子克拉通西缘南华纪康滇裂谷（即刘鸿允等19所称的“康滇-龙门山-米仓山火山裂谷带”）相接；西延部分虽被西秦岭晚古生代至中生代沉积地层所覆，但仍不能排除存在以汉南为中心的三叉裂谷的可能性。这支三叉裂谷的东支和南支延伸均超过1000km以上，位于三叉裂谷中心的汉南一带可能是“热点”所在，因此发育了规模较大的望江山等基性侵入体。如果这一推断属实，该三叉裂谷可能是我国保存、规模的新元古代裂谷系统。由于这一时期的裂解与Rodinia超大陆的解体有关，因此它将为研究Rodinia超大陆中的劳伦西部与澳大利亚、塔里木-扬子克拉通之间破裂的动力学机制提供重要的线索。

含金火山岩带的演化

汉南侵入杂岩出露于扬子克拉通北缘的陕西西乡—汉中一带，分布面积约2100km2。侵入杂岩主体是以斜长花岗岩为主的不同类型花岗质岩石，其次为石英闪长岩和辉长岩。前述望江山基性岩体即是汉南杂岩的组成单元之一。斜长花岗岩主要由斜长石（50%～60%）、石英（20%～25%）、黑云母和角闪石（5%～10%）组成。5个样品主元素的百分含量平均值（严阵等，1985）如表4-4所示。

前已述及，北祁连山（青海境内）的两条大金成矿带，分别代表早古生代老君殿岩体花岗闪长岩（DQ07）和石英闪长岩（QL93TW01）样品中SiO2含量分别为63.63%和68.18%；Al2O3的含量分别为16.08%和15.04%；Na2O的含量略高于K2O含量（分别为3.01%和2.72%，3.87%和2.49%）。在ACF图上均落在S型花岗岩区。花岗闪长岩在稀土元素和不相容元素分配特征上与北岩浆岩带的火山弧型或同碰撞型花岗岩相似，二者无法区别。但是，根据同位素测年资料，老君殿岩体和区内耀岭河群、典型的板内花岗岩吐雾山岩体等形成于同一时期，应该是统一的裂解机制下的产物。其微量和稀土元素地球化学特征，可能是继承了源岩的特征，即老君殿岩体是原形成于火山弧或同碰撞环境的基性程度较高的岩石在后来拉张机制下发生重熔的产物。由大陆裂谷体制向板块构造体制演化过程火山活动的历史；其不同时限、不同规模、不同级序、不同类型构造的组合变化与金成矿作用密切相关。

古生代初期，北祁连地区由于来自软流圈的地幔柱上隆，导致以前寒武系为基底的陆壳断陷拉张，形成走向NWW—SEE的裂谷海槽（图2-2）。由于上地幔部分熔融产生的基性岩浆上升速度比较缓慢，当它们进入陆壳之后，引起硅铝质陆壳下部发生深熔作用，产生富硅质岩浆，这种富硅质岩浆首先上升喷发形成酸性火山岩系，尔后是偏下部的基性岩浆上升

图2-2北祁连山构造运动与成矿关系模式图（据邬介人等除了成矿元素外，SEDEX矿床还含有大量的与矿石有关的元素，如Fe、Mn、P、Ba、Ca、Mg、Hg、Cd、As、Sb、Se、Sn、In、Ga、Bi、Co、Ni和Tl等(Goodfellow et al.，1990)。，1995)

1—陆壳；2—过渡壳；3—洋壳；4—变形地层

喷发，形成层位偏上的基性火山岩，二者构成“双峰式”火山岩组合。形成该寒武纪裂谷系海相火山岩的主体。在此火山喷发间歇期发生了强烈的火山喷气成矿作用，形成了研究区以下柳沟、弯阳河、下沟、郭米寺、尕大坂、香子沟为代表的块状硫化物伴生型金矿床，还伴随有大量的金矿化（表2-2）。随着裂谷向板块构造体系的演化，韧性剪切作用发生，形成了以下柳沟西山梁、拴羊沟为代表的金矿床（点）。

表2-2寒武纪海相火山岩含金丰度表 奥陶纪时，北祁连山已发育成一较为完整的沟－弧－盆体系。作为北祁连山的加里东古洋壳标志的洋脊（洋岛）型火山岩带（O1-2），以仰冲岩片形式被保存下来的蛇绿岩层序为代表，其大部分可能在古俯冲作用中已被消减掉了（夏林圻等，1996）。该带金矿化相当发育，往往在蛇绿混杂岩中基性、超基性岩与基性火山岩接触的内、外接触带内形成有关的金矿床（点），如红土沟、川刺沟、热水大坂等。

由于俯冲作用诱发产生岛弧火山作用，在前述古海沟俯冲带的北东侧发育岛弧火山岩带并叠加超覆于寒武纪火山岩之上。近年来青海省1:20万化探扫面调查表明，该火山岩带含金性较好，化探异常沿火山岩带呈带状分布，连续性亦较好。从目前发现的金矿床来看，使金富集成矿与此带经受长期的挤压、俯冲和同造山构造运动有直接的关系。如北祁连山西段寒山金矿和冷龙岭地区青分岭（团结）金矿均产于俯冲和造山运动引起的NWW向韧脆性剪切带中。因此说，在该火山岩带（青海境内）找金应引起重视。工作中应重视化探异常及断裂构造和剪切作用的发育程度，以期在金矿的寻找工作中有所突破。

由于俯冲作用的加强，在岛弧系火山链的后方（岛弧火山岩带北东侧）发生拉伸，形成弧后盆地，并发育弧后盆地扩张脊型蛇绿岩。这些蛇绿岩中的中基性火山岩内产有与喷气火山成因的铜、多金属伴（共）生型金矿床（如九个泉、石居里沟等）。

中—晚奥陶世时，由于古浪运动造成大洋盆地缩减，转化为残留洋盆。火山活动相对变弱，火山碎屑岩占有相当的比例。目前已在童子坝河、小石壁沟等地发矿化。晚奥陶世时北祁连山是残留洋盆的演化时期，形成由砂岩、千枚岩、板岩夹灰岩和少量火山碎屑岩组成的陆源碎屑物堆积。只是在门源红沟一带的火山岩系显示为细碧岩－角斑岩－石英角斑岩岩石组合，同时火山碎屑岩也很发育，依据前人（夏林圻等，1996；冯益民等，1996）研究结果表明，该火山岩系为海盆闭合，弧－陆碰撞后发生的局部反弹作用，导致岩石圈拉伸而形成的小规模被动型裂谷。这种裂谷作用虽然较寒武纪裂谷作用规模小，但同样具有裂谷拉伸造成的局部高热流环境，并产有红沟铜（金）矿床、松树南沟金矿及巴拉哈图、扎麻图、中多拉等金矿床（点）。从志留纪开始，残留洋盆已转化成残留海盆，这一时期主要表现为残留海盆碎屑岩建造，火山活动已相当微弱，仅在甘肃肃南发现沉积型金矿化。

泥盆纪为碰撞造山带的抬升期。

从石炭纪开始，北祁连造山带进入陆内造山阶段，该阶段的前期为上叠盆地期，由石炭纪延续到三叠纪，造成时空跨度都较大的滨浅海沼泽环境，为北祁连山煤炭资源的成矿作用创造了条件。在黑泉河一带发现有与二叠系地层相关的金矿化青海省地球物理勘查队，青海省祁连县骆驼河及其外围岩金普查报告，1990，内部资料。.后期为盆－山构造期，也是北祁连山地区岩金矿的再富集成矿作用的重要时期。

盖层岩系

耀岭河群分布较武当群广泛得多，耀岭河群主要以海相基性火山岩为主，伴有酸性火山岩的火山-沉积岩系。岩性和厚度变化大，一般厚2000米以上，产于裂陷盆地（或裂谷）构造环境。由东到西围绕枣阳、内乡和安康牛山三个喷发中心分布，曾见其整合、局部不整合覆盖于中元古界（武当群）之上（张二朋等，1993），也观察到耀岭河群与武当群之间以（推覆型）韧性剪切带（凌文黎等，2002b），或者剪切拆离滑脱带（张国伟等，2001）接触的关系。再者，在南秦岭人们常将以变玄武岩为主的新元古代火山-沉积岩系称为耀岭河群，而将同时代的以变酸性火山岩为主的火山-沉积岩系称为陨西群。根据两群火山岩在牛山和平利共同构成火山岩穹，并且酸性和基性火山岩交界处呈互层现象，可以认为两群火山岩为同期连续火山活动的产物（夏林圻等，1996），从而表明两群火山岩应属于双峰式岩套。这同它们产于陆内裂谷构造环境是吻合的。在武当地区，还发现有辉长-辉绿岩岩墙群，更确切说为似层状岩席侵入于武当群和耀岭河群两构造岩石单元中（张国伟等，2001），耀岭河群与武当群都被震旦系不整合覆盖。

研究区出露的盖层地层主要为古元古界铁铜沟组、中元古界熊耳群、中新元古界官道口群。

南秦岭虽有新太古界鱼洞子岩群的分布，但出露面积太小，难以揭示新太古代地壳演化的基本特征。然而，区内中—新元古代地层却保留了重要的地质信息，现在予以进一步分析。

（1）铁铜沟组

主要出露于陕西灞源一带，另在崤山的东北部有少量分布（称大古石组），为一套由含砾石英岩、片状石英岩、绿片岩、大理岩和磁铁绢英岩等构成的浅变质岩系，不整合盖在太华群之上。

是研究区最主要的盖层岩系，在小秦岭、崤山、熊耳山均广泛出露，以断层或角度不整合与下伏太华群接触，为一套中基性-中酸性火山熔岩组成的双峰式火山岩，局部见火山碎屑岩及沉积岩夹层。化学成分以高钾富铁为特征，形成于裂谷拉张环境。但是熊耳群的研究长期以来有两种不同的认识：一种认为是属于钙碱性的、与板块俯冲有关的岛弧型安山岩；另一种认为是由中基性和中酸性岩石组成的双峰式火山岩。根据的研究成果，熊耳群火山岩由钾细碧岩、细碧岩-钾角斑岩、角斑岩-钾石英角斑岩组成，分下、中、上三组。岩石类型按w（SiO2）属中性及中基性岩石，这便是以往文献统称之为安山岩系的原因，若按w（K2O+Na2O）来命名则为偏碱性岩石。一个不争的、也是常被人忽略的事实是，熊耳群火山岩中的原生斜长石多为钠质斜长石及碱性长石，连的梅花玉（即杏仁状安山岩）中的斜长石也全为钠长石。因此，按火山岩分类命名原则不能定为安山岩或玄武岩，而只能属细碧岩及角斑岩类（夏林圻等，19）。中熊耳组的酸性及中酸性岩石，w（SiO2）多大于66%，w（Na2O+K2O）在7%～9%之间，岩石中斜长石为钠长石，因此，不能定为流纹岩或英安岩，加上这类岩石或多或少都含有石英斑晶，有一部分岩石的w（SiO2）接近70%（略低），因此，它们应定为石英角斑岩类。根据岩石化学、稀土微量元素判别，下、中熊耳组中基性火山岩属碱性玄武岩系列，而酸性及中酸性火山岩属拉斑玄武岩系列。运用岩石地球化学方法判定其构造的各类图解中，中性-中基性岩多落在大陆板内或板块边缘区，而中熊耳组酸性-中酸性岩则落入板内区。虽然岩石化学成分方面不如典型的大陆双峰式火山岩套明显，但本区下、上熊耳组与中熊耳组显然来自两个源区（确定双峰式火山岩套的一个重要条件），所以熊耳群火山岩系属大陆裂谷型双峰式火山岩套（夏林圻等，19）。张本仁等（1994）认为，熊耳群中基性和中酸性火山岩的Ti、P、Nb、Y平均含量均高于维诺格拉多夫（1962）给出的玄武岩和花岗岩中各该元素丰度，表明它们在两类火山岩中具有富集特征。而熊耳群中的中性火山岩（w（SiO2）=56%～62%，相当于安山岩），同元古宙与新生代岛弧安山岩（Condie，1982；Condin等，1989）以及与北秦岭形成于活动大陆边缘的安山岩（丹凤群）相比较，熊耳群中性火山岩不同于所有岛弧安山岩：K2O、高场强元素Ti、P和不相容元素Y、Ce含量明显偏高，w（La）/w（Yb）比值明显偏大。上述数据有力地说明熊耳群火山岩系不是形成于岛弧，而是形成于大陆边缘的陆内张裂环境。

已获知的熊耳群中基性火山岩的Sm-Nd模式年龄为28Ga，中酸性岩的Sm-Nd模式年龄为27Ga（黄萱等，1990；张宗清等，1994），此年龄同基底太华群的年龄一致，且火山岩中Nd元素与地幔Nd相比只占大约30%～40%，说明熊耳群主要来自太华群的部分熔融，而不是来自大洋地幔。

在全球范围内，16～18 Ga是地幔演化的重大转折时期，这一时期裂谷和衰亡裂谷发育，出现环斑花岗岩及重要的层状杂岩体和规模巨大的基性岩墙群。所以熊耳群（16～18 Ga）亦应是这一全球背景下的产物。

同位素测年资料表明，其形成于1600～1800Ma之间，属中元古代，相当于长城纪。

（3）官道口群

为一套浅海相硅镁质碳酸盐岩建造夹滨海碎屑岩，自下而上可分为高山河组、龙家园组、巡检司组、杜关组和冯家湾组。底部的高山河组以紫红色砂岩为主夹板岩及粘土岩，龙家园组主要由灰白色厚层状含燧石条带及团块白云岩构成，巡检司组主要由灰色燧石条带状白云岩构成，杜关组主要为泥质白云岩夹厚层白云岩及页岩，冯家湾组下部以白云质灰岩为主，上部主要为含燧石条带的条纹状白云岩。本套地层主要分布于研究区南部的卢氏、栾川等地，研究区内仅局部可见。

（4）宽坪群

主要由基性火山岩、碎屑岩及碳酸盐岩组成，变质程度达高绿片岩相-角闪岩相，由于多期强烈变形，其层序问题难以建立。主要由三类地层组成，即角闪岩、角闪片麻岩类，云母石英片岩-石英云母片岩类，“片麻状”大理岩类。其中基性岩具大洋拉斑玄武岩特征。

（图4-14 Q-F-L图解中碎屑沉积模型5）栾川群

由三川组、南泥湖组、煤窑沟组、大红口组构成。栾川群底部的三川组下段由变质的含砾石英砂岩、石英砂岩及千枚岩构成，三川组上段以大理岩为主，其内部往往含石英等陆源碎屑及已变质为云母类矿物的泥质物。南泥湖组下段亦为一套以变质的中-粗粒石英砂岩为主夹细-粉砂岩及千枚岩的岩石；南泥湖组中段由钙质绢云片岩夹透镜状变质砂岩及大理岩组成，局部地区见到粗面岩夹层；南泥湖组上段为含云母的白云石大理岩（原岩为含泥质的白云岩）。煤窑沟组下段由变质中-粗粒石英砂岩、含长石砂岩、中-细粒石英砂岩、绢云石英片岩、石英绢云片岩及大理岩组成，其中含黑云变斑石英绢云片岩的原岩为火山碎屑沉积岩；中段由含叠层石白云大理岩、白云石大理岩构成，岩石中见富藻斑点；上段底部有一厚几米至数十米的质纯石英砂岩，其下部有可作为标志层的厚数十米的石煤层，往上为含叠层石白云石大理岩、核形石白云石大理岩及白云石大理岩。大红口组由碱性火山岩构成，夹沉积岩夹层。

（6）陶湾群

由鱼库组、三岔口组、凤脉庙组、秋木沟组构成。其中鱼库组以厚层白云石大理岩为主体，底部夹云母片岩，厚数百米；三岔口组由含碳钙质砾岩、含砾大理岩构成，厚100～200 m；凤脉庙组及秋木沟组由含炭泥质、不纯碳酸盐岩构成，经变质后成为含炭质千枚岩、云母片岩、大理岩。厚数百米。

（7）寒武系

下统辛集组为含磷、炭质页岩及砂岩、白云岩及灰岩层；馒头组为白云岩、薄层泥灰岩，下统总厚数百米。中统毛庄组、徐庄组、张夏组为杂色砂页岩层、鲕状灰岩及条带状灰岩，厚300～600 m。上统及奥陶系仅局部出露。

另外小秦岭、崤山和熊耳山等山岭之间是由白垩纪和第三纪沉积岩构成的红色沉积盆地。