陕西省区域地质概况

陕西省区域地质概况陕西的地质位置在我国具有得天独厚的特点，它处于中国南、北接壤，东、西过渡和三大构造域交汇地带，地层发育齐全，各种岩类发育，可追溯的地质历史近30亿年，许多重要的地质事件在本省都留下了深刻的烙印。地层区划横跨华北、华南两个地层大区、4个地层区、10个地层分区和20个地层小区，从新太古代－新生代地层均有不同程度分布。其中，新太古代—古元古代地层主要由中深变质的高级片麻岩系组成，呈构造穹隆或构造残块出露于秦岭造山带及其两侧；早—中元古代以浅变质火山岩和次稳定变质细碎屑岩为特征；长城—蓟县纪由火山沉积为主逐渐转为陆源碎屑沉积为主；震旦纪—早寒武世全区均为碎屑岩—碳酸盐岩建造；古生代海相地层分区明显；中三叠世以后全区均为陆相地层。一、地层(一)陕西地层的基本特征横跨华北、秦岭和杨子三个一级综合地层区。除晚白垩世缺失、晚侏罗世尚有争议和古元古代尚不清楚外，各时代地层发育较为齐全，自太古代至第四纪不同程度均有纪录。出露最老的地层为太古界，分布于华北地层区南缘，研究程度低。元古界分布较广，为本省前寒武系的主体。古生界构成本省南部地层的主体，研究程度较高。中、新生界遍及全省，集中于陕北、关中地区。地层大小单元达263个。(二)陕西地层的分布和发育特点前震旦系主要沿南、北古老地块的边缘形成，呈带状分布，震旦系主要分布于秦岭区和扬子区，华北区仅分布于南缘，寒武一奥陶系和二叠一三叠系省内普遍分布，华北区缺失志留和泥盆系，扬子区大部缺失泥盆系和石炭系；晚侏罗世及晚白垩世全省普遍缺失沉积；新生界主要分布于秦岭以北，以汾渭分区最为发育。以上反映了古生代以来，省内地壳有两次普遍沉降和两次整体遭受剥蚀的过程。金堆城小区中、晚元古界发育较完整，为我国西北地区所少有。扬子区至秦岭区震旦系的横向连续变化，具有重要的研究意义。阳平关小区及高滩—兵房街小区震旦系与寒武系剖面连续过渡，是研究两者界线的良好地区。岚皋—竹溪分区志留系笔石化石特别丰富，笔石带较为齐全，是研究笔石化石不可多得的地区。徽县—旬阳分区旬阳、西口一带，晚古生代地层发育齐全，剖面连续，化石较为丰富，在当前堪称是研究我国中部晚古生界层型剖面最有利的地段。陕甘宁分区中生代地层系统发育，是我国内陆盆地较为完整并具代表性的地区之一。关中、陕北第四系黄土分布广，剖面较为完整，在我国也是少有。(三)古生代海生生物群的分区特征华北区属北方(西方)大区；扬子区属东方(太平洋)大区或古地中海大区，秦岭区常为上述两大区的过渡类型。反映了古生代(主要为早古生代)秦岭海域南北并无长期的阻隔，只有环境的差异或局部的地理隔绝。中生代海相地层，秦岭区出现北方的菊石及南、北方瓣鳃类的混生。陆相地层植物群，西北地层区以温暖、潮湿的蕨类为主，其次银杏，西南地层区以炎热环境的苏铁类为主。说明了在中生代秦岭已对我国南、北自然环境及气候起了一定的分割作用。(四)沉积类型华北区自长城纪始由准稳定转向稳定类型沉积；扬子区自震旦纪起为稳定类型沉积；秦岭区除晚震旦世外以活动类型沉积为主。扬子区和秦岭区震旦系由差异到相似，寒武系由相似到差异的演变，反映了稳定区与活动带的演化既有显著的差异，但在某些时期又有相似和过渡，同时也说明了地层序列、沉积类型与地质演化的关系。(五)地层含矿性陕西地层含矿层位较多，除华北区及扬子区奥陶系或志留系外，几乎遍及各个时代的地层，其中属同沉积的矿产。华北区，前寒武系以铁为主，古生界以煤为主，其次为磷、铁、硫铁及粘土，中生界以煤、油气为主，新生界仅有石膏、石英砂及油气显示。扬子区，前震旦系以铁、铜为主，震旦系以磷、锰为主，古生界以磷、铁、硫铁及煤为主，中生界有石膏、煤，其次为铁和粘土。秦岭区，前震旦系以铁、硫铁、多金属为主，震旦系以磷、钡为主，其次为硫铁及锰等，古生界的铁、多金属以及钡、硫铁、磷、铀、煤均具有一定意义，中生界以煤为主，新生界有砂金、砂铂。秦岭区碳硅质地层普遍富含钒、钼、铀及稀土等元素。省内碳酸盐岩地层构成的石灰岩、白云岩矿产地也不少。二、岩石(一)沉积岩及岩相古地理1．省内沉积岩以分布广泛，海、陆相均较发育，环境多样，物源复杂，岩类较多，成岩后生作用明显，时空上多种岩类共生互变为特点。在划分的十一个岩类中，以碎屑岩、碳酸盐岩及粘土质岩最为发育，其次为硅质岩、磷质岩；铁、锰、铝、铜质岩，形成于特定的环境，局限在少数层位，可燃有机岩主要分布在内陆盆地，并以华北区为主。在陕北上二叠统一下三叠统中还发现沸石质岩。2．本省碎屑岩较为复杂，不同时代和地区变化较大。砾岩按成因分为海相，陆相，冰成及成岩四种类型，以前两类较为普遍。华北区南缘上奥陶统出现有水下重力流砾岩。冰成岩形成于早震旦世，以华北区较为典型，扬子区仅有冰水沉积岩。成岩角砾岩仅见于扬子区三叠系中。砂岩分布的时代和层位最多。海相砂岩，稳定区以成熟度高的石英砂岩为主，杂基较少；活动带以长石石英砂岩及粉砂岩为主，泥质杂基成分较高。陆相砂岩，以长石砂岩为主，其次为岩屑砂岩。长石砂岩华北区以斜长石为主，含一定量的黑云母，钙质胶结为特征，扬子区以钾长石为主，云母少，粘土质胶结为特点。3．石灰岩以海相浅水沉积为主，古生代最发育，粒屑灰岩和晶粒灰岩类分布最广。粒屑灰岩类以生屑灰岩和内碎屑灰岩较为普遍，晶粒灰岩以灰泥岩为主。早古生代普遍富硅、镁、铁，晚古生代以高钙为特点。不同程度可见白云岩化、方解石化、硅化、膏化及压溶作用等成岩后生变化。白云岩以晚元古代及早古生代最发育，按其成因，有同生白云岩和交代白云岩两类。同生白云岩省内以晶粒白云岩分布最广，隐藻白云岩主要分布于地台区前寒武纪地层。交代白云岩三大区均有分布，但主要分布于古生代以来地层中。从华北区元古代白云岩化学成分反映，以高硅、钾、富镁质为特点。4．通过对震旦纪至第三纪沉积相和古地理环境的研究，较系统全面地反映了各时期海陆分布、变迁和沉积环境的基本特征。华北区早古生代主要为滨海潮坪及台地环境，石炭纪至三叠纪为内陆盆地滨海平原和河湖沼泽环境，扬子区早古生代以浅海陆棚环境为主，晚古生代主要为滨海台地环境，中生代以来由滨海局限台地演化为内陆盆地，秦岭区自古生代始至中三叠世，总体以浅海陆棚及盆地环境为主，海域自南、北向中心逐渐收宿，由东向西迁移，晚三叠世以后为山问(断陷)盆地沉积，北秦岭元古代古陆及扬子北缘汉南等古陆，对古生代省内三大区沉积海域不同程度地起了一定阻隔作用，但海域又常守所沟通。5．陕西磷质岩分布在十一个地层单位，主要为震旦系和寒武系，有规律地沿古陆边缘滨、浅海环境形成。滨海形成于海侵早期，以砂质或灰质磷质(块)岩为主，浅海形成F盆地或陆棚环境，以硅质磷质(块)岩为主，多数并具异化(地)磷块岩特征。(二)岩浆岩1．省内岩浆活动具多期次，多岩类为特征。在划分的十个期中，最早为阜平期，最晚为喜马拉雅晚期，其中火山岩浆活动有九期，20余个地层单位，侵入岩岩浆活动有七个期。前寒武纪以火山岩占优势，寒武纪后以侵入岩为主。按其分布的面积，侵入岩尤其花岗岩类最广，空间上以秦巴地区最为发育。2．省内火山岩自老到新表现由基性+中基性+中酸性的演化趋势。熔岩、火山碎屑岩及火山—沉积岩均较发育，常构成由喷发相至喷发—沉积相。多数具旋回性和韵律性特点。岩类较多，主要有：玄武岩(玄武—安山岩)单一组合，玄武—英安岩(或流纹岩)两端员组合，玄武—安山—英安—流纹岩组合和英安—流纹岩缺基性端员组合等四种类型。以钙碱性系列为主，其次为碱性一钙碱性，少数为碱性系列。火山喷发强度，可分别与夏威夷式、武尔卡诺式及斯特朗博利式对照，划为三种类型。根据分异系数和固结指数，省内火山岩偏酸性者一般分异程度高，偏基性者一般分异程度低。岩浆演化有三种趋势，即拉斑玄武岩趋势、钙碱性趋势和中间型趋势。根据比率“T”值，火山岩可能来源于上地幔，地幔部分熔融及地壳物质的深部重熔三个方面。本省火山岩形成的构造环境，可归纳为四种：①形成于活动大陆边缘，受断裂控制，包含具活动带性质和准稳定区性质两种，前者靠洋一侧，后者靠陆一侧，②形成于大陆边缘由活动带向不成熟岛弧演化，具岛弧内外侧火山岩特征，③属于成熟岛弧造山带环境；④由陆壳再生分裂产生的，包括发展成为活动带及不具活动带性质两种，前者与弧后盆地火山岩类似，后者与大陆裂谷火山岩接近。3．省内超基性及基性侵入岩发育，是我国主要分布区之一，共有岩体群244处，岩体1467个，岩石类型11种。空间上划分为七带一区，以加里东期为主。北秦岭及勉略地区主要为铁镁质及镁质超基性岩，汉南岩区及北大巴山岩带以铁质基性岩为主。这些岩带(区)多数沿区域性断裂带分布，岩石普遍蚀变。超基性岩含有铬、镍，基性岩含有钒钛磁铁矿及磷灰石等主要矿产。4．省内闪长岩、正长岩类分布面积仅次于花岗岩类。时空上划分为四期五个岩区，闪长岩类以华力西期规模最大，前燕山期一般形成于构造活动带或造山带，并常与花岗岩类伴生，岩体常受混染，燕山期多数与小斑岩体伴生。有陆壳重熔和深部分异两种不同的物源。正长岩类以加里东期为主，多数形成于准稳定发展阶段或稳定区的边缘，以略阳、勉县和安康，紫阳等地最为发育，中元古代为钙碱性，古生代为偏碱一过碱性。与中性岩类有关的主要矿产，闪长岩类有铁、铜，正长岩类有铌、稀土及铀矿化。5.本省花岗岩类岩石类型较多，时空上划分为七期和七个岩区。按物质来源和成岩方式，划分为陆壳重熔，深部分异和混合交代三种成因类型。在南郑碑坝并发现霓石花岗岩。花岗岩类时空分布具有明显的规律性。前寒武纪主要分布于华北、扬子两个稳定地块的边缘，加里东期主要分布于加里东褶皱带，华力西、印支期主要分布于秦岭印支构造带的西部及北秦岭加里东构造带；燕山期主要分布于北秦岭加里东构造带及华北地块南缘东段，先以重熔型为主，后以分异型为主。扬子区白震旦纪以来未发现岩浆侵入活动；华北南缘在中元古代侵入活动后，东段叠加燕山期；秦岭区随其地质发展，总体自南北向中心迁移，西强东弱，北秦岭为多期侵入活动带。花岗岩类各期次不同程度都有成矿现象，构成多期成矿特点。一般晚期(次)成矿较好。重熔型岩基(株)一般与稀有、稀土、铀，钨成矿关系密切，分异型小斑岩多数与钼、铜、铁成矿有关。岩体的主要组分与成矿有一定关系，一般含矿岩体富硅、碱，贫铁、镁、钙。成矿岩体具不同程度蚀变交代，与小斑岩有关的钼矿以钾，硅交代为主，铜矿具面型蚀变分带，大岩基成矿者常具垂直和水平蚀变分带。(三)区域变质岩1．省内变质岩亦较发育，自太古代至三叠纪地层均有不同程度的变质。主要分布于秦岭区，扬子区以墓底变质为主，华北区除基底变质外，南缘中元古界至早古生界盖层也经历有轻微变质。岩石类型较多，除榴辉岩外其他各类岩石均有。变质地层的原岩类型及变质程度，前震旦纪以火山型及混合型为主，一般形成中，低级变质，少数高级变质，震旦纪以来以正常沉积型及混合型为主，一般形成低级变质，部分为中级变质。2．变质岩结构，以镶嵌结构及变余或残留结构较为普遍，并具有不同形变作用的序次(至少有三次)。变质岩中出现22种特征矿物，可归纳为u种变质反应。变质岩按谢勉年科的等化学系列分类，基本上可分属于铝硅酸盐岩、铝镁铁硅质岩和钙质碳酸盐岩三类。3，混合变质岩较为发育，可分为四种类型，若干种岩石，其中以条带状及片麻状混合岩较发育。其分布主要集中于三个带，太华混合岩带以重熔型为主，后期有少量再生型，太白—商县混合岩带基本属于再生型，马道—佛坪混合岩带以重熔型为主，后期有再生型。4．省内以区域动力热流变质作用类型为主，绝大多数产生于地槽阶段，少数产生于准稳定阶段。区域动力变质作用主要产生于秦岭冒地槽区及扬子区北缘，由准稳定向活动过渡阶段或主旋回阶段。断陷变质作用仅见于北秦岭构造带中。华北区南缘由准稳定向稳定演化形成的盖层，经轻微的变质，暂与盖层变质作用类型类比。5．变质相有低温、中温和高温，以低温分布最广。递增变质带较为普遍，其中以马道—神河递增变质带较为完善、规整，可与巴罗式带相对比。依反映压力类型的特征矿物，仅能确定有低压和中压相系，尚未发现高压相系。6．混合岩形成于三大地质单元，分别由活动带向稳定区转化的时期，与主变质期同时或稍晚。华北区太华群混合岩形成