技术项目简介
1、项目背景和基本情况1:250000宣城市幅区域地质调查是中国地质调查局2001年1月20日下达安徽省地质调查院的地质调查项目,任务书编号30101134013,项目编码200113000010。工作年限为2001年1月至2003年12月。调查区位于扬子地块下扬子地区的东南部,江南造山带的北东端。一些基础地质问题如前震旦纪地层层序、皖浙赣断裂的性质,岩浆作用的特点与构造背景等尚未调查清楚,江南造山带的性质等还存在重大争议。该区处在大陆内部的长江岩浆岩带和浙闽沿海岩浆带的过渡地区,是研究中生代中国东部由特提斯构造域向太平洋构造域转化的的有利地区。调查区大面积出露的岩浆岩、众多表层构造样式、不同尺度断裂的存在,以及独特的大地构造位置还使得本区具有研究岩浆作用与壳幔深部地质作用过程的关系这一国际地质科学前缘课题的良好地质背景。项目总体目标是:运用新理论、新技术、新方法。①查明查区地层、岩石、构造特征,建立地层层序、岩石谱系单位、构造格架。②查明区域重要构造带的形成、发展及对沉积岩相、岩浆岩、矿产的控制作用。③调查中、新生代盆地的组成,研究盆地的形成、演化规律。④在调查第四纪地层的同时开展灾害、生态、旅游、农业地质的初步调查。项目组按照任务书、设计书及审查意见书部署实施项目工作,完成1:250000修测15964km<'2>,实测剖面30.5km,硅酸盐全分析85块,稀土分析和微量元素分析95块。获得了许多新认识,在一些重大问题取得了一批新成果,圆满地完成了任务,提高了查区的地质研究程度。2、详细科学技术内容:项目根据地质科学的新理论、新技术、新方法对区内基础地质进行了深入的调查工作:(1)系统进行了层序地层学的研究,部分年代建立了地层格架。南华纪地层划分为两个Ⅰ型层序,寒武纪地层划分为三个Ⅱ型层序和一个Ⅰ型层序,奥陶纪地层划分为三个Ⅱ型层序,志留纪地层划分为三个Ⅱ型层序。五通群为一个Ⅰ型层序,石炭纪-早二叠世地层划分为一个Ⅱ型层序和三个Ⅰ型层序,中二叠世-晚二叠世地层划分为两个Ⅰ型层序和两个Ⅱ型层序,早三叠世地层划分为一个Ⅱ型层序。赤山组组成一个完整的陆相层序,为一个二级构造层序。(2)依据野外调查,综合前人地层划分方案,将查区内较为混乱的岩石地层单位进行了重新划分和厘定。(3)在地层接触关系方面有新的发现,对于区域地层对比、岩相古地理重建提供了重要资料:①在浙江富阳上练一带发现栖霞组与船山组之间为假整合关系(以前均认为属整合关系)。栖霞组与船山组之间的界面上发育1-3cm的含砾白云岩,同时发育褐红色铁质膜,之上为微晶白云岩;栖霞组与船山组之间的接触界面呈波状起伏,界线截然,缺失梁山组的沉积。②查区船山组与黄龙组之间长期以来一直认为属整合关系,该次工作发现其为假整合关系。广德站岭黄龙组与船山组剖面上,二者岩性突变,下为浅灰白色生物屑灰岩,上为深灰色微晶灰岩,二者界面呈波状起伏,界线截然,显示曾上升暴露、沉积间断的特征。广德独山渣霏村附近,发现黄龙组顶部发育厚3-4m的古钙质风化壳,岩性为炉渣状砾屑灰岩,系灰岩的喀斯特溶蚀塌陷所形成的钙质胶结的炉渣状砾屑灰岩,其为典型的古钙质风化壳的特征。炉渣状砾屑灰岩自下而上逐渐清晰明显。③通过野外层序地层观察分析、区域化石带及岩性对比,发现浙江临安马啸一带的黄龙组底部的角度不整合实际相当于区域上黄龙组中部的砾屑灰岩底界面,相当于黄龙组第二层序的底界。这一界面区域上相当稳定,宣城麻姑山、广德站岭黄龙组中部的砾屑灰岩底界面均有表现。说明黄龙组早期,临安马啸-龙塘寺一带为古岛,黄龙组晚期则为水下高地。④在广德独山-长兴煤山一带唐家坞组(S3t)顶部发现了所谓的假五通石英砂岩:该套砂岩位于唐家坞组顶部,五通群观山组石英砂岩之下。厚5-10米,展布稳定。(4)临安麻车埠盆地中侏罗世地层,《1:20万临安幅》、《1:5万麻车埠幅》及《浙江岩石地层》均作为未建组的J1-2或J2来处理。该次工作通过区域对比将其归为马涧组和上部渔尖山组。(5)通过剖面工作对余杭闲林埠一带台地相的奥陶纪地层进行了详细划分,自下而上分为仑山组、红花园组,将广义的牯牛潭组通过该次工作和区域对比,分解为下部大湾组、中部牯牛潭组和上部大田坝组。(6)查明了中、新生代宣广盆地的沉积岩演变历史受东西向的周王断裂和北东向的江南断裂的联合控制,整个盆地经过多次幕式发展阶段。宣(城)广(德)盆地于早白垩世开始下沉形成断陷盆地,最早接受沉积的是广德盆地,且下沉幅度最大,而宣城一带下沉幅度相对较小,沉积厚度较小。晚白垩世是宣(城)广(德)盆地最主要的发展时期。早期,广德盆地继续下沉,晚期,沉积中心向北西西迁移至宣城盆地。至古近纪,盆地缩小宣城市一带,宣(城)广(德)盆地大部分遭受剥蚀。此时盆地受北东向的江南断裂控制着。至新近纪,盆地更加缩小至宣城八里岗一带。之后,断陷整体抬升,盆地发展过程告终。(7)系统调查了区内侵入岩的岩石类型,收集了大量不同侵入体的先后关系证据。根据同源岩浆演化理论,采用岩石谱系单位填图,解体出260余个侵入体,划分为四个超单元(序列)、十五个单元,合理地建立了查区岩石谱系单位。(8)通过大量样品测试,分析了查区晚中生代岩浆岩的岩石地球化学特点。该区早期岩浆岩(旌德超单元)为钠质,中期(天目山超单元和火山岩)为钾质,晚期(伏岭超单元)为钾质岩石;由高钾钙碱性向钾玄岩系列演化。(9)首次发现区内存在埃达克质岩石、钾玄岩,论证了伏岭岩体为A型花岗岩;从而建立了皖浙地区燕山期岩浆岩从埃达克质岩-钾玄岩-A型花岗岩的演化系列。(10)综合查区岩石化学、稀土元素、微量元素份分析测试资料,详细进行了岩浆岩成因研究。旌德岩体很可能起源于含有一些变质沉积物或较富钾的下地壳源区,源岩可能是斜长角闪岩,而不是前人认为的浅变质岩系,地壳增厚导致的地热增温可能是异常热源的重要来源。天目山超单元以及火山岩源区和富集地幔有关,岩浆形成位置来源于造山带的山根或者加厚的双倍陆壳的下部,熔融的热源来自富集地幔和加厚陆壳的增温。伏岭岩体可能在来自地幔的岩浆或者热源影响下,下地壳发生重熔的产物。(11)根据岩石系列演化和岩浆成因,提出了该区燕山期的深部作用过程。由于太平洋板块的俯冲,使得的地壳加厚,从而在壳幔边界和下地壳发生一系列的变化,形成区内晚中生代岩浆岩。岩浆作用特点反映的是一个从挤压到拉伸、地壳减薄的深部过程。(12)利用双重填图方法首次对查区内中新生代火山岩进行了详细的调查和划分,将中生代火山岩划分为中分村、黄尖、广德三个喷发旋回。根据黄尖旋回火山活动的特点及其岩石组合等将其分为昌化、天目山、莫干山三个喷发小区,各喷发小区又可分为两个亚旋回。(13)基本查明了区内火山活动属于裂隙-中心式喷发,并对火山岩相、火山机构等进行了较详细的调查。将区内火山岩相划分为喷溢相、爆发相、喷发-沉积相、火山通道相和潜火山岩相五种类型。根据查区火山岩分布特点,划分了两个火山构造洼地,两个火山穹隆和数个中心式火山机构(锥状火山、穹状火山、破火山等),线性火山口群(裂隙式线状火山机构)等。(14)在天目山地区黄尖旋回次火山岩(英安玢岩)中发现粗安斑岩包体,在安吉县孝丰仙人头发现偏碱性次火山岩(粗面斑岩),在东天目山发现基性次火山岩脉(安山玄武玢岩),这些迹象表明天目山地区火山喷发产物并非存在流纹质→英安质→安山质的反序现象,而是粗安质→英安质→流纹质→粗面质的正常演化序列。(15)根据岩石系列演化特点,提出该区矿床可能与岩浆来源有关。岩浆来源很可能是造成区域成矿作用有很大差别的重要原因之一。(16)根据详细的路线调查和构造解析,较好的建立了查区构造格架,发现查区构造存在区块现象,从而首次提出查区可以分为宣城、昌化-安吉和临安三个呈北东向平行展布的构造小区,各小区的构造样式、变形强度等方面存在差异,为重塑江南造山带东段构造发展是增添了新的第一手资料。(17)首次系统发现大量加里东期构造变形形迹。通过对查区部分地区的构造解剖,从构造变形角度本身确证该区存在较为强烈的加里东运动,为华夏地块和扬子地块在早古生代的互动对扬子地块南缘的影响提供比较直接的证据。(18)查明了皖浙赣断裂带在查区的延伸方向,查明了区内主要断裂带对岩相、岩浆作用、矿产的控制作用。系灰岩的喀斯特溶蚀塌陷所形成的钙质胶结的炉渣状砾屑灰岩,其为典型的古钙质风化壳的特征。炉渣状砾屑灰岩自下而上逐渐清晰明显。3、技术创新特点:(1)系统地进行了层序地层的划分和研究,建立了南华纪、震旦纪、寒武纪、石炭纪、二叠纪等时段地层格架,填补了该地区该项工作空白;(2)首次在皖东南和浙西北地区发现黄龙组与船山组、船山组与栖霞组之间均为假整合接触关系,发现并确认了五通群与下伏层、黄龙组与下伏层在部分地区有角度不整合关系,对研究皖南-浙西地区的岩相古地理和大地构造背景演化具有重要意义;(3)详细研究了查区晚中生代岩浆岩的岩石地球化学特点。首次发现区内存在埃达克质岩石和钾玄岩并论证了伏岭岩体为A型花岗岩,建立了皖浙地区燕山期岩浆岩从埃达克质岩→钾玄岩→A型花岗岩的演化系列,为研究中国东部燕山期构造演化增加了新资料。(4)花岗岩成因研究取得新进展。提出旌德岩体起源于含有一些变质沉积物或较富钾的下地壳源区,源岩可能是斜长角闪岩,而不是前人认为的浅变质岩系,地壳增厚导致的地热增温可能是异常热源的重要来源。天目山超单元以及火山岩源区和富集地幔有关,岩浆形成位置来源于造山带的山根或者加厚的双倍陆壳的下部,熔融的热源来自富集地幔和加厚陆壳的增温。伏岭岩体是在来自地幔的岩浆或者热源影响下,下地壳发生重熔的产物。(5)根据详细的野外调研,首次提出宣城、昌化-安吉和临安三个呈北东向平行展布的构造小区新认识,小区构造样式、变形强度等方面存在差异,为重塑江南造山带东段构造发展是增添了新的第一手资料。(6)首次系统发现大量加里东期构造变形形迹。通过对典型地段的构造解剖,从构造变形角度本身确证该区存在强烈的加里东运动,为扬子地块的加里东运动、华夏地块和扬子地块在早古生代的互动等方面的研究提供了直接证据。与当前国内外同类研究、同类技术的综合比较:(1)在前人工作基础上,运用新理论和新方法对存在的地质问题进行了调查和专题研究。野外资料准确、扎实,经中国地调局南京项目办组织专家野外验收,评为优秀级。地质图图面结构合理,内容丰富,要素合理;地质报告对本次调查和前人成果进行了系统总结和研究,在地层、构造、岩浆岩等方面均取得了丰富的地质成果,提高了查区地质研究程度。成果被由常印佛院士等组成的评审委员会评为优秀级(91.5分)。(2)该项目坚持地质调查与科学研究相结合,取得了一些重要进展。使用微量元素地球化学、岩石大地构造学等新理论对区内花岗岩进行了深入研究。首次发现区内存在埃达克质岩石、钾玄岩,论证了伏岭岩体为A型花岗岩,建立了皖浙地区燕山期岩浆岩从埃达克质岩→钾玄岩→A型花岗岩的演化系列。在花岗岩成因上,提出旌德岩体起源于含有一些变质沉积物或较富钾的下地壳源区,源岩可能是斜长角闪岩,而不是前人认为的浅变质岩系。天目山超单元以及火山岩源区和富集地幔有关,熔融的热源来自富集地幔和加厚陆壳的增温。伏岭岩体可能在来自地幔的岩浆或者热源影响下,下地壳发生重熔的产物。根据岩石系列演化和岩浆成因,提出了该区燕山期的深部作用过程。有关华南板块强烈的加里东运动如何在扬子地块表现的问题一直存在争议,该项目找到直接的构造变形证据,在震旦纪-下古生代地层中发现大量加里东期构造变形形迹以及数处不整合接触关系,表明该区加里东运动强烈。上述成果对最近以来中国东部的热点地学问题如“钾玄岩成因”、“埃达克质岩石”、“加里东运动”等提供了新的研究资料,其研究深度在国内区调项目中领先。5、应用情况:1:25万宣城市幅区域地质调查跨皖浙两省,位于两个重要火山-斑岩成矿带-长江中下游成矿带和钦-杭成矿带的结合部位。该项目研究成果已在区域地质找矿、地质环境调查、公路改造选址等多方面得到应用由于该项目成果未公开出版,其应用范围还受到限制,仅限于在该区从事地质调查和矿产调查、地质灾害评估等工作的单位
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