位于秦岭造山带北缘逆冲推覆构造系高突瓦斯带的平顶山矿区、确山矿区,周口含煤区处于秦岭造山带北界天水 - 宝鸡 - 潼关 - 渑池 - 鲁山 - 舞阳 - 周口盆地 - 谭庄凹陷南缘- 淮南 - 定远一线,即秦岭造山带北缘边界断裂 F1和洛南-栾川-方城断裂 F3之间,称为秦岭造山带后陆逆冲断裂褶皱带,图 3. 1。该区最突出的特点是具有典型的华北型早前寒武纪结晶基底和中元古代以来的盖层结构,显然该区是在前寒武纪基底基础上卷入秦岭造山作用的原华北地块南缘部分。中新生代以来受着秦岭大别造山带构造的控制和改造,同时在一些方面与华北板块有相似之处。
图 3. 1 秦岭造山带基本构造单元划分( 据张国伟,2001)
秦岭造山带在晚海西期、早印支期碰撞造山之后,中、新生代并未停下来,又发生了不亚于造山期造山作用的陆内造山作用,包括主造山期后的伸展塌陷构造(T3—J1),燕山中期的陆内造山的逆冲推覆和花岗岩岩浆活动(J2—K1),燕山晚期与喜马拉雅期的挤压与伸展构造共存的急剧隆升成山演化(K2—E)。
(1)中生代早期晚三叠世—早侏罗世(T3—J1)的伸展塌陷与块断平移、走滑作用和陆相盆地沉积。秦岭在主期碰撞造山作用之后,结束其长期板块体制下的海相与陆缘沉积环境,并由于碰撞造山作用的松弛和重力调整,转入后造山早期的伸展塌陷,并以块断裂陷、剪切平移作用造成的山间断陷盆地和拉分盆地相应沉积为特点。该时期秦岭带内广泛分散地发育着一系列晚三叠世—早侏罗世(T3—J1)和侏罗纪(J)的陆相盆地沉积地层,而在造山带南北两侧则为秦岭前后陆盆地沉积区。根据晚三叠世—侏罗纪(T3—J)沉积地层、岩相与古流向研究,表明当时秦岭北区后陆区大致沿平顶山、渑池、义马、黄陵一线延伸。上述一线以南总体是隆升山地蚀源区,表明当时后陆盆地区主要在上述一线之北的区域。同时,上述前后陆盆地界线之间的秦岭造山带内部及其边缘的前后陆逆冲断褶构造带上,同期发育分散的晚三叠世—早侏罗世(T3—J1)或侏罗纪(J)的伸展塌陷、断陷盆地与陆相沉积诸如义马、鄂尔多斯南缘盆地等。它们共同反映了主碰撞造山期形成的造山隆升范围和在造山隆升基础上开始的后造山期陆内构造的范围与特点。
(2)中生代中期中侏罗世—早白垩世(J2—K1)强烈的陆内构造变动。秦岭在侏罗纪晚期至白垩纪早期,甚至有的迟至晚白垩世,广泛发生大范围的陆内构造运动,主要表现为:①秦岭区发生广泛强烈的陆内俯冲和逆冲推覆构造,突出反映在沿秦岭带内各类主干断裂,再次叠加发生自北向南为主的逆冲推覆构造,其主要特点已论述于秦岭四大逆冲推覆构造内;秦岭南部边界此时已开始发生自南向北的向秦岭之下的巨大的陆内俯冲。②秦岭带内晚三叠世—早侏罗世(T3—J1)和中侏罗世—早白垩世(J2—K1)等陆相岩层遭受程度不等的变质变形构造变动。③同时,秦岭南北前后陆区普遍发生指向造山带外侧的叠瓦逆冲推覆构造,但均未变质。④秦岭区伴随上述构造变动发生强烈花岗岩岩浆活动,尤以北秦岭和华北板块南缘(后陆区),更为广泛,形成众多花岗岩基和中小型斑岩体,时代集中在152~135Ma,其形成与此时秦岭陆内俯冲作用密切相关。
(3)秦岭中生代早中期的陆内造山作用,从伸展塌陷盆地构造到挤压推覆与走滑区及花岗岩体的展布均一致地反映了秦岭该时期仍以东西向构造为主体,揭示了区域南北块体持续的收缩挤压运动和深部地幔的会聚作用,但从中侏罗世—早白垩世(J2—K1)部分地段盆地展布方向的变化和花岗岩体在东西向分布基础上已显示北东、北北东方向的复合。若联系下面将要说明的中生代晚期晚白垩世(K2)和新生代盆地与构造特征,尤其深部结构与状态的变化,显然表明中生代早期构造具有从主造山期板块构造至板内构造的承前启后的过渡性转化特点。从中生代早中期全球和中国当时的大地构造背景考虑,虽然此时期的秦岭正处于印支期完成中国大陆主体拼合,从东古特提斯构造体制与背景下的中新生和现代的全球及中国大陆构造体制下与背景的重要转换交接过渡时期,以及空间交汇状态之中。因此,秦岭中生代早中期陆内造山构造正是这一区域地球动力学与地质构造背景下的多因素控制的曲折综合反映。
(4)秦岭在晚白垩世(K2)突出地发生沿现今北部边界的向秦岭之下的巨大陆内俯冲作用,所以总体构成秦岭造山带处于南北受扬子和华北板块相向挤压收缩运动,而且自身上部岩石圈和地壳呈现急剧抬升并向外扩展的伸展隆升构造状态,所在整体发生挤压体制下的伸展隆升构造。出现除秦岭南北边界的相向向秦岭之下的陆内俯冲作用和与之相应的分别向北向南的边缘逆冲推覆构造外,秦岭带内、又广泛发生晚白垩世的断陷陆相沉积而且是秦岭中新生代时期最广泛最大的伸展断陷盆地发育时期。盆地不但沿先期主要东西向断裂分布,而且更突出沿一系列北西和北东向共轭剪切断裂展布,斜切叠置于先期构造上,控制了一系列白垩世(K)、尤其是晚白垩世(K2)断陷盆地。
(5)晚白垩世秦岭开始沿东部豫、陕交界的豫西地区和西部陕、甘交界的东、西秦岭衔接地带,也即中国大陆北北东、南北向的两个重力梯级带横跨秦岭造山带的部位,形成一系列北北东、南北向的中新生代陆相断陷盆地横切先期所有构造,诸如东部洛阳-伊川、洛阳-宜阳-洛宁-卢氏-灵宝-朱阳镇、南阳、汉江等盆地。
(6)秦岭-大别山造山带南北边缘及其后陆区发生不同的伸展断陷,叠加改造的边界形态,而且更加剧了山脉差异隆升。秦岭北缘的中段,因鄂尔多斯地块的相对逆时针旋转,导致其周边自晚白垩世以来尤其是新生代以来形成一系列拉张断陷裂谷或盆地,其中汾渭裂谷断陷盆地就是一例。它与其东侧分支的灵宝-三门峡裂陷盆地叠置出现秦岭北部边界与后陆区之上,即复合于华北板块南部向秦岭之下的陆内俯冲带之上。证明自晚白垩世以来,秦岭差异升降超过12km。
(7)秦岭-大别造山带北界的东段,由于中新生代,尤其是新生代以来南华北平原作为华北盆地组成部分,随同整个盆地急剧沉降,盆地新生界覆盖了整个造山带后陆区,直到北淮阳带、使大别山骤然突兀于平原之南侧。
显然,中新生代,尤其中生代晚期和新生代以来的叠加复合断陷构造和盆地,最终改造成现今秦岭-大别造山带的山脉面貌。表明至少在中生代中期(J2—K1)秦岭不具地形、生物、气候等的显著分隔作用,是近于夷平状态的平缓山地,只是后来经燕山中晚期,尤其新生代以来的陆内造山才急剧抬升而成现今高大山脉。
(8)现今秦岭山脉成山隆升过程经历了:①中生代燕山中期(J2—K1)挤压收缩为主的逆冲推覆和花岗岩浆活动的陆内造山作用;②中生代晚期至新生代初期(K2—E1)的总体挤压体制下的伸展抬升裂陷与剥离构造等的陆内造山构造演化;③新生代,尤其是第四纪以来晚近时期秦岭周边扩张断陷和秦岭总体的不均一块断翘升构造活动。