贺兰山中深度变质岩与混合岩化形成的发展史

本研究区位于鄂尔多斯地块西部边缘地带，呈南北向条带状展布，在构造上横跨华北克拉通和秦祁加里东造山带，是我国东西两大不同地貌特征地区的交界地带（即所谓“银川—昆明南北向构造带”的北段），也是地球物理场和地壳厚度的陡变带，同时也是新构造活动带和地震活动带。现据区内已有资料简述如下。

（一）前古生代

太古代早期，是华北原始陆核形成时期（由几个东西向排列的岛链式陆核组成，同位素年龄均在30亿年以上）。本区贺兰山群可与集宁群、迁西群对比，说明当时鄂尔多斯陆核形成，本区位于鄂尔多斯古陆的西侧。

太古代末的阜平构造运动使贺兰山群遭强烈变质，形成以角闪石麻粒岩相为主的中深度变质岩，并发生混合岩化作用。在区域上受南北向最大主压应力的作用，地壳褶皱隆起，使鄂尔多斯陆核与华北几个原始陆核连为一体，形成统一的华北古陆。与此同时区内太古代贺兰山群地层在此应力场中发生了塑性变形为主的构造变动，形成了区域性近东西向的褶皱隆起与断裂。如展布于贺兰山北段的小松山—五虎山太古代混合花岗岩穹隆构造就是当时形成的，并从其发育特征来看陆核增大的同时，地壳厚度由北向南增生。

早元古代，此时区内海陆分异明显，大致以现在青铜峡—固原深大断裂为界形成东陆西海的格局，在华北古陆的形成初期，由于地壳固结程度不高，在东西向拉张应力的作用下，鄂尔多斯地块西部边缘成为相当活跃的地带并不断坳陷，而东部较稳定的鄂尔多斯古陆相对抬升，陆块西缘形成大陆边缘海槽。在接受沉积的同时，裂陷附近有海底基性火山岩喷发，在贺兰山黄河旗口至南水一带形成厚度大于900m的赵池沟群碎屑岩夹基性火山岩建造，而南部海原一带，由于东西向拉张应力加剧，裂陷加深，并使幔源物质喷发，组成了厚度大于5800m的海原群碎屑岩—碳酸盐岩夹火山岩建造。

早元古代晚期中条运动（距今19.5亿年左右）导致西缘裂谷型坳陷回返，使赵池沟群及南部海原群遭受区域变质，形成绿片岩相变质岩系，并在强烈的东西方向挤压应力的作用下，形成了一系列近南北向的紧闭褶皱。与此同时，岩浆活动也相当强烈，主要表现在酸性岩浆的侵入，形成长轴呈南北向展布的黄旗口、黑云斜长花岗岩体。随着中条运动的发展，早期形成的裂陷海槽关闭并褶升为陆，陆核向外扩张增长并不断固结。至此，本区与东部鄂尔多斯古陆及整个华北完全拼合成一古老的结晶基底，从而进入盖层沉积阶段。

中—晚元古代，本区自中条运动隆起为陆后，一直延续到长城纪中期，受近东西向拉长引力的作用，鄂尔多斯块体西部边缘沿早期断裂重新活动，使原来固结的古陆重新分异，在鄂尔多斯古陆与阿拉善地块之间，形成一近南北向的贺兰山拗拉槽。秦祁海槽由南向北侵入，本区开始接受第一个盖层——长城系黄旗口群的沉积，拗拉槽内呈北高南低古地形特征。研究区南部为被动大陆边缘，在拗拉槽内出现3个沉降相对较大的中心，主要位于贺兰山和青龙山南等地段。

长城纪末中岳运动，地壳上升海水退出，区内长城系与蓟县系出现沉积间断，直到蓟县纪早期受到持续的东西向拉张应力的作用，贺兰拗拉槽复活，其沉积范围继续受到两侧边界断裂的控制。秦祁海槽由南向北侵入，沉积了蓟县系海相碎屑岩—碳酸盐岩建造。蓟县纪末期，地壳处于缓慢上升时，蓟县系一度遭受剥蚀，并缺失青白口系沉积，与震旦系正目观组呈不整合接触。澄江运动后，地壳间歇性下沉，于贺兰拗拉槽内（海水由南向北侵入）沉积了厚度不大的震旦系正目观组冰碛岩、板岩建造。

纵观中晚元古代，研究区的构造变动主要为脆性变形，并以缓慢的地壳升降运动为特征，在东西向拉张应力场中，没有发生强烈的挤压作用，长城系、蓟县系以及震旦系地层基本上未受变质，其间关系均以平行不整合接触为特征。其隆起带或沉降中心均呈近南北展布，反映了沉积格架受正断层性质的基底断裂控制，并多次以继承性的张性断裂出现，在剖面上呈阶梯状，向着沉降中心（主要是由东向西）逐渐陷落。

（二）早古生代

寒武纪，研究区在震旦纪末经兴凯运动，全区上升为陆，震旦纪与寒武纪间发生沉积间断。直至早寒武中期，受秦祁贺三叉裂谷系的控制，在东西向拉张应力的作用下，沿南北向早期拗拉槽内沉积了苏峪口期砾质、砂质磷块岩。中寒武世地壳裂陷幅度加大，除西部阿拉善古陆遭受剥蚀外，秦祁海槽的海侵于张夏期达到高潮，并向东超覆越过断裂形成的边界与华北海相连（连一直处于隆起的庆阳古隆起，其上中寒武世各地层也都沉积齐全）。进入晚寒武世，本区受中亚—蒙古大洋盆地向南扩张的影响，鄂尔多斯地块北缘受到挤压，地壳缓慢上升，区内海水逐渐向南退缩，除贺兰山一带有凤山期残留海沉积外，西南部仍有较厚的沉积。

奥陶纪，在寒武纪晚期，本区虽一度部分隆起但由于受秦祁贺三叉裂谷系控制，于早奥陶世重新在鄂尔多斯西缘一带形成较深的裂陷，秦祁海槽从西向东，从南向北侵入，晚期海侵扩大与华北海连通。由于此时东部鄂尔多斯地块本部地壳相对稳定，海水较浅，为碳酸盐岩沉积，而西部相对处于地壳运动活跃地带，由于裂陷较深，早奥陶世沉积岩相发育，厚度远大于东部地区。

进入中奥陶世时，秦祁贺三叉裂谷系正发育到顶峰时期（由秦祁海槽发育成大洋裂谷），在被动大陆边缘外部，沉积形成厚度逾7500m的边缘斜相（海原群属类复理石建造），发育厚度远远大于贺兰拗拉槽（厚达2000m的中奥陶世沉积）。到中奥陶世晚期，加里东期运动使秦祁海槽早古生代地层遭受到来自西南方向的强烈挤压，褶皱隆起，使原先正断层性质的断裂发生逆转导致岩浆沿断裂侵入以及发生千枚岩、板岩相的低级区域动力变质作用，成为东秦岭—北祁连褶皱带（同时也构成六盘山弧形地块西、南边缘）。此时，贺兰拗拉槽也随之隆起而消亡。

志留纪，本区西部地壳活动频繁，局部重新接受海侵，早—中世为海相陆海碎屑—碳酸盐沉积，晚世海水逐渐退出，形成滨海相粗碎屑岩沉积（成为早古生代结晶基底上的第一层盖层沉积）。加里东运动第三幕（即祁连运动），秦祁海槽在受到西南方向持续挤压的作用下，褶皱隆起成为陆地，从而结束了区内早古生代构造、沉积发展史。(www.xing528.com)

（三）晚古生代

泥盆纪—早石炭世早期加里东运动褶升为陆以后，长期遭受剥蚀。除位于青铜峡—固原断裂以西，在继承性基底断裂的控制下相对活跃的近东西坳陷内，相继沉积了泥盆纪磨拉石堆积陆相红色碎屑岩建造，以及早石炭世早期浅海相碳酸盐岩夹碎屑岩地层。

石炭二叠纪，聚煤期从晚石炭世早期开始，当时贺兰碰撞谷形成，祁连海由西向东侵入本区（东部灵盐—王洼仍为古陆），同时受地壳振荡作用以及基底断裂影响，沉积了地层厚度变化较大的土坡组含煤地层。

晚石炭世晚期海侵达到了高潮，祁连海水浸过鄂尔多斯古陆与华北海汇合，沉积了太原组海陆交互相含煤地层。大致构造格架特征表现为：在鄂尔多斯西缘形成近南北向展布的石嘴山坳陷和韦州坳陷，青铜峡—固原深大断裂以西则形成近东西向展布的卫宁坳陷。

自华力西构造运动以后，中亚—蒙古海槽的古洋壳由北向南俯冲，华北陆块的北缘不断褶皱隆起，致使位于隆起带西侧的鄂尔多斯地块上的海水逐步向南向西退缩，逐渐转为三角洲平原沉积，早二叠世山西组时，除西南部六盘山古隆起遭受剥蚀外，区内均有沉积。中亚—蒙古海槽最后闭合，其强烈的挤压导致区内早期构造系统恢复活动并使聚煤作用完全结束。随着地壳上升幅度和速度的不断增大，本区周围曾引起多次酸性火山喷发，出现多层凝灰沉积。晚二叠世沉积了一套陆相杂色碎岩建造，反映了快速上升剥蚀、快速堆积的特点。

（四）中生代

三叠纪早—中世基本上继承了二叠纪末的沉积、构造格架，到晚三叠世末（印支运动初期），中国古陆受太平洋板块与印度洋板块的推挤，地壳抬升，联合古陆出现解体现象。由于本区处于青藏高原的东北前峰部位，受特提斯海底扩张和向北偏东的俯冲力，推使前缘呈三角形的阿拉善地块向北移动，在受到北部阻力作用后，阿拉善地块转向东移，从而对鄂尔多斯地块西缘产生了强烈的挤压作用，使前贺兰碰撞谷内沉积巨厚的中元古代—中生代地层发生褶皱隆起，并向东发生逆冲推覆，形成一系列呈左行排列并由逆冲断块控制的断陷—坳陷型陆相沉积盆地（从北向南沿贺兰山西北部至石沟驿以及平凉一带），沉积了晚三叠世延长群厚达3000m的一套前渊堆积（为磨拉石建造）。之后印支运动主幕，全区呈整体上升遭受剥蚀。石炭二叠纪含煤建造在大部分地区遭受破坏，东部地区因盖层较厚得到不同程度的保存。

早—中侏罗世聚煤期，基本上继承了三叠纪的古陆台和沉降中心，并在北东—南西方向持续挤压应力的作用下，其含煤盆地基底构造（水下隆起、水下坳陷）均呈轴向为北西—南东的弧形波浪状起伏，形成了早—中侏罗世含煤岩系（属鄂尔多斯含煤盆地一部分），并于西部沿六盘山弧形构造带的断裂附近产生山间盆地（断陷盆地）形成含煤建造和碎屑建造。侏罗纪延安组末期的燕山运动，使鄂尔多斯地块西侧的板块运动达到了高峰，来源于中国西南的右旋剪切作用以及派生的向东挤压力量，使地块西缘侏罗纪及其以前地层产生强烈褶皱和冲断，造成延安组与直罗组间的假整合关系，同时也是区内南北向逆冲构造主要形成和向东发展时期，并使侏罗系近南北向的沉降中心移至马柳断裂东侧一带形成直罗组、安定组河流相沉积。晚侏罗世燕山运动第三幕，间歇性的挤压作用，发生沉积间断，形成仅堆积于鄂尔多斯盆地西缘一带的芬芳河组地层（属于磨拉石建造）。

白垩纪，燕山运动（Ⅳ幕）由于青藏板块活动的影响，阿拉善地块东侧受力最强，形成南拗北隆的格局，银川和贺兰山当时崛起最高，逆冲推覆作用强烈，并在其东部产生许多后冲断层。此次运动造成白垩系与下伏地层间广泛的不整合，仅于贺兰山西麓和东南麓沉积了相当于志丹群顶部的山麓—河流相地层，随后逆冲带又向东发展，迫使白垩纪沉降中心更向东迁移，到现在的天环向斜一带。

与此同时南部六盘山地区在持续的北东向挤压应力作用下，于早白垩世中期形成的六盘山向斜盆地内，沉积了厚为3000余米的六盘山群、庙山湖组陆相地层。燕山运动末期挤压作用逐渐减弱，地壳日趋稳定，晚白垩世仅发生轻微褶皱和断裂，全区隆起处于剥蚀状态，大部分地区缺失晚白垩—古新世沉积，造成与第三系间的微角度不整合。

（五）新生代

古—新近纪早期，由于太平洋俯冲方向的偏转（由北北西改为北西西），使得华北板块东西向挤压应力松弛，但特提斯洋壳继续向欧亚大陆俯冲，特别是始新世时东特提斯海最后封闭，印度板块与欧亚板块碰撞，在本区产生更强烈的北东向挤压和右旋剪切。在此应力场的作用下，六盘山地区经过剥蚀后又在早白垩世向斜盆地之上形成了始新世上—上新世的向斜坳陷，沉积属山麓、河流相。同时在六盘山弧形构造带的弧顶前端大致垂直的方向上，沿早期形成断裂的基础上右旋剪切构成新的碰撞裂谷—银川地堑，受拉张应力的影响，地堑由外向里呈阶梯状断落。在古生代基底上沉积了古—新近系，此时贺兰山与鄂尔多斯地块相对隆起遭受剥蚀。

古—新近纪末喜山运动（Ⅲ幕），西南方向在印度板块的强烈碰撞下，青藏高原隆起产生了许多逆冲带，本区西南大部分地区处于其东北边缘，在受到东侧鄂尔多斯地块和北部阿拉善地块这两个坚硬刚体阻挡，以及北东向挤压应力的作用，沿早期的弧形构造发生强烈逆冲推覆，形成了向北东凸出的六盘山弧形逆冲带。第四纪，印度板块继续向北运动，虽其构造应力较前变弱，但其性质未发生改变。银川地堑在新生代时一直处于上述应力场的纵张和右旋剪切拉张部位，所以它由始新世以来发生强烈的拉张和沉降，地堑内堆积了巨厚的碎屑沉积物。南部六盘山弧形构造至今仍在继续活动，不少地方第四系已被断开，1920年海原大地震就是西华山—六盘山弧形断裂活动的结果。