桐柏杂岩南北边界剪切带的对比以及对桐柏造山带构造格局的制约

桐柏杂岩的南北边界的剪切带分别是殷店-马垅韧性剪切带和晓天-磨子潭韧性剪切带,这两条韧性剪切带内都发育杆状构造,且杆状构造具有层状结构,层与层之间通过一种特殊的滑脱面结合。由于晓天-磨子潭韧性剪切带相对于殷店-马垅剪切带位置明显更靠近商丹断裂带,早期商丹断裂带的活动在岩石中留下的变形痕迹导致了后期晓天-磨子潭韧性剪切带的变形程度要略强于殷店-马垅剪切带。这两条剪切带都是以简单剪切为主的剪切带,变质条件也相似,都属于角闪岩相变质,处于中-下地壳流变层位置。U-Pb同位素测年结果显示,晓天-磨子潭韧性剪切带的活动年龄为171~142Ma,殷店-马垅韧性剪切带的活动年龄为164~137Ma,两条剪切带的主活动期都在中-晚侏罗世,在早白垩世随着岩浆活动的峰期到来慢慢减弱停止。桐柏造山带在印支晚期碰撞挤压背景下的向东挤出不是一个整体的挤出,而是有层次的差异挤出,挤出的同时层与层之间会发生滑动,滑脱面类似滑动的润滑剂,酷似"管状流动"的构造。在晓天-磨子潭韧性剪切带和殷店-马垅韧性剪切带的牵引作用下,整个桐柏造山带由西向东发生管状流动。     

殷马断裂带在桐柏山—大别山造山带中的地质意义探讨

殷店—马垅断裂带是桐柏—大别造山带南缘一条重要的韧性断裂带,是桐柏—大别造山带内部发育的一条明显的岩地层单元界线,同时也是华北和扬子两大板碰撞挤压的产物。它与桐柏—大别造山带的形成,发展和演化,有着密不可分的联系。通过对殷店—马垅断裂带东西段野外岩性剖面对比分析、显微构造对比、有限应变测量对比分析、应力场分析等,发现尽管东、西段构造特征略有差异,但是殷店—马垅断裂整体是具有右旋运动性质的剪切带,殷店—马垅断裂带的形成对华北与扬子碰撞所产生的应力具有消减转移效应,它本身是一个塑性剪切最强的断裂带,它反映了造山带内部不同岩性的块体之间右旋流变的运动学模式,同时也可能充当着桐柏—大别山核部岩块相对扬子板块向东运动的的"润滑带"。     

桐柏-大别南缘殷店-马垅韧性剪切带的变形及年代学分析

殷店-马垅（简称殷马）韧性剪切带是桐柏-大别造山带南缘的一条重要的边界断裂,对其精细的构造变形研究将有助于进一步认识桐柏-大别造山带的演化方式和过程。本文主要对殷店和马垅两个地区进行了详细的剖面观测,利用有限应变测量,计算出殷马剪切带中岩石应变椭球长短轴的平均轴率为1.69,靠近剪切带的岩石应变量大,向北远离剪切带,应变量减小;通过构造应力场分析查明剪切带的古应力状态,最大压应力σ₁为北北东-南南西向,对应最大拉应力σ₃为北西西-南东东向。岩石的有限应变分析和应力场状态,反映出板块间的碰撞挤压作用力在平行剪切带和垂直剪切带方向上存在应力分解。剪切带内糜棱岩中的锆石U-Pb定年结果显示,其年龄为172～137 Ma,据此得出殷马剪切活动时代主要为中侏罗世-早白垩世。     

桐柏-大别南缘变质流体变质-变形特征及构造意义

前人研究认为桐柏山主要是由桐柏核部杂岩单元组成,它是一个早白垩世花岗质片麻岩杂岩体,其中包含一定的三叠纪中高级变质岩石,后期一起经历相同的构造变形过程,在南北两侧形成剪切旋向完全相反的两条大型韧性剪切带,殷店-马垅剪切带就是南边的华南板块由SSE→NNW挤压作用下,在斜切大别造山带的方向上产生的右行平移断裂带。在野外进行地质考察的过程中,发现在该地区变质流体的分布具有一定的规律。因此,本文通过对殷店-马垅剪切带地质特征、走滑性质、糜棱岩及糜棱岩化岩石的变质变形,剪切带内长英质脉体物质组成、变形特征及物质来源等方面研究,探讨剪切带中变质流体的分布规律以及变质变形与变质流体之间的关系。     

桐柏杂岩北界剪切带的构造变形特征研究

桐柏杂岩北界剪切带是桐柏—大别造山带发育的一条大型的左行走滑韧性剪切带,发育糜棱岩、超糜棱岩以及强直片麻岩等强变形岩石。通过对剪切带内岩石的矿物共生组合、剪切带的位移量计算、石英的分维数计算、石英颗粒的差异应力以及应变速率的估算等多种方法分析结果显示:桐柏杂岩北界剪切带的位移量为38.3~41.1km;动态重结晶石英颗粒边界统计数据的相关系数R均大于0.96,动态重结晶颗粒边界具有统计意义上的自相似性;分维数为1.207~1.302之间,从剪切带的核部向边部,颗粒粒径和分维值的变化是逐渐变大的。石英的分维值反映出石英的动态重结晶与剪切带密切相关,变质变形由剪切带核部向边部逐渐减弱。桐柏杂岩北界剪切带的差异应力值为23.583~46.983 MPa之间,应变速率为1.70×10~(-11)~9.74×10~(-11)s~(-1)。通过对比剪切带内动态重结晶石英颗粒的粒径、差异应力和应变速率可以发现,差异应力与应变速率表现出一定的正相关性,都随着从剪切带的核部到边部慢慢变小;而石英的粒径则与差异应力和应变速率表现出负相关性,从剪切带核部到边部,随着石英粒径的变大,差异应力和应变速率变小。差异应力越大,导致石英颗粒的受力强度越大,变形越强,表现出来的就是应变速率越强。从显微构造变形角度来研究认识该剪切带,对揭示桐柏—大别造山带的构造演化以及构造模型的建立有着重要的构造意义。     

桐柏山南坡的韧性走滑剪切构造

桐柏山南坡的韧性走滑剪切构造是大陆内部造山带在剪切体制下的典型构造之一,以多期韧性再造的叠置为特征。文中详述了它们的几何学特征、走滑剪切应变带内岩石的变形特点,并依据地质标志分析了它们的运动学方向,对它们的流变学意义及其在桐柏造山带构造演化中的作用作了初步探讨。     

东昆仑造山带东段哈图沟–清水泉–沟里韧性剪切带塑性变形及动力学条件研究

东昆仑造山带东段哈图沟–清水泉–沟里韧性剪切带记录了多个旋回的造山作用,本文通过对韧性剪切带中石英c轴组构和显微构造特征测试分析,探讨东昆仑造山带东段陆块间俯冲拼合及地壳伸展减薄的形成机制。结果显示,韧性剪切带变形温度介于380~650℃之间,形成环境为中–高绿片岩相到低角闪岩相,剪切带内差异应力值介于173~509 MPa之间,应变速率介于6.93×10–14~1.43×10–8 s–1之间,主体为10–11~10–10 s–1,显示韧性剪切带变形是快速俯冲作用下的产物,越靠近东昆仑造山带东段东昆中断裂带其变形温度、差异应力值及相应的应变速率值越大,表明东昆仑造山带东段韧性剪切变形中心为东昆中断裂带。利用不同方法所计算出的韧性剪切带运动学涡度值,显示韧性剪切带早期瞬时运动学涡度(0.56~1)对应于东昆仑造山带东段东昆南与东昆仑造山带东段东昆北陆块间俯冲的初始阶段,中后期运动学涡度(0.25~0.91)应当对应于东昆南与东昆北陆块间的俯冲碰撞阶段,最晚期的C′瞬时运动学涡度(0.19~0.51)则对应于后造山的伸展阶段。通过石英c轴组构结合其宏微观构造特征,认为东昆中构造带至少经历了3个期次的构造运动,分别为加里东晚期的逆冲兼左行走滑剪切作用、晚海西–印支期的逆冲兼右行走滑剪切作用和燕山早期及之后的脆韧性–脆性的左行走滑剪切作用。     

桐柏地区高压变质地体在地壳中的抬升机制

桐柏杂岩位于秦岭与大别造山带之间,南北两侧为NWW-SEE向延伸的含榴辉岩高压变质地体,其构造就位过程及其与高压变质地体的构造关系为地质学家们所关注.本文研究表明,所谓的桐柏杂岩实际上是一个早白垩世花岗质片麻岩杂岩体,其内包裹一定数量的三叠纪中高级变质岩石.桐柏杂岩南北两条边界韧性剪切带具有相反的运动学指向,分别为大型右行和左行韧性剪切带,其形成时代为131Ma.这两条韧性剪切带中的剪切面理分别朝SSW和NNE向倾斜,韧性剪切带及杂岩体内部发育的拉伸线理均稳定地朝SEE方向缓倾伏.而在杂岩体的东端发育低角度近南北向韧性剪切变形带,其糜棱面理朝SEE方向低角度缓倾斜,矿物拉伸线理也朝SEE方向低角度缓倾伏,运动学标志指示东侧地质体朝295°～310°的方向逆冲.因此,桐柏杂岩实际上被一个顺造山带的韧性剪切带所围限,这个韧性剪切带及杂岩体内部韧性变形运动学指示了一个早白垩世由东向西的低角度抬升过程,而这一过程直接导致了含榴辉岩高压变质地体沿着造山带的方向从地壳深部抬升到近地表.这一研究结果对理解和认识桐柏-大别-苏鲁地区高压一超高压变质地体的晚期抬升过程具有重要意义.     

桐柏山L构造岩形成机制构造解析及其对造山带演化的制约

桐柏杂岩中发育一套典型的L构造岩,其构造位置位于桐柏造山带核部,被两条近似对称的韧性剪切带所夹持,北侧剪切带左旋,南侧剪切带右旋。由于L构造岩构造位置特殊,其位于剪切带、桐柏背形、桐柏穹窿等多种构造体的交叉部位,L构造岩的构造成因解析可以为桐柏造山带的形成演化提供重要制约。通过对桐柏造山带L构造岩的构造成因机理解析和其变形温压条件的研究,同时结合前人对桐柏山其它主要构造单元的研究,我们提出,桐柏山L构造岩的形成主要受其南北两侧两条韧性剪切带控制,传统意义的桐柏杂岩体白垩纪之前与南北一体的韧性剪切带沿近似东西方向发生管状韧性剪切,剪切作用形成了一套典型的L构造岩。L构造岩的形成指示了桐柏山单元可能经历了一期中下地壳物质的管状的韧性的向东剪切流动,后期白垩纪桐柏山核部的L构造岩经历了大规模的岩浆上升与浮力增加,该L构造岩同剪切带一起发生隆升但管状剪切构造特征并未被改造,随着不均匀隆升桐柏山出现了现今的几何学特征。L构造岩反映出管状剪切形成了现今桐柏造山带近东西向线状构造样式的主体。     

苏鲁造山带西北缘皇华-铁镢山段韧性剪切变形及年代学研究

苏鲁造山带经历了多期构造事件,现今构造样式复杂多样,位于其西北缘的皇华-铁镢山地区构造变形强烈,且发育呈北东东向展布的韧性剪切带,对韧性剪切带变形特征及年代学的研究有利于加深对苏鲁造山带晚中生代构造演化的认识。本文通过详细地野外调查和显微构造特征研究,对剪切带几何学和运动学进行了分析,并结合构造年代学资料探讨韧性剪切带的构造演化过程。结果显示,研究区韧性剪切带几何学形态表现为背形,在晚侏罗世-早白垩世期间经历了两期韧性变形作用:(1)早期韧性变形是由SEE向NWW近水平的滑脱作用造成,并发育与面理产状一致的伟晶岩脉,其LA-ICP-MS锆石U-Pb谐和年龄为150.1±1.1 Ma,表明早期韧性变形启动时间不晚于150 Ma。(2)晚期韧性变形是由NNW-SSE伸展滑覆造成,同变形期白云母~(40)Ar-~(39)Ar坪年龄为137.09±0.32Ma,与反等时线年龄一致,且侵入剪切带内无变形的闪长玢岩LA-ICP-MS锆石U-Pb谐和年龄分别为123.5±0.8Ma和127.1±1.6Ma,表明晚期韧性变形启动时间不晚于137Ma,并结束于127Ma之前。综合研究区内已有的研究成果,本次研究认为苏鲁造山带西北缘早期韧性变形发生于陆内造山的晚期阶段,而晚期韧性变形发生于造山后的伸展阶段,两期构造活动反映了苏鲁造山带构造体制转换过程,该转换过程与晚中生代中国东部岩石圈的伸展减薄及太平洋板块的俯冲密切相关。     

Application of electron spin resonance (ESR) dating to ductile shearing: Examples from the Qinling orogenic belt,China

Shear zones are common structures in orogenic belts and elucidation of the tectonic evolution of these orogenic belts to a large degree depends on understanding the kinematics and timing of shear deformation. However, there is a lack of an accurate, fast and convenient way to determine the timing of deformation. In this paper, we apply the ESR (electron spin-resonance spectroscopy) dating method to three syntectonic quartz veins from the Funiushan tectonic belt in the Qinling orogenic belt in central China. The results agree well with the available ages of deformation in the area obtained through other dating methods. This demonstrates the accuracy and feasibility of using the ESR method to date quartz crystals formed during deformation. The method is fast and convenient, and satisfies the accuracy requirement. It is an effective means for determining the timing of deformation, especially in areas with intensive fluid activity during deformation.     

东亚原特提斯洋(Ⅲ):北秦岭韧性剪切带构造特征

北秦岭造山带位于华北陆块与南秦岭微陆块的衔接部位,是研究原特提斯洋构造演化的关键区域之一。北秦岭造山带内主要发育四条韧性剪切带,包括位于边界处的洛南-栾川剪切带和商丹剪切带,及其内部的官坡-乔端剪切带和朱阳关-夏馆剪切带。通过详细的野外构造解析、显微构造分析和石英EBSD组构分析,获得了四条主要剪切带的活动特征,认为(1)在早古生代华北陆块与北秦岭微陆块拼合后的折返过程中,洛南-栾川、官坡-乔端和朱阳关-夏馆剪切带开始了初始的剪切活动;(2)~380Ma之后,华北、华南陆块在向北漂移过程中逐渐由近东西向展布转换为近南北向展布,导致洛南-栾川和商丹剪切带表现为明显的右行剪切;(3)~320Ma时,华北陆块和南秦岭微陆块之间的剪刀式拼合导致洛南-栾川剪切带表现为右行剪切,商丹剪切带表现为左行剪切,而官坡-乔端和朱阳关-夏馆剪切带在陆块内部不同构造单元的协调作用下分别表现为左行剪切和右行剪切。     

Structure and geochronology of the Tongbai complex and their implications for the evolution of the Tongbai orogenic belt,central China

The Tongbai orogenic belt has an overall antiformal geometry and the hinge of the antiform is sub-horizontal and trends NW–SE. The Tongbai complex (TBC) in the core of the antiform is bounded by the S-dipping Yindian–Malong shear zone in the south, the sub-horizontal Taibaiding shear zone at the top and the N-dipping Hongyihe–Tongbai shear zone in the north. The three shear zones have dextral, top-to-NW and sinistral movement, respectively. They are parts of a single shear zone, termed the Tongbai shear zone, that has a uniform top-to-NW sense of shear. Three samples of deformed granitoid (mylonite or protomylonite) from the shear zone have U–Pb zircon ages of 145 ± 6 Ma, 142 ± 2 Ma and 131 ± 6 Ma, respectively. An L-tectonite in the TBC yielded a metamorphic age of 137 ± 8 Ma and a migmatite an age of 137 ± 1 Ma. The Tongbai shear zone is intruded by undeformed Early Cretaceous granite and dykes and deformation in the shear zone is constrained to ca. 140–135 Ma, synchronous with metamorphism and migmatization in the TBC. Early Cretaceous magma emplacement and the associated uplift modified the TBC into a gentle antiform and the uplift may have continued to ca. 102–85 Ma. Similar geometry and kinematics have been documented in the Dabie orogenic belt to the east, which suggests that the Central Orogenic Belt in China probably experienced a uniform orogen-parallel extension and top-to-NW shearing in the ductile lithosphere in the Early Cretaceous.     

北大别造山后穹隆构造的形成过程与变形模拟

北大别穹隆是在早白垩世造山后伸展活动中形成的。其北界为北西西走向、倾向北北东、正左行平移的晓天-磨子潭韧性剪切带,南界为北西走向、倾向南东、右行“逆冲”的五河-水吼韧性剪切带。通过对这两条剪切带的构造观测、运动学分析、石英C轴组构测量、变形温度分析及变形模拟,表明剪切带原先为中地壳同一近水平的韧性拆离剪切带。该拆离剪切带在原始近水平状态时的活动为上盘向280°方位的伸展运动。随后在大规模岩浆活动与北大别穹隆的隆升中,这一剪切带被动地抬升与剥露,而出露于现今的穹隆边界上。变形模拟显示,北大别穹隆构造现今为近EW轴向的背形,其上隆幅度西强东弱。北大别穹隆的形成过程表明为典型的造山带变质核杂岩。     

大别造山带南界襄樊—广济断裂带的演化规律与构造意义

自中三叠世扬子与华北板块发生碰撞—深俯冲作用以来,大别造山带南界上的襄樊—广济断裂带主要经历过两次变形事件: 1)早期变形事件发生在中三叠世末—晚三叠世初的造山带折返阶段,表现为造山带南边界上的韧性剪切带。这期北西—南东走向的剪切带向南西陡倾,发育北西—南东向的矿物拉伸线理,主要为右行走滑的运动性质,属于造山带斜向折返的侧边界走滑剪切带。造山带折返过程中将前陆褶断带北缘原先东西向褶皱改造为北西—南东走向。2)晚期变形事件发生在晚侏罗世,表现为脆性逆冲断层,使得前陆褶断带向北东逆冲在造山带南缘之上,同时在前陆上形成了一系列的逆冲断层。该断裂带的晚期逆冲活动与郯庐断裂带左行平移同时发生,代表了滨太平洋构造活动的开始。     

伏牛山构造带变质流体脉变形特征及构造意义

伏牛山构造带由多条近平行的断裂带和夹持其间的变形岩片组成,洛南-栾川断裂带和瓦穴子-乔端断裂带为其中的两条主要断裂带。这两条断裂带虽遭受多期强烈构造活动的影响,但主造山期的构造特征至今仍然保存完好,并以中深层次的韧性剪切变形为主,形成了典型的糜棱岩和同构造期石英脉。本文从宏观、微观、超微观变形特征及年龄等方面对这些变质流体脉进行了研究,以探讨与其形成密切相关的构造活动特征、年代及其在秦岭造山带和华北板块南缘强变形带中的作用。石英脉中石英颗粒动态重结晶特征总体显示远离剪切带只有少量的膨凸式,靠近断裂带为亚颗粒式,形成核-幔结构,位错特征显示远离剪切带位错密度较小,靠近断裂带较大,位错形态显示瓦乔断裂带以挤压为主,洛南-栾川断裂带以剪切为主。两条断裂带石英脉的变形特征说明它们的糜棱岩化过程均为塑性变形中的晶质塑性变形,形成过程均为挤压在先,剪切在后。所测糜棱岩中石英脉的ESR年龄分别为372.9±30.0 Ma、275.0±20.0 Ma和218.0±20.0 Ma,真实地记录了晚加里东至中-晚海西期北秦岭的构造活动及所受影响。其中372.9±30.0 Ma是宽坪岩块向华北板块下的斜向俯冲汇聚和走滑的年代, 275.0±20.0 Ma是瓦乔断裂带的形成年龄。218.0±20.0 Ma的年龄则反映了华南、华北两大板块印支晚期全面闭合作用在秦岭造山带内部的影响。从以上3个年龄可以看出:北秦岭各构造带自北向南演化,时代上自北向南变新。