大别—苏鲁区UHP变质岩构造学及流变学演化

在大别—苏鲁区的30个关键位置,对UHP/HP变质岩进行详细构造解析、大比例尺(1∶10000)制图并在区域尺度上进行观察和对比,以便揭示它们的构造几何学、变形条件和流变学演化。初步的研究结果指出,广泛出露的UHP/HP榴辉岩相岩石形成一个巨大的UHP/HP变质带,提供了一个观察中朝与扬子克拉通之间三叠纪大陆深俯冲-碰撞带过程的窗口。观察的显微构造及组构指出,UHP/HP变质带内岩石变形机制,无论是在榴辉岩相阶段还是在榴辉岩相后阶段,都是以塑性流变为主,其力学行为和组构特征都受组成矿物的强度、强度差等流变学特征,以及变形物理环境如压力、温度、应变速率、差异应力和流体含量等的制约。在俯冲/碰撞带内的变形分解作用于岩石圈不同层次及不同的构造阶段都曾发生,而且,在不同尺度上,应变局部化形成具高应变的剪切带网络,且一般显示典型的布丁-基质或碎斑-基质构造及流变学型式。根据构造、岩石、变质作用及地质年代学资料,借助于岩石圈流变学基本原理,提出一个大别—苏鲁区UHP/HP变质岩石流变学演化的工作模式,它涉及早期扬子与中朝克拉通间三叠纪(~250~230Ma)大陆深俯冲/碰撞、UHP/HP变质岩形成,相继深埋岩石的多期折返。特别强调UHP/HP岩石向地壳表层的折返,主要是构造过程,地面侵蚀作用是次要的。     

大别-苏鲁造山带的东延及板块缝合线:郯庐-鸭绿江-延吉断裂的厘定

根据大别-苏鲁造山带北缘和吉林-黑龙江东部的三叠纪浅变质加积杂岩特征标志,认为大别地区的板块缝合线为信阳-舒城断裂,苏鲁地区的为郯庐-鸭绿江断裂,且苏鲁造山带向北延入东北的吉林-黑龙江东部地区,而华北与扬子板块之间构造缝合线的东延部分则为郯庐-鸭绿江-图们江-延吉断裂。在此基础上,提出了亚洲东部三叠纪以来连续的俯冲-加积模型：(1)三叠纪扬子板块在华北板块向南突出部位(大别-苏鲁一带)发生点碰撞形成超高压变质岩,之后扬子板块由点碰撞逐渐向两侧旋转拼贴形成加积杂岩;(2)侏罗纪-新生代在三叠纪碰撞基础上,太平洋板块向欧亚大陆连续俯冲和加积,进而形成由三叠纪-新生代杂岩组成的欧亚大陆东部地区的巨大加积杂岩带。     

大别山北大别杂岩的大地构造属性

北大别杂岩主要由花岗质片麻岩及斜长角闪岩组成 ,含有不同类型、大小不等的麻粒岩岩块和变质超镁铁质岩块 ,侵入有大量白垩纪花岗岩和辉石 -辉长岩类。其中的花岗质片麻岩、斜长角闪岩具有岛弧环境的岩石地球化学特征 ,代表拼贴于扬子陆块北缘的新元古代古岛弧。北大别杂岩北可与庐镇关群相连 ,南俯于超高压变质岩之下 ,在三叠纪扬子陆块与华北陆块的碰撞过程中 ,曾与超高压变质岩一起俯冲到地幔深度并经受榴辉岩相变质作用 ,然后在折返过程中叠加了麻粒岩相及角闪岩相变质作用 ,是扬子陆块北缘陆壳俯冲基底的一部分     

大别山北部榴辉岩的大地构造属性及冷却史

岩石地球化学及同位素年代学研究表明，大别山北部榴辉岩的大部分属印支期扬子俯冲陆壳（下地壳）的一部分；大致沿磨子潭－晓天断裂附近分布的含榴辉岩、大理岩和变质橄榄岩的镁铁－超镁失质岩带可能代表扬子与华北2个大陆板块之间的变质构造混杂岩带，它应接近于扬子与华北2个大陆板块之间的缝合线（镁铁－超镁铁质岩带以北），而五河－水吼剪切带则可能代表扬子腐冲陆壳内部的1条拆离带或滑脱带。冷却史研究表明，大别山北部榴辉岩峰期变质后初期（230－210Ma)仅抬升到下地壳水平，因而未经历降温过程并具有比大别山南部榴辉岩较低的抬升速率，峰期变质后较慢的抬升速率及相应的近于等温或局部升温阶段也许是造成大别山北部榴辉岩与南部超高压带中榴辉岩差异的重要原因之一；同时，也许是研究区榴辉岩很少见有保留早期超高压变质证据的重要原因。     

大别-苏鲁榴辉岩带的岩石学、变质作用过程及成因研究

秦岭-大别-苏鲁高压超高压变质带是华北与扬子板块俯冲碰撞作用的产物。以榴辉岩为代表的高压超压变质岩的研究将为整个造山带形成与演化历史的建立提供重要信息。本文对分布于大别和苏鲁地区的榴辉岩进行了地质学、岩石学、矿物化学及年代学研究,获得了以下认识:(1)榴辉岩可分成低温高压榴辉岩和超高压榴辉岩。超高压榴辉岩分布于前寒武纪的大别、东海、胶东和胶南变质杂岩之中,低温高压榴辉岩分布于中晚元古代的红安群、松宿群和苏家河群变质岩系之中。在大别山地区,超高压榴辉岩、高压榴辉岩,以及绿帘-蓝片岩成带状,从北到南依次平行于造山带展布。(2)大别山地区的高压榴辉岩变质作用的温压条件是:450-550℃,1.4-1.6GPa。超高压榴辉岩变质条件是:650-870℃,>2.7-2.9GPa,苏鲁地区的超高压榴辉岩是820-1000℃,>2,8-3.1GPa,榴辉岩的形成温度从西向东逐渐升高。(3)榴辉岩经历了绿帘角闪岩相→榴辉岩相→角闪岩相→绿帘-角闪岩相或绿帘-蓝片岩相→绿片岩相5期变质作用。超高压榴辉岩变质作用PTt轨迹呈顺时针方向旋转,进变质作用为缓慢升温显著增压过程,退变质作用早期为近等温迅速降压过程,中期具近等压降温特征,晚期为近等温降压过程。(4)大别-苏鲁地区至少经历了两期高压变质作用,加里东期夹持于华北与     

大别-苏鲁区超高压变质岩的多期构造变质演化

对大别-苏鲁地区超高压(UHP)变质岩的详细构造和岩石学研究揭示了其复杂的构造变质演化历史。除前超高压事件外,至少可识别出5个相继发育的构造变质事件或阶段(D_1-D_5)。D_1和 D_2同超高压事件与三叠纪(250～230Ma)中朝克拉通和扬子克拉通间的大陆深俯冲及碰撞有关,而超高压后的 D_3和 D_4韧性变形及其伴生的减压部分熔融作用和退变质作用事件,则是超高压岩石向中上地壳折返过程中(230～140Ma)发生的。碰撞后形成的 D_4构造,主导了大别-苏鲁超高压和高压变质带区域尺度的构造格架。第5阶段的构造以摩擦或摩擦-粘性过渡性变形机制为主,并伴随有大规模的未变形的花岗质岩体就位,该期构造热事控制了现今大别-苏鲁地区的地貌学特征。新的构造和岩石学资料并结合可利用的地质年代学和地球化学等资料,提出一个涉及中朝与扬子克拉通间三叠纪大陆深俯冲、碰撞及相继超高压变质岩石向地表的多期折返构造变质演化模式。     

中国中央造山带内两个超高压变质带关系

中国中央造山带内至少发育两个超高压变质带,一个是南阿尔金-柴北缘-北秦岭超高压变质带,超高压峰期变质年龄为早古生代(500～400 Ma),代表扬子与中朝克拉通间的深俯冲和碰撞带;另一个是研究程度较高的大别-苏鲁超高压和高压变质带,峰期变质年龄主体是三叠纪(250～220 Ma),代表扬子克拉通内部的陆内大陆深俯冲和碰撞带。对东秦岭看丰沟及香坊沟的变质岩片详细岩石学和构造学研究以及先期造山带尺度的构造、岩石和年代学研究资料分析证明,南阿尔金-柴北缘-北秦岭超高压变质带,向东不能与大别-苏鲁超高压和高压变质带的任一部分相连,包括南大别和西北大别超高压及高压变质岩石。相反,大别-苏鲁超高压及高压变质带,向西经桐柏山,横过南襄盆地延伸到南秦岭的西峡及商南一带。仅在东秦岭-大别山范围内,两个超高压变质带分别位于南丹断裂系南北两侧,沿造山带近平行延展,之间被一系列以断裂或剪切带为边界的岩石构造岩片相隔,不能构成横贯中国中部统一的巨型超高压变质带。任何有关中国中央造山带构造格架及构造演化模型的建立,均应考虑其内部发育两个时代和功能不同的超高压变质带。     

桐柏造山带古元古代变质基性岩的锆石U-Pb年龄及其地质意义

桐柏造山带位于秦岭和大别造山带之间,其北侧对应于北秦岭中高级变质杂岩,南侧对应于大别山高压/超高压变质杂岩.锆石U-Pb定年在一个榴辉岩中获得其原岩侵位年龄和锆石重结晶或生长年龄分别为(1961±23) Ma和(1949±51) Ma,在一个石榴角闪岩(退变榴辉岩？)中获得其变质年龄为(1936±26) Ma,表明这两种基性岩石在二叠-三叠纪高压变质之前经历了古元古代变质作用的影响.由桐柏—大别—苏鲁造山带可利用的年代学资料确定,扬子陆块北缘发育的古元古代构造热事件可分为两幕,第一幕发生在约1.97～1.93 Ga,可能与Columbia超大陆的聚合有关;第二幕发生在约1.85～1.82 Ga,或者代表Columbia超大陆汇聚的继续,或者是陆块边缘增生过程的结果.     

大别山超高压变质带的构造背景

大别山南部的超高压变质带具有特征的榴辉岩相矿物组合，榴辉岩的岩石化学及稀土元素特征及其伴生的岩石组合，表明这个带是以陆壳成分为主混有少量上地幔及洋壳成分的混杂岩，榴辉岩相围岩和大别群具有不同的变质和变形特征。超高压变质带形成于扬子和中朝板块大陆碰撞的构造环境，是扬子板块陆壳向北俯冲到一定深度的变质产物。     

北大别超高压榴辉岩中麻粒岩相变质的多期记录

<正>大别山是三叠纪华南板块向华北板块之下俯冲形成的碰撞型造山带,包含南大别低温榴辉岩带、中大别超高压变质带和北大别杂岩带等3个含榴辉岩的岩石单位,简称南大别、中大别和北大别。北大别超高压榴辉岩普遍经历过多阶段变质演化过程,特别是峰期之后的麻粒岩相变质叠加,表现为早期的绿辉石退变为细粒的单斜辉石+斜长石+斜方辉石后成合晶(Xu S-T et al.,2000;Liu Y-C et al.,2005,2007,2011,     

Location of Triassic Tectonic Suture Between Collided Sino-Korean and Yangtze Cratons in Dabie-Sulu Region, China

INTRODUCTIONTheageofultrahigh-pressuremetamorphism(UHPM)andhigh-pressuremetamorphism(HPM)hasbeendeterminedat24OMato2loMabyseveralchronologicalmethods(Lietal.,1998;Maruyamaetal.,l998iAmesetal.,l9961Hack-erandWang,l995;Johnetal,,1994).Theseagedatare-f1ecttheTriassicobliquecollisionbetweentheSino-KoreanandYangtzecratons.ThermobarometricestimatesoftheUH-PMandHPMintheDabie-SuluregionshowthatthecoldcontinentalcrustmaterialoftheYangtzecratonwasunder-thrust,alongthesuture,northwardtoma…     

New Findings in High-Pressure and Ultrahigh-Pressure Metamorphic Belt of Tongbaishan-Dabieshan Regions, Central China

The high- pressure(HP) and ultrahigh- pressure(UHP)metamorphic rocks developed in the Tongbai- Dabie Mountainswere the products of oblique collision between the Yangtzeand Sinokorean cratons in the Triassic.Yetthere are still lotsof controversies about the present tectonic distribution of theHP and U HP metamorphic rocks and their petrogenetic rela-tionships which are crucial to the understanding of the form a-tion and exhumation of the Tongbai- Dabie collisional orogenicbelt(Cong and W…     

苏鲁造山带浅变质岩的成因及其大地构造意义

苏鲁造山带超高压变质带内部及其北缘,出露仅经过绿片岩相变质作用的浅变质岩系。通过对该浅变质岩的区域分布、地质特征及地球化学的综合研究,表明这些浅变质岩系与大别-苏鲁造山带大陆板块俯冲存在密切的成因关系,为扬子板块俯冲过程中被刮削下来的构造残片,构成大陆板块俯冲过程中形成的构造加积杂岩。在此基础上,厘定了苏鲁造山带的构造成因模型,并对苏鲁造山带的东延问题进行了讨论。     

Two Discrete UHP and HP Metamorphic Belts in the Central Orogenic Belt, China

INTRODUCTION Anew ultrahigh pressure ( UHP) metamorphicbelt ,the South Altun-North Qaidam-North QinlingUHP metamorphic belt ,has been recently discoveredand widely discussed by different workers (Yang J Set al .,2003 ,2002 ,2001 ,2000 ,1998 ;Zhang J Xetal .,2002 ,1999 ; Zhang G et al .,2001 ; Hu et al .,1996 ,1995 ,1994) . Detailed studies have also beencarried out onthe Dabie-Sulu UHP/ HP metamorphicbelt inthe central orogenic belt (COB) of China (Gaoet al .,2002 ;Sun et al …     

大别山东部花岗片麻岩的锆石U-Pb年龄

花岗片麻岩是大别山区除超高压变质杂岩外的另一种重要岩石类型,本文测得南大别二长花岗片麻岩中单颗粒锆石U-Pb不一致线的上交点年龄为789±43 Ma.位于五河一水吼韧性剪切带南缘的糜棱岩化二长花岗片麻岩中锆石的²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb表面年龄接近一致年龄,为715～777 Ma,平均757 Ma,U-Pb不一致线的上交点年龄为815±70 Ma,下交点年龄为482±167 Ma.北大别石英二长片麻岩中锆石²⁰⁷Pb/206表面年龄的变化范围较广,介于594～700 Ma,平均为649 Ma,U-Pb不一致线的上、下交点年龄分别为814±97 Ma和477±77 Ma.这说明这些正片麻岩的侵位时间范围大致为750～850 Ma的晚元古代;南、北大别正片麻岩中的锆石年代学显示它们可能具有相似的形成与演化历史;约480 Ma前后的加里东运动对大别山地区可能也有影响.     

Location of the Suture Zone between the South and North China Blocks in Eastern Dabie Orogen

INTRODUCTION TheDabieMountainsareacollisionalorogenbe tweentheSouthandNorthChinablocks.Theageof theultrahighpressuremetamorphism(Hackeretal., 1998;Rowleyetal.,1997;Amesetal.,1993;Liet al.,1993)andthelateststratainvolvedintheforeland fold thrustbelt(Xueta…     

桐柏-大别山区高压变质相的构造配置

作为华北和扬子陆块间的碰撞造山带桐柏大别山区以发育高压、超高压变质带为特征,从南到北变质相从低级到高级,代表俯冲带深度不同的变质产物,整体形成高压变质相系列。不过现今各变质相岩石的分布极受后期地壳规模的伸展构造控制,大别杂岩的穹隆作用更使高压变质相带的空间分布复杂化。超高压变质岩今日多呈大小不等的块体嵌布于相对低压的大别杂岩之内,造山带根部物质的热软化,使许多深层地幔物质得以像挤牙膏一样挤出于大别杂岩内。它们之中广泛发育着减压退变质的显微结构,与大别杂岩内一些麻粒岩相表壳岩所保存的减压退变质证迹一样,同是挤出作用和碰撞后隆升的构造证迹。高压相系的发育使南桐柏山和大别山迥然不同于桐商（ 商丹） 断裂以北的北秦岭北淮阳变质带。新近发表的同位素年代学（４０Ａｒ ３９ Ａｒ） 资料：３１６ ～４３４ Ｍａ ,已证明北秦岭是古生代变质带,它与桐柏－ 大别印支期碰撞造山带差异甚大。这两个变质地温梯度差异甚大的变质地体的拼合,说明华北和扬子陆块碰撞的主缝合带是商丹－ 桐商断裂带     

大别造山带东段扬子陆块和华北陆块间缝合带的位置

大别山为扬子陆块和华北陆块之间的碰撞造山带.构造-岩石单元的岩石组成、同位素年代学资料和构造关系表明, 大别山东段主要由扬子陆块北缘不同变质程度的变质基底和少量浅变质盖层组成, 没有代表蛇绿混杂岩和华北陆块南缘古生代活动大陆边缘的火山-侵入岩建造.各主要构造-岩石单元间的界线为超高压变质岩折返过程中形成的伸展型剪切带, 大别山北部的伸展-逆冲推覆构造也是超高压变质岩折返过程中伸展构造的一部分, 其中不存在具有缝合带意义的重要构造界线.因此, 在大别山东段, 华北陆块和扬子陆块间的缝合带既不是水吼-五河剪切带, 也不是磨子潭-晓天断裂.根据地球物理资料推测, 南北陆块间的缝合带应分布在信阳-舒城断裂的前缘, 但现在覆于合肥盆地中新生代沉积之下.      

大别山南部高压-超高压变质地体的峰期变质条件

长期以来,人们普遍认同南大别高压超高压变质地体是由“冷”、“热”榴辉岩带组成的观点,但关于两者的接触关系一直存在着不同的认识。本次研究重点解剖大别山太湖地区花凉亭水库附近地区,力图通过对各类榴辉岩峰期变质P-T条件的研究,揭示南大别变质地体的地质结构。全区由南向北出露4种岩石:云母片岩、黑云母片麻岩、花岗片麻岩和绿帘黑云斜长片麻岩。榴辉岩多呈大小不等的透镜体、岩块或层状分布于后3类岩石中。根据内洽地质温压计的计算结果,并结合各类榴辉岩的地理位置,可以看出榴辉岩的峰期变质PT条件自朱家冲经水口、大坝至金河桥是渐次增高的,并没有明显的压力差存在,其中水口、大坝附近的榴辉岩相当于高压/超高压过渡环境中形成的榴辉岩。因此,我们认为南大别变质地体是一个连续的整体,“冷”、“热”榴辉岩带并不是以断层形式相接触的;真正的断裂应位于南大别与宿松群之间。     

PTtD Path and Fluid Evolution of HighPressure Eclogites from the Dabie Mountains,Central East China

１．Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ＴｈｅＱｉｎｌｉｎｇＤａｂｉｅｏｒｏｇｅｎｉｃｂｅｌｔｗａｓｆｏｒｍｅｄｂｙｃｏｌｌｉｓｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅＮｏｒｔｈＣｈｉｎａａｎｄＹａｎｇｔｚｅｂｌｏｃｋｓ．Ｔｈｅｃｏｒｅｐａｒｔｏｆｔｈｅｏｒｏｇｅｎｉｃｂｅｌｔｃｏｎｓｉｓｔｓｏｆｓｅｖｅｒａｌｍｅｔａｍｏｒｐｈｉｃｒｏｃｋｇｒｏｕｐｓ,ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｔｈｅＤａｂｉｅ（Ｔｏｎｇｂａｉ）ｃｏｍｐｌｅｘ,Ｈｏｎｇ’ａｎ（Ｓｕｓｏｎｇ）ｇｒｏｕｐ,ＳｕｊｉａｈｅｇｒｏｕｐａｎｄＳｕｉｘｉａｎ（Ｙａｏ…