大别山东缘郯庐两期走滑剪切带形成的温压条件与造山带折返的关系

郯庐断裂带与大别造山带在大别山东缘相复合 ,并将大别—苏鲁造山带左行错开达 5 0 0km。本文以大别山东缘为研究背景 ,通过对郯庐断裂带两期左旋走滑韧性剪切带温压条件的估算及热年代学信息的分析 ,来探讨大别造山带在早侏罗—早白垩世之间的折返历史与隆升量。通过矿物组合、矿物变形特征以及白云母—绿泥石地质温度计得到郯庐早、晚两期剪切带的形成温度均为 4 0 0～ 4 5 0℃。通过多硅白云母Si原子数地质压力计计算得到早、晚两期剪切带的形成压力分别为 0 .2 5～ 0 .36GPa和 0 .2 4～ 0 .39GPa。考虑到剪切摩擦加热和构造超压的影响 ,笔者推断郯庐两期走滑剪切带形成的最大深度均不超过 12km ,且两期走滑剪切带的形成深度至多相差 1～2km。郯庐断裂带在约 190Ma和 12 8Ma经历了两期走滑冷却事件 ,而在此期间 ,大别造山带东缘经历了一个构造平静期 ,基本没有发生隆升。根据郯庐断裂带的信息 ,造山带在早白垩世的热隆事件中的隆升幅度小于 12km。     

与时俱进,发展中国大地构造学

郯庐断裂带的起源时间与型式仍然存在着很大的分歧。最近在大别山东缘早白垩世左旋走滑韧性剪切带中 ,发现了早期左旋走滑韧性剪切带。其中三处早期糜棱岩中白云母分别给出了( 188.7± 0 .7)Ma、( 189.7± 0 .6 )Ma、( 192 .5± 0 .7)Ma的40 Ar/ 3 9Ar坪年龄 ,指示了同造山走滑热事件。前陆沉积与变形构造也表明该断裂带在华北与华南板块碰撞中就发生了活动。郯庐断裂带内的造山期构造及旁侧的前陆沉积与变形构造特征 ,指示断裂带同造山运动为转换断层型式 ,并将大别—苏鲁造山带左行错移了约 35 0km ,同时苏鲁造山带发生逆时针旋转。在早白垩世滨太平洋构造活动中 ,该断裂进一步向北延伸 ,发生了约 2 0 0km的左行平移。因而 ,该断裂带起源于华北与华南板块的碰撞之中 ,其同造山运动与这两大板块的碰撞过程相伴生     

Thermal Evolution of the Tanlu Fault Zone on the Eastern Margin of the Dabie Mountains and Its Tectonic Implications

Five samples of muscovite from mylonites of the earlier Tanlu ductile shear zone on the eastern margin of the Dabie Mountains yield 40Ar/39Ar ages ranging from 178 Ma to 196 Ma. Three of them have reliable plateau ages of 188.7±0.7 Ma, 189.7±0.6 Ma and 192.5±0.7 Ma respectively, which indicates a syn-orogenic, sinistral strike-slip thermal event. This displacement movement derived from the continent-continent collision of the North and South China blocks took place in the Early Jurassic and after uplifting of high-pressure to ultrahigh-pressure slabs to the mid-crust. It is suggested that during the collision the Tanlu fault zone was an intracontinental transform fault caused by differential subduction speeds. The 40Ar/39Ar ages of mylonite whole-rock and muscovite from the later Tanlu ductile shear zone suggest another sinistral strike-slip cooling event at 128 Ma. During this strike-slip faulting, large-scale intrusion and doming uplift occurred in the eastern part of the Dabie orogenic belt. Data o     

郯庐断裂带中-南段走滑构造特征与变形规律

在大别造山带东端和苏鲁造山带西端,郯庐断裂带存在着同造山期和早白垩世两期左旋走滑韧性剪切带,在张八岭隆起南段迄今为止只发现了早白垩世的走滑剪切带。这些剪切带由若干条小型韧性剪切带组成,带内糜棱岩都具有陡倾的糜棱面理和平缓的矿物拉伸线理。野外构造、显微构造及石英C轴组构皆指示了左旋走滑剪切指向。新生矿物组合和矿物变形行为分析显示大别山东端郯庐早、晚两期剪切带主要形成于中绿片岩相的变质温度环境,张八岭隆起南段剪切带主要形成于高绿片岩相的变质温度环境,苏鲁造山带西端郯庐早、晚两期剪切带则形成于高角闪岩相的变质温度环境。糜棱岩内基质中新生白云母的电子探针分析指示大别山东端和张八岭隆起南段出露的郯庐韧性剪切带形成于低压环境下,而苏鲁造山带西端的郯庐韧性剪切带形成于高压榴辉岩相环境。这些详细的构造研究显示:在华北与华南板块的碰撞造山期郯庐断裂带以左旋走滑构造型式存在,而在早白垩世太平洋构造域中它又再次发生了强烈的左行平移。     

大别山东端郯庐断裂带由走滑向伸展运动转换的40Ar-39Ar年代学记录

通过对大别山东端郯庐左旋韧性剪切带中一系列含白云母、黑云母、斜长石和钾长石的糜棱岩样品⁴⁰Ar-³⁹Ar同位素年代学研究,发现大别山东端的郯庐断裂带在距今139Ma之前发生过一次左行平移运动,随后转变为伸展活动,由走滑向伸展活动转换的时间介于距今139Ma至128Ma之间。在伸展活动中,大别山东端的郯庐走滑韧性剪切带发生了缓慢的抬升和冷却,从而导致封闭温度较低的矿物记录了较小的年龄。黑云母110Ma±以及斜长石97~92Ma的⁴⁰Ar-³⁹Ar年龄值指示郯庐断裂带的伸展活动一直持续到距今90Ma±。     

郯庐断裂带中生代构造演化史： 进展与新认识

总结出郯庐断裂带中生代运动学演化的过程与历史,概括为“两大运动时期、五个发展阶段”。第一运动时期对应于三叠纪—早侏罗世早期的“印支运动”,以扬子陆块与华北地块之间的拼合和碰撞造山为主导,郯庐断裂带经历了：①转换走滑阶段（240-220Ma）,其走滑活动局限在大别和苏鲁超高压变质带之间。这个阶段的陆-陆深俯冲作用使苏鲁超高压变质带向西韧性挤出,导致徐淮弧形构造带的形成和发育。②左旋平移走滑阶段（220-190Ma）,徐淮弧形构造带向南错移了约145km,并被大别山以北地区的东西向逆冲系统所吸收。左旋走滑扩展使郯庐断裂带贯穿整个华北和东北地区。第二运动时期对应于中、晚侏罗世至古新世时期的＂燕山运动＂,郯庐断裂带的演化与东亚活动陆缘的演化紧密联系在一起,经历了③中、晚侏罗世至早白垩世早期挤压走滑活动,伴随着华北东部地区岩石圈、地壳增厚和郯庐左旋走滑断裂系的发育。④早白垩世以地壳伸展和陆内裂谷断陷作用为主,使早期增厚的华北克拉通岩石圈发生垮塌和减薄。⑤晚白垩世—古新世以右旋走滑为主,沿断裂带及其两侧发育一系列拉分盆地。系统地阐述了郯庐断裂带中生代发育过程与地质特征,及其在东亚大陆演化历史中独特的作用。     

Syn-collisional transform faulting of the Tan-Lu fault zone,East China

Origin of the continental-scale Tan-Lu fault zone (TLFZ), East China, remains controversial. About 550 km sinistral offset of the Dabie orogenic belt (DOB) and Sulu orogenic belt (SOB) is shown along the NE-NNE-striking TLFZ. Syn-collisional, sinistral ductile shear belts in the TLFZ have been identified. Thirteen phengite bulk separates from the mylonites were dated by the ⁴⁰Ar/³⁹Ar method. They gave cooling ages of the 198–181 Ma for the shear belts along the eastern margin of the DOB and 221–210 Ma from the western margin of the SOB. Distribution of the foreland basin deposits suggests that sinistral offset of the DOB and SOB by the TLFZ took place prior to deposition of the Upper Triassic strata. The marginal structures around the DOB and SOB support syn-collisional faulting, and indicate anticlockwise rotation of the DOB during the displacement. The folding and thrust faulting related to crustal subduction, coeval with the Tan-Lu faulting, is older than the foreland basin deposition related to the orogenic exhumation. Several lines of evidence demonstrate that the TLFZ was developed as a syn-collisional transform fault during latest Middle to earliest Late Triassic time when the DOB and SOB experienced crustal subduction of the South China Block (SCB). Eastward increase of the crustal subduction rates is believed to be responsible for the sinistral transform faulting.     

华北克拉通破坏时间与破坏范围分布特征——来自银根—额济纳旗盆地苏红图坳陷早白垩世火山岩的启示

克拉通破坏的时间和范围是华北克拉通破坏研究的重要基础问题,但是在华北克拉通破坏时间与破坏范围的问题上存在着不同观点。本文通过对位于华北克拉通西北部银根—额济纳旗盆地苏红图坳陷内采集的火山岩进行年代学及地球化学研究,认为苏红图火山岩年龄为105~113 Ma,为一套钾质碱性系列玄武岩,其形成机制是由于岩石圈发生减薄,软流圈地幔岩浆上涌,经分离结晶而形成的,而动力学机制主要是由于西伯利亚板块、内蒙古褶皱带和华北板块在晚侏罗世发生的碰撞拼合。此外,本文还在前人对华北克拉通破坏研究基础上,依据作者对苏红图坳陷火山岩做的一些工作,粗浅地探讨了华北克拉通破坏的时间与范围的问题,认为华北克拉通周缘均为构造薄弱带,北缘为兴—蒙造山带,南侧为大别—秦岭造山带,东侧为苏鲁带和太平洋俯冲带,河套裂陷、汾渭裂陷分别与古元古代高温变质孔兹岩带及约18.5亿年前华北克拉通东、西部块体拼合时形成的中部造山带内位置大致重合,而苏红图坳陷位于中亚造山带南缘,同时也处于两板块拼合交汇处。这些构造薄弱带处在不同时期发生的俯冲与碰撞的结合部位,它们可能是岩石圈减薄的起始位置,并且它们的俯冲与碰撞时间是华北克拉通破坏的起始时间。克拉通破坏范围主要发生在太行山以东地区,太行山以西的河套裂陷、汾渭裂陷发生了减薄,而苏红图坳陷在早白垩世也发生减薄,所以,破坏范围分布在地理上呈不连续分布特征,造成这种分布特征的主要原因是由于不同区域的破坏时间与破坏的动力学机制不同。     

Discussion on initial mechanism of the Tan-Lu fault zone北大核心CSCD

The Dabie and Sulu orogens between the North China and the Yangtze cratons were left-laterally offset about 4(H) km along the NE-striking Tan-Lu Fault Zone. The fault zone terminates abruptly at the southeastern corner of the Dabie Orogen, suggesting unique origin of the fault zone which remains controversial. Structures in the Zhangbaling Croup and Feidong Complex in the Zhangbaling Uplift formed in a flat-lying ductile detachment zone with a shear sense of top to the SSW. Whereas, the Tan-Lu shear zone in the l.ujiang area exhibits as a sinistral ductile shear zone. Thus, the Tan-Lu Fault Zone in the east of the Dabie Orogen experienced two phases of deformation. The first phase deformation exhibits as sinistral ductile shear belts, the sinistral ductile shear zone was then involved in the NK-SW trending tightly folds and thrusts deformation. The Susong Complex and Zhangbaling Group in the Dabie Orogens exhibit as exhumation structures. According previous muscovite 4'Ar/,>Ar ages and deformation of syn-collisional folds and thrusts, we propose an indentation-induced continent-Tearing model for the initialization the Tan-Lu Fault Zone.     

大别造山带与郯庐断裂带衔接区构造特征分析

大别造山带东部与郯庐断裂带南段的衔接处发育有介于二者之间的转换构造,这些转换构造对于揭示二者之间的转换关系起着非常重要的作用。本文对郯庐断裂带桐城段及其邻区发育的转换构造的构造样式和年代学特征进行了分析,并总结得出该处共出露两种不同尺度的转换构造,分别为较大规模北东向偏转的片麻岩构造带和被北东向糜棱岩带非透入性牵引转换的片麻岩带。发生构造转换的片麻岩、同构造脉体及北东向糜棱岩分别给出锆石U-Pb年龄：812～719 Ma,803～629 Ma、242～208 Ma和176～127 Ma以及735～650 Ma、288～216 Ma。结合前人年代学分析,本文认为片麻岩构造的较大规模北东向偏转活动为郯庐断裂带的初期形成活动,受大别造山活动控制;糜棱岩带的剪切活动的发生始于早侏罗世,主要受太平洋板块向欧亚板块俯冲活动的控制。     

前陆沉积与变形对郯庐断裂带同造山运动的制约

郯庐断裂带两侧的前陆沉积及其变形现象,揭示了该断裂带同造山活动的大量信息。合肥盆地东侧的郯庐断裂带旁,侏罗系沉积时出现了沉降中心与边缘相,显示这期间郯庐断裂带所处的张八岭隆起已移位至盆地东侧。砂岩的端元组份分析与碎屑白云母的电子探针分析显示,下扬子地区弧形展布的黄马青群与象山群前陆沉积的物源区为大别——苏鲁造山带,属于原地沉积,表明造山期郯庐断裂带已经出现。大别与苏鲁造山带周边都出现了强烈的前陆褶皱冲断带。合肥盆地前侏罗系基底上印支期的逆冲断层,在郯庐断裂带旁侧明显增多,指示该断裂带曾发生过同造山活动。下扬子地区前陆构造走向向郯庐断裂带方向偏转,反映它们形成时受到了郯庐断裂带左旋走滑运动的影响。这一系列前陆沉积与变形特征,指示郯庐断裂带在华北与华南板块的碰撞造山中以陆内变换断层的型式出现。该断裂带造山期运动中,东盘为主动盘,并发生了显著的逆时针旋转。独特的徐宿弧形逆冲——推覆构造,表明造山期郯庐断裂带左行平移幅度达350km。在该断裂带早白垩世的第二次平移中,断裂带向北延伸,又发生了约200km的左行平移。     

郯庐断裂带肥东段早白垩世中期走滑运动的年代学证据

郯庐断裂带肥东段西韦地区和桃花源地区出露了大规模的北北东向韧性剪切带。桃花源地区韧性剪切带显示出2期构造变形的叠加。野外构造和显微构造分析皆指示为左行走滑韧性剪切带。糜棱岩中石英与长石的变形行为指示其变形温度分别为400~450℃和500℃。通过对这两处走滑剪切带内糜棱岩化花岗岩脉的锆石LA-ICP-MS定年,获得了3个样品的侵位年龄分别为(133.2±1.9)Ma,(131.3±2.0)Ma,(130.3±2.0)Ma。再结合已有的研究成果,认为在128~124Ma(早白垩世中期)郯庐断裂带发生过左行走滑活动。综合分析表明,郯庐断裂带在晚侏罗世和早白垩世中期分别经历了2期左行走滑活动,而期间和之后的早白垩世则处于伸展活动之中。伸展活动持续较长,控制发育了西侧的合肥盆地及断裂带内一系列岩浆活动;而区域挤压背景下出现的走滑活动则相对短暂。这些演化规律显示该断裂带在晚侏罗世—早白垩世呈现为交替式的走滑和伸展活动。新发现的早白垩世中期走滑活动,与太平洋区伊泽纳崎板块板块运动方向的调整相对应,是大洋板块运动方向短暂调整的构造响应。     

Origin, Age and Significance of Pseudotachylites from the Eastern Dabieshan Orogenic Belt, China

Recent field survey in the eastern Dabieshan Mountains has revealed extensive occurrences of pseudotachylite. The pseudotachylite tends to occur as simple veins and injected networks along the NE-SW-trending fracture zones or shear zones, which are parallel to the Tanlu fault zone and cut all the pre-Cretaceous geological bodies. The characteristics of both the microstructures gained by the optical microscope and SEM imaging and the geochemistry between the pseudotachylites and their host rocks show that the pseudotachylites were formed mainly by ultracataclasis of their wall rocks in which they occur. The bulk K-Ar ages of the pseudotachylites yielded a narrow range of 81 -93 Ma, and moreover the laser-probe 40Ar/39Ar dating of phengite overprinting on the pseudotachylite gave a weighted mean age of 78.9 Ma. These results show that the pseudotachylites from the eastern Dabieshan Mountains formed along the NE-SW-trending fault zone during the uplifting of the orogenic belt at 80-90 Ma, which places impor     

合肥盆地东部中-新生代的演化及其对郯庐断裂带活动的响应

合肥盆地的沉积作用与其东缘的郯庐断裂带演化有着良好的耦合关系。侏罗纪盆地发育主要受大别造山带演化控制,东部可见对同造山期郯庐断裂带左旋转换走滑的沉积响应。盆地内朱巷组的沉积是对早白垩世早期郯庐断裂再次发生陆内左行平移的响应,该时期成盆模式为一走滑—挠曲盆地。盆地内上白垩统—古近系的形成是对这期间郯庐断裂带伸展活动的响应,盆地具区域性伸展(双向伸展)的特征。盆地东部自新近纪以来的抬升、消亡与东缘反转构造的存在,指示了郯庐断裂带的逆冲活动。盆地东部的沉积记录结合近年来郯庐断裂带内部构造与同位素年代学的最新研究成果,指示该断裂带中-新生代经历了4个演化阶段:同造山期的左旋转换走滑、早白垩世早期的陆内左行平移、晚白垩世—古近纪的伸展运动和新近纪以来的逆冲活动。     

郯庐断裂带肥东韧性剪切带的变形规律同位素年龄及其构造意义

郯庐断裂带肥东韧性剪切带的几何学形态为一正花状左行平移断裂带，目前出露的为该韧性剪切带的根部，具有典型的深层次左行走滑变形特征，肥东韧性剪切带中糜棱岩，超糜棱岩测得的^40Ar/^39Ar全岩年龄分别为120.48Ma和118.75Ma，说明郯庐断裂带的大规模左行平移时代为早白垩世，对该带构造变形和构造叠加的研究表明，肥东浮槎山一带是被郯庐断裂带截切，牵引，叠加，改造的印支期大别一胶南造山带的残块，郯庐断裂带与大别-胶南造山带是不同时期，不同构造系统的产物，前者属于滨太平洋构造系统，后者属于特提斯构造系统。     

郯庐断裂带张八岭隆起南段肥东群石榴角闪岩变质P-T演化史对其构造属性的制约

通过对张八岭隆起南端肥东群中磁铁石榴铁闪石岩的岩相学、矿物成分分析和热力学评价,并结合野外地质填图和共生围岩分析表明,该岩石经历了5期变质作用,展现了顺时针的P-T演化特征,早期阶段表现为近等压升温,晚期阶段为降温降压的过程,其峰期变质平均P-T条件为:524℃和0.49GPa.结合地质背景和郯庐断裂带的演化特征分析,早期过程可能反映的扬子基底所经历的区域变质过程,晚期过程可能是由于郯庐断裂的后期抬升分量所致,不具有造山带的P-T演化特征.对比前人对宿松群的变质演化历史的研究,肥东群和宿松群峰期变质压力差可达0.8GPa,表明两者属于不同变质级别的块体.因而,肥东群和宿松群不能作为被郯庐断裂左行错开的标志层.由此表明,张八岭隆起南段所出露的肥东群变质杂岩,属于扬子板块上的变质基底,郯庐断裂带活动中将其剥露地表,并没有经历过大别造山带的变质作用.     

肥东花岗质岩脉的变形及年代学特征对郯庐断裂带早白垩世构造活动的指示

郯庐断裂带肥东段位于大别造山带与苏鲁造山带之间。在肥东段西韦采石场内发育了大规模的北北东向左行走滑韧性剪切带和一条低角度的韧性滑脱正断层。走滑韧性剪切带为郯庐断裂带走滑活动的产物,低角度滑脱正断层则代表了伸展背景下的构造活动。低角度滑脱正断层上、下盘发育未变形和变形的岩脉,走滑韧性剪切带内外也发育有受剪切带活动而变形的岩脉。对采石场内岩脉的构造和同位素年代学研究表明,低角度韧性滑脱正断层在129~126Ma之间发生过剪切活动,走滑韧性剪切带的活动时间在125Ma之后。综合研究认为,郯庐断裂带的伸展活动可能开始于早白垩世早期(130Ma),但在早白垩世并非一直处于伸展活动之中,125Ma之后的左行走滑活动很可能发生在早白垩世的晚期。     

大别山晚中生代剪切带特征及年代学制约

大别山的主要剪切带晚中生代时发生伸展拆离,整个构造体系以北大别变质杂岩为核心分为北部伸展构造体系和南部伸展构造体系。北部伸展体系中的晓天—磨子潭剪切带向北北东拆离;南部伸展体系中,水吼—五河剪切带和太湖—马庙剪切带向南南东拆离,而宿松—清水河剪切带则向南西拆离。系统的岩石有限应变测量分析显示:晓天—磨子潭剪切带的剪切位移量至少为56km,宿松—清水河剪切带的剪切距离至少为12km。在南部伸展体系中,福林参数K值从北到南的变化指示从纯剪切逐渐过渡到简单剪切,显示了北大别的岩浆侵入作用在南部伸展拆离体系中的主动作用。对大别山的4条剪切带中黑云母、白云母和角闪石的⁴⁰Ar-³⁹Ar同位素年代学分析表明,存在两组变形年龄,较早的一组年龄(约190Ma±)可能代表了造山带形成过程中超高压变质岩冷却和折返的时间;较晚的一组年龄(约125Ma±)则可能代表了碰撞造山带作用之后的伸展拆离作用的时间。应变测量分析、年代学分析和铂族元素的特征均表明北大别杂岩中的岩浆侵入作用是大别山晚中生代伸展拆离作用的主要诱因。     

合肥盆地中生代地层时代与源区的碎屑锆石证据

合肥盆地位于大别造山带北侧、郯庐断裂带西侧,其发育过程与这两大构造带演化密切相关。本次工作对合肥盆地南部与东部出露的中生代砂岩与火山岩进行了锆石年代学研究,从而限定了各组地层的沉积时代,确定了火山岩喷发时间,指示了沉积物的源区。这些年代学数据表明,合肥盆地南部的中生代碎屑岩自下而上分别为下侏罗统防虎山组、中侏罗统圆筒山组或三尖铺组、下白垩统凤凰台组与周公山组(或黑石渡组)与上白垩统戚家桥组,其间缺失上侏罗统。盆地东部白垩系自下而上为下白垩统朱巷组与响导铺组和上白垩统张桥组。该盆地出露的毛坦厂组或白大畈组火山岩喷发时代皆为早白垩世(130～120 Ma)。盆地南部的下——中侏罗统及白垩系源区皆为大别造山带,分别对应该造山带的后造山隆升与造山后伸展隆升。而盆地东部白垩系的源区始终为东侧的张八岭隆起带,后者属于郯庐断裂带伸展活动中的上升盘。     

PROGRESS IN STUCIES ON STRIKE-SLIP CHRONOLOGY OF THE TAN-LU FAULT ZONE

郯庐断裂带经过长期的研究，取得许多成果，但在年代学上还存在严重的分歧及缺乏严格定时的证据，尤以确定走滑剪切运动的时限争纷更甚。走滑剪切运动是一个非瞬间又非均匀的过程。依据作者近年内进行的专门工作及现有的各种材料，从地质年代学及同位素年代学两方面研究成果的分析。郯庐断裂带在晚侏罗世末期（１４０Ｍａ左右）开始产生剪切破裂井大规模左行平移，直至早白垩世晚期（１１０Ｍａ左右）又有一次重要的走滑剪切运动。左行走滑运动延续约３０Ｍａ。随后郯庐断裂带进入以伸展为主的构造运动。从始新世中期（４５Ｍａ左右），它又转化为多次受挤压兼小幅度右滑的运动。