内蒙古中部中元古代韧性剪切变形及其形成的构造背景

内蒙古中部新太古界色尔腾山岩群、新太古代和古元古代片麻状英云闪长岩(基底岩系)与白云鄂博群长城系都拉哈拉组、尖山组和渣尔泰山群长城系书记沟组、增隆昌组(盖层)之间的韧性剪切变形特征相同。糜棱面理走向近东西,总体倾向北,倾角变化较大。不同区域的糜棱面理上发育程度不同的矿物拉伸线理,其指示的运动学方向为上盘岩系向北(北西或北东)的斜落。接触带基底岩系由糜棱片岩、糜棱岩等组成;接触带盖层下部岩系由糜棱岩化石英岩、糜棱岩化灰岩、板岩等组成,盖层上部岩系书记沟组、都拉哈拉组石英岩发育掩卧褶皱,尖山组、增隆昌组板岩和灰岩发育石香肠构造和褶叠层构造。变质相由基底岩系的低角闪岩相—高绿片岩相逐渐过渡为上覆盖层的低绿片岩相。沉积特征、变质变形特征、运动学特征等均显示白云鄂博群、渣尔泰山群长城系为同一被动陆缘沉积,韧性剪切变形是同一期构造作用的产物。形成机制为长城系相对于基底岩系的大规模向北(北西或北东)伸展拆离,形成于低温、低压环境,起始时间为长城纪末期(1400Ma)。内蒙古中部中元古代韧性剪切、隆升、裂谷作用是同一伸展构造作用不同阶段的产物。     

辽吉裂谷带北缘连山关韧性剪切带的构造属性和运动学分析

韧性剪切带在岩石圈地壳中广泛存在,蕴含应力、应变和温压等环境参数,是构造解析、流变学和成因机制研究的重要对象.辽吉裂谷带位于辽宁东部-吉林南部,是华北克拉通重要的古元古代活动带之一.连山关岩体地处辽吉裂谷带北缘,经历复杂变质变形作用,岩体南缘发育NWW向右行走滑韧性剪切带.糜棱岩显微结构观测分析揭示,剪切带内糜棱岩以S、SL构造岩为主,总体呈压扁型应变.运动学涡度值为0.91~0.97,均大于0.75,指示简单剪切为主的变形特征.糜棱岩中云母显示塑性拉长,石英动态重结晶明显,以膨凸重结晶作用为主.EBSD分析结果表明,石英发育中低温菱面组构,对应变形温度450~550℃,暗示糜棱岩形成于低绿片岩相-低角闪岩相.结合前人研究成果,我们认为连山关韧性剪切带可能起源于早元古代晚期.连山关岩体先后经历早期隆起造成的伸展-滑脱作用和晚期与上覆辽河群共同经历的南北向挤压,从而在岩体南缘形成陡倾的右行韧性剪切带.      

扬子板块西北缘碧口地块变形变质作用序列——松潘—甘孜造山带伸展垮塌事件的意义

碧口地块位于秦岭—大别、松潘—甘孜造山带与扬子板块的交汇部位。根据碧口地区各套地层构造变形样式的不同,将地层自下而上划分为三个构造地层单元:①新元古界基底杂岩,主要由新元古界碧口群火山岩系和横丹群浊积岩系组成,杂岩体核部变形较弱,边部发育韧性剪切变形,并以一条由超糜棱岩带组成的基底拆离断层为顶界,与上覆地层分隔。基底杂岩经历了蓝片岩相到硬柱石-钠长石-绿泥石相的变质作用。②古生界中间韧性流变层,由志留系—泥盆系的糜棱岩或千糜岩组成,岩层中发育多期构造面理(S1、S2、S3)和典型的固态流变构造,变质程度普遍达中绿片岩相。③中生界沉积盖层,包括碧口地块以北的三叠系关家沟组和小面积出露的侏罗系—白垩系,以脆性破碎带和小型脆性断层构造为主。拆离断层与各套构造地层中的韧性剪切和流变构造一同反映了区域性上盘向SSE剪切的几何学和运动学特征,证实了碧口地区中生代206~154Ma伸展垮塌事件的存在,从而建立了碧口地块的隆升模式。研究结果表明,松潘—甘孜在中生代造山作用后的区域伸展作用下形成了拆离断层和中地壳韧性流变层,造成了地层缺失和地壳减薄,基底杂岩在造山带的腹陆隆升并露出地表。     

内蒙古大青山-乌拉山地区高级变质杂岩中的陡倾叶理带——造山作用的产物

内蒙古大青山-乌拉山地区的高级变质杂岩是华北克拉通北缘西段怀安-贺兰山麻粒岩相地体的一部分,以孔兹岩系的发育为特征.这些高级变质杂岩经历了十分复杂的变形变质作用改造,构造特征十分复杂.近年来的研究发现,近东西向陡倾叶理带是该区高级变质杂岩中保存完好的一种主要构造形式,规模巨大,以密集的近东西向陡倾叶理和直立褶皱的发育为特征,反映了地壳挤压收缩环境下的纯剪切变形,其上叠加了深构相右行走滑剪切带.陡倾叶理带形成于角闪岩相-角闪麻粒岩相构造环境中,叠加在早期近水平顺层滑脱变形和穹形构造之上,是古元古代末期叠加造山作用的产物.     

越城岭花岗岩体西侧滑脱型韧性剪切带的发现及其形成的构造体制

越城岭花岗岩体西侧片麻状花岗岩带主体是一条由韧性剪切作用形成的复合糜棱岩带,包括早期高绿片岩相条件下形成的糜棱片麻岩和晚期低绿片岩相条件下形成的糜棱岩。高绿片岩相韧性剪切带和低绿片岩相韧性剪切带具有基本一致的运动学性质,为滑脱型韧性剪切带,总体为在向NWW缓倾的糜棱面理上向SW方向滑动,并在平面上表现为左旋效应。根据构造对比研究,认为越城岭西侧滑脱型韧性剪切带形成于后造山阶段的伸展构造体制。     

中国北部古元古代地壳尺度的伸展拆离和硅铝壳内活动带:北东向线性航磁异常的地质构造解释

早前寒武纪地质构造和分辨率大于120km的长波航磁异常特征表明:塔南—华北—朝鲜北部(狼林地块)具有类似的太古宙结晶基底,它们可能曾经是太古宙统一克拉通的组成部分。20~120km分辨率的中波航磁异常凸现一组北东东—北北东走向、改造太古宙高级变质结晶基底的线性航磁异常,它们分别对应于地壳尺度的长寿断裂。古元古代阶段沿着它们发生了大规模的左行韧性伸展剪切运动,在使塔南、朝鲜北部陆块分别向南西和北东伸展拆离的同时,华北克拉通内部也出现了有限的裂解,并伴随着硅铝壳内活动带的发育。本文将这些古元古代阶段韧性伸展剪切带划分为塔南与华北陆块之间的西部剪切带系统、华北与狼林陆块之间的东部剪切带系统和华北陆块内部的青龙—太行山—中条山等3个独立的剪切带系统。西部韧性剪切系统由阿尔金、大同—环县、以及它们之间的狼山—吉兰泰、雅布赖山等次级剪切带组成,控制古元古代阿拉善群和上集宁群的孔兹岩系为代表的硅铝壳内活动带的沉积—构造演化。东部韧性剪切系统包括沂水和新宾—桦甸等韧性剪切带,相关的古元古代活动带以胶东地区的粉子山群、荆山群和辽吉地区的辽河群为代表。中部韧性剪切带系统以太行山地区阜平群、赞皇群中出现的角闪岩相糜棱片麻岩、眼球状糜棱岩带为代表,发育b-型线理,指示近水平或低角度斜滑性质的左行韧性剪切,相关的古元古代活动带包括双山子—青龙河、五台—滹沱、甘陶河—东焦、吕梁、中条以及济宁等。不同规模的古元古代活动带彼此并不相连,以发育变质沉积—火山岩建造为主体,岩石磁化率明显低于太古宙高级变质结晶基底,与之相关的韧性剪切带则以其透入性矿物线理产生了增强的磁化率各向异性,两者共同构建了地壳尺度北东东—北北东向线性航磁异常带。古元古代末的中条运动使上述硅铝壳内活动带褶皱回返,塔南—华北—朝鲜北部陆块重新焊接,形成近纬向展布逐渐稳定的中轴大陆克拉通,上述地壳尺度的韧性伸展剪切带在中元古代以后的地质历史中,大多被后期不同性质的脆性断裂所追踪。     

华北克拉通中部带中段古元古代构造格架与主要变形事件研究

古元古代是华北克拉通构造演化的关键时期,中部带的性质是近年来华北克拉通构造演化研究争论的焦点之一。文中根据古元古代韧性剪切带重新划分了中部带北段构造格架,即由近EW向朱家坊韧性剪切带、NEE向王家会韧性剪切带和NE向龙泉关韧性剪切带分割恒山、繁峙、五台和阜平地块。这些地块基底具有不同的前寒武纪变质杂岩组成、构造变形特征和构造演化历史,一般都具多期变质变形叠加的特征。研究表明华北克拉通中部构造带北段在古元古代末发生3次重要的构造变形事件：繁峙地块由SW向NE方向的构造挤入,挤入过程中导致五台地块变形并向南东方向逆冲(D1);以阜平地块为核部的大规模伸展抬升,阜平变质杂岩抬升至近地表,阜平地块与五台地块之间形成一系列低角度伸展型韧性剪切带(D2);最后一次构造事件是NE向拉伸导致的大量NW向基性岩墙群侵位(D3)。     

医巫闾山变质核杂岩早白垩世伸展变形

对瓦子峪拆离断层带及下盘韧性剪切带中的构造岩进行构造变形及石英组构优选方位分析,这些构造岩的变形特点及分布规律显示伸展活动具有从高绿片岩相的脆-韧性变形向低绿片岩相的脆性变形演化的特点,展示了由浅部地壳向地表抬升的过程.上盘同伸展断陷盆地中地层发育特点和韧性剪切带中构造岩的同位素年代学数据显示早白垩世伸展作用随着时间的演化具有逐渐减弱和剪切带北部伸展作用持续时间比南部长的特点,此次伸展作用主要发生在132 ～ 117Ma.对比早白垩世与中、晚侏罗世的伸展方向并结合太平洋板块与依泽纳奇板块中生代的运动特点,推断医巫闾山地区中生代的伸展变形受到西太平洋地区板块活动的制约.     

武功山中生代花岗质穹隆伸展构造及岩石地球化学特征

武功山花岗质穹隆伸展构造平面形态呈近椭圆形,长轴呈近东西向展布.花岗质穹隆伸展构造轴部主要出露中生代花岗岩类,其南北两侧为厚度较大、强烈韧性剪切的花岗质片麻岩,韧性变形时代为晚印支-燕山期;近东西向展布的晚古生代-中生代萍乡、安福盆地分别位于其北、南两侧的山前低地.武功山花岗质穹隆伸展构造具三层结构,由脆性变形带、低绿片岩相变质流变层-角闪岩相糜棱岩带和中生代似斑状花岗岩构成.中生代花岗岩群的东西向分布规律表明其侵入活动受东西向基底断裂的控制.深成花岗岩浆隆升作用是发生强烈动力变质作用的基本热源并影响动力变形作用的主要因素之一.武功山是一个从岩体核部朝南北两侧山外倾斜滑移的伸展构造.     

皖南天井山地区大型韧性剪切带特征及EBSD石英组构分析

证明璜茅-五城-屯溪韧性剪切带的存在能证实前人的推断和认识,为区域构造研究特别是皖浙赣断裂的研究提供研究资料,也能为区域内金矿找矿提供新的找矿方向。针对皖南天井山地区璜茅-五城-屯溪韧性剪切带进行的剖面地质研究,结果显示,璜茅-五城-屯溪韧性剪切带为大型韧性剪切带,在研究区内总体呈喇叭状展布,宽约2km~5km,向NE发散,向SW收敛。并在元古代中形成了大型的A型褶皱。宏观上强弱分带明显,以元古代地层和晋宁期岩体的接触带为最强应变带,发育超糜棱岩,应变强度向两侧逐渐减弱,在弱应变带发育糜棱岩化千枚岩和初糜岩。微观上,韧性变形显微构造发育较好,以发育旋转碎斑、压力影和石英的膨突动态重结晶为主,其韧性变形机制为中低温条件下的位错滑移、碎裂流动以及扩散物质迁移。EBSD对韧性剪切带的石英组构分析显示,石英以菱面{10-11}a和底面{0001}a滑移为主,变形温度为中低温(400℃~550℃)及低温(400℃)。宏微观运动学特征和石英组构特征显示韧性剪切带至少经历了两次活动。塑性变形机制和EBSD石英组构显示韧性剪切带变质相为低绿片岩相-高绿片岩相,局部可达低-中角闪岩相。     

龙门山后山震旦系—古生界变形变质作用:松潘-甘孜造山带中生代伸展垮塌下的中地壳韧性流壳层

中生代早期造山作用使松潘-甘孜地区地壳厚度加厚到约50~60km,因而随即经历了大规模区域性地壳伸展和减薄作用,然而迄今为止,对伸展和减薄事件的形成和发育机制还缺少深入了解。通过对龙门山前陆逆冲带腹陆地区,特别是其中发育的变质核杂岩及伸展变质穹隆体的详细构造解析,发现震旦系—古生界中普遍发育各种形式的顺层韧性流变构造,如韧性剪切带、透入性顺层面理及矿物拉伸线理、糜棱岩化及绿片岩相—低角闪岩相变质作用,并在龙门山北、中和南段造成大规模和不同程度的地层构造缺失或减薄;韧性流变构造流变方向在龙门山北段指向南或SSE,中、南段则指向SE;对志留系茂县群变质作用温压条件进行估算,其温度变化范围为265~405℃,压力变化范围为0.31~0.48GPa,代表了中地壳韧性流壳层(middle crustal ductile channel flow)的形成条件;前人用39Ar/40Ar和SHRIMP锆石U-Pb等方法对这一套区域动力变质岩石变质年龄的时代限定为190~150Ma,与中生代早期造山后板内伸展减薄事件相匹配。因此表明造山作用加厚地壳在中地壳层次以大规模韧性流变变形和变质作用对地壳厚度进行了调整,相对于上地壳层次变形和变质作用而言,中地壳韧性流壳层是松潘-甘孜造山带伸展和减薄的主要原因。在区域上如果消除新生代松潘-甘孜高原加厚和相对上扬子地块逆时针旋转的影响,中生代韧性流壳层流变方向总体为SSE或向南,因此代表南秦岭造山作用后的板内演化阶段,并且是造成松潘-甘孜造山带伸展垮塌的主要原因。     

内蒙古大青山高级变质岩韧性剪切带及其流变机制

大青山高级变质岩不仅记录华北克拉通早期大陆形成演化历史,也保留了中下部地壳岩石流变信息,它们经历了下部地壳构造层次高角闪岩相-麻粒岩相条件变质变形、深熔作用改造,形成了复杂构造样式和构造要素组合.韧性剪切带是高级变质岩中主要构造形迹,控制着早前寒武纪高级变质岩主体构造格架.依据野外地质产状、变形特征与构造要素叠加改造关系,韧性剪切带划分为早期近水平顺层伸展型和晚期陡倾韧性剪切带.近水平顺层伸展韧性剪切带呈残留状保留在后期变形改造较弱部位上,主要沿着不同地质单元或者岩性层界面上发育,是在伸展变形体制下形成的.晚期陡倾韧性剪切带呈近东西方向展布,规模较大,叠加和改造早期构造形迹,形成于晚期造山挤压构造环境中,以左行滑移为主.这两种韧性剪切带都形成于地壳中深部构造层次高角闪岩相-麻粒岩相条件下,变形机制主要为熔体增强颗粒边界扩散和颗粒流动,使岩石发生大规模的塑性流动.在宏观上形成了不对称流动组构、条纹条带构造、熔融线理、层内流动褶皱等构造形迹,在微观上矿物晶体没有发生明显塑性变形,均匀消光,晶体为三边平衡结构,与静态变质结构相似,形成了地壳深部构造层次上变质构造岩-构造片麻岩.      

祁连山东南段加里东造山期构造变形年代的精确限定及其意义

祁连山东南段呈北西-南东向展布着加里东期中祁连造山带和拉脊山造山带, 其基底为前加里东变质岩系, 在该变质结晶基底岩系中发育着菱形网格状韧性剪切带, 共轭韧性剪切带面对缩短方向的夹角为104°~114°, 其最大主应力方位为SW210°左右.在中祁连地块金沙峡和化隆地块科却两处韧性剪切带中的糜棱岩化岩石, 获取变质矿物白云母40Ar-39Ar坪年龄分别为(405.1±2.4) Ma和(418.3±2.8) Ma.这一年代学结果不仅确定了加里东基底变质岩系中韧性剪切带是加里东造山作用过程中形成, 更重要的是通过对基底韧性剪切带中变质变形岩石的年代学研究, 精确地限定了祁连山东南段的早古生代火山盆地(或岛弧盆地)、拉脊山小洋盆关闭的构造年代.这为造山带构造演化过程中盆地关闭时间的确定开辟了新的途径.      

The Louzidian Normal Fault near Chifeng,Inner Mongolia: Master Fault of a Quasi-Metamorphic Core Complex

A special metamorphic core complex underlain by a low-angle strike-slip ductile shear zone is present near Chifeng in eastern Inner Mongolia, northern China. The geology of the study area is similar to that of several Cordilleran metamorphic core complexes, but contrasts in significant ways as well. A major ESE-dipping normal fault, the Louzidian Range frontal fault, formed during Late Cretaceous extension. This fault separates a crystalline footwall locally containing mylonitic basement gneisses and granitic rocks (0 to >3 km thick) from a non-metamorphic hanging wall that is distended by normal faults. However, the shear sense of the underlying mylonitic shear zone, a low-angle strike-slip zone, is not compatible with the Louzidian fault. It may be related to a pre-Cretaceous regional sinistral strike-slip event rather than the Late Cretaceous regional crustal extension common throughout eastern China. Pre-existing mylonitic fabric anisotropy appears to have controlled the development of the Louzidian normal fault. Chloritic breccias locally developed along the fault indicate that it cut deeply into the crust of northern China.     

柴北缘布赫特山一带达肯大坂岩群变质岩变形特征、地球化学特征及地质意义

古元古代达肯大坂岩群为柴北缘构造带的变质结晶基底,是柴北缘造山带的重要组成部分。前人在德令哈以西的鱼卡河—锡铁山—沙柳河一带和大柴旦等地对达肯大坂岩群做了较深入的研究,但对于柴北缘东段的研究还相对薄弱,缺乏东西段的对比研究。通过对布赫特山一带达肯大坂岩群中片麻岩和斜长角闪片岩的岩石学、岩石地球化学、年代学研究和区域对比,认为研究区的岩性、矿物组合、变质程度与德令哈以西鱼卡河—锡铁山—沙柳河一带达肯大坂岩群具有较高的相似性。布赫特山一带达肯大坂岩群主要为一套碎屑岩夹火山岩的岩石组合,变形强烈,其形成环境为岛弧与活动性陆缘的过渡环境,且岩浆来源为壳幔混染。由采集的2件Sm-Nd同位素样品得到了2组等时线年龄分别为2085±14Ma和2027±19Ma。由此可知达肯大坂岩群为古元古代柴北缘地区的变质结晶基底,是柴北缘古元古代造山带的重要组成部分。     

华北中部构造带不同前寒武纪地块主要特征对比研究

古元古代是华北克拉通构造演化的关键时期,主要体现在由新太古代大陆地壳垂向增生到古元古代侧向增生的转换。华北中部构造带的构造性质是近年来华北克拉通构造演化研究争论的焦点之一,构造带中段出露恒山、五台和阜平等多个前寒武纪变质杂岩,其中发育多条大型韧性剪切带,这些剪切带的主期活动时代均为1. 85～1. 80Ga。本文以这些剪切带为构造边界将变质杂岩划分为恒山地块、繁峙地块、五台地块和阜平地块,并在早期研究中解析了繁峙地块构造挤入事件和阜平地块西部的伸展构造事件,表明这些前寒武纪地块的构造位置在古元古代末前后可能有所不同。结合前人资料,本文对这些地块的岩石组成、形成时代、变质作用以及典型构造样式等特征进行详细对比研究。结果表明,恒山地块、阜平地块和五台地块共同组成华北克拉通早前寒武纪"高级区-绿岩带"的典型壳层结构,而繁峙地块与其他地块具有明显差异,具有外来地块特征。     

胶南地区的伸展作用——以胶南—诸城一带为例

胶南地区的胶南—诸城一带存在两期不同方向的伸展构造。早期以形成近ＥＮ向的拉伸线理为特征，并在不同构造层次上显示出不同的变形。出露于研究区中部桃林尚庄隆起的含榴辉岩片麻岩中，主要以ＬＳ的组构为特征，显示出早期伸展作用下地壳岩石的垂直轴缩短、ＥＷ向拉伸的共轴应变；而在把下地壳含榴辉岩片麻岩与以变沉积岩为主的中上地壳岩石分开的韧性滑脱带上，此期伸展作用则表现为从东向西剪切的非共轴简单剪切变形，具有近水平的拉伸线理及近水平的ＥＷ向剪切褶皱和鞘褶皱枢纽。晚期伸展作用表现为近ＳＮ的伸展垮塌作用，形成向北和向南倾斜的两条韧性正剪切带，且遭受低角闪岩高绿片岩相条件下的透入性均匀简单剪切变形，剪切方向分别向北和向南。     

东天山-北山造山带中大型韧性剪切带属性及形成演化时限与过程

塔里木盆地北缘的东天山-北山造山带中发育多条近E-W走向的大型韧性剪切带,它们构成了造山带中不同地体单元的主要边界,是碰撞造山及造山后的产物。本文在野外调查基础上,通过微观/宏观构造、几何学/运动学/动力学/年代学相结合的研究、厘定了东天山北山造山带中的7条大型韧性剪切带,阐述了剪切带的延伸、规模、剪切变形特征、变形条件以及形成与演化时限。并讨论了这7条不同类型韧性剪切带的形成过程以及东天山和北山古生代造山过程中所起的重要作用。     

Precise Timing of Caledonian Structural Deformation Chronology and Its Implications in Southeast Qilian Mountains, China

The middle Qilian orogenic belt and Lajishan orogenic belt, both of which were formed in the Caledonian, strike NW-SE direction across southeast Qilian Mountains and their basement consists of pre-Caledonian metamorphic rocks with lozenge-shaped ductile shear zones in the crystalline base- ment. The blunt angle between the conjugated ductile shear zones ranges from 104° to 114°, indicating approximate 210° of the maximum principal stress. The plateau ages of muscovite 40Ar/39Ar obtained from the mylonitized rocks in the ductile shear zones of Jinshaxia-Hualong-Keque massif within the middle Qilian massif are (405.1±2.4) Ma and (418.3±2.8) Ma, respectively. The chronology data confirm the formation of ductile shear zones in the Caledonian basement metamorphic rocks during the Cale- donian orogeny. Furthermore, on the basis of basement rock study, precise timing for the closing of the Late Paleozoic volcanic basin (or island-arc basin) and Lajishan ocean basin is determined. This pro- vides us a new insight into the closing of ocean basin in the structural evolution of orogenic belt.     

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。