晓天-磨子潭剪切带的早白垩世活动及其对北大别穹隆演化的制约

晓天-磨子潭剪切带是大别造山带内北大别杂岩带与北淮阳浅变质岩带的地表分界线,其构造演化特征可以为北大别穹窿的形成演化提供重要制约.本次由此韧性剪切带内4个未变形岩体的锆石样品进行LA-ICP MS U-Pb年龄测定得知,该韧性剪切带形成于早白垩世130～120 Ma期间,为后造山伸展断层.构造分析表明,这条剪切带形成于北大别穹窿深处,为一条平缓韧性拆离剪切带.其形成指示北大别单元在早白垩世初的造山带重力垮塌中发生了深部地壳物质的韧性侧向流动,而该剪切带则是地壳物质韧性侧向流动的上部运动边界.在随后的大规模岩浆上升与浮力增加中,该剪切带与北大别穹窿一起发生隆升而变陡,并随着不均匀隆升而使剪切带出现现今的几何学特征.晓天-磨子潭剪切带的演化显示北大别穹窿是由大别造山带晚造山伸展过程中形成的变质核杂岩组成的.     

晓天-磨子潭剪切带的早白垩世活动及其对北大别穹窿演化的制约

晓天-磨子潭剪切带是大别造山带内北大别杂岩带与北淮阳浅变质岩带的地表分界线,其构造演化特征可以为北大别穹窿的形成演化提供重要制约。本次由此韧性剪切带内4个未变形岩体的锆石样品进行LA-ICPMSU-Pb年龄测定得知,该韧性剪切带形成于早白垩世130～120Ma期间,为后造山伸展断层。构造分析表明,这条剪切带形成于北大别穹窿深处,为一条平缓韧性拆离剪切带。其形成指示北大别单元在早白垩世初的造山带重力垮塌中发生了深部地壳物质的韧性侧向流动,而该剪切带则是地壳物质韧性侧向流动的上部运动边界。在随后的大规模岩浆上升与浮力增加中,该剪切带与北大别穹窿一起发生隆升而变陡,并随着不均匀隆升而使剪切带出现现今的几何学特征。晓天-磨子潭剪切带的演化显示北大别穹窿是由大别造山带晚造山伸展过程中形成的变质核杂岩组成的。     

晓天—磨子潭韧性剪切带变形模拟及其对北大别穹隆构造演化的指示

现今出露在北大别穹隆北界上的晓天—磨子潭韧性剪切带是早白垩世造山后伸展活动的产物。野外观测、室内石英C轴组构与运动学涡度测量指示,这一NWW—SEE走向、倾向NNE的韧性剪切带,呈现为正左旋走滑运动,以简单剪切变形为主。该剪切带内现今所保留运动学特征及其在空间上的变化反映其形成后经历过旋转改造。以实测组构为约束的变形模拟揭示,该剪切带在早期伸展活动时为中地壳内上盘向280°方位运动的水平韧性剪切带,后在北大别穹隆上拱中被动地抬升而成为现今状态。北大别穹隆西强东弱的上隆幅度是晓天—磨子潭韧性剪切带被不均匀抬升和旋转的主要原因。该剪切带与北大别穹隆皆为早白垩世造山后重力垮塌中形成的,具有科迪勒拉型变质核杂岩特征。     

大别山早白垩世变质核杂岩的结构与演化

大别山中部混合岩-片麻岩穹隆的构造属性认识方面一直众说纷纭.通过对中大别杂岩及其边界剪切带或断裂带的构造解析,并结合对前人相关研究的总结,我们将中大别杂岩厘定为早白垩世的变质核杂岩,其中商麻断裂与晓天-磨子潭断裂和水吼-五河剪切带构成了一个完整的拆离断层带,并将变质核杂岩的形成时间限定在145～120 Ma.中大别杂岩...     

南华北盆地与东秦岭—大别造山带的耦合关系

南华北盆地包括周口坳陷和合肥坳陷 ,是横跨在华北地块南部和华北地块南缘构造带之上的具有挤压和伸展双重性质的叠合盆地。受东秦岭—大别造山带的影响 ,它在中生代表现为东秦岭—大别山北麓冲断带前沿的前陆盆地 ,到新生代转化为断陷盆地。区域上 ,南华北盆地和东秦岭—大别造山带跨越四大构造单元 ,由南向北依次为扬子板块、南秦岭—大别 (包括南大别碰撞杂岩带和北大别弧杂岩带 )构造带、北秦岭—北淮阳构造带、华北地块南缘构造带和华北板块。其间分布着 5条主要断裂 ,即襄樊—广济断裂、桐柏—磨子潭断裂、方城—舒城断裂、确山—合肥…     

安徽怀宁县洪镇变质核杂岩原岩时代与形成机制再认识

大别造山带东侧、扬子板块上安徽怀宁县的洪镇变质核杂岩,以往认为是早白垩世NE—SW拉张形成的科迪勒拉型变质核杂岩,其核部的董岭杂岩长期被认为是变质基底。然而,该核杂岩所指示的拉张方向与中国东部一系列早白垩世伸展构造指示的NW—SE拉张相矛盾,从而需要对这一重要伸展构造进行再研究和认识。本次11个样的锆石定年表明,董岭杂岩内变形—变质岩体的侵位时代为829~812 Ma,而变火山岩的原岩时代为761~754 Ma,后者属于扬子板块上的新元古代南华纪盖层。锆石生长边揭示了董岭杂岩内一期127 Ma的热事件,应为旁侧同期洪镇岩体侵位的热影响结果,并影响了董岭杂岩内韧性剪切带白云母~(40)Ar/~(39)Ar年龄值。该区董岭杂岩两侧在早白垩世发育了两组北东走向、倾向相背的正断层,南侧与西侧分别上叠同期的怀宁和潜山断陷盆地。断层擦痕应力场反演结果表明,这些早白垩世伸展构造是在NW—SE拉张中发育的,而不是前人认为的NE—SW拉张。综合分析表明,该区在早白垩世两组倾向相背正断层活动与洪镇岩体侵位、隆升的共同控制下发育为伸展穹窿构造,并非科迪勒拉型变质核杂岩。     

晓天—磨子潭断裂的运动学涡度、应变速率及其大地构造意义

晓天—磨子潭断裂作为北大别带与北淮阳带的地表分界线,是大别造山带内重要的折返边界之一。本次工作在详细的野外观察、糜棱岩化过程中温-压条件的计算、糜棱岩中石英C轴组构分析等一系列工作的基础上,计算晓天—磨子潭断裂内同造山糜棱岩化过程的运动学涡度和应变速率。变形温-压条件指示糜棱岩形成于30~40km的深部,明显大于早白垩世以来的剥蚀深度,指示断裂带糜棱岩化过程发生于同造山折返过程中。涡度分析表明,断裂带的涡度值大于0.9,指示其变形以简单剪切变形为主,并说明大别造山带同造山晚期折返的驱动力表现为浮力。显微构造与石英C轴组构分析均指示了一致的上盘向NW的运动方式。断裂带同造山糜棱岩化过程的应变速率为10-10s-1左右,表明造山带峰期变质之后的折返过程是非常快速的。     

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。     

晓天—磨子潭断裂带构造变形分析及其对大别山构造变形的启示

晓天—磨子潭断裂带是大别造山带非常重要的韧性剪切带之一,叠加在北大别灰色片麻岩之上。通过其构造几何学、运动学的研究表明:晓天—磨子潭韧性剪切带具有管壁状弯曲的几何学特征,运动学方式为沿NWW—SEE向近水平左旋剪切。地质温压计和变形矿物动态重结晶型式揭示了剪切带变形温度约618.2℃,地质压力约0.7GPa,相当于中下地壳环境。据此推测大别造山带曾上覆一管状背形韧性剪切层(大部分现已被剥蚀),晓天—磨子潭剪切带为其北界部分;造山带中下地壳物质曾发生近平行造山带走向的侧向流动。。     

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。     

桐柏杂岩北界剪切带的变质变形分析及归属讨论

秦岭—桐柏—大别碰撞造山带是世界上最大的高压—超高压构造带。通过对桐柏杂岩北界剪切带的观察分析得知,桐柏杂岩北界剪切带是一条左旋平移性质的韧性剪切带,该剪切带内多发育杆状构造,且杆状构造具有圈层结构,层与层之间通过一种特殊的滑脱面结合。经过镜下分析测量得知,桐柏杂岩北界剪切带的有限应变测量值R_(xz)在1.80~2.04之间,平均值为1.95,涡度值W_k在0.82~0.90之间,平均值为0.86,均大于0.75,说明桐柏杂岩北界剪切带是一条以简单剪切为主,纯剪切为辅的韧性剪切带,反映出此剪切带不是单纯的造山带挤压形成,还受到平行于造山带方向的剪切作用,可能与造山带碰撞后的折返机制有关。通过石英和长石的动态重结晶以及角闪石全Al压力计、角闪石—斜长石温度计和黑云母中Ti温度计可以得知桐柏杂岩北界剪切带的形成条件约为t=560~684℃,P=0.6~0.9 GPa,属于高角闪岩相,处于中地壳流变层位置。通过与商丹断裂带(商南—丹凤断裂带)以及晓天—磨子潭剪切带的对比可以知道,桐柏杂岩北界剪切带可能对应晓天—磨子潭剪切带的西延部分,而不是商丹断裂带。     

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-大别造山带南缘中侏罗世基性岩的发现及其构造意义——来自锆石U-Pb年代学和Hf同位素证据

桐柏-大别造山带南缘大洪山地区出露一套变质辉长辉绿岩脉,该岩脉沿襄樊-广济断裂带侵入到大洪山造山带增生杂岩之中,本文采用锆石U-Pb LA-ICP-MS定年方法,获得了该变质辉长辉绿岩脉的岩浆锆石年龄为163±3 Ma,代表岩脉的侵位结晶年龄,是目前桐柏-大别造山带已知最早的造山后晚中生代岩浆活动记录之一,表明桐柏-大别造山带南缘晚中生代岩浆活动开始于中侏罗世晚期,与北大别地区初始深融作用时间相当,比早白垩世大规模岩浆活动的峰期(~130 Ma)早约30 Ma。锆石Hf同位素分析结果显示eHf(t)值为+5.8~+10.8(平均值为+9.7±0.7),对应的单阶段Hf模式年龄t_(DM1)为387~595Ma(平均值为434±29Ma),明显大于岩脉成岩年龄,表明岩浆源区主要来自于亏损地幔,亏损地幔为早古生代伸展过程的产物。结合区域研究资料,163±3 Ma是桐柏-大别碰撞造山带南缘中生代陆-陆碰撞后最古老的岩浆岩年龄之一,与大别造山带山根软化的时代一致,可能代表桐柏-大别造山带由挤压环境向伸展环境的初始转换时间,据此认为桐柏-大别造山带从山根软化到大规模伸展垮塌间隔-30Ma,地幔经历了亏损-富集的转化过程。     

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。     

大别造山带现今构造格局的形成——来自石英C轴组构的证据

石英C轴组构常常记录递进变形过程中晚期增量变形的构造特征,因而可以通过对大别造山带内岩石中石英C轴组构的分析来确定造山带构造变形历史中的晚期变形事件的运动学特征。本次工作在大别造山带各单元中采集了一系列样品,对其进行石英C轴组构分析。石英C轴组构结果表明,北淮阳带就位于同造山折返第一阶段,其运动型式为上盘向NW的剪切变形;南大别高压—超高压榴辉岩带与宿松杂岩带就位于同造山折返第二阶段,运动型式表现为上盘向SE的剪切变形;北大别带就位于早白垩世穹状隆升过程中。北大别带在穹状隆升过程中表现为上盘向NW的运动型式,在深部可能存在向NW方向的下地壳物质的塑性流动。     

晓天一磨子潭韧性剪切带变形模拟及其对北大别穹隆构造演化的指示

现今出露在北大别穹隆北界上的晓天一磨子潭韧性剪切带是早白垩世造山后伸展活动的产物。野外观测、室内石英C轴组构与运动学涡度测量指示,这一NWW—SEE走向、倾向NNE的韧性剪切带,呈现为正左旋走滑运动,以简单剪切变形为主。该剪切带内现今所保留运动学特征及其在空间上的变化反映其形成后经历过旋转改造。以实测组构为约束的变形模拟揭示,该剪切带在早期伸展活动时为中地壳内上盘向280°方位运动的水平韧性剪切带,后在北大别穹隆上拱中被动地抬升而成为现今状态。北大别穹隆西强东弱的上隆幅度是晓天一磨子潭韧性剪切带被不均匀抬升和旋转的主要原因。该剪切带与北大别穹隆皆为早白垩世造山后重力垮塌中形成的,具有科迪勒拉型变质核杂岩特征。     

晓天-磨子潭断裂后造山伸展活动的~(40)Ar-~(39)Ar年代学记录

晓天-磨子潭断裂是北大别杂岩带的北部边界,其早白垩世构造活动型式可以为北大别带穹隆演化过程提供制约.为了获得晓天-磨子潭断裂的活动时间,本次工作在详细的野外研究基础上,采集了一系列含黑云母、角闪石、白云母糜棱岩样品进行40Ar-39Ar年代学测试.采自佛子岭地区的XM31-2糜棱岩中角闪石获得了141.9 Ma的坪年龄,该样品变形温度接近于角闪石K-Ar体系的封闭温度,表明该年龄结果为最接近于变形年龄的冷却年龄,指示断裂带形成于141.9 Ma之前的晚侏罗世末或早白垩世初.断裂带糜棱岩中所记录的年龄结果表现出明显的东早西晚的规律,这指示北大别带内罗田穹隆的启动时间要晚于岳西穹隆.断裂带内东、西两段运动学上的差异指示其现今的几何学形态是经过后期构造运动改造而形成的.断裂带东段130 Ma的快速冷却事件的存在指示改造断裂带几何学形态的构造事件发生于130 Ma之后.     

东大别地区磷灰石裂变径迹年龄的构造意义初析

东大别山地区磷灰石裂变径迹年龄值为59.4±3.4～105.6±9.8Ma,具跨度较大,空间分布不均匀,沿主要断裂走向及倾向均不连续的特点。磷灰石裂变径迹年龄的这些特点暗示的构造意义可能是:自燕山运动以来研究区的构造抬升为缓慢且不均匀格局;晓天—磨子潭断裂中段在第三纪时可能有逆冲活动;由磷灰石封闭径迹长度及单颗粒磷灰石年龄进行的初步热历史模拟分析显示,距今约45～55Ma,郯庐断裂和晓天—磨子潭断裂曾再次活动,前者活动规模较后者大;断裂活动可能是该区不均匀构造抬升的主要控制因素之一。     

大别山花凉亭-弥陀剪切带与超高压变质岩片的斜向差异折返

超高压变质岩的折返过程是陆陆碰撞边界演化的关键问题。南倾的花凉亭-弥陀剪切带位于南大别低温-超高压变质 带和中大别中温-超高压变质带之间,矿物拉伸线理倾伏向为SE,逆冲和走滑分量大致相等。电子背散射衍射分析表明： 花凉亭-弥陀剪切带大多数样品的石英组构记录了上盘向NW的剪切变形,反映了中大别超高压变质岩向SE的快速折返, 而部分样品的石英具有上盘向SE的剪切指向,与早白垩世花岗岩穹隆发育导致的区域伸展有关。对前人的岩石学和年代学 成果进行总结,发现大别山进变质和超高压变质峰期/退变质的锆石U-Pb年龄从南往北逐渐变新,南大别和中大别在215~ 225 Ma同时经历了高压榴辉岩相退变质作用,在191~195 Ma经历了绿片岩相变质作用。超高压变质岩的白云母和黑云母的 40Ar/39Ar年龄靠近郯庐断裂时偏年轻,可能受到郯庐断裂活动的影响。南大别和中大别变质峰期温压的等值线与花凉亭-弥 陀剪切带的走向斜交,反映了超高压变质岩的斜向折返。因此,南大别低温-超高压变质带在~236 Ma最先开始折返,之后 中大别和北大别依次发生快速折返,具有不同折返速率和折返角度的构造岩片通过韧性剪切带调节相对运动。     

东大别条带状片麻岩的构造变形特征及对大别杂岩流变机制的指示

大别造山带是由华北板块和扬子板块经过长期构造演化、最终碰撞拼合的产物。东大别造山带作为大别造山带和郯庐断裂带的过渡部位,对认识大别造山带的构造演化及其与郯庐断裂带的构造关系有重要的意义。本文对东大别造山带南北向霍山-马垅剖面进行了野外构造观察和室内显微构造分析。东大别造山带发育地壳深部构造层次上的条带状片麻岩,通过角闪石-斜长石温压计得到其形成条件为T=737±40℃, P=0.94±0.15 GPa,属于高角闪岩相-低压麻粒岩相变质,形成深度约28 km左右,处于中下地壳流变层。对条带状片麻岩及糜棱岩的应力进行恢复,结果显示东大别主要受到NE-SW向和NW-SE向两个方向上的挤压以及顺造山带的拉伸,可能代表受特提斯和太平洋构造体制共同作用的结果。大别造山带受特提斯构造体制影响的应力方向是NE-SW向,此应力可以分解成垂直于造山带挤压和平行于造山带向东牵引的力,并且南北向的空间缩短已经形成,应力已经作用到大别杂岩内部,大别杂岩需要在此应力的作用下由西向东发生塑性流动,进行应力释放,这也是塑性流动得以持续进行的动力。大别杂岩由西向东的塑性流动边界是晓天-磨子潭剪切带与殷店-马垅剪切带,开...