大别山晓天—磨子潭韧性剪切带主要造岩矿物的变形与应变分析

大别山北缘的晓天—磨子潭韧性剪切带主体发育在北大别片麻岩之上,具有近水平左行剪切的运动学特征;剪切带自中心向外围依次发育超糜棱岩、糜棱岩、初糜棱岩、变形片麻岩(片岩)、围岩,发生变形的主要造岩矿物包括石英、长石、角闪石、云母等。岩石有限应变测量和矿物颗粒形态学优选方位统计显示,随着糜棱岩化程度的加强,主要造岩矿物平均粒径均呈递减变化;矿物长短轴所反映的应变均呈加强的趋势,矿物长轴与X的锐夹角皆逐渐变小;以90°为一个区间统计的矿物长轴定向显示,变形矿物的长轴在钝角区间(顺剪切方向)有优选,以15°为一个区间统计的矿物长轴定向显示,矿物定向存在一定对称性,即在锐夹角区的优选区间和钝夹角区的优选区间互为补角区间。此外,云母矿物的应变在不同样品中均显示最大,其次为石英、角闪石、长石;随着构造岩类型的不同,应变的变化趋势最明显的也是云母,其次为石英,角闪石和长石变化不明显;矿物长轴与X轴夹角的统计表明,云母、角闪石长轴与X轴锐夹角比石英、长石均偏小。矿物的变形还表明,指示剪切带剪切方式最明显的是云母类矿物,尤其是云母鱼构造,是判定运动方向的可靠标志,其次是角闪石,较之斜长石更易形成不对称残斑构造;综合矿物在剪切带中的含量和分布,结构特点,以及对剪切带应变反映的"灵敏性"等方面的因素,石英矿物最能表现剪切带的整体应变状态,是较为理想的应变标志矿物。上述结果表明不同矿物随变形环境的渐变,在粒径、应变、形态学优选等方面具有较统一的变化,即不同变形矿物在反映剪切带的剪切作用方式、应力—应变等特征时是较为一致的;同时不同矿物在上述变化中又表现出区别于其他矿物的各自特点,这反映了矿物自身的晶体结构、结晶形态、力学性质、变形习性等特性。所以,对于研究韧性剪切带而言,针对不同研究内容,要综合不同矿物的变形情况来选取合适的变形矿物及其变形组构来研究,才能得到更准确的结果和更合理的解释。     

北淮阳构造带的属性及其对板块缝合线位置的启示

北淮阳构造带为一条沿大别造山带北麓展布的狭长构造带,是华北板块与扬子板块碰撞造山的产物,其物源组成、构造属性等研究内容是揭示南北板块在中国东部的大地构造单元格局以及时空演化的关键信息。结合构造变形、岩石学、岩石地球化学、锆石U-Pb年代学等方法对北淮阳前中生代岩石地层单元苏家河群/卢镇关群和信阳群/佛子岭群进行对比分析,就其构造属性形成这样的基本认识:北淮阳构造带是杨子板块向华北板块俯冲-碰撞的结合带,其物质组成具有双源性-主体部分来源于杨子板块,由代表了杨子板块北缘基底的晚元古代苏家河群(784±19Ma)/卢镇关群(756±12Ma)和杨子板块被动陆缘复理石沉积建造-中泥盆世至晚泥盆世早期的信阳群南湾组组成,后者相当于商丹缝合带以南的刘岭群;信阳群龟山组亲缘于华北板块并构成华北板块南缘的弧前楔形沉积体,是沿商丹缝合带分布的桃花铺弧前楔形沉积体的东延。佛子岭群总体可与信阳群相连,全岩成分显示,佛子岭群沉积构造环境既有活动大陆边缘,又有被动大陆边缘。由于中生代以来多期构造变形叠加(至少三期),佛子岭群岩石地层单元的叠置关系被改造或重置,使其缺少"构造解体"的证据,而无法在构造单元上细分。对于两大板块之间的缝合带位置,笔者认为:商丹缝合带进入北淮阳构造带后,应沿着北淮阳的北界,与龟山-梅山-六安-磨墩水库一线延伸的断裂带相连。     

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。     

秦岭商丹断裂带的构造样式与变形分析

商丹断裂带作为扬子板块与华北板块的缝合带,在秦岭造山带中占据重要的地位。对其进行精细的构造研究,是了解扬子板块与华北板块相互作用过程的关键。研究工作在商丹断裂带东段展开,对该带进行了详细的野外观察、显微构造观察、糜棱岩化过程中温度的估算、有限应变测量、差异应力的计算以及糜棱岩化过程中运动学涡度的计算。变形温压条件指示糜棱岩形成于中-高绿片岩相到低角闪岩相变质条件。差异应力计算结果指示商丹带具备大型构造动力特征。涡度分析表明该断裂带的变形以纯剪切作用占据主导作用,但包含有简单剪切的分量,从而证明了扬子板块与华北板块之间具有以碰撞挤压为主的斜向汇聚方式。     

长江中下游转换构造结的特征、属性及其研究意义

"长江中下游转换构造结"是特提斯构造体制与太平洋构造体制交汇、衔接和转换的焦点部位,主要包括大别造山带、郯庐断裂带、长江中下游成矿带三大著名的构造单元,是中国东部中新生代大陆动力学深部过程与浅表响应的经典地区。将大陆造山带、大型断层、矿集区结合起来,瞄准板内变形、运动学和动力学,建立区内大陆动力学的系统研究框架,研究两大构造体制转换的精细过程,分析陆内构造演化和动力学的深部过程与浅部效应,将有助于大陆动力学理论的新突破,指导"第二成矿空间"的深部找矿。     

庐山变质核杂岩的变质变形及构造意义

庐山出露的变质核杂岩的构造层次具有典型的三层结构,即最上面的未变质沉积盖层、中间韧性流变层、核部的变质基底,其间分别以上剥离断层和拆离断层为分界线。上部沉积盖层以脆性变形为主,中间韧性流变层变形程度不一,但远离拆离带变质变形逐渐减弱,而核部的变质基底以强塑性变形为特征。对变质核杂岩南北两条地质剖面的分析,得到三个构造层次的岩石变质变形及岩性变化特征。区域动力学分析反映变质核杂岩东部原拆离带在五里正断层附近。拆离带中多硅白云母压力计得出的变质压力为0.6~1.1 GPa;锆石U-Pb年龄测试得到变质核杂岩的隆升时代为早白垩世。     

北秦岭板山坪岩体锆石U-Pb年代学及岩石成因研究

板山坪岩体是北秦岭二郎坪群中的侵入岩。为了查明该岩体的成因,对该岩体进行了锆石U-Pb年代学、锆石原位Hf同位素研究以及矿物化学分析等方面的研究。研究结果表明,板山坪岩体岩性组成主要为石英闪长岩和花岗闪长岩,花岗闪长岩内部存在暗色包体。本次研究获得板山坪石英闪长岩锆石U-Pb年龄为442.7～432.2 Ma,花岗闪长岩锆石U-Pb年龄为436.8～432.7 Ma,暗色包体锆石U-Pb年龄为437.6 Ma。锆石¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf值为0.282 737～0.282 736,ε_Hf（t）值集中分布在8.4～9.4之间,二阶段Hf模式年龄（T_DM2）在876～832 Ma之间。石英闪长岩结晶温压分别为673 ℃～745 ℃和0.19～0.54 GPa,花岗闪长岩结晶温压分别为657 ℃～730 ℃和0.48～0.96 GPa,暗色包体结晶温压分别为680 ℃～734 ℃和0.69～1.65 GPa。综合分析认为板山坪岩体为复式岩体,两期结晶年龄分别为496～487 Ma和442～432 Ma。岩石来源于地幔分离出来的新生下地壳。     

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。     

大别山东南缘侏罗系磨山组沉积环境及地质意义

侏罗纪是大别造山带与周缘盆地盆山关系研究的一个重要时期,分布在大别造山带周缘的侏罗纪地层为大别山的造山过程以及深俯冲岩石的折返、剥蚀提供了很好的约束。本文选取大别造山带东南缘安庆月山地区侏罗系磨山组为研究对象,对磨山组碎屑岩进行了详细的粒度分析、碎屑组分分析、重矿物分析和碎屑锆石年代学分析。碎屑岩岩石、沉积特征和粒度分析都指示早侏罗世磨山组为三角洲前缘水下分流河道沉积。碎屑组分分析、重矿物分析结合碎屑锆石年代学分析指示磨山组碎屑岩物源主要来自南侧的华南板块,大别造山带宿松杂岩可能为其提供了少量物源,但碎屑物源中未见石榴子石和典型的三叠纪变质锆石,说明此时大别高压-超高压榴辉岩可能仍未折返至地表。     

大别山北麓竹竿河黄土—古土壤的磁组构特征及其古环境意义

大别山北麓竹竿河黄土—古土壤样品的磁组构特征显示,研究剖面0～1480cm层段的平均Pj、F值小于1.02,而底部Pj、F大于1.02。F—L、Pj—q组合关系图反映磁化率椭球体为压扁状,磁面理较磁线理发育。磁化率椭球体主轴方位显示0～1480cm层段样品的椭球体轴向分布分散,长轴的倾角大于60°,短轴的倾角小于15°,而底部的分布聚集,长轴的倾角一般小于10°,短轴的倾角大于80°,上述特征综合揭示了0～1480cm层段属于典型风成沉积而底部属于典型水成沉积。磁化率椭球体最大主轴的偏角暗示风成沉积的主导风向为NW—SE方向,而水成沉积的古流向为SW—NE方向,与现代竹竿河水系的方向基本一致。磁化率各向异性最大轴方向的优选方向可能与大别山抬升等构造运动有关。