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.     

大磊山变质核杂岩基本特征及成在探讨

变质核杂岩是伸展构造的主要类型之一。本文从宏，微观结构研究入手，将大别造山带的大磊山变质核杂岩自下而上划分深变质核体，韧性剪切带，脆－韧性剪切带和流变滑脱盖层４个基本构造部分，并分别论述了各构造部分的变形，变质特征。结合区域构造背景，认为该变质核杂岩是大别造山带在晋宁期造山过程中，南北，淮阳地区早期裂解，晚期碰撞拼合形成的古变质核杂岩构造。     

桐柏-大别南缘变质流体变质-变形特征及构造意义

前人研究认为桐柏山主要是由桐柏核部杂岩单元组成,它是一个早白垩世花岗质片麻岩杂岩体,其中包含一定的三叠纪中高级变质岩石,后期一起经历相同的构造变形过程,在南北两侧形成剪切旋向完全相反的两条大型韧性剪切带,殷店-马垅剪切带就是南边的华南板块由SSE→NNW挤压作用下,在斜切大别造山带的方向上产生的右行平移断裂带。在野外进行地质考察的过程中,发现在该地区变质流体的分布具有一定的规律。因此,本文通过对殷店-马垅剪切带地质特征、走滑性质、糜棱岩及糜棱岩化岩石的变质变形,剪切带内长英质脉体物质组成、变形特征及物质来源等方面研究,探讨剪切带中变质流体的分布规律以及变质变形与变质流体之间的关系。     

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。     

桐柏杂岩的中生代隆升机制及其与南阳盆地沉降的耦合关系

桐柏山位于我国的中央造山带东部,走向北西—南东,南北跨越鄂豫两省,向西北倾没于南阳盆地之下,向南东过渡到大别山。山体由一套变质杂岩组成,南北两侧为含榴辉岩的高压变质地体,其构造就位过程一直为广大地质学家所关注。我们通过野外地质考察发现,该山体在地貌上呈北陡南缓的格局,表明它在演化的晚期经历过一次向南的掀斜运动。殷店和桐柏韧性剪切带构成山体的南北边界。前者倾向南,呈右行剪切,后者倾向北,呈左行剪切。殷店断裂中的糜棱岩产状很稳定,一直延伸到桐柏山主峰——太白顶(1 140 m)。其下部为桐柏杂岩体,后者的产状虽然复杂,但其中的拉伸线理的产状却稳定,走向北西—南东,向北西倾伏。按此产状追索,它们也应倾没于南阳盆地之下。通过构造恢复,可以推断在掀斜运动发生之前,殷店和桐柏韧性断裂应连为一体,构成一个向北西倾伏的低角度正断层,本文称之为太白顶拆离断层。基于对桐柏杂岩的运动学和显微构造学研究,可以推断桐柏杂岩原来位于东秦岭之下,是中下地壳的组成部分,由于中生代华北和扬子两板块的碰撞和持续的陆内汇聚作用而造成南东侧向挤出,它们作为异地地体从原地地体—超高压变质岩之下隆升到地表,太白顶拆离构造的功能与藏南拆离系一样,构成桐柏杂岩隆升顶部的滑脱面。~(40)Ar/~(39)Ar年代学研究结果表明,桐柏山侧向挤出隆升造山事件发生在晚白垩纪早期(102～85 Ma)。南阳盆地形成于桐柏山的西侧,是一个东断西超的半地堑盆地,其沉积作用始于早白垩世,大规模沉陷发生在晚白垩世,这与桐柏山的隆升是同时的,反映出沉积和构造隆升是耦合的。     

中国桐柏大别构造带变质演化的岩石学证迹

桐柏大别构造带是秦岭造山带的东延部分，经历过多期次不同体制的构造运动，现今的桐柏大别山区是由一系列变质地体拼合而成，地体与地体之间为断层或韧性剪切带所围限各地体有自身变质变形史和PTt轨迹，但却有着碰撞造山带所共有的后造山抬升过程。本文揭示了随县群、红安岩群及大别杂岩中柯石英榴辉石、蓝晶铝直闪石片岩及紫苏石榴黑云母片麻岩的退变质再平衡结构特点。报道了大别山麻粒岩相变质年龄为1699Ma。各类岩石减压退变质再平衡结构，标志着后造山的隆升过程及其对桐柏大别构造带变质演化的启示。     

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。     

秦岭造山带核部韧性剪切的岩石学研究

秦岭群属于秦岭造山带核部杂岩。它卷入了加里东褶皱带,表现出强烈的韧性再造特征。发育有一系列北西西向的韧性剪切带,组成剪切带阵列。其中包括秦岭群北缘的军马河—马蹄湾韧性推覆剪切带,南部边缘的寺坪—马山口韧性剪切带及秦岭群内部的韧性剪切带等。其边缘韧性剪切带乃是秦岭群与南北相邻变质古生界之间的构造边界,内部的韧性剪切     

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。     

桐柏造山带中剪切带的位移量及年代学研究

桐柏造山带在形成和演化过程中产生了多条韧性剪切带, 本文选取其中大河-固县剪切带和殷店-马垅剪切带作为研究对象, 分析其构造变形特征, 并利用数学法和图解法, 分别计算出两条韧性剪切带的位移量; 对殷店-马垅剪切带尝试用同构造变形石英脉的ESR测年来确定剪切带的活动年龄, 其结果与前人在该地区所获得的年龄十分吻合。大河-固县剪切带具右旋剪切的运动学特征, 运动学涡度W_k明显大于0.75, 指示以简单剪切为主, 位移量为857~867 m。殷店-马垅剪切带同样为右行剪切, 其位移量为1 081~1 113 m, 石英ESR测年结果140.6~131.5 Ma, 表明桐柏造山带碰撞后的构造变形以剪切活动为主, 活动年龄在早白垩世时期。     

试论桐柏造山带与西大别造山带的对比

根据已有资料探讨了桐柏造山带与西大别造山带的对比。桐柏造山带由6个构造单元组成,西大别造山带可划分为10个构造单元。两个造山带北部的5个构造单元可以完全对比,并可恢复为华北板块南缘的古生代活动性大陆边缘,表明桐柏与西大别曾共同经历扬子板块古生代的俯冲。再向南,熊店—浒湾韧性剪切带中的熊店榴辉岩意味着古生代高压变质作用的存在,但不能划定明确的分布范围和构造单元。而其他中生代高压—超高压岩石以带状和穹窿状分布,在桐柏和西大别地区占据中生代造山带的主体部分,构成可以对比的线状和穹窿状构造单元。桐柏与西大别造山带的结构都是由北部古生代弧陆碰撞造山带和南部中生代高压—超高压折返形成的造山带拼合而成,因此两者都具有古生代和中生代多期造山带的特点。从构造单元和演化阶段方面分析,两个造山带是可以对比的。     

Structure and geochronology of the Tongbai complex and their implications for the evolution of the Tongbai orogenic belt,central China

The Tongbai orogenic belt has an overall antiformal geometry and the hinge of the antiform is sub-horizontal and trends NW–SE. The Tongbai complex (TBC) in the core of the antiform is bounded by the S-dipping Yindian–Malong shear zone in the south, the sub-horizontal Taibaiding shear zone at the top and the N-dipping Hongyihe–Tongbai shear zone in the north. The three shear zones have dextral, top-to-NW and sinistral movement, respectively. They are parts of a single shear zone, termed the Tongbai shear zone, that has a uniform top-to-NW sense of shear. Three samples of deformed granitoid (mylonite or protomylonite) from the shear zone have U–Pb zircon ages of 145 ± 6 Ma, 142 ± 2 Ma and 131 ± 6 Ma, respectively. An L-tectonite in the TBC yielded a metamorphic age of 137 ± 8 Ma and a migmatite an age of 137 ± 1 Ma. The Tongbai shear zone is intruded by undeformed Early Cretaceous granite and dykes and deformation in the shear zone is constrained to ca. 140–135 Ma, synchronous with metamorphism and migmatization in the TBC. Early Cretaceous magma emplacement and the associated uplift modified the TBC into a gentle antiform and the uplift may have continued to ca. 102–85 Ma. Similar geometry and kinematics have been documented in the Dabie orogenic belt to the east, which suggests that the Central Orogenic Belt in China probably experienced a uniform orogen-parallel extension and top-to-NW shearing in the ductile lithosphere in the Early Cretaceous.     

桐柏山南坡的韧性走滑剪切构造

桐柏山南坡的韧性走滑剪切构造是大陆内部造山带在剪切体制下的典型构造之一,以多期韧性再造的叠置为特征。文中详述了它们的几何学特征、走滑剪切应变带内岩石的变形特点,并依据地质标志分析了它们的运动学方向,对它们的流变学意义及其在桐柏造山带构造演化中的作用作了初步探讨。     

大别造山带东缘韧性剪切带中构造岩的构造地球化学分析

安徽省桐城市挂镇（挂车河镇）地区出露郯庐断裂系（北北东-北东向）和大别构造系（近东西向）的韧性剪切带,变质温度分别为400 ℃～450 ℃和600 ℃～700 ℃,均发育镁铁质和长英质构造岩,是研究不同变形条件下岩石中元素活化迁移规律的理想对象。质量平衡计算表明长英质剪切带在韧性变形过程中,大别构造系体积基本不变,郯庐断裂系体积亏损且随变形程度的增强而增加,镁铁质性剪切带在脆-韧变形过程中体积增加。长英质构造岩的稀土和微量元素变异远弱于镁铁质构造岩,长英质构造岩基本继承了原岩的特征而镁铁质构造岩与原岩的差异显著,长英质和镁铁质混合的构造岩主要显示镁铁质组分的迁移规律。长英质构造岩的元素迁移种类和迁移率与变形程度和变质温度正相关,其中体积亏损变形的郯庐断裂系表现为重稀土中等迁出、中稀土几乎未迁移和轻稀土微弱迁入,等体积变形的大别构造系为稀土元素迁入,轻稀土、中稀土和重稀土的迁移率依次增加。镁铁质构造岩的稀土元素迁移表现为轻稀土强烈迁入和重稀土中等迁出。体积变化不是元素变异的主因,在原岩和矿物蚀变制约的基础上,元素迁移受到岩石流变分异作用和热液渗流作用的双重作用,低温时以渗透流体作用为主,而高温时岩石流变分异作用增强。     

伏牛山构造带变质流体脉变形特征及构造意义

伏牛山构造带由多条近平行的断裂带和夹持其间的变形岩片组成,洛南-栾川断裂带和瓦穴子-乔端断裂带为其中的两条主要断裂带。这两条断裂带虽遭受多期强烈构造活动的影响,但主造山期的构造特征至今仍然保存完好,并以中深层次的韧性剪切变形为主,形成了典型的糜棱岩和同构造期石英脉。本文从宏观、微观、超微观变形特征及年龄等方面对这些变质流体脉进行了研究,以探讨与其形成密切相关的构造活动特征、年代及其在秦岭造山带和华北板块南缘强变形带中的作用。石英脉中石英颗粒动态重结晶特征总体显示远离剪切带只有少量的膨凸式,靠近断裂带为亚颗粒式,形成核-幔结构,位错特征显示远离剪切带位错密度较小,靠近断裂带较大,位错形态显示瓦乔断裂带以挤压为主,洛南-栾川断裂带以剪切为主。两条断裂带石英脉的变形特征说明它们的糜棱岩化过程均为塑性变形中的晶质塑性变形,形成过程均为挤压在先,剪切在后。所测糜棱岩中石英脉的ESR年龄分别为372.9±30.0 Ma、275.0±20.0 Ma和218.0±20.0 Ma,真实地记录了晚加里东至中-晚海西期北秦岭的构造活动及所受影响。其中372.9±30.0 Ma是宽坪岩块向华北板块下的斜向俯冲汇聚和走滑的年代, 275.0±20.0 Ma是瓦乔断裂带的形成年龄。218.0±20.0 Ma的年龄则反映了华南、华北两大板块印支晚期全面闭合作用在秦岭造山带内部的影响。从以上3个年龄可以看出:北秦岭各构造带自北向南演化,时代上自北向南变新。     

河南桐柏老湾金矿带地质特征

老湾金矿带分布于桐柏一大别山（北坡）金银成矿带南亚带,北以松扒韧性剪切带与秦岭岩群毗邻,南以鸿仪河韧性剪切带为界和浒湾岩组相接,金矿带受龟山岩组、老湾花岗岩和区域韧性剪切带的共同控制,形成长23Km、宽0．8～1．3Km、呈NWW向带状延伸的金矿带。金矿带赋存于中元古代龟山岩组中的下岩性段白云石英片岩中,中上部岩性段斜长角闪片岩脆性构造破碎带中有脉状金矿体产出。老湾花岗岩与其在北侧的金矿体关系密切。     

桐柏-大别造山带的剪切带阵列

桐柏－大别造山带在长期的韧性再造和脆性改造过程中，形成了有规律的剪切带阵列，包括韧性剪切带阵列和脆性剪切带阵列。它们是多期碰撞造山和造山期后伸展塌陷的产物，并在造山带的流变学和构造演化过程中起着重要的调整作用。造山带内的镁铁、超镁铁质及榴辉岩岩带则是涉及下地壳及上地幔流变的韧性剪切带阵列的代表。这些剪切带阵列经历了长期的演化历史，具正向的、反向的、螺旋形或旋回式的流变学演化轨迹。