郯庐断裂带庐江-桐城段的左行平移事件

通过对庐江－桐城地区的野外调查,结合前人工作及岩浆岩和同位素年龄等资料,认为郯庐断裂带在庐江－桐城段至少存在两次左行平移事件,即韧性走滑剪活动和脆性平移断裂活动阶段,前者大约发生在１３０Ｍａ前,后者大致在１１０Ｍａ左右。     

中国东部郯庐断裂带构造模式讨论

郯庐断裂带是世界上具有数百ｋｍ位移的最大的大陆走滑断层之一，作者评论了当前研究者提出的将其作为大陆内平移断层，地缝合线－边界转换断层，大陆内转换断层以及碰撞嵌入构造等四种模式，从断裂带的形态与规模，两侧地块的可对比性，晚侏罗世至早白垩世的平移时间，北突的苏北地块为碰撞后左行平移的结果，以及断裂尾端附近大别山带的压缩等，作者认为郯庐断裂带为西北环太平洋边缘内侧的平移断层。     

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。     

郯庐断裂带的主要特征与性质讨论

本文在系统分析研究郯庐断裂带主要特征及其两侧变质岩层的延伸和运动方位的基础上，认为该断裂带两侧地质体的“左行平移”位错效应，是与华北地块南缘为向南凸出的弧形构造，以及在华北与扬子两地块聚合时发生巨大的逆时针旋转运动有关，郯庐断裂带既不是左行平移断层，也不是转换断层，而是发生于大别一苏鲁变质造山带弧形转折部位的基底断裂。中侏罗世后，发展成具多期活动的早期夭折型裂谷特征的地堑型断裂构造。     

郯庐断裂带平移时代的同位素年龄证据

对郯庐断裂带南段左旋走滑韧性剪切带中糜棱岩的K-Ar全岩分析结果研究表明,该剪切带形成后,在99±2Ma前(早白垩世末期)冷却至封闭温度。结合其它地质现象,笔者认为郯庐断裂带大规模左行平移发生在早白垩世末期,推测为110—130Ma前。这一平移时代与太平洋的伊泽奈崎(Izanagi)板块向欧亚大陆斜向俯冲的时间基本一致。     

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。     

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。     

郯庐断裂带研究的十年回顾

1980—1990的十年间,作者主要根据自己和参考国内外地学工作者对郯庐断裂带研究的地质成果,论述了该断裂带的范围、性质、产状、结构、形成时间、断裂两侧的水平位移、两侧地块的对比及其成矿作用等。     

大别山东缘郯庐断裂带造山后左行平移活动时间：锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果的限定

郯庐断裂带在造山阶段之后发生了明显的左行平移活动,但到目前为止对于其发生时间仍存在较大争议。大别山东缘郯庐断裂带内存在一系列花岗质、基性岩脉,其形成与郯庐断裂带左行平移活动密切相关,因而对其形成年龄的测定可以为断裂带左行平移时间提供限定。本次工作在大别山东缘郯庐断裂带内糜棱岩及岩脉中采集了6个样品开展锆石LA-ICP-MS年龄测定。两个花岗质糜棱岩样品均得到了新元古代和印支期两组年龄结果,但并未得到早白垩世年龄结果,可能指示了强烈的构造变形抑制了锆石的生长。与断裂带左行平移活动同期的基性岩墙侵位时间为128 Ma左右;斜切糜棱岩面理的基性岩墙侵位于127 Ma 左右;发生韧性变形形成糜棱岩的二长花岗岩侵位时间为128 Ma左右;仅出现NE向劈理的钾长花岗岩侵位于126 Ma。综合以上结果,大别山东缘郯庐断裂带与下扬子地区存在类似的构造背景,其早白垩世左行平移事件的发生时间为128 Ma之前,之后断裂带在区域伸展背景下转变为正断层活动。     

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     

辽宁寒岭-偏岭平移断裂带特征及其形成动力机制

寒岭—偏岭平移断裂带位于辽宁东部 ,是中国东部郯庐断裂东盘的一个次级断裂。它控制着辽东鞍山—本溪地区地质体的分布。通过对平移断裂的展布、形态、伴随构造、牵引构造、位移方向和幅度、平移时间、断层尾端及动力学演化等特征研究 ,认为该断裂主要活动于晚三叠世 ,在晚侏罗世—早白垩世最为活跃 ,伴随岩浆侵入活动、火山喷发及陆相沉积。断裂带长约 1 3 0km ,中段位移最大可达 3 1km ,向东西两端逐渐减少。该断裂活跃时期主要表现为左行平移性质。构造的活动 ,主要与中生代时期欧亚大陆与伊佐奈岐板块、太平洋板块的相互作用有关     

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.     

郯庐断裂带肥东段剪切活动锆石U-Pb测年

郯庐断裂带肥东段出露的桃源韧性剪切带内发育有长英质超糜棱岩、长英质伟晶岩脉体等。这两种构造岩与剪切带呈现不同的穿切关系, 分别代表着剪切活动不同时期的产物, 它们可以为郯庐断裂带的剪切年限提供重要的年代学制约。本次研究从长英质超糜棱岩的U-Pb锆石测年得出了133.3±4.1 Ma的变质锆石年龄。结合笔者先前得出的伟晶岩脉129±3.3 Ma年龄判断, 郯庐断裂带在133 Ma左右有一次剪切活动, 该次剪切活动在129 Ma左右仍有着较弱的持续, 指示肥东地区在137~126 Ma的时间段内, 有一次挤压活动叠加。此外, 长英质超糜棱岩样品中捕获的1.9 Ga和2.4 Ga的锆石, 很可能来自华南板块基底。     

郯庐断裂带安徽段活断层特征与成因

详细的野外地质调查表明, 郯庐断裂带安徽段活断层广泛存在, 自北向南分别沿着嘉山盆地的东、西边界、合肥盆地东界与大别造山带东界分布。走向上自北向南由北北东向转为北东向, 倾向上与早期盆缘正断层一致。这些活断层以逆右行平移活动为主, 显示了逆冲分量随着断层倾角变小而增大的现象。依据一系列活断层擦痕实测数据的反演, 指示它们活动时的应力状态为北东东—南西西向挤压, 与现代应力状态一致。从多种现象综合分析, 本文认为郯庐断裂带安徽段活断层的最新活动时代应为中更新世, 从而该段没有强震记录或小震群集现象。本次工作表明, 区内活断层主体上是早期盆缘正断层直接复活成因。由于其第四纪期间有限的累计垂直位移分量, 并没有改变白垩—古近纪盆地发育阶段的地貌格局。     

郯庐断裂带南段两侧花岗岩地球化学特征:对大别造山带中-下地壳流动的限定

大别造山带形成于印支期华南、华北板块陆-陆碰撞过程中。大别造山带造山后发生了山根减薄,其可能的动力学机制为岩石圈拆沉或中-下地壳的塑性流动。为了检验大别造山带是否在造山后发生过中-下地壳流动,本次工作从对比郯庐断裂带南段两侧大别造山带及洪镇、月山地区花岗岩地球化学特征入手,对同样位于郯庐断裂带南段东侧的徐桥岩体开展地球化学研究,为大别造山带造山后是否经历过中-下地壳流动提供证据。本次工作对徐桥岩体的研究表明,该岩体侵位时间为127Ma左右;具有较高的Si O_2和全碱含量;明显富集Rb、Th、U、Pb等大离子亲石元素(LILE),亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素(HFSE);稀土元素配分图解中表现为轻稀土富集和重稀土亏损的右倾配分模式,具有较弱的Eu负异常。徐桥岩体的地球化学特征与造山带东侧的月山岩体类似,且与下扬子地区沿江地区侵入岩基本一致。但同样位于造山带东侧的洪镇岩体,其地球化学特征与月山、徐桥岩体明显不同,而与大别造山带一致的地球化学特征,说明两者可能具有相似的源区。基于以上分析,笔者推断洪镇花岗岩的物质来源可能为大别造山带加厚的地壳。而大别造山带东侧出现造山带地壳物质的现象表明造山带在造山后发生过地壳的塑形流动。由于大别造山带中-下地壳物质穿过郯庐断裂带南段,表明郯庐断裂带造山后大规模左行平移事件应发生于大别造山带地壳流动变形之前。     

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、五个发辰阶段".第一运动时期对应于三叠纪一早侏罗世早期的"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.这个阶段的陆一陆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晚白垩世一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.     

Evidence for Holocene activity of the Yilan-Yitong fault,northeastern section of the Tan-Lu fault zone in Northeast China

The Tan-Lu fault zone (TLFZ) is the largest of the major faults in eastern China. Many strong earthquakes have occurred on its section in North China, but no quake greater than M ⩾ 6 has been documented in history at its northeastern section, the Yilan-Yitong fault (YYF) in Northeast China. It is usually considered that this fault has been inactive since late Quaternary and incapable of generating moderate-sized quakes. This conclusion is, however, questioned by our recent work based on high-resolution satellite image interpretation and field investigation. We found a 70-km-long surface scarp near Fangzheng county in Heilongjiang province (HLJP) and a 20-km-long scarp near Shulan county in Jilin province (JLP), and both are associated with the YYF. The trenches across these two scarps reveal a ¹⁴C displacement date of 1730 ± 40 years BP at Fangzheng and of 4410 ± 30 years BP at Shulan. The dextral offsets of the Songhua River and Second Songhua River and nearly horizontal fault striations indicate that the new activity of the YYF has been dominated by dextral strike slipping with a normal component. These new data suggest that, at least for partial sections, the YYF has been active since the Holocene, implying a potential seismic hazard. However, current quake-protection standards in this region are very low due to the previous view that the YYF fault has not been active since the late Quaternary. If an M ⩾ 7 quake takes place on this fault, it will be a devastating event. Therefore, it is necessary to conduct a detailed study on the whole YYF and to reassess its future seismic risk.     

郯庐断裂带早新生代的活动性质研究

郯庐断裂带是新生代以来中国东部大陆大地构造演化中最重要的构造带之一,对郯庐断裂的认识制约了大型盆地的形成演化的认识及油气资源的评价。本文在野外实地调查的基础上,从郯庐断裂带与地层的穿切关系入手,借助最新的地震反射剖面以及第一手野外资料,判定郯庐断裂带在新生代早期经历了强烈的活动,表现为左旋兼具逆冲的性质。通过分析覆盖在郯庐断裂带之上火山岩中的断裂发育样式和地震反射剖面上的地层覆盖关系,认为中新世以来,相当于渤海湾盆地的东营运动之后,构造应力场发生了变化,郯庐断裂带不再有显著的活动,发育了新的断裂体系。郯庐断裂新生代兼有垂向位移的走滑活动奠定了中国东部古近纪盆地形成、沉积演化和油气资源成藏的基本格局。