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。     

地质热年代学及其应用

本文简单介绍地质热年代学的含义、应用和进展，并重点介绍了裂变径迹与40Ar/39Ar热年代学     

郯庐断裂带肥东段走滑运动的40Ar/39Ar法定年

郯庐断裂带在华北与华南板块碰撞之后是否发生过大规模左行平移及其准确的时间,仍然是存在着争议的重要问题。郯庐断裂肥东段地表出露了大规模的、北北东走向的韧性剪切带。野外构造、显微构造与石英C轴组构分析皆指示为左旋走滑韧性剪切带。糜棱岩中变形矿物组合与矿物变形行为指示该韧性剪切带形成于中—高绿片岩相环境。通过对该段走滑糜棱岩中角闪石与黑云母的40Ar/39Ar年代学研究,本次工作中获得了一个角闪石(N14)的40Ar/39Ar坪年龄为143.3±1.3Ma(早白垩世初),据变形温度判断其代表了该断裂带左行平移中的变形年龄。该糜棱岩(N14)中新生的黑云母40Ar/39Ar坪年龄为134.1±0.6Ma,而同一采场中另一糜棱岩(N13)中新生黑云母40Ar/39Ar坪年龄为130.3±0.6Ma,皆指示了左行平移活动的冷却年龄。另外4处走滑糜棱岩中黑云母的40Ar/39Ar坪年龄分别为137.2±0.8Ma(N47)、135.6±0.6Ma(N17)、124.8±0.7Ma(N21)和125.9±0.4Ma(N22),也都属于冷却年龄,反映了该走滑韧性剪带内的不均匀冷却现象。由此变形年龄与冷却年龄可以判断该断裂带的左行平移持续时间不超过6Ma左右。由N14糜棱岩中的角闪石与黑云母坪年龄得到该处的平均冷却速率为21.7℃/Ma,属于较快速的冷却。本次40Ar/39Ar测年结果,更可靠地证实了郯庐断裂     

郯庐断裂带张八岭隆起北段的左旋走滑挤压变形及其40Ar/39Ar定年

郯庐断裂带张八岭隆起北段,自西向东分别出露北北东向的韧性滑脱变形带、脆-韧性过渡带和脆性的前陆褶断带。韧性滑脱变形带内的张八岭群片岩,广泛发生了低绿片相背景下的糜棱岩化。其中呈现为平缓的糜棱面理和近南北向的矿物拉伸线理。显微构造及石英C轴组构分析显示,该韧性滑脱带一致为上盘向南的运动。该带以东依次变为上盘向南南东→南东的逆冲活动,总体上为左旋走滑挤压变形带。张八岭群所在的韧性变形带为深部陡立走滑构造与浅部脆性构造之间的滑脱变形带,其间的差异走滑变形,造成了该滑脱层在总体向北运动中出现上盘向南的剪切变形。对6处张八岭群片岩中15个不同粒级白云母的40Ar/39Ar定年指示,变形发生在(236.2±0.5)~(238.0±0.4)Ma的中三叠世晚期。这表明郯庐断裂带的左行平移发生在华北与华南板块碰撞的深俯冲阶段,起源于陆内转换断层。     

郯庐断裂带北段形成的年代学及其意义

对郯庐断裂带北段内的依兰－伊通断裂带测定断民支岩的黑云母单矿物＾４０Ａｒ／＾３９Ａｒ坪年龄为１００±２．３－９５．７±２．７４Ｍａ，同时测定了带内的辉绿岩全岩Ｒｂ－Ｓｒ等时线年龄为１００±５．９Ｍａ，而辉绿岩中辉石单矿物的＾４０Ａｒ／＾３９Ａｒ坪年龄为１０５Ｍａ。结合断裂切过下白垩统泉头组，表明左行走滑断裂形成于１００Ｍａ左右，即早白垩世末期。     

赣江断裂带的特征及其与郯庐断裂带的关系

郯庐断裂带的性质及作用早为人们共识 ,然而其南延问题一直迷惑不解 ,争论不休。归纳起来有 3方面意见 :一为郯庐断裂不过长江 ,它属大陆转换断层性质 ,在大别山地区转换为压性断裂带 ,即其平移量被大别地区的压性构造吸收 ;二为过长江以后不形成集中的断裂带 ,呈分散状态释放能量 ;三为过长江以后与赣江断裂相连。笔者近年结合国土资源部“鄂东南—九瑞地区地壳线性纬向减薄与矿产资源的关系”科研和 1∶2 5万九江市幅、南昌市幅区调项目 ,系统总结分析了赣江断裂及邻区的地质、地球物理和矿产资料 ,并对一些重点地区进行考察和研究 ,发现…     

郯庐断裂带的演化与古应力场

通过系统研究郯庐断裂带两盘的构造形变和应力场，再配合断理解带内部构造研究，分析了断裂带的形成和演化过程。结果表明，断裂带经历了一次以走滑为主、两次以正断层活动为主、三次以逆断层活动为主的断裂活动，使断裂带内部结构异常复杂，形成反转构造，构成中国东部大型断裂带具有普遍意义的活动特征。     

钦-杭成矿带南段庞西垌断裂带热年代学证据

庞西垌断裂带是钦-杭成矿带南段众多NE向韧性剪切带的其中一条,控制着一系列韧性剪切带型银金矿床的分布.对其进行热年代学研究有助于了解钦-杭成矿带南段NE向韧性剪切带的构造演化及其对伴生矿床的控制作用.获得的庞西垌断裂带内糜棱岩中两件白云母40Ar/39Ar总气体年龄分别为221.98±1.16 Ma和223.77±1.16 Ma.据此认为庞西垌断裂带在印支期发生韧性剪切活动,为伴生矿床的形成提供了有利空间;在同一糜棱岩样品中获得的磷灰石、锆石裂变径迹年龄分别为64.83±4.13 Ma和75.69±2.88 Ma,结合热史模拟结果可以得出,庞西垌断裂带在75~60 Ma期间发生了快速冷却作用（6.2 ℃/Ma）,与区域整体缓慢冷却过程（1.5 ℃/Ma）差别显著,据此推测庞西垌断裂带可能在约75~60 Ma期间再次发生活动,而庞西垌银金矿床可能形成于晚白垩世.      

郯庐断裂带构造演化的同位素年代学制约

近年来在郯庐断裂带内获得了大量的同位素年龄,为了解该断裂带的演化规律与相关动力学过程提供了有效的制约。该断裂带早期走滑构造带内给出了238～236 Ma的白云母 40Ar/39Ar 变形年龄,指示其起源于华北与华南克拉通碰撞过程的深俯冲阶段,支持其造山期陆内转换断层成因观点。其晚中生代走滑韧性剪切带内已获得的较大白云母 40Ar/39Ar冷却年龄为162～150 Ma,表明其再次左行平移发生在晚侏罗世初或中 晚侏罗世之交,出现在区域压扭性动力学背景下。这一事件应代表了中国东部滨太平洋构造域的开始时间。已获得的一系列断裂带内岩体与火山岩锆石LA ICPMS年龄显示,该断裂带内伸展性背景下最早的岩浆活动时间为136 Ma。而断裂带所控制的断陷盆地内地层时代表明其伸展活动发生在早白垩世初（约145 Ma）。这应指示了中国东部转变为伸展性动力学背景的时间。该断裂带一系列长石40Ar/39Ar年龄与磷灰石裂变径迹年龄,显示其在晚白垩世与古近纪仍处于伸展活动之中。     

Thermal Evolution of the Tanlu Fault Zone on the Eastern Margin of the Dabie Mountains and Its Tectonic Implications

Five samples of muscovite from mylonites of the earlier Tanlu ductile shear zone on the eastern margin of the Dabie Mountains yield 40Ar/39Ar ages ranging from 178 Ma to 196 Ma. Three of them have reliable plateau ages of 188.7±0.7 Ma, 189.7±0.6 Ma and 192.5±0.7 Ma respectively, which indicates a syn-orogenic, sinistral strike-slip thermal event. This displacement movement derived from the continent-continent collision of the North and South China blocks took place in the Early Jurassic and after uplifting of high-pressure to ultrahigh-pressure slabs to the mid-crust. It is suggested that during the collision the Tanlu fault zone was an intracontinental transform fault caused by differential subduction speeds. The 40Ar/39Ar ages of mylonite whole-rock and muscovite from the later Tanlu ductile shear zone suggest another sinistral strike-slip cooling event at 128 Ma. During this strike-slip faulting, large-scale intrusion and doming uplift occurred in the eastern part of the Dabie orogenic belt. Data o     

大别造山带东部假玄武玻璃及其围岩的K-Ar和^40Ar-^39Ar年龄及地质意义

发育在大别造山带东部的假玄武玻璃是区域内NE-SW向断裂带快速滑移形成的构造岩。地质产状、显微构造及岩石化学研究表明，这些假玄武玻璃主要由超碎裂岩化作用所形成。假玄武玻璃及围岩的全岩(包括部分单矿物)K-Ar年龄测定表明，大别造山带的假玄武玻璃形成于81～93Ma之间。本文同时测定了叠加在假玄武玻璃基质之上的多硅白云母的激光^40Ar／^39Ar年龄为78．9Ma。显微构造及所获得的年龄数据显示，这些沿NE-SW向断裂发育的假玄武玻璃是在晚白垩世(80～90Ma)时期伴随着大别造山带整体隆升过程形成的，而与早期板块俯冲过程无关。同时，不同定年方法在数据上的一致性还表明，全岩K-Ar方法在确定某些假玄武玻璃及含假玄武玻璃的断裂构造年代时，可能仍然是一种行之有效的的方法。     

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     

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.     

新疆布尔根含金剪切带的40Ar/39Ar年龄及其地质意义

对产于布尔根大型剪切带中的科克萨依和阿拉塔斯2个金矿含金绢英质糜棱岩中的云母类矿物进行了连续激光阶段升温Ar-Ar法同位素测年,获得坪年龄分别为(274.5±2.2)Ma和(282.6±2.2)Ma,对应的等时线年龄分别为(275.8±5.2)Ma和(283.1±5.2)Ma,表明含金剪切带韧-脆性剪切活动的时代以及金成矿时代为早二叠世初。结合区域地质资料说明,布尔根含金剪切带的成生演化主要受早二叠世(290～270Ma)西伯利亚板块南缘巨型额尔齐斯剪切带区域性左行韧性剪切相伴的构造-岩浆热事件控制,其地球动力学背景为造山带构造演化的后碰撞伸展构造环境。     

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。     

大别山东端郯庐断裂带由走滑向伸展运动转换的40Ar-39Ar年代学记录

通过对大别山东端郯庐左旋韧性剪切带中一系列含白云母、黑云母、斜长石和钾长石的糜棱岩样品⁴⁰Ar-³⁹Ar同位素年代学研究,发现大别山东端的郯庐断裂带在距今139Ma之前发生过一次左行平移运动,随后转变为伸展活动,由走滑向伸展活动转换的时间介于距今139Ma至128Ma之间。在伸展活动中,大别山东端的郯庐走滑韧性剪切带发生了缓慢的抬升和冷却,从而导致封闭温度较低的矿物记录了较小的年龄。黑云母110Ma±以及斜长石97~92Ma的⁴⁰Ar-³⁹Ar年龄值指示郯庐断裂带的伸展活动一直持续到距今90Ma±。     

郯庐高压走滑韧性剪切带特征及其^40Ar／^39Ar定年

本文首次报导苏鲁造山带西缘新发现的北东向郯庐高压左旋走滑韧性剪切带。剪切带糜棱岩中长石与石英皆广泛发生了动态重结晶,其重结晶型式指示变形温度高达600～700℃。糜棱岩基质中新结晶的白云母,经电子探针分析指示为多硅白云母,所计算的形成压力为1.03～1.45 GPa,表明形成于地壳底部的高压榴辉岩相环境。工作中对剪切带糜棱岩中6个多硅白云母样品进行了~(40)Ar/~(39)Ar测年,其中2个超糜棱岩基质中新结晶多硅白云母分别给出了209.9±1.5Ma 和214.3±1.4Ma(皆晚三叠世)的~(40)Ar/~(39)Ar 坪年龄,指示了左旋走滑的冷却年龄。这些年龄值与苏鲁超高压变质带内已有的多硅白云母~(40)Ar/~(39)Ar 年龄基本一致,表明郯庐断裂带形成于华北与华南板块的碰撞造山期。结合其它地质现象,笔者认为在这两个板块碰撞中郯庐断裂带是以陆内左旋变换断层的型式出现的,从而将大别与苏鲁造山带大规模左行错开。