郯庐断裂带起源机制的探讨

为探讨郯庐断裂带的起源方式,对其印支期变形构造进行了详细的构造研究与综合分析。张八岭隆起带上张八岭群及肥东杂岩表现为上盘向南南西运动的平缓韧性滑脱变形带;庐江地区张八岭群表现为郯庐陡立的左行走滑剪切带;大别造山带东缘郯庐剪切带经历了两期变形事件,早期变形表现为北东走向左行走滑韧性剪切带,而晚期变形为叠加的北东-南西向紧闭褶皱;大别造山带内宿松杂岩及造山带南缘张八岭群表现为折返构造特征。结合前人白云母~(40)Ar/~(39)Ar定年结果及郯庐断裂带周缘前陆变形带特征,提出了郯庐断裂带起源的板片撕裂断层模式。     

郯庐断裂东侧肥东地块变质属性及年代学研究

肥东地块是郯庐断裂带中段的一个极为重要的变质地块,其变质属性和构造归属的精确标定对探究郯庐断裂的形成与演化极为关键。然而,直至目前对于该地块的区域性的变质岩石学研究极为匮乏,制约了人们对于该断裂的深入理解。为此,本研究对肥东地块进行了较为系统的野外地质调查、区域变质岩石学、岩相学、热力学和年代学的分析。研究显示,肥东地块自西向东主要由单元-I、II和III构成,主要岩石类型为花岗片麻岩、黑云斜长片麻岩、角闪斜长片麻岩,其间含少量的石榴黑云斜长片麻岩和斜长角闪岩。P-T条件评价显示,肥东地块的变质高峰期温压条件为610~690℃、0.61~0.81GPa,平均P-T条件分别656±25℃、0.71±0.06GPa,变质峰期属于角闪岩相。锆石U-Pb定年则显示肥东地块的原岩形成年龄为809.2±6.7Ma,表明该地块属于扬子板块。结合前人构造地质学的研究及相关年龄数据,推测肥东地块与宿松变质杂岩应为相当层,它们目前的P-T差异可能是由于郯庐断裂的同俯冲平移错断所致。     

郯庐断裂(安徽段)两侧肥东群与霍邱群特征性岩石对比研究

郯庐断裂带(安徽段)内部物质组成十分复杂,现有研究认为郯庐内部以扬子板块为主体,对于是否存在西侧华北板块物质混入尚不清楚。为此本文选取了3个特征性样品展开了细致的岩相学研究、温压估算以及锆石U-Pb定年分析,分别为:霍邱群样品WS069-1(磁铁石榴角闪岩)以及样品WS070-1(石榴黑云母片岩);肥东群样品TF003-1(石榴黑云母片岩)。研究发现,霍邱群磁铁石榴角闪岩与肥东群磁铁石榴角闪岩的矿物组合及矿物主量元素特征基本一致。针对霍邱群石榴黑云母片岩与肥东群石榴黑云母片岩的峰期变质条件评价也相互匹配。本文在霍邱群仅发现了~3.2Ga、3.0Ga、2.80Ga、2.74Ga等四组反映源区结晶时代的碎屑锆石年龄,但结合前人对霍邱群和五河群的研究可以认为霍邱群的峰期变质年龄应为2.44Ga,这与肥东群磁铁石榴角闪岩和石榴黑云母片岩的峰期变质年龄2.47~2.41Ga吻合。因此肥东群和霍邱群相同特征性岩石磁铁石榴角闪岩从岩相学、变质P-T条件及变质时代等方面皆具可比性,从而推测肥东群磁铁石榴角闪岩和石榴黑云母片岩构造透镜体应为因郯庐断裂左旋走滑作用而卷入肥东群中的霍邱群岩片。     

郯庐断裂带南段张八岭群变质岩的原岩时代及其构造意义

大别造山带东缘郯庐断裂带上分布着绿片岩相变质的张八岭群。对于它们的原岩时代长期没有同位素年代学数据,而其变形与变质原因也一直没有明确的认识。本次工作中选择了该带上8处张八岭群变火山岩进行了锆石LA-ICP-MS U-Pb定年。结果表明,它们的原岩时代为748~750 Ma,属于新元古代中期的南华纪,为扬子板块下部盖层而非前人认为的变质基底。结合张八岭群的变形与变质特征及前人白云母40Ar/39Ar定年结果,并与大别造山带进行对比,本文认为大别造山带东南缘张八岭群的变形与变质是造山带内俯冲与折返的结果,而其东缘郯庐断裂带内张八岭群的变形与变质是碰撞造山期该断裂带左行走滑活动所致。这些认识再次为郯庐断裂带起源于华北与扬子板块的碰撞过程中提供了重要的证据,也支持其造山期起源于陆内转换断层或斜向汇聚边界。     

张八岭隆起早白垩世变质核杂岩的厘定——对郯庐断裂带的制约及其与成矿作用关系

张八岭隆起广泛分布的平缓韧性剪切带与郯庐断裂带平移作用形成的陡立韧性剪切带明显不同。通过对平缓韧性剪切带的几何学、运动学分析,结合早白垩世盆地特征、中国东部变质核杂岩伸展拆离断层和同构造岩浆岩同位素定年结果,厘定出张八岭隆起早白垩世变质核杂岩。该变质核杂岩上盘由南华纪-奥陶纪沉积地层和早白垩世盆地组成,下盘为新元古代浅变质碎屑沉积岩、变海相火山岩（基底）以及早白垩世侵入岩,上下盘之间被一条主伸展拆离断层所分隔。变质核杂岩长轴为NE-SW向,指示构造反映上盘向SE剪切滑动,与中国东部变质核杂岩的伸展方向完全一致。通过本次变质核杂岩的厘定,结合野外地质事实,笔者认为管店-马厂断裂是郯庐断裂带的次级断裂,是对郯庐断裂带早白垩世末第三次左行平移的响应。在综合研究的基础上,建立了区域构造-岩浆-成矿关系模型,揭示了张八岭隆起早白垩世经历了早期伸展（变质核杂岩阶段）-挤压走滑（管店-马厂断裂形成阶段）-晚期伸展（闪长质脉岩侵位阶段）3个构造阶段,多期构造、岩浆的叠加作用下,形成了本区的金多金属矿产。     

郯庐断裂带张八岭隆起段晚中生代岩浆岩继承锆石U-Pb年代学:源区属性及构造意义

大别与苏鲁造山带之间的郯庐断裂带张八岭隆起段,构成了华北与扬子板块之间的断裂边界。该边界带的深部结构状态长期以来存在着不同的认识。本文利用张八岭隆起带沿线出露的晚中生代岩浆岩中继承锆石U-Pb年代学信息,结合地球物理资料及Nd、Pb、Hf同位素资料,分析了其深部的岩浆源区属性及结构状态。张八岭隆起带北段晚中生代岩浆岩继承锆石年龄以1.9~2.7Ga为主,最大峰值年龄为2.5Ga;南段继承锆石年龄以2.2~2.6Ga为主,峰值年龄也为2.5Ga;郯庐断裂带庐江段则以含大量新元古代锆石为特征,在0.7Ga形成显著的分布峰值,并有早元古和少量太古代年龄信息。分析结果表明,张八岭隆起带北段的晚中生代岩浆岩源区为华北下地壳,南段的源区兼有华北和扬子陆壳的信息,而更南部庐江段则以扬子地壳源区为特征。电法剖面揭示,郯庐断裂主边界在张八岭隆起带下向南东倾斜,从而深部存在华北地壳;而南部庐江段转变为向北西陡倾,从而深部皆为扬子地壳。郯庐断裂深部产状特征支持其印支期应为斜向汇聚边界。而其中三叠纪继承锆石的缺失指示隆起带上变质岩应为原地岩石,而非来自大别造山带。     

郯庐断裂带南段张八岭群地层时代的重新厘定

扬子板块东北缘的浅变质岩被认为是三叠纪大陆俯冲过程中从扬子板块剥离而来的,其原岩主要为新元古代中期岩浆岩和沉积岩,是理解扬子板块东北缘新元古代构造演化的重要对象。郯庐断裂带张八岭隆起北段夹持于大别造山带和苏鲁造山带之间,出露一套绿片岩相—低角闪岩变火山—沉积序列,即由西冷组变火山岩和北将军组变碎屑岩组成的张八岭群。然而,西冷组与北将军组之间的关系和张八岭群的形成时代都尚存在争议。为此,本文对张八岭群开展了详细的野外地质调查和MC-LA-ICP-MS锆石U-Pb定年工作。锆石U-Pb定年结果显示,西冷组顶部石英角斑岩的原岩时代为723±7 Ma;北将军组底部变粉砂岩的碎屑锆石年龄变化于916～614 Ma之间,与西冷组、肥东杂岩内新元古代岩浆活动时间相一致,暗示它们的物质主要由西冷组和肥东杂岩提供,其中,最年轻碎屑锆石谐和年龄（677±12 Ma）限定了北将军组沉积时代下限。结合野外地质特征和前人张八岭群上覆震旦系盖层沉积初始时间（635 Ma）,本文认为北将军组的沉积时限为677～635 Ma,是覆盖于西冷组之上的中新元古代晚期沉积地层。对比研究显示,张八岭群可能是扬子东北缘新元古代中期裂谷火山—沉积岩系的重要组成部分。     

郯庐断裂带中-南段走滑构造特征与变形规律

在大别造山带东端和苏鲁造山带西端,郯庐断裂带存在着同造山期和早白垩世两期左旋走滑韧性剪切带,在张八岭隆起南段迄今为止只发现了早白垩世的走滑剪切带。这些剪切带由若干条小型韧性剪切带组成,带内糜棱岩都具有陡倾的糜棱面理和平缓的矿物拉伸线理。野外构造、显微构造及石英C轴组构皆指示了左旋走滑剪切指向。新生矿物组合和矿物变形行为分析显示大别山东端郯庐早、晚两期剪切带主要形成于中绿片岩相的变质温度环境,张八岭隆起南段剪切带主要形成于高绿片岩相的变质温度环境,苏鲁造山带西端郯庐早、晚两期剪切带则形成于高角闪岩相的变质温度环境。糜棱岩内基质中新生白云母的电子探针分析指示大别山东端和张八岭隆起南段出露的郯庐韧性剪切带形成于低压环境下,而苏鲁造山带西端的郯庐韧性剪切带形成于高压榴辉岩相环境。这些详细的构造研究显示:在华北与华南板块的碰撞造山期郯庐断裂带以左旋走滑构造型式存在,而在早白垩世太平洋构造域中它又再次发生了强烈的左行平移。     

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。     

郯庐断裂带形成演化的年代学研究

通过对郯庐断裂带东侧张八岭蓝片岩带内白云母4 0 Ar - 3 9Ar年龄、断裂带内片麻状花岗岩中钾长石4 0 Ar- 3 9Ar年龄以及断裂带内断层泥K -Ar、ESR年龄的测定 ,并结合有关的地质和古地磁资料 ,厘定了郯庐断裂带形成和演化的过程 :(1)三叠纪 (2 44～ 2 0 9Ma)由于华北与扬子地块碰撞 ,郯庐断裂带形成为其主要左行平移时期 ;(2 )侏罗纪 (189～ 16 4Ma)时郯庐断裂东侧下扬子地块可能经历了逆时针转动 ;(3)白垩纪 (10 3～ 94Ma)开始郯庐断裂带伴随走滑平移而发生正断活动 ;(4)晚白垩—第三纪右旋平移阶段。郯庐断裂的形成与大别 -苏鲁变质带有关。     

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。     

皖东张八岭群主期变质温度评价及结构框架探究

皖东张八岭群处于郯庐断裂带南段,构造位置极为独特和和关键,其是大别造山带和苏鲁造山带之间最重要的变质块体之一。前人主要侧重于构造地质学、年代学及岩石地球化学等方面研究,而对张八岭群的峰期变质条件、岩石单元划分和构成以及时间序列并不明晰。故而,本文将通过对张八岭群的区域变质岩石学、岩相学、热力学及年代学等研究,进一步确定其峰期变质条件、岩性特征,并对其岩石单元划分和构成进行深入解析。本次主要对张八岭群应用了白云母温度计进行峰期变质温度评价,单元-Ⅰ和单元-Ⅱ的温度范围分别为：T = 368 ℃～494 ℃和T = 331 ℃～394 ℃,主要经历了绿片—绿帘角闪岩相变质。锆石U-Pb年代学分析表明单元-Ⅰ和单元-Ⅱ原岩结晶年龄分别为749±8 Ma～738±8 Ma和738±9 Ma,该结果与前人研究结果基本一致。单元-Ⅲ的碎屑年龄范围为908±29 Ma～685±30 Ma,最大沉积年龄为685±30 Ma,沉积时限应属于新元古代,沉积物源主要来自扬子板块。据野外特征、岩相学差异、热力学评价和年代学分析,本文将张八岭群自下而上划分为3个单元,其中,单元-Ⅰ主要由石英—长石片岩组成,单元-Ⅱ主要由云母石英片岩和少量变基性岩组成,单元-Ⅲ主要由千枚岩、大理岩及少量片岩组成。本文认识对于理解华北板块与扬子板块沿郯庐断裂汇聚提供一定的岩石学支撑,张八岭群并没有经历高压低温蓝片岩相变质。     

郯庐断裂带张八岭隆起段走滑运动与合肥盆地的沉积响应

安徽北部的郯庐断裂带位于东侧的张八岭隆起与西侧的合肥盆地之间。断裂带内走滑糜棱岩、超糜棱岩及伴生岩浆岩的同位素测年,表明其走滑时间为早白垩世。一系列构造、沉积学的研究反映,郯庐断裂带在早白垩世的走滑运动,使合肥盆地东侧出现了北北东向延伸的张八岭走滑隆起,成为合肥盆地的沉积物源区。盆地东部相应出现了由下白垩统朱巷组充填、北北东向的大桥-肥东凹陷。该凹陷属于走滑挠曲盆地,其出现于张八岭走滑隆起西侧的走滑挠曲拗陷之中。     

郯庐断裂带张八岭隆起北段的左旋走滑挤压变形及其~(40)Ar/~(39)Ar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。     

西昆仑布伦阔勒岩群中泥质高压麻粒岩的岩石学、年代学及其地质意义

西昆仑的深变质岩类主要发育于布伦阔勒岩群之中,其中的高压麻粒岩是西昆仑造山带中目前已知的变质程度最高的岩石。本文以其中的泥质高压麻粒岩为研究对象,结合岩相学、相平衡模拟以及锆石年代学分析等方法进行研究。结果显示其峰期变质矿物组合蓝晶石+石榴石+钾长石,是典型的泥质高压麻粒岩岩石组合。根据相平衡模拟估算,高压麻粒岩相峰期变质的温压条件高于850℃及1.4GPa,退变质的温压条件约为650℃和0.6GPa。SHRIMP U-Pb锆石定年结果显示泥质高压麻粒岩记录了两期变质,第一期暗色变质锆石年龄为ca.185Ma,代表岩石从高压麻粒岩相峰期变质退变至近固相线阶段的年龄;第二期亮色变质增生边年龄为ca.166Ma,代表后期退变质年龄;而高压麻粒岩相峰期变质时代应在200~185Ma之间。高压麻粒岩的变质条件、顺时针的P-T轨迹及锆石年代学的结果指示了晚三叠世-早侏罗世的碰撞造山事件(ca.200~166Ma)。结合区域地质资料,推断在西昆仑山内存在一条中生代的中-高压变质带,这条变质带代表了古特提斯洋关闭塔里木与羌塘地块碰撞拼合的位置。     

大别山太湖地区宿松变质杂岩中石榴斜长角闪岩的P-T轨迹及反映的俯冲过程

依据对大别山太湖地区宿松变质杂岩中的石榴斜长角闪岩的岩相学、矿物成份分析和P-T条件评价,将变质作用分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ4个阶段,其中Ⅰ、Ⅱ阶段经历了绿帘角闪岩相的变质;Ⅲ阶段为峰期变质,变质条件为T=580℃,P=1.31GPa,为角闪石—榴辉岩相变质;Ⅳ阶段为绿片岩相变质。构建的P-T轨迹显示了顺时针的演化特征,反映了宿松变质杂岩分阶段的、不等速的俯冲和折返过程:早期短暂的迅速俯冲→峰期缓慢俯冲→晚期可能的相对缓慢抬升。研究表明宿松变质杂岩的峰期变质条件偏离“俯冲梯度”线,显示了大幅增温、压力变化轻微的特征,这一增温可能是由于受到扰动的热结构恢复所致。结合前人对高压榴辉岩的峰期变质条件的研究,认为宿松变质杂岩与高压-超高压榴辉岩单元至少有0.5GPa的压力差,约15km厚的地壳损失,两者为太湖—马庙断层(F₂)所分隔。     

The Metamorphic and Deformational History of a Continental Collision Zone and its Geodynamic Process——as Evidenced by Qinling Complex,Western Henan,China

The Qinling orogenic belt is a collision zone between the North China andYangtze cratons.The Qinling Complex is a Precambrian metamorphic com-plex,developed in the inner zone of the orogenic belt,which records themetamorphic and deformational history and PTt path of the regional meta-morphism of the collision zone.The present paper studies the metamor-phic and deformational history and the PTt path of various tectono-metamorphic cycles in order to describe the geodynamic processes prevailing inthat part of the Qinling orogenic belt since Proterozoic.The tectonometamorphic history and evolution of the Qinling Complex isdivided into two stages:the stage of formation and the stage of modificationDuring the stage of formation dated as Proterozoic,three deformational se-quences are recognized.The amphibolite facies regional metamorphism is earlierthan or synchronous with the first or second phase of folding.Threemetamorphic zones,i.e.And-Ms,Sil-Ms,Sil-Kfs are delimited.During thestage of modification,the emp     

阿尔金南缘构造带西段新元古代-早古生代变质岩系的变质作用

阿尔金南缘构造带西段新元古代-早古生代变质岩系为一套绿片岩相-低角闪岩相的中浅变质岩系,并形成绢云母-白云母带、黑云母带和石榴石-角闪石带3个递增变质带。通过对石榴石-角闪石带变质作用p-T轨迹的深入研究表明,其经历了3个阶段变质作用:即经历了俯冲碰撞深埋到30～35 km深度的中高压变质作用(M₁),压力可达7.27×10⁸～9.63×10⁸ Pa;随后经历了快速抬升所导致的近等温降压变质过程(M₂),压力降至4.1×10⁸～5.62×10⁸ Pa;晚期经历了降温降压退变质作用（M₃）。整个过程为顺时针方向演化的p-T轨迹,其地质动力学过程属于较典型的板块俯冲碰撞→抬升模式,表明阿尔金南缘构造带的地质构造演化经历了俯冲碰撞及碰撞后的快速抬升过程。     

Determination of Early Paleozoic metamorphic event in the Longshan Complex and its geological implicationSCIEI北大核心CSCD

长期以来,陇山杂岩的归属问题一直存在争议。本文对出露于秦岭-祁连山结合部位的陇山杂岩中石榴黑云斜长片麻岩和石榴斜长角闪岩进行了详细的岩石学、P-T温压计算、独居石和榍石U-Pb年代学研究。通过详细的岩相学观察,石榴黑云斜长片麻岩的变质峰期矿物组合为石榴子石+黑云母+斜长石+石英;石榴斜长角闪岩中则识别出了以石榴子石+单斜辉石+角闪石+斜长石+石英为峰期的变质矿物组合。通过传统温压计计算,石榴黑云斜长片麻岩(样品21LS40)和石榴斜长角闪岩样品(样品21LS42-1)的峰期变质P-T条件分别为700℃、0.72GPa和710℃、0.74GPa。激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS) U-Pb数据表明,石榴黑云斜长片麻岩中独居石的206Pb/238U的加权平均年龄为407~435Ma。石榴斜长角闪岩中榍石的下交点年龄分别为410±7Ma、409±5Ma和426±10Ma,榍石中Zr含量温度计的计算结果分别为750℃、751℃和748℃(假定压力为0.7GPa)。本文从变质作用的角度出发,将陇山杂岩与秦岭杂岩进行温压条件和变质时代对比研究,认为陇山杂岩与东秦岭杂岩高压-超高压岩石的最后一期退变质作用和西秦岭天水地区的秦岭杂岩麻粒岩相变质作用类似,可能为北秦岭造山带的西延。