舒兰韧性剪切带应变分析及石英动态重结晶颗粒分形特征与流变参数估算

舒兰北东向韧性剪切带位于佳木斯-伊通断裂带(佳-伊断裂带)中南段, 剪切带内糜棱岩具有明显左行走滑特征, 片麻理产状近NNE向.糜棱岩中长石有限应变Flinn图解判别岩石类型为L-S型构造岩, 属拉长型应变.石英C轴EBSD组构分析表明, 石英组构以中低温菱面为主, 滑移系为{0001} < 110>.剪切带内糜棱岩的剪应变为0.44, 不同方法计算所得运动学涡度值均大于0.95, 指示剪切变形以简单剪切为主.综合矿物变形温度计、石英C轴EBSD组构、石英的粒度-频数图及Kruhl温度计综合估计该韧性剪切带变形机制以位错蠕变机制为主, 变质相为低绿片岩相, 发生韧性变形和糜棱岩化温度范围在400~500 ℃之间.糜棱岩内石英动态重结晶新晶粒边界普遍具有锯齿状或港湾状结构, 利用分形方法对其重结晶新晶边界研究表明, 这些晶粒边界具有自相似性, 表现出分形特征, 分形维数值为1.195~1.220.根据石英重结晶粒径估算差应力值为24.35~27.59 MPa, 代表了舒兰韧性剪切带糜棱岩化作用过程的差异应力下限.使用不同实验方法估算、比较和分析了该剪切带古应变速率, 认为该速率应为10-12.00~10-13.18 s-1, 与区域性应变速率10-13.00~10-15.00 s-1对比, 说明舒兰韧性剪切带的应变速率与世界上大多数韧性剪切带中的糜棱岩应变速率一致, 是缓慢变形的结果, 其形成可能与早白垩世伊泽纳崎板块向欧亚大陆俯冲发生转向有关.      

滇西澜沧江构造带中段新生代多期构造变形特征及时代约束

澜沧江构造带是青藏高原东南缘保山-羌塘地块与兰坪-思茅地块之间的大型走滑剪切带。构造地质学、岩石学和40Ar-39Ar年代学研究结果表明构造带中段剪切带内部存在早期斜向挤出和晚期水平走滑的两期线理及早期指示右行韧性剪切变形、后期指示左行脆韧性剪切变形的构造指向。糜棱岩中石英晶格优选方位以中温(450~600℃)柱面a轴底面滑移系为主,叠加中低温(300~550℃)底面a轴滑移系;剪切带内云母片岩和花岗质糜棱岩中黑云母40Ar-39Ar坪年龄和等时线年龄都分布于15~17Ma,反映剪切带隆升过程中脆韧性左行剪切变形阶段的时代。结合前人成果进行分析认为新生代早期保山地块和兰坪-思茅地块向南南东挤出的同时沿澜沧江构造带中段发生大规模右行斜向走滑韧性剪切作用,后期保山地块南部沿北东向畹町和南汀河左行断裂带相对中北段向北东运动,致使隆升到中上构造层次的韧性剪切带发生左行脆韧性变形。     

长春东南劝农山地区早二叠世范家屯组岩石变形组构及流变学特征

劝农山地区位于长春市东南部,处于佳-伊断裂和西拉木伦河缝合带交汇处.详细野外调查发现,该区曾遭受强烈韧性剪切变形,剪切带内岩石普遍糜棱岩化,主要由下二叠统范家屯组（P₁f）钙质糜棱岩与侵入其中的燕山期花岗质糜棱岩组成,变形程度处于初糜棱岩至糜棱岩之间,多具有糜棱结构.岩石应变类型主要为压扁型应变,偏一般压缩,为L=S型构造岩,指示其形成于挤压型剪切带的构造环境.多种宏微观韧性剪切变形标志,指示明显的左行剪切运动.电子探针方解石-白云石地质温度计、方解石和石英EBSD组构特征、方解石e双晶形态以及石英长石变形行为等均显示岩石具有低温塑性流变特点,变形环境不超过绿片岩相.剪切带内应变速率偏高,应变集中带应变速率最大,在10-6.95~10-8.89之间,远离强变形带应变速率在10-9.25~10-12.17之间,糜棱岩化作用过程中差异应力下限应大致为51.27~65.46 MPa,代表剪切带糜棱岩化作用为低温中等强度应变,在稍快的应变速率条件下形成.压溶扩散和双晶滑移为劝农山韧性剪切带变形初期的主要变形机制,随着递进变形,逐渐以双晶滑移和晶内滑移为主,递进变形晚期,局部强变形域内发生了粒间滑移.劝农山韧性剪切带形成与早白垩世中晚期伊泽纳崎板块NNW向高斜度斜向俯冲于欧亚大陆之下有关,是佳-伊断裂带左旋走滑事件的局部表现.      

嫩江—八里罕断裂带岭下韧性剪切带变形特征

嫩江-八里罕断裂带位于东北地区中部、大兴安岭的东缘,为松辽盆地的西缘控盆断裂.断裂带传统认识上被认为是一条NNE向的深大断裂,其性质为正断层或拆离断层.笔者野外地质考察过程中,在断裂带中南段吉林省白城市岭下地区发现韧性剪切带,通过对该韧性剪切带构造要素系统测量和统计、显微构造观察、有限应变测量、石英组构EBSD(电子背散射衍射)分析和古应力值测量,明确了岭下剪切带变形程度为初糜棱岩-糜棱岩、石英组构以低温底面组构为主,滑移系为{0001},变形温度在400℃左右的变形特征,并初步认为嫩江-八里罕断裂带曾经历左旋走滑变形阶段;结合断裂带相关年代学资料,确定走滑时间为早白垩世中期(134～113 Ma),其形成机制与西太平洋伊泽纳崎板块向欧亚大陆俯冲的运动与NWW向NNW转向有关.     

红河-哀牢山断裂带——喜山期陆内大型左行走滑剪切带

红河-哀牢山断裂带,由两条主要的糜棱岩带及其所夹的变质岩块体组成,是一条左行走滑韧性剪切带。带内糜棱岩叶理产状多为较陡,拉伸线理近水平。大量的S-C构造、旋转眼球体、多米诺牌式构造和布丁构造,以及断裂带两侧的构造线牵引形态都指示左行剪切。剪切带应变机制复杂,剪切应变值变化较大,估算走滑位移量在200km以上。据地质和同位素年龄资料,推断走滑剪切运动发生在喜山期。     

郯庐断裂带肥东段早白垩世中期走滑运动的年代学证据

郯庐断裂带肥东段西韦地区和桃花源地区出露了大规模的北北东向韧性剪切带。桃花源地区韧性剪切带显示出2期构造变形的叠加。野外构造和显微构造分析皆指示为左行走滑韧性剪切带。糜棱岩中石英与长石的变形行为指示其变形温度分别为400~450℃和500℃。通过对这两处走滑剪切带内糜棱岩化花岗岩脉的锆石LA-ICP-MS定年,获得了3个样品的侵位年龄分别为(133.2±1.9)Ma,(131.3±2.0)Ma,(130.3±2.0)Ma。再结合已有的研究成果,认为在128~124Ma(早白垩世中期)郯庐断裂带发生过左行走滑活动。综合分析表明,郯庐断裂带在晚侏罗世和早白垩世中期分别经历了2期左行走滑活动,而期间和之后的早白垩世则处于伸展活动之中。伸展活动持续较长,控制发育了西侧的合肥盆地及断裂带内一系列岩浆活动;而区域挤压背景下出现的走滑活动则相对短暂。这些演化规律显示该断裂带在晚侏罗世—早白垩世呈现为交替式的走滑和伸展活动。新发现的早白垩世中期走滑活动,与太平洋区伊泽纳崎板块板块运动方向的调整相对应,是大洋板块运动方向短暂调整的构造响应。     

松辽盆地西缘边界断裂带中北段尼尔基L型构造岩构造年代学及其构造意义

松辽盆地西缘与大兴安岭东缘的边界断裂带,又称嫩江-八里罕断裂带,位于东北地区中部,中亚造山带东段。断裂带呈NNE走向,沿内蒙古自治区、黑龙江省与吉林省的交界,一直向南延伸至河北省境内与平场-桑园大断裂相接,全长1200km。该断裂带传统认识上被认为是一条NNE向的大型正断层或拆离断层。目前对于断裂带性质的研究主要集中在其北段的嫩江断裂,但侧重区域地球物理方面,通过布格重力异常、航磁异常、深反射剖面研究确定了断裂带的走向、展布位置,及伸展拆离断层或大型低角度正断层的性质;其南段断裂带(红山-八里罕断裂)的研究,主要与喀喇沁隆起的形成时间、性质、演化阶段等方面相联系;然而对断裂带中段的嫩江-八里罕断裂的研究少有报道。近期,我们报导了嫩江-白令海断裂带岭下及白城地区发现的具有左旋走滑性质的韧性剪切带,并同断裂带南段的红山-八里罕断裂带楼子店地区进行系统的对比。通过对岭下地区韧性剪切带详细的野外调查、构造要素测量、显微构造研究、同构造变形岩石的有限应变分析、石英EBSD组构分析以及白云母40Ar/39Ar年代学研究,我们认为岭下韧性剪切带与楼子店韧性剪切带的变形特征一致,证实了红山-八里罕断裂带至少可以向北延伸至中段岭下地区,其性质同为左行走滑韧性剪切带,并具有相同的早期走滑时限(~130Ma)。本次,我们进一步对嫩江-白令海断裂带中北段尼尔基地区韧性剪切带进行研究,通过对带内韧性变形岩石构造要素系统测量和统计、显微构造观察、有限应变测量等方面的研究,表明其岩石类型属L型构造岩,具左行剪切特征。综合分析发现除构造岩的类型(岭下与楼子店地区发育S-L型构造岩),其余与岭下与楼子店地区韧性剪切带性质相同。另外,年代学表明L型花岗质岩石中发育的锆石,1)呈自形具有致密的韵律环带,且Th/U比值介于0.06至1.25之间,显示了岩浆成因特点;2)年龄大体分为两个区间258~403Ma(n=5)和207~174Ma(n=15,加权平均年龄为190.0±6.1Ma);3)较老年龄258~403Ma的锆石普遍具有"核-边"结构,证实了该区域存在多期古生代岩浆事件。207~174Ma的锆石中,两粒锆石呈现~190Ma核部年龄,反映了区域内曾经历了早侏罗世的一次强烈的岩浆侵入事件,此后尼尔基地区韧性剪切带形成于中侏罗世(~170Ma),而并非是前人认为的二叠纪。白云母激光40Ar/39Ar年代学显示了一个稳定的年龄坪为158.99±0.61Ma。通过显微构造的观测发现长石残斑与S-C组构指示了左行韧性剪切特征,其动态重结晶主要为膨凸式特点(BLG)。而石英颗粒边界相嵌现象明显,为亚晶粒旋转(SR)向颗粒边界迁移(GBM)重结晶过渡阶段。综合长石和石英的重结晶特征指示,其变质条件为高绿片岩相,变形温度在500℃左右,显然高于白云母的封闭温度(300~400℃),故此我们认为尼尔基左行韧性剪切带的快速隆升时间应为中晚侏罗世(158.99±0.61Ma)。结合最新发表的东北地区黑龙江蓝片岩(前人称之"黑龙江群")与郯庐断裂带北段两个分支(佳依断裂与敦密断裂)的年代学数据,以及西太平洋板块的俯冲速度和方向的相关证据,我们认为1)嫩江-八里罕断裂可能经历了三期变形演化阶段,包括中-晚侏罗世左行伸展走滑阶段(~160Ma),早白垩世中期左行走滑/斜滑剪切阶段(~130Ma)及早白垩世晚期的伸展阶段;2)两期走滑剪切阶段与郯庐断裂带及其北段两个分支具有相似性,其中早期~160Ma的走滑剪切事件相对于佳木斯地块与松嫩地块的拼合时间(~170Ma)晚近10Myr;3)松辽盆地形成早期受到中-晚侏罗世的左行走滑断裂的控制,该左行走滑断裂的成因应归功于侏罗纪时西太平洋板块向欧亚大陆下快速的斜向俯冲有关。     

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。     

赣东北金山金矿床构造变形特征及其区域构造意义

金山金矿产于赣东北断裂带的次级剪切带中,其成矿作用与韧性剪切带的动力变质作用密切相关。本文通过对矿区金矿体的地质特征和运动学特征的分析,认为金山金矿成矿期经历了两期韧性剪切作用,即早期由NNW向SSE的韧性推覆剪切,晚期沿NE方向的左行韧性走滑剪切,分别形成NW向超糜棱岩型矿体和NE方向石英脉型矿体,两期韧剪变形均发生在新元古代,对应于江南造山带在碰撞造山阶段和后造山伸展阶段的动力变质事件。成矿后,矿区先受到NW向的挤压应力场作用,形成NE走向的逆断层、NW走向的张性断层以及SN走向的左行压扭断层,之后转为NW向的拉张应力场,形成NE走向的正断层。金山金矿床的构造变形特征指示了赣东北断裂带活动的阶段性,赣东北地区在晋宁期经历了两期构造-岩浆-变质事件;加里东-印支期构造活动比较弱;燕山期本区构造-岩浆活动强烈,引起赣东北断裂带的再次活动。     

郯庐断裂带桐城段构造变形解析

郯庐断裂带桐城段韧性剪切带位于大别造山带东北缘。首先对剪切带两端的两套片麻岩进行宏观构造特征、矿物组成以及锆石U-Pb年代学研究,确定片麻岩为印支造山期高压变质产物。之后由于郯庐断裂带左行韧性走滑叠加,在原来近东西向造山带片麻岩基础上形成了NE-SW向的糜棱岩—超糜棱岩带。根据糜棱岩中主要矿物的变形行为,估算剪切带的变形温度约为450 ℃～530 ℃,局部可达550 ℃,为高绿片岩相—低角闪岩相变质;有限应变测量和应变强度计算的结果表明,矿物在韧性剪切过程中经历了强烈的拉长变形,剪切带中间位置变形程度最强,向两边慢慢减弱;运用多种方法对糜棱岩进行运动学涡度的测量计算,结果表明郯庐断裂带桐城段为一以简单剪切为主导的减薄型一般剪切带。     

Evidence and dynamics for the change of strike-slip direction of the Changle–Nanao ductile shear zone, southeastern China

The Changle–Nanao ductile shear zone was developed from a suture zone. The evidence from the ductile fabrics and mylonitic microstructures indicates that the strike-slip was sinistral during pre-collision. It became dominantly dextral in the syn-collision stage in late Early Cretaceous. The dextral strike-slip movement continued in the post-collision stage with extension as the dominant process. The strike-slip movement of the zone was strictly controlled by dynamics of collision between the Fujian (Min)–Taiwan (Tai) microcontinent and the Fujian (Min)–Zhejiang (Zhe) Mesozoic volcanic arc during the time interval of 100–120 Ma. The Min–Tai microcontinent in which the ductile shear zone developed might have been located originally to the south of its present position. The northward migration of the microcontinent had contributed to a few hundred kilometers of drift rather than a shear displacement. The real shear displacement is small due to the change of strike-slip direction from sinistral to dextral.     

Slip sense inversion on active strike-slip faults in southwest Japan and its implications for Cenozoic tectonic evolution

Analyses of deflected river channels, offset of basement rocks, and fault rock structures reveal that slip sense inversion occurred on major active strike-slip faults in southwest Japan such as the Yamasaki and Mitoke fault zones and the Median Tectonic Line (MTL). Along the Yamasaki and Mitoke fault zones, small-size rivers cutting shallowly mountain slopes and Quaternary terraces have been deflected sinistrally, whereas large-size rivers which deeply incised into the Mio-Pliocene elevated peneplains show no systematically sinistral offset or complicated hairpin-shaped deflection. When the sinistral offsets accumulated on the small-size rivers are restored, the large-size rivers show residual dextral deflections. This dextral offset sense is consistent with that recorded in the pre-Cenozoic basement rocks. S–C fabrics of fault gouge and breccia zone developed in the active fault zones show sinistral shear sense compatible with earthquake focal mechanisms, whereas those of the foliated cataclasite indicate a dextral shear sense. These observations show that the sinistral strike-slip shear fabrics were overprinted on dextral ones which formed during a previous deformation phase. Similar topographic and geologic features are observed along the MTL in the central-eastern part of the Kii Peninsula. Based on these geomorphological and geological data, we infer that the slip sense inversion occurred in the period between the late Tertiary and mid-Quaternary period. This strike-slip inversion might result from the plate rearrangement consequent to the mid-Miocene Japan Sea opening event. This multidisciplinary study gives insight into how active strike-slip fault might evolves with time.     

玉树地震地表破裂与宏观震中

2010年4月14日07时49分40.7秒, 青海省玉树藏族自治州玉树县发生M_S7.1级地震。通过现场调查发现, 玉树地震形成了东西两条地表破裂带——玉树地表破裂带和隆宝滩地表破裂带, 分别沿玉树活动断裂、隆宝滩活动断裂的上盘发育, 两条地表破裂带均呈NW向延伸, 二者之间相距22km。隆宝滩地表破裂带, 总体走向290°, 长21.5km, 呈左旋走滑运动, 左旋走滑位移量约1m。玉树地表破裂带, 总体走向310°, 长度23km, 可进一步分为三段。西段和中段表现为左旋走滑, 东段表现为左旋走滑逆冲运动。最大左旋走滑位移量在郭央烟宋多附近, 达2.4m。根据地震地表破裂的位移量大小和建筑物破坏情况认为, 玉树地震宏观震中在郭央烟宋多附近, 宏观震中坐标为:北纬33°03′11″、东经96°51′26″。      

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。     

郯庐断裂带渤南段构造特征及其控盆作用

渤南地区郯庐断裂带具有很好的油气勘探前景,但由于其构造特征复杂,目前对渤南地区油气成藏条件、主控因素及富集规律的认识尚不明晰.通过对三维地震和地质资料的分析解释,结合前人研究成果,探讨了渤南地区郯庐断裂带构造特征的时空差异及其对盆地结构的控制作用.研究表明,渤南地区郯庐断裂带具有3组分支断裂,每组分支断裂由2~4条断裂构成,均表现出了明显的走滑特征,整体由东向西、由深至浅走滑程度逐渐减弱.新生代古新世-早始新世郯庐断裂带渤南段左旋走滑,东部分带活动明显、强度大,中带和西带不活动或活动较弱,渤南地区中生代发育的NWW向伸展断裂系统复活,形成北断南超的复式半地堑或南北双断式结构;中始新世以来,渤南地区郯庐断裂带转为右旋走滑,3组分支断裂均开始活动,表现为强烈的走滑兼伸展运动,强度由东向西逐渐减弱,中带分支断裂形成的中央构造脊将黄河口凹陷分割成东、西两个次洼,并开始逐渐发育一系列次级断层,与主断裂构成帚状断裂组合;新近纪-第四纪郯庐断裂渤南段表现为右旋走滑兼挤压,主走滑断裂不连续,代之以大量规模较小的次级断裂系统.太平洋区板块俯冲方向、俯冲速率的变化以及深部动力背景的变迁共同造成了渤南地区郯庐断裂不同分支构造发育演化及其控盆作用的差异性,由于右旋走滑位移量小于先期的左旋走滑,现今渤南地区构造单元分布仍具左旋特征.      

长乐-南澳韧性剪切带走滑特征探讨

长乐-南澳韧性剪切带可能是在碰撞造山缝合带基础上发育的,其走滑特性严格受闽台微大陆与闽浙中生代火山弧碰撞过程中碰撞动力学的制约。岩石韧性组构和糜棱岩变形的微构造研究表明,碰撞前期走滑为左行。在早垩世晚期(100-120Ma)的主碰撞期和以伸展作用为主的碰撞后期,该带以右行为主,这种右行走滑一直持续至今。发育韧性剪切带的闽台微大陆(或称平潭-东山带)原始位置可能比现今更靠南,这是属于几百公里的漂移位移而不是剪切位移。     

晚二叠世甘肃北山南带中段走滑隆升与拉分拗陷作用

晚二叠世,处于板内活动中后期的北山南带中段地区,发生规模宏大的左旋位移走滑断裂作用。花牛山-五峰山和黄尖丘-新场两地区形成正性的走滑隆升区,其相应中间地带则显示了负性拉分拗陷作用,发育了大奇山拉分盆地。走滑隆升地区走滑型剪切带发育,为剪切带型的金矿成矿带。拉分盆地以巨厚火山-磨拉石建造为特征,沉积环境为陆相-海相-海陆混合相。     

大兴安岭地区上古生界变形特征及构造层划分

大兴安岭地区古生界构造变形表明,上古生界自二叠纪末以来遭受了3期构造变形改造:第一期变形为二叠纪末华北板块与佳蒙地块碰撞造成的近EW向展布的断裂和褶皱构造,强度由南向北有减弱的趋势;第二期变形为侏罗纪西太平洋板块俯冲导致的NE—NNE向左行走滑断裂和褶皱构造;第三期为NW向具有右行走滑特征的断裂构造,时间大致在晚侏罗世—早白垩世。综合区域构造、沉积岩古地理分析对比,初步将大兴安岭地区上古生界划分为早古生代、D—C1、C2—P2、P3—T14个构造层:早古生代末加里东运动之后,在D—C1期间早期以伸展为主,总体表现为北海南陆的古地理特征;早石炭世末期松嫩地块与额尔古纳—兴安地块沿嫩江—扎兰屯一线碰撞拼接;C2—P2期间总体表现为造山后伸展特征,表现为北陆南海;P3—T1时期古亚洲洋的闭合,海水退出,转为陆相。     

华熊地块马超营断裂走滑特征及演化

对华熊地块南部的马超营断裂带的几何样式、组成特征及其变形特点等研究结果表明,马超营断裂带经历了韧性变形和脆性变形期。韧性变形分布于该断裂带的南侧,并发生了绿片岩相的动力变质作用,其中的S-C组构特征所指示的运动方向在其南北两侧,分别为向南和向北逆冲,呈现正花状特点,反映了该断裂带具有走滑逆冲性质的断裂。韧性变形主要发生于前印支期。燕山期,全面陆-陆碰撞期间其主要表现为脆性变形特征。脆性变形主要发育于其北侧,北东向的康山-七里坪断裂、红庄-陶村断裂是其次一级的派生断裂。通过对北东向断裂运动方向和前人的成果分析,以及这些构造的平面分布样式对比认为该断裂为一条左行走滑特征的断裂带。在此基础上,结合区域动力学背景,进而讨论了它的演化特征。