石英C轴组构指示北大别造山后伸展期中-下地壳流变形式

造山带中-下地壳韧性流变形式反映深部岩石圈构造活动形式,是造山带深部岩石圈运动学及动力学研究的重要内容。前人对板块俯冲阶段造山带中-下地壳流动开展了较为深入的研究,但对造山后伸展期中-下地壳流变形式及其深部动力学认识不足。本次工作对北大别造山后伸展期中-下地壳岩石开展了详尽的构造观察和石英C轴组构分析,研究造山后伸展期中-下地壳流变形式。本次研究表明,中-下地壳流变带内岩石变形从边界区域的简单剪切变形为主导逐渐转变为在核部区域以纯剪切变形为主。流变带内部岩石变形特征表明北大别中-下地壳流变带的流变形式是介于活动边界条件下的透入性剪切流动和固定边界条件下韧性垮塌流动的过渡形式。这一流变形式可能是深俯冲太平洋板块的绕屈回撤和加厚造山带地壳活化韧性垮塌叠加的结果。     

北大别穹隆变形组构一期或多期形成:来自韧性变形组构叠加数值模拟的证据

矿物拉伸线理和面理是研究岩石韧性变形运动学的基本要素。然而自然界许多应变带内拉伸线理和面理产状分布往往并不单一。如何正确认识这类变形组构,并利用这些组构开展构造变形分析至今仍备受争议。本文基于Eshelby理论,通过数值模拟,研究了岩石经历两期不同韧性变形后面理和拉伸线理的产状特征。模拟结果显示岩石经历两期构造变形时,岩石中的较软矿物仅能保留下最后一期构造变形运动学信息。这一认识得到了北大别穹隆内变形组构的支持。北大别穹隆内产状复杂的拉伸线理只记录了造山后伸展期变形。本次数值模拟结果对野外构造观察和分析以及确定构造变形时间具有指导意义。     

大别造山带现今构造格局的形成——来自石英C轴组构的证据

石英C轴组构常常记录递进变形过程中晚期增量变形的构造特征,因而可以通过对大别造山带内岩石中石英C轴组构的分析来确定造山带构造变形历史中的晚期变形事件的运动学特征。本次工作在大别造山带各单元中采集了一系列样品,对其进行石英C轴组构分析。石英C轴组构结果表明,北淮阳带就位于同造山折返第一阶段,其运动型式为上盘向NW的剪切变形;南大别高压—超高压榴辉岩带与宿松杂岩带就位于同造山折返第二阶段,运动型式表现为上盘向SE的剪切变形;北大别带就位于早白垩世穹状隆升过程中。北大别带在穹状隆升过程中表现为上盘向NW的运动型式,在深部可能存在向NW方向的下地壳物质的塑性流动。     

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.     

北大别造山后穹隆构造的形成过程与变形模拟

北大别穹隆是在早白垩世造山后伸展活动中形成的。其北界为北西西走向、倾向北北东、正左行平移的晓天-磨子潭韧性剪切带,南界为北西走向、倾向南东、右行“逆冲”的五河-水吼韧性剪切带。通过对这两条剪切带的构造观测、运动学分析、石英C轴组构测量、变形温度分析及变形模拟,表明剪切带原先为中地壳同一近水平的韧性拆离剪切带。该拆离剪切带在原始近水平状态时的活动为上盘向280°方位的伸展运动。随后在大规模岩浆活动与北大别穹隆的隆升中,这一剪切带被动地抬升与剥露,而出露于现今的穹隆边界上。变形模拟显示,北大别穹隆构造现今为近EW轴向的背形,其上隆幅度西强东弱。北大别穹隆的形成过程表明为典型的造山带变质核杂岩。     

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。     

晓天—磨子潭韧性剪切带变形模拟及其对北大别穹隆构造演化的指示

现今出露在北大别穹隆北界上的晓天—磨子潭韧性剪切带是早白垩世造山后伸展活动的产物。野外观测、室内石英C轴组构与运动学涡度测量指示,这一NWW—SEE走向、倾向NNE的韧性剪切带,呈现为正左旋走滑运动,以简单剪切变形为主。该剪切带内现今所保留运动学特征及其在空间上的变化反映其形成后经历过旋转改造。以实测组构为约束的变形模拟揭示,该剪切带在早期伸展活动时为中地壳内上盘向280°方位运动的水平韧性剪切带,后在北大别穹隆上拱中被动地抬升而成为现今状态。北大别穹隆西强东弱的上隆幅度是晓天—磨子潭韧性剪切带被不均匀抬升和旋转的主要原因。该剪切带与北大别穹隆皆为早白垩世造山后重力垮塌中形成的,具有科迪勒拉型变质核杂岩特征。     

晓天一磨子潭韧性剪切带变形模拟及其对北大别穹隆构造演化的指示

现今出露在北大别穹隆北界上的晓天一磨子潭韧性剪切带是早白垩世造山后伸展活动的产物。野外观测、室内石英C轴组构与运动学涡度测量指示,这一NWW—SEE走向、倾向NNE的韧性剪切带,呈现为正左旋走滑运动,以简单剪切变形为主。该剪切带内现今所保留运动学特征及其在空间上的变化反映其形成后经历过旋转改造。以实测组构为约束的变形模拟揭示,该剪切带在早期伸展活动时为中地壳内上盘向280°方位运动的水平韧性剪切带,后在北大别穹隆上拱中被动地抬升而成为现今状态。北大别穹隆西强东弱的上隆幅度是晓天一磨子潭韧性剪切带被不均匀抬升和旋转的主要原因。该剪切带与北大别穹隆皆为早白垩世造山后重力垮塌中形成的,具有科迪勒拉型变质核杂岩特征。     

东大别条带状片麻岩的构造变形特征及对大别杂岩流变机制的指示

大别造山带是由华北板块和扬子板块经过长期构造演化、最终碰撞拼合的产物。东大别造山带作为大别造山带和郯庐断裂带的过渡部位,对认识大别造山带的构造演化及其与郯庐断裂带的构造关系有重要的意义。本文对东大别造山带南北向霍山-马垅剖面进行了野外构造观察和室内显微构造分析。东大别造山带发育地壳深部构造层次上的条带状片麻岩,通过角闪石-斜长石温压计得到其形成条件为T=737±40℃, P=0.94±0.15 GPa,属于高角闪岩相-低压麻粒岩相变质,形成深度约28 km左右,处于中下地壳流变层。对条带状片麻岩及糜棱岩的应力进行恢复,结果显示东大别主要受到NE-SW向和NW-SE向两个方向上的挤压以及顺造山带的拉伸,可能代表受特提斯和太平洋构造体制共同作用的结果。大别造山带受特提斯构造体制影响的应力方向是NE-SW向,此应力可以分解成垂直于造山带挤压和平行于造山带向东牵引的力,并且南北向的空间缩短已经形成,应力已经作用到大别杂岩内部,大别杂岩需要在此应力的作用下由西向东发生塑性流动,进行应力释放,这也是塑性流动得以持续进行的动力。大别杂岩由西向东的塑性流动边界是晓天-磨子潭剪切带与殷店-马垅剪切带,开...     

中国陆内造山带造山过程地球动力学分析

本文论证了我国陆内造山带岩石圈结构、造山过程岩石圈浅层变形构造样式、盆山变形构造时空耦合关系、造山过程与沉积盆地变形动力学模式等。提出中国西部造山带造山过程岩石圈变形总体是：上部以伸展变形为主,中部以挤压变形为主,下部以伸展变形为主。通过中国造山带造山过程与沉积盆地变形作用时空耦合关系对比研究,首次建立起造山过程与沉积盆地形成时空耦合关系的三类四型动力学模式：单向楔入造山推覆成盆、双向楔入造山推覆成盆、剪切造山反转成盆和伸展造山断陷成盆模式。     

河淮地幔亚热柱的演化及其对华北地区成矿的控制作用

本文依据华北地台东部的地球物理测深资料、火山－岩浆活动、沉积建造特征及构造演化历史，提出河滩地区是中生代以来强烈隆升的地幔亚热柱。亚热柱的强烈上升使岩石圈下部发生热减薄，上地壳发生裂陷，新生界堆积厚达５－９ｋｍ。岩石圈热减薄仅至６０－８０ｋｍ。金、银等成矿元素除部分来自赋矿围岩之外，其主要部分来自地核，并以气态随地幔热柱向上运移，当其进入亚热柱阶段时，部分转变为液态．呈气－液混合相随亚热柱运移，当伞状外展亚热柱被造山带陡倾韧性剪切带切割时，气－液相全、银随深熔岩浆或沿韧性剪切带向上迁移，并在幔枝（变质核杂岩）构造的有利扩容带富集成矿。     

北喜马拉雅双穹隆构造的建立：来自藏南错那洞穹隆的厘定

错那洞穹隆属于北喜马拉雅片麻岩穹隆带(NHGD)的东南部重要组成部分,是本次研究首次发现并确立的穹隆构造。穹隆位于藏南扎西康矿集区南部,由外向内被两条环形断裂划分为三个岩石-构造单元:特提斯喜马拉雅沉积岩系上部单元、中部单元以及核部,其中内侧断裂为下拆离断层,外侧为上拆离断层。上部单元主要由侏罗系日当组的泥质粉砂质板岩和片岩组成,由外向穹隆中心靠近,根据变质矿物组合特征,其岩性呈较明显的渐变过程,即含或者不含变质矿物的泥质粉砂质板岩、含堇青石粉砂质板岩、含石榴石堇青石粉砂质板岩和含石榴石黑云母粉砂质板岩;中部单元从上至下岩石变质程度逐渐加深,构造变形依次增强,岩性依次为日当组低-高变质的片岩(包括含石榴石黑云母石英片岩、含蓝晶石-十字石二云母石英片岩、含矽线石二云母二长片麻岩)、含电气石(化)花岗质黑云母片麻岩、石榴石云母片麻岩和糜棱状石英二云母片麻岩,其典型变质矿物有石榴石、十字石、矽线石和蓝晶石;核部主要由糜棱状花岗质片麻岩夹少量的副片麻岩和错那洞淡色花岗岩组成。错那洞穹隆主要发育四期线理构造:近N-S向逆冲、N-S向伸展线理、近E-W向线理和围绕核部向四周外侧倾伏线理,分别对应了穹隆构造经历的四期主要变形:初期向南逆冲、早期近N-S向伸展、主期近E-W向伸展和晚期滑塌构造运动,其中主期近E-W向伸展对应于错那洞穹隆的形成,其动力学背景可能是印度板块斜向俯冲及由俯冲引起的中地壳向东流动双重作用。错那洞穹隆的发现和确立丰富了NHGD近E-W向伸展构造,进一步将NHGD划分为由近N-S向伸展所形成的穹隆带(简称NS-NHGD)和近E-W向伸展所形成的穹隆带(EW-NHGD)。     

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。     

TECTONICS OF THE DABIE OROGENIC BELT, CENTRAL CHINA

Tectonically the Dabie orogenic belt consists mainly of the Dabieshan Yanshanian uplifted zone and the Beihuaiyang Variscan-Indosinian folding zone. In the north boundary adjoining the North China Block, there are an Early Palaeozoic ophiolitic mixtite belt and the Hefei Mesozoic-Cenozoic faulted basin which overlaps on the suture belt. In the south of Dabie orogen, there is a secondary tectonic unit called Foreland thrust-faulted structural zone which was mainly formed by the intracontinental subductions during Mesozoic era. The study shows that the Dabie Block is a part of mid-late Proterozoic palaeo-island arc at the north margin of Yangtze Block. During Caledonian period, as a submerged uplift at the northen continental margin of Yangtze Block, the Dabie Block collided with the early Palaeozoic palaeo-island arc at the south margin of North China Block, resulting in the convergence of the North and South China Blocks and the disappearance of oceanic crust. Since then,large-scale intracontinental subductions were followed. Dabie Orogenic Belt is the product of overlapping of Yangtze Block, Dabie Block and North China Block under the mechanism of intracontinental subduction. Indosinian period is the period of chief deformation and high pressure dynamic metamorphism for Dabie Block, and Yanshan period is the main orogenic period in which the remelting of crust caused by basement shearing resulted in large scale thermometamorphism. The present tectonic framework of the orogen was finally formed by the rapid uplifting of the Dabieshan mountains and gliding southwards, which result in the developing of thrust belt on south side and the extensional tectonic movement on north side.     

TECTONICS OF THE DABIE OROGENIC BELT, CENTRAL CHINA

Tectonically the Dabie orogenic belt consists mainly of the Dabieshan Yanshanian uplifted zone and the Beihuaiyang Variscan-Indosinian folding zone. In the north boundary adjoining the North China Block, there are an Early Palaeozoic ophiolitic mixtite belt and the Hefei Mesozoic-Cenozoic faulted basin which overlaps on the suture belt. In the south of Dabie orogen, there is a secondary tectonic unit called Foreland thrust-faulted structural zone which was mainly formed by the intracontinental subductions during Mesozoic era. The study shows that the Dabie Block is a part of mid-late Proterozoic palaeo-island arc at the north margin of Yangtze Block. During Caledonian period, as a submerged uplift at the northen continental margin of Yangtze Block, the Dabie Block collided with the early Palaeozoic palaeo-island arc at the south margin of North China Block, resulting in the convergence of the North and South China Blocks and the disappearance of oceanic crust. Since then,large-scale intracontinental subductions were followed. Dabie Orogenic Belt is the product of overlapping of Yangtze Block, Dabie Block and North China Block under the mechanism of intracontinental subduction. Indosinian period is the period of chief deformation and high pressure dynamic metamorphism for Dabie Block, and Yanshan period is the main orogenic period in which the remelting of crust caused by basement shearing resulted in large scale thermometamorphism. The present tectonic framework of the orogen was finally formed by the rapid uplifting of the Dabieshan mountains and gliding southwards, which result in the developing of thrust belt on south side and the extensional tectonic movement on north side.     

贺兰山北段古元古代结晶基底变形特征及其区域构造意义

贺兰山北段结晶基底中保留有不同程度的韧性变形剪切带.通过详细的野外考察和室内显微构造研究,明确贺兰山北段的古元古代基底经历了4期韧性剪切变形:(1)早期顺层剪切带表现出中下部地壳层次的变形样式,运动学特征一致反映了近南北向的伸展;(2)麻粒岩相变质的糜棱片麻岩剪切带为南北向挤压的产物,导致经历高温高压变质的孔兹岩系从下地壳向中部地壳抬升;(3)高级糜棱岩(低角闪岩相-高绿片岩相)剪切带涉及的2次伸展运动(北西-南东向伸展和北东-南西向伸展)使得基底进一步向中部地壳抬升,可能发生在形成孔兹岩系的同一造山运动的晚期伸展垮塌过程中;(4)北东-近东西向左行逆冲绿片岩相糜棱岩剪切带则将结晶基底抬升到中上部地壳层次,其运动学特征与高级糜棱岩剪切带明显不同,可能是另一造山运动的产物.贺兰山北段与大青山-乌拉山地区有相似的韧性剪切带和构造变形,表明华北克拉通西部北缘存在一致的近东西走向的古元古代碰撞造山运动以及随后另一造山运动的改造.     

大别山早白垩世变质核杂岩的结构与演化

大别山中部混合岩-片麻岩穹隆的构造属性认识方面一直众说纷纭.通过对中大别杂岩及其边界剪切带或断裂带的构造解析,并结合对前人相关研究的总结,我们将中大别杂岩厘定为早白垩世的变质核杂岩,其中商麻断裂与晓天-磨子潭断裂和水吼-五河剪切带构成了一个完整的拆离断层带,并将变质核杂岩的形成时间限定在145～120 Ma.中大别杂岩...