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。     

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。     

郯庐断裂带起源与大陆斜向汇聚

郯庐断裂带起源于华北克拉通与扬子板块的汇聚过程中已被多数学者所认同。该断裂带的起源机制，涉及到这两个大陆板块的汇聚方式。可是，对于这一重要问题却长期存在着不同的认识。本文依据郯庐断裂带内部及其两侧前陆上构造与年代学研究成果，综合分析该断裂带的起源机制。郯庐断裂带内部残留的起源期构造为左行走滑韧性剪切带，所获得的白云母40Ar/39Ar同位素年龄为239~217 Ma。华北克拉通边缘的徐淮弧形逆冲-推覆构造，及九江地区扬子板块上的弧形褶皱带，分别为苏鲁造山带、大别造山带点碰撞的产物。郯庐断裂带西侧的华北克拉通边缘，在汇聚过程中呈现为刚性陆块的特征，没有出现大规模的牵引弯曲现象。而东侧的扬子板块前陆构造，在汇聚过程中却明显出现了大规模的牵引弯曲现象。断裂带东侧的张八岭隆起北段，出露了扬子板块上中地壳韧性拆离带，其中所获得的白云母40Ar/39Ar同位素年龄为245~218 Ma，其滑动方向受控于郯庐断裂带起源期的左行走滑运动。这一系列构造与年代学信息，表明郯庐断裂带起源于华北克拉通与扬子板块的汇聚过程中，代表了这两个大陆的斜向汇聚边界。该断裂带起源期的活动时限，与大别、苏鲁造山带内大陆深俯冲时间相吻合。在大别造山带北部的华北克拉通，原始应存在着向南的突出体(嵌入体)，从而导致嵌入式碰撞与嵌入体边界的大陆斜向汇聚(起源期郯庐断裂带)，符合嵌入式碰撞导致板片撕裂模式。     

大别-郯庐-苏鲁造山带复合旋转拼贴作用

郯庐断裂带的成生演化与含超高压变质带(UHP)的大别及苏鲁造山带存在较密切的时空关系。郯庐断裂带所在的构造位置应是晚二叠世华北与扬子地块碰撞时的根带。UHP岩石的折返过程可能发生于华北、扬子地块的大角度旋转、拼合过程中。在华北与扬子地块的造山后期或者造山期后的构造变形中所记录的构造形迹经晚中生代以来的中国东部构造变形叠加而逐渐呈现复杂的构造组合,所谓“郯庐断裂带”的走滑平移即其中的一种运动方式。华北与扬子地块碰撞造山作用与陆内变形最终造就了大别—郯庐—苏鲁复合造山带。     

郯庐断裂带张八岭隆起南段肥东群石榴角闪岩变质P-T演化史对其构造属性的制约

通过对张八岭隆起南端肥东群中磁铁石榴铁闪石岩的岩相学、矿物成分分析和热力学评价,并结合野外地质填图和共生围岩分析表明,该岩石经历了5期变质作用,展现了顺时针的P-T演化特征,早期阶段表现为近等压升温,晚期阶段为降温降压的过程,其峰期变质平均P-T条件为:524℃和0.49GPa.结合地质背景和郯庐断裂带的演化特征分析,早期过程可能反映的扬子基底所经历的区域变质过程,晚期过程可能是由于郯庐断裂的后期抬升分量所致,不具有造山带的P-T演化特征.对比前人对宿松群的变质演化历史的研究,肥东群和宿松群峰期变质压力差可达0.8GPa,表明两者属于不同变质级别的块体.因而,肥东群和宿松群不能作为被郯庐断裂左行错开的标志层.由此表明,张八岭隆起南段所出露的肥东群变质杂岩,属于扬子板块上的变质基底,郯庐断裂带活动中将其剥露地表,并没有经历过大别造山带的变质作用.     

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。     

安徽大别山—张八岭地区若干重要基础地质问题的新认识

在前人工作的基础上，结合安徽省区调所近年来在专题研究和区调填图中的一些重要发现，就区内地质构造分区、变质地层序列重要、变形变质侵入体的确定、大别造山带的双向对冲地壳结构及非板块碰撞造山过程、郯庐断裂带的性质及演化、高压变质带的形成机制等方面提出了一些新的认识，并对进一步加强大别山野外地质工作提出了建议。     

安徽大别山—张八岭地区若干重要基础地质问题的新认识

在前人工作的基础上，结合安徽省区调所近年来在专题研究和区调填图中的一些重要发现，就区内地质构造分区、变质地层序列重建、变形变质侵入体的确定、大别造山带的双向对冲地壳结构及非板块碰撞造山过程、郯庐断裂带的性质及演化、高压变质带的形成机制等方面提出了一些新的认识，并对进一步加强大别山野外地质工作提出了建议。     

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     

海西至印支期郯庐断裂带的性质--据中国东部石炭纪至三叠纪的岩相古地理特征分析

文中通过对晚石炭世至早三叠世华南和华北地块古地理特征以及地层学证据的分析,认为中国东部的郯庐断裂带自海西期以来经历了两个主要发展阶段：第一阶段是广义的郯庐断裂带发展阶段,在海西期它是扬子地块北东缘呈宽缓弧形展布的边缘裂陷槽(或盆地)的边界;在印支期由于扬子地块与华北地块的碰撞,成为两地块的对接边界,具有逆冲推覆的性质,属广义的特提斯构造域。第二发展阶段从燕山期以来,发展成为一条平移断裂带,属于狭义的环太平洋构造域的平移系统。自晚石炭世至早三叠世的中国南方及华北东南部的岩相古地理资料显示了扬子地块与华北地块的对接始于晚二叠世早期,地块的抬升自南向北、自南东向北西方向呈迁移趋势;印支期的郯庐断裂带是一条北东、北北东展布的缓‘S’形的地块拼贴边界,在现今的郯庐断裂带上表现为残留的由北北西向南南东的斜向逆冲推覆的性质,表现为大别苏鲁造山带的中上部构造层的变形,即张八岭构造带及前陆褶皱冲断带的变形;燕山期以来则为众所周知的狭义的郯庐断裂带即郯庐平移断裂系统的一部分。     

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。     

Discussion on initial mechanism of the Tan-Lu fault zone北大核心CSCD

The Dabie and Sulu orogens between the North China and the Yangtze cratons were left-laterally offset about 4(H) km along the NE-striking Tan-Lu Fault Zone. The fault zone terminates abruptly at the southeastern corner of the Dabie Orogen, suggesting unique origin of the fault zone which remains controversial. Structures in the Zhangbaling Croup and Feidong Complex in the Zhangbaling Uplift formed in a flat-lying ductile detachment zone with a shear sense of top to the SSW. Whereas, the Tan-Lu shear zone in the l.ujiang area exhibits as a sinistral ductile shear zone. Thus, the Tan-Lu Fault Zone in the east of the Dabie Orogen experienced two phases of deformation. The first phase deformation exhibits as sinistral ductile shear belts, the sinistral ductile shear zone was then involved in the NK-SW trending tightly folds and thrusts deformation. The Susong Complex and Zhangbaling Group in the Dabie Orogens exhibit as exhumation structures. According previous muscovite 4'Ar/,>Ar ages and deformation of syn-collisional folds and thrusts, we propose an indentation-induced continent-Tearing model for the initialization the Tan-Lu Fault Zone.     

The onset of the Tan–Lu fault movement in eastern China: constraints from zircon (SHRIMP) and 40Ar/39Ar dating

In eastern China, the Dabie Shan–Su–Lu orogenic belt has been separated by the Tan–Lu sinistral strike–slip fault. Mylonites are exposed along the strike–slip fault system in the southern segment, and along the eastern margin of the Dabie Shan orogenic belt. The country rocks of the mylonites are retrograde UHP eclogites, gneissic granites, muscovite granites and gneisses. The ductile strike–slip shear zone trends 30–40°N (NE30–40°‐trending) and exhibits stretching lineations and nearly vertical, SE‐dipping foliations. Most of the zircon grains separated from mylonites have a weighted average radiometric age of 233 ± 6–225 ± 6 Myr. These data constrain the onset of the Tan–Lu sinistral strike–slip movement and imply that the Tan–Lu sinistral strike–slip motion developed after retrograde UHP metamorphism. The related phengite within the eclogite rocks on the western side of the Tan–Lu fault, with ⁴⁰Ar/³⁹Ar plateau ages of c. 182–190 Myr, is also deformed and aligned parallel to the almost NE trending stretching lineations. Non‐metamorphosed granites exhibit sinistral strike–slip shearing and indicate that the Tan–Lu fault initially developed after 182–190 Myr. Muscovite collected from the mylonite yields ⁴⁰Ar/³⁹Ar plateau ages of 162 ± 1–156 ± 2 Myr. The zircon SHRIMP age data, the muscovite ⁴⁰Ar/³⁹Ar plateau ages, together with structural and petrological field information support the interpretation that the Tan–Lu strike–slip fault was not related to the Yangtze–north China plates collision, but corresponded to the formation of a NE‐trending tectonic framework in eastern China starting c. 165–160 Ma.     

Isotopic Ages of the Penglai Group in the Jiaobei Belt and Their Geotectonic Implications1

Abstract The Penglai Group in the Jiaobei Belt is the only remaining cover of the Archaean to Early Proterozoic crystalline basement in eastern Shandong. The ages of deposition of the Penglai Group and of its deformation and metamorphism have long been a subject of speculation. Whole-rock Rb-Sr ages, illite-whole-rock pair Rb-Sr ages and illite K - Ar ages recently obtained from the Penglai Group slates are reported and interpreted in this paper. On the basis of structural and metamorphic studies coupled with analyses of illite crystallinity, XRD and SEM, a whole-rock age of 473 ± 32 Ma (Ordovician) is interpreted as the time of termination of burial metamorphism experienced by the Penglai Group. Therefore, the age of the Penghai Group is older than Ordovician. The first-phase folding and syntectonic low greenschist facies metamorphism in the Penglai Group, i.e. the Penglai Movement, took place before 299±4 Ma B.P., i.e in the Late Carboniferous. The Penglai Movement that occurred in the Jiaobei Belt on the southern margin of the North China Plate is attributed to collision between the North China and Yangtze plates along the Jiaonan Collision Belt. This demonstrates that the continent-continent collision between the North China and Yangtze plates east of the Tan-Lu Fault Zone took place in the Late Carboniferous. The collision caused N-S compression and deformation in the southern margin belt of the North China Plate north of the Qinling-Dabieshan-Jiaonan Collision Belt.     

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。     

Relationship between the TanLu Fault and Dabie Orogenic Belt in Eastern China

１．ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＦｉｇ．１．　ＴｅｃｔｏｎｉｃｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｔｈｅＤａｂｉｅｏｒｏｇｅｎｉｃｂｅｌｔａｎｄＴａｎＬｕｆａｕｌｔｉｎｅａｓｔｅｒｎＣｈｉｎａ　　ＴｈｅＤａｂｉｅｏｒｏｇｅｎｉｃｂｅｌｔａｎｄＴａｎＬｕｓｔｒｉｋｅｓｌｉｐｆａｕｌｔａｒｅｓｉｔｕａｔｅｄｉｎｃｅｎｔｒａｌａｎｄｅａｓｔｅｒｎＣｈｉｎａ,ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ（Ｆｉｇ．１）．Ｔｈｅｉｒｅｖｏｌｕｔｉｏｎａｒｙｐｒｏｃｅｓｓｅｓ,ｒｅｌａｔｅｄｔｏｔｈｅａｄｊａｃｅｎｔｇｅｏｌｏｇｉｃｂｌｏｃ…     

桐柏-大别山区高压变质相的构造配置

作为华北和扬子陆块间的碰撞造山带桐柏大别山区以发育高压、超高压变质带为特征,从南到北变质相从低级到高级,代表俯冲带深度不同的变质产物,整体形成高压变质相系列。不过现今各变质相岩石的分布极受后期地壳规模的伸展构造控制,大别杂岩的穹隆作用更使高压变质相带的空间分布复杂化。超高压变质岩今日多呈大小不等的块体嵌布于相对低压的大别杂岩之内,造山带根部物质的热软化,使许多深层地幔物质得以像挤牙膏一样挤出于大别杂岩内。它们之中广泛发育着减压退变质的显微结构,与大别杂岩内一些麻粒岩相表壳岩所保存的减压退变质证迹一样,同是挤出作用和碰撞后隆升的构造证迹。高压相系的发育使南桐柏山和大别山迥然不同于桐商（ 商丹） 断裂以北的北秦岭北淮阳变质带。新近发表的同位素年代学（４０Ａｒ ３９ Ａｒ） 资料：３１６ ～４３４ Ｍａ ,已证明北秦岭是古生代变质带,它与桐柏－ 大别印支期碰撞造山带差异甚大。这两个变质地温梯度差异甚大的变质地体的拼合,说明华北和扬子陆块碰撞的主缝合带是商丹－ 桐商断裂带     

合肥盆地中生代地层时代与源区的碎屑锆石证据

合肥盆地位于大别造山带北侧、郯庐断裂带西侧,其发育过程与这两大构造带演化密切相关。本次工作对合肥盆地南部与东部出露的中生代砂岩与火山岩进行了锆石年代学研究,从而限定了各组地层的沉积时代,确定了火山岩喷发时间,指示了沉积物的源区。这些年代学数据表明,合肥盆地南部的中生代碎屑岩自下而上分别为下侏罗统防虎山组、中侏罗统圆筒山组或三尖铺组、下白垩统凤凰台组与周公山组(或黑石渡组)与上白垩统戚家桥组,其间缺失上侏罗统。盆地东部白垩系自下而上为下白垩统朱巷组与响导铺组和上白垩统张桥组。该盆地出露的毛坦厂组或白大畈组火山岩喷发时代皆为早白垩世(130～120 Ma)。盆地南部的下——中侏罗统及白垩系源区皆为大别造山带,分别对应该造山带的后造山隆升与造山后伸展隆升。而盆地东部白垩系的源区始终为东侧的张八岭隆起带,后者属于郯庐断裂带伸展活动中的上升盘。