秦岭洛南-栾川断裂带角闪石的变质变形特征及其意义

断裂带基性构造岩中的角闪石变形行为及变形过程中成分变化是研究断裂带变形环境及构造演化的重要手段,也是研究中地壳角闪质岩石流变学特征的重要依据。本文通过对洛南-栾川断裂带庙子构造剖面中基性糜棱岩和构造片岩中角闪石的变质变形分析研究表明角闪石的显微变形特征以膨凸式和亚颗粒式动态重结晶为主,其变形环境应为角闪岩相。探针成分分析显示角闪石全部为阳起石,具有明显的成分环带,角闪石Al2O3-Ti O2图解显示其核部成分偏壳幔混合,边部成分偏壳源;(Na+K)-Ti变异图显示其形成环境主要为角闪岩相,核部偏麻粒岩相,边部偏绿片岩相。与角闪石共生斜长石也具有明显的成分环带,残斑核部成分偏基性,边部及基质中新生斜长石成分偏酸性。用斜长石-角闪石实验地质温压计计算结果指示了核部温压为620~640℃,0.4~0.7GPa;幔部的温压为490~520℃,0.15~0.65GPa;边部的温压为465~482℃;0.5~0.8GPa。所以,庙子基性糜棱岩中角闪石的核部形成于相对较高温的深部环境;边部是在断裂带剪切作用下,产生塑性变形和退变质偏壳源成分的环带,反映出在活动过程中有一定的抬升。所以,由断裂带角闪石的变质变形分析可以揭示断裂带的构造活动过程以及温压环境,对研究造山带中断裂带的活动条件及演化有重要意义。     

秦岭洛栾断裂带糜棱岩的变形特征及形成环境分析

洛栾断裂带是华北板块南缘与秦岭北缘的分界线,其变形作用细节可以恢复板块碰撞过程中板缘的变形作用。洛栾断裂带走向为290°,倾向NNE,倾角多为67°~80°,由多条近平行的韧性剪切带组成,单个剪切带宽度由几米至上百米不等,西部较窄,东部较宽。洛栾断裂带主要构造活动有四期,第二期强烈的塑性变形形成了大规模的糜棱岩。糜棱岩中的线理倾伏向、矿物σ、δ残斑和石英脉形态等运动学特征均指示断裂带具有由南向北俯冲兼有左行平移的运动学特征。糜棱岩的变形特征显示洛栾断裂带东部的变形机制为晶质塑性变形,西部为低温扩散蠕变、颗粒边界滑移以及晶质塑性变形机制。糜棱岩中的矿物塑性变形序列为:方解石黑云母石英斜长石钾长石。洛栾断裂带长英质糜棱岩的变形相自东向西依次为二长石变形相、石英斜长石变形相和石英变形相。糜棱岩的形成温度为300~550℃,其中东部的温度高于西部。角闪石全铝压力计获得的压力为:0.75~0.95GPa,多硅白云母压力计得出的压力为0.27~0.87 GPa。差异应力为0.32~0.41GPa,应变速率值为3.92917×10~(-11)~3.17713×10~(-16)。雪茄状应变椭球体和大于0.75的涡度显示断裂带为强烈剪切拉伸变形,且西段强于东段。上述特征显示洛栾断裂带是发育于中-中深层次的韧性变形,糜棱岩的变形条件总体属于中温、中压环境下的中等应变条件,但东部温度高于西部,西部差异应力大于东部。相当于东部位于中地壳偏深环境,西部位于上地壳下部-中地壳上部环境,说明洛栾断裂带在后期的抬升过程中东部高于西部。这期糜棱岩的变形是对洛栾断裂带第二期构造活动的响应,真实地反映了洛栾断裂带这期构造活动的构造物理作用过程和形成环境,对解读洛栾断裂带的形成环境有着重要意义。     

华北板块南缘的变形分解:洛南-栾川断裂带与秦岭北缘强变形带研究

秦岭洛南-栾川断裂带具有左旋斜向俯冲的运动学特征,其产状一般为107°/N∠65°。华南板块的俯冲方向为80°,俯冲角度为42°;华南板块运动方向为42°,运动方向与华北板块南部边界的夹角为65°,汇聚角25°。秦岭北缘强变形带内褶皱枢纽延伸方向为290°,与洛南-栾川断裂带存在15°的夹角。逆冲断层走向与褶皱的枢纽方向基本一致,大多数断层与洛南-栾川断裂带有相同的运动学极性,性质为左行平移逆断层。平移正断层走向主要为NE SW,断层性质、展布方向、运动学特征与板块汇聚的应力作用方式吻合;片理、片麻理走向117°,与洛南-栾川断裂带走向夹角为10°。在垂直剪切带的剖面上,系统观察岩石变形特征,测量面理产状,进行岩石有限应变测量,岩石非共轴递进变形分析结果表明:秦岭北缘强变形带内由南向北面理走向与剪切带走向的夹角逐渐增大,岩石剪应变量依次递减,造山带变形具有“三斜对称”特点。     

秦岭商丹断裂带南侧弧前沉积体的变形特征及其构造意义

本文选取秦岭商丹断裂带以南,南秦岭刘岭群以北的弧前沉积体为研究对象,研究扬子板块向北秦岭俯冲的运动学特征。这套弧前沉积体产状北倾,矿物拉伸线理为倾向线理,岩片强烈褶皱,断裂发育,表现出由北向南逆冲的运动学特征。利用糜棱岩与云母石英片岩中矿物变形温度计,结合石英C轴组构估算岩石变形温度集中在400℃～550℃之间。结合其所处的构造位置,本文认为这套强烈变形的岩石构造组合体形成于秦岭古岛弧弧前沉积背景,在扬子板块向北秦岭俯冲过程中,北秦岭沿着商丹带由北向南逆冲形成。后期又遭受商丹韧性剪切带左行走滑活动的改造。     

东秦岭卢氏地区奥陶系陶湾群的变质变形特征及形成环境分析

陶湾群是一套经历多期变质—变形作用的碳酸盐岩、泥砂质岩及碎屑岩组合的地质体。它沿着洛南—栾川断裂带北侧呈长条状分布,其东西两侧的变形特征及产状完全不同,为了查明其变形特征及产状变化的因素,本文选择陶湾群中段卢氏地区的3条构造剖面为研究对象,通过系统考察陶湾群糜棱岩的宏观变形特征以及对面理、线理的测量和分析,认为陶湾群的塑性变形特征与其南侧洛南—栾川断裂带的特征一致,且具有近断裂带变形强,远离断裂带变形弱的特征;运动学特征表现为由南向北俯冲兼具左行走滑的特征。结合室内显微构造分析,认为陶湾群碳酸质糜棱岩的变形机制是以方解石亚颗粒式至高温边界迁移式动态重结晶为主的塑性变形,变形温度为170~250℃。其所受应力场方向有NE—SW向和NW—SE向两组,其中NE—SW向应力是早期宽坪群对陶湾群下俯冲而产生的挤压应力,NW—SE向应力是在区域上受太平洋板块的影响。石英应变椭球体形态显示陶湾群遭受的是挤压变形。洛南—栾川断裂带上(卢氏段)微弱糜棱岩化和未变形岩脉的锆石U-Pb同位素年龄为386 Ma,说明断裂带韧性变形活动结束于此时。由此,陶湾群碳酸质糜棱岩是在强烈的斜向挤压碰撞环境下形成的,是秦岭微陆块向华北板块下斜向俯冲碰撞的结果,其变质变形是洛南—栾川断裂带晚加里东—早海西期构造活动的响应。     

秦岭商丹断裂带的构造样式与变形分析

商丹断裂带作为扬子板块与华北板块的缝合带,在秦岭造山带中占据重要的地位。对其进行精细的构造研究,是了解扬子板块与华北板块相互作用过程的关键。研究工作在商丹断裂带东段展开,对该带进行了详细的野外观察、显微构造观察、糜棱岩化过程中温度的估算、有限应变测量、差异应力的计算以及糜棱岩化过程中运动学涡度的计算。变形温压条件指示糜棱岩形成于中-高绿片岩相到低角闪岩相变质条件。差异应力计算结果指示商丹带具备大型构造动力特征。涡度分析表明该断裂带的变形以纯剪切作用占据主导作用,但包含有简单剪切的分量,从而证明了扬子板块与华北板块之间具有以碰撞挤压为主的斜向汇聚方式。     

胶南造山带西段区域构造格局及变形特征

胶南造山带西段显示了以韧性剪切带为主，穹隆构造、弧形构造及复杂的叠加褶皱共存的构造格局。主要的剪切系统有近水平拆离型、平行造山带走向的高角度走滑型、呈弧形展面上的推覆型和造山带边缘隆－滑型韧性剪切带。     

西藏门巴地区嘉黎断裂带变形特征及演化

地质剖面测量和区域构造解析方法研究表明,嘉黎断裂是一条多期活动并在不同时期显示不同性质的、有着长期发展历史的深大断裂。在晚三叠世-侏罗纪时期,班公湖-怒江洋盆南侧比如弧后盆地发生裂解,此时的嘉黎断裂应是北倾的正断层,控制着弧后盆地的沉积。晚侏罗世-早白垩世时期,伴随着盆地的消亡,出现一系列由南向北的逆冲断裂和蛇绿岩的就位。中新世至第四纪,嘉黎断裂带表现为伸展构造体系,局部出现右旋走滑,形成机理是青藏高原隆升导致构造块体不均匀运动和塌陷所致。     

洛南、山阳盆地沉积充填特征及其对东秦岭中—新生代陆内演化的约束

晚三叠世后东秦岭造山带进入陆内造山阶段,其陆内演化过程主要表现为显著的隆升冷却和剧烈的岩浆活动,形成了一系列的山间断陷盆地。作为东秦岭陆内演化的重要载体,这类盆地的发育在很大程度上揭示了造山带的演化。以东秦岭地区的洛南、山阳山间断陷盆地为对象,通过实测剖面、构造要素测量,分析其沉积充填特征,并厘定其地层构造变形期次,从而为东秦岭地区中—新生代陆内演化提供约束。研究结果显示:(1)晚白垩世,洛南与山阳盆地主控断裂发生总体N—S向拉张兼具左行走滑运动,盆地基底由此开始进入以N—S向拉张断陷为主的活动期。受盆地发生拉张断陷作用的影响,两盆地的物源区岩体在该时期经历了强烈的隆升剥蚀冷却过程,剥蚀下来的碎屑颗粒被就近搬运到相应的盆地中,在盆地内部形成扇三角洲、湖泊及旱地冲积扇等沉积体系,形成了非常典型的山间断陷盆地。(2)从古新世开始到渐新世盆地沉积规模由大变小,磷灰石裂变径迹计算结果和构造变形证据共同表明,控制盆地发展的深大断裂拉张兼走滑作用持续减弱,推测此时的洛南与山阳盆地可能受到其它非东西方向上的挤压作用,抑制了拉张走滑运动。     

秦岭地区城口—房县断裂带变形特征及ESR定年

秦岭城口—房县断裂带是秦岭造山带和扬子板块的分界断裂带, 平面上呈向南西突出的弧形, 构成大巴山弧。断裂带的宏观构造组合显示了断裂带由北向南强烈逆冲, 断层岩的宏观特征和显微构造特征表明断裂带以浅层脆性变形为特点, 对断层岩的有限应变测量得出岩石发生了中等到较弱的变形。由断裂带石英脉电子自旋共振 (ESR)定年,测得 11个石英脉的年龄集中在 3个年龄段(240~230Ma, 165~130Ma, 70~60Ma), 其中 7个样品的年龄集中在 165~130Ma之间, 由此推断断裂带活动于中晚侏罗世(165~130Ma)达到其构造变形最强烈时期。     

青藏高原东北缘牛首山-罗山断裂带新生代构造变形与演化

牛首山-罗山断裂带分隔了青藏高原东北缘和鄂尔多斯地块两大构造单元,是青藏高原东北缘最外缘的一条断裂带。通过断裂带内详细的构造变形测量,结合区域构造分析与筛分,获得新生代4期构造应力场。通过年代学的初步研究,提出牛首山-罗山断裂带新生代构造演化序列,即：始新世末-渐新世近N S向挤压逆冲变形、中新世晚期-上新世NWSE向挤压与左行走滑活动、上新世末-中更新世NNESSW向挤压与右行走滑活动、晚更新世以来近E W向挤压与伸展构造。其中强烈的构造变形起始于中新世晚期,表明青藏高原东北缘的边界扩展在中新世晚期已经到达该断裂带。研究结果表明,牛首山-罗山断裂带在不同阶段的构造演化过程与印度欧亚大陆碰撞及青藏高原隆升过程密切相关,同时记录了青藏高原东北缘向外侧扩展和鄂尔多斯地块新生代构造转换的构造过程。     

郯庐断裂带肥东段烟头山及桃源地区构造变形特征研究

郯庐断裂带肥东段烟头山及桃源地区,发育多条左行韧性剪切带,岩性以糜棱岩和糜棱岩化片麻岩为主,岩石变形强烈。通过详细的野外观测及室内分析发现:肥东北部烟头山及桃园地区几何学形态呈一背形构造,其枢纽走向NE-SW,轴面倾向SE,自核部向两翼岩性出露具有一定的规律性和对称性。古应力方向及运动学涡度研究表明:研究区内构造体主要受到近南北方向的挤压,涡度值W_k在0.73～0.90之间,指示区域内的韧性剪切活动以简单剪切为主。对区内变形岩石展开精细化的构造变形分析,包括石英的分形特征、变质变形温度估计、差应力和应变速率的计算等,结果显示:区内动态重结晶石英颗粒边界具有统计学上的自相似性,分维值D在1.111～1.187之间,变质变形温度集中在520℃～610℃之间,为高绿片岩相到低角闪岩相变质;韧性剪切带的差异应力Δσ介于18.493～95.266 MPa之间,应变速率ε范围在5.418×10^-15s^-1～4.748×10^-11s^-1之间。对比以上参数发现:韧性剪切带核部和背形转折端附近,...     

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。     

阿尔泰造山带喀纳斯群变质岩地球化学特征及形成环境

阿尔泰造山带喀纳斯群变质岩的地球化学研究表明,该套变质岩的原岩主要为泥质沉积岩,个别为砂质沉积岩,源区物质主要为中—酸性大陆岛弧火山岩,并夹杂少量其他碎屑物。尽管16个样品间岩性有差异,但其化学蚀变指数(CIA)几乎全部小于75,成分变异指数(ICV)接近或大于1,指示源区物质绝大多数经历了温暖、湿润条件下的中等化学风化作用,且成熟度较差,为活动大陆边缘首次沉积的产物。该套变质岩中的La、Ce、∑REE、δEu、LREE/HREE的值显示其原岩主体形成于大陆岛弧背景。其地球化学特征表明,喀纳斯群变质岩很可能沉积于活动大陆边缘的大陆岛弧相关环境,推测喀纳斯群发生沉积作用与变质作用的时间在(550±18)Ma至430 Ma之间;并根据相关对应时间,推测喀纳斯群变质期次为加里东期。     

河南栾川元岭金矿地质特征及形成条件

元岭金矿有原生破碎蚀变岩型和次生氧化淋滤型，产于熊耳群变火山岩中，受ＥＷ向和ＮＥ向断裂交汇处控制，硅化和黄铁绢英岩化有利矿化，原生矿是深部流体引起上覆陆壳岩石重熔、混合后，演化成成矿热液沿马超营断裂上侵并汲取围岩部分物质而成。     

秦岭-大别造山带北缘新生代的构造特征及动力学探讨

秦岭-大别造山带北缘新生代的推覆构造带位于宜阳、鲁山、确山、六安一线,由SW→NE依次逆冲叠置.滑脱面主要发育在上古生界软弱岩层或差异岩性的接触面上.在推覆构造的南侧,发育有东西向串珠状分布的变质核杂岩、NE向延伸的垒-堑构造组合、北宽南窄的楔形新生代盆地和正断层等.地球物理资料表明,宜阳、鲁山、确山、六安一线为向南倾斜的地球物理异常带.北部的华北地壳与南部的秦岭-大别地壳在视电阻率、地震反射波组、地震波速、流变学分层、地壳类型和岩石圈结构等方面,均有明显的差别.秦岭-大别造山带北缘新生代不同性质、有规律展布的构造,是中生代末期以来,华北板块相对于秦岭-大别造山带作巨型陆内俯冲的结果.     

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。     

东昆仑山中段布尔汗布达山地区断裂特征及昆中断裂带南界讨论

布尔汗布达山西南缘属东昆仑造山带腹地,新太古代以来区域构造作用强烈。中二叠世,随着东昆仑地区多岛洋盆依次关闭,研究区形成数条近于平行的EW向深大断裂组合,构成昆中断裂带主体格架。通过研究分析与断裂相关的地形地貌、遥感影像、地球物理、岩石地层、变形变质、断裂结构组成、显微构造等,总结出主要断裂特征,并梳理了区内构造格架,针对尚未统一认识的昆中断裂带南界问题进行探讨,最终认为温冷恩断裂属昆中断裂带南界断裂。研究成果为进一步开展相关地质问题分析提供了依据。