鲜水河断裂带中南段同位素年代学及其地质意义

鲜水河断裂带是青藏高原东部一条现今仍在活动的大型平移型剪切带,其形成可追溯至印支期扬子西缘在拉伸环境下形成的一系列陆缘裂谷。渐新世以来,伴随鲜水河断裂带大型左行平移剪切活动,导致地壳局部熔融和同构造花岗岩侵位。笔者对鲜水河断裂带中南段塔公-康定一线的折多山同构造花岗岩及其内部的韧性剪切带进行同位素年代学研究,分析认为鲜水河断裂带中南段在渐新世以来至少经历了三期构造-热事件,记录了三次强烈剪切作用,依次为32～27Ma、18～15Ma和5.5～3Ma。     

鲜水河断裂带中南段同位素年代学及其地质意义

鲜水河断裂带是青藏高原东部一条现今仍在活动的大型平移型剪切带,其形成可追溯至印支期扬子西缘在拉伸环境下形成的一系列陆缘裂谷。渐新世以来,伴随鲜水河断裂带大型左行平移剪切活动,导致地壳局部熔融和同构造花岗岩侵位。笔者对鲜水河断裂带中南段塔公-康定一线的折多山同构造花岗岩及其内部的韧性剪切带进行同位素年代学研究,分析认为鲜水河断裂带中南段在渐新世以来至少经历了三期构造-热事件,记录了三次强烈剪切作用,依次为32～27Ma、18～15Ma和5.5～3Ma。     

川西鲜水河断裂带变形机制研究——一个浅层次高温韧性平移剪切带

鲜水河断裂带位于“松潘－甘孜”造山带中部，将造山带一分为二。其大规模韧性剪切应变的揭示是基于沿断裂带花岗糜棱岩的发现。运用微观与宏观构造相结合研究方法，详细研究了鲜水河断裂带的变形机制、变形温度、变形期次、运动学特点及大规模平移作用对造山带构造格架的改造。该断裂带是一条自中新世以来具多期活动、由韧性应变向脆性应变转化的大型左行高温平移型韧性剪切带，平移总距８０－１００ｋｍ。大型折多山花岗岩体是断裂带左行韧性平移的同构造产物     

松潘-甘孜造山带鲜水河断裂与雅拉雪山片麻岩穹窿的关系

片麻岩穹窿是岩浆作用、变质作用和变形作用的共同结果,是造山带的重要构造元素。本次在松潘-甘孜地体内鲜水河大型左旋走滑断裂带北东侧雅拉雪山发现一个片麻岩穹窿,核部为弱面理化花岗岩,边部为面理化花岗岩,紧邻断裂带的花岗岩发生糜棱岩化。锆石LA-ICP-MS U-Pb测年结果表明,雅拉雪山片麻岩穹窿核部弱面理化花岗岩和边部面理化花岗岩的锆石U-Pb年龄分别为14.51±0.82 Ma,14.39±0.23 Ma,14.25±0.34Ma和18.2±1.3 Ma,因此,该片麻岩穹窿形成于18~14 Ma。鲜水河剪切带中的糜棱岩以及花岗岩脉的锆石UPb年龄分别为14.57±0.34Ma和16.73±0.97Ma,代表断裂剪切作用时代。该片麻岩穹窿的形成时代与鲜水河断裂带的活动时代基本一致,它是鲜水河断裂带在左行剪切作用过程中岩体部分熔融,并在转化挤压作用下隆升形成的。它的形成代表了鲜水河断裂深部的剪切作用时代,深部的剪切熔融促使了断裂带向南东方向扩展,促进了川滇地块的旋转运动,调节了青藏高原物质的东移,进一步促使了青藏高原东缘上地壳加厚和山脉隆升以及河流下切作用,使片麻岩穹窿分别在12~5.5 Ma和4.4~3.1 Ma期间,发生快速冷却,冷却速率分别为~61℃/Ma和~146℃/Ma。     

郯庐断裂带肥东桃源韧性剪切带构造分析及时限探究

郯庐断裂带在肥东桃源地区为一混合杂岩带,温压数据显示区域内变形变质环境为中下地壳构造环境。本文对剪切带的应变大小、应变速率、涡度以及应力场等构造特征进行分析测量,结果显示该剪切带所受应力方向为170°左右,夹角为40°～50°,并以简单剪切为主,其变形矿物被拉长。此外,带内发育的长英质糜棱岩流体以及伟晶岩流体均发生同构造变形,本文结合前期年代学研究结果,整合出了3种不同流体之间的关系,并有效限定出带内韧性剪切活动发生在140～124 Ma之间。同时,通过对郯庐断裂带中南段年代学数据统计,发现郯庐断裂带肥东段主要记录了早白垩世的剪切活动,而大别造山带东缘、苏鲁西缘分别记录了同造山年代学数据,断裂带中南段在年代学分布上呈现出明显的空间差异性,反映出郯庐断裂带递进变形的特征。     

宁陕断裂带韧性剪切变形终点——来自龙脖子剪切带活动时代的限定

南秦岭宁陕断裂镇安段北缘的龙脖子剪切带记录了宁陕断裂带左行走滑韧性剪切变形过程。带内3类石英脉体和方解石脉体的ESR年龄分别为125.6～88.7Ma、56.7～32.9Ma和19.8～14.6Ma。其中第一类产出于构造片理和A型褶皱核部的石英脉体,代表左行走滑韧性剪切变形结束、脆性构造活跃的时代。研究表明,宁陕左行走滑剪切带在晚三叠世早期开始活动,且可能持续到早—中侏罗世。第一类脉体年龄的确定表明,宁陕断裂带左行走滑韧性剪切变形最晚可持续到早白垩世;晚白垩世—始新世,宁陕断裂带以伸展-走滑脆性或韧-脆性剪切变形为主。因此,早白垩世是宁陕断裂带韧性剪切变形向脆性剪切变形转换的关键时期。宁陕断裂带经历了晚三叠世—中侏罗世晚期快速冷却阶段、晚侏罗世—白垩纪缓慢冷却阶段和古近纪以来快速冷却阶段。宁陕断裂带在缓慢冷却晚期(早白垩世)实现韧性剪切变形向脆性剪切变形转换说明,早白垩世也是秦岭造山带陆内变形机制转变的关键时期。     

伏牛山构造带变质流体脉变形特征及构造意义

伏牛山构造带由多条近平行的断裂带和夹持其间的变形岩片组成,洛南-栾川断裂带和瓦穴子-乔端断裂带为其中的两条主要断裂带。这两条断裂带虽遭受多期强烈构造活动的影响,但主造山期的构造特征至今仍然保存完好,并以中深层次的韧性剪切变形为主,形成了典型的糜棱岩和同构造期石英脉。本文从宏观、微观、超微观变形特征及年龄等方面对这些变质流体脉进行了研究,以探讨与其形成密切相关的构造活动特征、年代及其在秦岭造山带和华北板块南缘强变形带中的作用。石英脉中石英颗粒动态重结晶特征总体显示远离剪切带只有少量的膨凸式,靠近断裂带为亚颗粒式,形成核-幔结构,位错特征显示远离剪切带位错密度较小,靠近断裂带较大,位错形态显示瓦乔断裂带以挤压为主,洛南-栾川断裂带以剪切为主。两条断裂带石英脉的变形特征说明它们的糜棱岩化过程均为塑性变形中的晶质塑性变形,形成过程均为挤压在先,剪切在后。所测糜棱岩中石英脉的ESR年龄分别为372.9±30.0 Ma、275.0±20.0 Ma和218.0±20.0 Ma,真实地记录了晚加里东至中-晚海西期北秦岭的构造活动及所受影响。其中372.9±30.0 Ma是宽坪岩块向华北板块下的斜向俯冲汇聚和走滑的年代, 275.0±20.0 Ma是瓦乔断裂带的形成年龄。218.0±20.0 Ma的年龄则反映了华南、华北两大板块印支晚期全面闭合作用在秦岭造山带内部的影响。从以上3个年龄可以看出:北秦岭各构造带自北向南演化,时代上自北向南变新。     

青藏高原大型走滑断裂带晚新生代构造地貌生长及水系响应

大型走滑断裂带对调节印度板块和亚洲板块碰撞后产生的陆内构造变形和地貌生长起着非常重要作用。本文分析了沿青藏高原北缘主要大型左旋走滑断裂带：东昆仑、康西瓦和鲜水河-小江断裂带发育的错断地质体、大型错断水系或水系拐弯等新构造地貌特征,表明这些大型走滑断裂带在晚新生代以来发生了大规模的左旋走滑运动：前新生代地质体错位距离为80～120 km,大型水系累积的位移量可达80～90 km。根据这些走滑断裂带的长期走滑速率为8～12 mm/a,估算上述大型走滑断裂带的左旋走滑运动开始于中新世晚期：东昆仑和康西瓦断裂带左旋走滑运动开始于10±2 Ma; 鲜水河-小江断裂带甘孜-玉树段的左旋走滑运动的开始时间约为8～115 Ma。同样,如果大型水系的沿断裂带出现的大型错位或拐弯能够代表断裂带累积错位的上限,表明发源于青藏高原的黄河、金沙江、喀拉喀什河和玉龙喀什河等一级水系上游大致开始形成于9～7 Ma±。西昆仑山前盆地中河流相沉积的最早响应时间为8～6 Ma,与喀拉喀什河和玉龙喀什河等西昆仑山地区一级水系的形成时间基本一致,表明这些大型水系初始形成时间与左旋走滑构造运动的开始时间准同时。这表明中新世中晚期青藏高原构造演化发生了重要转变。     

秦岭-大别-苏鲁印支造山带连接枢纽的形成时代——来自宁陕断裂带同构造花岗岩锆石U-Pb年代学的限定

最新的研究表明,南秦岭勉略缝合带可以经宁陕左行走滑断裂带与大别苏鲁的高压/超高压变质带相连。对于这个模型,两带间的"连接枢纽"—宁陕走滑断层的活动时间是关键问题之一。研究显示宁陕断裂带是南秦岭中的一条走向近E-W的走滑剪切带,早期为左行韧性剪切变形,晚期叠加了左行脆性剪切变形。对带内千糜岩化石英片岩中的两期同构造花岗岩脉的构造地质学、岩石学和锆石U-Pb和Lu-Hf同位素研究,获得早期面理化细粒花岗岩的年龄为214.4±1.1Ma(MSWD=1.3),εHf(t)主要集中在-8.58~-0.29之间,tDM2=2.45~1.62Ga;晚期钾长花岗岩脉的年龄212.8±1.6Ma(MSWD=2.1),εHf(t)=-5.79~2.07,tDM2=2.53~1.49Ga。同位素数据表明两期花岗岩脉具有相同的岩浆源区,是古老地壳物质的再循环;晚期钾长花岗岩脉是早期花岗岩演化的产物。两期同构造花岗岩脉年龄的确定,表明宁陕左行走滑断层至少从晚三叠世中期之前就已经开始活动,而不是前人认为的早-中侏罗世或晚三叠末。尤其是宁陕左行走滑断裂带与勉略缝合带具有相同的左行韧性走滑叠加晚期脆性走滑的构造样式和活动时间,表明二者的形成可能都与古特提斯洋的斜向俯冲或者扬子板块的顺时针旋转有关。本研究成果为南秦岭的"古特提斯洋缝合带"——勉略缝合带向东经宁陕断裂带与大陆俯冲和深俯冲形成的耀岭河-桐柏-大别-苏鲁高压/超高压变质带相接提供了关键的年代学证据。     

广东南澳和莲花山韧性剪切带^40Ar／^39Ar年龄及其地质意义

采自广东南澳韧性剪切带和莲花山韧性剪切带的6个单矿物的40Ar/39Ar年龄谱数据可分为3组：151～162Ma、117.5～129.7Ma、66～97Ma。第1组年龄代表较深层次逆冲、褶皱和动热变质的时代,该期间沿莲花山断裂带开始出现火山活动;第2组年龄(2/3样品40Ar/39Ar坪年龄值集中于这一组范围内),代表强烈韧性剪切、左行平移兼逆断层活动的时代,即韧性剪切带的形成时代,此期在南澳断裂带还发生了混合岩化和花岗岩化作用;第3组年龄代表后期热扰动,即韧脆性转化、右行平移正断层活动和地壳伸展的时代。     

青藏高原东南缘晚新生代幕式抬升作用的Ar-Ar热年代学证据

位于青藏高原东南缘的鲜水河断裂带是一条大型的活动左旋走滑断裂带,对该断裂带进行同位素年代学研究,可以为青藏高原东南部物质迁移和构造隆升历史研究提供时代依据.Ar-Ar热年代学研究表明,鲜水河断裂带在晚新生代持续的左行走滑活动过程中,沿断裂带不同区段发生了显著的差异隆升.以黑云母的Ar同位素体系封闭温度作参照点,鲜水河断裂带北西段、中段、南东段抬升冷却穿过350℃温度点的时间分别为10.39～10.13Ma、5.70～4.42Ma和3.60～3.46Ma.这一研究结果证明青藏高原东南缘在晚新生代以来发生了幕式抬升作用,幕式抬升作用发生的时代分别为～10.1 Ma、5.7～4.4Ma和～3.6Ma.     

“川渝滇黔基础地质调查及数据更新”计划项目新进展

地层方面,进一步发现海相侏罗纪地层;新发现一批化石和化石组合;华南新元古年代裂谷盆地从82 0Ma接受沉积;在高黎贡山地区的中二叠世地层中新发现了迷齿类两栖脊椎动物化石。构造方面,在鲜水河断裂带北东边界断裂首次发现一条大型韧性剪切带;黔中古陆发育有区域性的滑脱构造带。岩石方面,获得若干岩体的同位素年龄;黔中地区新元古界下江群底部新发现基性火山岩。     

庐山星子地区中生代构造-岩浆事件与赣江断裂多期活动的关系

赣江断裂带是中生代以来华东南大地构造演化所形成的主要构造形迹之一,位于赣江断裂带北段的庐山星子地区受其制约也经历了多期构造-岩浆作用,庐山星子地区的海会花岗岩体则是构造-岩浆作用形成的典型代表。在前人对赣江断裂带的宏观尺度分析的基础上,本次工作经过详细的野外地质构造观察和综合研究,发现庐山星子地区中生代岩浆活动形成的海会花岗岩体保存着赣江断裂北段活动的构造形迹和时代证据,并对赣江断裂带北段活动时代和期次划分补充了年代学资料。综合分析表明,宏观尺度上赣江断裂北段西侧的瑞昌-德安牵引弧形构造和夹持于赣江断裂带两条次级断裂之间的"庐山巨型构造透镜体"等很多构造现象总体上都表明赣江断裂具有左行运动特征,这与"庐山巨型构造透镜体"东侧边部海会花岗岩体中韧性变形带的左行剪切是一致的,是同期活动的不同表现;而Z字型张裂隙中充填的石英脉及该石英脉中发育的破劈理则揭示了赣江断裂带左行平移后经伸展张裂运动向右行平移的转变。SHRIMP锆石U-Pb法测得海会花岗岩加权平均年龄为127.2±1.2Ma(2σ,MSWD=1.17),Rb-Sr法测得赣江断裂北段伸展张裂阶段的Z字型石英脉年龄为89±7.1Ma (1σ),为赣江断裂带具有多期活动性提供了新的年代学证据。结合赣江断裂带已有研究成果,其多期活动性再次被讨论和强调,这有利于深入认识华东南中生代大地构造的多阶段演化历史。     

“川渝滇黔基础地质调查及数据更新“计划项目新进展

地层方面,进一步发现海相侏罗纪地层;新发现一批化石和化石组合;华南新元古年代裂谷盆地从820 Ma接受沉积;在高黎贡山地区的中二叠世地层中新发现了迷齿类两栖脊椎动物化石.构造方面,在鲜水河断裂带北东边界断裂首次发现一条大型韧性剪切带;黔中古陆发育有区域性的滑脱构造带.岩石方面,获得若干岩体的同位素年龄;黔中地区新元古界下江群底部新发现基性火山岩.     

"川渝滇黔基础地质调查及数据更新"计划项目新进展

地层方面，进一步发现海相侏罗纪地层；新发现一批化石和化石组合；华南新元古年代裂谷盆地从820Ma接受沉积；在高黎贡山地区的中二叠世地层中新发现了迷齿类两栖脊椎动物化石。构造方面，在鲜水河断裂带北东边界断裂首次发现一条大型韧性剪切带；黔中古陆发育有区域性的滑脱构造带。岩石方面，获得若干岩体的同位素年龄；黔中地区新元古界下江群底部新发现基性火山岩。     

内蒙古西北部望湖山韧性剪切带构造特征及其地质意义

望湖山韧性剪切带位于中亚造山带中段南缘的雅干断裂带内。本文应用野外和显微构造解析、40Ar/39Ar和U- Pb同位素地质年代学手段来恢复该剪切带的构造演化史,并探讨了其与中亚造山带碰撞造山的关系。望湖山韧性剪切带走向近东西,具右行走滑性质。糜棱岩中长石和石英的动态重结晶方式限定了其变形温度在400~500℃,属高绿片岩相—低角闪岩相动力变质带。剪切带内岩株状产出的糜棱岩化闪长岩结晶年龄为331. 3±5. 7 Ma,侵入其中的同构造花岗岩脉结晶年龄为304. 8±2. 3 Ma。咸水湖组中同构造糜棱岩化黑云母二长花岗岩脉结晶年龄为308. 9±2. 0 Ma。侵入剪切带且未变形正长花岗岩结晶年龄为288. 4±1. 3 Ma。以上限定了该期韧性剪切变形时代在331~288 Ma之间。剪切带中糜棱岩的黑(白)云母40Ar- 39Ar同位素测年获得了253~237 Ma坪年龄,与侵入剪切带的三叠纪花岗岩年龄近一致,为晚期岩浆热事件的记录。综合分析,望湖山韧性剪切带应为中亚造山带在晚石炭世—早二叠世碰撞造山的直接记录,并在早二叠世晚期本区域碰撞造山结束。     

大别造山带与郯庐断裂带衔接区构造特征分析

大别造山带东部与郯庐断裂带南段的衔接处发育有介于二者之间的转换构造,这些转换构造对于揭示二者之间的转换关系起着非常重要的作用。本文对郯庐断裂带桐城段及其邻区发育的转换构造的构造样式和年代学特征进行了分析,并总结得出该处共出露两种不同尺度的转换构造,分别为较大规模北东向偏转的片麻岩构造带和被北东向糜棱岩带非透入性牵引转换的片麻岩带。发生构造转换的片麻岩、同构造脉体及北东向糜棱岩分别给出锆石U-Pb年龄：812～719 Ma,803～629 Ma、242～208 Ma和176～127 Ma以及735～650 Ma、288～216 Ma。结合前人年代学分析,本文认为片麻岩构造的较大规模北东向偏转活动为郯庐断裂带的初期形成活动,受大别造山活动控制;糜棱岩带的剪切活动的发生始于早侏罗世,主要受太平洋板块向欧亚板块俯冲活动的控制。     

松潘—甘孜地区百年地震构造和现今动力学

研究区位于青藏高原的东北隅(96°～107°E,30°～35°N)。基于该地区长度大于2km的4 781条1∶20万数字化实测断裂、1900年以来的5 220条数字地震记录,以及野外地质观测数据,识别出993条不同属性的地震断层,构建了该地区百年地震构造格局。1970年以来十年期地震断层跃迁图像表明,自20世纪80年代中期白马—虎牙强烈震群爆发之后,地震活动在沿各主要走滑断层带自西(北西)向东(南东)迁移的同时,逐渐向中部贡玛—达曲断裂带和南部鲜水河断裂带的东南段集中。地震活动的断裂构造联系主要表现为挤压剪切转换机制和典型的楔顶效应。研究区165个GPS速度矢量展现了与3个地块和以鲜水河断裂带为主的速度域、速度梯度带和速度扰动区。跨研究区南缘鲜水河断裂带的位移速率因贡玛—达曲断裂带汇聚而达到了6.5～8.6mm/a,而跨北缘东昆仑断裂带的位移速度只有1.8～2.2mm/a。因鲜水河断裂走向在其中南段发生向南的急剧偏转,垂直断层面的位移矢量分量不断增强,形成了汶川8.0级地震成核及NE向单边破裂的动力学条件。     

郯庐断裂带热年代学信息及其与大别造山带折返的关系

大别山东缘早期郯庐韧性剪切带内的 T28- 12和 T28- 13白云母的 (181.4± 0.5) Ma和 (181.6± 0.8) Ma的 40Ar/39Ar坪年龄指示了郯庐早期左旋剪切的冷却时间为 181 Ma,这些年代学数据指示了郯庐同造山期左旋走滑热事件的存在.起源于华北、华南板块陆-陆碰撞过程中的这期断裂平移活动,发生在高压-超高压带主体部分折返至中地壳后的早侏罗世,推测其活动形式表现为造山带折返过程中高压-超高压带向 SE的斜向折返中形成的转换断层.郯庐晚期韧性剪切带内糜棱岩中白云母、黑云母的 40Ar/39Ar年龄,指示了 139 Ma前(早白垩世)发生的又一次左旋走滑冷却事件.在这期断裂带左行平移的同时,大别造山带东段出现了大规模的岩浆侵入及穹状隆升.剪切带糜棱岩中斜长石 40Ar/39Ar年龄指示剪切带在晚白垩世存在一期快速冷却事件,此次快速冷却事件的时间为 97～ 92 Ma.磷灰石裂变径迹研究成果揭示了 45～ 58 Ma前郯庐断裂带的一次快速冷却事件.这两次快速冷却事件分别对应于断裂带晚白垩世、古近纪两次伸展活动,并控制发育了断裂带东侧的潜山断陷盆地.而钾长石和磷灰石所在地记录的冷却时间显示,造山带内部的抬升都相应早于东缘的郯庐断裂带,反映造山带晚白垩世-古近纪的隆升并不受该断裂带伸展控制,而应是岩石圈拆沉的结果.     

喀喇昆仑断裂带走滑过程中伴随的快速隆升作用:热年代学证据

喀喇昆仑断裂带是青藏高原西部的一条大型右旋走滑断裂带,它是喜马拉雅山脉西段北侧重要的地质边界.本文在岩石学、变形构造的研究基础上,对喀喇昆仑断裂带东南段阿伊拉日居山-噶尔盆地地区的喀喇昆仑韧性剪切带中变质岩石的同构造矿物进行了40Ar/39Ar热年代学研究.显微构造研究表明,剪切带中的矿物记录了从高温(>600℃)到低温(<250℃)条件下的连续变形,表现为近水平的右旋剪切运动转变成斜向的右旋正滑,使绿片岩相的变形作用叠加在中-高温变形之上.暗示出走滑过程中存在隆升作用,热年代学结果显示其连续剪切变形作用从早中新世以来至少持续到4Ma,并且出现三个快速冷却阶段:第一个快速冷却阶段为从25～22Ma到21～18Ma期间,可能代表的是浅部高温剪切过程中变形局部停止或减慢的过程;第二个快速冷却时期为从15Ma到12～10Ma,是喀喇昆仑断裂带走滑过程中,阿伊拉日居山的快速隆升、噶尔盆地开始形成以及主要河流深切过程阶段;9Ma以来是第三个快速冷却过程,使阿伊拉日居山脉进一步快速隆升、噶尔盆地定形过程.根据不同年代地表地貌特征的右旋错位距离以及不同层次变形特征,估算出喀喇昆仑断裂带长期滑移速率为8～10mm/a,伴随的隆升速率为1mm/a.从显微构造和热年代学证据表明,晚第四纪以来该断裂经历了强烈的右旋走滑运动的同时伴随强烈的隆升作用.