郯庐断裂带的演化与古应力场

通过系统研究郯庐断裂带两盘的构造形变和应力场，再配合断理解带内部构造研究，分析了断裂带的形成和演化过程。结果表明，断裂带经历了一次以走滑为主、两次以正断层活动为主、三次以逆断层活动为主的断裂活动，使断裂带内部结构异常复杂，形成反转构造，构成中国东部大型断裂带具有普遍意义的活动特征。     

郯庐断裂带对辽中煤田构造的控制作用初探

郯庐断裂是我国东部一条大型的超壳断裂,它影响和控制了沿带的主要沉积特征和构造演化。随着新的勘查成果和矿区生产资料的积累,郯庐断裂带对辽中煤田沉积和构造控制作用等方面的认识也进一步深入,分析认为郯庐断裂带中、新生代以来的发育史分为三期,即晚侏罗世—早白垩世左行平移期、晚白垩世—古近纪伸展期和新近纪以来的右行挤压期。同时详细分析了各个时期郯庐断裂带对辽中煤田(红阳煤田、永乐煤田、沈北煤田、本溪煤田等)构造样式的影响,研究结果对煤炭资源进一步勘查具有指导意义。     

郯庐断裂带的演化及其对西太平洋板块运动的响应

首次从郯庐断裂带走滑糜棱岩中获得了白云母127.62±0.19Ma的40Ar-39Ar年龄,其与糜棱岩的全岩40Ar-39Ar年龄相吻合。这些年代学研究成果以及同走滑期岩浆活动,表明郯庐断裂带于早白垩世发生了大规模的左行平移。这一早白垩世构造—岩浆事件是伊泽纳崎板块突然发生高速、斜向俯冲的结果。晚白垩世早第三纪郯庐断裂带转变成巨型的伸展构造,普遍控制发育了断陷盆地。太平洋板块的高角度正向俯冲使中国东部出现软流圈上涌、岩石圈拆沉,从而造成了郯庐断裂带与整个中国东部卷入了强烈的伸展活动。晚第三纪初期起动的挤压活动,使郯庐断裂带上的断陷盆地同步抬升和闭合;断裂带的逆冲活动则断续延至今日,成为中国东部最大的近代地震活动带。郯庐断裂带晚第三纪以来的挤压活动是西太平洋弧后扩张的响应,而印度板块碰撞的构造挤出起着辅助作用。     

中国东部郯庐断裂带构造模式讨论

郯庐断裂带是世界上具有数百ｋｍ位移的最大的大陆走滑断层之一，作者评论了当前研究者提出的将其作为大陆内平移断层，地缝合线－边界转换断层，大陆内转换断层以及碰撞嵌入构造等四种模式，从断裂带的形态与规模，两侧地块的可对比性，晚侏罗世至早白垩世的平移时间，北突的苏北地块为碰撞后左行平移的结果，以及断裂尾端附近大别山带的压缩等，作者认为郯庐断裂带为西北环太平洋边缘内侧的平移断层。     

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。     

郯庐断裂带构造演化的数值分析

本文用粘性牛顿流体有限元数值方法模拟郯庐断裂带主要构造演化阶段的应力场、形变场和运动速率,探讨各构造期的动力来源、边界力的作用方式及岩石物性的影响作用。旨在进一步说明郯庐断裂带多期、多次和性质各异的构造活动与华北陆块、下扬子陆块、西太平洋板块、菲律宾板块等构造单元的运动密切相关。除了东亚大陆周边板块运动造成的推力,与此相伴的地热异常也是构成郯庐断裂带各期应力场,特别是拉张期应力场特征的重要动力条件之一。      

潍北-莱州湾凹陷郯庐断裂带新生代走滑特征

横切潍北-莱州湾凹陷郯庐断裂带的地震反射剖面和断裂带内的凹陷断层、沉积相和油气特征,直接或间接显示了郯庐断裂带的延伸、运动性质和活动时限。郯庐断裂带在海域和陆上的几何形态及其组合基本一致,根据切过断裂带的剖面和平面上断层的组合特征,判断其为兼具垂直位移的走滑运动断层系。走滑断裂带的活动控制着凹陷内同构造沉积以及构造样式,表明郯庐断裂带的活动时限具分段性,相当于渤海湾盆地孔店组(E1?2k)-沙四段(E2?3s4)沉积期(古新世-早始新世)-孔店组-沙二段(E2?3s2)沉积期(古新世-始新世)-孔店组-沙一段(E2?3s1)(古新世-渐新世)沉积时期,走滑拉分活动由南向北迁移; 活动方式也由古新世-早始新世的左旋走滑活动,被早始新世之后的右旋走滑活动所替代。     

郯庐断裂带北段构造样式解析

郯庐断裂带(郯城—庐江断裂带)北段在中—新生代发生多期不同性质活动,形成各具特色的构造样式.各种构造样式和地层间切割或覆盖关系的匹配研究,为限定断裂带活动期次及时代,建立郯庐断裂带北段变形序列提供了第一手资料.不同构造样式反映了断裂带由老至新经历了以下5个重要的变形事件:①密山县知—镇韧性剪切带黑云母40 Ar/39 ...     

郯庐断裂带中段第四纪活动及其分段特征

郯庐断裂带是中国东部一条岩石圈尺度的构造不连续带.位于江苏和山东境内的郯庐断裂带中段,在新构造运动时期强烈右旋走滑复活, 形成地貌形迹显著的走滑活动断裂带 .笔者在断层活动形迹的野外调查和观测的基础上,结合TM遥感影象特征解译和地震震源机制解资料,分析了郯庐断裂中段第四纪活动的分段行为特征.位于嘉山-潍坊之间的郯庐断裂带中段可以进一步划分为3段,北段安丘-茅埠亚段,中段汪湖-宿迁亚段,南段宿迁-嘉山亚段,这三段可能分别是独立的地震破裂段.观测表明,新构造变形主要集中在宿迁以北的中、北段,是历史强震的发生段,而南段变形相对较弱.嘉山以南安徽境内郯庐断裂新构造变形更弱.郯庐断裂带新构造走滑变形的走向分段行为是华北地区不同块体新构造运动位移调节的结果.     

郯庐断裂带早白垩世的走滑运动与中国东部构造格局的转换

郯庐断裂带是滨太平洋构造的典型代表。构造、岩浆岩、同位素年代学等研究表明，该断裂带大规模的左行平移发生在早白垩世，并且伴生了强烈的岩浆活动。中国东部在早白垩世同样出现了一系列NE-NNE向左行平移断裂活动及大规模的中酸性、钙碱性为主的岩浆活动，全面显示了滨太平洋活动大陆边缘的构造格局。晚侏罗世以前，中国东部大陆仍处于EW向的古特提斯、古亚洲构造作用区。晚侏罗世时，处于这两大构造消亡后的平静期。中-晚侏罗世西太平洋的低速俯冲，其动力作用并没有明显波及到中国东部大陆内部。早白垩世伊泽纳崎板块突然的高速、斜向俯冲，才使中国东部大陆全面进入滨太平洋活动大陆边缘，呈现为左旋转换挤压下的安第斯型岩浆弧环境，从而使中国东部大陆构造格局发生了重大的转换。     

郯庐断裂带中生代构造演化史：进展与新认识

总结出郯庐断裂带中生代运动学演化的过程与历史,概括为"两大运动时期、五个发辰阶段".第一运动时期对应于三叠纪一早侏罗世早期的"印支运动",以扬子陆块与华北地块之间的拼合和碰撞造山为主导,郯庐断裂带经历了:①转换走滑阶段(240～220Ma),其走滑活动局限在大别和苏鲁超高压变质带之间.这个阶段的陆一陆深俯冲作用使苏鲁超高压变质带向西韧性挤出,导致徐淮弧形构造带的形成和发育.②左旋平移走滑阶段(220～190Ma),徐淮弧形构造带向南错移了约145km,并被大别山以北地区的东西向逆冲系统所吸收.左旋走滑扩展使郯庐断裂带贯穿整个华北和东北地区.第二运动时期对应于中、晚侏罗世至古新世时期的"燕山运动",郯庐断裂带的演化与东亚活动陆缘的演化紧密联系在一起,经历了③中、晚侏罗世至早白垩世早期挤压走滑活动,伴随着华北东部地区岩石圈、地壳增厚和郯庐左旋走滑断裂系的发育.④早白垩世以地壳伸展和陆内裂谷断陷作用为主,使早期增厚的华北克拉通岩石圈发生垮塌和减薄.⑤晚白垩世一古新世以右旋走滑为主,沿断裂带及其两侧发育一系列拉分盆地.系统地阐述了郯庐断裂带中生代发育过程与地质特征,及其在东亚大陆演化历史中独特的作用.     

郯庐断裂带的平移运动与成因

在华北、华南板块碰撞期间,郯庐断裂带究竟是何种边界仍是没有解决的重大地学问题,许多学者对此提出了不同的构造解释模式。关于郯庐断裂的平移距离仍存在着较大的分歧与有待深入研究之处。在华北、华南板块拼合之后,郯庐断裂带发生了一次大规模的左行平移,其糜棱岩的^40Ar／^39Ar年龄为132～119Ma,指示为早白垩世的平移活动,平移活动中伴生了强烈的岩浆活动。这期左行平移标志着中国东部构造的重大转折,是滨太平洋构造对前期古特提斯构造的叠加,其动力学机制为太平洋区伊侨奈岐板块突然出现的高速斜向俯冲。     

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。     

Evidence for Holocene activity of the Yilan-Yitong fault,northeastern section of the Tan-Lu fault zone in Northeast China

The Tan-Lu fault zone (TLFZ) is the largest of the major faults in eastern China. Many strong earthquakes have occurred on its section in North China, but no quake greater than M ⩾ 6 has been documented in history at its northeastern section, the Yilan-Yitong fault (YYF) in Northeast China. It is usually considered that this fault has been inactive since late Quaternary and incapable of generating moderate-sized quakes. This conclusion is, however, questioned by our recent work based on high-resolution satellite image interpretation and field investigation. We found a 70-km-long surface scarp near Fangzheng county in Heilongjiang province (HLJP) and a 20-km-long scarp near Shulan county in Jilin province (JLP), and both are associated with the YYF. The trenches across these two scarps reveal a ¹⁴C displacement date of 1730 ± 40 years BP at Fangzheng and of 4410 ± 30 years BP at Shulan. The dextral offsets of the Songhua River and Second Songhua River and nearly horizontal fault striations indicate that the new activity of the YYF has been dominated by dextral strike slipping with a normal component. These new data suggest that, at least for partial sections, the YYF has been active since the Holocene, implying a potential seismic hazard. However, current quake-protection standards in this region are very low due to the previous view that the YYF fault has not been active since the late Quaternary. If an M ⩾ 7 quake takes place on this fault, it will be a devastating event. Therefore, it is necessary to conduct a detailed study on the whole YYF and to reassess its future seismic risk.     

大别山东缘郯庐断裂带造山后左行平移活动时间：锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果的限定

郯庐断裂带在造山阶段之后发生了明显的左行平移活动,但到目前为止对于其发生时间仍存在较大争议。大别山东缘郯庐断裂带内存在一系列花岗质、基性岩脉,其形成与郯庐断裂带左行平移活动密切相关,因而对其形成年龄的测定可以为断裂带左行平移时间提供限定。本次工作在大别山东缘郯庐断裂带内糜棱岩及岩脉中采集了6个样品开展锆石LA-ICP-MS年龄测定。两个花岗质糜棱岩样品均得到了新元古代和印支期两组年龄结果,但并未得到早白垩世年龄结果,可能指示了强烈的构造变形抑制了锆石的生长。与断裂带左行平移活动同期的基性岩墙侵位时间为128 Ma左右;斜切糜棱岩面理的基性岩墙侵位于127 Ma 左右;发生韧性变形形成糜棱岩的二长花岗岩侵位时间为128 Ma左右;仅出现NE向劈理的钾长花岗岩侵位于126 Ma。综合以上结果,大别山东缘郯庐断裂带与下扬子地区存在类似的构造背景,其早白垩世左行平移事件的发生时间为128 Ma之前,之后断裂带在区域伸展背景下转变为正断层活动。     

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     

郯庐断裂带早新生代的活动性质研究

郯庐断裂带是新生代以来中国东部大陆大地构造演化中最重要的构造带之一,对郯庐断裂的认识制约了大型盆地的形成演化的认识及油气资源的评价。本文在野外实地调查的基础上,从郯庐断裂带与地层的穿切关系入手,借助最新的地震反射剖面以及第一手野外资料,判定郯庐断裂带在新生代早期经历了强烈的活动,表现为左旋兼具逆冲的性质。通过分析覆盖在郯庐断裂带之上火山岩中的断裂发育样式和地震反射剖面上的地层覆盖关系,认为中新世以来,相当于渤海湾盆地的东营运动之后,构造应力场发生了变化,郯庐断裂带不再有显著的活动,发育了新的断裂体系。郯庐断裂新生代兼有垂向位移的走滑活动奠定了中国东部古近纪盆地形成、沉积演化和油气资源成藏的基本格局。     

大别山东北缘桐城高压-超高压变质带的构造解析及其对郯庐断裂带的制约

通过对郯庐断裂带南段桐城地区高压-超高压变质带详细的岩石学和构造学研究,将研究区从空间结构上划分为三个构造单元:上部低温-高压单元、中部中温-高压单元和下部超高压单元。根据研究区多期构造变形分析,共识别出了五期有区域构造地质学含义的事件(D_1-D_5):D_1代表高压-超高压变质岩中-晚三叠世同碰撞早期折返过程;D_2表征了高压-超高压变质岩晚三叠世同碰撞晚期折返过程;D_3记录了早白垩世中大别变质核杂岩的形成,也即整个中国东部晚中生代大规模伸展构造在研究区的表现;D_4可能标志着郯庐断裂走滑构造对高压-超高压造山带的叠加;D_5表现为脆性正断作用,控制了晚白垩世-古近纪潜山半地堑盆地的形成。这些结果表明了研究区所经历构造演化的复杂性,其构造几何形态很难用郯庐断裂左行平移南大别超高压变质岩来解释,也不支持桐城地区存在巨大走滑作用的证据。     

Cretaceous deformation history of the middle Tan-Lu fault zone in Shandong Province, eastern China

Based on field analysis of fault-slip data from different rock units of the Cretaceous basins along the middle part of the Tan-Lu fault zone (Shandong Province, eastern China), we document polyphase tectonic stress fields and address the changes in sense of motion of the Tan-Lu fault zone during the Cretaceous. The Cretaceous deformation history of the Tan-Lu fault zone can be divided into four main stages. The first stage, during the earliest Cretaceous, was dominated by N-S extension responsible for the formation of the Jiaolai basin. We interpret this extension to be related to dextral strike-slip pull-apart opening guided by the Tan-Lu fault zone. The second stage, during the middle Early Cretaceous, was overwhelmingly rift-dominated and characterized by widespread silicic to intermediate volcanism, normal faulting and basin subsidence. It was at this stage that the Tan-Lu-parallel Yi-Shu Rift was initiated by E-W to WNW-ESE extension. The tectonic regime then changed during the late Early Cretaceous to NW-SE-oriented transpression, causing inversion of the Early Cretaceous rift basin and sinistral slip along the Tan-Lu fault zone. During the Late Cretaceous, dextral activation of the Tan-Lu fault zone resulted in pull-apart opening of the Zhucheng basin, which was subsequently deformed by NE-SW compression. This deformation chronology of the Tan-Lu fault zone and the associated Cretaceous basins allow us to constrain the regional kinematic models as related to subduction along the eastern margin of Asia, or related to collision in the Tibet region.     

郯庐断裂带安徽段活断层特征与成因

详细的野外地质调查表明, 郯庐断裂带安徽段活断层广泛存在, 自北向南分别沿着嘉山盆地的东、西边界、合肥盆地东界与大别造山带东界分布。走向上自北向南由北北东向转为北东向, 倾向上与早期盆缘正断层一致。这些活断层以逆右行平移活动为主, 显示了逆冲分量随着断层倾角变小而增大的现象。依据一系列活断层擦痕实测数据的反演, 指示它们活动时的应力状态为北东东—南西西向挤压, 与现代应力状态一致。从多种现象综合分析, 本文认为郯庐断裂带安徽段活断层的最新活动时代应为中更新世, 从而该段没有强震记录或小震群集现象。本次工作表明, 区内活断层主体上是早期盆缘正断层直接复活成因。由于其第四纪期间有限的累计垂直位移分量, 并没有改变白垩—古近纪盆地发育阶段的地貌格局。