郯庐断裂带(安徽段)内磁铁石榴角闪岩的形成条件、年代学及构造归属的探究

通过对肥东群南缘特征性岩石——磁铁石榴角闪岩的构造地质学和岩相学研究表明,磁铁石榴角闪岩及其围岩以构造透镜体形式产出,该变质岩具有两个阶段变质矿物组合,热力学评价显示①阶段的温压范围为：T=616~700℃和P=0.66~0.85GPa,平均温压为T=653±35℃和P=0.75±0.09GPa。②阶段的温压范围为：T=597~643℃和P=0.51~0.94GPa,平均温压为T=620±15℃和P=0.73±0.15GPa,并表现出一个快速等压降温P-T演化特征。锆石U-Pb定年和拉曼光谱分析表明,该磁铁石榴角闪岩的变质年龄为2469±49Ma。结合地质背景和前人的研究,可以判定该类岩石可能源于华北板块。由于郯庐断裂的左旋走滑作用被构造并置与扬子板块中。从而进一步推测,郯庐断裂（安徽段）横向宽度可达到10~15km。     

郯庐断裂东侧肥东地块变质属性及年代学研究

肥东地块是郯庐断裂带中段的一个极为重要的变质地块,其变质属性和构造归属的精确标定对探究郯庐断裂的形成与演化极为关键。然而,直至目前对于该地块的区域性的变质岩石学研究极为匮乏,制约了人们对于该断裂的深入理解。为此,本研究对肥东地块进行了较为系统的野外地质调查、区域变质岩石学、岩相学、热力学和年代学的分析。研究显示,肥东地块自西向东主要由单元-I、II和III构成,主要岩石类型为花岗片麻岩、黑云斜长片麻岩、角闪斜长片麻岩,其间含少量的石榴黑云斜长片麻岩和斜长角闪岩。P-T条件评价显示,肥东地块的变质高峰期温压条件为610~690℃、0.61~0.81GPa,平均P-T条件分别656±25℃、0.71±0.06GPa,变质峰期属于角闪岩相。锆石U-Pb定年则显示肥东地块的原岩形成年龄为809.2±6.7Ma,表明该地块属于扬子板块。结合前人构造地质学的研究及相关年龄数据,推测肥东地块与宿松变质杂岩应为相当层,它们目前的P-T差异可能是由于郯庐断裂的同俯冲平移错断所致。     

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.     

郯庐断裂与金矿成矿

郯庐断裂带是我国东部规模巨大的北东向断裂构造系，长约2500km。南起庐江至郯城，经渤海向北，分成伊兰-舒兰断裂和敦化-密山断裂。不同区域、不同时代具有不同特征。郯庐断裂控制了许多大型、中型和小型金矿分布，是中国最大的金矿成矿带。     

郯庐断裂带肥东段剪切活动锆石U-Pb测年

郯庐断裂带肥东段出露的桃源韧性剪切带内发育有长英质超糜棱岩、长英质伟晶岩脉体等。这两种构造岩与剪切带呈现不同的穿切关系, 分别代表着剪切活动不同时期的产物, 它们可以为郯庐断裂带的剪切年限提供重要的年代学制约。本次研究从长英质超糜棱岩的U-Pb锆石测年得出了133.3±4.1 Ma的变质锆石年龄。结合笔者先前得出的伟晶岩脉129±3.3 Ma年龄判断, 郯庐断裂带在133 Ma左右有一次剪切活动, 该次剪切活动在129 Ma左右仍有着较弱的持续, 指示肥东地区在137~126 Ma的时间段内, 有一次挤压活动叠加。此外, 长英质超糜棱岩样品中捕获的1.9 Ga和2.4 Ga的锆石, 很可能来自华南板块基底。     

初论郯庐断裂的成藏成矿效应

郯庐断裂是多次活动的深达地幔的断裂带,在其形成与演化过程中伴随有不同类型矿产形成,古生代以来郯庐断裂性质由张裂-压扭-扭张变化,相应的岩浆活动由超基性、基性-酸性-基性、碱性演化,与之有关的矿产由金刚石、铬、镍、铜、铁等岩浆矿床→金、钼、钨、锡、铅、锌、汞、锑、银的热液矿床与石油与烃类气藏→金、银、石油、烃类气、非烃气藏及宝石矿床等演变。郯庐断裂两侧的成矿作用,表现出明显的阶段性、偏对称性、交叉性和两侧成矿的差异性特点,是郯庐断裂带本身纵横特点、郯庐断裂穿越地块性质以及与其交切的东西向褶断带性质联合控制的结果。郯庐断裂两侧不同部位、不同时期、不同类型矿产形成过程中,壳幔作用程度不同,地幔流体有不同程度的贡献,而强烈的壳幔交换作用导致的地幔流体和地壳流体的联合作用常是大规模热液矿床矿集区形成的必要条件。     

郯庐断裂带(安徽段)地质环境调查与评价研究

随着地球系统科学调查研究中诸多高新技术的应用,地质环境调查评价基本理论与方法得以迅速发展.本文以郯庐断裂带(安徽段)为研究对象,采用了遥感、地面调查、水文地质物探、水文地质钻探、工程地质钻探、测试分析等手段开展地质环境综合调查,评价了研究区地下水质量、地下水防污性能、区域稳定性、建设用地地质环境适宜性、地质灾害危险性和易发性等.调查与评价结果可为区内地质环境管理、地质资源开发利用、城市总体规划、生态环境保护等提供地质环境依据.     

郯庐断裂温泉水氧和氢同位素与断裂关系探讨

郯庐断裂带呈北北东—北东向纵贯东北、华北、华中三大地洼区。从地壳发展史及现阶段大地构造性质看,它是在地洼阶段继承历代大地构造发展阶段的构造,进一步发展而成的一条大陆型裂谷带。沿郯庐断裂又有许多次生的断裂,断裂附近有许多温泉,这些温泉有规律地排列在主断裂两侧,与主要构造线相一致,温泉一般出露在构造破碎带上,并覆盖有厚约10m左右的第四纪沉积物。为了探讨温泉水的补给源,笔者沿郯庐断裂北段的安徽、山东、辽宁采集了一些温泉水样品分析了氧和氢同位素组成(表1)。从表1可看出,δ~(18)O值-8.13‰～10.94‰,δD值-55.6‰～-76.98‰,前者的变化范围在±1‰,δD值的变化范围仅±10‰。为了进一步说明温泉水的补给源,笔者同时对该地区的井水作了氧和氢同位素分析(表2)。     

郯庐断裂皖中段的韧性活动特征

揭示了皖中浮槎山地区郯庐断裂的韧性活动以产生大规模的韧性剪切带为特征,构造岩为各类糜棱岩,并造成浮槎山的变质变形地质休呈由剪切带围限的透镜状夹块格局,为带逆冲性质的左行平移剪切,形成时代为Ｊ１－２     

华北块体、胶辽朝块体与郯庐断裂

华北块体（NCB）与胶辽朝块体（JLKB）是中朝板块东部从震旦纪（680Ma)开始裂解的两个不同的构造单元。两个块体的界线称古郯庐断裂（PTLF），古郯庐断裂位置与现今郯庐断裂（TLF）相吻合，即由合肥向北延伸，过渤海，经沈阳以东呈NE走向至吉林南部。古郯庐断裂带附近震旦纪碳酸盐岩中的强地震记录及相应的辉绿岩侵位，是中朝板块内部裂解的基本地质证据，古郯庐断裂带（板内地震带）与元古超大陆Rodinia的裂解时期是一致的。两个块体上，太古宙基底岩石不同；元古宙及古生代的发展历史有别，两个块体于晚石炭世的莫斯科期重新闭合。朝鲜半岛中部的临津江带曾被认为是大别-胶南造山带的东延部分，但临津江带只是一般性断裂，胶南超高压带在朝鲜半岛并未发现，朝鲜半岛南部主体与辽东半岛古生界相似，因此，将中朝板块的南界，也是较辽朝块体的南界置于朝鲜半岛之南，它与胶南造山带以黄海转换断层（YSTF）联结。辽宁省瓦房店（旧称复县）与山东省蒙阴含金刚石的金伯利岩分布在郯庐断裂带的东，西两侧，南北方向距离的550km。两地金伯利岩年龄值在500-450Ma之间，即中奥陶世末侵位。鉴于两地金伯利岩在岩相学，矿物学与侵位年龄等某些方面的相似性，又紧邻郯庐断裂两侧，有些地质学家认为二者在侵位时可能相距颇近，属同一岩省，因而将瓦房店与蒙阴两个金伯利岩岩省之间的距离总是用郯庐断裂的巨大平移来解释。郯庐断裂为切过岩石圈的深断裂，对比瓦房店与蒙阴两地岩石圈剖面的异同，应是判断郯庐断裂有无巨大平移的重要依据。通过对金伯利岩中地幔样品的研究，揭示出了两地岩体侵位时所穿越的古岩石圈剖面是很不一致的，表明二者当时并非连接一起或相距甚近图片者结合区域地质构造研究的新认识，发现它们实际是分别侵位于中朝板块的两个不同的构造单元上，两地距离与平移无关，不支持郯庐断裂左行走滑巨大平移的观点，本文期望这种交叉学科研究所提供的材料能有助于讨论中国东部这一巨型断裂系统的性质。     

郯庐断裂带肥东北部文集地区构造岩类型与构造变形分析

位于郯庐断裂带中南部的肥东地区是郯庐断裂带内韧性剪切带出露的主体区域之一。本文从肥东北部文集地区的构造岩组成及其变形入手,通过详细的野外观测、室内显微构造变形分析来确定该地区构造变形的几何学形态及其涡度、有限应变、分维度、差异应力、应变速率等参数。研究区主要出露角闪岩相肥东变质杂岩,构造岩以糜棱岩和糜棱岩化片麻岩为主,岩石变形强烈。根据极摩尔圆法得到的运动学涡度值为0.729~0.870,指示区域内的韧性剪切活动以简单剪切为主。几何学形态上,肥东北部文集地区构造整体呈一背形展出,其枢纽走向NE-SW,轴面倾向SE,物质及变形强度等方面均表现出一定的规律和对称性。研究区内动态重结晶石英颗粒边界具有统计学上的自相似性,其分维值D在1.143~1.208之间,且自背形核部向两翼,颗粒粒径增大,分维值减小。差异应力Δσ介于17.86~55.18MPa之间,应变速率ε值在1.960×10^-13~7.330×10^-12s^-1之间,且背形核部差异应力和应变速率较两翼大,呈近似对称性分布。通过对比以上构造参数可以发现,区内差异应力和应变速率表现出一定的正相关性,自核部向两翼二者均呈减小趋势;动态重结晶石英颗粒则与应变速率呈负相关性,即核部颗粒细小、两翼增大。本文从几何学、运动学以及显微构造变形分析等方面对该区构造变形展开精细化研究,借此来分析肥东北部地区郯庐断裂带的构造形态和运动学特征,这对进一步认识郯庐断裂带的演化过程及构造模型的建立有着重要的意义。     

郯庐断裂带肥东韧性剪切带的变形规律同位素年龄及其构造意义

郯庐断裂带肥东韧性剪切带的几何学形态为一正花状左行平移断裂带，目前出露的为该韧性剪切带的根部，具有典型的深层次左行走滑变形特征，肥东韧性剪切带中糜棱岩，超糜棱岩测得的^40Ar/^39Ar全岩年龄分别为120.48Ma和118.75Ma，说明郯庐断裂带的大规模左行平移时代为早白垩世，对该带构造变形和构造叠加的研究表明，肥东浮槎山一带是被郯庐断裂带截切，牵引，叠加，改造的印支期大别一胶南造山带的残块，郯庐断裂带与大别-胶南造山带是不同时期，不同构造系统的产物，前者属于滨太平洋构造系统，后者属于特提斯构造系统。     

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。     

肥东群变质岩石学、年代学分析及变形时限的探讨

长期以来,对于承载郯庐断裂全演化过程的肥东群的变质岩石学和年代学的研究一直较为薄弱,诸多的研究主要关注于构造地质学、地球化学及变形时限方面。本文通过对肥东群不同类型岩石的岩相学、热力学和年代学研究,详实地探究了肥东群的变质条件和时限,并充分讨论了肥东群的两期韧性变形时限。研究显示,肥东群普遍经历了角闪岩相的变质,温压条件大致为T=550~650℃和P=0.5~0.9GPa。同时,依据5个二长花岗片麻岩、1个变形花岗岩(167.2±4.6Ma)和1个花岗闪长斑岩岩脉的年龄(130±5Ma)的锆石年龄和前人的年龄数据分析,认为早期的变形以一组倾向南东的面理和线理为代表,其形成的时限可能在133~167Ma时间段。而晚期的变形以一组宽约3~5m NE向的陡倾糜棱岩带为特征,其变形时限可能在122~133Ma。     

郯庐断裂山东段(胶东)中生代中酸性火山岩的锆石U-Pb年代学及地球化学特征

对胶东青山群中酸性火山岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年代学研究。结果表明,3个粗面岩-粗面英安岩和1个流纹岩的年龄分别为119.4±0.9 Ma、118.2±1.0 Ma、120.2±0.9 Ma和120.0±0.8 Ma,都形成于早白垩世120~118 Ma之间。研究表明郯庐断裂带山东段及其两侧中生代青山群火山岩的年龄与苏皖段断裂带内火山岩的年龄相似,明显小于苏皖段断裂带附近火山岩盆地的火山岩年龄。其结果表明在中国东部岩石圈减薄的大背景下,受郯庐断裂控制的岩浆喷发事件持续的时间可能更长。胶东青山群中酸性火山岩表现出富钾、富碱、贫镁、贫钛和低Ni、Cr的地球化学特征,轻稀土元素富集,重稀土元素亏损。按地球化学组成可进一步分为粗面岩-粗面英安岩和流纹岩两类,前者富集大离子亲石元素Rb、Ba、K,亏损高场强元素Nb、Ta、Ti和P;而后者则强烈亏损Ba、Sr等大离子亲石元素和Ti、P等高场强元素。粗面岩-粗面英安岩相对流纹岩具有高的Sr和Ba含量以及La/Nb、Ba/Nb比值,而具有低的Rb/Ba比值和Eu负异常,说明它们来源于不同的岩浆源区。推测粗面岩-粗面英安岩可能是下地壳(俯冲扬子下地壳或者古老华北下地壳)部分熔融和富集地幔部分熔融混合的产物;流纹岩是由于区域拉张环境和高热异常背景下,下地壳发生深熔产生的岩浆喷出地表形成的,岩浆在上升过程中发生有分离结晶(大量斜长石的分离结晶)过程。     

郯庐断裂带江苏段新构造活动规律分析

郯庐断裂带江苏段在白垩纪伸展活动中发育了四条北北东走向的大型正断层,自东向西分别简称F1、F2、F3和F4断层。它们控制发育了北北东向展布的东地堑、西地堑及两者之间的地垒,东地堑内部还出现了一条北北东向的F5断层。详细的野外地质调查表明,郯庐断裂带江苏段活断层广泛出现,F2、F3与F5活断层以逆冲活动为主,而F1断层北段则为逆右行平移活动。活断层擦痕反演应力场显示这些活断层是在北东东-南西西向挤压作用下活动,与现今的应力状态相似。根据活断层对第四系沉积及地貌的控制规律认为,F1、F2、F3与F5断层的最新活动时代为晚更新世,F4断层北段在第四纪以来发生过活动,F4断层南段在第四纪以来没有活动迹象。通过断距及第四系沉积特征分析认为,江苏段各断层中F2与F5断层的活动强度最大。通过详细野外地质调查及有关资料分析,本文认为F1、F2、F3及F4活断层多为白垩系地堑边界正断层直接复活成因,具有不均一分段活动的特点;而倾向多变的F5活断层则是利用东地堑边界断层的同向或反向正断层复活。关于该断裂带新构造活动规律与机制的正确认识,对理解其第四纪以来的构造演化、地震活动规律及中国东部近代动力学等问题,具有十分重要的意义。