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郯庐断裂带中—南段走滑运动的构造—热年代学研究

王勇生  
【摘要】:郯庐断裂带是中国东部呈NNE走向的一条巨型断裂带,在中国境内延伸长度约2400 km。 长期的研究已表明,这一巨型断裂带中生代以来经历了长期、复杂的演化历史,也记录了中 国东部地球动力学的演变。该断裂带晚白垩世至老第三纪的伸展活动及随后的挤压历史,由 于构造保存较好,因而基本上得了人们的肯定。然而,关于该断裂带的早期平移历史及起源, 特别是它与大别-苏鲁造山带之间的关系,虽然在国际地学界受到了广泛的重视,但在认识上 却存在着很大的分歧与争论。一些学者主张郯庐断裂带属于同造山构造,并分别提出了转换 断层模式、斜向板块边界模式、旋转的缝合线模式、撕裂断裂模式。另一些学者则认为郯庐 断裂带源于晚侏罗-早白垩世期间,属于滨太平洋构造。之所以对郯庐断裂带的平移时间还存 在如此大的分歧,主要是因为缺乏该断裂带系统的年代学工作,尤其是没有针对郯庐断裂带 出露的中-深层次韧性剪切带进行系统的年代学工作。 大量的野外工作发现,郯庐断裂带存在早、晚两期韧性剪切带。早期剪切带糜棱面理走 向NE-NNE,倾向NW或SE,面理倾角较陡,矿物拉伸线理水平或近水平;晚期剪切带糜棱 面理优势走向为NE-NNE,面理倾角较陡,以向SE倾为主,拉伸线理一致向SSW缓倾,倾 角最大不超过20°。显微构造(S-C构造、残斑拖尾、“云母鱼”构造等)和石英C轴组构都 指示这些糜棱岩形成于断裂带的左旋剪切过程中。 为了能够获得郯庐早、晚两期剪切带左行平移的准确活动时间以及确定郯庐断裂带与大 别-苏鲁造山带之间的关系,本次研究在郯庐断裂带中-南段糜棱岩中选取了角闪石、白云母、 黑云母、斜长石、钾长石等一系列单矿物进行40Ar/39Ar年代学研究。 在大别山东缘和苏鲁造山带西缘的郯庐早期韧性剪切带内分别获得了181 Ma左右和 209. 9-214. 3 Ma的白云母年龄值。所有这些样品的形成温度均高于白云母的封闭温度,因而均 记录了郯庐断裂带早期剪切活动的冷却时间。由于一系列冷却年龄的最大值更接近于变形年 龄,因而可以认为郯庐断裂带形成的最晚时间为214. 3 Ma前的晚三叠世。通过糜棱岩中新生 矿物组合、长石和石英的变形特征的估算和白云母-绿泥石地质温度计的计算获得了郯庐早期 剪切带的变形温度分别为400-500℃(大别山东缘)、600-700℃(苏鲁造山带西缘)。利用白云 母Si原子数地质压力计获得了郯庐早期剪切带的变形压力主要为0. 25-0. 42 GPa(大别山东 缘)、1. 02-1. 45 GPa(苏鲁造山带西缘)。可以看出,郯庐早期韧性剪切带的变形温压环境明显 低于造山带峰期变质的温压条件,因而郯庐断裂带应形成于大别-苏鲁造山带峰期变质之后的 折返过程中。再结合该断裂带在大别造山带南端突然中止的地质事实,本次研究推断郯庐断 裂带为形成于造山带折返过程中的转换断层。 本次研究在郯庐断裂带中-南段晚期剪切带的糜棱岩中获得了131. 5-143. 3 Ma的角闪石年 龄、121. 2-138. 8 Ma的白云母年龄和109. 8-137. 2 Ma的黑云母年龄。其中来自张八岭隆起的 N14含角闪石糜棱岩的变形温度与K-Ar体系中角闪石的封闭温度一致,因而该角闪石样品记


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