大别山南缘(团陂-马垅剖面)构造变形分析及意义.docx

1、第32卷第9期2009年9月Vol.32No.9Sept.2009合肥工业大学学报(自然科学版)JOURNAI-OFHEFEIUNIVERSITYOFTECHNOI/XiY大别山南缘（团陂一马珑剖面）构造变形分析及意义陈泽超，宋传中，黄文成，连芸，蔡志川（合肥T业大学资源与环境工程学院，安徽合肥230009）摘要:大别造山带臼形成以来经历了早期扬子板块向华北板块的俯冲碰撞，以及后造山伸展阶段的伸展滑脱,岩层中保留了多期的构造变形记录，导致俯冲碰撞期的构造变形难以识别。文章重点研究大别山南缘团陂至马场这一剖面,通过野外的宏观构造及室内显微构造分析，得知该地区岩石的有限应变测最值为1.52.0,岩

2、石形成温度为300700C,并探讨大别造山带南缘俯冲期的构造变形记录。关键词：大别造山带；俯冲构造；岩石有限应变；变形中图分类号:P542.2文献标识码:A文章编号：1003-5060（2009）09-1394-05AnalysisofthestructuraldeformationofrocksatthesouthernmarginofDabieMountain（Tuanpi-Malongarea）anditssignificanceCHENZe-chao,SONGChuan-zhong,HUANWen-cheng,LIANYun,CAIZhi-chuan(SchoolofResources

3、andEnvironmentalEngineering,HefeiUniversityofTechnology,Hefei230009.China)Abstract:TheDabieMountain'sstructuralformationhasexperiencedtheearlydivingcollisionofYangtzeplatetotheNorthChinaPlateandextensiondetachmentofthepost-orogenicextensionphase.Thestructuraldeformationswhichoccurredindifferentp

4、eriodshavebeenrecordedinrocks»butthetectonicdeformationatthesubduction-collisionperiodishardtoidentify.ThepaperfocusesonthesouthernedgeoftheDabieMountainareaandfindsthevestigesofthecollisioneventinrocksthroughtheanalysisofmacro-structure,microstructureandlimitedstrains.Thefinitestrainobservedva

5、lueis1.52.0,andtherockformationtemperatureisbetween300'Cand700*C.ThetectonicevolutionofthesouthernmarginoftheDabieMountainareaisalsodiscussed.Keywords：Dabieorogenicbelt；subductionstructure；finitestrainofrocks；deformation大别山由于其南北两侧中生代具有完全不同的地质历史，一直受到地质界的关注。其间的研究成果认为,大别山是中朝板块内部的元古代褶皱带，中、晚元古代变为古岛孤；

6、大别造山带是由中朝板块于中生代初期向扬子板块俯冲形成的造山带3大别一桐柏山北部有古生代的双变质带，其中的榴辉岩与中生代前的板块俯冲有关；文献4根据变质蛇绿混杂岩的存在及前陆褶皱带的形成时代，论证了大别山是中期和扬子大陆板块陆间的印支期碰撞带。20世纪80年代末以来，由于榴辉岩带中柯石英和金刚石的发现，大别山成为国际地质学研究的热点，大别山造山带的研究从此主要集中在超高压变质岩上前人对大别山南缘构造变形的研究认为，该区确实存在后造山期的滑脱变形现象"，但至今尚未发现早期板块俯冲碰撞构造的直接报道。就构造运动学角度而言，不论是早期扬子板块向华北板块俯冲还是后期的伸展构造，大别造山带南缘变

7、形地质体内的运动方向均记录为上盘向南的运动，且后期伸展的滑脱变形为减压降温状态,其变形强度不足以完全置换早期俯冲作用所形成的变形记录。所以，该区地质体中应该保存有早收稿日期：2008-09-28;修改日期：2008-12-16基金项目：国家自然科学基金资助项目（40772131）；中石化基础研究资助项目（09-02）,作者简介:陈泽却（1985）,男，福建带用人,合肥匚业大学硕士生；宋传中1954），男，安微旱阳人，博士，合肥业大学教授.博七生导师.期扬子板块向华北板块俯冲时的变形现象。本文通过对大别山南缘团陂一马城剖面的构造变形分析，探讨大别山南缘的俯冲期构造变形。1研究区内的构造变形特征根

8、据大别造山带南缘的岩石组合和构造变形特征,本文将研究区划分为2个部分，由北向南为团陂地区、麻桥地区，如图1所示。1.1团陂地区的变形特征大别造山带南缘的团陂地区出露的主要岩石类型有黑云母角闪片岩、灰色片麻岩、花岗片麻岩及混合岩。岩石变形强烈，出露有多个小型的滑脱破碎带，并切割早期的片理、片麻理，同时发育有大最矿物生长线理。早期面理多向南倾斜，沿东西向展布，产状一般为205°/80°（图2a）。区内片麻岩构造透镜体、不对称褶皱等小构造现象十分发育，指示出上盘岩层相对于下盘岩层向南的运动学特征。如图2所示，岩石中可见大量矿物生长线理，线理多向南倾斜，产状一般为175°

9、匕58°（图2a）。1.第四系地层2.白星系地层3.侏罗系地层4.花岗岩5.志留系地层6.元古界地层7.太占界地层8.断层9.团陂-马发剖面10.襄樊广济断裂带11.«庐断裂带图1大别造山带及研究区地质简图图2研究区的点图（下半球投影）岩石的变质变形温度对分析岩石的构造演化、抬升、剥露历史有所帮助。本文采取常用的矿物组合温度的估计方法，根据岩石中特征矿物对的共生组合，以及结合糜棱岩化过程中长石、石英等矿物变形特征所指示的温度，对区内变形岩石的形成温度进行了估算3-国。团陂地区岩石变质变形温度主要在300450C范围内，属中高绿片岩相。团陂地区岩石变形特征表现为透入性的流变学

10、特征，岩石的变形机制主要有显微破裂、位错滑动和溶解蠕变，见表1所列。1.2麻桥地区的变形特征麻桥地区出露的岩石类型主要有黑云母角闪片岩、片麻岩、花岗片麻岩、黑云母角闪斜长片岩、大理岩、砂岩及泥岩。该区褶皱强烈.岩层走向呈近东西方向展布,指示了该褶皱是近南北向挤压应力作用的产物。在麻桥以南地区,片麻岩产状较为复杂，多构成不对称褶皱，轴面多向北倾斜，运动学指向明显，指示了上盘岩层向南的运动学特征。麻桥以北地区多为紧闭褶皱，褶皱轴面大多直立或向南倾斜，岩石中有大量的肠状石英脉发育，宽度0.5-5cm,变形规律强,大量运动学指向显示了上盘岩层向北的运动学特征，与区域范围内运动学指向相反。由于区内褶皱强

11、烈，使得线理倾伏向复杂,但主要向北西方向倾斜，产状315°Z42°（图2b）。显微构造特征分析可见，区内岩石变形机制主要有位错滑移、显微破裂、溶解蠕变和动态重结500C范围内，在浦水与兰溪镇地区，部分岩石变晶，见表2所列。岩石的变质变形温度在300质变形温度可达角闪岩相。*1团81地区岩石变形变质特征样品编号岩石类型矿物组合（基质）石英变形长石变形云母变形变形机制变质温度/,CXH-2花岗岩石英，长石，黑云母石英亚颗粒，24mm大小45mm,双晶，表面有裂纹.黑云母约25%,无变形显微破裂300400XH-4花岗片麻岩石英，长石,黑云母亚晶粒，波状消光机械双晶，编英构造.应

12、力条纹黑云母破裂位钥滑移400450XH-5长石石英砂岩石英，长石石英质St分数75%核顿构造，应力条纹结构.机械双晶长石、石英颗粒裂隙间溶解孀变400450XH-6斜长角闪岩长石,角闪石残斑系500700XH-7花岗岩石英，长石，黑云母波状消光机械双晶，破裂.应力条纹黑云母拔丝构造位错滑移、显微破裂400450*2杨徊一马地地区岩石变形变质特征薄片编号岩石类型矿物组合（基质）石英变形长石变形云母变形变形机制变质温度/CXH-8长石石英砂岩长石，石英，角闪石破裂，波状消光.亚晶粒破裂,机械双品300400XH-9花岗岩石英，长石，黑云母波状消光聚片双勘，机械双裕，破裂，扭折带位错滑移显微破裂2

13、80300XH-10长石石英砂岩长石，石英，黑云母波状消光，亚品粒聚片双晶,破裂，扭折黑云母呈条带状位错滑移显微破裂300400XH-11花岗片麻岩长石，石英，黑云母波状消光聚片双晶,破裂，机械双晶片状，绿帘石化显微破裂300400XH-12花岗片麻岩长石，石英，黑云母亚晶粒，波状消光，带状构造聚片双晶，破裂带状构造显微破裂300400XH-14麋梭岩长石，石英亚晶粒，动态重结晶，带状构造.聚片双晶.破裂，扭折带动态重结晶，位借滑移，显微破裂400450XH-22花岗片麻岩长石，石英，黑云母,（牌石）亚品粒，波状消光破裂,残虑系黑云母无变形现象显做破裂400450XH-23超麋棱岩长石，石英，

14、黑云母亚晶粒.动态重结品，波状消光，带状构造破裂，残斑，聚片双晶，核曜构造云母鱼，带状构造显微破裂动态重结晶450500XH-24超廉棱岩角闪石，黑云母.舞石亚晶粒，动态重结晶.波状消光波状消光，细微破裂现象带状构造动态重结显500700XH-25超糜棱岩角闪石，长石，石英,黑云母亚晶粒，动态取结品，波状消光应力条纹.出溶构造云卅鱼动态重结晶，溶解端变500700波状消光，亚晶显微破裂，XH-26长石石英砂岩石英，长石粒,动态重结晶，破裂，应力条纹片状，绿帘石化动态重结林，380450压溶缝合线溶解蠕变2岩石变形特征分析岩石有限应变测量有助于认识构造的形成机制,通过应变测量可以确立岩石中的应变

15、状态，从而帮助了解岩石中许多构造的性质和形成机制。本次岩石有限应变测量利用Rt/小法逍。选取透入性片麻岩中强变形带内的糜棱岩和糜棱岩化片麻岩，在薄片上测出长石斑晶的应变长轴与短轴，以及与原始矿物生长方向的角度本文在空面上测量出变形长石颗粒的最长轴（z轴），及最短轴（Z轴），每个薄片观测50个同种矿物颗粒（方法要求观测3050个同种矿物颗粒），最后将同一薄片中所测得的长石变形颗粒的长短轴比（轴率）及角度中用50%资料线耦合到一张标准的R/。理论曲线图中，得出研究区变形岩石的R值为1.5-2.0（应变椭圆的轴率），属于较深层次的塑性变形类型。本次观测的岩石样多来自麻桥地区，薄片中石英矿物动态重结晶

16、，所选的被测量矿物是长石,如图3所示。应变测量结果表明,这一地区的长石已发生塑性变形,进一步说明麻桥地区的岩层变形较强,属于较深层次的塑性变形。圈3大别山南缘岩石有限应变分析3大别造山带南缘俯冲期构造变形思考目前多数学者认为，大别造山带的形成经历了印支晚期扬子板块向华北板块的俯冲、折返以及燕山期后造山伸展阶段的穹窿滑脱口8-2订；当今大别造山带构造变形多是折返期的产物,板块俯冲期的构造几乎未被保存。根据构造岩石学特征，当今大别山南缘的团陂、麻桥、浦水及马珑一带大致可分为3个构造岩片，即铁冶岩片（I）、麻桥岩片（n）和飞虎山岩片（m）,如图4所示。面理构造多是向南倾斜，多数构造变形是上盘由北向南

17、的运动学指向，局部上盘由南向北的运动。该运动学指向既符合板块俯冲期的构造变形，也符合于折返期的构造变形。折返构造是一种降温减压的过程,除在剪切带中有可能产生新的构造外，很难完全置换早期构造。结合野外第一手资料的观察和初步分析，大多数地质体中的有规律的、透入性的构造变形具有俯冲期构造的特征。1.太古界大别群包河头2.太古界大别群铁冶组下段（Art*）3.太古界大别群帙冶组中段（ArtD4.太古界大别群铁冶组上段（ArtO5.太古界大别群麻桥组下段（Arm1）6.太占界大别群麻桥组上段（Am?）7.太古界大别群乜虎山组下段（Arfh】）8.太古界大别群飞虎山组上段（Arfh?）9.侵入岩10.片麻

18、岩11.门垩第三系】2.E虎山岩片（箭头方向为岩石变形的运动方向）13.麻桥岩片14.铁冶岩片图4大别山南缘团陂马堆割面图研究区位于大别山南侧，出露的向南倾斜的面理是后期穹隆构造抬升的结果,恢复到穹隆抬升前的状态,大别山南缘俯冲期的构造应该是向北倾斜，且南盘下降，北盘上升。大别造山带南缘的大多数构造变形正是如此。参考文献1物森楠，吴鉴,杨学忠，等.大别山前寒武纪构造演化J.地球科学,1983,8(3):81-91.2徐嘉炜，童卫星.论东亚大陆的陆缘问题J.海洋地质与第四纪地质,1987,7(4):17-28.3张兆忠，张秉良,冯锦江，等.豫郭境内桐柏山一大别山双变质带J.地震地质.1981,3

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