構(gòu)造地質(zhì)學(xué)課程設(shè)計指南

1、 郯廬斷裂帶張八嶺隆起段西韋剖面簡介構(gòu)造地質(zhì)學(xué)課程設(shè)計指南  中國東部的郯廬斷裂帶，南起長江北岸湖北廣濟(jì)，經(jīng)安徽廬江、江蘇宿遷、山東郯城、渤海，過沈陽后分為西支的依蘭伊通斷裂帶和東支的密山撫順(也稱敦密)斷裂帶，總體呈緩S狀的北北東向延伸(圖1)，中國境內(nèi)長達(dá)2400km。斷裂帶一般寬幾至十幾km，其中出露了左旋走滑韌性剪切帶、脆性的伸展構(gòu)造與逆沖構(gòu)造。這條巨型斷裂帶是中國東部最大的平移斷裂，記錄了中國東部中生代以來板塊活動與演變。對該斷裂帶構(gòu)造演化的正確認(rèn)識，不僅僅是對該斷裂帶本身的了解，也是揭示中國東部板塊匯聚過程與地球動力學(xué)演變的重要途徑。中國東部一系裂大型

2、陸相盆地，如松遼盆地、伊蘭依通盆地、渤海灣盆地、膠萊盆地、蘇北盆地、合肥盆地、潛山盆地、望江盆地等，沿此斷裂帶分布，使該斷裂帶也具有十分重要的實際研究意義。該斷裂帶還是中國東部重要的巖漿活動帶和地震活動帶（山東郯城1668年8.5級地震,中國東部最強(qiáng)的地震記錄）。根據(jù)橫穿郯廬斷裂帶的多條地學(xué)斷面成果，該斷裂帶已切穿整個巖石圈，并且其深部普遍出現(xiàn)了軟流圈變淺現(xiàn)象。郯廬斷裂帶最醒目的地質(zhì)現(xiàn)象是將大別蘇魯造山帶左行錯移達(dá)550km。然而，這一錯移現(xiàn)象發(fā)生在華北與華南板塊陸陸碰撞同時，還是之后，或者兼而有之，存在著多種解釋模式。大別與蘇魯造山帶之間郯廬斷裂帶所在變質(zhì)巖出露區(qū)稱為張八嶺隆起。張八嶺隆起西

3、部為下侏羅統(tǒng)下第三系連續(xù)充填的合肥盆地（侏羅紀(jì)期間為前陸盆地，白堊紀(jì)至古近紀(jì)為斷陷盆地）；而東部為下?lián)P子前陸變形帶。該隆起北部出露低溫高壓變質(zhì)的張八嶺群變質(zhì)雜巖，以一套酸性變火山巖為主（西冷組），局部含有淺變質(zhì)的沉積巖（北將軍組）。其中藍(lán)片巖中多硅白云母給出245.1±0.5 Ma的40Ar/39Ar變質(zhì)年齡（李曙光等，1993），而鋯石給出新元古代原巖年齡。張八嶺隆起南部主要出露肥東群（有多種劃分方案）高級變質(zhì)雜巖，僅其東側(cè)與南側(cè)有張八嶺群出露。肥東群內(nèi)黑云斜長片麻巖中的鋯石上交點(diǎn)年齡為1995 Ma，而下交點(diǎn)為688 Ma（葛寧潔和周導(dǎo)之，1993）。郯廬斷裂帶張八嶺性

4、起南段左旋走滑韌性剪切帶內(nèi)糜棱巖中一系裂黑云母、角閃石的40Ar/39Ar定年，都給出了早白堊世的年齡（詳見附錄）。其中一個角閃石樣給出了走滑變形年齡（143.3 Ma），而黑云母給出的是冷卻年齡（137-125 Ma）。這表明張八嶺隆起南段的走滑韌性剪切帶形成于早白堊初。其中肥東西韋剖面上角閃片麻質(zhì)初糜棱巖中（N47）的黑云母給出了137.2±0.8 Ma40Ar/39Ar年齡。西韋剖面地處肥東縣廟崗鄉(xiāng)西韋村，位于浮槎山東南麓。剖面處于張八嶺隆起南部，為該段郯廬左旋走滑韌性剪切帶的東部。韌性剪切帶的原巖為肥東群高級變質(zhì)雜巖，主要有角閃斜長片麻巖、黑云角閃斜長片麻巖、斜長角閃巖、花崗

5、片麻巖等。這套變質(zhì)雜巖在剪切帶東緣弱剪切變形處，片麻理與物質(zhì)層平緩，而進(jìn)入剪切帶內(nèi)產(chǎn)狀變陡，向東傾，而線理向SW傾。西韋剖面以出現(xiàn)較大規(guī)模的淺色超糜棱巖為特征，一系列采石場將該處郯廬走滑韌性剪切帶很好地暴露出來（圖1）。約500 m寬的采場露頭上，可見5條以出現(xiàn)超糜棱巖、糜棱巖為標(biāo)志的走滑韌性剪切帶（復(fù)合型韌性剪切帶）。自東向西，這5條韌性剪切帶由幾米寬變?yōu)閹资讓?。韌性剪切之間是糜棱巖化至未受糜棱巖化影響的區(qū)域變質(zhì)原巖。這些韌性剪切帶內(nèi)中間強(qiáng)變形帶出現(xiàn)超糜棱巖（主要為淺色富絹云母的超糜棱巖，局部可見墨綠色富綠泥石、綠簾石超糜棱巖），向兩側(cè)依次出糜棱巖、初糜棱巖至糜棱巖化巖石，呈現(xiàn)為明顯的變化

6、規(guī)律。剪切帶內(nèi)糜棱面理普遍向東傾，傾角為5070°。而礦物拉伸線理一致向SW緩傾，傾角多為20°左右，局部出現(xiàn)了40余度的傾角。這指示韌性剪切帶在走滑運(yùn)動中有一定的逆沖分量，為一壓扭性剪切帶。一處采場糜棱巖(N44)的運(yùn)動學(xué)渦度測試（斜列云母顆粒形態(tài)法、C組構(gòu)和主應(yīng)變法）結(jié)果為Wk=0.89,0.95，指示以簡單剪切變形為主，兼有垂直于剪切帶的純剪變形。除了野外露頭上的剪切指示標(biāo)志，室內(nèi)定向薄片下的S-C組構(gòu)、長石旋轉(zhuǎn)殘斑及書斜構(gòu)造，以及該采場糜棱巖、超糜棱巖基質(zhì)中動態(tài)重結(jié)晶石英C軸組構(gòu)（圖1），皆指示該剪切帶為左旋走滑。顯示鏡下觀察顯示，糜棱巖中基質(zhì)礦物組合為動態(tài)重結(jié)晶石

7、英+黑云母+綠泥石+綠簾石+絹云母。石英主要呈現(xiàn)為動態(tài)重結(jié)晶；長石兼有脆性碎裂與塑性拉長，部分出現(xiàn)了亞顆粒與動態(tài)重結(jié)晶；角閃石表現(xiàn)為脆性變形，常退變?yōu)楹谠颇?、綠簾石、綠泥石。這些現(xiàn)象指示該處剪切帶糜棱巖化中的溫度為400-500，為中-高綠片巖相。超糜棱巖（N46）中絹云母b0值（據(jù)X射線衍射）為0.8994，指示為低壓環(huán)境下的糜棱巖化。  附錄： 郯廬斷裂帶肥東段走滑運(yùn)動的40Ar/39Ar法定年 合肥工業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院, 安徽合肥  230009 摘要  郯廬斷裂帶在華北與華南板塊碰

8、撞之后是否發(fā)生過大規(guī)模左行平移及其準(zhǔn)確的時間，仍然是存在著爭議的重要問題。郯廬斷裂肥東段地表出露了大規(guī)模的、北北東走向的韌性剪切帶。野外構(gòu)造、顯微構(gòu)造與石英C軸組構(gòu)分析皆指示為左旋走滑韌性剪切帶。糜棱巖中變形礦物組合與礦物變形行為指示該韌性剪切帶形成中-高綠片巖相環(huán)境。通過對該段走滑糜棱巖中角閃石與黑云母的40Ar/39Ar年代學(xué)研究，本次工作中獲得了一個角閃石（N14）的40Ar/39Ar坪年齡為143.3±1.3 Ma（早白堊世初），據(jù)變形溫度判斷其代表了該斷裂帶左行平移中的變形年齡。該糜棱巖（N14）中新生的黑云母40Ar/39Ar坪年齡為134.1±0.6 Ma，而

9、同一采場中另一糜棱巖（N13）中新生黑云母40Ar/39Ar坪年齡為130.3±0.6 Ma，皆指示了左行平移活動的冷卻年齡。另外3處走滑糜棱巖中黑云母的40Ar/39Ar坪年齡分別為137.2±0.8 Ma（N47）、135.6±0.6 Ma（N17）、124.8±0.7 Ma（N21）和125.9±0.4 Ma（N22），也都屬于冷卻年齡，反映了該走滑韌性剪帶內(nèi)的不均勻冷卻現(xiàn)象。由此變形年齡與冷卻年齡可以判斷該斷裂帶的左行平移持續(xù)時間不超過6 Ma左右。由N14糜棱巖中的角閃石與黑云母坪年齡得到該處的平均冷卻速率為21.7/Ma，屬于較快速

10、的冷卻。本次40Ar/39Ar測年結(jié)果，更可靠地證實了郯廬斷裂帶在早白堊世初發(fā)生過大規(guī)模的左行平移，其肥東段準(zhǔn)確的平移時間為143.4 Ma前。這次左行平移是太平洋區(qū)伊澤納崎板塊向北北西向高速斜向俯沖的結(jié)果，屬于典型的濱太平洋構(gòu)造，可能代表了中國東部構(gòu)造格局轉(zhuǎn)換的開始。關(guān)鍵詞   郯廬斷裂帶   左行平移  糜棱巖   角閃石   黑云母  40Ar/39Ar年齡     中國東部巨型的

11、郯廬斷裂帶，早期起源于華北與華南板塊的陸陸碰撞中(Zhang et al, 1984； Hsu et al, 1987； Watson et al. , 1987； Lin and Fuller,1990；Okay and Sengor, 1992；Yin and Nie, 1993；Li, 1994；徐樹桐等,1992；萬天豐和朱鴻,1996；Zhang, 1997；董書文等,1998；王小鳳等, 2000；Chung, 1999；Gilder et al., 1999；肖文交等，2000；湯家富和許衛(wèi), 2002；楊文采和余長青, 2001；朱光等, 2004

12、)，隨后成為濱太平洋構(gòu)造的典型代表(Xu et al., 1987；趙越等, 1994; 朱光等2004)。該斷裂帶在華北與華南板塊碰撞之后是否有過大規(guī)模的左行平移及其時間，不但關(guān)系到斷裂帶本身的演化規(guī)律，也關(guān)系到中國東部構(gòu)造體制轉(zhuǎn)換的型式及時代?；谯皬]斷裂帶糜棱巖全巖的40Ar/39Ar定年及早白堊世巖漿活動與所控制的沉積現(xiàn)象，筆者等（2001，2002）曾主張該斷裂帶在早白堊世曾發(fā)生過大規(guī)模的左行平移。而萬天豐和朱鴻（1996）根據(jù)區(qū)域地質(zhì)現(xiàn)象及斷裂帶內(nèi)的一些特征，認(rèn)為侏羅紀(jì)時該斷裂帶呈逆斷層活動，而白堊紀(jì)表現(xiàn)為拉張活動，不認(rèn)為有過早白堊世的左行平移。王小鳳等（2000）則提出

13、該斷裂帶在侏羅紀(jì)時為左行平移，而在早白堊世古近紀(jì)表現(xiàn)為拉張活動。Zhang et al. (2003)基于郯廬斷裂帶山東段斷層擦痕分析，提出該斷裂帶在早白堊世先后經(jīng)歷了右行平移、伸展斷陷與左行平移，而在晚白堊世又出現(xiàn)右行平移。湯家富和許衛(wèi)（2002）甚至主張郯廬斷裂帶南段從未發(fā)生過顯著的左行平移。由此可見，在華北與華南板塊碰撞造山之后該斷裂帶是否發(fā)生過平移活動及其時間仍存在著較大的分歧。解決郯廬斷裂帶在造山之后是否發(fā)生過左行平移及其具體時間這些重要問題，選擇其走滑韌性剪切帶內(nèi)糜棱巖進(jìn)行準(zhǔn)確的同位素定年是有效的方法之一。而這方面的研究過去雖有過一些工作，但測試方法與對象上的選擇不當(dāng)，一

14、直沒有得到可靠而準(zhǔn)確的結(jié)果。陳文寄等（1988）曾對該斷裂帶山東段斷層泥中<1m伊利石樣進(jìn)行過K-Ar測年，獲得了58-181 Ma的分散年齡（10個樣）， 地質(zhì)意義不明確。該斷層泥為新生代時切割上白堊統(tǒng)王氏組的斷層活動產(chǎn)物，應(yīng)不適用于確定早期平移時代。李齊等（1995）應(yīng)用郯廬斷裂帶山東段旁側(cè)東海地區(qū)片麻巖中鉀長石進(jìn)行過MDD（多重擴(kuò)散域）分析，發(fā)現(xiàn)了120125Ma一次快速冷卻事件，由此推斷這一時間郯廬斷裂帶發(fā)生過一次快速抬升。但是這一事件是與郯廬斷裂帶的走滑隆升還是正斷抬升有關(guān)不明確，并且是斷裂帶東側(cè)蘇魯造山帶內(nèi)片麻巖中的測試結(jié)果，可能并非與斷裂帶活動直接相關(guān)。竇立榮等（

15、1996）對郯廬斷裂帶北段依蘭伊通段進(jìn)行過年代學(xué)研究，對云母石英片巖中黑云母與輝綠巖中輝石的40Ar/39Ar分析都沒有得到坪年齡，對輝綠巖全巖Rb-Sr分析得到了100±5.9 Ma等時線年齡，但該年齡值與斷裂帶的活動關(guān)系也不明確。陳宣華等（2000）對郯廬斷裂帶肥東段變形巖體中的一個鉀長石樣進(jìn)行過40Ar/39Ar測年，得到了102.9±3.5 Ma的坪年齡。由于鉀長石的40Ar/39Ar封閉溫度過低，其給出的后期冷卻年齡所具體對應(yīng)的構(gòu)造事件常不易用確定。筆者等（1995）曾從郯廬斷裂帶肥東段（張八嶺隆起南部）5個走滑糜棱巖中獲得過全巖K-Ar年齡，介于95±

16、5 Ma和103±5 Ma之間。筆者等（2002）近年還從肥東段和大別山東緣獲得了7個走滑糜棱巖、超糜棱巖的全巖40Ar/39Ar年齡，其中肥東段的兩個全巖年齡分別為119 Ma和120 Ma（早白堊世）。由于糜棱巖全巖含有多種含鉀礦物，各自的封閉溫度不一致，總體上Ar同位素體系組成復(fù)雜，因而其全巖40Ar/39Ar年齡只能是混合年齡，精度與可靠性均較差，難以給出準(zhǔn)確的變形或冷卻年齡。上述對郯廬斷裂帶的年代學(xué)研究，給出了較分散的結(jié)果，可靠性差，仍無法確定斷裂帶在造山之后平移的準(zhǔn)確時間。特別是斷裂帶左行平移是發(fā)生在早白堊世初、中期還是晚期，意義重要。中國東部早白堊世是強(qiáng)烈的構(gòu)造變動期，

17、既有大規(guī)模的巖漿活動，也有區(qū)域性的盆地形成（如松遼、膠萊、合肥盆地）。郯廬斷裂帶的左行平移是發(fā)生在這些巖漿活動、盆地形成之前、期間還是之后，不但涉及到中國東部的構(gòu)造演化與動力學(xué)背景，也關(guān)系到構(gòu)造體制轉(zhuǎn)換問題。為此，筆者等在詳細(xì)的野外與室內(nèi)工作基礎(chǔ)上，從郯廬斷裂帶肥東段左旋走滑韌性剪切帶糜棱巖中挑選出7個黑云母與3個角閃石進(jìn)行了40Ar/39Ar同位素法定年，首次獲得了該剪切帶糜棱巖中黑云母與角閃石的準(zhǔn)確40Ar/39Ar年齡，為該斷裂帶準(zhǔn)確的左行平移時間提供了可靠的證據(jù)。 圖1 郯廬斷裂帶肥東段構(gòu)造圖與采樣位置1白堊紀(jì)陸相沉積；2張八嶺群；3肥東群中大理巖；4肥東群中片麻巖

18、；5燕山期巖體；6韌性剪切帶；7片麻理軌跡；8脆性斷層；9糜棱面理產(chǎn)狀；10片麻理產(chǎn)狀；11礦物拉伸線理產(chǎn)狀；12層面產(chǎn)狀；13石英組構(gòu)采樣點(diǎn)及編號；14測年樣采樣點(diǎn)及編號。所附糜棱巖組構(gòu)赤平投影為吳氏網(wǎng)下半球投影 1 剪切帶特征郯廬斷裂帶最醒目的地質(zhì)現(xiàn)象是將大別與蘇魯造山帶大規(guī)模左行錯開(圖1)，兩造山帶之間的斷裂帶出露區(qū)為張八嶺隆起（圖1）。張八嶺隆起北段出露新元古代張八嶺群高壓變質(zhì)巖系（含藍(lán)片巖），它相當(dāng)于大別造山帶南部的張八嶺群、隨縣群和蘇魯造山帶南部的云臺組變火山巖系(湯家富和許衛(wèi), 2002)。張八嶺隆起南部的肥東段，出露為肥東群高級變質(zhì)雜巖，可能相當(dāng)于大別雜巖

19、和蘇魯造山帶的膠南群。因而，張八嶺隆起應(yīng)是郯廬斷裂帶左行錯開大別蘇魯造山帶中沿斷裂帶殘留的造山帶巖片。張八嶺隆起以西為華北板塊之上的合肥盆地所掩蓋，而以東為華南板塊上的下?lián)P子前陸褶斷帶。張八嶺隆起南部的肥東段（圖1），是整個郯廬斷裂帶上韌性剪切帶出露最好、規(guī)模最大的部位。肥東段南部出露層次略淺，最寬處達(dá)10km，由6條北北東向次級韌性剪切帶相間組成。次級韌性剪切帶內(nèi)部由初糜棱巖、糜棱巖組成，其間較多地殘留著造山帶高級變質(zhì)雜巖。而肥東段北部出露層次略深，韌性剪切變形強(qiáng)而普遍，5km寬左右的露頭區(qū)幾乎都由不同程度的糜棱巖類組成。該北部一般由6-7條北北東向次級韌性剪切帶緊密平行排列，剪切帶中心多為

20、超糜棱巖，向兩側(cè)糜棱巖化程度降低。根據(jù)野外的系統(tǒng)觀測與室內(nèi)糜棱面理、礦物拉伸線理的赤平投影（圖1），肥東段北部糜棱面理優(yōu)勢走向為NE35°，一致向南東東陡傾，傾角多為65°80°；礦物拉伸線理一致向南南西緩傾，傾角以10°20°居多，顯示為典型走滑韌性剪切帶特征。而肥東段南部，糜棱面理走向北東，但多向西陡傾（圖1）；其上礦物拉伸線理仍為向南南西緩傾。根據(jù)野外糜棱面理走向變化特征、S-C組構(gòu)、旋轉(zhuǎn)殘斑系等及室內(nèi)大量定向片下（32片）S-C組構(gòu)、旋轉(zhuǎn)殘斑系、云母魚等，一致指示肥東段韌性剪切帶為左旋走滑韌性剪切帶。在上述韌性剪切帶之間的區(qū)域變質(zhì)雜巖內(nèi)

21、，片麻理多走向北東東（圖1），向南南東傾為主，傾角中等，以傾向拉伸線量占優(yōu)勢。它們代表了郯廬韌性剪切變形之前的造山組構(gòu)，并且受到了郯廬走滑牽引影響，同時其牽引現(xiàn)象也指示郯廬韌性剪切帶為左旋。為了進(jìn)行一步確定該段郯廬韌性剪切帶的運(yùn)動學(xué)規(guī)律與變形環(huán)境，工作中還采集了18個糜棱巖的定向標(biāo)本，在費(fèi)氏臺上對動態(tài)重結(jié)晶石英進(jìn)行了C軸組構(gòu)測量。每個樣品測試的顆粒數(shù)（n）一般為150個左右（少數(shù)由于顆粒過細(xì)而較少）。經(jīng)等面積網(wǎng)下半球投影后（計算機(jī)上用StereNett2.46完成），所做出的石英C軸組構(gòu)圖見圖2。根據(jù)組構(gòu)圖的對稱面，可以確定采樣點(diǎn)具體的剪切方向（示于圖2，Passchier and Trouw

22、,1996）。而這些組構(gòu)構(gòu)圖相對于有限應(yīng)變XY面的偏轉(zhuǎn)方向，一致指示了所分析樣品經(jīng)歷了左旋剪切（Passchier and Trouw,1996）。根據(jù)所確定剪切方向與XY面的交角關(guān)系，也同樣指示了左旋剪切。這一系列石英C軸組構(gòu)分析可靠地確定了肥東段韌性剪切帶為左旋走滑韌剪切帶，與野外觀察和定向片下顯微指向構(gòu)造一致。所分析樣品的C軸組構(gòu)圖基本上都顯示為單斜對稱（僅N4樣略顯斜方對稱），指示了平面應(yīng)變特征。由低溫向高溫，石英的優(yōu)勢滑移系為底面菱面柱面，相應(yīng)低溫下石英C軸組構(gòu)圖為周緣點(diǎn)極密、小圓環(huán)帶、大圓環(huán)帶及其組合，而高溫（角閃巖相及以上）組構(gòu)圖為單一柱面滑移形成的中央點(diǎn)極密（Passchier

23、 and Trouw,1996）。由圖2可見，肥東段糜棱巖以周緣點(diǎn)極密為主，指示底面與菱面滑移系的活動占優(yōu)勢。N1、N2、N3、N12、N14的I型環(huán)帶，反映已有弱的柱面滑移。這一系列組構(gòu)圖指示肥東段糜棱巖形成于綠片巖相的低溫環(huán)境，與后文的溫度估計相一致。 2 樣品描述與變形溫度估計本次工作中在郯廬斷裂帶肥東段北部7處采集了初糜棱巖、糜棱巖樣品9塊（圖1），以供分選單礦物用于40Ar/39Ar測年。所采集的糜棱巖類樣品在野外都具有明顯的北東走向、向東陡傾的糜棱面理和平緩的礦物拉伸線（圖1，表1），露頭上構(gòu)造（如S-C組構(gòu)、旋轉(zhuǎn)殘斑）顯示為左行平移，既都為左旋走滑形成的糜棱巖

24、。本次所采集測年樣品的顯微鏡下鑒定結(jié)果見表1。這些樣品為糜棱巖或初糜棱巖，原巖分別含黑云母花崗片麻巖、黑云母花崗片麻巖、斜長角閃巖、角閃片麻巖等。樣品中角閃石皆以殘斑出現(xiàn)，定向排列，在變形中主要呈剛性行為。黑云母多呈殘斑和基質(zhì)中新生礦物兩種型式，定向排列。僅N13和N14兩樣品黑云母僅出現(xiàn)在基質(zhì)中，平均短  圖2 郯廬斷裂帶肥東段糜棱巖石英C軸組構(gòu)圖（采用等面積網(wǎng)下半球投影，n為測量的顆粒數(shù)，L指示拉伸線理方向，XY面指應(yīng)變橢球的XY面，即糜棱面理面，等值線分別為1%， 2%， 3%.22%）    &#

25、160;表1 郯廬斷裂帶肥東段糜棱巖樣品描述樣品號采樣地點(diǎn)及經(jīng)緯度原巖類型巖石類型面理/線理產(chǎn)狀礦物組合石英動態(tài)重結(jié)晶型式長石變形行為N13闞集廟山采場：315435.7N        1174033.8E花崗片麻巖糜棱巖145°65°/226°21°殘斑(30%):Qz+Fel+Hb基質(zhì)(70%):Qz+Bi+FelSR+GBM塑性拉長與部分動態(tài)重結(jié)晶N14斜長角閃巖糜棱巖殘斑(20%):Fel+Hb+Qz基質(zhì)(80%):Bi+Fel+Qz +FelSR+GBM

26、塑性拉長與部分動態(tài)重結(jié)晶N15闞集林場：315353.5N        1174051.6E含黑云母花崗片麻巖糜棱巖115°71°/198°19°殘斑(30%):Fel+Qz+Bi基質(zhì)(70%):Qz+Bi+FelSR+GBM塑性拉長與部分動態(tài)重結(jié)晶N17馬集王山韋東：315212.3N        1173915.0E含黑云母花崗片麻巖糜棱巖130°65°/212

27、6;18°殘斑(50%):Qz+Fel+Bi基質(zhì)(50%):Qz+Bi+FelSR+GBM塑性拉長與部分動態(tài)重結(jié)晶N18王鐵龔朝西：315129.1N        1173856.2E斜長角閃巖糜棱巖128°87°/210°30°殘斑(20%):Fel+Qz+Hb基質(zhì)(80%):Bi+QzSR+GBM塑性拉長與波狀消光N21王鐵宋山洼北：315052.7N        1173854

28、.5E黑云母花崗片麻巖初糜棱巖125°75°/207°28°殘斑(80%):Fel+Qz+Bi基質(zhì)(20%):Qz+Bi+EpSR+GBM塑性拉長與波狀消光N22黑云母花崗片麻巖初糜棱巖殘斑(75%):Qz+Fel+Bi基質(zhì)(25%):Qz+Bi+EpSR+GBM塑性拉長與波狀消光N28煙頭山水庫：315435.3N      1174256.3E斜長角閃巖糜棱巖125°85°/215°3°殘斑(30%):Hb+Fel+Qz基質(zhì)(70%):Bi+Qz+Ep

29、SR+GBM塑性拉長與波狀消光N47方集西韋采場：314906.6N      1173828.8E角閃片麻巖初糜棱巖125°62°/207°16°殘斑(75%):Fel+Hb+Qz+Bi基質(zhì)(25%):Qz+Bi+EpSR+GBM塑性拉長與波狀消光注:Qz-石英；Fel-長石；Bi-黑云母；Hb-角閃石；Ep-綠簾石；SR-亞顆粒旋轉(zhuǎn)重結(jié)晶；GBM-顆粒邊界遷移重結(jié)晶 軸粒徑為100m左右，是由糜棱巖化退變質(zhì)中由流體中結(jié)晶而來。其它殘斑與基質(zhì)黑云母共存的樣品中，殘斑粒徑皆大于150m

30、，而基質(zhì)粒徑皆小于50m。石英以殘斑和基質(zhì)兩種型式出現(xiàn)。石英殘斑廣泛表現(xiàn)為塑性拉長、定向排列，普遍出現(xiàn)波消光或帶狀消光與核幔構(gòu)造?；|(zhì)中石英為動態(tài)重結(jié)晶石英，鏡下顯示亞顆粒旋轉(zhuǎn)（SR）與顆粒邊界遷移（GRB）動態(tài)重結(jié)晶同時出現(xiàn)，以前者略多。N13、N14、N15、N17樣品中長石殘斑皆呈現(xiàn)為塑性拉長，并且邊緣還出現(xiàn)了較明顯的動態(tài)重結(jié)晶，使基質(zhì)中也出現(xiàn)了細(xì)粒的長石。其它樣品中長石皆以塑性拉長的殘斑型式出現(xiàn)，定向排列，具波狀消光，并且多在兩端沿面理出現(xiàn)尖滅，指示為糜棱巖化中的塑性拉長。根據(jù)上述顯微鏡下觀察，本次測年中所分選出的角閃石皆為糜棱巖中的殘斑礦物，選樣中通過過篩只選取了>100m的粒

31、級。所分選的N13和N14黑云母樣為糜棱巖基質(zhì)中新生的黑云母，只選取了>85m粒級，其它黑云母樣皆為>85m粒級的殘斑（表2）。糜棱巖基質(zhì)中新生礦物組合及礦物的變形現(xiàn)象是與變形溫度密切相關(guān)的，據(jù)此可以進(jìn)行變形溫度估計。由本次糜棱巖樣品基質(zhì)礦物組合可見（表1），特別是其中新生黑云母的普遍出現(xiàn)，指示變形環(huán)境至少為中綠片巖相。眾所周知，綠片巖相的溫度范圍為300500(Essene,1989)，而中綠片巖相溫度范圍為400450。Urai et al (1986)和Mancktelow and Pennacchioni (2004)的研究表明，隨著變形溫度的升高，石英由SR向GBM動態(tài)重

32、結(jié)晶轉(zhuǎn)換，這一轉(zhuǎn)換溫度發(fā)生在400左右，在400700范圍內(nèi)SR與GBM動態(tài)重結(jié)晶現(xiàn)象共存。本次糜棱巖樣品中普遍存在著SR與GBM動態(tài)重結(jié)晶共存的現(xiàn)象，指示變形溫度應(yīng)高于400。Simpson(1985)對天然變形巖石中長石脆韌性轉(zhuǎn)換溫度的詳細(xì)研究顯示，低綠片巖相下長石呈脆性變形，中綠片巖相下開始顯示以位錯蠕變?yōu)闃?biāo)志的塑性變形，而進(jìn)入高綠片巖相低角閃石相長石呈現(xiàn)為以動態(tài)重結(jié)晶為標(biāo)志的塑性變形。這一轉(zhuǎn)換溫度發(fā)生在400550。Passchier & Trouw (1996)也指出，400以下長石呈現(xiàn)為顯微破裂，在400500時長石變形主要表現(xiàn)為位錯攀移，以塑性拉長、波狀消光及形成亞顆粒和

33、核-幔構(gòu)造為特征，而在500以上則長石的動態(tài)重結(jié)晶占優(yōu)勢。所分析糜棱巖中，N13、N14、N15、N17樣品內(nèi)長石呈現(xiàn)為塑性拉長與邊緣較明顯的動態(tài)重結(jié)晶共存，指示變形溫度為500左右。而其它樣品中長石僅表現(xiàn)為塑性拉長與波狀消光，估計變形溫度為450左右。綜合上述分析，本次N13、N14、N15、N17樣品的變形溫度估計為500左右，其它樣品估計為450左右（表2）。 3 測試結(jié)果工作中對郯廬斷裂帶肥東段走滑糜棱巖類中分選出的7個黑云母、3個角閃石樣送中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所Ar-Ar法定年實驗室進(jìn)行進(jìn)行40Ar/39Ar測年分析。具體分析儀器類型、分析程序詳見文獻(xiàn)30

34、。等時線處理是采用Isoplot2.49程序(Ludwig, 2001)。10個樣品的40Ar/39Ar分析數(shù)據(jù)見附錄，所計算的年齡值與反等時線參數(shù)(反等時線年齡、40Ar/36Ar初始值與MSWD值)見表2，40Ar/39Ar年齡譜與反等時線見圖3。采自闞集廟山采場N13糜棱巖中的基質(zhì)黑云母樣品，40Ar/39Ar總氣體年齡（TGA）為137.0±1.5 Ma，坪年齡（Tp）為130.3±0.6 Ma(3-12溫階，98%39Ar釋放量)，反等時線年齡（Ti）為130.2±1.9 Ma（圖3）。該反等時線的40Ar/36Ar初始比值為273±22，考慮

35、誤差后與現(xiàn)今大氣氬標(biāo)準(zhǔn)值（295.5±5）接近。而反等時線的MSWD為4.2（圖3）。其較大的TGA是由于前兩個溫階過大的視年齡引起的。該黑云母的坪年齡與反等時線年齡在誤差范圍內(nèi)相互吻合，指示為可信的年齡，其坪年齡可用于地質(zhì)解釋。同一采場中另一N14糜棱巖中的基質(zhì)黑云母樣品，總氣體年齡為133.2±1.5 Ma，坪年齡為134.1±0.6 Ma(2-12溫階，94%39Ar釋放量)，反等時線年齡為133.7±1.6 Ma（圖3）。該反等時線的40Ar/36Ar初始比值為292±7.2，與現(xiàn)今大氣氬標(biāo)準(zhǔn)值一致。而反等時線的MSWD為1.8，反映擬

36、合程度好。該黑云母樣品總氣體 圖3郯廬斷裂帶肥東段糜棱巖中黑云母、角閃石40Ar/39Ar年齡譜及反等時線圖 表2郯廬斷裂帶肥東段糜棱巖中黑云母、角閃石40Ar/39Ar測年結(jié)果一覽表樣品號測試對象與粒級變形溫度估計總氣體年齡TGA(Ma)坪年齡Tp(Ma)反等時線年齡(Ma)40Ar/36Ar初始值反等時線MSWDN13基質(zhì)黑云母，>85m500左右137.0±1.5130.3±0.6(3-12溫階，98% 39Ar釋放量)130.2±1.9273±224.2N14基質(zhì)黑云母，>85m500左右133.2

37、77;1.5134.1±0.6(2-12溫階，94% 39Ar釋放量)133.7±1.6292±7.21.8N14殘斑角閃石，>100m500左右144.3±2.4143.3±1.3(4-9溫階，88% 39Ar釋放量)130.5±8.9308±343.4N15殘斑黑云母，>85m500左右118.7±1.3118.7±0.5(3-12溫階，98% 39Ar釋放量)119.9±1.8189±621.6N17殘斑黑云母，>85m500左右1

38、41.3±1.6135.6±0.6(3-14溫階，97% 39Ar釋放量)137.1±2.4267±245.9N18殘斑角閃石，>100m450左右217.3±2.9190.5±2.3(4-9溫階，72% 39Ar釋放量)176.0±11295±363.1N21殘斑黑云母，>85m450左右124.1±2.5124.8±0.7(3-14溫階，97% 39Ar釋放量)125.8±3.6231±804.2N22殘斑黑云母，>85m4

39、50左右126.3±2.8124.9±0.4(3-13溫階，99% 39Ar釋放量)122.4±2.3325±1205.2N28殘斑角閃石，>100m450左右175.9±3.6170.3±2.2(3-7溫階，68% 39Ar釋放量)175.0±3261±3508.1N47西韋殘斑黑云母，>85m450左右137.3±2.2137.2±0.8(2-12溫階，95% 39Ar釋放量)135.1±3.5302±836.2 年齡、

40、坪年齡與反等時線年齡三者在誤差范圍內(nèi)吻合，反映測試結(jié)果可靠，其坪年齡可用于地質(zhì)解釋。工作中從這N14糜棱巖中還分選出了殘斑角閃石樣品，其40Ar/39Ar總氣體年齡為144.6±2.4 Ma，坪年齡為143.3±1.3 Ma(4-9溫階，88%39Ar釋放量)，反等時線年齡為130.5±8.9 Ma（圖3）。反等時線的40Ar/36Ar初始比值為308±34，誤差偏大，可以認(rèn)為與現(xiàn)今大氣氬標(biāo)準(zhǔn)值吻合；而MSWD為3.4。該樣品總氣體年齡與坪年齡相吻合，反等時線年齡值略偏小。但是，考慮誤差后反等時線年齡與坪年齡相差僅3 Ma左右。總之，與本次工作中的N18

41、與 N28殘斑角閃石年齡比較(圖3,詳見后文), N14殘斑角閃石K-Ar同位素體系顯然在斷裂帶剪切活動中受到了重置，其坪年齡可用于地質(zhì)解釋。闞集林場的N15糜棱巖中黑云母樣品，40Ar/39Ar總氣體年齡為118.7±1.3 Ma，坪年齡為118.7±0.5 Ma(3-12溫階，98%39Ar釋放量)，兩者完全吻合。反等時線年齡為119.9±1.8 Ma，與坪年齡相吻合（圖3）。但是，反等時線（MSWD=1.6）40Ar/36Ar初始比值為189±62，明顯低于現(xiàn)今大氣氬標(biāo)準(zhǔn)值。這一初始比值的異常，反映可能由于后期風(fēng)化出現(xiàn)過Ar丟失而使年齡偏

42、輕，因而不適合作為地質(zhì)解釋。馬集王山韋東的N17糜棱巖中黑云母樣品，總氣體年齡為141.3±1.6 Ma，坪年齡為135.6±0.6 Ma（3-14溫階，97%39Ar釋放量），反等時線年齡為137.1±2.4 Ma。反等時線的40Ar/36Ar初始比值為267±24，考慮誤差后與現(xiàn)今大氣氬標(biāo)準(zhǔn)值可吻合。反等時線的MSWD為5.9。其略偏大的TGA同樣也是第一溫階過大的視年齡造成的。該黑云母的坪年齡與反等時線年齡在誤差范圍內(nèi)相吻合，指示坪年齡可用于地質(zhì)解釋。該樣品與N14黑云母年齡值是一致，兩者可相互驗證，指示了測試結(jié)果的可靠。 王鐵宋山洼北采

43、場的N21和N22兩個黑云母樣品，總氣體年齡分別為124.1±2.5 Ma和 126.3±2.8 Ma，坪年齡分別為124.8±0.7 Ma (3-14溫階，97%39Ar釋放量)和124.9±0.4 Ma (3-13溫階，99%39Ar釋放量)。它們的反等時線年齡分別為125.9±3.6 Ma(MSWD=4.2)和122.4±2.3 Ma(MSWD=5.2)，反等時線的40Ar/36Ar初始比值分別為231±80和325±120，誤差過大。這兩個樣品各自的總氣體年齡、坪年齡與反等時線年齡在誤差范圍內(nèi)相互

44、吻合，并且兩個樣之間對應(yīng)年齡值也基本一致，指示了測試結(jié)果的可靠，應(yīng)是具有地質(zhì)意義的年齡值。    方集西西韋采場的N47初糜棱巖中黑云母樣品，總體年齡為137.3±2.2 Ma, 坪年齡為137.2±0.8 Ma(2-12溫階，95%39Ar釋放量),反等時線年齡為135.1±3.5 Ma (MSWD=6.2），40Ar/36Ar初始比值為302±83。該樣品總氣體年齡、坪年齡與反等時線年齡在誤差范圍內(nèi)相互吻合，其坪年齡可用于地質(zhì)解釋。王鐵東龔朝西的N18糜棱巖中殘斑角閃石樣品，40Ar/39Ar總氣體年

45、齡為217.3±2.9 Ma，坪年齡為190.5±2.3 Ma(4-9溫階，72%39Ar釋放量)，反等時線年齡為176.0±11 Ma，40Ar/36Ar初始比值為295±36，MSWD為3.1。該樣品反等時線年齡小于坪年齡，而總氣體年齡又顯著大于這兩者。由圖3可見，其年齡譜呈“馬鞍形”，指示有過剩Ar的影響。郯廬斷裂帶肥東段是疊加在原先的造山帶高級變質(zhì)雜巖之上，N18糜棱巖中殘斑角閃石應(yīng)是造山過程中形成的。Hacker et al. (2000)曾報道過大別造山帶內(nèi)角閃石多含過剩Ar，與，N18角閃石特征相似。該角閃石視年齡信息與前述的大量早白堊世黑

46、云母與N14角閃石40Ar/39Ar年齡相比較，可見其在郯廬剪切活動中Ar同位素體系基本上沒有受到撓動。Ratschbacher et al.（2000）曾報了大別山超高壓帶內(nèi)副片麻巖中角閃巖40Ar/39Ar總氣體年齡為194.7±1.9 Ma，但也出現(xiàn)了“馬鞍形”年齡譜。陳江峰等(1995)報道了大別造山帶太湖李社石榴二云鉀長片麻巖中角閃石的40Ar/39Ar坪年齡為192.7±0.3 Ma。N18角閃石190 Ma的40Ar/39Ar坪年齡信息與這兩個年齡值相近，可能也反映了大別造山過程中變質(zhì)作用的冷卻年齡，指示了研究區(qū)肥東群變質(zhì)雜巖在郯廬糜棱巖化之前的區(qū)域變質(zhì)年齡信

47、息。煙頭山水庫的N28糜棱巖中的殘斑角閃石樣品，總氣體年齡為175.9±3.6 Ma。該樣品的坪年齡為170.3±2.2 Ma (3-7溫階，68%39Ar釋放量)，反等時線年齡為175.0±32 Ma，兩者相吻合。其40Ar/36Ar初始比值為61±350，呈現(xiàn)為異常值。反等時線的MSWD為8.1，擬合程度不好。雖然該角閃石樣品的總氣體年齡、坪年齡與反等時線年齡三者在誤差范圍內(nèi)相吻合，但是其年齡譜也呈“馬鞍形”（圖3），出現(xiàn)了40Ar/36Ar初始比值的異常。該角閃石樣品也應(yīng)是有過剩Ar的影響，可能在郯廬剪切活動中又出現(xiàn)了部分?jǐn)_動，從而使坪年齡明顯低于

48、N18角閃石樣品。因而，本文認(rèn)為N28角閃石的年齡值不適合于地質(zhì)解釋。  4 地質(zhì)解釋在剪切帶糜棱巖的40Ar/39Ar年代學(xué)研究中，變形溫度能否超過測試對象的封閉溫度關(guān)系到測試對象在變形中K-Ar同位素體系能否被重置而記錄下變形時間或冷卻至封閉溫度的時間。    根據(jù)所測試糜棱巖內(nèi)基質(zhì)中新生礦物組合、石英動態(tài)重結(jié)晶型式與長石的變形行為，本文估計這些糜棱巖的變形溫度分別為500左右或450左右（表1、表2），顯著超過了黑云母的封閉溫度（300±50，陳江峰等,1995；Harrison et al., 1985），

49、因而這些糜棱巖中的黑云母應(yīng)該記錄冷卻年齡。角閃石的封閉溫度為500±50(Harrison, 1981；Reddy et al., 1997)。測試殘斑角閃石的N14糜棱巖，估計其變形溫度為500左右（表2），剛達(dá)到了角閃石的封閉溫度。該樣品的實際年齡值（Tp=143.3±1.3 Ma）大大低于原巖的變質(zhì)年齡（見N18和N28角閃石年齡），形成了較好的年齡坪，顯示其角閃石中的K-Ar同位素體系在郯廬剪切活動中受到了完全重置。測試殘斑角閃石的N18 與N28糜棱巖樣品，估計其變形溫度為450左右，剛好達(dá)到了角閃石封閉溫度的下限。實際測試結(jié)果表明，這兩個樣品的坪年齡分

50、別為190.5±2.3 Ma（N18）和170.3±2.2 Ma（N28），大大高于黑云母所記錄的熱事件時間，與大別造山帶內(nèi)角閃石40Ar/39Ar年齡類似，故這兩個角閃石樣品主要是記錄了斷裂帶所疊加的造山帶變質(zhì)雜巖的年代學(xué)信息，并有可能被部分?jǐn)_動。來自同一采場的N13與 N14左旋走滑糜棱巖，所測試的黑云母皆為基質(zhì)中同構(gòu)造新生的黑云母（表1）。它們只會記錄變形年齡或冷卻年齡，不會像糜棱巖中殘斑一樣理論上可能殘留糜棱巖化之前的年代學(xué)信息。根據(jù)這兩個樣品500左右的變形溫度估計（表2），其130.3±0.6 Ma（N13）和134.1±0.6 M

51、a（N14）的40Ar/39Ar坪年齡應(yīng)該記錄的是該處郯廬斷裂左行平移活動的冷卻年齡。從N14同一樣品中分離的角閃石所給出的143.3±1.3 Ma的較高40Ar/39Ar坪年齡，也指示該采場兩個黑云母樣的坪年齡應(yīng)為冷卻年齡。這同一采場兩個黑云母樣（相距5m）約4 Ma的冷卻年齡差異，除與測試誤差有關(guān)外，也可能體現(xiàn)了剪切帶中不均勻冷卻的特點(diǎn)?；贜14糜棱巖變形溫度與角閃石封閉溫度一致，筆者認(rèn)為該樣品中角閃石143.3±1.3 Ma的40Ar/39Ar坪年齡(早白堊世初，Harland et al., 1989)應(yīng)代表了變形年齡，即指示了郯廬斷裂帶肥東段左行平移是發(fā)生在14

52、3.3 Ma前的早白堊世初。這一時間比筆者曾報道的肥東段糜棱巖全巖40Ar/39Ar坪年齡(119 Ma、120 Ma)早24 Ma，顯示應(yīng)用單礦物進(jìn)行40Ar/39Ar測年要準(zhǔn)確的多。糜棱巖全巖中較多低封閉溫度（200左右）的長石可能是使其年齡明顯偏低的主要原因。本次測試結(jié)果也顯示，雖然大別造山中形成的角閃石多含過剩Ar，但在后期熱事件的完全重置中可以使Ar清空而完全消除過剩Ar的影響。根據(jù)N14樣品中角閃石與黑云母的各自坪年齡與封閉溫度，可以計算出該處郯廬斷裂帶早白堊世左行平移活動中的平均冷卻速率為21.7/Ma，屬于較快速的冷卻。這一快速冷可能與剪切活動停止后使剪切加熱快速散失有關(guān)。N1

53、7黑云母(Tp=135.6±0.6 Ma)和N47黑云母(Tp=137.2±0.8 Ma)的40Ar/39Ar坪年齡，也記錄的是走滑變形的冷卻年齡。N21和N22黑云母的坪年齡同樣也記錄的是走滑活動中的冷卻年齡，但是它們冷卻至300（黑云母封閉溫度）的時間卻是124.8±0.7 Ma和124.9±0.4 Ma，明顯變晚，指示了郯廬斷裂帶肥東段早白堊世左旋韌性剪切中不均勻冷卻的現(xiàn)象。前已述，郯廬斷裂帶肥東段北部，由若干條次級走滑韌性剪切帶組成，各次級韌性剪切帶的發(fā)生時間、停止活動時間、走滑隆升量等都會有一定差異，相應(yīng)也會造成不同的冷卻年齡。因而，斷裂帶糜棱

54、巖中某一單礦物所記錄的某一冷卻年齡會與實際變形年齡有較大相差，而不同冷卻年齡的最大值應(yīng)與實際變形年齡最接近。由N47黑云母所記錄的最大冷卻年齡值，可以限定該段郯廬剪切帶活動時間要早于137 Ma，也反映將N14角閃石坪年齡解釋為變形年齡是正確的。本次工作中所獲得的各個黑云母的40Ar/39Ar冷卻年齡，應(yīng)該多記錄的是走滑運(yùn)動之后冷卻至黑云母封閉溫度的時間，其較分散的年齡值反映主要反映不均勻冷卻的歷史，并非與具體地質(zhì)事件一一對應(yīng)?？傊?，本次工作中所獲得的多個角閃石、黑云母的40Ar/39Ar年齡，提供了郯廬斷裂帶肥東段豐富的年代學(xué)信息。N14角閃石的坪年齡，指示了變形年齡，表明該段斷裂帶的左行平

55、移發(fā)生在143.3 Ma前的早白堊世初。該韌性剪切帶內(nèi)6個黑云母樣品（N13、N14、N17、N21、N22、N47），分別記錄了不同的冷卻年齡，變化于137.2 Ma至124.8 Ma之間（皆為早白堊世）。從這些黑云母的冷卻年齡也可以推斷，郯廬斷裂帶肥東段早白堊世的左行平移的發(fā)生時間要早于137.2 Ma，這樣可以限定斷裂帶左行平移的持續(xù)期間要小于6 Ma。由此可見，郯廬斷裂帶的平移時間是相對短暫的。N18 與N28糜棱巖由于變形溫度沒有超過角閃石的封閉溫度，其中角閃石仍主要是殘留糜棱巖化之前造山帶變質(zhì)雜巖的年代學(xué)信息（坪年齡分別為190.5±2.3 Ma和170.3±2.2 Ma），顯著高于帶內(nèi)早白