秦岭商丹断裂带的构造样式与变形分析.docVIP

第 5 7 卷 第 5 期 Vol． 57 No． 5 地 质 论 评 GEOLOGICAL REVIEW 2 0 1 1 年 9 月 Sept ． 2 0 1 1 秦岭商丹构造带商南段岩石变形与变质条件探讨 李加好，宋传中，任升莲，王中，涂文传，张欢，张浩然 合肥工业大学资源与环境工程学院，合肥，230009 内容提要: 秦岭商丹构造带( 商南—丹凤构造带) 商南段南缘出露一套构造岩组合，其中包括变质砂岩、云母片 岩、含石榴子石云母石英片岩、初糜棱岩以及糜棱岩等。岩片之间呈逆冲叠置关系、褶皱和断裂发育，其中保留大量 的岩石变形—变质方面的信息。本文以含石榴子石云母石英片岩为主要研究对象，通过详细的矿物学特征研究并 结合电子探针成分分析，认为其中的石榴子石为铁铝榴石，具有成分环带。利用石榴子石—黑云母地质温压计和多 硅白云母地质压力计估算该区变质作用峰期温度为 560 ～ 588℃ ，变质压力上限为 0. 59 ～ 0. 65GPa，对应变质相为绿 帘-角闪岩相到低角闪岩相，为大陆造山带环境。变形强度分析显示本区岩石变形强烈，应变椭球体呈现为三轴扁椭 球状( 压扁型 ) 。利 用 商 丹 带糜棱岩中动态重结晶石英颗粒粒径计算出糜棱岩变形时的古应力差在 23. 93 ～ 36. 70MPa 之间，应变速率范围为 4. 47793 × 10 － 15 s － 1 ～ 1. 36090 × 10 － 14 s － 1 ，属中等应变速率。 关键词: 商丹构造带( 商南—丹凤构造带) ; 变质条件; 地质温压计; 变形分析 商丹( 商南—丹凤) 构造带是华北、扬子板块俯 冲、碰撞的缝合带，也是划分南、北秦岭的边界断裂 带，这一认识已为多数地质工作者所接受 ( 张 国 伟 等，1988，1995，1996; Zhang Guowei et al． ，1989; Yu Zaiping et al． ，1995; 于 在 平 等，1996; 杨 志 华 等， 1999; 周鼎武等，2002; 宋 传 中 等，2009 ) 。构 造 带 南 缘分布着一些变质程度不等的地层，以往均划归泥 盆系刘岭群，后来不少学者先后提出刘岭群应当解 体( 于在平等，1991; Niu Hongjian et al． ，1993; 牛 宏 建，1995; 裴先治等，1995) ，即原刘岭群北部的这些 变质程度不等的地层是由一系列韧性、韧脆性及脆 性断裂分割的不同时代、不同性质、不同类型的构造 岩组成。这些构造岩的时代大多数属于古生代，最 老可追索至新太古代，它们大体上记录了华北、扬子 陆块的早期演化及后期板块发展阶段的裂解、俯冲、 碰撞阶段的历史，为研究华北、扬子板块不同阶段的 地质演化提供了重要信息 ( 曹宣铎等，2001; 周鼎武 等，2002 ) 。Wei Chunjing 等 ( 1999 年) 曾 对 南 秦 岭 造山带东段岩石进行了较为详细的变质研究，而对 靠近断裂带的这套岩石，前人的研究多数集中在地 层分析 ( 曹 宣 铎 等，2001 ) 、沉 积 环 境 判 别 ( 于 在 平 等，1996) 和 构 造 演 化 ( Mattauer et al． ，1985 ) 等 方 面，而对于确切的变质环境涉及较少。因此本文选 取这套构造岩进行了构造变形分析，并对其内一套 含石榴子石云母石英片岩进行了电子探针分析，进 而对商丹构造带的变质环境进行较为准确的判别。 1 地质背景 秦岭商丹构造带商南段南缘出露了一套地层， 前人把这套变质程度不等的地层划归于泥盆系刘岭 群，详细的野外调查揭示它们是一套由一系列脆性、 脆韧性、韧性断裂分割的不同类型、不同性质的构造 岩石组合 ( 曹 宣 铎 等，2001 ) 。岩 石 组 合 包 括 板 岩、 变质砂岩、云母片岩、含石榴子石云母石英片岩、初 糜棱岩以及糜棱岩等( 图 1) 。因为这套地层是板块 俯冲—碰撞前的必威体育精装版地层，记录的信息就是板块俯 冲—碰撞以及缝合带形成的信息。而构造带北侧秦 岭群年代古老( 古元古代) ，其内的变形较为复杂且 大部分经过改造，因此选用构造带南缘的这套岩石 组合来研究构造带的变形历史。 通过野外的详细的观察，发现该区构造变形至 少可以分为三期。第一期表现为韧性剪切、逆冲推 覆及相关的褶皱作用，该岩石现今的构造格架表现 为一系列逆冲断层构成的逆冲叠置岩片组合，岩片 之间的岩层呈同斜、紧闭、倒转褶皱，褶 皱 类 型 为 A 型褶皱，褶皱 枢 纽 产 状 为 24° ∠55°，岩 石 面 理 倾 向 注: 本文为国家自然科学基金资助项目( 批准号40772131 和中石化基础研究项目(