郯庐断裂带中生代构造演化史_进展与新认识

郯庐断裂带中生代构造演化史_进展与新认识
郯庐断裂带中生代构造演化史_进展与新认识

收稿日期:2008-04-28;修订日期:2008-08-20

基金项目:国家自然科学基金项目(批准号:40572120)资助。作者简介:张岳桥(1963-

),男,教授,博士生导师,从事构造地质、

新构造和盆地研究、教学工作。E-mail:yueqiao-zhang@sohu.com地质通报

GEOLOGICALBULLETINOFCHINA

第27卷第9期2008年9月Vol.27,No.9Sep.,2008

郯庐断裂带中生代构造演化史:进展与新认识

张岳桥1,董树文2

ZHANGYue-qiao1,DONGShu-wen2

1.南京大学地球科学系,江苏南京210093;2.中国地质科学院地质力学研究所,北京100081

1.DepartmentofEarthSciences,NanjingUniversity,Nanjing210093,Jiangsu,China;

2.InstituteofGeologicalMechanics,ChineseAcademyofGeologicalSciences,Beijing100081,China

摘要:总结出郯庐断裂带中生代运动学演化的过程与历史,概括为“两大运动时期、五个发展阶段”。第一运动时期对应于三叠纪—早侏罗世早期的“印支运动”,以扬子陆块与华北地块之间的拼合和碰撞造山为主导,郯庐断裂带经历了:①转换走滑阶段(240 ̄220Ma),其走滑活动局限在大别和苏鲁超高压变质带之间。这个阶段的陆-陆深俯冲作用使苏鲁超高压变质带向西韧性挤出,导致徐淮弧形构造带的形成和发育。②左旋平移走滑阶段(220 ̄190Ma),徐淮弧形构造带向南错移了约145km,并被大别山以北地区的东西向逆冲系统所吸收。左旋走滑扩展使郯庐断裂带贯穿整个华北和东北地区。第二运动时期对应于中、晚侏罗世至古新世时期的“燕山运动”,郯庐断裂带的演化与东亚活动陆缘的演化紧密联系在一起,经历了③中、晚侏罗世至早白垩世早期挤压走滑活动,伴随着华北东部地区岩石圈、地壳增厚和郯庐左旋走滑断裂系的发育。④早白垩世以地壳伸展和陆内裂谷断陷作用为主,使早期增厚的华北克拉通岩石圈发生垮塌和减薄。⑤晚白垩世—古新世以右旋走滑为主,沿断裂带及其两侧发育一系列拉分盆地。系统地阐述了郯庐断裂带中生代发育过程与地质特征,及其在东亚大陆演化历史中独特的作用。关键词:郯庐断裂;郯庐断裂系;中生代;基底走滑韧性剪切带;徐淮弧形构造;走滑构造;伸展构造中图分类号:P542+.3

文献标志码:A

文章编号:1671-2552(2008)09-1371-20

ZhangYQ,DongSW.MesozoictectonicevolutionhistoryoftheTan-Lufaultzone,China:Advancesandnewunder-standing.GeologicalBulletinofChina,2008,27(9):1371-1390

Abstract:TheauthorsputforwardanewchronologicalevolutionmodeloftheMesozoickinematichistoryoftheTan-Lufaultzone,whichisboileddownto“twomovementperiodsandfivedevelopmentstages”.ThefirstmovementperiodcorrespondstotheTriassictoearliestEarlyJurassic“IndosinianMovement”,characterizedbyamalgamationbetweentheNorthChinaCratonandtheYangtzeblockandcollisionalorogeny.Duringthismovementperiod,theTan-Lufaultzoneexperiencedtwostages,i.e.thefirstandsecondstages.Thefirststage(240-220Ma)wasatransitionstrike-slipstage,whenthestrike-slipmovementofthefaultzonewasrestrictedtoatransformzonebetweentwoultra-highpressure(UHP)metamorphicbelts.TheXu-HuaioroclineonthewesternsideoftheTan-LufaultzonewasformedbywestwardductileextrusionoftheSuluUHPmetamorphicbeltasaconsequenceofthedeepsub-ductionoftheYangtzeblockbeneaththeNorthChinaCraton.Thesecondstage(220-190Ma)wasaleft-lateralstrike-slipstage.Duringthisstage,theXu-Huaioroclinewasdisplacedsouthwardabout145kmandthenwasabsorbedanE-W-strikingthrustsys-teminthehinterlandareaoftheDabieorogenicbelt.Northwardpropagationoftheleft-slipmotionmadetheTan-LufaultzonegothroughthewholeofNorthChinaandNortheastChina.ThesecondmovementperiodcorrespondedtotheMiddle-LateJurassictoPaleocene“

YanshanMovement”,andthetectonichistoryoftheTan-LufaultzonewascloselyassociatedwiththeevolutionoftheactivecontinentalmarginofEastAsia.Thefaultzoneduringthismovementperiodunderwentthreestages,i.e.thethird,fourthandfifthstages.Thethirdstage(Middle-LateJurassictoearliestEarlyCretaceous)witnessedcompressivestrike-slipmotion,accompanied

地质通报GEOLOGICALBULLETINOFCHINA2008年

郯庐断裂是亚洲大地构造发展的关键,同时也是东亚最令人困惑的构造要素。对此,前人做了大量的调查和研究工作,取得了丰硕的成果,但存在的问题众多,各家观点相差很大,众说纷纭。

自20世纪50年代根据航磁异常特征确定了郯庐深大断裂带以来,对该断裂带的空间展布和组成结构特征,取得了许多共识,可以概括为[1](图1):①郯庐断裂带在航磁异常图上表现为显著的线性构造,对应于陡立的断裂带,在中国境内延伸长达2400km。这些断裂带的构造性质复杂,经历了长期的演变历史。②位于山东和江苏境内的中南段是郯庐断裂带的主段,由4条边界断裂组成(F1至F4),分别控制了白垩纪“两堑夹一垒”的构造格局,其中安邱-苴县断裂(F2)构成了华北地块与扬子陆块的边界。向南至安徽张八岭,几条断裂汇合成1条,沿张八岭—肥东陆块西侧发育。再向南,郯庐断裂带沿大别山东缘延伸,在广济终止在长江以北,没有错开扬子前陆地区的近E—W向褶皱构造带。③向北延伸至渤海湾海域和下辽河,主要由3支断裂组成,分别控制了下辽河中、新生代断陷盆地的发育[2]。东北地区通常认为有3条断裂,由东向西分别为敦化—密山断裂、伊兰—伊通断裂和沈阳—长春—哈尔滨断裂[3]。后者隐伏于松辽盆地东侧之下。敦化—密山断裂被认为是一条左旋走滑断裂[4-5]。所有这些断裂在白垩纪—早新生代时期强烈伸展复活,控制了白垩纪—早新生代断陷盆地的发育。④地表出露的郯庐断裂带大部分以脆性变形为主,记录了晚中生代—新生代的活动和变形历史[6-7]。沿郯庐断裂带两侧的基底岩石中发育了大型韧性走滑剪切带,如大别山东缘、张八岭地块、苏鲁造山带西缘等,它们在空间分布上不连续,受到后期构造的改造。这些基底韧性剪切带记录了郯庐断裂带中生代早期的变形历史[8-9]。⑤横穿郯庐断裂带的2条地学断面(江苏响水至内蒙古满都拉和安徽灵壁至上海奉贤)揭示了郯庐断裂带在浅部表现为堑-垒结构的复杂构造带,在深部是一条向下延伸切穿地壳到达上地幔的断裂破碎带与上地幔隆起带[10]。

郯庐断裂与三叠纪超高压变质带空间关系密切,人们对此予以关注并做了大量的研究工作,对超高压变质带的岩石矿物学、地球化学、构造地质学、同位素年代学等,大陆深俯冲和超高压变质带的形成时代、折返机理等都取得了举世注目的成果[11-30]。相比而言,郯庐断裂带的研究程度滞后于超高压变质带的研究,对郯庐断裂带的形成机制和演化历史,尽管提出了众多的模式[31-33],但至今尚没有一个模式为大众所普遍接受。主要分歧涉及到这条大型岩石圈断裂带的形成时代、大地构造属性、演化阶段、区域动力学背景等。总结起来有:①郯庐断裂带是一条古老断裂带,还是一条碰撞造山断裂带,抑或是陆缘走滑断裂带?②断裂带是否有大规模的走滑位移?如何理解郯庐断裂带向南突然终止、向北则延伸至东北地区?如果存在大规模的走滑位移,位移量是多少?是什么时候发生和累积的?走滑位移量是如何沿走向分布的?位移量又是如何被吸收的?③郯庐断裂带与其两侧高压、超高压变质带之间的运动学和动力学的关系如何?它们之间是否存在成生联系?2个超高压变质带是被郯庐断裂带错开的吗?如果被错开,如何解释郯庐断裂带向南突然终止于超高压变质带一侧?④碰撞造山期郯庐断裂带起到了什么作用?如果是一条走滑断裂,那么同碰撞走滑位移量是多少?如何沿走向分布?⑤后碰撞阶段走滑位移量是多少?如何沿走向分布?

显然,全面述评郯庐断裂带的研究成果和各家观点的分歧超出了笔者的能力。本文的目的是通过梳理这条巨型断裂带涉及到的重大构造问题,对最近10年来所获得的新的观察资料和测量数据进行整理,尤其是郯庐断裂带及其两侧基底韧性带的研究、构造年代学测试数据、盆地分析、古构造应力场

bythelithosphericandcrustalthickeningoftheeasternNorthChinaBlockandformationanddevelopmentoftheTan-Lufaultsys-tem.Thefourthstage(EarlyCretaceous)sawcrustalextensionandintracontinentalrifting,resultingincollapseandthinningofthethickenedlithosphereofNorthChina.Duringthefifthstage(LateCretaceoustoPaleocene),dextralstrike-slipmotionpredominatedandanumberofpull-apartbasinsformedalongandatbothsidesoftheTan-Lufaultzone.ThepapersystematicallydescribestheMesozoicdevelopmenthistoryandgeologicalfeaturesoftheTan-LufaultzoneanditsspecificroleplayedinthetectonicevolutionoftheEastAsiancontinent.

Keywords:Tan-Lufaultzone;Tan-Lufaultsystem;Mesozoic;basementstrike-slipductileshearzone;Xu-Huaiorocline;strike-slipstructure;extensionalstructure

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图1郯庐断裂带中南段构造纲要图(根据参考文献[39-43]编制)

Fig.1Tectonicoutlineofthesouth-centralsegmentoftheTan-LufaultzoneK2-E—上白垩统-古近系;K-E—白垩统-古近系;T3—上三叠统;Pt—元古宇;Ar-Pt1—太古宇-古元古界

反演等,来检验以前提出的断裂带的形成模式和演化历史,以此建立一个较为系统的关于郯庐断裂带形成和阶段性演化的模式,进一步提出郯庐断裂带研究的科学问题,推动中国东部大地构造的研究进程。

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1郯庐断裂带及其两侧基底韧性剪切带的变形特征

郯庐断裂带中南段近10年来研究的一个重要进展是发现了多条基底韧性走滑剪切带,主要有大别造山带东缘走滑韧性剪切带[8-9,34-35]、肥东走滑韧性剪切带[8-9,36]、张八岭东缘走滑韧性剪切带[37]等。另外在苏鲁超高压变质带西缘也发现了平行郯庐断裂带的韧性剪切变形[38-39]。通过对这些韧性剪切带的显微组构特征、运动学、变形条件、年代学等详细的野外观察和测试分析,尤其是运用同位素年代学方法对韧性剪切带内全岩和单矿物的年代学测试,获得了郯庐断裂带中生代走滑活动历史的重要信息。1.1肥东桴槎山基底走滑韧性剪切带

朱光及其研究小组[8-9,36]在郯庐断裂带东侧的肥东桴槎山地区,发现了数条NNE向基底韧性剪切带,其中以肥东桴槎山走滑韧性剪切带最为典型。该剪切带出露于肥东县境内的龙泉山、桴槎山一带的肥东群(Ar—Pt1)片麻岩中,主体由6条NNE向延伸的次级韧性剪切带相间组成,单条宽度数十米至数百米,累积宽度大于10km。对糜棱岩叶理和矿物拉伸线理进行了系统的野外观测和统计分析,北部优势走向为N35°E,一致向SEE陡倾,倾角多为65~80°,叶理面上矿物拉伸线理一致向SSW缓倾,倾角以10~20°居多;南部糜棱岩叶理走向NE,以向西陡倾为主,其上矿物拉伸线理向SSW缓倾。韧性剪切带从边缘向中心发育了一套完整的糜棱岩系列:糜棱岩化片麻岩、初糜棱岩、糜棱岩、超糜棱岩有规律地分布。糜棱岩中的石英呈波状消光,石英颗粒定向排列且具有缎带构造,主要由动态重结晶的细小颗粒组成,石英颗粒明显拉长,长宽比达8∶1,甚至更大。长石机械双晶和破裂构造发育,有时可见不均匀变形状态下产生的“火焰状”双晶纹,书斜构造、显微破裂构造等则显示出剪切条件下硬矿物粒内的破裂扩展和滑移特征。剪切带的糜棱岩中广泛发育σ型和δ型斑晶,斑晶多为长石,尾部有石英颗粒分布。

韧性剪切带糜棱岩中的旋转斑晶与拖尾的几何学特征、S-C组构、云母鱼构造等,指示该韧性剪切带运动学指向为左旋剪切[8-9]。肥东韧性剪切带运动学涡度值估算结果主要集中在0.87~0.95之间和0.74~0.95之间[44],说明该韧性剪切带的变形以简单剪切为主,同时存在一个垂直剪切带走向的纯剪变形分量,总体上表现为一条具有压扭性质的走滑剪切带。用动态重结晶颗粒估算的古差异应力为60 ̄90MPa和145 ̄160MPa[36]。基于韧性剪切带中糜棱岩显微组构特征的观察[45-46],发现石英残斑表现为塑性拉长和定向排列,普遍出现波状消光或带状消光及核-幔构造,而基质中石英为动态重结晶石英,镜下显示亚颗粒旋转(SR)与颗粒边界迁移(GRB)动态重结晶同时出现。这一显微构造特征显示石英的变形温度在400℃以上。糜棱岩中的长石残斑皆呈现塑性拉长,部分样品中的长石边缘还出现了较明显的动态重结晶,基质中也出现了细粒的长石,这一显微构造特征表明长石的变形温度在450~500℃之间。另外,糜棱岩中黑云母矿物的出现指示了中绿片岩相的变质条件,相对应的温度范围为400~450℃。总地说来,肥东韧性剪切带的变形温度范围在400~500℃之间。

1.2大别造山带东缘走滑韧性剪切带

郯庐断裂带南段沿着大别山东缘边界带发育,该边界带对应于一条东倾的正倾滑断层,控制了东侧晚白垩世—古近纪潜山断陷盆地的发育。沿正断层下盘的隆升部位发现了走滑韧性剪切带,在桐城-牛栏铺一带出露最好,露头宽达1~1.5km,对此,朱光等[9,33]、王勇生等[35]做了详细的野外测量、实验室分析和研究。

野外观察分析显示,大别造山带东缘走滑韧性剪切带内展示了早、晚2期韧性剪切变形。早期韧性剪切带残留在晚期剪切带之间断续出现,走向一般为50~60°,在野外多处露头上见到它们被晚期剪切带所切割、牵引,可见走向上10~20°的交角关系[35,39]。这些早期韧性剪切带内发育糜棱岩,部分为超糜棱岩,糜棱面理陡立,倾角变化于60~85°之间。矿物拉伸线理平缓,倾角多为10~20°,向北东或南西倾伏。野外发现,这些早期韧性剪切带一部分是残留下来的,也有一部分在晚期的韧性剪切中被利用而再次发生左行平移。糜棱岩中大量的S-C组构、旋转残斑、云母鱼构造、长石旋转碎斑系等显微构造,均指示了左行走滑剪切的变形方式[9,35,39]。

晚期剪切带总体走向NE45°,由数条强韧性走滑剪切亚带相间平行排列组成。剪切带内普遍出现糜棱岩、超糜棱岩、千枚岩等典型糜棱岩类构造岩,其中以富含绿泥石的超糜棱岩为主要类型。糜棱岩叶理陡立,倾角以70~80°为主,倾向东者占优势。叶

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理面上拉伸线理平缓,优势倾角为15°,主要向NE倾。根据剪切带内角闪石、黑云母等暗色矿物广泛为绿泥石所交代可推知,韧性剪切带变形发生在绿片岩相变质条件下。晚期韧性剪切带也以左行走滑剪切活动为主,如野外S-C组构、旋转碎斑、牵引构造和显微镜下S-C组构、书斜构造、云母鱼构造、石榴子石旋转残斑构造、石英动态重结晶C轴组构特征等[9,44]。晚期剪切带糜棱岩中的石英动态重结晶颗粒发生了强烈的晶格定向,其C轴组构图以点极密和单环带型为主,并且组构图的长轴相对z轴向左侧偏转,同样指示了左行走滑剪切的变形方式。

关于韧性剪切带形成的温度,大别山东缘韧性剪切带的2期左行走滑变形的温度条件非常接近,总体上在350~480℃之间。早期韧性剪切带的糜棱岩中,长石残斑既有脆性显微破裂变形,也有塑性拉长变形,这些构造现象指示长石进入了脆韧性变形域,以位错滑动变形机制为主[35],说明其变形温度在400℃以上。基质中同构造的矿物组合指示造山期高级变质岩在糜棱岩化中发生了绿片岩相退变质作用,其中,同构造结晶黑云母的出现指示糜棱岩形成在中低绿片岩相条件下,相应的变质温度为400~450℃。此外,绿泥石+白云母+黑云母的共生组合在低于0.6GPa的压力下形成温度要大于450℃;白云母+黑云母温度计显示,两者共生出现的温度一般大于440℃。利用白云母—绿泥石矿物温度计所获得的温度范围为350~480℃[35]。

晚期韧性剪切带糜棱岩样品中的矿物组合与早期韧性剪切带的类似。长石矿物多数出现显微破裂与塑性拉长共存的现象,个别以显微破裂为主;多数样品中含有黑云母矿物,这表明其变形温度也在400~450℃之间[9]。通过对糜棱岩中动态重结晶石英颗粒的C轴光学组构特征的分析可知,石英颗粒内部的韧性变形机制主要以底面滑移为主,兼有一定的菱面滑移,而少数样品的石英颗粒还发生了柱面滑移,说明石英的变形温度主要在300~450℃之间,在局部地区可能还达到了近500℃。此外,来自晚期韧性剪切带糜棱岩的白云母-绿泥石矿物地质温度计的估算结果为410℃。由此,可以推断晚期韧性剪切带的变形温度在400~450℃之间[35]。

在早期韧性剪切带的糜棱岩中获得了新生白云母Si原子数在3.176~3.288之间(平均为3.203)[9,35]。取早期韧性剪切带的平均形成温度为425℃,则由多硅白云母Si原子数地质压力计计算的压力在0.25~0.36GPa之间,指示低压应力环境。在晚期韧性剪切带的糜棱岩中获得的新生白云母的Si原子数介于3.193~3.266之间,平均为3.235。取其变形温度为410℃,则由多硅白云母Si原子数地质压力计可得晚期剪切带的变形压力在0.24~0.39GPa之间,也指示低压应力环境。

1.3张八岭东缘基底走滑韧性剪切带

胡博等[37]在张八岭地块东缘的来安地区,发现了一条出露宽度达2.5km的基底走滑韧性剪切带,这是迄今发现的最宽的韧性剪切带。对该剪切带的野外宏观特征、显微组构特征、变形温压条件等详细的测量和研究结果表明,该走滑韧性剪切带由初糜棱岩、糜棱岩和超糜棱岩组成,糜棱岩叶理近直立,叶理面上石英拉伸线理向SW缓倾,侧伏角在10 ̄30°之间,S-C组构和不对称碎斑旋转指示运动指向为左旋剪切。根据石英位错密度估算的差应力值在65 ̄75MPa之间,超糜棱岩矿物成分和显微组构特征指示其变形温度在250 ̄400℃之间。

1.4郯庐基底走滑韧性剪切带变形的时代问题综括起来,郯庐断裂带基底韧性剪切变形的基本特征可以归纳为下列几点:①这些基底走滑韧性剪切带组构走向稳定,总体与郯庐断裂带平行,但在空间展布上是不连续的,受到后期构造作用的改造。

②剪切带由初糜棱岩、糜棱岩和超糜棱岩组成,出露宽度不一,从几十米到几百米不等,最宽的达到2.5km。基质中石英动态重结晶作用明显。③剪切带不仅沿郯庐断裂带发育,沿郯庐断裂东侧的地块也很发育,尤其张八岭东缘宽阔的韧性剪切带的发现具有重要的意义,表明基底韧性剪切变形分布在一个很宽的范围内。④在胶北隆起地区,角闪岩相变质岩的叶理走向以NW—SE向为主,但靠近大致平行于郯庐断裂带的几条主要断裂,如招平断裂、牟平-即墨断裂带等,基底变质岩的叶理方向与断裂带平行,显示断裂带为走滑剪切变形。⑤剪切带运动学指向(旋转碎斑、S-C组构、书斜构造、云母鱼构造、石英光轴定向等)一致地指示以左旋走滑剪切为主的变形方式。⑥这些基底韧性剪切带具有大致相同的温压条件:变形温度在300 ̄600℃之间,平均400℃,变形深度位于上下地壳的过渡带(10 ̄20km)。

如何确定基底韧性剪切带的变形时代是构造地质学的一个难点。红河剪切带同位素年代学研究结

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果显示[47],具有不同封闭温度的矿物的40Ar-39Ar年龄代表剪切带的冷却时代,并不代表变形时代。利用较高封闭温度的矿物,如角闪石,多硅白云母等,获得的40Ar-39Ar年龄可以帮助确定剪切变形时代的上限。迄今沿郯庐断裂带的基底韧性剪切带已经获得了一些全岩和不同单矿物的40Ar-39Ar年龄。

沿苏鲁造山带西侧发现的断续出露的基底韧性剪切带,对从糜棱岩中分离出的6个多硅白云母进行了40Ar-39Ar测年,其中2个样品分别给出了209.9Ma±1.5Ma和214.3Ma±1.4Ma的年龄,指示了三叠纪碰撞造山作用晚期阶段郯庐断裂带左旋走滑剪切变形的冷却年龄[38-39]。对大别山东缘韧性剪切带糜棱岩内的单矿物(白云母、黑云母)和全岩进行40Ar-39Ar测年,给出了2个年龄段:早期糜棱岩年龄为189~193Ma,相当于早侏罗世,晚期糜棱岩年龄为110~130Ma,相当于早白垩世中晚期[8-9]。早期糜棱岩的测年结果与苏鲁造山带西侧发育的走滑韧性剪切带的冷却时代接近,可能代表了该韧性剪切变形时代的上限。另外,Wang[48]对大别山东缘的韧性剪切带也进行了40Ar-39Ar测年分析,获得的白云母40Ar-39Ar坪年龄在160 ̄150Ma之间,认为这个年龄代表了郯庐断裂带的起始时间。

最近,笔者在张八岭东缘剪切带的超糜棱岩(样品号TL21-1,样品位置见胡博等[37]的文献)中分选出黑云母矿物,进行了40Ar-39Ar测年,获得的坪年龄为135.3Ma±1.5Ma,反等时年龄为135.9Ma±1.8Ma。尽管结果很一致,但这个年龄并不代表基底剪切带的形成时代,而是剪切带的一次快速冷却事件的时代,与沿断裂带发育的花岗岩的侵入年龄一致,与早白垩世的伸展作用和大量花岗岩的侵入活动有关。

为了系统地分析郯庐断裂带基底韧性剪切带变形的时代,笔者收集了各种不同矿物的40Ar-39Ar测年结果和郯庐断裂带两侧中生代侵入岩的年龄数据,并进行了对比分析(图2和图3)。由图2和图3可以看出,无论是全岩还是其他不同封闭温度的单矿物(黑云母、白云母、多硅白云母、角闪石等),所获得的年龄数据都归为3组:①较老的一组年龄为晚三叠世晚期至早侏罗世早期,40Ar-39Ar坪年龄集中在180 ̄200Ma和210~215Ma两个时段,分别分布在大别和苏鲁2个超高压变质带的一侧。180 ̄200Ma时段对应于岩浆活动相对平静期,与造山作用有关的岩浆活动的年龄主要集中在205~225Ma之间,仅在郯庐断裂带西侧的徐淮弧型构造带发育早侏罗世侵入杂岩,时代约为190Ma[49-50]。多硅白云母40Ar-39Ar年龄代表了造山作用后期郯庐断裂剪切变形的时间上限。②韧性剪切带较年轻的一组年龄主要是通过黑云母和全岩测定的,数量较多,年龄集中在110 ̄135Ma之间,这个时段对应于郯庐断裂带两侧强烈的A型花岗岩侵入活动的时期,反映了早白垩世地壳伸展体制下的构造-热事件。少量多硅白云母和角闪石坪年龄在137 ̄143Ma之间,对应于岩浆活动的相对平静期,这组年龄可能记录了早白垩世早期郯庐断裂带的一次走滑剪切活动。③中间一组年龄数据相对较少,集中在165 ̄150Ma之间,与郯庐断裂带两侧(胶北隆起区和蚌埠隆起区)晚侏罗世S型花岗岩同期,代表了晚侏罗世郯庐断裂带挤压走滑活动的时代。

从上述分析可知,基底韧性走滑剪切带同位素年代学分析结果记录了郯庐断裂带3次重要的走滑剪切变形:碰撞造山晚期(180 ̄215Ma)的左旋走滑剪切、晚侏罗世(155 ̄165Ma)左旋走滑活动和早白垩世早期(约140Ma)左旋走滑活动。

2碰撞造山时期郯庐断裂带的“两阶段”

运动学模式

2.1事实与困境

同碰撞期郯庐断裂带的构造性质和走滑位移量是争议最大的问题,也是研究郯庐断裂带的核心问题。许多研究者认为郯庐断裂带是一条碰撞造山断裂带[51-59],但对碰撞造山断裂的形成机制和构造属性则提出了各种不同的模式(对不同模式的述评见文献[31-33]),如转换断裂(transformfault)模型[19-20]、块体楔入模型[58]、剪刀状撕裂运动模式[51]等。另外一部分学者[60-61]反对郯庐断裂带大规模平移的认识,汤加富等[62]强调这是一条晚侏罗世以来形成的正断层,大别和苏鲁造山带现今的空间位置关系主要与华北地块南缘的不规则形态有关,并非郯庐断裂带平移所致。

基于古地磁研究建立的块体顺时针旋转碰撞模式或旋转缝合线模式[52,54,57,63]得到许多学者的认同。该模式认为郯庐断裂带起源于扬子板块顺时针旋转与华北板块发生斜向碰撞,是一条斜向俯冲边界,扬子板块俯冲到华北板块之下。赞同此观点的学者将

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第27卷第9期图2郯庐断裂带基底韧性走滑剪切带40Ar-39Ar测年数据散点图

(据参考文献[8-9,35-36,38-39,48])

Fig.2Scatterplotof40Ar-39Ardatingdatafromthebasementductile

strike-slipshearzonesalongtheTan-Lufaultzone

图3

郯庐断裂带基底韧性剪切带40Ar-39Ar测年数据直方图(A)

和断裂带两侧中生代侵入岩体同位素年龄数据直方图(B)

(据参考文献[8-9,35-36,38-39,48])

Fig.3Histogramsof40Ar-39Ardatingdatafromthebasementductileshearzones(A)andisotopicdatingdataofMesozoicintrusiverocks(B)

alongtheTan-Lufaultzoneandonitsbothsides

大别-郯庐-苏鲁构造带作为一个整体的造山带来看待[59]。这个碰撞模式强调郯庐断裂带没有大规模的走滑运动,2个超高压变质带也不是被错开的,强调了不规则边界和块体旋转的主导性。

在讨论同碰撞期郯庐断裂带的构造性质和走滑位移量之前,让我们先来检视下列几个基本事实。

(1)郯庐断裂带终止在大别山南侧,向南没有切错扬子前陆构造带。这个不争的事实表明,2个超高压变质带之间的视位错(apparentoffset)并非是郯庐断裂带走滑活动造成的,超高压变质带之间的视位移量(约550km)也不代表郯庐断裂带的走滑位移量。任何一个同碰撞造山构造模式,如果没有合理解释这个基本事实,那么模式的合理性就缺乏基础。

(2)近10年来沿郯庐断裂带及其两侧发现多条基底韧性剪切带,详细的构造学和同位素年代学分析表明,该断裂带在碰撞造山期间发生显著的左旋走滑剪切变形。这个事实又清楚地表明,郯庐断裂带是一条大型的碰撞造山走滑边界带,而非碰撞边界带。

(3)在碰撞造山带前陆地区(合肥盆地、下扬子地区),古生代和早中生代盖层均发生褶皱冲断变形,但变形样式和构造线的方向是不同的(图1)。位于大别山后陆的合肥盆地,于侏罗系底部不整合面之下发育一组向北逆冲的WE向冲断系,与郯庐断裂带近于直交,断裂构造线在靠近郯庐断裂带时没有发生弯曲或方向偏转[42-43,64]。相反,在下扬子地区,盖层褶皱-逆冲断裂构造整体呈弧型分布,远离郯庐断裂带,构造线方向为近东西向,靠近郯庐断裂则转为NE至NNE向,与郯庐断裂走向趋于平行。这种构造变形样式的差异反映了郯庐断裂带两侧块体运动型式和变形机理的差别,无法用单一的块体斜向碰撞模型来解释。

上述基本事实说明2点:第一,郯庐断裂带确实是一条碰撞造山断裂带,而且在

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碰撞造山时期发生强烈的左旋走滑剪切变形;第二,断裂带两侧的大别和苏鲁超高压变质带的视位错不是断裂走滑运动的结果。这个两难推理的逻辑命题告诉我们,碰撞造山时期郯庐断裂带的走滑运动和2个超高压变质带之间的错位没有必然的联系。那么如何确定碰撞造山时期郯庐断裂带的走滑位移量及其可能的运动学吸收机制就成为不可回避的问题。

一个值得关注的现象是,沿郯庐断裂带西侧的徐淮地区发育一个特殊的构造组合,即徐淮弧型逆冲构造带。前人的野外调查和研究结果表明,这个弧型构造形成于印支期同碰撞造山时期,其中侵入的早侏罗世杂岩体没有卷入变形。下面笔者从徐淮弧型构造的起源及其与苏鲁超高压变质带之间的位置关系,探讨同碰撞时期郯庐断裂带的走滑历史和演化阶段。

2.2徐淮弧型构造带形成的侧向韧性挤出模式徐淮弧是郯庐断裂带中南段西侧的一个特殊的构造(图1),许多研究者对其进行了详细的研究[40-41,65-66]。王桂梁等[65]将这个弧顶向西突出的冲断带看作是一个向腹陆扩展的逆冲双重构造,其前锋带是一个背驮式的叠瓦扇。徐树桐等[41]将其看作是半圆形的造山带,其根带位于郯庐断裂带。这个弧型带在构造上由北、中、南3段组成,其间被EW向断裂所分隔(图4)。北段由一组向东倾的逆冲断裂组成,卷入了元古宙变质基底和下古生界海相地层。所推测的深部滑脱面位于元古宙基底中。基于剖面平衡的估算指示NWW—SEE向地壳缩短量达140km,缩短率约70%[66]。中间段隐伏在侏罗纪至古新世沉积物之下。南段对应于蚌埠隆起,出露太古宇、元古宇和侏罗纪—白垩纪花岗岩体。在隆起带南侧发育一组走向NWW—SEE、卷入古生界地层的褶皱构造。

侵入到徐淮弧逆冲构造带中的侏罗纪—白垩纪岩体包含3个序列:早侏罗世二长花岗岩至花岗斑岩,年龄为188 ̄190Ma,沿着弧型带的北段发育[49];晚侏罗世片麻状花岗岩(150~160Ma)出露于蚌埠隆起[67];早白垩世壳幔混合型花岗岩(135~110Ma)[68-69]在整个弧型带均有分布。

作为郯庐断裂带西侧的一个特殊的构造现象,徐淮弧型构造带的形成、演化与苏鲁超高压变质带的形成历史密切相关。对此,笔者提出这样一种解释,即徐淮弧型构造带起源于扬子地块向华北地块之下深俯冲阶段苏鲁超高压变质带向NWW方向的韧性挤出。这种解释得到下列证据的支持。

从构造带的展布形态特征来看,弧型构造带靠近郯庐断裂带的南北长约200km,与苏鲁超高压变质带出露的南北宽是相近的,这种相近性暗示弧型构造带曾是苏鲁超高压变质的西延部分,它们曾经是一个整体。构造学研究显示,在高压、超高压变质岩带中,如张八岭地块、苏鲁造山带等中,早期大陆深俯冲形成的矿物拉伸线理呈南北向,上盘剪切运动的指向从南向北;而折返过程中形成的矿物拉伸线理(通常是退变质作用的产物)是变化的,在张八岭隆起带,拉伸线理方向为NNE至NNW方向,在苏鲁造山带,拉伸线理方向主体为NW—SE至NWW—SEE向,剪切方向从ESE—WNW[70];大别山主体为NW—SE向。这表明不同地段深俯冲陆块的折返机理是有差别的,但一个共同的特点是,深俯冲块体折返路径是斜向的。大陆俯冲和相继的斜向折返必然伴随着下地壳的侧向韧性流动。徐淮弧型构造带的冲断方向与苏鲁超高压变质带拉伸线理的近似性暗示它是苏鲁超高压变质带向西构造挤出的产物。最近,在徐淮弧型构造带中发育的早侏罗世和早白垩世侵入杂岩体中发现了含榴辉岩捕虏体[71],对其中的榴辉岩进行了Sm-Nd全岩等时年龄和锆石U-Pb年龄测定,给出的年龄为220Ma,指示位于弧型构造带之下的华北地块经历了与苏鲁造山带相同的构造变质历史。侵入于蚌埠隆起中的晚侏罗世片麻状花岗岩中的继承锆石U-PbSHRIMP测年给出了平均217Ma的年龄,同样指示了该带变质基底的三叠纪构造事件[67]。

2.3碰撞造山时期郯庐断裂左旋走滑及其

向南位移的吸收机制

据上述证据可以推测,徐淮弧型构造带与苏鲁超高压变质带之间存在动力学的内在联系。笔者推断,徐淮弧型构造带是苏鲁超高压变质带的西延。但该弧型构造带现今的位置相对于苏鲁超高压变质带发生向南错移,指示了郯庐断裂的左旋走滑运动。基于这种构造解释和粗略的复原重建,获得了弧型构造带错动的位移量约为145km(图5-a)。

这个走滑运动向南扩展被隐伏于合肥盆地之下的EW向冲断系统所吸收。地震剖面解释揭示,合肥盆地中、新生代沉积地层之下发育强烈的缩短变形构造,于侏罗系底部形成明显的地层不整合面,即

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第27卷第9期图4

徐淮弧型构造简图(位置见图1)

Fig.4SimplifiedstructuralmapoftheXu-Huaiorocline

K-E—白垩系-古近系;J-E—侏罗系-古近系;C-P—石炭系-二叠系;C—石炭系;Pz1—下古生界;Z—震旦系;Pt-Z—元古宇-震旦系;

Pt—元古宇;Ar-Pt—太古宇-元古宇;Ar—太古宇

印支运动面。剖面平衡和粗略的复原结果给出了合肥盆地前侏罗纪地壳缩短量达117km[42-43]。基于这个结果,笔者推测,另外28km的走滑运动被转移到合肥盆地以南的北淮扬构造带,沿该带地壳缩短变形非常强烈。因此,徐淮弧型构造带约145km的向南错移被合肥盆地之下和北淮扬构造带的地壳冲断变形所吸收。这就解释了郯庐断裂带向南延伸终止在大别超高压变质带的东侧,而不需要错断扬子前陆褶皱构造带(图6)。Dong等[72]认为,华北陆块沿郯庐断裂向南俯冲的“反向加楔”机制导致原向北俯冲形成的超高压岩石快速折返,向南俯冲于北淮阳带之下,垂向吸收了部分平移分量,而下扬子前陆带没有明显位错。

值得提及的是,关于广济断裂的指向问题,尽管该断裂后期(侏罗纪)发生了逆冲复活(反转),但有迹象表明,其在印支造山作用时期为由北向南逆冲(图6)。

2.4碰撞造山时期“两阶段”运动学模式研究结果表明,扬子陆壳向北沿苏鲁

造山带之下的深俯冲,在约240Ma达到变质高峰期[13-16],并在220 ̄200Ma时期俯冲的超高压变质岩片发生快速折返[73-75]。综合造山带超高压变质的时代,笔者提出一个碰撞造山期郯庐断裂带两阶段运动学模型。在早期阶段(240 ̄220Ma),伴随扬子陆块向华北地块之下快速俯冲,郯庐断裂带表现为一条转换断裂,左旋走滑运动主要发生在2个超高压变质带之间。受到苏鲁超高压变质带向西的韧性挤出作用,徐淮弧型冲断构造带在这个阶段形成。在晚期阶段(220~190Ma),扬子陆块向华北地块之下的深俯冲作用似乎已经

停止,郯庐断裂发生强烈的左旋走滑运动,基底韧性糜棱岩带记录了这次剪切变形的时限。郯庐断裂西侧的华北地块向南运动,导致徐淮弧型构造向南错移和大别山以北地区的地壳发生逆冲变形,南华北地块向南俯冲于大别山超高压变质带之下,加速了超高压变质带的快速折返。这个时期的走滑运动超越了早期阶段郯庐断裂的范围,向

北已扩展到整个华北和东北地区,徐淮弧型构造带被断裂带向南错移约145km。

在上述两阶段运动学模式中,郯庐断裂带的运动学行为不仅与扬子和华北地块之间的碰撞俯冲作用密切相关,而且受到地块俯冲极性的控制。早期阶段郯庐断裂表现为一条具有转换性质的边界带,调节了下扬子地块沿苏鲁造山带向华北地块之下的深

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图5郯庐断裂带西侧徐淮弧左旋走滑复原图(a)和两侧超高压碰撞造山带运动学模式图(b)(据参考文献[73]改编)

Fig.5Reconstructionofthesinistralstrike-slipXuhuaioroclineatthewesternsideoftheTan-Lufaultzone(a)

andkinematicsmodeloftheUHPmetamorphiccollisionalorogensatbothsides(b)

J-E—侏罗系-古近系;Pz1-Z—下古生界-震旦系;Pt—元古宇

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第27卷第9期图6

横穿大别造山带的构造剖面示意图(据参考文献[12,43]编制)Fig.6SchematicstructuralsectionsacrosstheDabieorogenicbelt

K2-E—上白垩统-古近系;J2—中侏罗统;J1—下侏罗统;Z-Pz—震旦系-古生界;Ar—太古宇

俯冲作用;而晚期阶段的郯庐断裂带左旋走滑运动调节了华北地块向南的运动,在大别山北侧俯冲于超高压造山带之下。

2.5关于郯庐断裂带两侧超高压变质带视错位问题的进一步讨论

前人的研究结果显示[76-78],郯庐断裂带两侧的

地质体或沉积相带有规律地被左旋错移,如鲁西地区和辽东地区新元古界至下古生界沉积凹陷被错移约700km;蚌埠隆起和胶北隆起的基底也被错开约550km;北淮阳构造带与苏鲁造山带北带可以对比,错距约550km;2个超高压变质带也被错开

550km,等等。因此,许多学者认为郯庐断裂带是一

条大型的走滑平移断裂带。朱光等[64]认为,沿郯庐断

裂带550km的平移量有一部分是在碰撞造山期发生的,另一部分是对古太平洋向东亚大陆斜向俯冲的变形响应。

本文提出的郯庐断裂带碰撞造山时期(晚三叠世晚期至早侏罗世早期)两阶段演化模式,可以较好地解释该断裂带的运动学行为。郯庐断裂带既表现为具有转换性质的边界带(早期阶段),又表现为平移性质的走滑断裂带(晚期阶段)。笔者认为,沿郯庐断裂带发育的两2个超高压变质带的错位,并不是郯庐断裂带碰撞走滑运动的结果,在碰撞造山晚期阶段,郯庐断裂带走滑运动导致徐淮弧型构造带向南错移了约145km,但这个平移运动向南被大别山北部的北淮阳和合肥盆地之下的逆冲作用所吸收,没有导致2个超高压变质带之间的平移错动。在碰撞造山早期阶段,苏鲁超高压变质带向西构造挤出,导致徐淮弧型构造带的形成,这个时期的郯庐断裂带的平移活动没有超越2个超高压变质带之间的范围,它属于转换性质的边界带,2个超高压变质带的错位关系已经存在,所以徐淮弧型构造带作为苏鲁碰撞带的西侧挤出构造的空间对比不存在问题。笔者认为,郯庐断裂带两侧不同时代的地质体有规则地大规模左旋错位,不是三叠纪华南-华北地块碰撞造山时期沿郯庐断裂带左旋走滑错移的结果。碰撞时期平移运动是存在的,但走滑平移位移量可能有限(<200km)。笔者对这个问题的认识是,沿郯庐断裂带两侧地质体或构造带大规模的左旋位错只限于华北陆块内部,而且均发生在三叠纪碰撞造山作用之前,即郯庐断裂带是一条古老的断裂带,三叠纪特提斯洋关闭之前,在华北陆块上该断裂带已经发

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育,并曾发生了左旋走滑运动,使华北地块南缘形成不规则的边界形态,成为三叠纪华北与扬子陆块碰撞造山的先存边界条件。

3晚中生代郯庐断裂带“三阶段”演化历史

区域构造演化历史研究结果表明,在早、中侏罗世时期,华南—华北地块的碰撞-拼合作用已经停止,华北地壳处于弱伸展状态[79-80],沿华北地块北缘的阴山—燕山构造带形成伸展断陷盆地,华北地块内部发生区域性沉降,形成大型含煤盆地。中、晚侏罗世至早白垩世早期,全球板块运动体制调整,东亚构造动力环境发生重大变革,中国大陆进入了强烈的陆内造山与燕山变形期[81],郯庐断裂带作为中国东部一条重要的构造边界带,其演化历史与整个东亚活动陆缘构造的演化历史密切相关[76-77]。基于最新的研究成果,笔者将中—晚中生代郯庐断裂带的演化过程划为3个阶段:①中、晚侏罗世的陆内造山挤压变形、地壳增厚和郯庐走滑断裂系的形成;②早白垩世岩石圈伸展、减薄和古郯庐裂谷系的形成;③晚白垩世—古新世右旋走滑活动和拉分盆地形成。3.1中、晚侏罗世—早白垩世早期挤压变形与岩浆活动:地壳增厚事件和郯庐断裂系的形成

中、晚侏罗世—早白垩世早期是重要的板内构造变革时期,著名的燕山运动就是指这个时期发生的构造变动与陆内造山事件。郯庐断裂带在这个板内变革时期起到什么样的作用?是否发生了大规模的左旋走滑运动?前述的基底韧性剪切带糜棱岩同位素年代学分析结果清楚地告诉我们,郯庐断裂带在晚侏罗世—早白垩世早期发生了重要的左旋剪切变形。但变形量有多少则存在不同的认识。基于徐淮弧型构造的错位关系和2个超高压变质带的错动距离,朱光等[64]推断,晚侏罗世至早白垩世走滑平移量至少在350km左右,并将这个走滑位移量看作是对古太平洋板块向亚洲大陆斜向俯冲的变形响应。万天丰等[82]则认为,郯庐断裂带在侏罗纪时期不可能有大规模的走滑运动,这个时期形成的褶皱构造方向为NE—NNE向,与郯庐断裂带大致平行,显示区域挤压应力方向为NWW—SEE,郯庐断裂以挤压逆冲为主。笔者的研究结果表明,中、晚侏罗世时期,东亚大陆周邻的板块——

—北部西伯利亚板块、东部古太平洋板块、西部拉萨地块,大致同时向东亚大陆汇聚,在东亚大陆内部产生多向挤压应力场,导致不同方向构造体系的强烈复活,形成东亚特有的多向汇聚构造和多向造山系统[79-81](图7)。郯庐断裂系正是在这种地球动力学体制下于东亚活动陆缘诞生的,与古太平洋板块向亚洲大陆俯冲密切相关。

郯庐断裂系也称为郯庐扭动断裂系[76],是指NNE—SSW走向、近平行于郯庐断裂带、不同规模的断层或断裂带组合的总称。除了郯庐断裂带以外,其他重要的断裂包括:纵切胶辽半岛的鸭绿江-青岛断裂带、纵切华北平原的仓东断裂、太行山断裂带等,它们构成了东亚大陆东部的巨型陆缘断裂系,成为中国东部新华夏构造体系的重要组成部分。该断裂系中的主要断裂形成于印支运动时期,在中、晚侏罗世—早白垩世早期发生强烈的挤压复活。沿大别山东缘发育的韧性剪切糜棱岩带中,角闪石、多硅白云母的40Ar/39Ar测年所获得的冷却年龄(162Ma±1Ma ̄156Ma±2Ma)[48],记录了郯庐断裂带在晚侏罗世的一次构造剪切热事件。在辽东半岛的丹东地区,杨进辉等[83]利用激光40Ar/39Ar测年技术,对晚侏罗世侵入岩的挤压变形时代进行了测试,获得的结果显示岩体韧性变形发生在约143Ma,早于早白垩世伸展作用(128Ma)。李三忠等[84]根据野外构造的交切关系和晚侏罗世侵入岩体内NNE走向的近水平韧性剪切变形带和褶皱构造,并依据中生代花岗岩体的侵入年龄和韧性剪切带内获得的白云母40Ar-39Ar年龄,将晚侏罗世变形时代限制在153~145Ma之间。在牡丹江地区,平行敦密断裂带出露了一条含蓝片岩的混杂岩带,蓝片岩中青铝闪石的40Ar-39Ar坪年龄为154.7Ma±0.7Ma[85],可能暗示了沿敦密断裂带及其附近地区在晚侏罗世有一期走滑剪切活动。所有这些研究成果和测年结果均表明,晚侏罗世—早白垩世早期,郯庐断裂带表现为挤压走滑变形。另外,在胶辽块体中广泛发育的晚侏罗世S型花岗岩体侵位时代在165 ̄150Ma之间[86-89],其特殊的片麻理构造指示了晚侏罗世花岗岩体侵位过程中的韧性变形。晚侏罗世花岗岩体侵位后期的脆性变形在胶北隆起区十分明显,以一系列NW倾向的低角度逆冲断层和走滑断层为特征,时代限定在150 ̄135Ma之间。大别山南缘高压蓝片岩逆冲在早、中侏罗世地层之上和北淮阳地区的侏罗纪推覆构造均为这个阶段的产物[90]。

郯庐断裂系的发育与古太平洋板块的低角度俯

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第27卷第9期

图7华北侏罗纪构造纲要图[80]

Fig.7OutlinemapofJurassictectonicsofNorthChina

右下角插图:华北侏罗纪主要构造单元与多向挤压

冲有关,正是大洋板块的低角度俯冲作用,在东亚大陆边缘形成了安底斯型的陆弧构造,地壳和岩石圈发生强烈的挤压增厚,郯庐断裂系不仅发生逆冲变形,同时兼具左旋走滑活动。以郯庐断裂带为界,以东和以西地区的郯庐断裂系存在明显的差别。以东地区,大型断裂发育,如鸭绿江-青岛断裂,斜切整个中国东部地区,且变形强烈,地壳增厚作用明显。在胶东-辽东半岛地区,有大量晚侏罗世S型花岗岩发育,如胶北隆起区的玲珑岩体、昆俞山岩体,辽东半岛丹东地区的黑沟岩体等,它们是典型的大陆地壳增厚发生的地壳深融作用的产物。位于郯庐断裂以西的广大地区,以地壳型断裂为主,有的切割了巨型秦岭、阴山纬向构造带,但多数断裂构造受到纬向构造带的制约,限于华北地台内部,或与纬向构造带联合,山西台褶带便是典型的例子。

3.2早白垩世伸展裂谷作用与岩浆活动:郯庐古裂谷系的形成与中国东部岩石圈减薄

自早白垩世早期(约135Ma)以来,中国东部构造应力体制再次发生重大变化,引张应力场占据主导地位,大陆地壳和岩石圈发生伸展变形[91],沿郯庐断裂带及其两侧地区发生广泛的裂陷作用,形成裂陷盆地,古郯庐裂谷系由此形成。古郯庐裂谷系最早由许志琴[92]提出,并进行了详细的论述和对比研究工作。古郯庐裂谷系涵盖了郯庐断裂带发育的白垩

张岳桥等:郯庐断裂带中生代构造演化史:进展与新认识1383

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纪与新生代形成的裂谷盆地,自北到南有:伊兰-伊通裂谷、密山-敦化裂谷、下辽河-渤海湾裂谷、沂沭裂谷、苏皖裂谷等,包括2类伸展断陷盆地:一类是受郯庐断裂带直接控制的裂谷盆地,如沂沭裂谷系、沿敦化-密山断裂带发育的断陷小盆地、沿伊兰-伊通断裂带发育的断陷盆地;另一类为沿断裂带两侧发育的、呈树枝状展布的裂谷盆地,如胶莱盆地、鲁西断陷盆地群、北黄海盆地、合肥盆地等[93]。

胶莱盆地和沂沭裂谷系是发育在郯庐断裂带中段典型的白垩纪断陷盆地。构造地层学和构造应力场分析结果表明[94-96],该盆地早白垩世经历了2个伸展阶段(表1):早期阶段(135~120Ma)伸展方向为NW—SE向,它控制了胶莱盆地中莱阳群的河湖相沉积,地壳伸展导致的正断作用和快速沉降主要沿着苏鲁造山带发展,构造线方向为NE—SW向,这个伸展阶段的火山作用相对较弱。晚期阶段(120~100Ma)伸展方向转为WE向,伸展作用表现为狭窄裂谷的模式;正断层、快速沉降和双峰式火山作用集中于平行郯庐带的断裂构造带中,两堑夹一垒的沂沭裂谷系、东北地区的伊兰-伊通裂谷带和密山-敦化裂谷带就在这个阶段形成。

对应于早白垩世的2期伸展作用,在胶东地区相继发生了2期岩浆侵入活动:早期(郭家岭期)年龄在125 ̄135Ma之间,沿郯庐断裂带两侧均有出露,如张八岭隆起、胶北隆起、辽东半岛、鲁西地块等;晚期(崂山期)年龄在125 ̄105Ma之间,大量分布在郯庐断裂以东的胶东地区和辽东地区,伴随这期岩浆活动有大量岩脉发育,岩脉总体走向N30°E,与郯庐断裂带平行,与早白垩世晚期的伸展应力方向近垂直,岩脉形成时代约为120Ma,与胶东地区金

表1郯庐断裂中段胶莱盆地及其邻区沉积-构造演化序列

Table1Tectono-sedimentaryevolutionsequenceintheJiaolaibasinand

contiguousareasinthecentralsegmentoftheTan-Lufaultzone

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第27卷第9期

矿床的成矿时期大致同时[97-99]。

有些研究者将郯庐断裂带及其两侧发育的早白垩世盆地看作是拉分盆地[100-101],与郯庐断裂带的左旋走滑活动有关。根据笔者的研究,郯庐断裂带乃至整个东亚陆缘地区在早白垩世(135Ma以来)处于强烈的伸展应力场体制之下,裂陷作用沿郯庐断裂带及其两侧地区最为强烈,并影响到整个华北和东北地区[91]。沿郯庐断裂带发育的侵入岩体是整个华北地区广泛发育的岩浆作用的组成部分。因此,这个时期,华北东部地区早期增厚的地壳发生重力跨塌,岩石圈发生强烈的薄化,软流圈物质上涌,沿郯庐断裂带及其两侧形成NNE向展布的巨型陆内裂谷带。

早白垩世末期(90Ma±5Ma),一次区域性的挤压事件(NW—SE向挤压)导致早白垩世裂谷盆地的挤压变形和盆地轻微反转,靠近断裂带的地方变形强烈,地层近直立。沿沂沭裂谷带,早白垩世地层发生褶皱,其上被晚白垩世王氏组地层不整合超覆[94]。在东北地区沿依舒断裂带盆地反转很强烈,早白垩世地层大量被剥蚀而缺失[92]。这次挤压事件沿郯庐断裂带有广泛的变形记录[6-7],但其持续的时间相对较短,可以看作是郯庐断裂带晚中生代构造演化中的一个小插曲。

3.3晚白垩世—古新世右旋走滑活动、拉分盆地形成和幔源火山活动

晚白垩世郯庐断裂进入了一个新的构造演化时期。对于晚白垩世郯庐断裂带的运动性质和转换时代,笔者及同事们[94-96,102]通过对沂沭裂谷系和胶莱盆地的构造变形和古应力反演,认为在晚白垩世(相当于胶莱盆地内王氏组沉积时期),郯庐断裂带及相关的断裂,如牟-即断裂,以右旋走滑活动为主,盆地内的应力机制为近NS向的伸展机制,这种伸展控制了胶莱盆地近EW向的拉分断陷盆地的发育(表1)。沿郯庐断裂带本身右旋拉分作用很显著,沿断裂带及其两侧发育一系列拉分盆地。在莱州湾,右旋拉分作用控制了王氏组和孔店组的沉积,其中有基性火山岩侵入;在胶东地区,郯庐断裂带和牟-即断裂带的右旋拉分作用联合控制了胶莱盆地近东西向的正断层作用和断陷盆地内王氏组、金岗口组的沉积;在安徽地区郯庐带南段控制了张桥组的沉积。沿鸭绿江—青岛断裂带的右旋伸展活动控制了局部地区拉分盆地的发育。这期右旋走滑拉分作用影响到上地幔,沿安丘-苴县裂谷带发育大量的基性、超基性岩脉,它们沿近东西向的裂隙灌入;在胶莱盆地形成幔源基性、超基性岩脉。在胶东地区,胶县大王庄的橄榄玄武岩40Ar/39Ar年龄为73.5Ma[103],属于晚白垩世。在东北地区,沿伊兰-伊通、敦化-密山断裂带,右旋走滑活动控制了一系列拉分盆地的发育,盆地中充填了晚白垩世—古近纪沉积。这个过程持续到古新世时期。在拉分盆地中,晚白垩世沉积与古新世沉积是基本连续的。在胶莱盆地的高密凹陷和莱阳凹陷中,胶州组和金岗口组的时代属于古新世,与下伏王氏组为整合接触,说明沿沂沭断裂带和胶莱盆地,晚白垩世和古新世之间没有发生重要的构造运动。

古新世末期或始新世初期,中国东部地区又发生了一次区域性挤压变形,这次变形结束了晚白垩世—古新世的伸展断陷过程,使盆地发生构造反转,整个华北地区处于隆升剥蚀状态。这次构造事件在华北盆地中有良好的地层记录,表现为沙河街组与孔店组之间的地层不整合面[104],有些研究者将此不整合面命名为“济阳运动”。根据对白垩系地层断层滑动矢量的测量和古构造应力的反演结果,这次挤压应力方向为NE—SW向,郯庐断裂系发生右旋走滑活动。

4讨论与结论

图8总结了郯庐断裂带在不同时期的演化阶段。由图8可以看出,郯庐断裂是一条长寿断裂,在不同的构造运动时期或同一构造运动时期的不同阶段、同一阶段的不同地段,其大地构造属性、运动性质和运动方向是变化的,它的运动学演变历史记录了华北东部乃至中国东部地区中新生代的构造演化。

(1)关于古郯庐断裂带。在三叠纪碰撞造山作用之前,郯庐断裂带可能已经存在,并发生强烈的剪切变形。笔者将发生在华北陆块内部的前三叠纪形成的郯庐断裂通称为古郯庐断裂。目前对古郯庐断裂的运动学历史知之甚少,只在其中段的沂沭地区出露的基底韧性剪切带中获得了前寒武纪剪切变形的地层学和年代学证据。张家声[105]最早研究了沂沭裂谷系的贡旦山地垒中发现的前寒武纪基底韧性剪切带,推断这是一条古老的断裂。周建波等[106-107]通过1∶5万区域地质填图,对贡丹山地垒中的基底剪切带

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图8郯庐断裂带构造演化阶段划分示意图

Fig.8DiagramshowingthestagesofthetectonicevolutionoftheTan-Lufaultzone

进行了较详细的野外观察和分析,根据地层的接触关系和糜棱岩的40Ar-39Ar同位素测试分析,认为该剪切带以左旋走滑剪切变形为主,形成于941Ma之前的晋宁构造期。乔秀夫等[108-110]对华北地区震旦纪—早古生代地层中典型的古地震灾变事件的震积岩序列进行了研究,获得了丰富的有关古郯庐断裂带活动的信息,认为郯庐断裂带在中新元古代至早古生代时期是一条非常活跃的古地震-构造带,其出现与元古宙超大陆形成之前的陆块汇聚有关。本文的分析结果表明,郯庐断裂带两侧华北陆块内的元古宙—早古生代沉积相带和东西向构造带的左行错位关系主要形成于三叠纪华北与扬子陆-陆碰撞造山之前的古郯庐构造发展时期,但具体构造演化历史有待深入研究。

(2)三叠纪至早侏罗世早期相当于印支运动时期,郯庐断裂带运动学演化经历了“两阶段”。沿郯庐断裂带两侧发育的基底韧性走滑剪切带的几何学、运动学和构造年代学的研究结果充分表明,该断裂带在三叠纪华南-华北地块拼合和大陆深俯冲作用时期,表现为一条转换边界,而不是斜向碰撞边界。碰撞造山期该边界经历了从早期转换性质演变为晚期平移性质的过程。发育于断裂带西侧、向西凸出的徐淮弧形逆冲构造带是该断裂同碰撞期运动的独特记录。该弧形带形成于扬子陆块向华北地块之下的深俯冲阶段(240~220Ma),大陆的深俯冲作用和相继的构造折返不仅导致超高压变质带的形成,同时使苏鲁变质带向北西西方向构造韧性挤出,挤出的结果导致徐淮弧形逆冲构造带的形成,也将超高压变质带的物质侧向“流入”到徐淮弧形构造带之下的华北地块中,并通过早侏罗世和早白垩世地壳深溶作用被带到地表。从而较合理地解释了为什么会在徐淮构造弧地带发现三叠纪含榴辉岩捕虏体[71]。如果这种解释是正确的话,那么可以进一步推断,在扬子陆块向华北地块之下深俯冲和相继的构造折返阶段,郯庐断裂作为一条具有转换性质的走滑边界,其向北延伸的范围没有超越苏鲁超高压变质带。可以说,狭义的郯庐断裂带的范畴对应于这个时期形成的具有转换性质的走滑边界断裂。

郯庐断裂在碰撞造山作用的晚期阶段(220~190Ma)因扬子陆块持续的作用而向北扩展,广义的郯庐断裂带即在这个阶段贯穿整个华北与东北地区,基底韧性剪切带主要记录了这个阶段的走滑变形,沿断裂带的左旋走滑量在华北和东北地区具有同一数量级。在华北地区,该阶段是一个岩浆活动平静期,大部分地区处于隆升剥蚀状态。郯庐断裂带的左旋走滑运动使早期阶段形成的徐淮弧形构造带向南错移,错距约145km;在华北北缘,将公认的中朝板块北缘的缝合带切割成东西2段,视平移距离达到150km[77]。在东北地区,左旋走滑活动主要发生于敦化—密山断裂带,王凯红等[5]报道了在敦-密断裂带青茶馆附近发育的糜棱岩K-Ar年龄为183Ma。郭孟习等[111]认为沿敦化—密山断裂发生

1386

第27卷第9期

的左旋走滑运动使古吉黑造山带发生约100km的左行错移,开原—桦甸一带重磁梯度带的强烈左行扭折达150km。李碧乐等[4]提出敦-密断裂左旋平移距离约在150~240km之间。值得指出的是,这个走滑位移量并没有影响到大别山以南的扬子前陆褶皱构造带,表明该断裂走滑运动终止于大别山的东侧,郯庐断裂西侧所发生的左旋走滑位移量被大别山以北的地壳逆冲推覆构造所吸收。

(3)侏罗纪至古新世是燕山运动时期,这个时期郯庐断裂带的演化经历了从挤压到伸展到右旋拉分作用“三阶段”的演化历史。

①中、晚侏罗世期间,郯庐断裂带作为东亚大陆东缘一条重要的岩石圈不连续带,其运动学过程主要与太平洋板块向东亚大陆之下俯冲的过程紧密相关,同时与华北北部的燕山构造带、南部秦岭-大别山构造带的多向陆内造山作用息息相关。这个时期周邻板块从不同方向向东亚大陆的汇聚,主导了郯庐断裂带复杂的变形历史。郯庐断裂带总体表现为挤压走滑性质,在大别山东缘发育的基底韧性剪切带有良好的记录。这个时期走滑变形具有弥散特征,与郯庐断裂系的发育、华北东部地区地壳和岩石圈的显著增厚、陆缘弧的发育密切地联系在一起。由于缺乏可靠的地质不变点,郯庐断裂带的走滑位移量尚难以确定。

②早白垩世期间,郯庐断裂带经历了从早白垩世(135~100Ma)以伸展裂陷作用为主、至早白垩世晚期(100~90Ma)转换为以挤压走滑为主、再到晚白垩世—古新世以右旋走滑拉分作用为主的运动学转换历史,这种运动学转换记录了东亚陆缘构造边界条件和深部动力过程的变化。研究结果表明,早白垩世沿郯庐断裂带裂陷盆地的形成、发育与华北东部增厚的克拉通岩石圈跨塌、减薄过程紧密地联系在一起,尽管对岩石圈减薄的机理还存在不同的认识和理解,并成为近年来中国东部大地构造研究中的热点主题之一。迄今所提出的岩石圈减薄动力学模型大致可归为下列2类:一种为机械(物理)减薄,主要通过岩石圈内部因比重差异而发生的拆沉作用[112]或去根作用[113],或三叠纪陆-陆碰撞和晚侏罗世陆内造山导致岩石圈增厚而发生的重力垮塌[114-115];另一种为岩石圈地幔的热-化学侵蚀减薄,主要受控于太平洋板块向亚洲大陆之下俯冲诱发的地幔对流或弧后扩张伸展作用[91,116-117]。晚中生代岩浆和成矿作用的高精度同位素年代学测试数据显示,减薄的峰期是早白垩世(130 ̄100Ma)[98,117-119]。郯庐断裂带在这个岩石圈减薄的过程中起着重要的作用。作为东亚陆缘一条重要的岩石圈破裂带,郯庐断裂带成为岩石圈薄化和软流圈上涌的中心地带,沿该带及其两侧地壳厚度最薄、软流圈最浅,不仅有中基性火山岩发育,也有基性火山岩发育。发生在早白垩世晚期的挤压走滑事件,可以看作是华北东部地区白垩纪伸展构造变形历史中的一个“小插曲”,反映了大洋俯冲板块边界力作用在大陆内部引起的挤压走滑变形。

③晚白垩世—古新世期间(90 ̄45Ma),郯庐断裂右旋走滑与拉分作用标志着东亚陆缘构造演化进入了新的演化阶段。根据太平洋板内海底火山链和年代学的记录,这个时期太平洋板块向NNW方向运动,这种运动必然沿东亚陆缘产生一个左旋走滑运动分量。但郯庐断裂带的运动学分析结果告诉我们,这个时期东亚陆缘以右旋走滑伸展变形占主导地位,出现这种运动学不一致性的机制尚不是很清楚,是今后对郯庐断裂的研究中值得关注的一个科学问题。

致谢:在酝酿和成文过程中,与石油大学漆家福教授、合肥工业大学朱光教授和南京大学舒良树教授、贾东教授等进行了有益的讨论,胡博同学参加了部分年代学数据资料的整理,在此谨致由衷的谢意!

参考文献:

[1]王小凤,李中坚,陈柏林,等.郯庐断裂带[M].北京:地质出版社,2000.

[2]漆家福,杨桥,陆克政,等.渤海湾盆地基岩地质图及其所包含的构造运动信息[J].地学前缘,2004,11(3):300-307.

[3]张庆龙,王良书,解国爱,等.郯庐断裂带北延及中新生代构造体制转换问题的探讨[J].高校地质学报,2005,(4):577-584.

[4]李碧乐,孙丰月,姚凤良.中生代敦化—密山断裂大规模左旋平移及其对金矿床形成的控制作用[J].大地构造与成矿学,2002,26(4):390-395.

[5]王凯红,纪春华,王秀萍.敦密断裂带的地质特征及演化[J].吉林地质,2004,23(4):23-27.

[6]陈宣华,王小凤,张青,等.郯庐断裂带形成演化的年代学研究[J].长春科技大学学报,2000,30(3):215-220.

[7]窦立荣,宋建国,王瑜.郯庐断裂带北段形成的年代学及其意义[J].地质论评,1996,42(6):508-512.

[8]朱光,宋传中,王道轩,等,郯庐断裂带走滑时代的40Ar/39Ar年代学研究及其构造意义[J].中国科学(D辑),2001,31(3):250-256.[9]ZhuG,WangYS,LiuGS,etal.40Ar/39Ardatingofstrike-slipmo-

张岳桥等:郯庐断裂带中生代构造演化史:进展与新认识1387

地质通报GEOLOGICALBULLETINOFCHINA2008年

tionontheTan-Lufaultzone,EastChina[J].JournalofStructuralGe-ology,2005,27:1379-1398.

[10]滕吉文,闫雅芬,王光杰,等.大别造山带与郯庐断裂带壳、幔结构和陆内“俯冲”的耦合效应[J].地球物理学报,2006,49(2):449-457.[11]CongBL,ZhaiMG,CarswellDA,etal.Petrogenesisoftheultra-high-pressurerocksandtheircountryrocksatShuangheinDabieshan,centralChina[J].EuropeanJournalofMineralogy,1995,7:119-138.

[12]DongSW,GaoR,CongB,etal.CrustalstructureofthesouthernDabieultrahigh-pressureorogenyandYangtzeforelandfromdeepseismicreflectionprofiling[J].TerraNova,2004,16(6):319-324.[13]HackerBR,RatschbacherL,WebbL,etal.U/PbzirconagesconstrainthearchitectureoftheultrahighpressureQinling-Dabieorogen,China[J].EarthandPlanetaryScienceLetters,1998,161:215-230.

[14]HackerBR,RatschbacherL,WebbL,etal.Exhumationofultra-high-pressurecontinentalcrustineastcentralChina:LateTriassic-EarlyJurassictectonicunroofing[J].JournalofGeophysicalResearch,2000,105(B6):13339-13364.

[15]李曙光,刘德良,陈移之,等.大别山南麓含柯石英榴辉岩的Sm-Nd同位素年龄[J].科学通报,1992,(4):346-349.

[16]LiSG,LiHM,ChenYZ,etal.ChronologyofultrahighpressuremetamorphismoftheDabieshan-Suluterrain-zirconU-Pbisotopicsystem[J].ScienceinChina(SeriesD),1997,27(3):200-206.

[17]LiouJG,ZhangRY,WangXM,etal.Metamorphismandtecton-icsofhigh-pandultrahigh-pbeltsintheDabie-Suluregion,east-erncentralChina[M]//HarrisonMT,YinA.TectonicDepartmentofAsia.London:CambridgeUniversityPress,1996:300-344.

[18]LiouJG,BannoW,ErnstWG.Ultrahigh-pressuremetamorphismandtectonics[J].TheIslandArc,1995,4:233-383.

[19]OkayAI,SengorAMC.Evidenceforintracontinentalthrustre-latedexhumationoftheultra-high-pressurerocksinChina[J].Ge-ology,1992,20:411-414.

[20]OkayAI,SengorAMC,SatirM.Tectonicsofanultrahigh-pres-suremetamorphicterrain:TheDabieShan/TongbaiShanorogen,China[J].Tectonics,1993,12:1320-1334.

[21]RatschbacherL,HackerBR,WebbLE,etal.Exhumationoftheultrahigh-pressurecontinentalcrustineastcentralChina:Creta-ceousandCenozoicunroofingandtheTan–Lufaultzone[J].Jour-nalofGeophysicalResearch,2000,105(B6):13303-13338.

[22]RowleyDB,XueF,TuckerRD,etal.AgesofultrahighpressuremetamorphismandprotolithorthogneissesfromtheeasternDabieShan:U/Pbzircongeochronology[J].EarthandPlanetaryScienceLetters,1997,151:191-203.

[23]WangQC,CongBL.TectonicimplicationofUHProcksfromtheDabieMountains[J].ScienceinChina(SeriesD),1996,39:311-318.[24]WangQC,CongBL.ExhumationofUHPterranes:acasestudyfromtheDabieMountains,easternChina[J].InternationalGeologyReview,1999,41:994-1004.

[25]WangXM,LiouJG,MaoHK.Coesite-bearingeclogitesfromthe

DabieMountainsincentralChina[J].Geology,1989,17:1085-1088.[26]许志琴.陆内俯冲及滑脱构造——

—以我国几个山链的地壳变形研究为例[J].地质论评,1986,32(1):79-88.

[27]许志琴.扬子板块北缘的大型深层滑脱构造及动力学分析[J].中国区域地质,1987,(4):289-300.

[28]许志琴,张建新,徐惠芬,等.中国主要大陆山链韧性剪切带及动力学[M].北京:地质出版社,1997:1-282.

[29]XuST,OkayAi,JiS,etal.DiamondfromtheDabieShanmeta-morphicrocksanditsimplicationfortectonicsetting[J].Science,1992,256:80-82.

[30]YangWC.GeophysicalprofilingacrosstheSuluultra-high-pres-suremetamorphicbelt,easternChina[J].Tectonophysics,2002,354:277-288.

[31]徐嘉炜,朱光.中国东部郯庐断裂带构造模式讨论[J].华北地质矿产杂志,1995,10(2):121-134.

[32]朱光,刘国生,牛漫兰,等.郯庐断裂带的平移运动与成因[J].地质通报,2003,22(3):200-207.

[33]朱光,王勇生,牛漫兰,等.郯庐断裂带的同造山运动[J].地学前缘,2004,11(3):169-182.

[34]王勇生,朱光.大别山东缘郯庐断裂带早期韧性剪切带的形成温度[J].合肥工业大学学报(自然科学版),2004,27(8):855-859.

[35]王勇生,朱光,王道轩,等.大别山东缘郯庐两期走滑剪切带形成的温压条件与造山带折返的关系[J].大地构造与成矿学,2004,28(3):228-238.

[36]宋传中,朱光,刘洋,等.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[J].地质论评,2003,49(1):10-17.

[37]胡博,张岳桥.安徽张八岭隆起东缘基底走滑韧性剪切带的发现及其构造意义[J].地质通报,2007,26(3):256-265.

[38]朱光,刘国生,DunlapWJ,等,郯庐断裂带同造山走滑运动的40Ar/39Ar年代学证据[J].科学通报,2004,49(2):190-198.

[39]朱光,谢成龙,王勇生,等.郯庐高压走滑韧性剪切带特征及其40Ar-39Ar定年[J].岩石学报,2005,21(6):1687-1702.

[40]徐树桐,陈冠宝,周海渊,等.徐-淮推覆体[J].科学通报,1987,32(14):1091-1095.

[41]徐树桐,陶正,陈冠宝.再论徐(州)—淮(南)推覆体[J].地质论评,1993,39(5):395-403.

[42]周进高,赵宗举,邓红婴.合肥盆地构造演化及其含油气性分析[J].地质学报,1999,3(1):15-23.

[43]赵宗举,杨树锋,陈汉林,等.合肥盆地基底构造属性[J].地质科学,2000,35(3):288-296.

[44]王勇生,朱光,宋传中,等,郯庐断裂带南段晚期韧性剪切带涡度分析及其构造意义[J].地质论评,2006,52(5):591-600.

[45]刘德良,杨晓勇,杨海涛,等.郯庐断裂带南段桴槎山韧性剪切带糜棱岩的变形条件和组分迁移[J].岩石学报,1996,12(4):573-588.

[46]刘德良,曹高社,李振生,等.郯庐断裂南段主断裂韧性剪切带形成历时时限的探索[J].地学前缘,2002,9(2):475-482.

[47]LeloupPH,ArnaudN,LacassinR,etal.Newconstraintsonthestructure,thermochronologyandtimingoftheAilaoShan-RedRivershearzone[J].JournalofGeophysicalResearch,2001,106:

1388

第27卷第9期张岳桥等:郯庐断裂带中生代构造演化史:进展与新认识

6683-6732.

[48]WangY.TheonsetoftheTan-LufaultmovementineasternChi-na:constraintsfromzircon(SHRIMP)and40Ar/39Ardating[J].TerraNova,2006,18(6):423-431.

[49]林景仟,谭东娟,厉建华,等.华北陆块南缘带早侏罗世徐州班井侵人杂岩体[J].长春科技大学学报,2000,30(3):209-214.

[50]XuWL,WangDY,LiuXC,etal.Discoveryofeclogiteinclu-sionsanditsgeologicalsignificanceinearlyJurassicintrusivecomplexinXuzhou,northernAnhui,easternChina[J].ChineseScienceBulletin,2002,47(14):1212-1217.

[51]ChangEZ.CollisionalorogenebetweennorthandsouthChinaanditseasternextensionintheKoreanPeninsula[J].JournalofSouth-eastAsianEarthSciences,1996,13(3):267-277.

[52]GilderSA,LeloupPH,CourtillotV,etal.TectonicevolutionoftheTancheng-Lujiang(Tan-Lu)faultviamiddleTriassictoEarlyCenozoicpaleomagneticdata[J].JournalofGeophysicalResearch,1999,104(B7):15365-15390.

[53]LiZX.Collisionbetweenthenorthandsouthblocks:Acrust-de-tachmentmodelforsuturingintheregioneastoftheTan-Lufault[J].Geology,1994,22:739-742.

[54]LinJL,FullerM.Palaeomagnetism,NorthChinaandSouthChinacollision,andtheTan-Lufault[J].PhilosophicalTransactionsoftheRoyalSocietyofLondon,Seriesa,MathematicalandPhysicalSci-ence,1990,331(1620):589-598.

[55]WangEC,MengQR,BurchfielBC,etal.Mesozoiclarge—scalelateralextrusion,rotation,andupliftoftheTongbai-DabieShanbeltineastChina[J].Geology,2003,31(4):307-310.

[56]WangXF,LiZJ,ChenBL,etal.FormationandevolutionoftheTan-Lustrike-slipfaultsystemanditsgeologicalsignificance[C]//ZhengYZ.Proceedingsof30thInternationalGeologicalCongress,GeologicalPublishingHouse,Beijing,1998:176-196.

[57]肖文交,周烑秀,杨振宇,等.大别—郯庐—苏鲁造山带复合旋转拼贴作用[J].地球科学进展,2000,15(2):147-153.

[58]YinA,NieSY.AnindentationmodelfortheNorthandSouthChinacollisionandthedevelopmentoftheTan-LuandHonamfaultsystem,easternAsia[J].Tectonics,1993,12(4):801-813.

[59]ZhangKJ.NorthandsouthChinacollisionalongtheeasternandsouthernnorthChinamargins[J].Tectonophysics,1997,270:145-156.[60]乔秀夫.对郯-庐断裂巨大平移之质疑[J].地质论评,1981,27(3):222-223.

[61]汤加富,许卫.郯庐断裂带南段并无巨大平移[J].地质论评,2002,48(5):449-456.

[62]汤加富,李怀坤,娄清.郯庐断裂南段研究进展与断裂性质讨论[J].地质通报,2003,22(6):426-436.

[63]ZhaoXX,RobertSC.PalaeomagneticconstraintsonthecollisionandrotationofNorthandSouthChina[J].Nature,1987,327(14):141-144.

[64]朱光,王勇生,王道轩,等.前陆沉积与变形对郯庐断裂带同造山运动的制约[J].地质科学,2006,41(1):102-121.

[65]王桂梁,姜波,曹代勇,等.徐州-宿州弧形双冲叠-瓦扇逆冲断层

系统[J].地质学报,1998,72(3):228-236.

[66]舒良树,吴俊奇,BrewerRC.徐州—宿州地区平衡剖面研究[J].中国区域地质,1996,(4):373-378.

[67]XuWL,WangQH,YangDB,etal.SHRIMPzirconU-PbdatinginJingshan“migmatiticgranite”,Bengbuanditsgeologicalsignificance[J].ScienceinChina(SeriesD),2005,48:185-191.

[68]林景仟,谭东娟,金烨.鲁西地区中生代火成活动的40Ar/39Ar年龄[J].岩石矿物学杂志,1996,15(3):213-220.

[69]许文良,王冬艳,王清海,等.华北地块中东部中生代侵入杂岩中角闪石和黑云母的40Ar/39Ar定年:对岩石圈减薄时间的制约[J].地球化学,2004,33(3):221-231.

[70]FaureM,LinW,ScharerU,etal.Continentalsubductionandex-humationofUHProcks:StructuralandgeochronologicalinsightsfromtheDabieShan(eastChina)[J].Lithos,2003,70:213-241.[71]XuWL,GaoS,WangQH,etal.MesozoiccrustalthickeningoftheeasternNorthChinaCraton:Evidencefromeclogitexenolithsandpetrologicimplications[J].Geology,2006,34(9):721-724.

[72]DongSW,ChenJF,HuangDZ.Differentialexhumationoftec-tonicunitsandultrahigh-pressuremetamorphicrocksintheDabieMountain,China[J].TheIslandsArc,1998,7:174-183.

[73]许志琴,张泽明,刘福来,等.苏鲁高压—超高压变质带的折返构造及折返机制[J].地质学报,2003,77(4):433-452.

[74]刘福来,许志琴,宋彪.苏鲁地体超高压和退变质时代的厘定:来自片麻岩锆石微区SHRIMPU-Pb定年的证据[J].地质学报,2003,77(2):229-239.

[75]WebbLE,HackerBR,RatschbacherL,etal.Thermochronologicconstraintsondeformationandcoolinghistoryofhighandultra-high-pressurerocksintheQinling-Dabieorogen,easternChina[J].Tectonics,1999,18:621-637.

[76]XuJW,ZhuG,TongWX,etal.FormationandevolutionoftheTancheng-Lujiangwrenchfaultsystem:amajorshearsystemtothenorthofthePacificOcean[J].Tectonophysics,1987,134:273-310.[77]XuJW,MaGF,TongWX,etal.DisplacementoftheTancheng-Lujiangwrenchfaultsystemanditsgeodynamicsettinginthenorthwesterncircum-Pacific[C]//XuJW.TheTancheng–LujiangWrenchFaultSystem,Wiley,Chichester,UK,1993,51-76.

[78]XuJW,ZhuG..TectonicmodelsoftheTan-Lufaultzone,east-ernChina[J].InternationalGeologyReview,1994,36:771-784.[79]张岳桥,廖昌珍,施炜,等.论鄂尔多斯盆地及其周缘侏罗纪变形[J].地学前缘,2007,14(2):182-196.

[80]张岳桥,董树文,赵越,等.华北侏罗纪大地构造:综述与新认识[J].地质学报,2007,(11):1462-1480.

[81]董树文,张岳桥,龙长兴,等.中国侏罗纪构造变革与燕山运动新诠释[J].地质学报,2007,(11),1449-1461.

[82]万天丰,朱鸿.郯庐断裂带的最大左行走滑断距及其形成时期[J].高校地质学报,1996,2(1):14-27.

[83]杨进辉,吴福元,罗清华,等.辽宁丹东地区侏罗纪花岗岩变形40Ar-39Ar年代学制约[J].岩石学报,2004,20(5):1205-1214.

[84]李三忠,刘建中,赵国春,等.华北克拉通东部地块中生代变形的关

1389

地质通报GEOLOGICALBULLETINOFCHINA2008年

键时限及其对构造的制约——

—以胶辽地区为例[J].岩石学报,2004,20(3):633-646.

[85]叶慧文,张兴洲,周裕文.牡丹江地区蓝片岩中脉状青铝闪石40Ar-39Ar年龄及其地质意义[J].长春地质学院学报,1994,24(4):369-372.

[86]苗来成,罗镇宽,关康,等.玲珑花岗岩中锆石的离子质谱U-Pb年龄及其岩石学意义[J].岩石学报,1998,14(2):198-206.

[87]关康,罗镇宽,苗来成,等.胶东招掖郭家岭型花岗岩锆石SHRIMP年代学研究[J].地质科学,1998,33(3):318-328.

[88]郭敬辉,陈福坤,张小曼,等.苏鲁超高压带北部中生代岩浆侵入活动与同碰撞—碰撞后构造过程:锆石U-Pb年代学[J].岩石学报,2005,21(4):1281-1301.

[89]张田,张岳桥.胶东半岛中生代侵入岩浆活动序列及其构造制约[J].高校地质学报,2007,13(2):323-336.

[90]董树文,胡健民,高锐,等,大别山造山带侏罗纪变形及其意义[J].岩石学报,2005,21(4):1189-1194.

[91]RenJY,TamakiK,LiSitian,etal.LateMesozoicandCenozoicriftinganditsdynamicsettingineasternChinaandadjacentareas[J].Tectonophysics,2002,344:175-205.

[92]许志琴.郯庐裂谷系概述[M].北京:地质出版社,1984:39-46.

[93]张岳桥,赵越,董树文,等.中国东部及邻区早白垩世裂陷盆地构造演化阶段[J].地学前缘,2004,11(3):123-133.

[94]ZhangY,DongS,ShiW.CretaceousdeformationhistoryofthemiddleTan-LufaultzoneinShandongProvince,easternChina[J].Tectonophysics,2003,363:243-258.

[95]张岳桥,李金良,张田,等.胶东半岛牟平-即墨断裂带晚中生代运动学转换历史[J].地质论评,2007,53(3):289-300.

[96]张岳桥,李金良,张田,等.胶莱盆地及其邻区白垩纪—古新世沉积构造演化历史及其区域动力学意义[J].地质学报,2008(送审中).[97]杨进辉,周新华,陈立辉.胶东地区破碎带蚀变岩型金矿时代的测定及其地质意义[J].岩石学报,2000,16(3):454-458.

[98]YangJinhui,WuFuyuan,WildeSA.GeodynamicsettingoflargescaleLateMesozoicgoldmineralizationintheNorthChinaCraton:anassociationwithlithosphericthinning[J].OreGeologyReview,2003,23:125-152.

[99]ZhangLianchang,ShenYuanchao,LiuTiebing,etal.40Ar/39ArandRb-SrisochrondatingofthegolddepositsonnorthernmarginoftheJiaolaibasin,Shandong,China[J].ScienceinChina(SeriesD),2003,46(7):708-718.

[100]周建波,胡克,申宁华,等.郯庐断裂带中段石场-中楼拉分盆地的确定[J].地质科学,1999,34(1):18-28.

[101]周建波,程日辉,刘建辉.郯庐断裂带中段管帅拉分盆地的确定及其构造意义[J].地质科学,2005,40(4):486-498.

[102]施炜,张岳桥,董树文,等.山东胶莱盆地构造变形及形成演化——

—以王氏群和大盛群变形分析为例[J].地质通报,2003,22

(5):325-334

[103]闫峻,陈江峰,谢智,等.鲁东晚白垩世玄武岩中的幔源捕虏体:对中国东部岩石圈减薄时间制约的新证据[J].科学通报,2003,48(14):1570-1574.

[104]任建业.渤海湾盆地东营凹陷S6′界面的构造变革意义[J].地球科学,2004,29(1):69-76.

[105]张家声.沂沭断裂带中段基底韧性剪切带[J].地震地质,1983,(4):293-303.

[106]周建波,胡克,孙家鹏.郯庐断裂中段鲁中基底韧性变形带的形成时代[J].中国区域地质,1998,17(2):163-167.

[107]周建波,胡克.沂沭断裂晋宁期的构造活动及性质[J].地震地质,1998,20(3):208-212.

[108]乔秀夫,李海兵,高林志.华北地台震旦纪—早古生代地震节律[J].地学前缘,1997,4(3/4):155-160.

[109]乔秀夫,高林志.华北中新元古代及早古生代地震灾变事件及与Rodinia的关系[J].科学通报,1999,44(16):1753-1757.

[110]乔秀夫,高林志,彭阳,等.古郯庐带沧浪铺阶地震事件、序列及其意义[J].中国科学(D辑),2001,31(11):911-918.

[111]郭孟习,孙伟,尹国义,等.古吉黑造山带拼接带地球物理特征线[J].吉林地质,2001,20(1):27-34.

[112]GaoShan,RudnickRL,YuanHonglin,etal.RecyclinglowercontinentalcrustintheNorthChinaCraton[J].Nature,2004,432:892-897.

[113]DengJinfu,MoXuanxue,ZhaoHailing,etal.AnewmodelforthedynamicevolutionofChineselithosphere:‘continentalroots-plumetectonics′[J].Earth-ScienceReview,2005,65:223-275.[114]郑亚东,DavisGA,王琮,等.燕山带中生代主要构造事件与板块构造背景问题[J].地质学报,2000,74(4):289-302.

[115]MengQingren.WhatdroveLateMesozoicextensionofthenorthernChina-Mongoliatract[J].Tectonophysics,2003,369:155-174.

[116]XuYigang.Thermo-tectonicdestructionoftheArchaeanlitho-spherickeelbeneatheasternChina:evidence,timingandmecha-nism[J].CurrentContents,Physical,Chemical&EarthSciencesJournalSubjectCategory,2001,26:747-757.

[117]WuFuyuan,LinJingqian,WildeSA,etal.NatureandsignificanceoftheEarlyCretaceousgiantigneouseventineasternChina[J].EarthandPlanetaryScienceLetters,2005,233:103-119.

[118]ZhaiMingguo,ZhuRixiang,LiuJianming,etal.TimerangeofMesozoictectonicregimeinversionineasternNorthChinaBlock[J].ScienceinChina(SeriesD),2003,33(10):913-920.

[119]ZhouXinhua,YangJinhui,ZhangLianchang.MetallogenesisofsuperlargegolddepositsinJiaodongregionanddeepprocessesofsubcontinentallithospherebeneathnorthChinacratoninMesozoic[J].ScienceinChina(seriesD),2002,32(suppl.):11-20.

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准噶尔盆地构造演化阶段及其特征

准噶尔盆地构造演化阶段及其特征 摘要:准噶尔盆地由于受到周缘造山带的多期次的逆冲推覆作用,其发育演化过程不同于一般意义的前陆盆地,而是具有类前陆盆地的特征。准噶尔盆地经历海西、印支、燕山和喜山四个构造旋回的演化,形成了早二叠纪时期的裂谷盆地,中晚二叠纪的前陆盆地,三叠纪至白垩纪的复合类前陆盆地和第三纪以来的类前陆盆地为特征的多期叠合型盆地。 关键词:准噶尔盆地构造演化类前陆盆地 引言 准噶尔盆地是我国西部发育的大型陆相盆地,对其盆地的类型及其演化,经历了很长一段研究探索过程,形成了对准噶尔盆地的形成过程的诸多认识和观点。20世纪90年代主要以二叠纪为裂谷和断陷为主,三叠-白垩坳陷,第三纪以后为上隆。一些学者分别提出了“陆内前陆盆地”(陈发景,1997) 、“再生前陆盆地”(卢华复等,1994) 及“类前陆盆地”(雷振宇,2001 ) 等概念。蔡忠贤等(2000)认为准噶尔盆地在早二叠世为裂谷,晚二叠世为热冷伸展坳陷,三叠纪—老第三纪为克拉通内盆地,新第三纪至今为陆内前陆盆地。陈新和卢华复等(2002)则将准噶尔盆地划分为地体形成、板块拼贴、前陆盆地、陆内坳陷和再生前陆盆地等6个阶段。陈业全(2004)划分盆地演化为晚泥盆世-早石炭世裂陷盆地、晚石炭世-二叠纪碰撞前陆盆地、三叠纪-古近纪陆内坳陷盆地和新近纪-第四纪再生(陆内俯冲型)前陆盆地4个阶段。 通过对准噶尔盆地区域二维地震剖面的解释,结合钻井及测井资料,我们将准噶尔的演化划分为早二叠纪时期的裂谷盆地,中晚二叠纪的前陆盆地,三叠纪至白垩纪的复合类前陆盆地和第三纪以来的类前陆盆地四个阶段。其中以中生代的复合类前陆盆地为最重要的一个阶段,与油气的关系最为密切。 一地质构造背景 中国西部各盆地位于几个大的造山带及板块缝合带之间,属于古亚洲与特提斯—喜马拉雅构造域,处于西伯利亚板块和印度板块相对挤压和相对扭动的压扭性构造环境下形成的构造格局.在南北对挤和南北对扭的联合和复合的应力条件下产生的大量平移断裂控制着盆地的展布. 中国西部盆地主要受控于三向动力体系:北部主要受古亚洲动力系所作用,受控于古亚洲域;西部主要受特提斯动力系所作用,受控于特提斯域;南部的动力来源于印度板块的北上扩张.三大动力体系在时间、空间上的叠加、复合, 形成了具有明显的旋回性和阶段性多期叠合盆地,并且在不同演化阶段中具有不同的板块构造背景,盆地类型和性质也不相同。 中国西部盆地的演化大致可以分为三个阶段: 古亚洲洋开合阶段,新元古代晚期Rodinia古陆解体,使华北、扬子、华南、塔里木等小陆块从其上裂解出来。晚奥陶世开始地壳俯冲消减,至泥盆纪晚期碰撞闭合,成为克拉通内(挤压)盆地,发育一套海相碎屑岩和碳酸盐岩沉积。古亚洲洋在晚二叠世之前消减殆尽,华北、准噶尔—吐哈、塔里木等小陆块拼合在西伯利亚块体的南缘,形成古亚洲大陆。在拼合后的

历史构造分析和全球构造体系1

第四章历史构造分析和全球构造体系 通过对地层沉积特征及与之相关的构造-岩浆-变质特征及其演变的研究,推断地层形成的大地构造背景(环境)、性质和演化。这个学科就称之为历史大地构造学(Historic Tectonics),相应的方法称之为历史大地构造分析方法。 历史构造分析的理论框架是 (1)大地构造活动论—以活动论的观点认识地史时期大陆和大洋相对于地极、赤道位置的变化以及它们之间的位置变化; (2)构造演化阶段论—地球岩石圈由简单到复杂、有节奏的分阶段的平静演化和急剧变革相交替; (3)大地构造单元论—在活动论和阶段论的思想指导下,根据古大陆形成演化历程来划分大地构造单元和分区。 一构造运动与历史构造分析 1.构造运动的主要表现形式 地壳(岩石圈)的构造运动导致地壳结构改变和物质变位,它是引起地壳(岩石圈)发展变化的内动力因素.其主要表现形式有: (1).升降运动(振荡运动)--地壳的垂向上升和下降,形成大面积的隆起和凹陷,引起大规模的海侵和海退; 特点:地层变形较为简单,主要是大型宽缓的褶曲和一些正断层或高角度的逆断层. 地壳上升引起海退而成陆地,故又名之为造陆运动. “上升遭受剥蚀,下降接受沉积”是判别升降运动的标志. (2) 褶皱运动(水平运动)由于水平方向的挤压,地层产生强烈的褶皱及一些大的低角度逆掩断层,并伴随有大规模岩浆活动和区域变质作用. 特点:褶皱运动也往往造成地壳显著上升,形成高大山系,故又称之为造山运动. 大陆上最为雄伟的现象之一是绵延数千公里的高峻山脉,山脉中的沉积岩层在地质历史中形成于深海洋盆等复杂环境,后来发生强烈的褶皱、断裂、岩浆侵入和变质作用,形成这些变形造山带的运动称为造山运动。 造山运动是岩石圈板块碰撞或陆内俯冲的结果。是地壳大规模水平运动的产物。 地层强烈变形,变质,伴生的岩浆侵入活 动以及与上覆岩层的角度不整合关系是判别褶 皱运动的标志. (3) 断裂运动--地壳的升降运动和褶皱运 动之中都有断裂运动一起存在. 深大断裂: 一种发育时间长,延伸远(长 达数百至数千公里),深度大(切穿硅铝层或切穿 整个上地幔)的“巨型”断裂带.它是地壳的原生地 壳破裂带,不是由升降运动和褶皱运动派生的. 深大断裂常是不同构造单元的分界线,其两侧地区有着不同的地质历史,表现为岩相,厚度的突变或不连续.它还是岩浆活动的通道,沿断裂带附近有各种基性超基性或酸性中酸性岩体分布. 某些张性的深大断裂,常表现为线形构造盆地(断陷盆地),称为裂谷,如红海-亚丁湾-和东非裂谷. 以上三种运动形式常互相联系在一起;在一次构造活动中,有的地区表现为升降,另外地区则可能是褶皱上升,其间则有断裂.所以不能把这些构造运动割裂开来看待. 差异升降运动的概念

郯庐断裂带基本概况论述

区域大地构造结课论文 ----郯庐断裂带基本概况论述 班级:011134班 姓名:黄鑫 学号:20131000541 指导老师:王岸

摘要: 郯庐断裂带是东亚大陆上的一系列北东向巨型断裂系中的一条主干断裂带,在中国境内延伸2400多公里,切穿中国东部不同大地构造单元,规模宏伟,结构复杂。是地壳断块差异运动的接合带,是地球物理场平常带和深源岩浆活动带。它形成于中元古代。郯庐断层带的南段(郯城以南)在三叠纪末期形成,当时是扬子板块与中朝板块之间的秦岭-大别碰撞带以东的一条走滑断层。在中生代燕山期,因太平洋板块向西俯冲到欧亚板块(广义)之下,而使郯庐断层带向北大幅度延伸,并转化为逆冲断层。以后,郯庐断层带虽然一度恢复为走滑断层,但在多数时间内仍以逆冲运动为主。在新构造期,郯庐断层带为右行走滑-逆冲断层。历史上沿这一断层带发生了许多大地震,如1668年郯城大地震、1975 年海城地震等。 多期构造 该断裂带经历了多期构造。它不仅是一条“长寿”的以剪切运动为主的深断裂带,而且是一条仍继承着新构造运动方式,以右旋逆推为主的活断裂带,同时也是一条具有明显分段、活动程度不等的地震活动带。至上世纪六十年代以前,许多研究者带着不同任务和目的,局限于对断裂带的某些地段进行考察和勘探。结果在不同地段断裂带命名了一些地方性的名称,诸如在黑龙江吉林省境内称为依兰——伊通深断裂,在辽宁省称为开源——营口——潍坊深断裂(又称辽东滨海断裂),在苏皖境内名为安江山断裂(或称皖苏鲁断裂),以及1959年命名的郯城——庐江深断裂(狭义)等名称繁多。实际上,普遍引用的郯庐断裂(广义),就是上述各地段断裂带串联起来的总称。

地质构造的发展演化

地质构造的发展演化 中国自始太古代开始孕育陆核以来,大致可划分为古陆壳生长发展时期、古板块早期活动与中国古陆块形成时期、古板块主要活动与中国古大陆镶合时期、中生代板块活动与陆内构造时期等4个大地构造发展演化时期,特别是随着陆块的形成,于中晚元古代开始板块活动以来,出现一系列重大的地质构造事件(表5-2)。 太古代-早元古代古陆壳生长时期 始太古代鞍山白家坟深成侵入岩的形成是我国已知最古老的构造热事件,说明华北原始陆核已开始生长,塔里木陆核也在稍晚进入孕育时期。陈台沟运动(任纪舜,1997)和迁西运动至中太古代末阜平运动,华北、塔里木也可能包括上扬子有陆核形成。这时陆壳已有一定刚度,于晚太古代五台期和早古元古代滹沱纪时已开始有大规模裂陷作用发生。此后陆壳继续生长,至早元古代末,经吕梁运动中国早前寒武纪克拉通基本形成。其中华北陆块已基本固结,塔里木陆块也已初步成型。 中晚元古代古板块早期活动与中国古陆块形成时期 中晚元古代时期开始了古板块活动,经裂解-汇聚,中国古陆块基本形成,也是罗迪亚超大陆的形成时期。 四堡-晋宁期 1 中元古代早期裂谷期 华北、塔里木、扬子等早前寒武纪古克拉通离散,华北与扬子间有中元古代松树沟等蛇绿岩带发现,其间当有洋盆相隔。华夏早前寒武纪克拉通这时从扬子克拉通分离出来,出现了华南小洋盆。各克拉通内部或边缘广泛发生裂陷,华北陆块北部形成了渣尔泰-白云鄂博裂谷带,中部有太行-燕山裂谷带,南缘有汉高-熊耳裂谷带。晋冀鲁三省发育的岩墙群主要岩脉K-Ar年龄值1 680 Ma~1 775 Ma。在塔里木板块周缘如阿尔金北侧和中天山地区的中元古界为含火山岩的砂泥质复理石,均属不稳定型沉积,扬子地区在早前寒武纪古克拉通的基础上,大部分地区形成了巨厚的浊流沉积,在江南陆缘桂北、湘北有科马提岩分布。华

郯庐断裂对宿迁影响

浅析郯庐断裂对宿迁的影响 [摘要]断裂的展布及其与工程间的关系是一个要解决的重要问题。一般而言,工程设施应避开断裂,特别是活动断裂,但由于各种各样的原因,对于象宿迁船闸这样的特殊工程也无法做到这一点。本文主要通过对宿迁船闸工程建设的分析简单探讨郯庐断裂以及郯庐断裂对宿迁的影响,从而从而有效的学习研究郯庐断裂的有关知识。 [关键词]断裂宿迁市地震建筑 [abstract] the cloth and the fracture exhibition engineering is the relationship to resolve important issues. generally speaking, engineering facilities should avoid breaking, especially active faults, but for a variety of reasons, such as suqian lock for special project which also can’t do this. this paper through analysis of suqian lock engineering construction simply explores tanlu fault and the influence of suqian. thus it effectively studies on the knowledge of tanlu fault. [key words] fracture, suqian, earthquake, construction 中图分类号:o346.1文献标识码:a 文章编号: 引言

郯庐断裂带中生代构造演化史_进展与新认识

收稿日期:2008-04-28;修订日期:2008-08-20 基金项目:国家自然科学基金项目(批准号:40572120)资助。作者简介:张岳桥(1963- ),男,教授,博士生导师,从事构造地质、 新构造和盆地研究、教学工作。E-mail:yueqiao-zhang@sohu.com地质通报 GEOLOGICALBULLETINOFCHINA 第27卷第9期2008年9月Vol.27,No.9Sep.,2008 郯庐断裂带中生代构造演化史:进展与新认识 张岳桥1,董树文2 ZHANGYue-qiao1,DONGShu-wen2 1.南京大学地球科学系,江苏南京210093;2.中国地质科学院地质力学研究所,北京100081 1.DepartmentofEarthSciences,NanjingUniversity,Nanjing210093,Jiangsu,China; 2.InstituteofGeologicalMechanics,ChineseAcademyofGeologicalSciences,Beijing100081,China 摘要:总结出郯庐断裂带中生代运动学演化的过程与历史,概括为“两大运动时期、五个发展阶段”。第一运动时期对应于三叠纪—早侏罗世早期的“印支运动”,以扬子陆块与华北地块之间的拼合和碰撞造山为主导,郯庐断裂带经历了:①转换走滑阶段(240 ̄220Ma),其走滑活动局限在大别和苏鲁超高压变质带之间。这个阶段的陆-陆深俯冲作用使苏鲁超高压变质带向西韧性挤出,导致徐淮弧形构造带的形成和发育。②左旋平移走滑阶段(220 ̄190Ma),徐淮弧形构造带向南错移了约145km,并被大别山以北地区的东西向逆冲系统所吸收。左旋走滑扩展使郯庐断裂带贯穿整个华北和东北地区。第二运动时期对应于中、晚侏罗世至古新世时期的“燕山运动”,郯庐断裂带的演化与东亚活动陆缘的演化紧密联系在一起,经历了③中、晚侏罗世至早白垩世早期挤压走滑活动,伴随着华北东部地区岩石圈、地壳增厚和郯庐左旋走滑断裂系的发育。④早白垩世以地壳伸展和陆内裂谷断陷作用为主,使早期增厚的华北克拉通岩石圈发生垮塌和减薄。⑤晚白垩世—古新世以右旋走滑为主,沿断裂带及其两侧发育一系列拉分盆地。系统地阐述了郯庐断裂带中生代发育过程与地质特征,及其在东亚大陆演化历史中独特的作用。关键词:郯庐断裂;郯庐断裂系;中生代;基底走滑韧性剪切带;徐淮弧形构造;走滑构造;伸展构造中图分类号:P542+.3 文献标志码:A 文章编号:1671-2552(2008)09-1371-20 ZhangYQ,DongSW.MesozoictectonicevolutionhistoryoftheTan-Lufaultzone,China:Advancesandnewunder-standing.GeologicalBulletinofChina,2008,27(9):1371-1390 Abstract:TheauthorsputforwardanewchronologicalevolutionmodeloftheMesozoickinematichistoryoftheTan-Lufaultzone,whichisboileddownto“twomovementperiodsandfivedevelopmentstages”.ThefirstmovementperiodcorrespondstotheTriassictoearliestEarlyJurassic“IndosinianMovement”,characterizedbyamalgamationbetweentheNorthChinaCratonandtheYangtzeblockandcollisionalorogeny.Duringthismovementperiod,theTan-Lufaultzoneexperiencedtwostages,i.e.thefirstandsecondstages.Thefirststage(240-220Ma)wasatransitionstrike-slipstage,whenthestrike-slipmovementofthefaultzonewasrestrictedtoatransformzonebetweentwoultra-highpressure(UHP)metamorphicbelts.TheXu-HuaioroclineonthewesternsideoftheTan-LufaultzonewasformedbywestwardductileextrusionoftheSuluUHPmetamorphicbeltasaconsequenceofthedeepsub-ductionoftheYangtzeblockbeneaththeNorthChinaCraton.Thesecondstage(220-190Ma)wasaleft-lateralstrike-slipstage.Duringthisstage,theXu-Huaioroclinewasdisplacedsouthwardabout145kmandthenwasabsorbedanE-W-strikingthrustsys-teminthehinterlandareaoftheDabieorogenicbelt.Northwardpropagationoftheleft-slipmotionmadetheTan-LufaultzonegothroughthewholeofNorthChinaandNortheastChina.ThesecondmovementperiodcorrespondedtotheMiddle-LateJurassictoPaleocene“ YanshanMovement”,andthetectonichistoryoftheTan-LufaultzonewascloselyassociatedwiththeevolutionoftheactivecontinentalmarginofEastAsia.Thefaultzoneduringthismovementperiodunderwentthreestages,i.e.thethird,fourthandfifthstages.Thethirdstage(Middle-LateJurassictoearliestEarlyCretaceous)witnessedcompressivestrike-slipmotion,accompanied

盆地的构造演化史分析—平衡剖面技术

盆地的构造演化史分析—平衡剖面技术 200613003* 摘要:盆地模拟做到了对盆地构造演化、油气生成、运移、聚集和分布等内容的定量研究。地史模型作为盆地“五史模型”之一,其模拟内容包括沉降史、埋藏史及构造演化史。而平衡剖面技术,则是目前进行盆地构造演化史分析的重要手段。本文结合《盆地模拟与资源评价》的课堂教学内容以及前人研究成果,总结了平衡剖面技术的原理、应用、尚存不足及其发展动向。 关键词:构造演化史;平衡剖面技术;应用;尚存不足;发展动向 1平衡剖面技术的原理 Dahlstrom等(1969)定义平衡剖面技术为把剖面上的变形构造通过几何学原则全部复原成合理的未变形剖面的技术。据物质守恒定律,可推导出体积守恒、面积守恒和层长守恒等系列平衡剖面恢复的几何法则。当岩层长度在变形与未变形的两种状态下等是,剖面为平衡的。其编制原则如下: (1)面积守恒原则。在地层变形前后其地层所占面积应是不变的,对比区域在变形前后是同一种岩石,若孔隙度保持不变,计算过程中构造压实作用不考虑。(2)断层法则。断层活动引起的岩层缩短在上、下岩层一致。 (3)能量最小法则。断层在能量消耗最小部位发生。 (4)伸缩量一致原则。岩层经过断裂、褶皱,其伸缩量应基本一致。 2平衡剖面技术的应用 平衡剖面技术已普遍应用于挤压构造和褶皱一冲断带中的构造分析,并能定量描述变形和形成发育过程。 李汉阳等(2013)利用平衡剖面技术对川西凹陷侏罗系剖面进行了构造恢复,编制了构造发育剖面,恢复了该区的构造演化史。 准噶尔盆地西北缘为典型的前陆冲断带,复杂的地质条件致使地震波速横向变化较大,郭峰等(2012)利用平衡剖面技术,解决了如何研究该区构造演化及动力学机制这一难点。结果表明,研究区经历了挤压、伸展、挤压三期构造运动,构成一完整的构造旋回。其中,晚二叠世存在一个小幅度的快速挤压期,而三叠纪为构造挤压最强烈期,对该区构造演化、构造格架形成、油气运聚成藏等均具重要影响和控制作用。同时文中提出,在复杂的前陆冲断带,可采取以下方法提高恢复结果的可靠性:选择合适的地震剖面线;采用变速时深转换获取可靠的地质剖面;对不同深度的地层采用不同的变形机制恢复;去压实校正过程中,按岩性分段处理,减少由岩性横向变化大引起的误差。 汤良杰等(2008)在辽东湾选取一地质剖面进行平衡剖面分析,表明渤海盆地的新生代构造演化分为3阶段:a.断陷期,孔店组至沙四段沉积时期为断陷早期,沙三段沉积时期为强烈断陷期。b.断拗期,沙二段至沙一段沉积时期为断拗早期,东三段一东二段沉积时期为强烈断拗期。c.坳陷期(东一段沉积时期至第四纪)。 邹东波等(2006)为研究柱海地区的构造演化史,选取了横贯研究区的两条地震剖面,利用平衡剖面技术恢复出了这两条剖面在各个沉积历史时期的厚始沉积剖面,将桩海地区中生代以来的构造演化历史分为四阶段:三叠纪到侏罗纪中期的印支运动褶皱发育期、晚侏罗纪到白垩纪燕山运动断陷和挤压发育期、早第三纪断陷发育期、第四纪坳陷期。 刘学峰等(2004)以平衡剖面理论为指导,利用平衡剖面反演技术,研究了松辽盆地北部深层代表性剖面的构造发育史。

构造地质学期末复习重点总结(完整版)

1、地质构造:组成地壳或岩石圈的岩层或岩体等,在内外地质动力作用下所产生的各种变形 2、构造地质学:研究地壳上各级各类地质构造的发生、发展、演化及其与矿产分布、地震、工程稳定性、环境演化等的关系的一门学科。 3、面状构造产状要素:走向、倾向、倾角。 走向:某一倾斜构造面和任意水平面的交线。倾向:在构造面上,沿倾斜面引出垂直走向线的直线,称倾斜线,倾斜现在水平面上的投影线向下倾斜一段的方位角 倾角:构造面上的倾斜线与其在水平面上投影线之间的夹角 4、方位角法:倾向+倾角(45 °∠30 °) 5、象限角法:走向+倾角+倾向(N30°E, 45 °SE) 6、线状构造产状要素:倾伏、侧伏。 7、倾伏:倾伏向+倾伏角,如:330 °∠20 °或N30°W,20° 8、侧伏:侧伏角+侧伏向/构造面产状,如: 20°S/N30°E,45 °SE 。 注意:学会将方位角换成象限角 9、水平岩层与倾斜岩层的区别:①水平岩层:老下新上,沟谷老,山脊新。倾斜岩层:在没有发生倒转的前提下,顺着岩层的倾向,岩层的时代由老到新排列;②水平岩层:地质界限随着地形等高线的弯曲而弯曲。倾斜岩层在野外和地形地质图上呈条带状分布,切割地形等高线;③水平岩层的厚度等于岩层顶面和底面的标高差;④水平岩层露头宽度的变化受岩层厚度和地面坡度的影响。(地缓而宽大,地陡而窄小)。倾斜岩层:横穿沟谷的岩层倾角越大,岩层的条带越接近条带状,若岩层的倾角越小,则岩层越弯曲。 10、倾斜岩层的厚度:真厚度(h)=铅直厚度(H)×cosa (真厚度永远小于或等于铅直厚度) 11视厚度(h’)=铅直厚度(H)×cosb (真厚度永远小于视厚度) 12、V字形法则:①岩层的倾向与地面的坡向相反时,岩层的界限与地形等高线的弯曲方向相同,即“相反相同”,但岩层界限弯曲的曲率小于地形等高线的曲率;②当岩层的倾向与地面的坡向相同时,岩层的倾角大于地面坡度角时,岩层的露头界限与地向等高线成相反方向,即“相同相反”;③当岩层的倾向与地面的坡向相同时,岩层倾角小于地面坡度角时,岩层界限与地形等高线的弯曲方向相同,即“相同相同”,岩层界限弯曲的曲率大于地形等高线的曲率。 13、平行不整合接触特征:1假整合面上下两套岩层的产状,在大范围内彼此平行排列;2缺失部分地

东北地区地质构造演化

东北地区地质构造基本特征 摘要:东北地区属于古亚洲洋与滨太平洋两大构造域的构造作用叠加区。前中生代时期,其地质构造格局以南北分异为主,南部为华北陆块区,北部为兴蒙造山区,总体上以古亚洲洋构造域东部的华北与西伯利亚两大古陆、中间地块与造山褶皱带交织分布为特征。中生代以来,由于受洋-陆体制相互作用引起的地幔上隆和大陆边缘地壳减薄影响,形成北东向分布的山脉和盆地构造格局。古亚洲洋与滨太平洋构造域的发展、演化、相互作用与叠加,不但对我国大陆边缘北部地区的地壳结构构造产生重大影响,造就并控制了本区矿产资源的形成与时空配置;新构造运动制约着本区山、水和土地资源的分布,以及现代地质环境与灾害的发生与发展。 关键词:区域地质东北地区 东北地区包括辽宁省、吉林省、黑龙江省及内蒙古自治区东部四盟(市)地区。该区属于古亚洲洋与滨太平洋两大构造域的构造作用叠加区,其地质构造极为复杂。 前中生代南部为华北陆块(华北克拉通)区,北部为兴蒙造山区。中生代以来(主要是晚中生代以来)发育和叠加了东亚大陆边缘与太平洋板块相互作用,形成了呈北东-北北东向展布的巨型陆缘断裂系统、岩浆岩带和盆-山体系。 1.华北陆块区 东北地区南部的陆块区属于华北陆块区的东段,其主体分布于辽宁和吉林省的南部。根据目前的调查研究成果,可将该区进一步划分为鞍山-本溪-龙岗、辽南及辽西(晋冀古陆块)等不同的块体;鞍山-本溪-龙岗地区是我国最古老岩石出露区,具有38亿年的地质发展历史,除发育少量中太古代花岗岩以外,其主体岩石为形成于新太古代的TTG杂岩,表壳岩也较为发育。南部的辽南地块主要为新太古代的石英闪长岩-花岗闪长岩岩石组合。在龙岗和辽南地块之间为近东西向延伸,并伴有早元古代花岗岩侵位的元古代辽河群-集安群-老岭群分布区。南部地区新元古代地层发育,显示了其在年代、岩石组合与大地构造发展历史上与北部鞍山-本溪-龙岗地块的差异。古生代地质建造主要分布在太子河-浑江一带,其地层层序与华北地块的其它地区大体可比。突出的特点是辽吉东部地区的中生代花岗岩岩浆活动极为发育,分布面积达数万平方千米,各种岩石类型齐全,并伴有大量不同规模的内生金属矿床产出。中生代火山岩局部发育,形成规模不等、展布方向不同的火山-沉积盆地。 1.1 区域地层 本区属于华北地层大区(Ⅴ)的晋、冀、鲁、豫地层区。 1.1.1 太古宇(Ar) 始太古界(>3600Ma)的地质记录仅见于冀东黄柏峪和辽宁鞍山附近白家坟地区,代表着华北陆块最古老的硅铝质地壳,但未见具有确切依据的始太古代地层。 古太古界(3600Ma~3200Ma)零星出露于辽宁鞍山地区,岩性为片麻状斜长角闪岩类、片麻状-条纹状镁铁闪石石英岩类和糜棱岩化长英质片麻岩,条带状磁铁石英岩等。 中太古界(3200Ma~2800Ma)主要分布于辽西、辽东和吉南,以大小不等的残留体分布于中、晚太古代变质深成侵入体中。岩石组合以斜长角闪岩、黑云角闪变粒岩、磁铁石英岩为主,有时出现麻粒岩和含特殊变质矿物的各种片岩;在辽西还出现大理岩。 新太古界(2800Ma~2500Ma)包括辽宁北部的红透山岩组、金风铃岩组、沈家堡子岩组以及吉林南部的夹皮沟岩群、辽西零星出露的红旗营子岩群、崇礼岩群及遵化岩群。新太古代岩石经历了绿片岩相到角闪岩相的变质作用及其相关的TTG岩套的侵入,形成了我国

卫宁北山地层分布及中生代以来的构造演化

科技信息 一、引言 卫宁北山位于中卫市和中宁县以北,故名卫宁北山。卫宁北山分布着大范围的石炭系地层,蕴含着大量的煤炭资源及多金属矿产资源。因此倍受资源能源及地质研究人员的关注。近年来地质研究者从多个角度多种方法来研究卫宁北山的地层分布及构造特征。张进等(2005)、李天斌(2006)及张岳桥(2007)从构造角度研究其各期构造间的关系,仲佳鑫(2010)从构造角度探究该地铁矿类型及成矿规律,魏明霞(2009)、王锋(2005)及白斌(2008)等分别从不同的角度来研究卫宁北山及周缘的构造环境及其演化,另外还有各期前人的区调工作这里就不再详述。本文根据野外实地观测,结合前人的研究,主要从形态学、地层学和构造学方面解析卫宁北山的构造演化特征。 二、卫宁北山的地层分布 整体看来,卫宁北山从古生代到新生代各期地层都有分布,但主体以晚古生代为主。 1.早古生代地层 研究区早古生代地层主要为香山群第三亚群,岩性为中细粒长石石英砂岩、绿泥绢云母板岩、千枚岩。薄层灰岩和鲕状灰岩透镜体,顶部为硅质灰岩、硅质白云岩和硅质岩。分布地区主要为红柳沟周围及孤子疙瘩以东的局部区域。 2.晚古生代地层 晚古生代地层为该区主要分布地层,遍布研究区,也是地质研究者关注的重点地层。本区的晚古生代地层为泥盆系地层和石炭系地层,而石炭系地层又是其主要地层。 a.泥盆系,主要分布中宁组第二段、第三段及第四段,皆为整合接触。第二段为中细粒长石石英砂岩、石英砂岩、钙质粉砂岩夹泥质岩透镜体和含铜砂岩;第三段为砂砾岩、厚-中厚层钙质细粒长石石英砂岩、钙质粉砂岩、页岩及灰岩;第四段为泥岩、钙质粉砂岩夹少量钙质细粒长石石英砂岩、灰岩及泥灰岩透镜体。主要分布在新井沟及新寺山-菊花台一带。 b.石炭系,主要地层为臭牛沟组、石磨沟组及单梁山组。臭牛沟组局部与泥盆系地层角度不整合,为细砾岩、细-粗粒石英砂岩、钙质粉砂岩、页岩、灰岩、白云质灰岩,局部夹劣质无烟煤或石膏。石磨沟组平行不整合于臭牛沟组之上,底部为砾岩,向上为石英岩状砂岩、细-粗粒石英砂岩、粉砂岩、页岩,含结核并含生物灰岩。单梁山组下段为厚-中厚层中-细粒、粗粒石英砂岩、夹页岩及无烟煤层,中段为中厚-薄层细粒石英砂岩、页岩、砂质页岩。 3.中生代地层 中生代地层主要分布于研究区北部,为侏罗系上统及白垩系下统庙山湖组。侏罗系主要为褐红色砾岩夹砂砾岩和少量砂岩,与寒武系香山群及庙山湖组皆角度不整合接触;庙山湖组为灰褐红色砾岩、砂砾岩、砂岩、泥岩及砂质粘土和灰岩。该区庙山湖组未见化石,但于一棵树北部的一条发育五级阶地的河谷中发现庙山湖组含大量化石(如图1)。庙山湖组角度不整合于石炭系单梁山二段之上。 4.新生代地层 新生代地层主要分布于卫宁北山的周缘部位及其中间的河谷内。 a.古近系地层。包括始新世的寺口子组和渐新世的清水营组(张进,2010)。寺口子组为橙红色砾岩夹少量砂砾岩,大佛寺谷地区寺口子组角度不整合于石炭系灰色粗粒石英砂岩之上;清水营组为橘黄色砾岩、含石膏不等粒长石石英砂岩、粘质砂土、砂质粘土及石膏。清水营组多与石炭系石磨沟组呈角度不整合接触。 b.新近系地层,包括中新世的早-中红柳沟组和晚中新世-早上新世的干河沟组。红柳沟组主要为橘黄色砾岩、长石石英砂岩及砂质粘土;干河沟组为红色砂砾岩、石英砂岩及砂泥岩。干河沟组底部砂泥岩含大量钙质结核,因此当时应为干旱沉积环境。干河沟组与泥盆系地层角度不整合,与红柳沟组平行不整合。 图1庙山湖组地层化石 三、中生代以来的构造演化 1.燕山造山期 根据张岳桥(2007)及白斌(2008)等研究,早中侏罗世为印支造山后期,贺兰山及其周缘处于拉张环境,故该区域沉积有中生代地层。中侏罗后期太平洋板块向欧亚板块NW向俯冲,燕山运动开始。根据黄汲清、张进及白斌等研究,贺兰山为燕山运动时期隆起。贺兰山石嘴山地区及其西南部发育大型褶皱(如图2),遥感影像上表现为二叠系地层与三叠系地层交互出现。在剖面图上(如图3),我们可以看出二叠系、三叠系地层总体呈宽阔褶皱,东部则发育向西倾覆的闭合褶皱。很明显这是近西向或北西向的压力使然。另外我们还可以看到,该褶皱卷入的最新地层为中侏罗地层。所以我们可以认为该褶皱是燕山运动的作用所致。 在卫宁北山,棺材山泥盆系地层向西逆冲到石炭系地层之上,且在泥盆系地层上发育右向雁列裂谷。据此我们可以推测形成该组裂谷的应力为来自南东向的挤压力,并在此应力条件下形成左行走滑,在此环境下形成右行雁列裂谷,并使其逆冲到石炭系之上,继续向西使得西侧石炭系地层掀起甚至直立,分析见下面。另外,从卫宁北山南缘第三系地层向南依次变新的地层分布也可以判断出,在中生代卫宁北山已经隆起。 图2贺兰山地区遥感影像 图3贺兰山石嘴山西南燕山期褶皱剖面 2.喜马拉雅造山期 卫宁北山广泛发育东西向褶皱和东西向断层,并且东西向断层截断燕山期形成了近南北向断层。可以认为这些构造为喜马拉雅山造山运动所引起。而卫宁北山最具特征的是鑫力源煤矿附近的W形或锯齿形直立褶皱。野外测量得出鑫力源煤矿附近的W形褶皱近东向那支走向为8°,另一支为350°。很明显,这种构造只有先南北向直立后再施加 卫宁北山地层分布及中生代以来的构造演化 郭帮杰1纪仁忠2路仁兵3程东江2宋晓燕3 (1.山东科技大学地质科学与工程学院 2.青岛地质工程勘察院 3.山东黄金矿业(玲珑)有限公司九曲分矿运营部/计划部) [摘要]卫宁北山位于黄河的宁夏中卫和中宁段以北,故名卫宁北山。由于该地区以石炭系地层为主,所以倍受地质研究人员及资 源能源采集者的关注。根据野外观测,结合区调及卫星影像资料,本文从形态学、地层学与构造学角度解释卫宁北山特有的构造形 态及卫宁北山中生代以来的构造演化。并认为,卫宁北山的形成受燕山运动和喜马拉雅山运动的影响最大,形成W/锯齿形褶皱。 [关键词]卫宁北山燕山构造运动W形褶皱 喜马拉雅山构造运动 — —191

准噶尔盆地的类型和构造演化

收稿日期:20000507;修订日期:20000911 作者简介:蔡忠贤(1963—  ),男,博士,副教授,矿产资源普查与勘探专业,现在石油大学博士后站工作。①中国科学院兰州地质研究所1准噶尔盆地构造特征及形成演化[R]119851 准噶尔盆地的类型和构造演化 蔡忠贤1,陈发景2,贾振远2 (11石油大学盆地与油藏研究中心,北京102200;21中国地质大学,北京100083) 摘 要:准噶尔盆地的早二叠世属于裂谷还是前陆盆地,存在意见分歧;晚二叠世—老第三纪 盆地的性质也不确定。文中通过对盆地构造几何学、沉降史、热史及火山岩的综合分析研究,对 盆地类型和构造演化获得了一些新的认识:(1)准噶尔盆地在早二叠世为裂谷,晚二叠世为热冷 却伸展坳陷,三叠纪—老第三纪为克拉通内盆地,新第三纪至今,由于印度板块与亚洲大陆碰撞 才形成陆内前陆盆地。(2)对石炭纪—早二叠世的岩浆活动结合区域构造资料的研究表明,准 噶尔地区古生代的板块运动和造山作用具软碰撞特点,早二叠世的裂谷盆地是在软碰撞背景下 造山带伸展塌陷的产物。(3)地幔热对流作用可能是软碰撞造山后伸展塌陷的主要深部动力学机制。 关键词:准噶尔盆地;裂谷;热冷却坳陷;克拉通盆地;软碰撞;伸展塌陷 中图分类号:P544+14; 文献标识码:A 文章编号:10052321(2000)04043110 0 引言 准噶尔盆地是新疆北部自二叠纪以来形成的大型陆内叠合盆地,目前是我国含油气前景最有希望的地区。尽管20世纪80年代以来开展了大量的地球物理和地质研究工作,但由于盆地遭受改造,在盆地类型和成因方面仍存在着诸多的分歧。中国科学院地学部①将盆地构造演化划分为4个阶段,即早二叠世断陷,晚二叠世拗陷,三叠纪—第三纪断拗和第四纪上升阶段。吴庆福[1]认为二叠纪为裂陷,三叠纪—老第三纪为拗陷,新第三纪以后为收缩上隆阶段。尤绮妹[2]的划分是:石炭纪—三叠纪为裂谷阶段,侏罗纪为中央隆升阶段,白垩纪以后为山前拗陷阶段。赵白[3]的划分是二叠纪为断陷、拗陷阶段,三叠纪为断拗阶段,侏罗纪—老第三纪为拗陷阶段,新第三纪以后为萎缩上隆阶段。肖序常[4]则认为晚石炭世—早二叠世为海相前陆盆地。杨文孝[5]也将早二叠世划为海相前陆,晚二叠世和新第三纪—第四纪划为陆相前陆,之间三叠纪—老第三纪划为振荡型陆相盆地。上述划分意见中归纳起来主要的分歧在于对盆地早二叠世的性质是张性还是压性的认识以及晚二叠纪—老第三纪拗陷盆地的性质。近来,这种分歧不仅未缩小,反而扩大。孙肇才[6]主张应该放弃早期盆地是塌陷或张性的认识,将准噶尔看作是一个在石炭纪—二叠纪前陆基础上,经过 —134—第7卷第4期 2000年10月地学前缘(中国地质大学,北京)Earth Science Frontiers (China University of G eosciences ,Beijing )Vol 17No.4Oct 12000

郯庐断裂带

中国第四条地震带—郯庐断裂带 最近一个时期,我们这里被地震的消息闹得人心惶惶,各种小道消息传得是沸沸扬扬!偶也忍不住到网上搜索了有关方面的知识,特发于此,一是让自己和朋友们了解世界著名的地理学家李四光先生预测的也是先生最为担心的中国第四条地震带——郯庐地震带,二是学习些地震防范救护知识,从心理等方面做些准备,从而避免不必要的惶恐。 一、江苏省地震带图 郯庐断裂带是东亚大陆上的一系列北北东向巨型断裂系中的一条主干断裂带,泛指北起黑龙江,南止长江边,总体上呈北东走向,纵贯中国大陆东部的巨型渠断裂。在我国境内延伸2400多公里,切穿中国东部不同大地构造单元,规模宏伟,结构复杂。是地壳断块差异运动的接合带,是地球物理场平常带和深源岩浆活动带。它形成于中元古代。经历了多期构造。它不仅是一条“长寿”的以剪切运动为主的深断裂带,而且是一条近期仍继承着新构造运动方式,以右旋逆推为主的活断裂带,同时也是一条具有明显分段、活动程度不等的地震活动带。 北段(肇兴—沈阳):它发育于吉黑断拗,由两条走向30-40。东的主断袭组成,宽5-20公里,为一中、新生代地堑型断裂带,带内充填4000-5000米厚的火山岩、火山碎屑岩夹煤系地层。基底刚度较软,结构也较简单,有史记载只发生过5.8级地震。 南段(宿迁—广济):依次发育在扬子断块与华北淮阳断褶的交界处,其介质相对较软,结构比较简单,构造应力量级不高,地震活动强度也不大,其地震活动水平较北段略高一些。中段(沈阳—宿迁):呈北北东向穿切由太古代结晶基底组成的华北断块区,主要由四条大致平行的主断裂组成,这四条主断裂在鲁中沂、沐河谷地构成了20-40公里的“两堑夹一垒”的构造,称为沂沐深断裂带。这一段是结构复杂、新活动强、基底介质刚度较高的地区。历史上1668年莒县一郯城8.5级大震就发生于该段。研究表明,郯庐断裂带处在强烈挤压并兼有右旋扭动的断裂段。由于它遭受的正应力大,剪切应力也大,易于积累大地震的能量,而难于以中、小地震的形式来释放,故该段地震强度大,频度低。 郯庐断裂与苏、鲁交界交汇部位,自1990年以来一直被国家地震局列为地震危险重点监视区,1995年9月20日山东苍山发生M35.2级地震,2003年6月山东青岛又发生MC4.3级小震群活动,该地区的地震活动值得我们注视和研究。 二、郯庐断裂带的地震历史 自古至今,郯庐断裂带及其附近两侧,大大小小的地震活动从未间断过,说明它是处于活动状态的断裂,是一条地震活动带。1668年7月28日,山东郯城发生8.5级大地震,波及大半个中国,是我国东部千年罕遇的一次特大地震事件。 据统计研究,自公元1400年以来,以郯庐断裂为中心200公里范围内共发生M8.5级地震1次,M7.0-7.9级地震5次,M6-6.9级地震11次。其中中段(沈阳-宿迁段)就发生8.5级地震1次,M7.0-7.9级地震7次。6级以上强震主要集中在郯庐断裂带中段。其主要地震有:1668年7月25日山东徼莒县—郯城8.5级地震(我国东部有记录以来最大地震) 1888年6月13日日渤海湾7.5级地震 1969年7月18日渤海7.4级地震 1974年海城7.4级地震 1975年2月4日海城7.3级地震(世界上唯一成功预测的地震) 1983年11月7日山东菏泽5.9级地震 1995年9月20日山东临沂市苍山县5.2级地震 2003年6月山东青岛4.3级小震群活动 2006年2月9日临沂市汤头镇3.5级地震

构造地质学

名词解释: 右列:垂直节理走向观察时远处节理向右侧错列,或在右端重叠 地质构造:是指组成地壳的岩层或岩体在内外动力地质作用下发生的变形,从而形成诸如褶皱节理断层劈理以及其他各种面状和线状构造等 构造尺度:对地质构造的观察研究可以按规模大小划分为许多级别,称为构造尺度,一般把构造尺度划分为巨型大型中型小型微型以及超微型等级别 原生构造:沉积岩在沉积和成岩作用过程中没有产生构造变动的构造特点 岩层:由两个平行或近于平行的界面所限制的岩性基本一致的层状岩体 沉积岩层:由沉积作用形成的岩层 岩层产状:指在产出地点的岩层面在三维空间的方位其主要包括岩层的走向倾向和倾角 断层:是岩层或岩体顺破裂面发生明显唯一的构造 断层线:是指断层面与断层线的交线 整合接触:上下底层与沉积层序上没有间断,岩性或所含化石都是一致的或递变的,其产状基本一致,他们是连续沉积形成的, 不整合接触:上下地层间的层序有了间断,先后沉积的地层间缺失了一部分地层。 平行不整合:一下两套地层的产状彼此平行,但在两套地层间缺失了一些时代的地层的不整合接触。角度不整合:上下两套地层之间既缺失部分地层,且产状不同的接解关系。 应力:在应力均匀分布的情况下作用于单位面积上的内力。 变形:物体受到力的作用后其内部各点间相互位置发生改变称力变形。主要有拉申,挤压,弯曲,扭转均匀变形:岩石的各个部分的变形性质方向和大小都相同的变形。 非均匀变形:岩石的各点变形方大小和性质都变化的变形 构造应力场:地壳内一定范围内某一瞬时的瞬时的应力状态 剪裂角:最大主应力轴方向与剪工破裂面之间的夹角 共轭剪切破裂角:当岩石发生剪切破裂时,包含最大主应力轴象限的共轭剪切破裂面之间的夹角 褶皱:地壳中岩石岩体在受内动力地质作用后发生弯曲变形而成的一种构造 同沉积褶皱:一些在岩层沉积同时而逐渐形成的褶皱 纵弯褶皱作用:岩层受到顺层挤压的作用而发生的褶皱 横弯褶皱作用:岩层爱到与层面垂直的外力作用而发生的褶皱. 节理:有明显破裂面而无位移的断层。 断层:有明显破裂面,岩体发生明显位移的断层。 节理组:指在一次构造作用的统一应力场中形成的,产状基本一致和力学性质相同的一群节理。 节理系:在一次构造作用的统一构造应力场的作用下形成的两个或两个以上节理组。

郯庐断裂带

郯庐断裂带 郯庐断裂带 郯庐断裂带是东亚大陆上的一系列北东向巨型断裂系中的一条主干断裂带,在我国境内延伸2400多公里,切穿中国东部不同大地构造单元,规模宏伟,结构复杂。是地壳断块差异运动的接合带,是地球物理场平常带和深源岩浆活动带。它形成于中元古代。经历了多期构造。它不仅是一条“长寿”的以剪切运动为主的深断裂带,而且是一条近期仍继承着新构造运动方式,以左旋逆推为主的活断裂带,同时也是一条具有明显分段、活动程度不等的地震活动带。至上世纪六十年代以前,许多研究者带着不同任务和目的,局限于对断裂带的某些地段进行考察和勘探。结果在不同地段断裂带命名了一些地方性的名称,诸如在黑龙江吉林省境内称为依兰——伊通深断裂,在辽宁省称为开源——营口——潍坊深断裂(又称辽东滨海断裂),在苏皖境内名为安江山断裂(或称皖苏鲁断裂),以及1959年命名的郯城——庐江深断裂(狭义)等名称繁多。实际上,目前普遍引用的郯断裂(广义),就是上述各地段断裂带串联起来的总称。 自古至今,郯庐断裂带及其附近两侧,大大小小的地震活动从未间断过,说明它是处于活动状态的断裂,是一条地震活动带。三百多年前,即1668年7月28日,山东郯城发生8.5级大地震,波及大半个中国,是我国东部千年罕遇的一次特大地震事件。三百多年后的1969年7月15日,渤海中部再次发生7.4级地震,紧接着,1975年2月24日,又在辽宁海城发生7.3级地震。引人注目的是,这三次

大地震以及公元前70年6月1日,山东诸城一带的7.3级地震和1957年10月6日渤海中部的7.5级地震,它们的震中位置都无一例外地落在郯庐断裂带上或其附近。就小地震而言,该带及其附近,亦时有发生。这就提示了郯庐断裂带是一条现今仍在继续活动的活动断裂,这些大大小小的地震活动,是郯庐断裂带一次次间歇性活动的结果。 据统计研究,自公元1400年以来,以郯庐断裂为中心200公里范围内共发生M8.5级地震1次,M7.0-7.9级地震5次,M6-6.9级地震11次。其中中段(沈阳-宿迁段)就发生8.5级地震1次,M7.0-7.9级地震7次。 北段(肇兴—沈阳):它发育于吉黑断拗,由两条走向30-40。东的主断袭组成,宽5-20公里,为一中、新生代地堑型断裂带,带内充填4000-5000米厚的火山岩、火山碎屑岩夹煤系地层。基底刚度较软,结构也较简单,有史记载只发生过5.8级地震。 南段(宿迁—广济):依次发育在扬子断块与华北淮阳断褶的交界处,其介质相对较软,结构比较简单,构造应力量级不高,地震活动强度也不大,其地震活动水平较北段略高一些。 中段(沈阳—宿迁):呈北北东向穿切由太古代结晶基底组成的华北断块区,主要由四条大致平行的主断裂组成,这四条主断裂在鲁中沂、沐河谷地构成了20-40公里的“两堑夹一垒”的构造,称为沂沐深断裂带。这一段是结构复杂、新活动强、基底介质刚度较高的地区。6级以上强震主要集中在郯庐断裂带中段。其主要地震有1668年7月25日8.5级徼莒县—郯城地震,1888年6月13日日渤海湾7.5级地震,1975年2月4日海城7.3级地震,1969年7月18日渤海7.4级地震。研究表明,郯庐断裂带处在强烈挤压并兼有右旋扭动的断裂段。由于它遭受的正应力大,剪切应力也大,易于积累大地震的能量,而难于以中、小地震的形式来释放,故该段地震强度大,频度低。

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