135~130 Ma: 大别山第二次“去根”时间?
2014-06-07崔建军董树文马立成
崔建军, 董树文, 马立成, 施 炜
1)中国地质科学院地质力学研究所, 北京 100081; 2)中国地质科学院, 北京 100037
135~130 Ma: 大别山第二次“去根”时间?
崔建军1), 董树文2), 马立成1), 施 炜1)
1)中国地质科学院地质力学研究所, 北京 100081; 2)中国地质科学院, 北京 100037
大别杂岩主要由早白垩世侵入岩和三叠纪变质岩组成。它的四周是四条区域性韧性剪切带: 郯城—庐江断裂, 商城—麻城断裂, 襄樊—广济断裂和晓天—磨子潭断裂。其中, 晓天—磨子潭断裂和襄樊—广济断裂在早白垩世具有相反的走滑剪切方向: 北侧的边界断裂(晓天—磨子潭断裂)是一个左行剪切断裂,而南侧的边界断裂(襄樊—广济断裂)是一个右行剪切断裂。在大别杂岩内部, 早白垩世低角度剪切面理的倾伏向以SE向或NW向为主。这些晚期剪切面理上的拉伸线理的倾伏向同样为SE或NW向。大别杂岩总体具有朝SE向挤出和顶部相对朝NW向剪切的构造特征。这些表明晚中生代是该杂岩演化的重要阶段。该杂岩的边界断裂和内部构造特征指示其晚期抬升是沿造山带方向(SE—NW)以低角度方式进行的。这一过程直接导致高压-超高压变质岩和同构造岩浆岩被抬升至近地表。同时, 年代学研究表明: 大别杂岩(扬子板块东北缘地壳)在晚侏罗世—早白垩世经历大规模混合岩化的时间为 145~135 Ma, 同造山岩浆作用的时间为145~135 Ma, 后造山火山-岩浆活动的时间为135~120 Ma。因此, 该杂岩中三叠纪高压-超高压变质岩所记录的早白垩世抬升过程不是印支事件的后续, 而是燕山期陆内造山及随后发生的伸展过程有关。尽管这一陆内造山事件的起始时间至今仍不确定, 但大别山未变形岩体(130~120 Ma)的年代学研究结果和我们新测得的同构造伟晶岩脉的锆石U-Pb年龄(130 Ma)为早白垩地壳变形提供了良好的上限制约。这样, 大别山经历了三叠纪碰撞造山和伸展, 晚侏罗世—早白垩世陆内造山-伸展二次过程。
大别杂岩; 同构造伟晶岩脉; SHRIMP锆石U-Pb定年; 中国东部; 早白垩世伸展
与我国东部其他地区一样, 大别山也经历过所谓的“早白垩世大规模伸展”(Ratschbacher et al., 2000)。目前, 有关这一区域性地壳变形过程的诱因、构造背景和阶段划分方案等还是地质学界研究和探讨的前缘性科学问题(董树文等, 2007)。因此,确认大别山的早白垩世地壳变形过程不仅对认识高压-超高压变质岩的晚期抬升过程具有重要意义,而且还为我国东部的晚中生代构造研究提供参考。
秦岭—桐柏—大别—苏鲁造山带(图 1)是华北克拉通南缘经过古生代陆缘增生造山、三叠纪华南与华北之间的陆-陆碰撞造山和晚中生代陆内造山叠加而成的复合型造山带(Zhao et al., 1987; 牛宝贵等, 1993; 游振东等, 1996; Meng et al., 2000; 董树文等, 2005)。这条分割我国南、北的巨型构造带朝NE方向越过黄海可能与朝鲜半岛的临津江变质带和京畿地块相连(Liu et al., 1993)。在桐柏—大别—苏鲁地区, 扬子克拉通北缘向华北克拉通之下发生过深俯冲(Wang et al., 1989)。晚三叠世和早白垩世被确定为高压-超高压变质岩的“两个主要折返时期”(Ratschbacher et al., 2000)。虽然在三叠纪末大别山的地表就有高压-超高压变质岩出露, 但这些“特殊岩石”的大规模出露过程可能发生在白垩纪(Hacker et al., 2000)。由于晚中生代陆内构造叠加,大别山的多数构造单元以白垩纪断裂为界(Ratschbacher et al., 2006), 岩浆岩以白垩纪花岗岩为主, 基本构造格局也形成于白垩纪(索书田等, 2001)。
1 大别造山带的基本地质特征
1.1 大别造山带的基本构造单元
在大别山, 分别以信阳—舒城断裂、晓天—磨子潭断裂和襄樊—广济断裂为界, 由北向南依次划分为华北板块、北淮阳褶皱带、大别变质杂岩区和下扬子褶皱带等四个主要构造单元(Hacker et al., 2000)。由于信阳—舒城断裂可能是商—丹断裂带的东延部分(Li et al., 2009), 北淮阳褶皱带中的佛子岭群和卢镇关群绿片岩和绿帘石-角闪岩的原岩包括700~800 Ma的锆石年龄, 因此, 一些学者主张把信阳—舒城断裂作为扬子与华北板块之间的缝合线(Hacker et al., 2000)。虽然对北淮阳褶皱带中变质岩的构造属性还有不同认识, 但大别杂岩是扬子板块北缘的构造单元已基本成为共识。围限这一构造单元的四条边界断裂是: 晓天—磨子潭断裂、襄樊—广济断裂、郯城—庐江断裂和商城—麻城断裂(图1)。
图1 大别杂岩体地质简图(据Liu et al., 2009修改)Fig. 1 Simplified geological map of the Dabie complex (modified after Liu et al., 2009)
1.2 大别杂岩的基本组成
大别杂岩的基本岩性包括: 三叠纪变质岩、早白垩世同构造(片麻状)岩浆岩(145~135 Ma)和未变形岩浆岩(130~120 Ma)(Zheng, 2008)。其中, 早白垩世岩浆岩大约占基岩总面积的 50%, 以中-酸性岩体为主(Hacker et al., 2000), 其次是少量的基性-超基性岩体(脉)和碱性岩体(脉)(Jahn et al., 1999)。三叠纪变质岩常以变质包体或以围岩的形式产出, 其原岩主要为扬子克拉通北缘(源于罗丁尼亚超大陆)的前寒武纪火成岩(Hacker et al., 2000)。
1.3 大别杂岩的基本构造特征
1.3.1 北界断裂
大别杂岩的北界是晓天—磨子潭断裂。该断裂向东延伸被郯庐断裂所截, 向西延伸可能与桐柏杂岩北侧高压变质地体的北界断裂相连, 长度>400 km, 出露宽度>1 km(索书田等, 2001; Ratschbacher et al., 2006)。断裂带经过地区的露头尺度可以观察到: (1)大量韧性和脆-韧性环境下形成的构造岩透镜体、矿物旋转碎斑、S-C组构和牵引构造指示的左行剪切特征; (2)各种NW—SE向生长或拉伸形成的低角度(0°~15°)线性构造指示中-上地壳深度(10~15 km)的剪切是沿造山带方向进行的; (3)少量碎裂岩和假玄武玻璃表明断裂带可能在晚期(100±10 Ma)经历过脆性变形; (4)剪切面倾角具有随剪切深度减小而逐渐增大的趋势; (5)具有多期构造叠加的特征(Ratschbacher et al., 2000; 索书田等, 2001)。
显微镜下观察发现: 沿该断裂带出露的长英质糜棱岩中的长石斑晶常常形成眼球状、透镜状或串珠状碎斑; 石英和云母为主的条带状、细丝状基质矿物充填于长石斑晶之间(索书田等, 2001)。
有些学者认为晓天—磨子潭断裂是华北板块与扬子板块在印支期的缝合线, 经历过三叠纪以来的长期演化, 与高压-超高压变质岩的折返历程密切相关(Ratschbacher et al., 2000)。年代学研究结果表明, 早白垩世是该断裂活动的一个重要时期(Webb et al., 1999)。
1.3.2 南界断裂
大别杂岩的南界是襄樊—广济断裂。该断裂向东延伸与郯—庐断裂带相交, 向西延伸可能与秦岭造山带南缘的房县—镇巴断裂相连接, 总长度约800 km(董树文等, 2005; Li et al., 2009)。由于覆盖严重, 该断裂带出露不连续。在江汉盆地和南阳盆地,断裂几乎全部隐伏于中—新生代沉积层之下。深地震剖面研究显示: 该断裂的断面向造山带方向北倾50°~60°, 切穿地壳, 造成MOHO错断(Dong et al., 2004)。
室内、外研究表明: 沿襄樊—广济断裂带广泛出露长-英质糜棱岩。在大别山南麓, 该断裂带的糜棱面理倾向介于60°~75°之间, 倾角变化于35°~75°之间。糜棱面理上发育石英、长石、黑云母等矿物拉伸和生长线理。线理倾伏向为145°~150°, 倾伏角为10°~18°(图2A, B)。在浠水—黄石公路边的连续出露宽度>200 m。长石旋转碎斑、石英亚颗粒化和重结晶现象指示韧性环境下的右行剪切特征。
1.3.3 东界断裂
大别杂岩的东界是郯(城)—庐(江)断裂(图 1)。该断裂呈 NNE向延伸, 在我国境内的长度超过2400 km, 经历过三叠纪以来的多阶段活动, 与我国东部构造演化密切相关(Ratschbacher et al., 2000;施炜等, 2003; 张岳桥等, 2008; Zhu et al., 2010)。目前, 虽然对该断裂的构造属性、动力学机制和演化存在不同认识, 但比较一致的意见认为郯—庐断裂在三叠纪之后经历过明显的左行走滑。有学者依据侵入郯—庐断裂的未变形岩脉的锆石 U-Pb定年结果(128 Ma)认为, 该断裂的早白垩世活动发生在128 Ma之前(Zhu et al., 2010)。
1.3.4 西界断裂
大别杂岩的西界是商(城)—麻(城)断裂。该断裂全长约400 km, 宽度>2~5 km, 走向NE 20°~30°,剪切面倾向 NW, 倾角 30°~60°, 具有多期活动(王义天等, 2000)和右行走滑特征, 可能是在 N—S向应力作用下发育的平移断层(索书田等, 1993)。王义天等(2000)沿该断裂带获得的一个黑云母单矿物40Ar-39Ar年龄为226 Ma。
1.3.5 大别杂岩的内部构造
大别杂岩的内部发育早白垩世的伸展拆离和剪切构造; NW—SE向矿物生长和拉伸线理占据优势, 各种规模的低角度线性构造指示沿造山带走向的运动学特征; 早中生代的E—W向构造普遍受到早白垩世NW—SE向构造叠加; 变形的早白垩世花岗岩、三叠纪变质岩包体和围岩发生过同变形, 并且被未变形的白垩纪花岗岩固定(Hacker et al., 2000;索书田等, 2001)。
2 对早白垩世地壳变形过程的限定
2.1 采样点位置及基本地质特征
大别杂岩的内部(罗田—英山—岳西)发育多期岩脉。它们与白垩纪构造之间存在三种关系: (1)岩脉斜切构造面理, 与围岩呈“不整合”关系。岩脉与其中的矿物均无变形记录。说明岩脉侵位发生在地壳变形之后。(2)岩脉与围岩发生过同变形, 脉体与其中的矿物均有变形记录。说明岩脉侵位发生在地壳变形结束之前。(3)岩脉沿构造面理就位(如, A-型褶皱转折端), 脉体与围岩中的构造协调一致,呈现“整合”关系(图3A, B)。其中, 第(3)类岩脉的形态虽然具有“同变形特征”, 但其中的矿物却没有变形。说明第(3)类岩脉的侵位时间和地壳变形结束时间大体一致。当岩脉以液态进入构造虚弱部位时, 地壳变形过程尚未结束; 但在岩脉结晶后, 地壳变形过程没有再继续进行。因此, 岩脉中新结晶的矿物才能得以保存(图 3C)。因此, 第(3)类岩脉的结晶时间对地壳变形过程具有较好的限定作用。
图2 大别杂岩南界断裂(襄樊—广济断裂)带中的糜棱岩野外露头照片Fig. 2 Pictures of mylonite in the southern boundary (Xiangfan-Guangji Fault) of the Dabie complex
图3 大别杂岩中的早白垩世构造、同构造岩脉、样品及野外露头照片Fig. 3 Pictures of Early Cretaceous structures, synkinematic dykes, sample and outcrops of the Dabie complex
2.2 锆石U-Pb测年结果
2.2.1 分析方法
对所测样品按照常规方法进行锆石分选。把精选出的锆石颗粒粘在双面胶上, 然后用无色透明的环氧树脂固定, 待环氧树脂充分固化后打磨至粒径的一半, 使锆石的内部充分暴露, 再进行抛光。具体过程可参阅宋彪等(2002)文章。在测试之前首先在北京离子探针中心对所有锆石进行显微照相(反射光、透射光和CL图像)。样品CLT03-1中分离出的锆石多数为板状或短柱状, 长宽比介于2:1到3:1之间, 少数长条状颗粒的长宽比可达5:1(图4d)。阴极发光(CL)图像显示多数锆石晶体具有振荡带(生长环带)和扇形分带结构(图4)。
2.2.2 锆石SHRIMP U-Pb定年结果
本文的锆石 U-Pb年龄数据是在中国地质科学院地质研究所北京离子探针中心的网络虚拟实验室,通过SHRIMP远程共享控制系统(SHRIMP Remote Operation System, SROS)远程控制位于澳大利亚Curtin理工大学(Curtin University of Techonology) 的SHRIMP II仪器而获得的。依据代表性锆石颗粒的U-Pb同位素分析数据所做的U-Pb谐和图见图5。鉴于本次研究的伟晶岩脉形成时代较新, 所以采用206Pb/238U 表面年龄进行加权平均值计算, 结果为(130±1) Ma。多数锆石的 Th/U 比值介于0.003~0.012之间, 暗示该伟晶岩脉为变质成因。
3 讨论
3.1 早白垩世岩石圈大幅减薄(拆沉)的时间: 135~130 Ma
由于本次研究的伟晶岩脉在野外具有“同构造岩脉”特征(图 3A, B), 其中的矿物却没有变形(图3C), 因此可能是在构造活动末期就位的。从该岩脉中分离出来的多数锆石具有典型的韵律环带特征,晶体长度一般在300 μm左右(图4)。这种结晶“粗大”的锆石与伟晶岩脉中的其他矿物之间比较和谐。说明这些锆石是伟晶岩结晶过程中形成的“原生锆石”, 而不是来自围岩的“继承锆石”。那么这些锆石的结晶时间可以代表伟晶岩脉的结晶时间。我们通过综合分析认为: 该伟晶岩脉的锆石 U-Pb年龄(130 Ma)可能是大别山早白垩世大规模地壳伸展变形的上限时间。
图4 来自大别杂岩的同构造伟晶岩中包含的锆石阴极发光图像(样品CLT03-5中具有环带结构的锆石, 年龄误差为1σ)Fig. 4 Cathodoluminescence (CL) images of zircons from synkinematic granites in the Dabie complex (oscillatory-zoned zircons from sample CLT03-5, age error at 1σ)
图5 大别杂岩中同构造伟晶岩脉中的锆石U-Pb年龄谐和图Fig. 5 Zircon U-Pb concordia diagrams for synkinematic pegmatite dyke from the Dabie complex
已有的研究把大别山的早白垩世伸展过程限定在140~120 Ma(Ratschbacher et al., 2000)。值得注意的是: 以前所依据的年代学资料中包括许多中-低温矿物(角闪石、白云母、黑云母和钾长石)的氩-氩年龄。准确地讲, 部分年龄的地质意义应该被解释为“地壳冷却时间”, 未必是“地壳变形时间”。由于中-低温同位素体系易受后期热事件影响, 因此, 有必要对大别山的早白垩世地壳变形过程做进一步限定。
如果把大别山的早白垩世岩浆岩变形特征和锆石U-Pb年代学资料进行综合分析, 就会得出如下认识: 早期(145~135 Ma)岩浆岩具有明显变形记录; 晚期(130~120 Ma)岩浆岩基本没有变形记录(Zheng, 2008)。因此, 大别山的早白垩世地壳变形主要发生在130 Ma之前。
如果把早白垩世岩浆岩的地球化学和锆石U-Pb年代学资料进行综合分析, 就会得出如下结论: 早期(145~135 Ma)岩浆岩具有“地壳重熔型”特征, 包括一部分标志地壳加厚的“埃达克质”岩浆岩(Wang et al., 2007); 晚期岩浆作用(135~120 Ma)形成了一定数量的“A-型花岗岩”和“幔源岩浆岩”(Jahn et al., 1999; Chen et al., 2009)。这些结果暗示大别山的岩石圈厚度在135 Ma前后发生过显著变化, 壳-幔相互作用开始增强。
总之, 大别山的岩石圈很可能在经历了白垩纪早期(145~135 Ma)的减压与部分熔融(混合岩化)之后发生了大幅减薄(山根拆沉?)。假如这些认识成立, 那么早白垩世的这次重大构造事件(135 Ma)可能是导致大别山软流圈上涌和大规模地壳伸展的直接内因。白垩纪早期的岩浆岩(≥135 Ma)普遍发育透入性变形构造似乎支持这种假设; 早白垩世中—晚期侵入岩(130~120 Ma)缺少变形记录, 暗示地壳变形过程是在较短时间内完成的。
3.2 早白垩世岩石圈大幅减薄(135~130 Ma)的构造背景和动力学机制
经典的造山理论认为: 造山带加厚岩石圈大幅减薄(山根拆沉)是造山过程结束的一个标志。如果大别山在 135 Ma前后发生过山根拆沉, 那么早白垩世早期(145—135 Ma)的造山是什么性质?它与三叠纪造山是什么关系?是同一造山过程的延续?还是两期不同造山事件的叠加?大别山北麓的侏罗系(J1-J2)沉积层中发育从砾岩、粗砂岩、细砂岩到泥岩层的正向沉积序列(图6)。暗示大别山在三叠纪造山之后经历过伸展过程。大别山在侏罗纪的夷平过程(J1-J2)可能是导致“湖相沉积范围扩大”和“造山带缩小”的主要原因。值得一提的是, 白垩纪岩浆岩不仅出露于大别山, 而且广泛出露于亚洲大陆“东缘”, 是太平洋西海岸晚中生代(165—80 Ma)岩浆岩带(长度>5000 km, 宽度>1000 km)的重要组成部分(崔建军等, 2013)。
图6 大别山北麓的侏罗纪沉积岩照片Fig. 6 Pictures of the Jurassic sediments in the northern foot of the Dabie orogen
围绕大别山的早白垩世构造和岩浆作用的构造背景, 地质学界形成了多种学术观点。例如, (1)与三叠纪陆-陆碰撞造山后(post-collision)的岩石圈减薄有关(Ma et al., 1998); (2)由太平洋板块向西俯冲到东亚大陆之下所引发(Ratschbacher et al., 2000); (3)与三叠纪造山无关, 受中国东部晚中生代岩石圈伸展构造背景控制(Tsai et al., 2000); (4)与早白垩世太平洋超级地幔柱事件(superplume or superwelling)有关(Zhao et al., 2005); (5)与晚侏罗—早白垩世陆内造山有关(Dong et al., 2008)。例如, Dong等(2008)认为, 大别山的白垩纪构造是亚洲东部同期构造的一部分。早白垩世伸展(135~120 Ma)是晚中生代(J3-K1)造山末期岩石圈下部拆沉(135 Ma)的地表响应, 难以用三叠纪造山进行解释(董树文等, 2005, 2007)。也就是说, 早白垩世片麻状花岗岩(145~135 Ma)属于同造山期岩浆岩; 未变形岩浆岩(130~120 Ma)才是后造山期岩浆作用的产物。
目前, 支持大别山晚中生代陆内造山的证据还包括: (1)大别山及其两侧的侏罗纪含煤岩系(J1-J2)普遍发生褶皱(图 6)。(2)大别山两侧盆地中发育巨厚(>1000 m)的晚侏罗—早白垩世(J3-K1)类磨拉石沉积层(Liu et al., 2009), 最大砾石直径>0.5~1 m(如, 凤凰台组)。说明大别山在晚中生代发生过快速隆升, 并遭受剥蚀。(3)大别山在 145~135 Ma经历过大规模混合岩化(Wang et al., 2007)。
笔者认为, 亚洲大陆东缘的晚中生代(J3-K1)安第斯型造山事件也影响了广大的内陆地区(>1000 ×5000 km2) (崔建军等, 2013)。一些处于陆内的“老造山带”开始复活和造山, 地壳普遍加厚, 形成所谓的“晚中生代中国东部高原”。在造山晚期(145~135 Ma), 榴辉岩相变和减压熔融作用诱发了加厚岩石圈下部的崩塌过程(135~130 Ma), 进而导致软流圈上涌和区域性伸展(135~120 Ma)(董树文等, 2007)。
4 结论
大别山的早白垩世构造和岩浆作用是我国东部晚中生代陆内造山和后造山伸展的具体表现, 而不是三叠纪碰撞造山事件的后续。对大别杂岩中的一条“同构造伟晶岩脉”进行了高精度锆石 U-Pb定年, 其结果显示大别山早白垩世大规模地壳变形结束于130 Ma。因此, 大别山经历了三叠纪碰撞造山-伸展, 晚侏罗世—早白垩世陆内造山-伸展二次事件, 发生了二次去根过程。
致谢: 感谢中国地质科学院地质研究所北京离子探针中心的董春燕在远程实验协助和数据处理方面所提供的帮助和中国地质科学院地质研究所周慧高级工程师在 CL照相方面的帮助。阴极发光照相是由中国地质科学院地质研究所北京离子探针中心扫描电镜及阴极发光室周慧高级工程师帮助完成。在此一并致谢。
崔建军, 张岳桥, 董树文, 江博明, 徐先兵, 马立成, 李建华,苏金宝, 李勇. 2013. 华南陆缘晚中生代造山及其地质意义[J]. 中国地质, 40(1): 86-105.
董树文, 胡健民, 李三忠, 施炜, 高锐, 刘晓春, 薛怀民. 2005.大别山侏罗纪变形及其构造意义[J]. 岩石学报, 21(4): 1189-1194.
董树文, 张岳桥, 龙长兴, 施炜, 高锐, 刘晓春, 薛怀民. 2007.中国侏罗纪构造变革与燕山运动新诠释[J]. 地质学报, 81(11): 1449-1461.
牛宝贵, 刘志刚, 任纪舜. 1993. 秦岭与桐柏-大别山的构造关系——兼论河淮盆地的构造演化[J]. 地球学报, 14(1): 1-13.
施炜, 张岳桥, 董树文. 2003. 郯庐断裂带中段第四纪活动及其分段特征[J]. 地球学报, 24(1): 11-18.
宋彪, 张玉海, 万俞生, 简平. 2002. 锆石SHRIMP样品靶制作、年龄测定及有关现象讨论[J]. 地质论评, 48(增刊): 26-30.
索书田, 桑隆康, 韩郁菁, 游振东. 1993. 大别山前寒武纪变质岩石学与构造学[M]. 武汉: 中国地质大学出版社.
索书田, 钟增球, 游振东. 2001. 大别—苏鲁超高压—高压变质带伸展构造格架及其动力学意义[J]. 地质学报, 75(1): 14-24.
王义天, 李继亮, 刘徳良, 吴运高, 付永涛, 吴峻. 2000. 大别山商城—麻城断裂带的40Ar-39Ar年龄及其意义[J]. 地质论评, 46(6): 611-615.
游振东, 韩郁菁, 张泽明. 1996. 秦岭-大别造山带根部超高压变质岩隆升的岩石学证迹[J]. 中国科学(D 辑), 26(增刊): 83-88.
张岳桥, 董树文. 2008. 郯庐断裂带中生代构造演化史: 进展与新认识[J]. 地质通报, 27(9): 1371-1390.
References:
CHEN Ling, MA Chang-qian, SHE Zhen-bing, MASON R, ZHANG Jin-yang, ZHANG Chao. 2009. Petrogenesis and tectonic implications of A-type granites in the Dabie orogenic belt, China: geochronological and geochemical constraints[J]. Geological Magazine, 146: 638-651.
CUI Jian-jun, ZHANG Yue-qiao, DONG Shu-wen, JAHN Bor-ming, XU Xian-bing, MA Li-cheng, LI Jian-hua, SU Jin-bao, LI Yong. 2013. Late Mesozoic orogenesis along the coast of Southeast China and its geological significance[J]. Goelogy in China, 40(1): 86-105(in Chinese with English abstract).
DONG Shu-wen, GAO Riu, CONG Bo-lin, ZHAO Zhong-yan, LIU Xiao-chun, LI San-zhong, LI Qiu-sheng, HUANG Dong-ding. 2004. Crustal structure of the southern Dabie ultrahigh-pressure orogeny and Yangtze foreland from deep seismic reflection profiling[J]. Terra Nova, 16(6): 319-324.
DONG Shu-wen, HU Jian-min, LI San-zhong, SHI Wei, GAO Ri, LIU Xiao-chun, XUE Huai-min. 2005. The Jurassic deformation in the Dabie Mountains and its tectonic significances[J]. Acta Petrologica Sinica, 21(4): 1189-1194(in Chinese with English abstract).
DONG Shu-wen, ZHANG Yue-qiao, LONG Chang-xing, YANG Zhen-yu, JI Qiang, WANG Tao, HU Jian-min, CHEN Xuan-hua. 2007. Jurassic Tectonic Revolution in China and New Interpretation of the Yanshan Movement[J]. Acta Geologica Sinica, 81(11): 1449-1461(in Chinese with English abstract).
DONG Shu-wen, ZHANG Yue-qiao, LONG Chang-xing, YANG Zhen-yu, JI Qiang, WANG Tao, HU Jian-min, CHEN Xuan-hua. 2008. Jurassic tectonic revolution in China and new interpretation of the “Yanshan Movement”[J]. Acta Geologica Sinica, 82(2): 334-347.
HACKER B R, RATSCHBACHER L, WEBB L E, MCWILLIAMS M O, IRELAND T, CALVERT A, DONG Shu-wen, WENK H R, CHATEIGER D. 2000. Exhumation of ultrahigh-pressure continental crust in east central China: Late Triassic-Early Jurassic tectonic unroofing[J]. Journal of Geophysical Research-atmospheres, 105(b6): 13339-13364.
JAHN Bor-ming, WU Fu-yuan, LO C H, TSAI C H. 1999. Crustal-mantle interaction induced by deep subduction of the continental crust: geochemical and Sr-Nd isotopic evidence from post-collisional mafic-ultramafic intrusions of the northern Dabie complex, central China[J]. Chemical Geology, 157: 119-146.
LI San-zhong, KUSKY T M, LIU Xiao-chun, ZHANG Guo-wei, ZHAO Guo-chun, WANG Lu, WANG Yue-jun. 2009. Two-stage collision-related extrusion of the western Dabie HP-UHP metamorphic terranes, central China: evidence from quartz c-axis fabrics and structures[J]. Gondwana Research, 16(2): 294-309.
LIU Shao-feng, ZHANG Guo-wei, RITTS B D, ZHANG Hui-ping, GAO Ming-xing, QIAN Cun-chao. 2009. Tracing exhumation of the Dabie Shan ultrahigh-pressure metamorphic complex using the sedimentary record in the Hefei Basin, China[J]. Geological Society of America Bulletin, 122(9-10): 198-218.
LIU Xiao-chun. 1993. High-P metamorphic belt in central China and its possible eastward extension to Korea[J]. Journal of Petroloical Society of Korea, 2(1): 9-18.
MA Chang-qian, LI Zhi-chang, EHLERS C, YANG Kun-guang, WANG Ren-jing. 1998. A post-collisional magmatic plumbing system: Mesozoic granitoid plutons from the Dabieshan high-pressure and ultrahigh-pressure metamorphic zone, east-central China[J]. Lithos, 45(1-4): 431-456.
MENG Qing-ren, ZHANG Guo-wei. 2000. Geologic framework and tectonic evolution of the Qinling orogen, central China[J]. Tectonophysics, 323(3-4): 183-196.
NIU Bao-gui, LIU Zhi-gang, REN Ji-shun. 1993. The Tectonic Relationship between the Qinling Mountains and Tongbai-Dabie Mountains with Notes on the Tectonic Evolution of the Hehuai Basin[J]. Billetion of the Chinese Academy of Geological Sciences, 14(1): 1-13(in Chinese with English abstract).
RATSCHBACHER L, FRANZ L, ENKELMANN E, JONCKHEERE R, PÖRSCHKE A, HACKER B R, DONG S W, ZHANG Y. 2006. The Sino-Korean-Yangtze suture, the Huwan detachment, and the Paleozoic-Tertiary exhumation of (ultra)high-pressure rocks along the Tongbai-Xinxian-Dabie Mountains[J]. Geological Society of America Special Paper, 403: 45-75.
RATSCHBACHER L, HACKER B R, WEBB L E, MCWILLIAM M, IRELAND T, DONG Shu-wen, CALVERT A, CHATEIGNER D, WENK H R. 2000. Exhumation of the ultrahigh-pressure continental crust in east central China: Cretaceous and Cenozoic unroofing and the Tan-Lu fault[J]. Journal of Geophysical Research-atmospheres, 105(B6): 13303-13338.
SHI Wei, ZHANG Yue-qiao, DONG Shu-wen. 2003. Quaternary Activity and Segmentation Behavior of the Middle Portion of the Tan-Lu Fault Zone[J]. Acta Geoscientica Sinica, 24(1): 11-18(in Chinese with English abstract).
SONG Biao, ZHANG Yu-hai, WAN Yu-shang, JIAN Ping. 2002. Mount Making and Procedure of the SHRIMP Dating[J]. Geological Review, 48(Supp): 26-30(in Chinese with English abstract).
SUO Shu-tian, SANG Long-kang, HAN Yu-jing, YOU Zhen-dong. 1993. The petrology and tectonics in Dabie Precambrianmetamorphic terranes, central China[M]. Wuhan: China University of Geosciences Press(in Chinese).
SUO Shu-tian, ZHONG Zeng-qiu, YOU Zhen-dong. 2001. Extentional Tectonic Framework of the Dabie-Sulu UHP-HP Metamorphic Belt, Central China, and Its Geodynamical Significance[J]. Acta Geologica Sinica, 75(1): 14-24(in Chinese with English abstract).
TSAI C H, LO C H, LIOU J G, JAHN B M. 2000. Evidence against subduction related magmatism for the Jiaoziyan Gabbro, northern Dabie Shan, China[J]. Geology, 28(10): 943-946.
WANG Q, WYMAN D A, XU J F, JIAN Ping, ZHAO Z H, LI C F, XU W, MA J L, HE B. 2007. Early Cretaceous adakitic granites in the Northern Dabie Complex, central China: Implications for partial melting and delamination of thickened lower crust[J]. Geochimica et Cosmochimica Acta, 71: 2609-2636.
WANG Xiao-min, LIOU J G, MAO H K. 1989. Coesite-bearing eclogites from the Dabie Mountains in central China[J]. Geology, 17: 1085-1088.
WANG Yi-tian, LI Ji-liang, LIU De-liang, WU Yun-gao, FU Yong-tao, WU Jun. 2000.40Ar-39Ar Dating of the Shangcheng-Macheng Fault Belt in the Dabie Orogen and Its Significance[J]. Geological Review, 46(6): 611-615(in Chinese with English abstract).
WEBB L E, HACKER B R, RATSCHBACHER L, MCWILLIAMS M O, DONG Shu-wen. 1999. Thermochronologic constraints on deformation and cooling history of high- and ultrahigh-pressure rocks in the Qinling-Dabie orogen, eastern China[J]. Tectonics, 18(4): 621-638.
YOU Zhen-dong, HAN Yu-jing, ZHANG Ze-ming. 1996. Petrological Evidences for the Uplift of ultrahigh pressure metamorphic rocks in the Root of Qinling Mountains and Dabie Mountains[J]. Science in China(Series D), 26(Supp): 83-88.
ZHANG Yue-qiao, DONG Shu-wen. 2008. Mesozoic tectonic evolution history of the Tan-Lu fault zone, China: Advances and new understanding[J]. Geological Bulletin of China, 27(9): 1371-1390(in Chinese with English abstract).
ZHAO Xi-xi, COE R S. 1987. Palaeomagnetic constraints on the collision and rotation of North and South China[J]. Nature, 327: 141-144.
ZHAO Zi-fu, ZHENG Yong-fei, WEI Chun-sheng, WU Yuan-bao, CHEN Fu-kun, JAHN Bor-ming. 2005. Zircon U-Pb age, element and C-O isotope geochemistry of post-collisional mafic-ultramafic rocks from the Dabie orogen in east-central China[J]. Lithos, 83(1/2): 1-28.
ZHENG Yong-fei. 2008. A perspective view on ultrahigh-pressure metamorphism and continental collision in the Dabie-Sulu orogenic belt[J]. Chinese Science Bulletin, 53(20): 3081-3104.
ZHU Guang, NIU Man-lan, XIE Cheng-long, WANG Yong-sheng. 2010. Sinistral to Normal Faulting along the Tan-Lu Fault Zone: Evidence for Geodynamic Switching of the East China Continental Margin[J]. The Journal of Geology, 118(3): 277-293.
应对云南地震中国地质科学院启动重大地质灾害应急机制
Scientific Actions in Emergency Response to the Yunnan Earthquake Underway at CAGS
2014年8月3日16时30分, 云南省昭通市鲁甸县发生里氏6.5级地震, 震中坐标: 北纬27.1°, 东经103.3°。鲁甸地震发生之后, 中国地质科学院立即组织专家分析地震地质背景与发展趋势。王小烈书记指示启动重大地质灾害应急机制, 董树文副院长迅速组织地质力学研究所相关专家进行会商。
该次地震发生在扬子地块与川滇菱形地块的边界断裂小江断裂带的东侧, 震源机制为走滑型破裂地震。会商初步认为: 鲁甸—昭通断裂带是发震断裂。综合地质、遥感解译、余震活动和震源机制解等资料,判定此次地震活动的发震断裂是区域上的北东向鲁甸—昭通断裂带, 是其西南段发生右旋走滑活动的结果。鲁甸—昭通断裂带全长约190 km, 东北端从川滇交界的小林口一带向西南方向穿过彝良(2012年已经发生地震)、昭通和鲁甸之后一直延伸到小江断裂带, 说明该断裂正在活动。从区域活动构造体系角度, 鲁甸—昭通断裂带的右旋走滑活动是川滇地块沿大凉山—小江断裂带向东南顺时针旋转过程中, 拖曳东侧断块发生逆时针旋转的结果。这反映了区域上北西西—南东东向的挤压, 与青藏高原东缘的构造应力场一致。
根据中国地质科学院统一部署, 地质力学研究所龙长兴所长正在组织相关专家抓紧分析相关资料, 准备赶赴地震灾区开展现场地质考察和调查, 同时策划部署相应的地应力和微地震的监测工作。
本刊编辑部 采编
135~130 Ma: The Timing of Slab Breakoff again in the Dabie Mountains?
CUI Jian-jun1), DONG Shu-wen2), MA Li-cheng1), SHI Wei1)
1) Institute of Geomechanics, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100081; 2) Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100037
The Dabie complex is mainly composed of Early Cretaceous intrusive rocks and Triassic metamorphic rocks. On the four sides of the complex, there are four regional shearing belts: the Tancheng-Lujiang Fault, the Shangcheng-Macheng Fault, the Xiangfan-Guangji Fault and the Xiaotian-Mozitan Fault. Among them, the strike-slip directions of the Xiangfan-Guangji Fault and Xiaotian-Mozitan Fault were opposite in Early Cretaceous. The northern boundary (Xiaotian-Mozitan Fault) is a sinistral ductile shear zone, and the southern boundary (Xiangfan-Guangji Fault) is a dextral ductile one. In the inner part of the Dabie complex, low-angle mylonitic foliations, which were formed in Early Cretaceous, mostly dip toward SE or NW. Lineations on these later foliations also plunge toward SE or NW. Generally, the Dabie complex is characterized by southeastward extrusion and top-to-NW shearing along the orogen. These structures indicate that Late Mesozoic tectonic processes were very important for the later evolution of the complex. The deformation characteristics in the shear zone and the inner part of the Dabie complex suggest a low-angle exhumation along the orogen (SE-NW), which led to the exhumation of the HP/UHP metamorphic rocks and the synkinematic magmatic rocks to the Earth’ssurface. Meanwhile, geochronological data indicate that, during Late Jurrassic-Early Cretaceous, the Dabie complex (or the northeastern margin of the Yangtze plate) underwent large-scale migmatization in 145~135 Ma, synkinematic magmatism in 145~135 Ma, and post-orogenic magmatism in 135~120 Ma. Therefore, Early Cretaceous exhumation recorded in the Triassic metamorphic rocks from the Dabie complex is not the continuation of the Endosinian event, but associated with the Yanshanian intraland orogeny and the subsequent extension. Though the starting time of the orogeny remains unclear, the available dating results for the undeformed plutons (130~120 Ma) and the new zircon U-Pb age of the synkinematic pegmatite dyke obtained by the authors provide better timing constraints on the end of the crustal deformation in Early Cretaceous along the Dabie orogen. In conclusion, the Dabie complex underwent Triassic collisional orogeny-extension, and Late Jurrassic-Early Cretaceous interland orogeny-extension two processes.
Dabie complex; syn-kinematic pegmatite dyke; zircon SHRIMP U-Pb dating; eastern China; Early Cretaceous extension
P597.1; P588.3
A
10.3975/cagsb.2014.05.04
本文由国家专项“深部探测技术与实验研究”(编号: SinoProbe-08-1)资助。
2013-11-19; 改回日期: 2014-03-27。责任编辑: 闫立娟。
崔建军, 男, 1973年生。博士。主要从事岩石与大地构造研究。E-mail: cagscjj@126.com。