840 ActaPetrologicaSinica 岩石学报 2007,23(4) 摘要赣江断裂带是中生代以来华东南大地构造演化所形成的主要构造形迹之一, 位于赣江断裂带北段的庐山星子地区受其制约也经历了多期构造 岩浆作用, 庐山星子地区的海会花岗岩体则是构造 岩浆作用形成的典型代表 在前人对赣江断

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1 /2007/023(04) ActaPetrologicaSinica 岩石学报 庐山星子地区中生代构造 岩浆事件与赣江断裂 多期活动的关系 1,2 李中兰 1 崔学军 1,2 王冉 1 夏斌 1,2 徐力峰 3 杨巍然 3 曾佐勋 4 简平 LIZhongLan 1,2,CUIXueJun 1,WANGRan 1,2,XIABin 1,XULiFeng 1,2,YANGWeiRan 3,ZENGZuoXun 3 andjianping 4 1. 中国科学院边缘海地质重点实验室, 中国科学院广州地球化学研究所, 广州 中国科学院研究生院, 北京 中国地质大学, 武汉 北京离子探针中心中国地质科学院地质研究所, 北京 CASKeyLaboratoryofMarginalSeaGeology,GuangzhouInstituteofGeochemistry,ChineseAcademyofScience(CAS),Guangzhou510640,China 2.GraduateSchoolofChineseAcademyofSciences,Beijing100049,China 3.ChinaUniversityofGeosciences,Wuhan430074,China 4.BeijingSHRIMPCenter,ChineseAcademyofGeologicalSciences,Beijing100037,China 收稿, 改回. LiZL,CuiXJ,WangR,XiaB,XuLF,YangWR,ZengZX andjianp.2007.relationshipbetweenthecenozoic tectono magmaticeventsinxingziarea,lushanandthemultiphaseactivitiesofganjiangfaultzone.actapetrologicasinica, 23(4): Abstract GangjiangfaultzoneisthemajorfactorfortectoniccontrolinSoutheastChina.Lushan(Xingzi)areaislocatedinthe northernsegmentoftheganjiangfaultsystemandwassubjecttomultiphasetectono magmaticeventsofthefault.detailedstudiesin termsoffieldandstructuralgeologyandisotopicgeochemistryandgeochronologyindicatethatthehaihuigranitoidbodiesderivedfrom CenozoicmagmaticactivityrecordthemajorstructuralfeaturesandrepresenttheageoftheGanjiangfaultzone(northsegment)in Xingziarea,Lushan.TheresultsalowustocharacterizethenorthsegmentofGanjiangfaultzoneinXingziarea,Lushan,todivide andtodateitstectono magmaticevolutionarystages,andtounderstandtheirimplicationsfortectonicevolutionaryhistoryofsechina. TheRuichang De andragarcstructureandlushanhuge lens structure,heldbetweenthetwosecondaryfaultsofshahe De anfault tothewestandhukou De anfaulttotheeast,suggestasinistraltranslationoftheganjiangfault,whichwasfoundtobecoincident withthesinistraltranslationrepresentedbytheductiledeformationofthehaihuigranitoidbodiesandtheeasternmarginofthelushan lens,asbothhaihuigranitoidbodiesandtheeasternmarginofthelushanlensandtheybothareactualyresultedfrom thissame sinistraltranslationoftheganjiangfaultduringthesamestage;thez shapedquartzveinsstructureandthefracturecleavagesofthe quartzveinsasobservedinliuxingshansuggestthatthefaulthasundergoneatransformationfrom post sinistraltranslation style extensiontodextraltranslation.thehaihuimagmaticbodiesaresimplyproductsoftheformationprocesoflushanmetamorphiccore complexunderthetranspresionregime,whichwasderivedfromthesinistraltranslation(j 3 K 1 )ofganjiangfault.shrimpzirconu Pbdatingforthegraniteyieldsaweightedmeanageof127.2±1.2Ma(2σ,MSWD=1.17),whichisregardedastheageforthe Lushanmetamorphiccorecomplex.Meanwhile,Rb SrdatingfortheZ shapedquartzveinsproducesan89±7.1ma(1σ)ageforthe extensionevent(k 2 ).Finaly,itcanbeconcludedthatthestructurestagedivisionandgeochronologyoftheXingzimasifcanprovide anewconstraintontheestablishmentofthespatialandtemporalframeworkofganjiangfault(northernsegment),andtheauthors believethattheresultswouldbesignificantforunderstandingthetectonichistoryandmetalogenesisinsechina. Keywords Granite,Structuralgeochronology,Ganjiangfault,Xingziarea,Lushan 国土资源部自由探索项目 鄂东南 九瑞地区地壳纬向线形减薄与矿产资源的关系 (B2 25) 资助成果. 第一作者简介 : 李中兰, 女,1966 年生, 博士研究生, 高级工程师, 从事构造岩浆演化与成矿研究,E mail:lizhl@gig.ac.cn 通讯作者 : 崔学军,E mail:xjcuigig@163.com

2 840 ActaPetrologicaSinica 岩石学报 2007,23(4) 摘要赣江断裂带是中生代以来华东南大地构造演化所形成的主要构造形迹之一, 位于赣江断裂带北段的庐山星子地区受其制约也经历了多期构造 岩浆作用, 庐山星子地区的海会花岗岩体则是构造 岩浆作用形成的典型代表 在前人对赣江断裂带的宏观尺度分析的基础上, 本次工作经过详细的野外地质构造观察和综合研究, 发现庐山星子地区中生代岩浆活动形成的海会花岗岩体保存着赣江断裂北段活动的构造形迹和时代证据, 并对赣江断裂带北段活动时代和期次划分补充了年代学资料 综合分析表明, 宏观尺度上赣江断裂北段西侧的瑞昌 德安牵引弧形构造和夹持于赣江断裂带两条次级断裂之间的 庐山巨型构造透镜体 等很多构造现象总体上都表明赣江断裂具有左行运动特征, 这与 庐山巨型构造透镜体 东侧边部海会花岗岩体中韧性变形带的左行剪切是一致的, 是同期活动的不同表现 ; 而 Z 字型张裂隙中充填的石英脉及该石英脉中发育的破劈理则揭示了赣江断裂带左行平移后经伸展张裂运动向右行平移的转变 SHRIMP 锆石 U Pb 法测得海会花岗岩加权平均年龄为 127.2±1.2Ma(2σ,MSWD=1.17),Rb Sr 法测得赣江断裂北段伸展张裂阶段的 Z 字型石英脉年龄为 89±7.1Ma (1σ), 为赣江断裂带具有多期活动性提供了新的年代学证据 结合赣江断裂带已有研究成果, 其多期活动性再次被讨论和强调, 这有利于深入认识华东南中生代大地构造的多阶段演化历史 关键词花岗岩 ; 构造年代学 ; 赣江断裂 ; 庐山星子地区中图法分类号 P ;P542.3;P 引言 赣江断裂带长达 700km, 影响宽度达 60~120km, 呈 NNE25 延向纵贯江西省全境 ( 图 1), 从中生代开始发育, 将此前东西向构造改造为北北东向, 是华东南中生代以来构造演化形成的主要构造形迹 ( 江西省地质矿产局,1984; 崔学军等,2002a; 舒良树和周新民,2002; 邓平等,2003; 梁兴和吴根耀,2006), 至今仍频繁活动 受其影响, 华东南呈现醒目的 隆 断 隆 构造格局, 从西向东依次为幕阜山 罗霄山断隆 赣江断裂带和嶂公山 武夷山断隆 另一方面, 赣江断裂带与郯城 庐江断裂带 ( 简称郯庐断裂带 ) 呈雁列式排布, 活动历史与郯庐断裂极其相似 赣江断裂带经广东韶关而与吴川 四会断裂相连 ( 杨森楠和杨巍然,1985; 傅昭仁等, 1999;LiJW etal.,2001; 滕吉文和闫雅芬,2004), 在九江 瑞昌地区与郯庐断裂带 接合 ( 崔学军等,2004), 且这一结合区在新构造期连续不断发生了不同级别的地震 ( 图 1) 滑坡 塌陷等构造活动 相对于郯庐断裂来说, 赣江断裂研究程度很低, 现有资料显示赣江断裂带的活动期次及其时代由南往北有一定变化 ( 崔学军等,2002a; 邓平等,2003; 梁兴和吴根耀, 2006), 但尚需要精确的年代学研究, 因此, 有必要对赣江断裂带由南至北不同地段进行构造 岩浆期次研究, 以理解其多期活动在不同地段的控岩 控盆和成矿作用 庐山星子地区中新生代构造演化正是赣江断裂带活动的反映, 即使在新生代青藏高原强烈抬升 中国东部整体处于相对沉降的状态下, 庐山仍然相对隆升 ; 同时古赣江却又渐渐下降, 形成了鄱阳湖 ( 周松源等,2005) 并且, 现今的庐山透镜状山体与东 西两侧洼地 ( 断陷盆地 ) 之间在不到 4km 的短距离内落差达 1400m 之多, 这与大别山变质核杂岩 (Faureetal.,1998) 东南麓形成的陡立的断层崖十分相似 可见庐山星子地区中生代的演化对探讨庐山和鄱阳湖的形成显得十分重要 结合前人资料, 本文拟将庐山星子地区作为 图 1 赣江断裂带略图 ( 据江西省地质矿产局,1984; 郭英杰,1981; 邓平等,2003; 崔学军等,2005 略改 ) Fig.1 GeologicalsketchmapoftheGanjiangfaultzone (modifiedfrom JXBGM,1984;GuoYingjie,1981;Deng Pingetal.,2003;CuiXuejunetal.,2005)

3 李中兰等 : 庐山星子地区中生代构造 岩浆事件与赣江断裂多期活动的关系 841 研究赣江断裂的一个窗口, 对其构造样式进行描述, 划分其构造期次, 与赣江断裂的多期活动相对应, 并通过重要的两期次活动的同构造岩浆事件的年代学研究, 即海会花岗岩 SHRIMP 定年和流星山 Z 字型石英脉的 Rb Sr 定年确定其相应时代, 结合已有的地质构造背景和相对时代关系, 为确定赣江断裂 ( 北段 ) 多期活动的精确时间序列提供构造期次和年代学制约 2 赣江断裂带地质构造特征 赣江断裂带由 NNE 向 NE 向和 NW 向三组断裂组成, 它们相互交错, 有规律地组合在一起, 组成的构造样式可称为 鱼骨状 断裂网络结构 ; 其中 NNE 向主干断裂构成 脊骨,NE 和 NW 向分枝 次级断裂构成 肋骨, 断陷盆地则多分布于 肋骨 断裂之间 组成 NNE 向主干 脊骨 的断裂断续延伸, 方向稳定, 成带出现, 具有等距性, 多数断裂以左行压扭性为主 根据断裂的延伸方向又可进一步分为 20 ± 2 和 25 ~30 两组, 这两组断裂构成三条大断裂带, 即湖口 遂川断裂 彭泽 崇义断裂和石门街 大余断裂, 多倾向 SEE, 倾角陡, 一般 70 ~85 组成 肋骨 的断裂可分为 NE45 ~65 方向断裂和北西向断裂两组 NE 向断裂是赣江断裂带内重要的控盆构造, 其中有相当部分形成时间较早, 规模较大 赣江断裂带活动时, 除部分为新生外, 其它多为归并改造先期断裂而成, 与 NW 向断裂组成多字型构造, 往往成为 NE 向的晚白垩世 古近纪 (K 2 E) 盆地的边缘断裂 正是由于这组断裂与 NW 向断裂的联合作用才使得赣江断裂带内出现了多字型断陷 该组断裂带主要存在以下特点 : 规模大, 以等距性出现, 往往切错 NNE 向断裂, 以压扭性质为主, 在赣江断裂左行走滑时期多构成推覆构造的推覆面, 但在之后的伸展张裂和右行走滑时期又转变为滑脱构造的滑动面, 常与 NW 320 方向的断裂构成多字型构造 另外该方向断裂往往与 NNE 向断裂一起组成入字型构造 该方向断裂倾向 SE 或 NW, 倾角较陡, 一般 50 ~75 NW 向断裂是前述 NNE 向及 NE 向断裂的伴生扭张性断裂, 并与它们组成多字型构造, 走向有 305 ~310 和 320 ± 两组 这组断裂在空间上具等间距特点, 规模较大, 一般延伸数 ( 十 ) 公里, 以张 ( 扭 ) 性为主, 对现代地貌 水系等有明显的控制作用 该方向断裂多倾向 NE, 倾角较陡, 一般 65 ~75 另据重力 航磁和大地电磁测深等物探资料 ( 崔学军等, 2005; 邓平等,2003; 梁兴和吴根耀,2006), 赣江断裂向深部可达莫霍面, 其中 NNE 向主干断裂的深部产状近于垂直, 而 NW 向和 NE 向次级断裂向下多变为产状平缓的铲式断裂, 复合于上 下地壳之间的拆离带上 可见, 赣江断裂是一个典型的复合型构造带, 沿赣江一线形成一系列十分醒目的 NE 走向呈多字型排列的白垩纪 古近纪盆地, 多字型隆起及多字型断裂组成晚期 NNE 向构造带, 由北往南穿越了扬子板块 赣中坳陷带和华夏板块不同构造 单元 从这些特征可以得出赣江断裂按序次分为左行扭动 伸展张裂和右行平移的运动学过程 ( 图 1) 简言之, 赣江断裂带以 NNE 向三条断裂为主干, 伴生有一系列 NE 向和 NW 向的次级断裂, 对沿线的地质体有明显的控制作用, 它是一条在地球物理上具有显著重力和航磁异常梯度带的深大断裂带, 在岩浆活动上的火山岩带, 沉积作用上的一系列晚白垩世 古近纪的 红盆 带 ( 邓平等,2003) 前人研究表明赣江断裂带主要受侏罗纪以来太平洋板块运动体制的制约, 具有南老北新的特点, 起始于早 中侏罗世 (J 1 2 ) 的左行压扭, 经历了左行平移阶段 (J 3 K 1 ) 伸展阶段 (K 1 K 2 )( 即从左行到右行之间的转换阶段 ) 右行平移阶段 (K 2 E) 及差异性升降阶段 ( 挽近时期 ) 总共 5 个期次的活动 ( 傅昭仁等,1999; 崔学军等,2002a; 邓平等,2003; 滕吉文和闫雅芬,2004; 梁兴和吴根耀,2006) 在上述赣江断裂 5 个阶段的演化中, 其左行平移阶段和之后的伸展张裂与右行平移活动特征较为明显, 下面就赣江断裂北段西侧庐山星子地区中生代构造 岩浆事件与赣江断裂带的关系进行剖析 3 庐山星子地区中生代构造 岩浆事件与赣江断裂带的关系 3.1 左行牵引弧形构造瑞昌 德安牵引弧形构造 ( 图 2) 长 60km, 宽 50km, 是一个规模较大的牵引弧形构造 该构造组成地层为中元古界双桥山群 中三叠统, 西部具收敛现象, 东部向 NE 方向撒开 基于前人资料 1, 弧形构造不局限于瑞昌一带的志留系至三叠系中, 还包括庐山 德安等地分布的震旦系 ( 南华系 ) 及中元古界双桥山群 庐山 德安一带的山体走向亦向南凸出而呈弧形弯曲 瑞昌 德安牵引弧形构造与位于赣江断裂北中段南昌附近的西山牵引弧形构造及南昌以南的华山岭牵引弧形构造, 三者均位于赣江断裂西侧, 呈雁列式排列, 总体显示赣江断裂的左行扭动特征 这一现象说明早期近东西向构造线被赣江断裂左行平移运动所牵引改造, 使靠近赣江断裂西侧的地层 早期褶皱等被左行牵引转为 NE NNE 向 它们是受控于赣江断裂左行平移运动而发育起来的, 也因此而形成了著名的 星子变质核杂岩 ( 崔学军和曾佐勋,2002) 另外与赣江断裂带伴生的入字形构造也非常发育, 在左行平移形成牵引弧形构造过程中也形成了一些次级的与早期构造线平行的 NE 向断层, 它们与赣江断裂构成入字形构造, 也是赣江断裂左行平移运动的反映 3.2 构造透镜体 : 左行平移转换压缩构造庐山四周以悬崖峭壁与断陷的丘陵 岗地 湖泊 冲积平原截然分开, 是一个 NE SW 向伸展的地垒式的褶皱断块山, 1 江西地质科学研究所 江西省赣江构造带基本特征初步研究报告.

4 842 ActaPetrologicaSinica 岩石学报 2007,23(4) 图 2 瑞昌 德安牵引弧形构造与 庐山巨型构造透镜体 示意图 ( 据江西地质科学研究所, ;LinW etal., 2000 等资料修改 ) 1 压扭性断裂 ;2 背 向斜构造 ;3 庐山构造透镜体 Fig.2 MapshowingthedragarcstructuresinRuichang De anand Lushanhugestructurelens (modifiedfromjxig, andlinw etal.,2000) 1 compres shearfaults;2 anticlineandsyncline;3 Lushan structurelens 两侧分别是九江凹陷 鄱阳凹陷 庐山整个山体呈透镜状, NE SW 向长约 25km,NW SE 向宽约 10km, 面积约 25km 2, 周长约 70km, 相对高度达 1200~1400m 由图 1 可见, 庐山呈断块山产于赣江断裂带北段, 是夹持于赣江断裂两条次级断裂 庐山西侧的沙河 德安断裂与庐山东侧的湖口 德安断裂之间的一个 巨型构造透镜体 ( 图 2) 庐山巨型构造透镜体 的主体是 星子变质核杂岩构造, 主要由古老变质岩核 ( 下元古界星子群 ) 褶叠层 ( 中元古界双桥山群 ) 盖层以及侵入其中的花岗岩体组成 ( 图 3), 接触界限为拆离断层和一系列正断层 ( 谢国刚等,1997; 吴根耀和符鹤琴,1998; 毕华等,1998) 拆离断层上盘为中元古代彭山群浅变质的浊积岩和细碧 石英角斑岩, 其下部发育褶迭层并形成动力变质带 拆离断层下盘为前寒武纪星子岩群结晶岩系 ( 张海祥等, 1999a) 前震旦纪片麻状花岗岩( 谢国刚等,1997; 李武显等, 1998) 中生代花岗岩( 星子花岗岩和海会岩体等 ) 和岩脉 ( 李武显等,2001), 其顶部形成初糜棱岩带, 且部分地段遭受脆性变形和退化变质作用 此外沿赣江断裂带北段向南, 从 庐山巨型构造透镜体 向南至南昌附近可见 西山构造透镜体, 再向南又可见 华山岭构造透镜体 ( 图 1) 这三个 构造透镜体 呈雁列式排列, 单个长轴呈 NE35 ~45, 总体走向与赣江断裂一致, 位于赣江断裂西侧内边部, 是赣江断裂左行平移过程中转换压缩作用 (Reading,1980) 所形成, 这在江西省卫星遥感解译图上反映十分清晰 ( 崔学军等,2005) 图 3 庐山巨型构造透镜体 地质略图 ( 据江西省地质矿产局,1984;LinW etal.,2000 等资料修改 ) Fig.3 Mapshowingthegeotectonicof Lushanhugestructure lens (modifiedfromjxbgm,1984andlinw etal.,2000) 3.3 海会花岗岩 SHRIMP 年龄及变形时代庐山星子地区中生代花岗岩包括东轱山岩体, 玉京山岩体和海会岩体等, 它们位于 庐山巨型构造透镜体 东侧边部 从前述可知这些中生代的花岗岩是 星子变质核杂岩 的重要组成部分 玉京山岩体的东部和海会岩体的东南部受庐山东侧赣江断裂次级断层 胡家垅左行剪切带所改造, 普遍糜棱岩化 那么精确了解这些中生代的岩体的时代对于研究庐山星子地区岩浆 构造事件就具有重要意义 海会花岗岩样品 H1 采样位置见图 3, 重约 2kg, 采用常规程序分选出锆石 锆石阴极发光 (CL) 成像和定年均在中国地质科学院北京离子探针中心完成 SHRIMP 定年采用标准程序, 将待测锆石以环氧树脂固定, 抛光至暴露出锆石中心面, 用反光 透光及阴极发光 (CL) 照相, 查明锆石结构, 避免裂纹和杂质, 在 SHRIMPⅡ 型离子探针仪上完成 U Pb 测年 应用标准锆石 TEM(417Ma) 进行元素间的分馏校正, 并用标准锆石 SL13(572Ma,U= ) 标定样品的 U,Th 及 Pb 含量 (Blacketal.,2003) 详细实验流程 原理和数据处理见文献 (Compstonetal.,1984;Wiliamsetal.,2000; 宋彪等,2002; 简平等,2003), 并采用 Isoplot 程序 (Ludwig,2003) 海会岩体锆石阴极发光图像见图 4,SHRIMP 分析结果列于表 1 由图 4 可见分析锆石粒度变化于 150~300μm 之间, 透明, 浅褐色, 阴极发光照相显示锆石结构单一, 具良好的晶形, 棱柱状,

5 李中兰等 : 庐山星子地区中生代构造 岩浆事件与赣江断裂多期活动的关系 843 表 1 海会花岗岩 SHRIMP 锆石 U Pb 分析结果 Table1 ResultsofSHRIMPzirconU PbdatingforHahuigranite 测点 206 Pb c U ( 10-6 ) Th ( 10-6 ) Th U 206 Pb ( 10-6 ) 206 Pb 238 U 207 Pb 206 Pb ±% 年龄 (Ma) ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± ± 误差为 1σ, 206 Pb c 和 206 Pb 分别表示普通和放射性成因铅 ; 标准校正值的误差为 0.40%; 据实测 204 Pb 校正普通铅 207 Pb 235 U ±% 206 Pb 238 U ±% 图 4 海会花岗岩代表性锆石阴极发光图像 Fig.4 RepresentativeCLimagesforzirconsfromtheHaihuigranite 并显示清楚的结晶环带, 表明其为典型的岩浆锆石 由表 1 可知分析样品的 U Th 和 Pb 含量均较高, 分别介于 ~ , ~ , ~ 之间,Th/U 介于 0.14~1.14, 均大于 0.1 加权平均年龄计算去掉了 12.1 和 14.1 两个离群点, 结果为 127.2±1.2Ma (2σ,MSWD=1.17,95% 的置信度, 见图 5), 代表海会岩体的岩浆结晶时代 从前述可知这些中生代的花岗岩是 星子变质核杂岩 的重要组成部分 玉京山岩体的东部和海会岩体的南东部受赣江断裂带的次级断裂 湖口 德安断裂左行剪切所改造, 普遍糜棱岩化 其中新生动力变质矿物绢云母十分普遍 受剪切变形改造的海会花岗岩为片麻状细粒花岗岩, 定向构造明显, 拉伸线理 ( 走向 NE35, 倾向 SE, 倾角 30 ) 发育, 微观研究表明其新生动力变质矿物绢云母粒径为 0.01~0.5mm, 呈 ( 显 ) 微鳞片状集合体或条痕状定向排列 这期强烈的动力变 质作用则是由赣江断裂左行剪切变形所引起, 通过对海会花岗岩中的动力变质矿物绢云母进行 40 Ar 39 Ar 法测年结果为 104~105Ma( 崔学军等,2002b), 这至少说明赣江断裂北段庐山星子地区在 104~105Ma 时为左行走滑构造环境 3.4 Z 字型追踪张性裂隙及其石英充填物 Rb Sr 定年庐山星子地区发育大量张性构造形迹, 比较常见的是张性裂隙, 这是赣江断裂具有伸展张裂性质的反映 但这些张性裂隙大都较窄, 其中充填物很少, 这也是长期以来没有得到同位素测年资料的主要原因 本次野外工作经过仔细踏勘和追索, 终于在星子县南西方向流星山一带发现了呈 Z 字形的石英脉, 经仔细野外工作发现这种 Z 字形石英脉就是充填在追踪张性裂隙中的石英充填物 我们在野外采集了 Rb Sr 同位素样品测试样品, 采样位置见图 6a

6 844 ActaPetrologicaSinica 岩石学报 2007,23(4) 图 5 海会花岗岩锆石 U Pb 年龄的 (a) 谐和图和 (b) 统计图 Fig.5 U Pbconcordiaplot(a)andagestatisticsdiagram(b)forzirconsfromHaihuigranite 流星山 Z 字型石英脉 Rb Sr 同位素样品由中国地质科学院宜昌同位素地质研究与测试中心李华芹研究员测试, 等时线年龄计算同样采用 Isoplot 程序 (Ludwig,2003),Rb Sr 分析结果见表 2, 从表 2 数据拉出的 Rb Sr 等时线 ( 图 7) 得 87 Sr/ 86 Sr 初始比值为 ± , 给出的石英的结晶年龄为 89 ±7.1Ma(1σ), 该结果代表了石英脉的形成时代 由于石英脉是 Z 字型追踪张性裂隙中的充填物, 因此 Z 字型追踪张性裂隙的时代也不早于 89±7.1Ma(1σ), 这一年代数据基本可以代表赣江断裂北段庐山星子地区伸展张裂作用的时代 表 2 Rb Sr 同位素 ( 年龄 ) 测定结果 Table2 TheresultsofRb Srisotopic(age)analysis 样品号 Rb( 10-6 ) Sr( 10-6 ) 87 Rb/ 86 Sr 87 Sr/ 86 Sr(1σ) L ± L ± L ± L ± L ± L ± 图 6 流星山 Z 字型石英脉 a 构造照片和采样位置,b 石英脉劈理显示右行平移和剪切 Z 字型弯曲角为 120~150,L 1~5 表示石英脉分段采样和编号 Fig.6 ThequartzveinsinLiuxingshan a Photosshowingstructurepaternsandsamplingpositionsandb cleavageofquartzveinindicatingadextraltransitionshearing.the bendingangleofz shapedstructurepaternsare120~150,and L 1~5 representsthesamplingsegmentsandsamplingnumbers 图 7 流星山 Z 字形石英脉 Rb Sr 等时线 Fig 7 Rb SrisochronforLiuxingshanZ shapedquartzveins

7 李中兰等 : 庐山星子地区中生代构造 岩浆事件与赣江断裂多期活动的关系 右行剪切劈理 (1)Z 字型石英脉中发育后期右行剪切劈理在前述星子县南西方向流星山的 Z 字型追踪张性裂隙石英脉中, 发现有两组破劈理, 其组成类似剪切带内的 S C 组构 ( 图 6b), 只是这种 S C 组构 是脆性变形所形成, 但与剪切带内的 S C 组构形成力学机制是一致的, 借鉴 S C 组构运动学判别方法可知, 该 S C 组构 是在右行平移作用下形成的 因此说明该 Z 字型石英脉在形成之后又受到了右行平移运动的改造 (2) 庐山巨型构造透镜体 两侧断裂中的右行剪切劈理沙河 德安断裂和湖口 德安断裂分别位于 庐山巨型构造透镜体 两侧, 是赣江断裂的次级断裂, 是赣江断裂左行平移运动过程中转换挤压将 庐山巨型构造透镜体 挤出的重要边界断裂 ( 崔学军和曾佐勋,2002) 如上所述在早期左行运动过程中表现为挤压片理化和糜棱岩化, 但在边部两条断裂晚期也具有右行活动的显示, 主要表现为密集的劈理化 ( 图 8) 这为赣江断裂后期具有右行平移活动提供了证据 从上述 Z 字型追踪张性裂隙石英脉和 庐山巨型构造透镜体 两侧断裂中都发现右行剪切劈理可知, 赣江断裂带北段庐山星子地区确实曾经发生过右行平移运动, 并且右行平移运动是发生在伸展张裂活动之后 图 8 庐山巨型构造透镜体 两侧断裂中的右行剪切劈理 Fig.8 Intensivecleavageinducedbythedextraltransition offaultsinbilateral Lushanhugestructurelens 4 讨论与结论 庐山山体是夹持于沙河 德安断裂与庐山东侧的湖口 德安断裂之间的一个 巨型构造透镜体, 而 星子变质核杂 岩 正是该透镜体构造的主体, 星子变质核杂岩 的形成正是缘于赣江断裂带的左行平移对庐山地体的转换挤压 ( 崔学军和曾佐勋,2002) 转换挤压(Transpresion) 和转换拉张 (Transtension)[ 据宋鸿林 (1996) 阐述, 应译为斜压和斜张 ] 以及挤压也被认为是湖南 江西断裂系统 ( 包括赣江断裂 ) 的主要变形体制 (LiJW etal.,2001) 另外, 变质核杂岩形成过程中的侵入岩体可代表其形成时代, 海会岩体被认为是 星子变质核杂岩 的岩浆作用的产物 ( 项新葵等,1994; 尹国胜和谢国刚,1996; 张海祥等,1999b) 海会岩体 SHRIMP 锆石 U Pb 定年结果为 127±1.2Ma 与以前单颗粒锆石 U Pb 方法获得的年龄 122 ~ 130Ma( 张海祥等, 1999b) 榍石全溶 U Pb 年龄 126.6±2Ma(LinW etal., 2000), 以及 LAM ICP MS 获得的锆石 U Pb 年龄 127±6Ma (LiXHetal.,2001) 在误差范围内一致, 也与变质核杂岩中伟晶岩脉单颗粒锆石法获得的 U Pb 年龄 127±2Ma 一致 ( 李武显等,2001), 则该定年结果代表了 星子变质核杂岩 的形成时代 因此, 赣江断裂带北段星子地体左行平移的岩浆作用事件发生在 127Ma 左右, 为早白垩世 另一方面, 海会花岗岩形成之后也经受了左行平移的改造, 同构造期绢云母的形成时代为 104~105Ma( 崔学军等, 2002b) LinW etal.(2000) 对庐山地区中生代构造演化的研究表明庐山中部变形变质矿物同位素年龄较老 (104~ 145Ma), 位于庐山北端的震旦系 ( 南华系 ) 石英砂岩中的同构造白云母 Ar Ar 年龄为 113~125.7Ma, 而东侧同位素年龄较新 (92.7~126.6Ma) 一些盆地也有拉张背景产生的碱性玄武岩, 如赣中地区吉泰盆地北东向赣江断裂带拉张形成的碱性玄武岩为 139~143Ma( 余心起等,2005) 这说明 100~160Ma 期间赣江断裂带岩浆活动强烈, 而 92~145Ma 期间庐山地区构造变形变质活动则较为活跃, 这正是赣江断裂以左行走滑 (J 3 K 1 ) 为主的构造活动时期 Z 字型追踪石英脉在赣江断裂带内普遍发育, 是伸展时期赣江断裂带内的一种典型构造形式, 是张裂作用的产物 石英 Rb Sr 定年结果表明它们是在晚白垩世 (89±7.1Ma) 时形成的, 因此 89±7.1Ma 时赣江断裂为拉张性质 盆地组合也暗示赣江断裂这一时期的右行运动, 沿赣江断裂带发育的晚白垩世 新近纪盆地明显呈多字型雁列 ( 图 1), 北东向断裂与北西向断裂组合构成多字型构造, 多字型构造内则为晚白垩世 新近纪盆地 这种盆地排列方式与雁行断裂右行走滑运动形成的 ( 右行右列 ) 断陷盆地的排列方式十分相似, 因此沿赣江断裂带总体呈 NNE 向展布 呈 NE 向展布的 多字型 雁列的晚白垩世 新近纪红盆地的形成, 很可能与赣江断裂带的拉张及右行走滑运动有关 赣江断裂中部吉泰盆地中高位碱性侵入岩的同位素年龄为 55.9~ 84.5Ma, 属于板内拉张构造背景, 多沿着赣江断裂贯入 ( 谢桂青等,2005), 说明 55.9~89±7.1Ma 期间 (K 2 2 E) 赣江断裂为伸展张裂或者滑脱伸展 ( 邓平等,2003; 崔学军等, 2005), 而其中的葛溪单元 5 个侵入体呈右行雁列, 也暗示该

8 846 ActaPetrologicaSinica 岩石学报 2007,23(4) 阶段后期已表现为右行走滑, 从而间接说明赣江断裂右行活动发生在 55.9Ma 之后 因此, 庐山星子地区的构造 岩浆活动可总结于表 3 可见星子海会岩体形成于左行平移阶段, 又被左行平移的剪切变形, 产生了大量动热变质的白云母等矿物, 后经受了右行平移的改造等, 与图 1 和前述宏观构造特征揭示的左行 伸展 右行运动学过程非常一致 而流星山 Z 字型石英脉对左行到右行的转换具有重要指示意义 表 3 庐山星子地区构造型式和期次划分 Table3 StructurepaternsandphasesdivisionforXingzi terene 几何学运动学时代资料来源江西地质科学研究所牵引弧形构造左行平移 K 1 (1982) 庐山构造透镜左行平移的 127.2±1.2Ma 本文体转换压缩 LinW etal.(2000), 崔剪切带左行剪切 160~104Ma 学军等 (2002b), 崔学军等 (2005) Z 字型石英脉伸展张裂 89±7.1Ma 本文石英脉劈理和右行剪切 K 2 2 E 本文多字型盆地江西省地质矿产局第三纪盆地及 (1984), 郑文等 (1996), 右行剪切 55.9~84.5Ma 其碱性岩邓平等 (2003), 谢桂青等 (2005), 崔学军等 (2005) 综上所述, 华南地区中新生代盆岭构造发育, 赣江断裂带正是导致这一地质地貌特征的最重要的构造形迹之一 它从中生代开始发育, 经历五期不同运动学性质的断裂活动, 至今仍继续活动 结合前人研究成果, 我们得出以下几点认识 :(1) 受赣江断裂对庐山 巨型构造透镜体 的转换挤压作用, 于 127Ma 星子变质核杂岩 形成并伴随着海会岩体岩浆侵位, 从成岩开始记录了左行平移 伸展张裂和右行平移等构造事件, 表现为多期构造变形和改造 (2) 于 89Ma 赣江断裂发生了一次伸展张裂活动, 导致了流星山一带 Z 字形张裂隙的形成和石英脉的充填 而流星山 Z 字型石英脉则反映了赣江断裂活动性质从左行到右行转换之间经历了一次伸展张裂活动 (3) 赣江断裂不仅在展布方向 内部结构 深部构造 运动学特征及演化历史等方面可以与郯庐断裂类比, 而且有着共同的动力学背景, 成为中国东南部晚中生代火山岩的西界 ( 王德滋等,2000; 舒良树和周新民, 2002; 周新民,2003; 余心起等,2006), 从中生代开始将中国东部的纬向构造改造为北北东向, 在中国东部大地构造演化与成矿中扮演了举足轻重的角色 进一步探讨其内部时空结构 动力学背景和构造演化细节是今后的重要任务 致谢在成文过程中周国庆教授给予了指导, 审稿专家舒良树教授和岩石学报编辑部审阅了全文并提出了许多宝贵的建设性意见和建议, 作者在此谨表谢忱 References BiH,XiangXKandZhuYS.1998.Lushanupliftbedding delamination structure.geotectonicaetmetalogenia,22(1):21-28(inchinese withenglishabstract) BlackLP,KamoSL,AlenCM,AleinikofJN,DavisDW,KorschRJ andfoudoulisc.2003.temora1: A new zirconstandardfor PhanerozoicU Pbgeochronology.ChemicalGeology,200(1-2): CompstonW,WiliamsISandMeyerC.1984.U Pbgeochronologyof zirconsfrom lunarbreccia73217 usinga sensitive high mas resolutionionmicroprobe.j.geophys.res.,89(suppl):b525- B534 CuiXJ, Chen XY, Lou FS, Zhao G and Luo XH.2002a. The characteristicsofganjiangfaultzoneanditsrelationtotan Lufault zone.earthsciencefrontiers,9(4): (inchinese) CuiXJ,XiaB,ZengZX,LiuLL,ChenXY andyangwr JunctionbetweenGanjiangfaultandtanlufaultanditssignificanceto mineralization.geotectonicaetmetalogenia,28(1):1-7(in CuiXJandZengZX.2002b.NewunderstandingontheoriginofLushan metamorphic core complex. GeologicalScience and Technology Information,21(3):23-23(inChinese) CuiXJ,ZengZX,YangWRetal.2005.JunctionrelationofGanjiang faultand Tancheng Lujiangfaultsand itsmineralition. Wuhan: ChinaUniversityofGeosciencesPres,9-18(inChinesewith Englishabstract) CuiXJ,ZhaoG,ChenXYandLuoXH.2002b.Studyofthe 40 Ar/ 39 Ar isotopicageformesozoictectonothermaleventinlushanmountain. JournalofChengduUniversityoftechnology,(6): (in DengP,ShuLS,YangMG,GuoYJandYuXQ.2003.Geological featuresand dynamicevolution oftheganjiangfaultin Jiangxi province.geologicalreview,49(2): (inchinesewith Englishabstract) FaureM,LinW andsuny.1998.dominginthesouthernforelandof thedabieshan(yangtseblock,china).teranova,10(6): FuZR,LiZJandZhengDY.1999.Structralpaternandtectonic evolutionofnne trendingstrike sliporogenicbeltintheborder regionofhunanandjiangxiprovinces.earthsciencefrontiers,6 (4): (in GuoYJ,HuangJXandYangMS.1981.Theprimarycharacteristicsof Ganjiangtectonicbeltanddiscusionforthesouthprolongationof Tan Lu fault. GeologicalTechnology Developments, (9) (in Chinese) JianP,LiuDY,ZhangQ,ZhangFQ,ShiYR,ShiGH,ZhangLQand TaoH.2003.SHRIMPdatingofophioliteandleucocraticrocks withinophiolite.earthsciencefrontiers,10(4): (in JXBGM.1984.ReginalgeologyofJiangxiProvince.Beijing:Geological PublishingHouse,921(in LiJW,ZhouMF,LiXF,FuZRandLiZJ.2001.TheHunan Jiangxi strike slipfaultsystem insouthernchina:southernterminationof thetan Lufault.JournalofGeodynamics,32(3): LiWX,XuXS,ZhouXM,XieGG,LiJHandLiHM.1998.Epidote graniteinthe Xingzicomplex oflushanmountain:datingand genesis.geologicalreview,44(2): (inchinesewith Englishabstract)

9 李中兰等 : 庐山星子地区中生代构造 岩浆事件与赣江断裂多期活动的关系 847 LiWX,ZhouXM,LiXH,XieGGandLiJH.2001.ZirconU Pbdating ofpegmatite from Xingzimetamorphic core complex oflushan Mountainanditsgeologicalimplication.EarthScience:Journalof ChinaUniversityotGeosciences,26(5): (inChinese withenglishabstract) LiXH,LiangXR,SunM,GuanH andmalpasjg.2001.precise 206 Pb/ 238 U age determination on zircons by laser ablation microprobe inductively coupled plasma mas spectrometry using continuouslinearablation.chemicalgeology,175(3-4): LiangXandWuGY.2006.MesozoicevolutionoftheGanjiangfaultzone andrelatedgeodynamicsetings.chinesejournalofgeology,41 (1):64-80(in LinW,FaureM,MonieP,ScharerU,ZhangLSandSunY TectonicsofSEChina:NewinsightsfromtheLushanmasif(Jiangxi Province).Tectonics,19(5): LudwigKR.2003.User smanualforisoplot3.0:a geochronological toolkitformicrosoftexcel.specialpublication.berkeley:berkeley GeochronologyCenter,77 ReadingHG.1980.Characteristicsandrecognitionofstrike slipfault systems.in: BalancePF etal. (eds). Sedimentation in as sedimentspecoblique slipmobilezones.int.as.sediment.spec. Pub.,4:7-26 ShuLSandZhouXM.2002.LateMesozoictectonismofsoutheastChina. GeologicalReview,48(3): (inChinesewithEnglish abstract) SongB,ZhangYHandLiuDY.2002.Introductiontothenaisanceof SHRIMPanditscontributiontoisotopegeology.JournalofChinese MasSpectrometrySociety,23(1):58-62(inChinesewith Englishabstract) SongHL Oblique slip and strike slip transform structures. GeologicalScienceandTechnologyInformation,15(4):33-38(in TengJW andyanyf.2004.abnormalgeomagneticfieldresponseat intraplatetectonicboundaryincontinentandcontinentalmarginin southeasternchina.geotectonicaetmetalogenia,28(2): (in WangDZ,ZhouJC,QiuJSandFanHH.2000.Characteristicsand petrogenesisoflatemesozoicgraniticvolcanic intrusivecomplexesin southeasternchina.geologicaljournalofchinauniversities,6(4): (in WiliamsEA,SergeevSA,StoselI,FordMandHiggsKT.2000.U Pb zircongeochronologyofsilicictufsandchronostratigraphyofthe earliestoldredsandstoneinthemunsterbasin,sw Ireland.In: FriendPFandWiliamsBPJ(eds).NewPerspectivesontheOld RedSandstone.GeologicalSocietySpecialPublication.Geological SocPublishingHouse,Bath, WuGY andfuhq.1998.a preliminarystudyonearlyprecambrian gneisosebasementinlushan Xingziregion,Jiangxi.Geotectonica etmetalogenia,22(2): (in Chinesewith English abstract) XiangXK,XuJHandMaCX.1994.Preliminarystudyonthestructure ofthemetamorphicnucleuscomplexinlushan.journalofeast ChinaGeologicalInstitute,(1):11-17(inChinesewithEnglish abstract) XieGQ,MaoJW,HuRZ,LiRLandCao J.2005.Geologicaland geochemicalcharacteristicsofearlytertiarybasalticrocksincenter Jiangxiprovince,SoutheastChinaandtheirgeologicalimplication. ActaPetrologicaSinica,21(1):77-90(inChinesewithEnglish abstract) XieGG,LiJH,LiWX,TangHF,LiHM andzhouxm.1997.u Pb zircondatingofpresinianrocksatlushanmt.anditsgeological implication.scientiageologicasinica,32(1): (in YangSN andyangwr.1985.regionaltectonicsofchina.beijing: GeologicalPublishingHouse,341(inChinese) YinGS and Xie GG Extensionalstructure and the Xingzi metamorphiccorecomplexinthelushanarea,jiangxi.regional GeologyofChina,(1):17-26(in YuXQ,ShuLS,DengGH,WangBandZuFP.2005.Geochemical characteristicsofji Taibasinalkalinebasalts(Jiangxiprovince)and itstectonicsignificance. Geoscience,19(1): (in Chinese) YuXQ,WuJG,ShuLS,YanTZ,ZhangD anddiyj.2006.the Cretaceoustectonism ofthegan Han tectonicbelt,southeastern China.EarthScienceFrontiers,13(3):31-43(inChinesewith Englishabstract) ZhangHX,SunDZandZhuBQ.1999.Thegeochemicalcharacteristics ofmetamorphicbasicvolcanicsfrom XingziGroup,Lushanandthe tectonicimplications.actapetrologicasinica,15(3): (in ZhangHX,ZhuBQ,TuXLandSunDZ.1999.Single grainzirconu Pb datingofthehaihuigranitein xingzimetamorphiccorecomplex, Lushan,anditstectonicsignificance.JournalMineralPetrology,19 (3):69-72(in ZhengW andzhangfr.1996.thecharacteristicsofalkalineintrusivein Ji Taibasin and its tectonic significance. Jiangxi Geological Technology,23(Suppl.1):57-61(in Chinesewith English abstract) ZhouSY,ZhangJH,XuKD,JiangWS,PengJandLiuJD.2005.The controlofganjiangfaultzoneontheformationofsouthernpoyang Lakedepresionbasin.NaturalGasIndustry,25(2):24-27(in Chinese) ZhouXM.2003.MythinkingaboutgranitegenesesofsouthChina. GeologicalJournalofChinaUniversities,9(4): (in 附中文参考文献 毕华, 项新葵, 朱元松 庐山隆起 滑脱构造. 大地构造与成矿学,22(1):21-28 崔学军, 陈祥云, 楼法生, 赵赣, 罗小洪.2002a. 赣江断裂带的特征及其与郯庐断裂带的关系. 地学前缘,9(4): 崔学军, 夏斌, 曾佐勋, 刘立林, 陈祥云, 杨巍然 赣江断裂与郯庐断裂接合作用及其成矿意义. 大地构造与成矿学,28(1): 1-7 崔学军, 曾佐勋, 杨巍然等 赣江断裂带特征及其与郯庐断裂带接合关系与成矿. 武汉 : 中国地质大学出版社,9-18 崔学军, 曾佐勋 庐山变质核杂岩成因的新认识. 地质科技情报,21(3):23-23 崔学军, 赵赣, 陈祥云, 罗小洪.2002b. 江西庐山中生代构造事件的 40 Ar/ 39 Ar 同位素年龄研究. 成都理工学院学报,(6): 邓平, 舒良树, 杨明桂, 郭英杰, 余心起 赣江断裂带地质特征及其动力学演化. 地质论评,49(2): 傅昭仁, 李紫金, 郑大瑜 湘赣边区 NNE 向走滑造山带构造发展样式. 地学前缘,6(4): 郭英杰, 黄金喜, 杨淼生 赣江构造带基本特征及郯庐断裂带南延问题的讨论. 地质科技动态,(9) 简平, 刘敦一, 张旗, 张福勤, 石玉若, 施光海, 张履桥, 陶华 蛇绿岩及蛇绿岩中浅色岩的 SHRIMPU Pb 测年. 地学前缘,10(4): 江西省地质矿产局 江西省区域地质志. 北京 : 地质出版社,921 李武显, 徐夕生, 周新民, 谢国刚, 李均辉, 李惠民 庐山 星子杂岩 中绿帘石花岗岩的定年和成因. 地质论评,44(2):

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