郯庐断裂带形成演化与大别–苏鲁造山带的关系探讨

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羽诞严
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1 Advances in Geosciences 地球科学前沿, 2016, 6(1), Published Online February 2016 in Hans. Study on the Relation between the Formation and Evolution of Tanlu Fault Belt and Dabie-Sulu Orogenic Belt Hongkui Li 1, Li Chen 1, Tingbao Han 2, Ke Geng 1, Chuanyuan Zhuo 1, Taitao Liang 1 1 Key Laboratory of Gold Mineralization Processes and Resources Utilization, The Ministry of Land and Resources, Shandong Key Laboratory of Geological Processes and Resource Utilization in Metallic Minerals, Shandong Geological Sciences Institute, Jinan Shandong 2 No. 2 Exploration Institute of Geology and Mineral Resources, Yanzhou Shandong Received: Feb. 8 th, 2016; accepted: Feb. 26 th, 2016; published: Feb. 29 th, 2016 Copyright 2016 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). Abstract Dabie-Sulu orogenic belt is a HP-UHP metamorphic belt formed by the collision of Triassic North China plate and the Yangtze plate. Its formation and evolution have experienced three stages, such as intense collision stage, subduction stage and exhumation stage. In the late Triassic, final registration has been completed. As a giant fault structure system in eastern China, Tanlu fault belt is controlled by dynamic background of transformation from Tethyan tectonic domain to the marginal Pacific tectonic domain, and subduction of the Pacific plate. Thus, large scale sinistral strikeslip happened and staggered Dabie-Sulu UHP metamorphic belt. The maximum distance of sinistral strike-slip is about 300 km. At the same time, development history of Tanlu sinistral shear strike-slip fault is divided into five development stages. It not only reappears complex history of transformation process from Tethys system to the Pacific system, but also reflects dynamics characteristics of continental margin in Eastern China. Keywords Dabie-Sulu Orogenic Belt, Tan-Lu Fault Zone, Plate Collision, Left-Lateral Horizontal Displacement, Tectonic Configuration Transform 郯庐断裂带形成演化与大别苏鲁造山带的关系探讨文章引用 : 李洪奎, 陈莉, 韩廷宝, 耿科, 禚传源, 梁太涛. 郯庐断裂带形成演化与大别苏鲁造山带的关系探讨 [J]. 地球科学前沿, 2016, 6(1):

2 李洪奎 1, 陈莉 1, 韩廷宝 2, 耿科 1, 禚传源 1 1, 梁太涛 1 山东省地质科学研究院, 国土资源部金矿成矿地质过程与资源利用重点实验室, 山东省金属矿产成矿地质过程与资源利用重点实验室, 山东济南 2 山东省第二地质矿产勘查院, 山东兖州收稿日期 :2016 年 2 月 8 日 ; 录用日期 :2016 年 2 月 26 日 ; 发布日期 :2016 年 2 月 29 日摘要大别苏鲁造山带是三叠纪华北板块和扬子板块碰撞形成的高压超高压变质带, 其形成演化大致经历了强烈碰撞俯冲和折返三个阶段, 在三叠纪晚期完成最终拚合作为中国东部巨型断裂构造系统的郯庐断裂带, 受控于特提斯构造域向滨太平洋构造域转换和太平洋板块俯冲机制的动力学背景, 发生大规模左行平移并将大别苏鲁超高压变质带错开, 左行平移的最大距离在 300 km 左右, 同时将郯庐左行剪切走滑断裂发育历史划分为五个发育阶段, 重现了从特提斯体制向太平洋体制的复杂历史转化过程, 也在相当程度上反映了我国东部大陆边缘的动力学特征关键词大别苏鲁造山带, 郯庐断裂带, 板块碰撞, 左行平移, 体制转换 1. 引言众所周知, 中央造山带是夹持于我国塔里木华北和扬子克拉通之间近东西向延展的显生宙造山系统, 姜春法 [1] [2] 张国伟[3] 殷鸿福[4] 等先后对该带进行过深入研究 ; 大别苏鲁造山带是秦祁昆中央造山带的重要组成部分 [5], 是华北和扬子二大板块强烈碰撞的记录, 以大面积出露碰撞造山带根部的深变质地体而成为研究大陆动力学的最佳地区, 它不仅记录了华北和扬子两大克拉通俯冲碰撞的演化过程, 而且揭露出世界上面积最大暴露最深的高压超高压变质带, 对该造山带进行研究, 无疑具有重要的科学意义 [5] 郯城庐江断裂带 ( 以下简称郯庐断裂 ) 是纵贯中国东部大陆边缘的一条巨型断裂带, 总体呈北北东向, 将大别苏鲁造山带从安徽庐江至山东莒县段长距离平移错开为东西二段, 东部为大别造山带, 西部为苏鲁造山带这种平面的结构形态变化集中表现在中国及邻区构造演化由原来的南北分异, 转变为东西分异, 西部以构造的继承性为特色, 东部则新生构造起了主要作用受古亚洲洋特提斯洋和滨太平洋等大洋岩石圈的影响, 中国东部大陆岩石圈自三叠纪以来发生了二次重大的地质事件, 一是扬子板块向华北板块俯冲碰撞, 形成大别苏鲁高压超高压变质带, 二是与太平洋板块俯冲和地球动力学体制转换有关 [6], 使郯庐断裂带活化发生大规模左行平移, 并诱发侏罗白垩纪强烈岩浆活动本文试图根据掌握的以山东地区为主的基础地质资料为依据, 对郯庐断裂带形成演化与大别苏鲁超高压变质带的关系进行初步探讨 2. 大别苏鲁造山带基本特征及其演化大别苏鲁造山带 ( 又称大别苏鲁高压超高压变质带 ), 地处安徽湖北河南江苏山东五省境内, 自 20 世纪 80 年代起, 对大别苏鲁造山带的研究逐渐深入, 其代表者有徐嘉炜 [7]-[11] 徐树桐 [12] [13] 姜春法[1] [2] 张国伟[3] 殷鸿福[4] 汤加富[14] [15] 等, 研究者们普遍认为 : 大别苏鲁造山带是华北扬子两大板块印支期碰撞造山带, 超高压变质作用由深俯冲作用所形成 [16] 以郯庐断裂为界, 西部为大别造山带, 东部为苏鲁造山带 ( 图 1) 45

3 Figure 1. Sketch map of Dabie-Sulu orogenic belt and Tan-Lu fault zone; 1: Cenozoic rocks; 2: Mesozoic; 3: Mesozoic granits; 4: Precambrian-Triassic in South China Craton; 5: Precambrian-Triassic in North China Craton; 6: Precambrian-Triassic in Jihei craton; 7: Dabie-Jiaonan orogenic belt; 8: probable suture zone; 9: thrust fault; 10: Tan-Lu strike slip fault; 11: fault; 12: fold axis; 13: presume fault; 14: buried fault; 15: remote sensing interpreted fault; DB: Dabie orogenic belt, SL: Sulu orogenic belt 图 1. 大别苏鲁造山带与郯庐断裂带构造略图 ;1: 新生代岩类 ;2: 中生界 ;3: 中生代花岗岩 ;4: 扬子地块前寒武三叠系 ;5: 华北地块前寒武三叠系 ;6: 吉黑地块前寒武三叠系 ;7: 大别胶南造山带 ;8: 可能的缝合线 ;9: 冲断层 ;10: 郯户走滑断裂 ;11: 断层 ;12: 褶皱轴 ;13: 推测断层 ;14: 隐伏断层 ;15: 遥感解译断层 DB: 大别造山带,SL: 苏鲁造山带 2.1. 大别造山带大别高压超高压变质折返带由中高温变质岩 + 高压超高压变质岩等组成, 其中由北大别变质杂岩阚集岩群晋宁期深熔花岗片麻岩中生代岩浆岩及一些构造就位的变质超镁铁质岩块等, 构成造山带剥露最深的古老陆核基底, 划归中高温变质亚相 ; 南大别高压超高压变质杂岩宿松岩群张八岭岩群为折返的高压超高压变质亚相 ; 大量晋宁期变形变质侵入岩为深成同碰撞岩浆岩亚相各构造单元或构造亚相与相邻单元 ( 亚相 ) 间被韧性剪切带分隔, 由变质火山沉积杂岩建造变质海相火山细碧岩建造等组成, 共同构成造山带基底堆叠体该单元是印支期南北两大陆块及其间微陆块 ( 岛弧 ) 聚合碰撞长期发展演化的巨型构造混杂岩带燕山期大量花岗岩就位并产生一系列浅层推覆滑覆构造, 最终完成大别造山带抬升再造过程大别高压超高压变质折返带主要由榴辉岩硬玉石英岩大理岩片岩花岗质片麻岩超镁铁质岩等组成, 其内含有柯石英和金刚石包体, 表明这些超高压变质岩石曾被俯冲到 > 100 km 深处 [17]-[22]; 46

4 Sm-Nd 矿物等时线法单颗锆石 U-Pb 法 SHRIMP 分析技术等多种同位素定年研究表明, 大别高压和超高压变质作用年代主要为 230~210 Ma [22]-[27], 是在印支期扬子板块俯冲到中朝板块之下时发生的对大别造山带的研究结果表明 : 大别碰撞带在三叠纪晚期最后完成碰撞拼合, 碰撞带内及其两侧的边缘残余海完全消失, 大量的同碰撞期变质和岩浆作用的年龄数据, 均为 240~205 Ma, 显示了三叠纪晚期完成拼合 [22]-[27] 代表晚古生代早三叠世残余洋壳的勉略湖北随州花山一带蛇绿岩套, 在中三叠世末期受到挤压碰撞, 这是秦岭大别带最后完成碰撞拼合的主要表现 [28]-[30] 上述认识与地质方面的证据相吻合, 已经被多数地球科学工作者所接受张八岭中高压变质带变质作用为绿帘蓝片岩相 + 低绿片岩相, 显示继绿帘蓝片岩相变质之后又有低绿片岩相叠加, 二者呈相转变关系许多 200~230 Ma 左右的多硅白云母 40 Ar- 30 Ar 年龄的出现, 亦为印支期变质作用产物大别造山带内相应的变火山岩主体为张八岭岩群西冷岩组和岳西县桃园寨火山岩晋宁期西冷旋回火山岩岩石组合为细碧岩石英角斑岩组合, 岩石成分富钠贫钙, 具双峰式特点, 形成于陆缘裂陷 ( 谷 ) 带海相环境第一套为变质超镁铁镁铁质岩, 区域上总体呈北西向成群成带分布, 规模大小不等, 单个岩块呈透镜状串珠状星点状出露主要岩石组合为纯橄岩辉橄岩蛇纹岩辉石岩角闪石岩辉长岩组合, 为幔源岩浆分异产物第二套变质侵入岩组合为造山带主要组分, 包括燕子河二长花岗质斜长 ( 奥长 ) 花岗岩花岗闪长质英云闪长质闪长辉长质片麻岩组合汤池石英二长闪长质石英二长质片麻岩组合王铁二长花岗质花岗闪长质石英闪长质闪长质片麻岩组合和西山驿正长花岗岩二长花岗岩组合, 燕子河王铁片麻岩组合具 TTG 岩系特征各类片麻岩体均经受了深层剪切流变和角闪岩相变质, 含大量变质表壳岩包体, 总体平行造山带呈北西向展布第三类燕山期侵入岩组合总体呈北西南东向展布, 岩浆侵位受北东北北东向构造控制, 构造环境处于造山带抬升拉张环境, 花岗岩大规模侵位, 为造山晚期火山弧产物燕山中期侵入岩岩石组合主要为花岗闪长岩二长花岗岩组合, 呈岩株岩瘤岩墙状产出, 岩体同位素年龄多集中在 140~150 Ma 之间, 时代为晚侏罗世燕山晚期侵入岩岩石组合为石英二长岩花岗闪长岩二长花岗岩正长花岗岩组合岩体同位素年龄多集中在 93~133 Ma 之间, 时代为早白垩世岩石里特曼组合指数为 2.29~4.94, 属钙碱性碱钙性岩系, 岩浆来源属于壳幔混合岩浆另外, 在大别岩浆岩带北部沙村小河口轿子岩舞旗河任家湾高坝岩祝家铺等地, 超镁铁镁铁质岩体同位素年龄在 114~126 Ma 之间, 为燕山期产物岩石组合为辉闪岩角闪辉石岩角闪石岩辉长岩闪长岩组合, 层状堆晶结构明显, 有向钙碱性系列方向演化及向贫 Ti 富 K 方向演化的趋势, 为玄武岩浆结晶分异的产物, 属幔源型拉斑玄武岩系列 2.2. 苏鲁造山带苏鲁造山带为秦祁昆造山系的东延部分, 结晶基底主要为晚太古早元古代东海岩群中元古代海州群中元古代张八岭群, 形成于五台吕梁旋回及晋宁旋回 ; 东海岩群是原岩系海相细碧角斑岩建造, 经历了超高压高角闪岩相榴辉岩相变质变形改造, 吕梁旋回末伴随着会聚造山作用, 区内发生了大规模的混合岩化和中酸性岩浆岩的侵入作用, 其后于晋宁旋回该区经历了一个伸展扩张至会聚收敛的过程锦屏岩群原岩为中基性火山岩含磷碎屑岩及碳酸盐岩建造, 属伸展性裂谷边缘海沉积 ; 张八岭群原岩为细碧石英角斑岩系, 属海底火山喷发沉积岩系 ; 云台岩群原岩为一套中酸性酸性火山碎屑沉积变质产物, 属会聚性大洋边缘海相沉积晋宁旋回末随着苏胶古洋的闭合与俯冲造山作用拼贴形成苏 47

5 鲁造山带, 共同经历了超高压高压变质作用, 期后苏鲁造山带整体抬升, 经历了一个长期的抬升与剥蚀过程作为苏鲁造山带山东段的胶南威海高压超高压变质带, 分布于山东东南沿海, 呈 NE 向展布出露宽 20~100 km 断续长约 450 km, 是扬子板块和华北板块陆陆碰撞造山后形成的一条高压超高压变质带 ( 图 2), 是秦岭大别碰撞带的东延部分, 属秦祁昆造山系的不同级别的低序次构造单元 [31]-[34] 胶南威海印支期陆陆碰撞造山形成的高压超高压变质带, 其演化与发展史大致经历了强烈碰撞俯冲和折返三个阶段 ( 图 3), 其时限主要在 250~205 Ma, 约 45 Ma [29] [34] [35], 属三叠纪构造事件主要造山作用为 :(1) 250~230 Ma, 华北板块与扬子板块俯冲碰撞, 扬子板块俯冲华北板块之下, 在俯冲带的前部和后部分别发生超高压变质和高压变质事件, 叠加到前造山的角闪岩相变质事件之上 (2) Figure 2. Sketch map of high pressure and ultra high pressure zones in Shandong; 1: Archean TTG and supracrustal rocks; 2: Proterozoic supracrustal rocks; 3: high pressure and ultra high pressure zones; 4: Triassic post-collision igneous complex; 5: Jurassic Linglong early orogenic intrusions; 6: Late Jurassic-Early Cretaceous Guojialing mid-orogenic intrusions; 7: Early Cretaceous Weideshan late orogenic intrusions; 8: Early Cretaceous Laoshan post orogenic alkalic intrusions; 9: Cretaceous sedimentary and volcano-sedimentary rocks; 10: Cenozoic sedimentary and volcano-sedimentary rocks; 11: main geological boundaries; 12: main faults; 13: gold mines/gold placer mines; 14: silver mines 图 2. 山东高压超高压变质带简图 ;1: 太古宙 TTG+ 表壳岩 ;2: 元古宙变质表壳岩 ;3: 高压超高压变质带 ;4: 三叠纪后碰撞岩浆杂岩 ;5: 侏罗纪玲珑造山早期侵入岩 ;6: 早白垩世郭家岭造山中期侵入岩 ;7: 早白垩世伟德山造山晚期侵入岩 ; 8: 早白垩世崂山后造山碱性侵入岩 ;9: 白垩纪沉积火山沉积岩系 ;10: 新生代沉积火山沉积岩系 ;11: 主要地质界线 ;12: 主要断裂 ;13: 金矿 / 榴辉岩 ;14: 银矿 48

6 Figure 3. Collision and exhumation model of Dabie-Sulu orogenic belt; 1: North China Craton; 2: South China Craton; 3: ultrahigh-pressure rock; 4: high-pressure rock; 5: ductile shear zone; 6: surface crust 图 3. 大别苏鲁造山带碰撞折返模式图 ;1: 华北板块 ;2: 扬子板块 ;3: 超高压岩石 ;4: 高压岩石 ;5: 韧性剪切带 ;6: 浅表层地壳 230~210 Ma, 扬子板块向华北板块推挤逆冲, 榴辉岩向地表回归, 造山带近邻扬子板块一侧变形强烈同时形成柳林庄宁津所同造山角闪石岩闪长岩石英二长岩组合, 在荣成邢家岩体变辉长岩的 SHRIMPU-Pb 年龄 213 ± 5 Ma 211 ± 5 Ma [36], 红门石岩体锆石 SHRIMP U-Pb 年龄为 215 ± 5 Ma [36] (3) 210~200 Ma, 扬子板块向华北板块大规模斜向逆冲推覆, 深部榴辉岩同步向地表回归, 造山带结构分带进一步明显化 (4) 210~205 Ma, 进入后造山拉张阶段, 形成槎山后造山高碱正长岩组合, 在葛箕岩体含斑中细粒正长花岗岩锆石 SHRIMP U-Pb 年龄为 ± 1.4 Ma ± 1.5 Ma [36], 代表陆陆碰撞造山阶段的结束, 同时证明三叠纪末期已经完成南北板块的拼合, 到侏罗白垩纪时期应力场与三叠纪已经完全不同, 进而转入燕山造山作用阶段苏北芝麻坊超高压变质岩的 P-T 计算指示其最大变质压力可达 6 Gpa ( 相当于俯冲到 200~300 km 深度 ) [37] [38]; 青岛仰口榴辉岩中石榴石中的单斜辉石 + 金红石 + 磷灰石出溶体的发现进一步, 表明低密度 49

7 的陆壳岩石曾被俯冲到至少 200 多公里深处 [39] [40] 区内早期构造运动以韧性剪切变形构造发育为特征, 以北东向北北东向为主, 晚期构造活动则脆性断裂构造为主, 在前期剪切构造的基础上发展而成, 断裂方向主要为北东向北北东向, 晚期北西向断裂发育 3. 郯庐断裂带构造演化与形成时序郯庐断裂形成时间早, 演化历史长, 断裂活动复杂, 作为郯庐断裂的中段自然受到地质学界的广泛关注, 研究成果亦层出不穷 [7]-[11] [41]-[44] 因此沂沭断裂带的形成和演化, 是地质界长期争论和探讨的焦点由于地质构造演化的长期性和复杂性, 因此对沂沭断裂带形成或诞生的认识则有太古宙元古宙古生代中生代等不同观点, 认为其是长寿断裂长期多次活动, 并有继承性各期力学性质均不相同依据前述沂沭断裂带深部构造和浅部构造岩构造形迹构造盆地建造和改造的特征, 李洪奎将沂沭断裂带的演化划分为五个阶段 [32]:(1) 孕育阶段 (2) 诞生阶段 (J 1 ) (3) 左行平移阶段 (J 2 -K 1 ) (4) 张扭性裂谷阶段 (K 1 -K 2 ) 和 (5) 挤压断块运动阶段 (E-Q) 王小凤等认为 [45]: 郯庐断裂的形成发轫于南北地块拼合带的向南突出部位, 而下地壳物质的北北东向左行韧性剪切流动则是其启动机制, 然后逐步向浅部和向北扩展这一平面上自南向北分段递进的生长迁移机制, 得到了相应沉积盆地和岩浆活动年代学资料的支持, 也解释了中南段的缩短率和位移量明显大于北段的事实同时根据不同层次变形域的特征, 提出了沿滑脱面上层对下层做 S(SS)E 向滑动的多层滑移模式, 反映了陆内大型走滑断裂带由深到浅的应力应变传递方式通过断裂两侧地壳缩短资料的判断, 得出了郯庐中南段累积最大位移量为 300 km 的结论同时将郯庐左行剪切走滑断裂发育历史划分为六个时期四个变形阶段, 较全面地重现了从特提斯体制向太平洋体制的复杂历史转化过程, 也在相当程度上反映了我国东部大陆边缘的动力学特征值得注意的是, 尽管当时郯庐断裂带已经贯穿整个华北地块, 长达 1100 km, 但是至今尚未发现任何三叠纪的花岗质岩浆活动, 这可能说明当时断层的切割深度不超过 20 km, 此断裂可以称之为壳内断裂, 很可能只切到了上下地壳之间滑脱面的断层 [42] 许志琴等[46] [47] 认为大型深层滑脱构造可以呈楔状和薄片状上地壳中滑脱运动, 这也许可以说明郯庐断裂带当时的确有可能只切断到 16 km 的部位, 属于扬子板块的南黄海上地壳曾经沿深 16 km 的滑脱面, 向北推覆在中朝板块之上根据郯庐和黄海东缘断层带的走滑断距, 可以进一步推测扬子板块以薄皮构造的形式向北推覆了上百千米的距离在南黄海地区, 地表到 16 km 深处属于扬子板块的上地壳, 这部分可称之为南黄海推覆体,16~25 km 深处是插入扬子板块的属于中朝板块的下地壳, 深 25 km 以下的部位则又属于扬子板块的下地壳和岩石圈上地幔另外, 在大多数发育板内变形的地区, 印支期花岗岩类侵入体的分布十分局限根据这两方面的事实, 可以推测, 印支期的板块内部变形可能主要是与上下地壳之间滑脱作用相关的结合已有研究成果, 笔者认为郯庐断裂带经历了漫长而多期的构造运动, 使之构造形态极为复杂郯庐断裂带尤其是山东段的沂沭断裂早期孕育阶段属大陆边缘海槽, 形成始于早侏罗世, 起源于特提斯构造体制向太平洋构造体制的复杂历史转化过程, 它是我国东部大陆边缘动力学特征的反映, 沂沭断裂带首当其冲的受到巨大影响, 由于太平洋板块不断俯冲, 沂沭断裂带处在大陆活动边缘裂谷中上地幔深熔岩浆不断由这里涌出, 为成矿送来矿源和热源而在它的东侧由于板块热作用, 地壳物质重熔形成大量的多期次的花岗质岩石, 成为胶东金矿成矿的重要母体沂沭断裂带在古近纪时以左行平移为主伴有张裂, 后期演化成裂谷 [45]; 新近纪为左行平移, 伴有强烈的火山活动第四纪则表现为差异性升降运动 50

8 4. 二者关系探讨中生代是中国地质发展史上强烈构造岩浆事件大规模爆发期, 这与中晚三叠世后经历了华北扬子陆块碰撞拼贴及太平洋板块运动有关, 并导致大规模叠加造山裂谷系的形成 [5] [48] 通常将三叠纪微陆块拼合碰撞和大陆形成的过程归结为印支运动, 其标志为近东西向的古特提斯海洋关闭 [49] 侏罗纪太平洋板块向西俯冲形成濒太平洋北北东方向大陆边缘体系, 李四光先生称之谓新华夏构造体系 [50], 侏罗纪白垩纪中国东部转变为挤压造山带, 翁文灏 [51] 首次提出称为燕山运动, 并明确指出燕山运动以强烈的岩浆活动和挤压构造变形以及成矿作用为特征 [51] 崔盛芹等[52] [53] 赵越等[54] [55] 任纪舜等[56] 对燕山运动特征进行了描述与划分对燕山运动的性质目前大多数学者认为是从大陆碰撞构造体制转为以西太平洋陆缘俯冲构造体制为主导的陆内变形和陆内造山 [57], 大别苏鲁造山带和郯城庐江断裂带就是在上述背景下形成演化的产物郯庐断裂带左行斜切大别苏鲁造山带是不争的实事, 但关于郯庐断裂带的平移距离, 论裂谷者不谈平移 ; 论平移者则回避裂谷, 而平移的距离则存在更大的分歧, 从百余千米, 几百千米, 甚至近千千米者皆有, 究其主要原因是所选参照物不同徐嘉炜最早研究郯庐断裂及其平移性质, 他认为郯庐断裂带是西北环太平洋边缘大陆内测的大型平移断层, 其动力背景是太平洋板块向大陆板块的斜向运动, 主平移时代为晚侏罗早白垩世 (140~110 Ma), 最大平移距达 740 km, 随后他又发表多篇论文及专著, 进一步阐述他的这一独到见解 [7]-[11] [58]-[61] 他认为郯庐断裂三叠纪开始活动, 晚侏罗纪晚期构造变动达到高潮, 以挤压条件下的巨大左行平移为主要特征, 白垩纪至古近纪转为张裂断陷, 新近纪又受到新的挤压, 伴以小幅度的右行平移, 这种断裂性质上的转变与太平洋板块相对运动方向的改变有关, 郯庐断裂带是滨西北太平洋区大陆内缘的大型剪切滑动带汤加富等 [15] 详细论述了郯庐断裂带南段在安徽境内无巨大平移的直接依据标志地质体的错移与间接依据, 认为在早侏罗世至白垩纪时, 郯庐断裂带内及其两侧不同时不等距的断陷结果, 造成大别苏鲁造山带西侧地质体被切断错移的假象, 这就是郯庐断裂呈枢纽断陷性质与呈弧形延伸的大别苏鲁造山带中部成小角度相截, 综合造成的一种假位错效应 [15] 袁洪亮[62] 李自堃等[63] 从安徽前侏罗纪地层分布与岩相古地理状况, 论述了大别造山带呈弧形 ( 即自西而东由近 EW-NE-NNW 向 ) 展布特点, 以及不存在巨大平移的构造古地理证据李春昱等认为是转换断层模式, 郯庐断裂的形成与华北和扬子陆块沿秦岭大别造山带碰撞有关 [17] [18] [64], 这一转换断层活动时限为晚古生代中生代, 延续到侏罗纪基于郯庐断裂带的左行平移和朝鲜半岛沃川带 Honam 剪切带右行平移运动学特征,Yin et al. [19] 称其为碰撞嵌入模式, 认为郯庐和 Honam 剪切带之间的苏北胶南及朝鲜的京畿沃川带是华南板块北侧不规则被动边缘向北突出的一块 [65] [66], 存在于碰撞前, 嵌入碰撞时代为早二叠世晚期至晚三叠世与早侏罗世马杏垣认为郯庐断裂带是我国东部一个独立的巨型构造体系 [67] [68], 称更新华夏系, 形成于燕山运动晚期许志琴认为郯庐断裂带是我国东部规模最大的一条白垩新近纪的后地台型古裂谷带 [23] [67]-[71], 并划分出北中南三段, 各段的基本特征构造组合类型沉降幅度水平扩张量火山活动深部构造及地质发展史有所不同, 但有一点是共同的, 均十分明显地表现为先张后压的双重构造特征, 后期的挤压应力作用取代于拉伸作用, 是在中生代左旋平移基础上, 经历了白垩纪强烈横向扩张阶段和古近纪以来的消亡挤压阶段而形成的在山东, 近十余年来许多地学工作者逐渐认识到, 胶南 - 威海造山带与大别东部可以对比, 其地质建造, 地质体同位素年龄构造特征, 变质变形特征, 甚至含矿性均具有可比性, 并基本达成共识二者错开的距离在 450~500 km ( 安徽省肥西山东省五莲 ), 这应该是郯庐断裂带的最大位移因为在山东, 大致从临沂向北, 沂沭带逐渐变宽, 而临沂以南到安徽嘉山延伸平直且较窄山东处于剪切应力逐渐发散的部位, 不应该有最大的位移量因此, 沂沭断裂带对鲁西地块的错开远小于这个距离以沂水岩群与唐家庄岩群及胶东岩群与泰山岩群为标志, 推测沂沭断裂带的平移距离在 100 km 左 51

9 右 ; 以土门群佟家庄组底部不整合面上的叠层石灰岩透镜体为标志则鄌郚葛沟断裂和沂水汤头断裂的左行平移距离在 50 km 左右 [72] 综上所述判断 : 作为郯庐断裂带的组成部分, 沂沭断裂带在山东境内的左行平移距离大约在 150 km 左右, 但郯庐断裂带的左行平移距离整体表现上比沂沭断裂带要大, 约 330 km 左右 5. 结论 1 大别苏鲁造山带是华北和扬子二大板块强烈碰撞的记录, 以大面积出露碰撞造山带根部的深变质地体而成为研究大陆动力学的最佳地区, 它不仅记录了华北和扬子两大克拉通俯冲碰撞的演化过程, 而且揭露出世界上面积最大暴露最深的高压超高压变质带 2 秦岭大别碰撞带在三叠纪晚期最后完成碰撞拼合, 碰撞带内及其两侧的边缘残余海完全消失, 大量的同碰撞期变质和岩浆作用的年龄数据, 均为 240~205 Ma, 显示了三叠纪晚期完成拼合代表晚古生代早三叠世残余洋壳的勉略湖北随州花山一带蛇绿岩套, 在中三叠世末期受到挤压碰撞, 这是秦岭大别带最后完成碰撞拼合的主要表现 3 郯城庐江断裂带 ( 以下简称郯庐断裂 ) 是纵贯中国东部大陆边缘的一条巨型断裂带, 总体呈北北东向, 将大别苏鲁造山带从安徽庐江至山东莒县段长距离平移错开为东西二段, 东部为大别造山带, 西部为苏鲁造山带受太平洋板块俯冲和地球动力学体制转换有关 [5], 使郯庐断裂带活化发生大规模左行平移, 其最大距离在 300 km 左右同时将郯庐左行剪切走滑断裂发育历史划分为五个发育阶段, 即 (1) 孕育阶段 (2) 诞生阶段 (J 1 ) (3) 左行平移阶段 (J 2 -K 1 ) (4) 张扭性裂谷阶段 (K 1 -K 2 ) 和 (5) 挤压断块运动阶段 (E-Q), 重现了从特提斯体制向太平洋体制的复杂历史转化过程, 也在相当程度上反映了我国东部大陆边缘的动力学特征基金项目本文为国家自然科学基金 ( 编号 : , ) 山东地质勘查基金项目( ) 和山东省泰山学者建设工程专项经费联合资助参考文献 (References) [1] 姜春发, 王宗起, 李锦铁. 中央造山带开合构造 [M]. 北京 : 地质出版社, 2000: [2] 姜春发. 中央造山带几个重要地质问题及其研究进展. 地质通报, 2002, 21(8-9): [3] 张国伟, 张本仁, 袁学诚, 肖庆辉, 等. 秦岭造山带与大陆动力学 [M]. 北京 : 科学出版社, 2001: [4] 殷鸿福, 张克信. 中央造山带的演化及其特点 [J]. 地球科学 - 中国地质大学学报, 1998, 23(5): [5] 李洪奎, 于学峰. 山东省大地构造相研究 [M]. 北京 : 地质出版社, 2012: 9-19, [6] 邓晋福, 莫宣学, 赵海玲, 等. 中国东部岩石圈根 / 去根作用于大陆活化 [J]. 现代地质, 2005, 8(3): [7] 徐嘉炜, 马国烽. 郯庐断裂带研究的十年回顾 [J]. 地质论评, 1992, 38(4): [8] 徐嘉炜. 郯城庐江平移断裂系统 [M]// 中国地质科学院地质力学研究所编. 构造地质论丛 (3). 北京 : 地质出版社, 1984: [9] 徐嘉炜. 试论郯庐断裂带的平移及其地质与找矿意义 [J]. 地质矿产研究, 1978(5). [10] 徐嘉炜. 郯庐断裂带的平移运动及其地质意义 [M]// 中国地质科学院编. 国际地质学术论文集为二十六届国际地质大会撰写 (1), 构造地质地质力学. 北京 : 地质出版社, 1980: [11] 徐嘉炜. 郯庐断裂带巨大的左行平移运动 [J]. 合肥工业大学学报, 1980(1): [12] 徐树桐, 刘贻灿, 江来利, 等. 大别山的构造格局及演化 [M]. 北京 : 科学出版社, 1994: [13] 徐树桐, 刘贻灿, 江来利, 吴维平, 陈冠宝. 大别山造山带的构造几何学和运动学 [M]. 合肥 : 中国科学大学出版社, 2002:

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