秦岭造山带内宁陕断裂带构造演化及其意义

宁陕断裂是秦岭造山带内部发育的一条近东西向区域性断裂。研究表明,宁陕断裂运动学性质为左行走滑,变形早期为韧性变形,晚期叠加脆性变形。早期变形形成的同变形变质矿物的40Ar-39Ar定年结果显示,变形时代为169～162Ma左右,属于秦岭造山带碰撞后陆内变形阶段产物。宁陕左行走滑断裂的存在暗示着在中晚侏罗世之前,现今南秦岭构造带很可能分属于两个不同的构造单元。宁陕断裂北西侧具有古老变质基底,并有大量早中生代花岗岩体侵入;南东侧只发育中上元古宙浅变质火山-沉积组合,发育晚元古宙-早古生代基性侵入岩脉及一些碱性岩脉。中晚侏罗世-早白垩世期间,围绕着扬子地块西缘和北缘,发生过左行走滑变形,这可能与扬子地块在这个时期的顺时针旋转相关。

南秦岭构造带中段晚中生代陆内变形特征与侧向挤出构造

南秦岭构造带位于秦岭造山带南部，在中生代时期经历了复杂的陆内变形过程。在晚中生代阶段，南秦岭构造带内发育一系列平行造山带的走滑断裂带。目前对于这些走滑断裂带不同构造位置的变形特征、变形叠加关系以及动力学机制等方面的认识并不充分。构造研究显示，南秦岭构造带内的宁陕断裂和安康断裂均发育大量平行于断裂带的 A 型褶皱群和近水平的拉伸线理，表明南秦岭构造带经历了以走滑剪切变形为主的构造阶段。运动学特征表明，宁陕断裂以左行剪切变形为主，而安康断裂则以右行变形为特征。选择典型岩石样品进行同位素测年来限定断裂活动的时代，其中：宁陕断裂带内同构造花岗岩脉的锆石 SHRIMP U Pb 定年结果为（186.0±4.0）Ma；安康断裂带内云母矿物的40 Ar 39 Ar 定年结果为161.2~173.5 Ma。虽然宁陕断裂和安康断裂的运动方向不同，但是同位素年代学研究限定了两条断裂发生走滑变形的时间都是早中侏罗世，从而共同构成了南秦岭构造带中间块体整体向东挤出的构造特征。同时也表明，相互碰撞的大陆在碰撞之后将很快转变为以平行造山带侧向挤出和走滑位移为主的陆内变形演化阶段。

南秦岭晚三叠世胭脂坝岩体的磁组构特征及意义

胭脂坝岩体是秦岭造山带内具典型代表性意义的晚三叠世花岗岩,已有的年代学和地球化学研究对岩体的侵位机制有着不同的认识。采用磁组构方法研究了该岩体的内部组构特征,并结合区域构造探讨了岩体的侵位机制。结果显示,胭脂坝岩体51个采点、348个样品的平均体积磁化率(Km)值普遍小于100μSI,总体较低。磁滞回线和热磁曲线特征表明,岩体磁组构主要由顺磁性矿物控制。大部分样品的校正磁化率各向异性度(PJ)值小于1.10,平均为1.06,表现出低各向异性度的总体特征。样品磁化率椭球形态参数(T)值多大于0,磁化率椭球体以压扁椭球为主。综合分析认为,岩体的磁组构是典型的岩浆组构,记录了岩浆侵位的流动构造。岩体磁组构以东西向中低角度倾伏的磁线理和南北向倾伏的磁面理为总体特征,磁线、面理轨迹揭示出岩浆自西向东的侵位流动。这样的岩浆侵位过程应与中、浅部地壳的走滑挤压构造相关,岩体侵位时造山带处于同碰撞构造环境。

秦岭-大别-苏鲁印支造山带连接枢纽的形成时代--来自宁陕断裂带同构造花岗岩锆石U-Pb年代学的限定

最新的研究表明,南秦岭勉略缝合带可以经宁陕左行走滑断裂带与大别苏鲁的高压/超高压变质带相连。对于这个模型,两带间的"连接枢纽"—宁陕走滑断层的活动时间是关键问题之一。研究显示宁陕断裂带是南秦岭中的一条走向近E-W的走滑剪切带,早期为左行韧性剪切变形,晚期叠加了左行脆性剪切变形。对带内千糜岩化石英片岩中的两期同构造花岗岩脉的构造地质学、岩石学和锆石U-Pb和Lu-Hf同位素研究,获得早期面理化细粒花岗岩的年龄为214.4±1.1Ma(MSWD=1.3),εHf(t)主要集中在-8.58^-0.29之间,tDM2=2.45~1.62Ga;晚期钾长花岗岩脉的年龄212.8±1.6Ma(MSWD=2.1),εHf(t)=-5.79~2.07,tDM2=2.53~1.49Ga。同位素数据表明两期花岗岩脉具有相同的岩浆源区,是古老地壳物质的再循环;晚期钾长花岗岩脉是早期花岗岩演化的产物。两期同构造花岗岩脉年龄的确定,表明宁陕左行走滑断层至少从晚三叠世中期之前就已经开始活动,而不是前人认为的早-中侏罗世或晚三叠末。尤其是宁陕左行走滑断裂带与勉略缝合带具有相同的左行韧性走滑叠加晚期脆性走滑的构造样式和活动时间,表明二者的形成可能都与古特提斯洋的斜向俯冲或者扬子板块的顺时针旋转有关。本研究成果为南秦岭的"古特提斯洋缝合带"——勉略缝合带向东经宁陕断裂带与大陆俯冲和深俯冲形成的耀岭河-桐柏-大别-苏鲁高压/超高压变质带相接提供了关键的年代学证据。

宁陕断裂带韧性剪切变形终点——来自龙脖子剪切带活动时代的限定

南秦岭宁陕断裂镇安段北缘的龙脖子剪切带记录了宁陕断裂带左行走滑韧性剪切变形过程。带内3类石英脉体和方解石脉体的ESR年龄分别为125.6~88.7Ma、56.7~32.9Ma和19.8~14.6Ma。其中第一类产出于构造片理和A型褶皱核部的石英脉体,代表左行走滑韧性剪切变形结束、脆性构造活跃的时代。研究表明,宁陕左行走滑剪切带在晚三叠世早期开始活动,且可能持续到早—中侏罗世。第一类脉体年龄的确定表明,宁陕断裂带左行走滑韧性剪切变形最晚可持续到早白垩世;晚白垩世—始新世,宁陕断裂带以伸展-走滑脆性或韧-脆性剪切变形为主。因此,早白垩世是宁陕断裂带韧性剪切变形向脆性剪切变形转换的关键时期。宁陕断裂带经历了晚三叠世—中侏罗世晚期快速冷却阶段、晚侏罗世—白垩纪缓慢冷却阶段和古近纪以来快速冷却阶段。宁陕断裂带在缓慢冷却晚期(早白垩世)实现韧性剪切变形向脆性剪切变形转换说明,早白垩世也是秦岭造山带陆内变形机制转变的关键时期。

南秦岭造山带韧性剪切系中—晚侏罗世运动学分析与力学机制探讨

南秦岭构造带为商丹缝合线以南的秦岭造山带部分。构造分析与同构造年代学研究证实该构造带内发育2条中—晚侏罗世区域性共轭韧性剪切带,即ENE向宁陕左旋韧性剪切带和NW向安康右旋韧性剪切带,其剪切变形年龄分别为169-162 Ma和178-163 Ma。通过对2条韧性剪切带的线理测量分析,反演其最大主压应力的方位约为NE向,与2条共轭韧性剪切带的钝角平分线一致,符合最大有效力矩准则。据此确定中一晚侏罗世秦岭造山带主要受控于NE-SW向区域性构造挤压作用,大致以秦岭造山带最狭窄部位（汉南一米仓山杂岩体）为界,其内部地块受ENE向与NW向共轭韧性剪切系控制,存在分别向西与向东的构造挤出活动。这一运动学模式可能代表了秦岭造山带中—晚侏罗世的主体变形方式。