郯庐断裂带张八岭隆起南段花岗岩LA-ICP MS锆石U-Pb年龄及其构造意义

本文利用 LA-ICP MS 方法,对零星分布于郯庐断裂带张八岭隆起南段肥东—巢湖地区的一些花岗岩体进行了锆石 U-Pb 同位素年代学研究。结果表明,西徐村北岩体、尖山岩体、西花村岩体、永丰岩体和锦张村岩体的形成年龄分别为126.9±1.0Ma、114.8±1.3Ma、108.1±1.6Ma、103.0±0.9Ma 和120.3±0.7Ma,这些花岗岩体均形成于早白垩世,但侵位时间有一定差异。与郯庐断裂带西侧的鲁西、徐淮、蚌埠地区同时代克拉通内部侵入岩相比,断裂带内岩浆活动持续的时间更长(～27Ma)。这一结果不但指示郯庐断裂带上的岩浆活动是不均一的,各地岩浆在活动的强烈程度和时间特征上均有很大的差异,而且显示了断裂带内比克拉通内部岩浆活动结束时间较晚,暗示其下岩石圈可能有更为强烈的减薄程度和更长的减薄历史。

郯庐断裂带张八岭隆起南段晚中生代侵入岩地球化学特征及其对岩石圈减薄的指示

本文报道了郯庐断裂带张八岭隆起南段晚中生代侵入岩的主量元素、微量元素及Sr-Nd-Pb同位素特征。研究区侵入岩为一套铝和硅均过饱和的、准铝质向过铝质过渡的岩浆岩,具有富碱、富钾的特征,可根据侵位时间和地球化学特征将张八岭隆起南段侵入岩划分为四类:早期、中早期、中晚期和晚期。早期和中早期侵入岩富集大离子亲石元素(LILE)和轻稀土元素(LREE),相对亏损重稀土元素(HREE),为一套埃达克质的钙碱性二长花岗岩,分别具有正Eu异常和无Eu异常;中晚期和晚期侵入岩富集LILE,亏损Ba、Sr,具有负的Eu异常,是一套碱性A型花岗岩。中晚期和晚期侵入岩与早期和中早期侵入岩相比,具有更低的CaO、MgO、Fe2OT3、Al2O3、REE含量、(La/Yb)N值和更高的Eu负异常和SiO2含量。Sr-Nd-Pb同位素特征显示,张八岭隆起南段侵入岩岩浆主要来源于华北克拉通下地壳。早期岩浆包含少量的富集地幔端元,而晚期岩浆则为更浅的地壳源区。先期的埃达克质岩代表了该处岩石圈伸展活动的开始阶段,而后期的A型花岗岩则代表了岩石圈强烈伸展的时间。研究表明,岩浆侵位过程中没有经历明显的中、上地壳混染,岩浆源区经历了不同程度的部分熔融,并经历了分离结晶作用。随岩浆侵位时间的变化,岩浆源区的残留相明显不同,由早到晚从石榴子石到斜长石再向角闪石过渡,且岩浆源区逐渐变浅。岩浆演化规律暗示岩浆活动的深部动力学过程为:华北克拉通岩石圈底部的逐渐减薄造成了软流圈顶面抬升,导致岩石圈内热流升高,化学作用逐渐加强,从而出现了不同深度的下地壳源区部分熔融。与远离断裂带的克拉通内部相比,郯庐断裂带具有更强烈的岩石圈伸展程度、侵入岩具有更浅的岩浆源区、岩浆源区具有更强烈的演化程度和更高程度的部分熔融。一系列的证据进一步均证明郯庐断裂带是岩石圈减薄中的强减薄带。

郯庐断裂带张八岭隆起段晚中生代岩浆岩继承锆石U-Pb年代学:源区属性及构造意义

大别与苏鲁造山带之间的郯庐断裂带张八岭隆起段,构成了华北与扬子板块之间的断裂边界。该边界带的深部结构状态长期以来存在着不同的认识。本文利用张八岭隆起带沿线出露的晚中生代岩浆岩中继承锆石U-Pb年代学信息,结合地球物理资料及Nd、Pb、Hf同位素资料,分析了其深部的岩浆源区属性及结构状态。张八岭隆起带北段晚中生代岩浆岩继承锆石年龄以1.9-2.7Ga为主,最大峰值年龄为2.5Ga;南段继承锆石年龄以2.2-2.6Ga为主,峰值年龄也为2.5Ga;郯庐断裂带庐江段则以含大量新元古代锆石为特征,在0.7Ga形成显著的分布峰值,并有早元古和少量太古代年龄信息。分析结果表明,张八岭隆起带北段的晚中生代岩浆岩源区为华北下地壳,南段的源区兼有华北和扬子陆壳的信息,而更南部庐江段则以扬子地壳源区为特征。电法剖面揭示,郯庐断裂主边界在张八岭隆起带下向南东倾斜,从而深部存在华北地壳;而南部庐江段转变为向北西陡倾,从而深部皆为扬子地壳。郯庐断裂深部产状特征支持其印支期应为斜向汇聚边界。而其中三叠纪继承锆石的缺失指示隆起带上变质岩应为原地岩石,而非来自大别造山带。

郯庐断裂带张八岭隆起北段晚中生代岩体的成因

郯庐断裂带张八岭隆起北段分布着一些晚中生代岩体，其侵位时间在120～128Ma之间，稍晚于同期华北克拉通内江苏徐州和安徽宿州地区（简称徐宿地区）。文章通过对上述两地区的地球化学特征的对比研究，认为张八岭隆起北段岩体的岩浆来源可能是壳-幔岩浆混合形成的，并可能经历了一定的岩浆分异作用；而徐宿地区岩浆可能与深部地壳物质的部分熔融有关。上述结果表明，张八岭隆起北段岩浆来源深度较华北克拉通内部徐宿地区深，断裂带内具有较强的伸展活动及岩石圈减薄程度。分析认为，断裂带的存在和活动在岩石圈减薄过程中具有诱发和促进作用。

郯庐断裂带张八岭隆起南段肥东群石榴角闪岩变质P-T演化史对其构造属性的制约

通过对张八岭隆起南端肥东群中磁铁石榴铁闪石岩的岩相学、矿物成分分析和热力学评价,并结合野外地质填图和共生围岩分析表明,该岩石经历了5期变质作用,展现了顺时针的P-T演化特征,早期阶段表现为近等压升温,晚期阶段为降温降压的过程,其峰期变质平均P-T条件为:524℃和0.49GPa。结合地质背景和郯庐断裂带的演化特征分析,早期过程可能反映的扬子基底所经历的区域变质过程,晚期过程可能是由于郯庐断裂的后期抬升分量所致,不具有造山带的P-T演化特征。对比前人对宿松群的变质演化历史的研究,肥东群和宿松群峰期变质压力差可达0.8GPa,表明两者属于不同变质级别的块体。因而,肥东群和宿松群不能作为被郯庐断裂左行错开的标志层。由此表明,张八岭隆起南段所出露的肥东群变质杂岩,属于扬子板块上的变质基底,郯庐断裂带活动中将其剥露地表,并没有经历过大别造山带的变质作用。

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

张八岭隆起位于华南地块与华北地块碰撞拼接的构造转换部位,其西界为著名的郯庐断裂带,东缘属于扬子地块盖层前陆逆冲褶皱构造带。在张八岭隆起东缘来安地区基底变质岩中发现了一条宽达2.5km的走滑韧性剪切带,对其进行了详细的野外测量和岩石学、显微组构、变形运动学分析。结果显示,韧性剪切带由初糜棱岩带、糜棱岩带和超糜棱岩带组成;糜棱岩叶理近直立,叶理面上的拉伸线理向SW缓倾(倾伏角为10～30°);S-C组构和不对称旋转碎斑指示以左旋剪切为主。根据石英位错密度估算的差应力为65～75MPa。糜棱岩矿物成分和显微组构特征分析显示基底韧性剪切带的形成温度在250～400℃之间,形成深度为10～20km。该基底走滑剪切带的发现为张八岭地块的斜向走滑折返机制提供了重要的构造地质学制约。

安徽张八岭隆起区金矿床构造控矿规律

安徽张八岭隆起区内成矿期构造是郯庐断裂带长期性、多阶段活动的产物。以该区西张郢和瓦屋刘金矿床为研究对象,根据野外地质测量,共厘定出4种与成矿有关的断裂构造,分别为NWW向、近SN向(管店-下马断裂、宋圩-石店子断裂)、NW向和NNE向断裂构造。其中NWW向断裂与近SN向断裂(管店-下马断裂、宋圩-石店子断裂)规模较大,为郯庐左行走滑断裂带的派生构造,前者为右行扭压断裂,后者为左行扭张断裂;二者控制了矿床(点)的区域分布,是主要的导矿构造。NW向断裂主要分布于西张郢矿区,为NWW向断裂的次级断裂,成矿期受扭张性应力作用,使张八岭群片理构造发生活化,形成顺层滑动破碎带;NNE向断裂主要分布在瓦屋刘矿区,为近SN向断裂(管店-下马断裂、宋圩-石店子断裂)的次级断裂,成矿期在扭压性应力作用下形成挤压破碎带。NW向断裂及NNE向断裂均为成矿提供了有利空间,是张八岭隆起区内重要容矿构造,控制了矿体的空间展布、形态及产状,使矿体在平面上具有平行斜列,近等距性分布特征,垂向上具有南西向侧伏,尖灭再现、尖灭侧现规律。在对张八岭隆起区断裂构造特征分析的基础上,探讨了断裂构造对成矿的控制作用,总结了控矿规律,建立了张八岭隆起区构造控矿模式。

张八岭隆起南缘早白垩世火山岩稀土元素对比研究

张八岭隆起南缘早白垩世火山岩与北大别山东部、庐枞盆地、鲁西同期火山岩同属于中国东部岩石圈伸展减薄背景下形成的火山岩。然而稀土元素地球化学特征却反映出,张八岭隆起南缘火山岩来源于壳幔过渡带,而北大别山东缘同期火山岩与岩浆上升过程中地壳物质的混染有关,庐枞盆地火山岩岩浆来自与俯冲洋壳有关的富集地幔部分熔融,鲁西地区火山岩岩浆与俯冲的陆壳在地幔源区发生混染和交代形成的富集型地幔部分熔融有关。稀土元素研究的结果与构造背景、微量元素以及Sr,Nd同位素等研究相吻合,进一步表明稀土元素在火山岩岩浆来源方面有很好的示踪作用。岩浆的来源不同以及研究区大型断裂的作用正是张八岭隆起地区成为金矿成矿远景区的重要原因。

郯庐断裂带张八岭隆起北段的左旋走滑挤压变形及其^40Ar／^39Ar定年

郯庐断裂带张八岭隆起北段,自西向东分别出露北北东向的韧性滑脱变形带、脆-韧性过渡带和脆性的前陆褶断带。韧性滑脱变形带内的张八岭群片岩,广泛发生了低绿片相背景下的糜棱岩化。其中呈现为平缓的糜棱面理和近南北向的矿物拉伸线理。显微构造及石英C轴组构分析显示,该韧性滑脱带一致为上盘向南的运动。该带以东依次变为上盘向南南东→南东的逆冲活动,总体上为左旋走滑挤压变形带。张八岭群所在的韧性变形带为深部陡立走滑构造与浅部脆性构造之间的滑脱变形带,其间的差异走滑变形,造成了该滑脱层在总体向北运动中出现上盘向南的剪切变形。对6处张八岭群片岩中15个不同粒级白云母的40Ar/39Ar定年指示,变形发生在(236.2±0.5)^(238.0±0.4)Ma的中三叠世晚期。这表明郯庐断裂带的左行平移发生在华北与华南板块碰撞的深俯冲阶段,起源于陆内转换断层。

张八岭隆起北段金矿MORPAS证据权重法成矿预测

文章在构建张八岭隆起北段地质、地球物理和地球化学数据库的基础上,建立了较为详实的地质-地球化学空间信息结构模型;利用MORPAS3.0软件中常用的证据权重法,从地层、构造、岩浆、地球化学4个方面优选找矿标志,并开展了金矿找矿远景区预测和找矿靶区的优选。按照成矿地质条件的优劣程度、金矿床(点)的空间分布、金矿化的直接标志与间接标志、地质研究程度、示矿异常程度等因素的不同,把找矿靶区划分为3级8个区域。

郯庐断裂带张八岭隆起段变质岩的原岩时代与变形机制

郯庐断裂带张八岭隆起段变质岩的原岩时代与印支期变形机制一直是没有解决的重要问题.本研究通过LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,获得了张八岭隆起上绿片岩相张八岭群变火山岩的原岩时代为754-753 Ma,角闪岩相肥东杂岩的原岩时代为800-745 Ma,皆属于扬子板块初始盖层发育阶段的产物.其时代与变质特征反映不是来自大别造山带.区内张八岭群与下震旦统印支期构造呈现为上盘向南南西运动的平缓韧性滑脱构造,而下部肥东杂岩以韧性域NEE-SWW向斜歪褶皱为特征.综合分析表明,印支期左行平移的郯庐断裂带目前隐伏于西侧的合肥盆地之下,张八岭隆起为其旁侧的平移块体.这一平移块体运动中,上部刚性层与下部韧性层之间的滑脱变形导致了平缓韧性滑脱层的形成,而滑脱层之下转变为韧性域的牵引褶皱变形带.对于郯庐断裂带张八岭隆起段原岩时代和印支期走滑变形规律的深入理解,一方面验证了该断裂带以左行平移方式起源于华北与扬子板块的陆-陆碰撞之中,另一方面支持这两大板块是以嵌合式汇聚,郯庐断裂带当时是斜向汇聚边界.

安徽张八岭隆起南段中生代岩浆作用:岩石成因和构造指示意义

郯庐断裂带南段的张八岭隆起区广泛发育燕山期岩浆岩。其岩石类型以花岗岩、花岗闪长岩、二长岩、闪长岩、花岗闪长岩和石英二长岩为主。包括主要分布在张八岭隆起北段的高镁埃达克岩和南段肥东地区的低镁埃达克岩。本研究选取肥东地区竹园张岩体做研究对象,发现竹园张岩体沿郯庐主断裂带侵位,岩性为闪长岩。通过锆石LA-ICPMS精确定年得到竹园张岩体的年龄为128.2 Ma±2.3 Ma(1个样品),这一年龄与张八岭地区晚中生代燕山期岩浆作用的峰期一致,属于白垩世早期产物。竹园张岩体为中性侵入体,2个样品测定其SiO_2质量分数为57.99%~61.27%,富K(w(K_2O)2.72%~3.35%,属于高钾钙碱性准铝质系列,并具有与埃达克质岩类似的地球化学特征,无明显的Eu异常(Eu/Eu~*=0.95~1.06),富集w(Ba)(1 745×10^(-6)~2 100×10^(-6)),w(U)(1.21×10^(-6)~1.18×10^(-6)),w(K)(3 536×10^(-6)~4 614×10^(-6))等大离子亲石元素,亏损w(Nb)(7.9×10^(-6)~8.9×10^(-6)),w(Ta)(0.4×10^(-6)~0.6×10^(-6)),w(Ti)等高场强元素,A/CNK值小于1,属于准铝质I型花岗岩。竹园张岩体的^(87)Sr/^(86)Sr(t)初始比值为(0.706 1~0.706 2),ε_(Nd)(t)为(-16.66^-19.38)。综合地球化学研究表明,竹园张埃达克质岩石不是由年轻的洋壳部分熔融或同化混染分离结晶(AFC)或岩浆混合形成的,较低的ε_(Nd)(t)、较低的放射性成因Pb(^(206)Pb/^(204)Pb_i=16.495~16.514)进一步岩石成因可能是拆沉下地壳的部分熔融,并可能经历了一定程度的分离结晶作用,岩浆侵位过程中没有明显的中、上地壳混染。

张八岭隆起及邻区深部电性结构研究

研究区位于华北陆块近东西向构造与扬子陆块北东向构造的交接部位,对其深部的电性结构研究可以为两大陆块的拼接与构造演化提供证据.通过对一条从安徽凤阳到全椒一条130 km长的长周期大地电磁测深剖面的处理与二维反演,获得了100 km以浅的电阻率剖面模型.该电阻率剖面模型在纵向上可分为中上地壳高阻层、下地壳低阻层和上地幔高阻层,电性莫霍面深度30~35 km.合肥盆地之下存在巨厚的高阻体,或为南北向挤压应力下缩短的中上地壳的反映;扬子陆块上下地壳发生解耦,中上地壳产生紧闭褶皱、冲断,下地壳则为宽缓的塑性变形.张八岭隆起之下的下地壳受到华北陆块的阻挡,分别向上和向下塑性变形.向上的变形推挤张八岭的进一步隆起,向下则产生向上地幔的俯冲,造成壳幔物质交换.电性模型支持华北陆块和扬子陆块的斜向汇聚模式.

安徽张八岭地区管店岩体成因及其与上成金矿床的关系

管店岩体位于安徽东部张八岭隆起北段,主要由二长岩和石英二长岩组成。该岩体为一中酸性侵入岩体,富钾、准铝质,属于高钾钙碱性I型花岗岩类,同时显示出与中国东部众多中生代高Ba-Sr花岗岩相类似的地球化学特征:具有高Ba、Sr和LREE含量,高Sr/Y比值、La N/Yb N比值,低Y和HREE含量,低Rb/Sr比值。结合岩体的岩石学、岩石地球化学及区域构造演化,推测管店岩体的形成与下地壳基性岩石的部分熔融有关。此外,管店岩体与张八岭地区的脉状金矿床有着密切的时空联系。对上成金矿床的同位素研究显示:矿床早阶段成矿流体为岩浆水,成矿物质中硫的来源可能与管店侵入岩体有关。该矿床属于典型的岩浆期后热液型脉状金矿床。

郯庐断裂带合肥-宿迁段及邻区大地电磁三维成像

本文利用覆盖郯庐断裂带合肥—宿迁段及邻区的大地电磁阵列数据,应用大地电磁三维反演技术和印模重构方法,获得了测区可靠的三维电阻率模型.该电性模型中,郯庐断裂带东西两侧在浅部均有高阻分布,在深部电性结构显著不同,具有西低东高的特征,而郯庐断裂带则是两侧高低阻明显分界带;在南北方向,电性结构也存在较大不均匀性,嘉山地区呈现低阻特征,是断裂带上的电性分界点,郯庐断裂带在此处由北部的四条主断裂变成南部的两条.结合研究区地质、大地测量和地震学等资料,综合分析结果表明:郯庐断裂带作为苏鲁造山带和张八岭隆起高阻体陡立的西边界,切割深度超过莫霍面.嘉山地区相对低阻分割了张八岭高阻条带与苏鲁高阻体,阻碍了断层上应力的传递,造成了嘉山北、南两侧断裂带构造变形强、弱的变化,从电性结构上证实了郯庐断裂带具有分段性的特征;苏鲁高阻体南端向西偏转穿过郯庐断裂带,阻碍断层滑动,致使泗洪—嘉山段存在应力积累和断层闭锁的地震孕育环境,其地震危险性值得关注.

合肥盆地圆筒山组物源分析及其地质意义:来自碎屑锆石的证据

合肥盆地位于华北板块东南缘,形成于华南、华北板块碰撞过程中。合肥盆地形成时表现为大别造山带向北逆冲形成的前陆挠曲盆地,早白垩世在区域伸展背景下转变为断陷盆地。中侏罗统圆筒山组是合肥盆地前陆挠曲阶段的沉积地层之一,主要表现为湖泊相沉积,与下伏的防虎山组典型的河流相沉积明显不同。为了获得圆筒山组更详细的物源信息,对肥西地区出露的圆筒山组紫红色粉砂岩开展了碎屑锆石LA-ICP MS U-Pb定年。定年结果显示,两个粉砂岩样品均获得了约2.0Ga和约770 Ma两个主要峰值以及约2.4Ga次要峰值。该特征与扬子板块锆石年龄分布特征几乎完全一致,指示圆筒山组物源应来自扬子板块。考虑到盆地地层的物源不应来自其周边隆起区分水岭的另一侧,因而推测圆筒山组物源应来自张八岭隆起中侏罗世时地表出露岩石。在燕山运动A幕影响下,下扬子地区发生逆冲-褶皱活动,张八岭隆起发生明显隆升,上部岩石被剥蚀殆尽,仅保留现今出露的新元古代张八岭群及肥东杂岩,被剥蚀的岩石搬运沉积于合肥盆地内,形成圆筒山组。

合肥盆地东缘郯庐断裂带的电性特征与成因解释

横过合肥盆地东缘张八岭隆起带的三条EMAP电法剖面,揭示了丰富的郯庐断裂带深部信息.张八岭隆起带上的郯庐断裂带,主体为一陡立的走滑构造带,其西侧边界向东陡倾,东侧浅部转换成向东逆冲.这一走滑构造带西侧浅部为西倾的正断层所切割.而正断层后期又叠加向西逆冲的逆断层.这些信息表明盆地东缘的郯庐断裂带经历过走滑、伸展、逆冲的演化历史,相应在合肥盆地东部经历了走滑挠曲盆地、断陷盆地及逆冲消亡的演化阶段.