郯庐断裂带张八岭隆起段西韦剖面简介

摘要郯庐断裂带在华北与华南板块碰撞之后是否发生过大规模左行平移及其准确的时间，仍然是存在着争议的重要问题。郯庐断裂肥东段地表出露了大规模的、北北东走向的韧性剪切带。野外构造、显微构造与石英C轴组构分析皆指示为左旋走滑韧性剪切带。糜棱岩中变形矿物组合与矿物变形行为指示该韧性剪切带形成中-高绿片岩相环境。通过对该段走滑糜棱岩中角闪石与黑云母的⁴⁰Ar/³⁹Ar年代学研究，本次工作中获得了一个角闪石（N14）的⁴⁰Ar/³⁹Ar坪年龄为143.3±1.3 Ma（早白垩世初），据变形温度判断其代表了该断裂带左行平移中的变形年龄。该糜棱岩（N14）中新生的黑云母⁴⁰Ar/³⁹Ar坪年龄为134.1±0.6 Ma，而同一采场中另一糜棱岩（N13）中新生黑云母⁴⁰Ar/³⁹Ar坪年龄为130.3±0.6 Ma，皆指示了左行平移活动的冷却年龄。另外3处走滑糜棱岩中黑云母的⁴⁰Ar/³⁹Ar坪年龄分别为137.2±0.8 Ma（N47）、135.6±0.6 Ma（N17）、124.8±0.7 Ma（N21）和125.9±0.4 Ma（N22），也都属于冷却年龄，反映了该走滑韧性剪带内的不均匀冷却现象。由此变形年龄与冷却年龄可以判断该断裂带的左行平移持续时间不超过6 Ma左右。由N14糜棱岩中的角闪石与黑云母坪年龄得到该处的平均冷却速率为21.7℃/Ma，属于较快速的冷却。本次⁴⁰Ar/³⁹Ar测年结果，更可靠地证实了郯庐断裂带在早白垩世初发生过大规模的左行平移，其肥东段准确的平移时间为143.4 Ma前。这次左行平移是太平洋区伊泽纳崎板块向北北西向高速斜向俯冲的结果，属于典型的滨太平洋构造，可能代表了中国东部构造格局转换的开始。

关键词 郯庐断裂带 左行平移 糜棱岩 角闪石 黑云母 ⁴⁰Ar/³⁹Ar年龄

中国东部巨型的郯庐断裂带，早期起源于华北与华南板块的陆—陆碰撞中(Zhang et al, 1984； Hsu et al, 1987； Watson et al. , 1987； Lin and Fuller,1990；Okay and Sengor, 1992；Yin and Nie, 1993；Li, 1994；徐树桐等,1992；万天丰和朱鸿,1996；Zhang, 1997；董书文等,1998；王小凤等, 2000；Chung, 1999；Gilder et al., 1999；肖文交等，2000；汤家富和许卫, 2002；杨文采和余长青, 2001；朱光等, 2004)，随后成为滨太平洋构造的典型代表(Xu et al., 1987；赵越等, 1994; 朱光等2004)。该断裂带在华北与华南板块碰撞之后是否有过大规模的左行平移及其时间，不但关系到断裂带本身的演化规律，也关系到中国东部构造体制转换的型式及时代。

基于郯庐断裂带糜棱岩全岩的⁴⁰Ar/³⁹Ar定年及早白垩世岩浆活动与所控制的沉积现象，笔者等（2001，2002）曾主张该断裂带在早白垩世曾发生过大规模的左行平移。而万天丰和朱鸿（1996）根据区域地质现象及断裂带内的一些特征，认为侏罗纪时该断裂带呈逆断层活动，而白垩纪表现为拉张活动，不认为有过早白垩世的左行平移。王小凤等（2000）则提出该断裂带在侏罗纪时为左行平移，而在早白垩世—古近纪表现为拉张活动。Zhang et al. (2003)基于郯庐断裂带山东段断层擦痕分析，提出该断裂带在早白垩世先后经历了右行平移、伸展断陷与左行平移，而在晚白垩世又出现右行平移。汤家富和许卫（2002）甚至主张郯庐断裂带南段从未发生过显著的左行平移。由此可见，在华北与华南板块碰撞造山之后该断裂带是否发生过平移活动及其时间仍存在着较大的分歧。

解决郯庐断裂带在造山之后是否发生过左行平移及其具体时间这些重要问题，选择其走滑韧性剪切带内糜棱岩进行准确的同位素定年是有效的方法之一。而这方面的研究过去虽有过一些工作，但测试方法与对象上的选择不当，一直没有得到可靠而准确的结果。陈文寄等（1988）曾对该断裂带山东段断层泥中<1μm伊利石样进行过K-Ar测年，获得了58-181 Ma的分散年龄（10个样），地质意义不明确。该断层泥为新生代时切割上白垩统王氏组的断层活动产物，应不适用于确定早期平移时代。李齐等（1995）应用郯庐断裂带山东段旁侧东海地区片麻岩中钾长石进行过MDD（多重扩散域）分析，发现了120—125Ma一次快速冷却事件，由此推断这一时间郯庐断裂带发生过一次快速抬升。但是这一事件是与郯庐断裂带的走滑隆升还是正断抬升有关不明确，并且是断裂带东侧苏鲁造山带内片麻岩中的测试结果，可能并非与断裂带活动直接相关。窦立荣等（1996）对郯庐断裂带北段依兰—伊通段进行过年代学研究，对云母石英片岩中黑云母与辉绿岩中辉石的⁴⁰Ar/³⁹Ar分析都没有得到坪年龄，对辉绿岩全岩Rb-Sr分析得到了100±5.9 Ma等时线年龄，但该年龄值与断裂带的活动关系也不明确。陈宣华等（2000）对郯庐断裂带肥东段变形岩体中的一个钾长石样进行过⁴⁰Ar/³⁹Ar测年，得到了102.9±3.5 Ma的坪年龄。由于钾长石的⁴⁰Ar/³⁹Ar封闭温度过低，其给出的后期冷却年龄所具体对应的构造事件常不易用确定。笔者等（1995）曾从郯庐断裂带肥东段（张八岭隆起南部）5个走滑糜棱岩中获得过全岩K-Ar年龄，介于95±5 Ma和103±5 Ma之间。笔者等（2002）近年还从肥东段和大别山东缘获得了7个走滑糜棱岩、超糜棱岩的全岩⁴⁰Ar/³⁹Ar年龄，其中肥东段的两个全岩年龄分别为119 Ma和120 Ma（早白垩世）。由于糜棱岩全岩含有多种含钾矿物，各自的封闭温度不一致，总体上Ar同位素体系组成复杂，因而其全岩⁴⁰Ar/³⁹Ar年龄只能是混合年龄，精度与可靠性均较差，难以给出准确的变形或冷却年龄。上述对郯庐断裂带的年代学研究，给出了较分散的结果，可靠性差，仍无法确定断裂带在造山之后平移的准确时间。特别是断裂带左行平移是发生在早白垩世初、中期还是晚期，意义重要。中国东部早白垩世是强烈的构造变动期，既有大规模的岩浆活动，也有区域性的盆地形成（如松辽、胶莱、合肥盆地）。郯庐断裂带的左行平移是发生在这些岩浆活动、盆地形成之前、期间还是之后，不但涉及到中国东部的构造演化与动力学背景，也关系到构造体制转换问题。为此，笔者等在详细的野外与室内工作基础上，从郯庐断裂带肥东段左旋走滑韧性剪切带糜棱岩中挑选出7个黑云母与3个角闪石进行了⁴⁰Ar/³⁹Ar同位素法定年，首次获得了该剪切带糜棱岩中黑云母与角闪石的准确⁴⁰Ar/³⁹Ar年龄，为该断裂带准确的左行平移时间提供了可靠的证据。

1—白垩纪陆相沉积；2—张八岭群；3—肥东群中大理岩；4—肥东群中片麻岩；5—燕山期岩体；6—韧性剪切带；7—片麻理轨迹；8—脆性断层；9—糜棱面理产状；10—片麻理产状；11—矿物拉伸线理产状；12—层面产状；13—石英组构采样点及编号；14—测年样采样点及编号。所附糜棱岩组构赤平投影为吴氏网下半球投影

郯庐断裂带最醒目的地质现象是将大别与苏鲁造山带大规模左行错开(图1)，两造山带之间的断裂带出露区为张八岭隆起（图1）。张八岭隆起北段出露新元古代张八岭群高压变质岩系（含蓝片岩），它相当于大别造山带南部的张八岭群、随县群和苏鲁造山带南部的云台组变火山岩系(汤家富和许卫, 2002)。张八岭隆起南部的肥东段，出露为肥东群高级变质杂岩，可能相当于大别杂岩和苏鲁造山带的胶南群。因而，张八岭隆起应是郯庐断裂带左行错开大别—苏鲁造山带中沿断裂带残留的造山带岩片。张八岭隆起以西为华北板块之上的合肥盆地所掩盖，而以东为华南板块上的下扬子前陆褶断带。

张八岭隆起南部的肥东段（图1），是整个郯庐断裂带上韧性剪切带出露最好、规模最大的部位。肥东段南部出露层次略浅，最宽处达10km，由6条北北东向次级韧性剪切带相间组成。次级韧性剪切带内部由初糜棱岩、糜棱岩组成，其间较多地残留着造山带高级变质杂岩。而肥东段北部出露层次略深，韧性剪切变形强而普遍，5km宽左右的露头区几乎都由不同程度的糜棱岩类组成。该北部一般由6-7条北北东向次级韧性剪切带紧密平行排列，剪切带中心多为超糜棱岩，向两侧糜棱岩化程度降低。

根据野外的系统观测与室内糜棱面理、矿物拉伸线理的赤平投影（图1），肥东段北部糜棱面理优势走向为NE35°，一致向南东东陡倾，倾角多为65°—80°；矿物拉伸线理一致向南南西缓倾，倾角以10°—20°居多，显示为典型走滑韧性剪切带特征。而肥东段南部，糜棱面理走向北东，但多向西陡倾（图1）；其上矿物拉伸线理仍为向南南西缓倾。根据野外糜棱面理走向变化特征、S-C组构、旋转残斑系等及室内大量定向片下（32片）S-C组构、旋转残斑系、云母鱼等，一致指示肥东段韧性剪切带为左旋走滑韧性剪切带。

在上述韧性剪切带之间的区域变质杂岩内，片麻理多走向北东东（图1），向南南东倾为主，倾角中等，以倾向拉伸线量占优势。它们代表了郯庐韧性剪切变形之前的造山组构，并且受到了郯庐走滑牵引影响，同时其牵引现象也指示郯庐韧性剪切带为左旋。

为了进行一步确定该段郯庐韧性剪切带的运动学规律与变形环境，工作中还采集了18个糜棱岩的定向标本，在费氏台上对动态重结晶石英进行了C轴组构测量。每个样品测试的颗粒数（n）一般为150个左右（少数由于颗粒过细而较少）。经等面积网下半球投影后（计算机上用StereNett2.46完成），所做出的石英C轴组构图见图2。根据组构图的对称面，可以确定采样点具体的剪切方向（示于图2，Passchier and Trouw,1996）。而这些组构构图相对于有限应变XY面的偏转方向，一致指示了所分析样品经历了左旋剪切（Passchier and Trouw,1996）。根据所确定剪切方向与XY面的交角关系，也同样指示了左旋剪切。这一系列石英C轴组构分析可靠地确定了肥东段韧性剪切带为左旋走滑韧剪切带，与野外观察和定向片下显微指向构造一致。所分析样品的C轴组构图基本上都显示为单斜对称（仅N4样略显斜方对称），指示了平面应变特征。由低温向高温，石英的优势滑移系为底面→菱面→柱面，相应低温下石英C轴组构图为周缘点极密、小圆环带、大圆环带及其组合，而高温（角闪岩相及以上）组构图为单一柱面滑移形成的中央点极密（Passchier and Trouw,1996）。

由图2可见，肥东段糜棱岩以周缘点极密为主，指示底面与菱面滑移系的活动占优势。N1、N2、N3、N12、N14的I型环带，反映已有弱的柱面滑移。这一系列组构图指示肥东段糜棱岩形成于绿片岩相的低温环境，与后文的温度估计相一致。

本次工作中在郯庐断裂带肥东段北部7处采集了初糜棱岩、糜棱岩样品9块（图1），以供分选单矿物用于⁴⁰Ar/³⁹Ar测年。所采集的糜棱岩类样品在野外都具有明显的北东走向、向东陡倾的糜棱面理和平缓的矿物拉伸线（图1，表1），露头上构造（如S-C组构、旋转残斑）显示为左行平移，既都为左旋走滑形成的糜棱岩。

本次所采集测年样品的显微镜下鉴定结果见表1。这些样品为糜棱岩或初糜棱岩，原岩分别含黑云母花岗片麻岩、黑云母花岗片麻岩、斜长角闪岩、角闪片麻岩等。

样品中角闪石皆以残斑出现，定向排列，在变形中主要呈刚性行为。黑云母多呈残斑和基质中新生矿物两种型式，定向排列。仅N13和N14两样品黑云母仅出现在基质中，平均短

图2 郯庐断裂带肥东段糜棱岩石英C轴组构图（采用等面积网下半球投影，n为测量的颗粒数，L指示拉伸线理方向，XY面指应变椭球的XY面，即糜棱面理面，等值线分别为1%， 2%， 3%…….22%）

注:Qz-石英；Fel-长石；Bi-黑云母；Hb-角闪石；Ep-绿帘石；SR-亚颗粒旋转重结晶；GBM-颗粒边界迁移重结晶

轴粒径为100μm左右，是由糜棱岩化退变质中由流体中结晶而来。其它残斑与基质黑云母共存的样品中，残斑粒径皆大于150μm，而基质粒径皆小于50μm。石英以残斑和基质两种型式出现。石英残斑广泛表现为塑性拉长、定向排列，普遍出现波消光或带状消光与核—幔构造。基质中石英为动态重结晶石英，镜下显示亚颗粒旋转（SR）与颗粒边界迁移（GRB）动态重结晶同时出现，以前者略多。N13、N14、N15、N17样品中长石残斑皆呈现为塑性拉长，并且边缘还出现了较明显的动态重结晶，使基质中也出现了细粒的长石。其它样品中长石皆以塑性拉长的残斑型式出现，定向排列，具波状消光，并且多在两端沿面理出现尖灭，指示为糜棱岩化中的塑性拉长。

根据上述显微镜下观察，本次测年中所分选出的角闪石皆为糜棱岩中的残斑矿物，选样中通过过筛只选取了>100μm的粒级。所分选的N13和N14黑云母样为糜棱岩基质中新生的黑云母，只选取了>85μm粒级，其它黑云母样皆为>85μm粒级的残斑（表2）。

糜棱岩基质中新生矿物组合及矿物的变形现象是与变形温度密切相关的，据此可以进行变形温度估计。由本次糜棱岩样品基质矿物组合可见（表1），特别是其中新生黑云母的普遍出现，指示变形环境至少为中绿片岩相。众所周知，绿片岩相的温度范围为300—500℃(Essene,1989)，而中绿片岩相温度范围为400—450℃。Urai et al (1986)和Mancktelow and Pennacchioni (2004)的研究表明，随着变形温度的升高，石英由SR向GBM动态重结晶转换，这一转换温度发生在400℃左右，在400—700℃范围内SR与GBM动态重结晶现象共存。本次糜棱岩样品中普遍存在着SR与GBM动态重结晶共存的现象，指示变形温度应高于400℃。Simpson(1985)对天然变形岩石中长石脆—韧性转换温度的详细研究显示，低绿片岩相下长石呈脆性变形，中绿片岩相下开始显示以位错蠕变为标志的塑性变形，而进入高绿片岩相—低角闪石相长石呈现为以动态重结晶为标志的塑性变形。这一转换温度发生在400—550℃。Passchier & Trouw (1996)也指出，400℃以下长石呈现为显微破裂，在400—500℃时长石变形主要表现为位错攀移，以塑性拉长、波状消光及形成亚颗粒和核-幔构造为特征，而在500℃以上则长石的动态重结晶占优势。所分析糜棱岩中，N13、N14、N15、N17样品内长石呈现为塑性拉长与边缘较明显的动态重结晶共存，指示变形温度为500℃左右。而其它样品中长石仅表现为塑性拉长与波状消光，估计变形温度为450℃左右。综合上述分析，本次N13、N14、N15、N17样品的变形温度估计为500℃左右，其它样品估计为450℃左右（表2）。

工作中对郯庐断裂带肥东段走滑糜棱岩类中分选出的7个黑云母、3个角闪石样送中国科学院地质与地球物理研究所Ar-Ar法定年实验室进行进行⁴⁰Ar/³⁹Ar测年分析。具体分析仪器类型、分析程序详见文献[30]。等时线处理是采用Isoplot2.49程序(Ludwig, 2001)。10个样品的⁴⁰Ar/³⁹Ar分析数据见附录，所计算的年龄值与反等时线参数(反等时线年龄、⁴⁰Ar/³⁶Ar初始值与MSWD值)见表2，⁴⁰Ar/³⁹Ar年龄谱与反等时线见图3。

采自阚集庙山采场N13糜棱岩中的基质黑云母样品，⁴⁰Ar/³⁹Ar总气体年龄（TGA）为137.0±1.5 Ma，坪年龄（Tp）为130.3±0.6 Ma(3-12温阶，98%³⁹Ar释放量)，反等时线年龄（Ti）为130.2±1.9 Ma（图3）。该反等时线的⁴⁰Ar/³⁶Ar初始比值为273±22，考虑误差后与现今大气氩标准值（295.5±5）接近。而反等时线的MSWD为4.2（图3）。其较大的TGA是由于前两个温阶过大的视年龄引起的。该黑云母的坪年龄与反等时线年龄在误差范围内相互吻合，指示为可信的年龄，其坪年龄可用于地质解释。同一采场中另一N14糜棱岩中的基质黑云母样品，总气体年龄为133.2±1.5 Ma，坪年龄为134.1±0.6 Ma(2-12温阶，94%³⁹Ar释放量)，反等时线年龄为133.7±1.6 Ma（图3）。该反等时线的⁴⁰Ar/³⁶Ar初始比值为292±7.2，与现今大气氩标准值一致。而反等时线的MSWD为1.8，反映拟合程度好。该黑云母样品总气体

图3郯庐断裂带肥东段糜棱岩中黑云母、角闪石⁴⁰Ar/³⁹Ar年龄谱及反等时线图

表2郯庐断裂带肥东段糜棱岩中黑云母、角闪石⁴⁰Ar/³⁹Ar测年结果一览表

年龄、坪年龄与反等时线年龄三者在误差范围内吻合，反映测试结果可靠，其坪年龄可用于地质解释。工作中从这N14糜棱岩中还分选出了残斑角闪石样品，其⁴⁰Ar/³⁹Ar总气体年龄为144.6±2.4 Ma，坪年龄为143.3±1.3 Ma(4-9温阶，88%³⁹Ar释放量)，反等时线年龄为130.5±8.9 Ma（图3）。反等时线的⁴⁰Ar/³⁶Ar初始比值为308±34，误差偏大，可以认为与现今大气氩标准值吻合；而MSWD为3.4。该样品总气体年龄与坪年龄相吻合，反等时线年龄值略偏小。但是，考虑误差后反等时线年龄与坪年龄相差仅3 Ma左右。总之，与本次工作中的N18与 N28残斑角闪石年龄比较(图3,详见后文), N14残斑角闪石K-Ar同位素体系显然在断裂带剪切活动中受到了重置，其坪年龄可用于地质解释。

阚集林场的N15糜棱岩中黑云母样品，⁴⁰Ar/³⁹Ar总气体年龄为118.7±1.3 Ma，坪年龄为118.7±0.5 Ma(3-12温阶，98%³⁹Ar释放量)，两者完全吻合。反等时线年龄为119.9±1.8 Ma，与坪年龄相吻合（图3）。但是，反等时线（MSWD=1.6）⁴⁰Ar/³⁶Ar初始比值为189±62，明显低于现今大气氩标准值。这一初始比值的异常，反映可能由于后期风化出现过Ar丢失而使年龄偏轻，因而不适合作为地质解释。

马集王山韦东的N17糜棱岩中黑云母样品，总气体年龄为141.3±1.6 Ma，坪年龄为135.6±0.6 Ma（3-14温阶，97%³⁹Ar释放量），反等时线年龄为137.1±2.4 Ma。反等时线的⁴⁰Ar/³⁶Ar初始比值为267±24，考虑误差后与现今大气氩标准值可吻合。反等时线的MSWD为5.9。其略偏大的TGA同样也是第一温阶过大的视年龄造成的。该黑云母的坪年龄与反等时线年龄在误差范围内相吻合，指示坪年龄可用于地质解释。该样品与N14黑云母年龄值是一致，两者可相互验证，指示了测试结果的可靠。

王铁宋山洼北采场的N21和N22两个黑云母样品，总气体年龄分别为124.1±2.5 Ma和 126.3±2.8 Ma，坪年龄分别为124.8±0.7 Ma (3-14温阶，97%³⁹Ar释放量)和124.9±0.4 Ma (3-13温阶，99%³⁹Ar释放量)。它们的反等时线年龄分别为125.9±3.6 Ma(MSWD=4.2)和122.4±2.3 Ma(MSWD=5.2)，反等时线的⁴⁰Ar/³⁶Ar初始比值分别为231±80和325±120，误差过大。这两个样品各自的总气体年龄、坪年龄与反等时线年龄在误差范围内相互吻合，并且两个样之间对应年龄值也基本一致，指示了测试结果的可靠，应是具有地质意义的年龄值。

方集西西韦采场的N47初糜棱岩中黑云母样品，总体年龄为137.3±2.2 Ma, 坪年龄为137.2±0.8 Ma(2-12温阶，95%³⁹Ar释放量),反等时线年龄为135.1±3.5 Ma (MSWD=6.2），⁴⁰Ar/³⁶Ar初始比值为302±83。该样品总气体年龄、坪年龄与反等时线年龄在误差范围内相互吻合，其坪年龄可用于地质解释。

王铁东龚朝西的N18糜棱岩中残斑角闪石样品，⁴⁰Ar/^39Ar总气体年龄为217.3±2.9 Ma，坪年龄为190.5±2.3 Ma(4-9温阶，72%³⁹Ar释放量)，反等时线年龄为176.0±11 Ma，⁴⁰Ar/³⁶Ar初始比值为295±36，MSWD为3.1。该样品反等时线年龄小于坪年龄，而总气体年龄又显著大于这两者。由图3可见，其年龄谱呈“马鞍形”，指示有过剩Ar的影响。郯庐断裂带肥东段是叠加在原先的造山带高级变质杂岩之上，N18糜棱岩中残斑角闪石应是造山过程中形成的。Hacker et al. (2000) 曾报道过大别造山带内角闪石多含过剩Ar，与，N18角闪石特征相似。该角闪石视年龄信息与前述的大量早白垩世黑云母与N14角闪石⁴⁰Ar/³⁹Ar年龄相比较，可见其在郯庐剪切活动中Ar同位素体系基本上没有受到挠动。Ratschbacher et al.（2000）曾报了大别山超高压带内副片麻岩中角闪岩⁴⁰Ar/³⁹Ar总气体年龄为194.7±1.9 Ma，但也出现了“马鞍形”年龄谱。陈江峰等(1995)报道了大别造山带太湖李社石榴二云钾长片麻岩中角闪石的⁴⁰Ar/³⁹Ar坪年龄为192.7±0.3 Ma。N18角闪石190 Ma的⁴⁰Ar/³⁹Ar坪年龄信息与这两个年龄值相近，可能也反映了大别造山过程中变质作用的冷却年龄，指示了研究区肥东群变质杂岩在郯庐糜棱岩化之前的区域变质年龄信息。烟头山水库的N28糜棱岩中的残斑角闪石样品，总气体年龄为175.9±3.6 Ma。该样品的坪年龄为170.3±2.2 Ma (3-7温阶，68%³⁹Ar释放量)，反等时线年龄为175.0±32 Ma，两者相吻合。其⁴⁰Ar/³⁶Ar初始比值为61±350，呈现为异常值。反等时线的MSWD为8.1，拟合程度不好。虽然该角闪石样品的总气体年龄、坪年龄与反等时线年龄三者在误差范围内相吻合，但是其年龄谱也呈“马鞍形”（图3），出现了⁴⁰Ar/³⁶Ar初始比值的异常。该角闪石样品也应是有过剩Ar的影响，可能在郯庐剪切活动中又出现了部分扰动，从而使坪年龄明显低于N18角闪石样品。因而，本文认为N28角闪石的年龄值不适合于地质解释。

在剪切带糜棱岩的⁴⁰Ar/³⁹Ar年代学研究中，变形温度能否超过测试对象的封闭温度关系到测试对象在变形中K-Ar同位素体系能否被重置而记录下变形时间或冷却至封闭温度的时间。

根据所测试糜棱岩内基质中新生矿物组合、石英动态重结晶型式与长石的变形行为，本文估计这些糜棱岩的变形温度分别为500℃左右或450℃左右（表1、表2），显著超过了黑云母的封闭温度（300±50℃，陈江峰等,1995；Harrison et al., 1985），因而这些糜棱岩中的黑云母应该记录冷却年龄。角闪石的封闭温度为500±50℃(Harrison, 1981；Reddy et al., 1997)。测试残斑角闪石的N14糜棱岩，估计其变形温度为500℃左右（表2），刚达到了角闪石的封闭温度。该样品的实际年龄值（Tp=143.3±1.3 Ma）大大低于原岩的变质年龄（见N18和N28角闪石年龄），形成了较好的年龄坪，显示其角闪石中的K-Ar同位素体系在郯庐剪切活动中受到了完全重置。测试残斑角闪石的N18 与N28糜棱岩样品，估计其变形温度为450℃左右，刚好达到了角闪石封闭温度的下限。实际测试结果表明，这两个样品的坪年龄分别为190.5±2.3 Ma（N18）和170.3±2.2 Ma（N28），大大高于黑云母所记录的热事件时间，与大别造山带内角闪石⁴⁰Ar/³⁹Ar年龄类似，故这两个角闪石样品主要是记录了断裂带所叠加的造山带变质杂岩的年代学信息，并有可能被部分扰动。

来自同一采场的N13与 N14左旋走滑糜棱岩，所测试的黑云母皆为基质中同构造新生的黑云母（表1）。它们只会记录变形年龄或冷却年龄，不会像糜棱岩中残斑一样理论上可能残留糜棱岩化之前的年代学信息。根据这两个样品500℃左右的变形温度估计（表2），其130.3±0.6 Ma（N13）

和134.1±0.6 Ma（N14）的⁴⁰Ar/³⁹Ar坪年龄应该记录的是该处郯庐断裂左行平移活动的冷却年龄。从N14同一样品中分离的角闪石所给出的143.3±1.3 Ma的较高⁴⁰Ar/³⁹Ar坪年龄，也指示该采场两个黑云母样的坪年龄应为冷却年龄。这同一采场两个黑云母样（相距5m）约4 Ma的冷却年龄差异，除与测试误差有关外，也可能体现了剪切带中不均匀冷却的特点。基于N14糜棱岩变形温度与角闪石封闭温度一致，笔者认为该样品中角闪石143.3±1.3 Ma的⁴⁰Ar/³⁹Ar坪年龄(早白垩世初，Harland et al., 1989)应代表了变形年龄，即指示了郯庐断裂带肥东段左行平移是发生在143.3 Ma前的早白垩世初。这一时间比笔者曾报道的肥东段糜棱岩全岩⁴⁰Ar/³⁹Ar坪年龄(119 Ma、120 Ma)早24 Ma，显示应用单矿物进行⁴⁰Ar/³⁹Ar测年要准确的多。糜棱岩全岩中较多低封闭温度（200℃左右）的长石可能是使其年龄明显偏低的主要原因。本次测试结果也显示，虽然大别造山中形成的角闪石多含过剩Ar，但在后期热事件的完全重置中可以使Ar清空而完全消除过剩Ar的影响。

根据N14样品中角闪石与黑云母的各自坪年龄与封闭温度，可以计算出该处郯庐断裂带早白垩世左行平移活动中的平均冷却速率为21.7℃/Ma，属于较快速的冷却。这一快速冷可能与剪切活动停止后使剪切加热快速散失有关。

N17黑云母(Tp=135.6±0.6 Ma)和N47黑云母(Tp=137.2±0.8 Ma)的⁴⁰Ar/³⁹Ar坪年龄，也记录的是走滑变形的冷却年龄。N21和N22黑云母的坪年龄同样也记录的是走滑活动中的冷却年龄，但是它们冷却至300℃（黑云母封闭温度）的时间却是124.8±0.7 Ma和124.9±0.4 Ma，明显变晚，指示了郯庐断裂带肥东段早白垩世左旋韧性剪切中不均匀冷却的现象。前已述，郯庐断裂带肥东段北部，由若干条次级走滑韧性剪切带组成，各次级韧性剪切带的发生时间、停止活动时间、走滑隆升量等都会有一定差异，相应也会造成不同的冷却年龄。因而，断裂带糜棱岩中某一单矿物所记录的某一冷却年龄会与实际变形年龄有较大相差，而不同冷却年龄的最大值应与实际变形年龄最接近。由N47黑云母所记录的最大冷却年龄值，可以限定该段郯庐剪切带活动时间要早于137 Ma，也反映将N14角闪石坪年龄解释为变形年龄是正确的。本次工作中所获得的各个黑云母的⁴⁰Ar/³⁹Ar冷却年龄，应该多记录的是走滑运动之后冷却至黑云母封闭温度的时间，其较分散的年龄值反映主要反映不均匀冷却的历史，并非与具体地质事件一一对应。

总之，本次工作中所获得的多个角闪石、黑云母的⁴⁰Ar/³⁹Ar年龄，提供了郯庐断裂带肥东段丰富的年代学信息。N14角闪石的坪年龄，指示了变形年龄，表明该段断裂带的左行平移发生在143.3 Ma前的早白垩世初。该韧性剪切带内6个黑云母样品（N13、N14、N17、N21、N22、N47），分别记录了不同的冷却年龄，变化于137.2 Ma至124.8 Ma之间（皆为早白垩世）。从这些黑云母的冷却年龄也可以推断，郯庐断裂带肥东段早白垩世的左行平移的发生时间要早于137.2 Ma，这样可以限定断裂带左行平移的持续期间要小于6 Ma。由此可见，郯庐断裂带的平移时间是相对短暂的。N18 与N28糜棱岩由于变形温度没有超过角闪石的封闭温度，其中角闪石仍主要是残留糜棱岩化之前造山带变质杂岩的年代学信息（坪年龄分别为190.5±2.3 Ma和170.3±2.2 Ma），显著高于带内早白垩世的变形年龄与冷却年龄。由N14糜棱岩中的角闪石与黑云母⁴⁰Ar/³⁹Ar坪年龄，得出该处剪切带的平均冷却速率为21.7℃/Ma，指示了较快速的冷却。

郯庐断裂带肥东段北部所出露的左旋走滑韧性剪切带，经本次详细的⁴⁰Ar/³⁹Ar年代学研究，表明其形成时间为143.3 Ma前的早白垩世初，6个黑云母样所记录的走滑冷却年龄为随后的早白垩世时间。这证明郯庐断裂带在华北与华南板块碰撞之后的板内环境下，于早白垩世初发生过左行平移。由整个肥东段5-10km宽的韧性剪切带规模（图1），可以推断该断裂带在早白垩世的左行平移规模还是相当大的。本次郯庐走滑糜棱岩的系统⁴⁰Ar/³⁹Ar测年结果，基本上澄清了该断裂带在造山之后是否发生过大规模左行平移及其准确时代这一重要问题。郯庐断裂带早白垩世左行平移时间的准确确定及其短暂平移历史的发现，对于认识该断裂带上乃至中国东部早白垩世的动力学背景具有重要的意义。过去一些学者将郯庐断裂带上早白垩世的大规模岩浆活动（120 Ma左右）当作同走滑期的岩浆活动（牛漫兰等，2002），将断裂带控制的早白垩世盆地（如胶莱盆地、合肥盆地）解释为走滑盆地(周建波等, 1999；刘国生等, 2002)。本次测年结果显示，郯庐断裂带的左行平移只有发生在早白垩世初的短暂时间内，随后的大部分早白垩世期间断裂带可能已没有平移活动了，甚至有可能就转换成了伸展活动（Zhang et al., 2003）。这样该断裂带上早白垩世的岩浆活动与盆地形成可能并非属于走滑成因，有可能代表了大规模伸展活动的开始。这涉及到该断裂带与整个中国东部何时开始转换成伸展活动、发生大规模岩石圈拆沉、减薄等重要问题，需要进一步的深入工作。

多数学者主张郯庐断裂带起源于华北与华南板块的陆—陆碰撞之中（(如Lin and Fuller,1990；Okay and Sengor, 1992；Yin and Nie, 1993；Li, 1994；万天丰和朱鸿,1996；董书文等,1998；王小凤等, 2000；Gilder et al., 1999；杨文采和余长青, 2001；朱光等, 2004)，随后成为滨太平洋构造的典型代表(Xu et al., 1987；赵越等, 1994；朱光等2004b）。笔者等近年来在大别东缘郯庐断裂带的研究中，也发现早白垩世（朱光等，2004a）的郯庐走滑韧性剪切带内局部残留有早期左旋走滑韧性剪切带。经这些早期走滑糜棱岩内白云母的⁴⁰Ar/³⁹Ar测年，其走滑冷却年龄为190Ma左右（朱光等，2004a），证实为造山期郯庐左行平移的产物。但是，近年来郯庐断裂带肥东段详细的野外工作，没有发现这些早白垩世韧性剪切带内残留有早期走滑韧性剪切带。一种可能是早期韧性剪切带为西侧的合肥盆地所掩盖，早白垩世的剪切带仅发育于其东侧。另一种可能是过于强烈的早白垩世韧性剪切完成置换了早期剪切组构与⁴⁰Ar/³⁹Ar年代学信息，从而使后者基本上没有保留下来。郯庐断裂带同造山期与早白垩世初的两次左行平移，应都对大别、苏鲁造山带目前在断裂带两侧550 km左右的左行错移具有贡献，但每次平移具体的贡献量确定仍需今后深入的研究。

中国东部巨型的北北东走向的郯庐断裂带，其早白垩世初的大规模左行平移不可能用印支—早燕山期(Yin and Nie,1993；徐树桐等，1992；Hacker et al., 2000；Ratschbacher et al., 2000)华北与华南板块的碰撞来解释。笔者等曾分析过（朱光等，2004b），郯庐断裂带早白垩世大规模左行平移的动力学机制为太平洋区伊泽纳崎板块向北北西向高速斜向俯冲，属于典型的滨太平洋构造。在此之前，中国东部大陆内部没有明显的、大规模的与太平洋区板块作用相关的构造活动（朱光等，2003）。笔者认为，郯庐断裂带早白垩世初受太平洋区板块斜向俯冲驱动而发生的大规模左行平移，应该代表着中国东部早期的古特提斯构造格局向随后的滨太平洋构造格局的转换。巨型的郯庐断裂带在早白垩世初左行平移的发生，就代表着中国东部构造活动显著受控于太平洋区板块活动的开始。从此以后，中国东部的构造作用基本上受控于太平洋区的板块活动（朱光等，2004b）。当然，关于中国东部构造体制转换时间这一重大问题，还需要更多方面的资料加以分析与验证。

郯庐断裂带 - 地理

　　郯庐断裂带

郯庐断裂带 - 介绍

郯庐断裂带

郯庐断裂带是东亚大陆上的一系列北东向巨型断裂系中的一条主干断裂带，在我国境内延伸2400多公里，切穿中国东部不同大地构造单元，规模宏伟，结构复杂。是地壳断块差异运动的接合带，是地球物理场平常带和深源岩浆活动带。它形成于中元古代。经历了多期构造。它不仅是一条“长寿”的以剪切运动为主的深断裂带，而且是一条近期仍继承着新构造运动方式，以右旋逆推为主的活断裂带，同时也是一条具有明显分段、活动程度不等的地震活动带。至上世纪六十年代以前，许多研究者带着不同任务和目的，局限于对断裂带的某些地段进行考察和勘探。结果在不同地段断裂带命名了一些地方性的名称，诸如在黑龙江吉林省境内称为依兰——伊通深断裂，在辽宁省称为开源——营口——潍坊深断裂（又称辽东滨海断裂），在苏皖境内名为安江山断裂（或称皖苏鲁断裂），以及1959年命名的郯城——庐江深断裂（狭义）等名称繁多。实际上，目前普遍引用的郯断裂（广义），就是上述各地段断裂带串联起来的总称。

自古至今，郯庐断裂带及其附近两侧，大大小小的地震活动从未间断过，说明它是处于活动状态的断裂，是一条地震活动带。三百多年前，即1668年7月28日，山东郯城发生8.5级大地震，波及大半个中国，是我国东部千年罕遇的一次特大地震事件。三百多年后的1969年7月15日，渤海中部再次发生7.4级地震，紧接着，1975年2月24日，又在辽宁海城发生7.3级地震。引人注目的是，这三次大地震以及公元前70年6月1日，山东诸城一带的7.3级地震和1957年10月6日渤海中部的7.5级地震，它们的震中位置都无一例外地落在郯庐断裂带上或其附近。就小地震而言，该带及其附近，亦时有发生。这就提示了郯庐断裂带是一条现今仍在继续活动的活动断裂，这些大大小小的地震活动，是郯庐断裂带一次次间歇性活动的结果。

据统计研究，自公元1400年以来，以郯庐断裂为中心200公里范围内共发生M8.5级地震1次，M7.0-7.9级地震5次，M6-6.9级地震11次。其中中段（沈阳-宿迁段）就发生8.5级地震1次，M7.0-7.9级地震7次。

北段（肇兴—沈阳）：它发育于吉黑断拗，由两条走向30-40。东的主断袭组成，宽5-20公里，为一中、新生代地堑型断裂带，带内充填4000-5000米厚的火山岩、火山碎屑岩夹煤系地层。基底刚度较软，结构也较简单，有史记载只发生过5.8级地震。

南段（宿迁—广济）：依次发育在扬子断块与华北淮阳断褶的交界处，其介质相对较软，结构比较简单，构造应力量级不高，地震活动强度也不大，其地震活动水平较北段略高一些。

中段（沈阳—宿迁）：呈北北东向穿切由太古代结晶基底组成的华北断块区，主要由四条大致平行的主断裂组成，这四条主断裂在鲁中沂、沐河谷地构成了20-40公里的“两堑夹一垒”的构造，称为沂沐深断裂带。这一段是结构复杂、新活动强、基底介质刚度较高的地区。6级以上强震主要集中在郯庐断裂带中段。其主要地震有1668年7月25日8.5级徼莒县—郯城地震，1888年6月13日日渤海湾7.5级地震，1975年2月4日海城7.3级地震，1969年7月18日渤海7.4级地震。研究表明，郯庐断裂带处在强烈挤压并兼有右旋扭动的断裂段。由于它遭受的正应力大，剪切应力也大，易于积累大地震的能量，而难于以中、小地震的形式来释放，故该段地震强度大，频度低。

郯庐断裂与苏、鲁交界交汇部位，自1990年以来一直被国家地震局列为地震危险重点监视区，1995年9月20日山东苍山发生M35.2级地震，2003年6月山东青岛又发生MC4.3级小震群活动，该地区的地震活动值得我们注视和研究。

郯庐断裂带内，矿产资源丰富，种类繁多。有内生矿和外生矿，有金属矿和非金属矿，有沉积、变质热液矿产约几十种之多。这些矿产都受控于构造地层，岩性和岩浆活动等条件。如辽宁鞍山铁矿、岫岩县岫岩玉石、山东招远大型富金矿、蒙阴金刚石原生矿、昌乐蓝晶石，江苏东海水晶、云母、红宝石、金红石、蛇纹石矿等。我国大别山——胶南地区，是全世界发现4个含柯石英的高压变质带中规模最大、最完善、出露最好的变质带。柯石英是来自地球深处的信使，是地壳运动留下的记录，用它可研究超高压变质作用和板块碰撞作用，分析推测地球深部物质的运动，描述沧海桑田变化规律。这些深变质和热液型的高压矿物岩石和矿产，都是郯庐断裂带超高压变质带的典型标志和亚洲科钻第一井定位在东海县的科学依