陳 虹，胡健民，武國(guó)利，田 蜜

1.中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所，北京 100081

2.國(guó)土資源部古地磁與古構(gòu)造重建重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100081

3.中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所，北京 100029

4.中國(guó)石化石油勘探開發(fā)研究院無(wú)錫石油地質(zhì)研究所，江蘇 無(wú)錫 214126

0 前言

秦嶺造山帶是中國(guó)南、北大陸在中生代碰撞拼貼過(guò)程中形成的巨型緯向碰撞造山帶［1－5］，造山帶西接祁連山造山帶，東部與桐柏-大別山造山帶相連。該造山帶在長(zhǎng)期的洋盆演化過(guò)程中形成了現(xiàn)今南北分帶的主體構(gòu)造格局，自北向南可劃分為華北板塊南緣、北秦嶺、南秦嶺和揚(yáng)子板塊北緣等構(gòu)造帶［5－6］。秦嶺造山帶在早、中三疊世為碰撞造山階段，自晚三疊世以后進(jìn)入陸內(nèi)造山階段，其構(gòu)造體制由擠壓碰撞條件下的逆沖推覆轉(zhuǎn)變?yōu)槠叫性焐綆У淖呋蜕煺箻?gòu)造［3，6－8］。

前人研究表明，秦嶺造山帶及周緣造山帶在中生代陸內(nèi)變形階段的變形特征并不相同，但是主要以發(fā)育平行造山帶的走滑剪切變形為特征。其中：造山帶以東的桐柏-大別山造山帶在侏羅紀(jì)-白堊紀(jì)時(shí)期具有明顯的側(cè)向抬升的特點(diǎn)［9－13］；西秦嶺地區(qū)勉略構(gòu)造帶及西側(cè)碧口地體發(fā)生走滑剪切變形的時(shí)代為晚三疊世-侏羅紀(jì)［7，9］；同時(shí)在南秦嶺構(gòu)造帶南部的大巴山構(gòu)造帶則發(fā)育晚三疊世-白堊紀(jì)以來(lái)強(qiáng)烈的逆沖推覆變形［14－17］。

在秦嶺造山帶內(nèi)部發(fā)育的平行造山帶的走滑剪切變形代表了典型碰撞造山帶在陸內(nèi)變形階段的地殼運(yùn)動(dòng)特征［9，18－19］。筆者早期在南秦嶺構(gòu)造帶內(nèi)發(fā)現(xiàn)了大量中生代的走滑剪切變形，但是相關(guān)研究?jī)H限于單條斷裂帶［7，20］，缺乏系統(tǒng)的構(gòu)造變形機(jī)制研究；尤其是對(duì)于秦嶺造山帶在晚中生代時(shí)期，東西兩側(cè)存在向外構(gòu)造擠出，而南部則在逆沖推覆變形為主的情況下，不同變形結(jié)合位置的南秦嶺構(gòu)造帶在該時(shí)期的構(gòu)造特征并不清楚；另外對(duì)于不同斷裂帶變形的幾何特征、力學(xué)機(jī)制以及構(gòu)造背景也不是十分清楚，尤其是南秦嶺構(gòu)造帶內(nèi)不同變形構(gòu)造同時(shí)發(fā)育的構(gòu)造關(guān)系與力學(xué)機(jī)制。筆者選擇南秦嶺構(gòu)造帶中段不同變形特征交匯的構(gòu)造位置，開展中生代陸內(nèi)變形階段的變形特征、變形時(shí)代及變形機(jī)制等方面的研究，并結(jié)合該構(gòu)造帶周緣構(gòu)造位置的研究成果，系統(tǒng)闡述了秦嶺造山帶中生代變形過(guò)程與機(jī)制，以及陸內(nèi)變形的模式和演化過(guò)程。

1 構(gòu)造背景

秦嶺造山帶是華北與揚(yáng)子板塊最終碰撞拼貼的構(gòu)造帶［2，21］。造山帶內(nèi)部發(fā)育兩條重要縫合帶，分別是北側(cè)的商丹縫合帶（商南-丹鳳縫合帶）和南側(cè)的勉略縫合帶（勉縣-略陽(yáng)縫合帶）［1，5，22－23］。上述兩條縫合帶將秦嶺造山帶劃分為北秦嶺構(gòu)造帶、南秦嶺構(gòu)造帶和揚(yáng)子板塊北緣構(gòu)造帶［5］（圖1）。

南秦嶺構(gòu)造帶位于商丹縫合帶與勉略縫合帶之間，是秦嶺造山帶中組成與結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的構(gòu)造帶。該構(gòu)造帶具有揚(yáng)子型的雙層前寒武紀(jì)基底和多層構(gòu)造蓋層組合［24］，并包含有武當(dāng)、隨縣、平利、安康等地塊（圖1）。南秦嶺構(gòu)造帶經(jīng)常以安康斷裂［25］或者十堰斷裂［26］為界，與南側(cè)的大巴山構(gòu)造帶分開。最新的研究成果表明，無(wú)論是安康斷裂，還是十堰斷裂，可能都不是分割性斷裂［20，27］。事實(shí)上，在南秦嶺構(gòu)造帶中段，發(fā)育多條大型北西-近東西向延伸的斷裂，并以強(qiáng)烈的韌性和脆性走滑變形為特征，主要為寧陜斷裂、山陽(yáng)斷裂、十堰斷裂和安康斷裂等（圖2），其中尤以寧陜斷裂和安康斷裂最為明顯［20，28］。

寧陜斷裂是張二朋等［27］在秦嶺-大巴山地質(zhì)圖中劃出的一條區(qū)域性斷層，但在斷層延伸方向上連續(xù)性并不是太清楚。最新研究表明，寧陜斷裂將南秦嶺構(gòu)造帶劃分為北西－南秦嶺構(gòu)造帶和南東-南秦嶺構(gòu)造帶兩個(gè)不同的構(gòu)造單元［20］。裂變徑跡研究也表明，南秦嶺構(gòu)造帶的中、新生代隆升過(guò)程在寧陜斷裂兩側(cè)也具有不同的隆升歷史［29－30］。同時(shí)寧陜斷裂還經(jīng)歷了晚侏羅世左行韌性剪切變形和白堊紀(jì)左行脆性變形等不同地殼深度的變形特征［20］。通過(guò)統(tǒng)計(jì)測(cè)量斷層擦痕構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)反演，其脆性變形的主壓應(yīng)力方位為NWW -SEE 向［20］。安康斷裂鳳凰山段變形特征則顯示該斷裂帶經(jīng)歷了晚三疊世逆沖型韌性推覆和晚侏羅世走滑剪切變形的疊加［15，28］。而構(gòu)造帶中部的十堰斷裂則代表了安康-武當(dāng)推覆體的后緣斷裂［26］。

南秦嶺構(gòu)造帶內(nèi)的勉略構(gòu)造帶［7，8，31］、大巴山構(gòu)造帶［16－17，32］和襄樊-廣濟(jì)斷裂帶［33－34］，以 及構(gòu)造帶東側(cè)的桐柏-大別山地體［35－36］等地區(qū)，在早中生代陸塊碰撞階段均經(jīng)歷了以逆沖推覆為主的變形作用，主要表現(xiàn)為三疊紀(jì)-早侏羅世時(shí)期由北往南逆沖的變形特征。而且，位于南東－南秦嶺構(gòu)造帶北部的山陽(yáng)斷裂也由早期張性斷層反轉(zhuǎn)為向南的逆沖推覆，并使劉嶺群直接覆于鎮(zhèn)安盆地泥盆系之上［37］。上述逆沖推覆變形在安康斷裂以南的大巴山構(gòu)造帶內(nèi)最為顯著。大巴山構(gòu)造帶在中生代時(shí)期以強(qiáng)烈的逆沖推覆構(gòu)造為特征，其推覆距離的構(gòu)造縮短率為30%～55%［38－39］，并經(jīng)歷了印支期前陸碰撞變形階段和燕山期陸內(nèi)變形階段兩次強(qiáng)烈逆沖推覆變形的疊加［14－16，26］。

胡健民等［20］早期對(duì)寧陜斷裂帶內(nèi)主要構(gòu)造變形特征研究表明，南秦嶺構(gòu)造帶南東段與北西段在寧陜斷裂發(fā)育之前很可能不是同一條構(gòu)造帶。而寧陜斷裂和安康斷裂的走滑剪切變形與大巴山逆沖變形的差異表明，安康斷裂南北兩側(cè)的運(yùn)動(dòng)特征與機(jī)制可能存在差異。

2 寧陜斷裂構(gòu)造變形特征

圖2 南秦嶺構(gòu)造帶中段安康-商南一帶區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造圖Fig.2 Geological and tectonic map in Ankang－Shangnan area in the central segment of the Southern Qinling belt

寧陜斷裂是一條延伸范圍巨大的韌性剪切變形帶，晚期疊加了以左行走滑為主的脆性斷裂［20］。筆者對(duì)寧陜斷裂進(jìn)行了詳細(xì)的野外追索和構(gòu)造剖面研究，構(gòu)造剖面自西向東包括寧陜縣兩河口-寧陜縣城剖面（A-A’）、鎮(zhèn)安縣疙瘩寺-磨石溝口剖面（B-B’）、山陽(yáng)縣月亮洞-馬灘鄉(xiāng)剖面（C-C’）及商南縣青山鎮(zhèn)-湘河鎮(zhèn)剖面（D-D’）（圖2、3）。圖4為寧陜斷裂帶內(nèi)構(gòu)造面理與拉伸線理線理統(tǒng)計(jì)圖。

2.1 寧陜縣兩河口-寧陜縣城剖面（A-A’）

該剖面位于寧陜斷裂帶的西段，基本沿?cái)嗔炎呦?，在西端與安康斷裂交匯。剖面沿途變形強(qiáng)烈，主要變形地層為早古生代黑云石英片巖及黑云斜長(zhǎng)片麻巖和中、上泥盆統(tǒng)碳酸鹽巖（圖3a）。巖石普遍受中低級(jí)變質(zhì)作用改造，在早古生代地層中常見(jiàn)發(fā)育一組剪切面理與拉伸線理（圖4a-h）。各類巖石中的剪切面理與巖石片理或?qū)永硪恢?，呈近東西走向陡傾，而剪切面理上的拉伸線理以北西西或近東西向?yàn)橹?，局部為北西走向（圖4b），但是線理的傾伏角很緩，一般不到30°，具有典型的走滑剪切帶變形特征（圖4a-h）。

在剖面西段兩河口鎮(zhèn)南西側(cè)晚元古代花崗巖中可見(jiàn)強(qiáng)烈的糜棱巖化，其剪切面理傾向北東0°～10°，傾角65°～80°，拉伸線理傾伏向75°～100°，傾伏角15°～35°，具有明顯的左行剪切變形特征（圖5a）。在該巖體北部邊界，發(fā)育寬度大約200m的糜棱巖化帶，糜棱巖化帶內(nèi)巖石主要為薄層灰?guī)r夾砂巖，變形帶內(nèi)褶皺變形極為強(qiáng)烈，總體以平臥褶皺為主（圖5b）。在剖面中段漁灣鎮(zhèn)附近，強(qiáng)烈變形的含榴黑云母片巖中發(fā)育由定向排列的長(zhǎng)石與石英、黑云母、石榴子石組成的近水平線理（圖5c），剪切變形也很明顯，黑云母呈壓力影狀分布于石榴子石邊部，而且石榴子石長(zhǎng)軸與C面理形成的S－C組構(gòu)指示了左行運(yùn)動(dòng)特征（圖5c）。剖面東段寧陜縣以東，古生代灰?guī)r、粉砂巖等變形巖石中發(fā)育明顯的東西向拉伸線理，拉伸線理傾角一般都小于20°（圖4e），而且發(fā)育樞紐與拉伸線理平行的A型褶皺（圖5d），也表明寧陜斷裂經(jīng)歷了強(qiáng)烈的走滑剪切變形。

圖4 寧陜斷裂帶內(nèi)構(gòu)造面理與拉伸線理統(tǒng)計(jì)圖Fig.4 Statistical chart of the structural plane and stretching lineation in Ningshan fault belt

2.2 鎮(zhèn)安縣疙瘩寺-磨石溝口剖面（B-B’）

該剖面位于寧陜斷裂帶中段，主要由中、上泥盆統(tǒng)結(jié)晶灰?guī)r及上泥盆統(tǒng)砂巖、粉砂巖組成（圖3b）。該構(gòu)造剖面內(nèi)巖石普遍發(fā)育近東西向透入性拉伸線理，向東低角度傾伏，剪切面理大體上平行于巖石層理，總體走向?yàn)榻鼥|西向，傾角大于50°（圖4fn）。野外通過(guò)S－C組構(gòu)及拉伸線理方向判斷剪切運(yùn)動(dòng)方向主要為左行剪切（圖4n，圖6a、b）。由于剖面內(nèi)主要變形巖石為結(jié)晶灰?guī)r等易變形巖石，在該斷裂帶內(nèi)發(fā)育大量褶皺樞紐平行于拉伸線理的A型剪切褶皺群（圖6c、d）。

2.3 山陽(yáng)縣月亮洞-馬灘鄉(xiāng)剖面（C-C’）

山陽(yáng)縣月亮洞-馬灘鄉(xiāng)剖面主要由中、上泥盆統(tǒng)和中、下石炭統(tǒng)灰?guī)r和砂巖組成（圖3c）。整個(gè)剖面上巖石普遍發(fā)育拉伸線理，主剪切帶位置位于板巖鎮(zhèn)附近，并被后期脆性的板巖鎮(zhèn)斷層疊加。主剪切帶附近的泥盆系薄-中厚層灰?guī)r與薄層砂巖中發(fā)育大量的拉伸線理（圖4o-u），拉伸線理均為近東西向，而且傾伏角一般都小于20°，具有典型的走滑剪切變形特征。在剪切帶中往往發(fā)育密集的A型褶皺群（圖7a），其褶皺軸與巖石中拉伸線理方向基本平行（圖4s）。利用斷裂帶內(nèi)不對(duì)稱旋轉(zhuǎn)碎斑構(gòu)造（圖7b）、C-C’組構(gòu)（圖7c）、S－C組構(gòu)（圖7d）等特征判斷寧陜斷裂經(jīng)歷了明顯的左行韌性變形，而斷裂面兩側(cè)的牽引褶皺（圖7e）、雁行排列的方解石脈（圖7f）和疊加在剪切面上的脆性擦痕及階步（圖7g）均表明寧陜斷裂后期經(jīng)歷了強(qiáng)烈的脆性和韌脆性左行走滑變形的疊加。

2.4 商南縣青山鎮(zhèn)-湘河鎮(zhèn)剖面（D-D’）

寧陜斷裂東段在商南縣與商南-丹鳳斷裂帶相交，該地區(qū)構(gòu)造變形具有明顯多期疊加的特征。寧陜斷裂帶內(nèi)主要為強(qiáng)變形的中、上泥盆統(tǒng)黑云石英片巖和大理巖（圖3d），巖石中普遍發(fā)育一組透入性的拉伸線理，向北西或北西西方向低角度傾伏（圖4v-x）。黑云石英片巖中常?？梢?jiàn)密集發(fā)育的A型剪切褶皺，在XZ面上的不對(duì)稱褶皺顯示該斷裂帶具有左行剪切變形的特征（圖8a、b）。在強(qiáng)變形大理巖中，剪切面理產(chǎn)狀明顯有兩個(gè)優(yōu)勢(shì)方位，兩組優(yōu)勢(shì)面理相交的位置恰好與拉伸線理密集位置重合（圖4x），表明這種優(yōu)勢(shì)面理應(yīng)該是剪切褶皺造成的A型褶皺兩翼的優(yōu)勢(shì)方位。而且?guī)r石中白云母形成拉伸線理，顯示了明顯的走滑剪切變形特征（圖8c）。

在上述寧陜斷裂帶的構(gòu)造剖面中，卷入變形的地層形成了宏觀的褶皺變形特征（圖3），褶皺形態(tài)以近直立的緊閉褶皺為主，而且褶皺的發(fā)育與走滑斷層位置密切相關(guān)，表明寧陜斷裂帶內(nèi)的變形特征與走滑變形相關(guān)。而構(gòu)造剖面內(nèi)局部發(fā)育的不對(duì)稱褶皺則可能代表了早期逆沖推覆變形構(gòu)造特征（圖3b、c）。

3 安康斷裂構(gòu)造變形特征

安康斷裂是南秦嶺構(gòu)造帶南部的一條區(qū)域性斷裂，屬于大巴山構(gòu)造帶的邊界斷裂，總體呈北西走向沿兩河口-石泉-恒口-安康一線延伸（圖1、2）。安康斷裂帶內(nèi)巖石組成主要為晚元古代-早古生代片麻巖和石英片巖，巖石中剪切面理與礦物拉伸線理總體呈北西走向，拉伸線理傾伏角一般小于30°（圖9）。

安康斷裂中段元古宙變質(zhì)砂巖中，原生層理被后期傾向北北東的剪切面理完全置換，并形成了明顯的S－C組構(gòu)，指示了右行運(yùn)動(dòng)特征（圖10a、b）。斷裂以北的中、上寒武統(tǒng)黑云母斜長(zhǎng)片麻巖、云母片巖中的剪切面理傾向北東55°～90°，傾角為60°～75°；拉伸線理傾伏向?yàn)?50°～30°，傾伏角為10°～30°（圖9b）。并且發(fā)育密集透鏡狀石英脈，根據(jù)不對(duì)稱旋轉(zhuǎn)碎斑系及不對(duì)稱褶皺判斷為右行剪切變形（圖10c）。斷裂以南主要為晚元古代-早古生代花崗質(zhì)片麻巖、片巖。而且花崗質(zhì)片麻巖經(jīng)歷了明顯的剪切變形。其剪切面理產(chǎn)狀總體向北東傾，傾角約50°，剪切面理上發(fā)育明顯的拉伸線理，其傾伏向?yàn)?°～10°，傾伏角為30°～40°（圖9a），不對(duì)稱旋轉(zhuǎn)碎斑系等顯微構(gòu)造特征指示了右行運(yùn)動(dòng)性質(zhì)（圖10d）。在安康斷裂以北的古生代大理巖中，不對(duì)稱褶皺表明經(jīng)歷了強(qiáng)烈的由北向南的逆沖變形（圖10e）。在褶皺的軸面劈理上有明顯定向排列的金云母，其拉伸線理產(chǎn)狀為近東西向，而且基本近水平（圖10f），顯示經(jīng)歷了走滑變形。褶皺的樞紐與拉伸線理平行，顯示了A型褶皺特點(diǎn)。近水平的拉伸線理與不對(duì)稱褶皺總體顯示了一種斜向逆沖特征，而且總體以走滑變形為主。安康斷裂北段在兩河口地區(qū)與寧陜斷裂相交，從而在寧陜斷裂西段形成了大量北西-北北西向的拉伸線理（圖9c-h），巖石中的方解石張性脈體和“云母魚”等構(gòu)造特征也指示了右行運(yùn)動(dòng)的特征（圖10g，h）。

圖5 寧陜斷裂帶內(nèi)兩河口-寧陜縣城剖面（A-A’）構(gòu)造變形特征Fig.5 Structural deformation in the Lianghekou－Ningshan section（A－A’）in Ningshan fault belt

圖6 寧陜斷裂帶鎮(zhèn)安縣疙瘩寺 磨石溝口剖面（B-B’）構(gòu)造變形特征Fig.6 Structural deformation in the Gedasi－Moshigoukou section（B－B’）in Ningshan fault belt

圖7 寧陜斷裂帶中段山陽(yáng)縣月亮洞-馬灘鄉(xiāng)剖面（C-C’）左行剪切變形特征Fig.7 Kinematics symbols for the sinistral shear deformation in Yueliangdong－Matan section（C－C’）in Ningshan fault belt

4 變形時(shí)代

圖8 寧陜斷裂帶商南縣青山鎮(zhèn)-湘河鎮(zhèn)剖面（D-D’）走滑剪切變形與拉伸線理特征Fig.8 Stretching lineation statistic and strike－slip shear deformation in Qingshan－Xianghe section（D－D’）in Ningshan fault belt

圖9 安康斷裂帶內(nèi)構(gòu)造面理與拉伸線理統(tǒng)計(jì)圖Fig.9 Statistical chart of the structural plane and stretching lineation in Ankang fault belt

4.1 寧陜斷裂變形時(shí)代

構(gòu)造變形研究表明，寧陜斷裂經(jīng)歷了強(qiáng)烈的韌性和脆性左行走滑變形，但是現(xiàn)有研究涉及該期構(gòu)造事件的時(shí)代較少，筆者早期通過(guò)變形巖石中的變質(zhì)礦物進(jìn)行Ar－Ar年代學(xué)測(cè)定，獲得其年齡為161.0～169.0Ma［20］，但是該年齡僅能反映云母達(dá)到封閉溫度的冷卻年齡。為了獲得更加準(zhǔn)確反映該斷裂初始活動(dòng)的時(shí)間，筆者在斷裂帶內(nèi)采集了同構(gòu)造侵位的花崗巖脈體進(jìn)行年代學(xué)研究。

圖10 安康斷裂帶內(nèi)構(gòu)造變形特征Fig.10 Structural deformation characteristics in Ankang fault belt

在寧陜縣漁灣鎮(zhèn)含榴黑云母片巖中有一條寬約50cm的花崗巖脈體（圖11），該花崗巖脈體與片理平行或小角度斜交侵入，在脈體邊界處可見(jiàn)圍巖片理發(fā)生牽引褶皺，指示了左行運(yùn)動(dòng)特征，但是巖脈本身并沒(méi)有遭受剪切變形，表明該花崗巖脈體應(yīng)該是與走滑剪切變形同期侵入的，屬于同構(gòu)造侵位花崗巖，從而可以確認(rèn)該期走滑剪切變形的時(shí)代。采集該花崗巖樣品進(jìn)行鋯石SHRIMP測(cè)年（表1），測(cè)試單位為中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院離子探針中心，詳細(xì)的分析流程及試驗(yàn)參數(shù)參見(jiàn)文獻(xiàn)［40－42］，所有樣品測(cè)試的原始數(shù)據(jù)處理均采用Isoplot程序［43］。

從圖12可以看出，花崗巖中鋯石呈大小不等的短柱狀，少數(shù)為長(zhǎng)柱狀，粒度多為100～150μm（圖12a）。鋯石陰極發(fā)光圖像具有明顯的震蕩環(huán)帶（圖12a），其U、Th質(zhì)量分?jǐn)?shù)和Th/U值分別為（129～1 164）×10－6、（74～707）×10－6和0.16～0.95（表1），具有典型的巖漿鋯石特征。對(duì)其中的12顆鋯石進(jìn)行了測(cè)定，在206Pb/238U－207Pb/235U 諧和圖解（圖12b）上，所有測(cè)點(diǎn)都基本位于諧和線上。12顆鋯石年齡主要集中在170.0～200.0Ma，其中：最集中的9顆鋯石平均年齡為（186.0±4.0）Ma（圖12c），反映了早侏羅世的構(gòu)造巖漿事件；剩余的3個(gè)鋯石中，點(diǎn)10.1的年齡為370.0Ma，點(diǎn)4.1和12.1的年齡為210.0Ma左右，可能代表了早期巖漿鋯石，也反映了該地區(qū)在晚三疊世可能存在巖漿侵入活動(dòng)。

4.2 安康斷裂變形時(shí)代

圖11 寧陜斷裂帶內(nèi)同構(gòu)造順層侵位的花崗巖脈（寧陜漁灣）Fig.11 Syn－tectonic granitic vein intruded along the foliation in Ningshan fault belt（Yuwan，Ningshan）

沿著安康斷裂帶的不同構(gòu)造位置采集了相應(yīng)的變形巖石樣品，并挑選其中的云母礦物進(jìn)行Ar－Ar測(cè)年，分析結(jié)果見(jiàn)表2。分析樣品采自安康斷裂帶附近，樣品巖性為糜棱巖化花崗巖（DBS278－2）、黑云母片巖（DBS289－2）和大理巖（DBS667－1），測(cè)年礦物為形成近水平礦物線理的云母礦物。Ar－Ar測(cè)年是在中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院Ar－Ar定年實(shí)驗(yàn)室中完成的（表2），實(shí)驗(yàn)條件及流程參見(jiàn)文獻(xiàn)［44－45］。

表1 寧陜斷裂帶內(nèi)同構(gòu)造侵位花崗巖中鋯石U－Pb測(cè)年分析Table 1 Zircon U－Pb dating of the granitic vein in Ningshan fault belt

表2 安康斷裂帶樣品40 Ar/39 Ar階段加熱實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果Table 2 40 Ar/39 Ar stepwise heating result for the sample of Ankang fault belt

安康斷裂附近以南的糜棱巖化花崗巖樣品（DBS278－2）中黑云母的40Ar－39Ar階段升溫測(cè)年分析數(shù)據(jù)見(jiàn)表2，9個(gè)溫度階段組成了一個(gè)強(qiáng)擾動(dòng)的年齡譜（圖13a），并沒(méi)有形成很好的坪年齡。樣品的總氣體年齡為141.6Ma，但是樣品在高溫階段（800～1 400℃階段）的平均年齡為（161.2±7.5）Ma，所占的39Ar析出量為64.9%（圖13a），與該平均年齡相應(yīng)的反等時(shí)線年齡為（161.1±9.3）Ma，40Ar/36Ar的初始比值為306.0±57.0（MSWD＝0.82）（圖13b）。該樣品的總氣體年齡、平均年齡與等時(shí)線年齡在誤差范圍內(nèi)基本一致，而且該樣品的40Ar/36Ar的初始比值明顯大于現(xiàn)今大氣氬的標(biāo)準(zhǔn)值（295.5±5.0），說(shuō)明黑云母的Ar同位素系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)存在明顯的氬富集。此外該樣品中長(zhǎng)石和石英均發(fā)生了剪切變形和細(xì)?；▓D10d），總體反映了該樣品年齡應(yīng)為早期變形后的冷卻年齡。

圖12 寧陜斷裂帶內(nèi)順層侵位花崗巖脈中鋯石陰極發(fā)光圖像與鋯石U－Pb年齡諧和圖Fig.12 CL images and U－Pb age concordant diagram of zircons in granite in Ningshan fault belt

安康斷裂附近的黑云母片巖樣品（DBS289－2）黑云母的40Ar－39Ar階段升溫測(cè)年分析數(shù)據(jù)見(jiàn)表2，9個(gè)溫度階段組成了一個(gè)弱擾動(dòng)的年齡譜（圖13c），形成了較好的坪年齡。樣品的總氣體年齡為146.3 Ma，但是在中高溫階段（800～1 100℃階段）的坪年齡為（161.3±1.5）Ma，所占的39Ar析出量為62.2%（圖13c），與坪年齡相應(yīng)的等時(shí)線年齡為（160.0±17.0）Ma，40Ar/36Ar 的 初 始 比 值 為329.0±360.0（MSWD＝87.00）（圖13d）。盡管該樣品的40Ar/36Ar的初始比值明顯大于現(xiàn)今大氣氬的標(biāo)準(zhǔn)值（295.5±5.0），而且誤差較大，但是該樣品的總氣體年齡、平均年齡與等時(shí)線年齡在誤差范圍內(nèi)基本一致，同樣也說(shuō)明黑云母的Ar同位素系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)存在明顯的氬富集，而且該樣品中長(zhǎng)石和石英均發(fā)生了剪切變形和細(xì)?；▓D10c），也反映了該樣品年齡應(yīng)代表早期變形后的冷卻年齡。

安康斷裂以北的大理巖樣品（DBS667－1）的9個(gè)溫度階段具有很好的坪年齡譜圖（圖13e）。樣品由中高溫階段（700～1 200℃階段）組成的坪年齡為（173.5±1.3）Ma，所占的39Ar析出量為97.5%（圖13e），與相應(yīng)的等時(shí)線年齡（174.0±1.7）Ma完全一致（圖13f）。而且樣品的40Ar/36Ar的初始比值為290.0±1.6（MSWD＝1.18）（圖13f），也與標(biāo)準(zhǔn)氬比值基本一致，表明該年齡可以代表礦物變形的冷卻年齡。

圖13 安康斷裂帶內(nèi)40 Ar－39 Ar坪年齡與等時(shí)線年齡譜圖Fig.13 40 Ar－39 Ar age plateau spectra and isochron diagram of mica in Ankang fault belt

5 討論

5.1 南秦嶺構(gòu)造帶陸內(nèi)碰撞后的陸內(nèi)變形方式與時(shí)代

晚三疊世時(shí)期，南秦嶺構(gòu)造帶經(jīng)歷了強(qiáng)烈的早中生代構(gòu)造巖漿熱事件，形成了巨量的中生代花崗巖體，巖漿活動(dòng)集中在225～200Ma，其地球化學(xué)組成顯示了后碰撞富鉀鈣堿性花崗巖體特征，從而指示了該時(shí)期揚(yáng)子與華北兩大板塊的碰撞匯聚已經(jīng)開始轉(zhuǎn)向伸展環(huán)境［46－52］?，F(xiàn)今在勉略縫合帶發(fā)育強(qiáng)烈的近東西向的韌性剪切帶和脆性斷裂，均表現(xiàn)出明顯的左行走滑特征，通過(guò)云母等變形礦物獲得的Ar－Ar年齡反映的變形時(shí)代為226～200 Ma［7，53－54］，同時(shí)也與變質(zhì)鋯石的年齡一致［55］，這與縫合帶內(nèi)早期擠壓縮短機(jī)制下的韌性逆沖剪切變形特征和時(shí)代明顯不同［8，22，31］，反映了南秦嶺構(gòu)造帶內(nèi)主碰撞變質(zhì)作用在晚三疊世時(shí)期已經(jīng)結(jié)束，并在晚三疊世全面進(jìn)入陸內(nèi)變形階段。

另外，在東秦嶺構(gòu)造帶內(nèi)，也存在強(qiáng)烈的韌性和脆性走滑構(gòu)造變形［56］。這些走滑變形主要沿一些大斷裂分布，包括山陽(yáng)斷裂、十堰斷裂、寧陜斷裂和安康斷裂等，其中尤以寧陜斷裂和安康斷裂的特征明顯。在這些斷裂帶內(nèi)，發(fā)育大量韌性走滑剪切變形形成的A型褶皺和近水平的拉伸線理，以及同構(gòu)造侵位的花崗巖脈。寧陜斷裂帶內(nèi)左行走滑變形的Ar－Ar年齡為162～169Ma［20］，安康斷裂帶右行走滑變形的 Ar－Ar年齡為161.2～173.5Ma，表明南秦嶺構(gòu)造帶在晚中生代時(shí)期同時(shí)存在運(yùn)動(dòng)方向相反的走滑構(gòu)造。而寧陜斷裂帶內(nèi)同構(gòu)造順層侵入的花崗巖脈中的鋯石SHRIMP測(cè)年結(jié)果為186.0Ma，表明寧陜斷裂的走滑至少在早侏羅世時(shí)期已經(jīng)開始。另外，在花崗巖脈中還存在210Ma左右的巖漿鋯石，而且安康斷裂以北大理巖中金云母礦物Ar－Ar定年的最大年齡為224.0Ma，表明南秦嶺造山帶中段地區(qū)仍廣泛發(fā)育早中生代構(gòu)造巖漿活動(dòng)，這與整個(gè)南秦嶺構(gòu)造帶在早中生代的構(gòu)造特征一致。而順層侵入到含榴云母片巖中的花崗巖脈鋯石年齡特征表明，南秦嶺地區(qū)在早侏羅世仍存在一定的巖漿活動(dòng)，但是巖漿活動(dòng)的規(guī)模明顯較晚三疊世巖漿活動(dòng)弱，表明該時(shí)期南秦嶺構(gòu)造帶可能進(jìn)入了新的陸內(nèi)構(gòu)造演化階段。

大巴山弧形構(gòu)造帶內(nèi)晚侏羅世礫巖明顯不整合覆蓋在早期變形地層之上，秭歸盆地的中侏羅世和晚侏羅世沉積物源存在明顯差異［57］，而且寧陜斷裂和安康斷裂的走滑構(gòu)造也主要形成于中侏羅世，表明大巴山弧形構(gòu)造帶的定型構(gòu)造應(yīng)在中侏羅世，這與中國(guó)南北大陸最后拼貼的時(shí)間也剛好一致［58］。雖然大巴山構(gòu)造帶的邊緣斷裂都具有明顯的右行走滑特征，但在構(gòu)造帶內(nèi)主要表現(xiàn)為強(qiáng)烈的北東往南西方向的底面滑脫構(gòu)造變形，這種變形應(yīng)該與揚(yáng)子和華北板塊強(qiáng)烈的擠壓碰撞作用相關(guān)［15－16］。另外，在這期滑脫構(gòu)造變形之后，整個(gè)構(gòu)造帶又疊加了明顯的右行剪切變形，并造成了高川地體中強(qiáng)烈的右行走滑剪切變形［59］。

位于安康斷裂附近的饒峰鎮(zhèn)黑云母片巖和石泉縣糜棱巖化花崗質(zhì)片麻巖均具有相近的最大年齡（173Ma），初始?xì)灞戎狄泊笥跇?biāo)準(zhǔn)值，而且年齡譜圖都具有相同的弱擾動(dòng)特征，表明樣品冷卻過(guò)程中經(jīng)歷了持續(xù)的構(gòu)造活動(dòng)，直到160Ma左右才基本穩(wěn)定。但是斷裂以北大理巖卻獲得了非常穩(wěn)定的坪年齡，所以南秦嶺構(gòu)造帶在中侏羅世變形后期主要沿?cái)嗔鸦顒?dòng)。而且兩件樣品在140Ma和80Ma時(shí)期均有明顯的氬釋放，也表明安康斷裂具有持續(xù)活動(dòng)的特征（圖13）。

變形相關(guān)的云母礦物的Ar－Ar年代學(xué)結(jié)果與同構(gòu)造侵位的未變形花崗巖時(shí)代（186.0Ma）存在一定的差距，這可能與上述兩種礦物的同位素封閉體系溫度存在較大差異有關(guān)。而上述所有定年結(jié)果共同表明南秦嶺構(gòu)造帶內(nèi)的走滑構(gòu)造變形自早侏羅世已經(jīng)開始，并一直持續(xù)到中侏羅世。

5.2 陸塊碰撞過(guò)程中的側(cè)向擠出

晚三疊世以后，南秦嶺構(gòu)造帶內(nèi)的構(gòu)造巖漿活動(dòng)主要代表了伸展環(huán)境的產(chǎn)物，而且前陸盆地沉積也轉(zhuǎn)入了陸相沉積階段，表明秦嶺造山帶的陸塊碰撞拼貼已經(jīng)轉(zhuǎn)入了陸內(nèi)變形階段［5－7，20，60－61］。另外，勉略構(gòu)造帶和南秦嶺地區(qū)在晚三疊世以后都發(fā)育強(qiáng)烈的韌性走滑剪切變形。筆者研究表明，南秦嶺構(gòu)造帶在早-中侏羅世陸內(nèi)變形階段主要表現(xiàn)為強(qiáng)烈的平行造山帶走滑變形，雖然寧陜斷裂和安康斷裂的運(yùn)動(dòng)方向不同，但是同位素年代學(xué)研究表明，兩條斷裂發(fā)生走滑變形的時(shí)間都是中侏羅世。而且襄樊-廣濟(jì)斷裂也經(jīng)歷了明顯的后期右行剪切變形的疊加，活動(dòng)的時(shí)代正好是中侏羅世［34］。所以，這種同時(shí)期發(fā)育的平行造山帶的走滑斷裂共同構(gòu)成了南秦嶺構(gòu)造帶中段的中間塊體整體向東擠出的構(gòu)造效應(yīng)（圖14）。而且在寧陜斷裂以南，基本沒(méi)有出露中生代時(shí)期的的花崗巖［20］，也表明該時(shí)期寧陜斷裂與安康斷裂之間的南秦嶺構(gòu)造帶可能以統(tǒng)一的塊體向東運(yùn)動(dòng)。

這一向東擠出的塊體總體位于漢南雜巖體的東側(cè)，同時(shí)，向西擠出的碧口地體正好位于漢南雜巖體的西側(cè)［9］，從而形成了一個(gè)以漢南雜巖體為強(qiáng)烈擠壓碰撞區(qū)、東西兩側(cè)塊體分別向外擠出的宏觀構(gòu)造特征（圖14）。根據(jù)最新的地球物理資料，城口-房縣斷裂只是大巴山逆沖推覆構(gòu)造的前緣斷裂，并不能真正代表?yè)P(yáng)子板塊北緣的真正邊界［17］，所以南秦嶺構(gòu)造帶內(nèi)側(cè)向擠出塊體被夾持在寧陜斷裂和安康斷裂之間，并沒(méi)有包含大巴山構(gòu)造帶，這也進(jìn)一步證實(shí)了城口-房縣斷裂只是地殼表層的滑脫斷層。

圖14 秦嶺造山帶晚中生代側(cè)向擠出構(gòu)造模型Fig.14 Extrution modle along the orogen of the Qinling orogen in Late Mesozoic

晚侏羅世以后，在中國(guó)中東部和東亞地區(qū)形成了多向擠壓匯聚的燕山期構(gòu)造體系，被稱為“東亞匯聚”［62－63］。“東亞匯聚”啟動(dòng)了經(jīng)典的“燕山運(yùn)動(dòng)”，以強(qiáng)烈的陸內(nèi)俯沖和陸內(nèi)造山為特征。受“東亞匯聚”的影響，揚(yáng)子板塊北緣除了受到新特提斯洋打開和西伯利亞板塊南移引起的南北方向的擠壓應(yīng)力，還受到了太平洋板塊向西俯沖所形成的南東方向的擠壓應(yīng)力［62－63］，從而在揚(yáng)子板塊東北緣形成了一個(gè)復(fù)合的構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)環(huán)境（圖14）。正是在這種復(fù)合的構(gòu)造應(yīng)力條件下，揚(yáng)子板塊東北緣持續(xù)向秦嶺造山帶擠入，形成了晚侏羅世以后的主碰撞區(qū)，并形成了四川盆地東北緣的X型剪切斷裂［9］，以及襄樊-廣濟(jì)斷裂中保存的向北的韌性逆沖［34］。而且黃陵背斜西側(cè)的秭歸盆地的沉積特征也發(fā)生了變化，由早-中侏羅世的西側(cè)物源轉(zhuǎn)變?yōu)橥碣_世的東側(cè)物源［57］，這應(yīng)該與揚(yáng)子板塊東北緣在中-晚侏羅世的構(gòu)造轉(zhuǎn)換相關(guān)。而且晚侏羅世的陸內(nèi)俯沖正好造成了桐柏-大別超高壓巖石從下地殼抬升到上地殼，并且以側(cè)向擠出的方式抬升到地表［10，13］，同時(shí)也在大別山地體內(nèi)形成了大量燕山期花崗巖漿和火山活動(dòng)。所以南秦嶺構(gòu)造帶在晚中生代的陸內(nèi)變形階段一直是以平行造山帶的側(cè)向擠出為主要構(gòu)造特征，而且隨著主碰撞構(gòu)造位置的轉(zhuǎn)變，側(cè)向擠出塊體也會(huì)發(fā)生變化。當(dāng)然，對(duì)于這種擠出構(gòu)造的規(guī)模和時(shí)間還有待進(jìn)一步研究。

在晚中生代陸內(nèi)側(cè)向擠出過(guò)程中，安康斷裂以南的大巴山構(gòu)造帶內(nèi)發(fā)生了強(qiáng)烈的由北東向南西方向的滑脫構(gòu)造變形，形成了一系列總體呈北西-北西西向的隔檔式、箱狀褶皺［14－15，17］。同時(shí)在大巴山構(gòu)造帶內(nèi)還發(fā)育強(qiáng)烈的右行走滑變形，其中以高川地體的表現(xiàn)最為顯著［59］。而且兩種變形的時(shí)代基本一致，都是在中-晚侏羅世。這種由北向南的滑脫構(gòu)造變形與右行走滑變形共同形成了滑脫擠出的構(gòu)造特點(diǎn)［64］，這可能是揚(yáng)子板塊北緣漢南雜巖的向北擠入和后期揚(yáng)子板塊東北緣向北擠入共同作用的結(jié)果（圖14）。

南秦嶺構(gòu)造帶內(nèi)構(gòu)造變形與年代學(xué)研究顯示，秦嶺造山帶在經(jīng)歷了二疊紀(jì)-中三疊世陸塊碰撞早期的韌性逆沖推覆構(gòu)造之后，快速轉(zhuǎn)換為陸內(nèi)變形階段。陸內(nèi)變形的主要方式是平行造山帶的左行走滑剪切變形，即在主碰撞造山作用之后不久，沿著造山帶方向的側(cè)向走滑位移和擠出［7］。陸內(nèi)變形的晚期，秦嶺造山帶內(nèi)的構(gòu)造變形演變?yōu)榇嘈宰呋瑯?gòu)造，勉略縫合帶和寧陜斷裂帶內(nèi)左行脆性構(gòu)造均十分明顯，同時(shí)也表明這種平行造山帶的側(cè)向滑移過(guò)程從深部到地殼淺層是一致的。

6 結(jié)論

1）南秦嶺構(gòu)造帶內(nèi)存在平行造山帶的走滑斷裂，如寧陜斷裂和安康斷裂，沿著這些斷裂發(fā)生了強(qiáng)烈的韌性走滑剪切變形，形成了大量A型褶皺群和近水平的拉伸線理。

2）南秦嶺構(gòu)造帶北部的寧陜斷裂具有左行剪切變形的特征，同構(gòu)造侵入的花崗巖脈的鋯石年齡為（186.0±4.0）Ma，表明該斷裂至少自早侏羅世已經(jīng)開始活動(dòng)。

3）南秦嶺構(gòu)造帶南部的安康斷裂具有右行剪切變形特征，其云母變形礦物的 Ar－Ar年齡為161.2～173.5Ma，表明該斷裂經(jīng)歷了早-中侏羅世階段的構(gòu)造變形。

4）南秦嶺構(gòu)造帶內(nèi)陸內(nèi)變形自晚三疊世開始后，一直持續(xù)到中侏羅世。在這一時(shí)間段內(nèi)，秦嶺造山帶以強(qiáng)烈的陸內(nèi)走滑和側(cè)向擠出構(gòu)造為最重要的構(gòu)造變形方式。

本文成文過(guò)程中得到了趙越研究員的指導(dǎo)，在此致謝。

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