桐柏碰撞造山带及其邻区变形特征与构造演化

摘要

近二十年来，基于岩石学，同位素地球化学，构造地质学以及地质年代学等的相关资料，地质学家们提出了许多模式来解释秦岭-大别-苏鲁碰撞造山带的高压-超高压岩石的折返机制。这些研究主要集中在大别-苏鲁造山带，而对其西侧的桐柏碰撞造山带研究较少。桐柏碰撞造山带位于秦岭造山带与大别-苏鲁造山带的衔接部位，是华北板块与华南板块，及其之间所夹持的南秦岭微地块，于中生代碰撞拼合的产物，主体由两部分组成：核部的桐柏核部杂岩单元及其两侧的高压岩片单元。本文以构造解析为基础，通过筛分桐柏碰撞造山带及其邻区各期次的构造变形样式，建立横跨造山带的地质剖面，并依据现有的地质年代学资料，推断桐柏陆-陆碰撞造山带的演化过程，探讨其高压变质岩石的折返机制。
　　 桐柏碰撞造山带及其邻区可以划分为九个大地构造单元，自北向南分别是：华北克拉通南缘岩石构造单元-宽坪岩群，具弧后盆地性质的二郎坪岩石构造单元，具岛弧性质的秦岭杂岩单元，龟山岩组和南湾岩组构成的俯冲前缘楔构造带，构造混杂岩带，桐柏北部高压岩片单元，桐柏核部杂岩单元，桐柏南部高压岩片单元以及随州构造变形带。
　　 根据详细的构造解析以及现有的地质年代学资料，本文将区域中生代由陆-陆俯冲引起的高压变质作用之后的构造变形分为五幕，前两幕变形主要发育在构造混杂岩带以南的各个岩石构造单元中，之后的三幕变形则波及整个研究区。第一幕变形的时间约为255～238Ma，以发育区域上透入性的片理及北西西向的拉伸线理为主。第二幕变形的时间约为230～215Ma，以顶部指向南的逆冲推覆构造为主。第三幕变形应早于早侏罗世，以枢纽近北西西向的宽缓褶皱为主要特征。第四幕变形大致发生在135～120Ma之间，主要表现为桐柏核部杂岩两侧及其内部走滑型韧性剪切带的活动。第五幕变形时间约为120～80Ma，主要为北西向及北东向脆性断裂的发育，并切割以上所有构造形迹。
　　 上述构造变形是在该区榴辉岩相变质作用峰期之后发生的，因此记录了高压岩石的折返过程。其中前三幕变形为印支期同碰撞变形，高压岩片在这三幕变形的先后作用下呈阶段性抬升，其具体过程是：1）早期由第一幕变形所形成的L1拉伸线理约束的自西相东的挤出阶段；2)随后由第二幕自北向南的逆冲推覆构造所约束的垂向抬升阶段；3）后期由第三幕宽缓褶皱构造所约束的抬升阶段。其中前两个阶段可以与现今普遍接受的大别山早期快速折返阶段相对应，而第三个阶段则可以与后期的慢速折返阶段相对应。区域后两幕变形为燕山期叠加改造变形，至此形成了桐柏碰撞造山带及其邻区现今主体的构造组合样式。

目录

文摘

英文文摘

谨献

0 前言

0.1 研究意义及选题依据

0.2 研究思路与方法

0.3 主要研究成果

0.4 论文工作量

1 区域地质背景

1.1 大地构造位置

1.2 岩石构造单元划分及其大地构造属性

1.2.1 宽坪岩群

1.2.2 二郎坪岩石构造单元

1.2.3 秦岭岩群

1.2.4 龟山岩组及南湾岩组

1.2.5 构造混杂岩带

1.2.6 桐柏北部高压岩片单元

1.2.7 桐柏核部杂岩单元

1.2.8 桐柏南部高压岩片单元

1.2.9 随州构造变形带

1.2.10 花岗岩体及其构造意义

1.3 主要边界韧性剪切带及断裂

1.3.1 油房庄韧性剪切带(f1)

1.3.2 小董庄韧性剪切带(f2)

1.3.3 王小庄韧性剪切带(f3)

1.3.4 王老家韧性剪切带(f4)

1.3.5 好汉坡韧性剪切带(f5)

1.3.6 松扒韧性剪切带(f6)

1.3.7 老湾断裂(f7)

1.3.8 李家庄韧性剪切带(f8)

1.3.9 娘娘庙韧性剪切带(f9)

1.3.10 固庙韧性剪切带(f10)

1.3.11 新城（脆-）韧性剪切带(f11)

1.3.12 马鞍山韧性剪切带(f12)

1.3.13 新市韧性剪切带(f13)

2 构造变形样式

2.1 印支期陆-陆俯冲碰撞变形样式

2.1.1 第一幕变形的几何学及运动学特征

2.1.2 第二幕变形的几何学及运动学特征

2.1.3 第三幕变形的几何学及运动学特征

2.2 燕山期碰撞后陆内变形样式

2.2.1 第四幕变形的几何学及运动学特征

2.2.2 第五幕变形的几何学及运动学特征

2.3 造山带整体构造样式

3 变形时间厘定

4 桐柏碰撞造山带及其邻区的动力学演化

4.1 前印支期洋-陆俯冲过程的动力学演化

4.2 印支期陆-陆俯冲碰撞过程的动力学演化

4.2.1 桐柏山高压岩石的折返剥露过程

4.2.2 高压-超高压岩石的重要折返机制：造山带挤出构造

4.2.3 造山带挤出构造对桐柏-大别-苏鲁造山带高压-超高压岩石折返过程的约束

4.3 燕山期碰撞后陆内变形的动力学演化

5 结论

参考文献

致谢

个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果