大别造山带西段构造单元_徐备

DOI:10.16108/j.issn1006-7493.2000.03.003
第6卷　第3期　高校地质学报　Vol.6　No.3　2000年9月　Geological Journal of China Universities　Sept.2000　文章编号:1006-7493(2000)03-0389-07
大别造山带西段构造单元
徐　备,王长秋
(北京大学地质学系,北京100871)
摘　要:将大别造山带西段划分为7个二级构造单元,从北向南依次为:(1)马畈褶皱带;(2)凉亭
混杂岩带;(3)牢山褶皱带;(4)苏家河滑覆席;(5)熊店-浒湾韧性剪切带;(6)卡房片麻岩穹窿和
(7)彭店韧性剪切带。

其中马畈褶皱带属华北板块南缘,凉亭混杂岩带可能代表碰撞缝合带位置。

野外构造变形特征反映有4期依次发生的构造作用:(1)近南北向的褶皱作用;(2)从南向北的韧
性推覆剪切作用;(3)右旋走滑韧性剪切作用;(4)垂向隆升作用和与其有关的伸展滑脱作用。

关　键　词:大别山西段;构造单元;变形作用;秦岭-大别造山带
中图分类号:P542 文献标识码:A
1　引　言
大别造山带是扬子板块与华北板块之间的碰撞造山带。

该带独特的高压-超高压岩石和复杂的地质构造引起了国内外地质界的高度关注。

以商城—麻城近南北向断裂为界,可将大别造山带分为东、西两段。

关于东段造山带结构的研究成果较多,如董树文等[1]识别出古岛弧、弧后盆地、混杂岩、高压变质带和褶皱带等5个构造单元;Wang[2]则划分了北准阳复理石带、北大别杂岩、南大别杂岩和宿松变质核杂岩带等4个岩石-构造单元;徐树桐等[3]曾用薄壳板块构造模式解释大别山东段造山带结构。

关于大别山西段造山带结构,索书田等[4]也提出了双侧造山带模式,并根据岩石特征划分出若干岩性单元,如北准阳绿片岩-角闪岩相带、苏家河冷榴辉岩带、北大别麻粒岩带和变质橄榄岩带等[5～7]。

然而,为查明大别造山带西段的精细结构必须进行更为详细的野外构造地质学研究。

本文报道了笔者在大别造山带西段新县—大悟地区根据野外构造和岩石特征所划分的造山带二级构造单元,并讨论了西段造山带结构、主缝合线位置和构造作用的期次。

2　构造单元划分
根据笔者野外收集的构造地质资料,按照构造变形几何学、运动学及岩石类型等方面的不同,可将大别造山带西段划分为7个二级构造单元(图1),从北向南依次为:(1)马畈褶皱带(MFB);(2)凉亭混杂岩带(LMB);(3)牢山褶皱带(LFB);(4)苏家河滑覆席(STS);(5)熊店-浒湾韧性剪切带(XHB);(6)卡房片麻岩穹窿(KGD);(7)彭店韧性剪切带(PSB)。

收稿日期:1999-11-02;修订日期:2000-03-26
基金项目:国家自然科学基金资助项目(49372100);国家重点基础研究发展规划项目(G1999075511);教育部留学回国人员科研启动基金
图1　大别造山带西段二级构造单元(图中大写字母组合为构造单元代号,详见正文)
Fig .1　T ectonic units of the w ester n Dabie orogenic belt
2.1　马畈褶皱带
位于光山县马畈—文殊寺地区,南界为左吊桥—付畈—石子园一线。

南北宽约5～10km ,东西延伸30km 以上。

主要岩性为斜长角闪片岩夹变粒岩、黑云斜长片岩及大理岩组合。

该带的主要构造特征是发育复杂褶皱,均为紧闭同斜的弯流型,轴面多呈中—高角度,倾向南西。

例如,在马畈石料厂—甘岗口一带,灰绿色变粒岩、厚层大理岩及斜长角闪片岩组成紧闭褶皱,核部大理岩加厚并呈复杂的层内流动形态。

该套地层被花岗闪长岩和石英闪长岩侵入,后者Ar /Ar 同位素年龄为462.7M a [8]。

因此马畈褶皱带的变形时间应早于460Ma ,其地层可能相
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当于下古生界。

马畈褶皱带的岩石类型与本区其他构造单元有明显差别,其原岩是一套火山-沉积岩系,可与二郎坪群对比,故可能代表华北板块南缘部分。

2.2　凉亭混杂岩带
该带位于左吊桥—付畈—石子园一线以南。

研究区内东西延伸约30km ,向西可达信阳以南的东双河一带,向东延至金寨地区,延绵百余公里。

在凉亭附近,混杂岩带南北宽约2km ,基质为灰绿色长英质糜棱岩,岩块成份有白色粗晶大理岩、黑灰色大理岩、斜长角闪岩等。

在柳林河附近,具多期复杂变形的深变质岩块被糜棱岩所包绕,两者间发育强烈的糜棱片理带,这种岩块在左吊桥一带也有出露,可能属秦岭群碎块。

各种岩块的出露面积从1m ×3m 到0.3m ×0.5m 。

混杂岩的基质为糜棱岩,属于含石榴石白云母长英片岩。

带内变形有两期,早期构造表现为倾向南-南西倾向的糜棱片理,倾角约30°～50°。

糜棱岩内有不对称的小型褶皱,枢纽近东西向,说明曾发生过向北的推覆剪切。

晚期迭加了右旋剪切构造,表现为在南-南西倾向的糜棱片理面上发育近东西向线理,倾伏角15°～5°。

野外观察可见“云母鱼”、白色碳酸盐条带或团块组成的不对称拉伸等各类韧性平移变形标志,均指示右旋剪切方向。

2.3　牢山褶皱带
该带在凉亭—柳林—毛楼一线以南的牢山—南向店地区,岩性和构造特征均有明显改变,据此划分出牢山褶皱带。

其南北宽约6km ,北界与凉亭混杂岩带呈断层接触,南界和西界被苏家河滑覆席所限定。

带内岩石称龟山组,是一套斜长角闪片岩夹长英质片岩组合,其同位素Rb -Sr 全岩等时线年龄为1297Ma ①,应属中元古代。

变形构造以发育露头尺度的褶皱为特征。

这些褶皱以岩石早期片理为运动面,属弯滑褶皱类型。

在周党南、牢山北和柳林河南三个剖面中,都见到露头尺度的连续褶皱,最长可达30m ,其轴面倾向190°～210°,倾角35°～60°。

褶皱形态不对称,南翼缓,北翼陡且向北倒转,核部无明显加厚,枢纽向SEE 方向缓倾伏。

这些特征说明本单元是一个以发育不对称南倾褶皱系为特征的褶皱带。

2.4　苏家河滑覆席
其北界位于牢山南2km 到南向店一线,南界止于苏家河—钱大湾一线,南北宽约4～6km ,向西出露加宽,并掩盖了凉亭混杂岩带和牢山褶皱带。

逆冲席由无变质或极浅变质的砂岩、粉砂岩复理石组成,已发现的微古化石表明复理石属中上泥盆统,称为南湾组[9]。

复理石多由TAE 型鲍玛序列组成,单个序列厚度从旋迥下部1m 到上部1cm 不等。

层理多为高角度南倾,通过递变层理可知其产状正常或倒转变化较频繁,表明这些地层已形成枢纽近东西向的紧闭褶皱。

做为滑覆席特有的构造主要是指其边界的韧性推覆剪切带。

在逆冲席北界,复理石地层被改造为糜棱岩,片理高角度南倾并形成与牢山褶皱带的断层接触。

在逆冲席南界的钱大湾一带,发育轴面向北西缓倾的不对称褶皱,轴面片理倾向345°,倾角17°,指示出逆冲席底部发育向南运动的滑覆断层,使得早期已发育紧闭褶皱的南湾组向南滑覆而盖在不同的构造单元之上。

2.5　熊店-浒湾韧性剪切带
该单元为含榴辉岩的韧性剪切带。

沿熊店、千斤河棚到浒湾呈NWW -SEE 向展布,延伸可达50km ,南北宽约3～5km 。

剪切带岩石类型主要为白云母长英质片麻岩。

榴辉岩出现较多的地区有熊店、千斤河棚和浒湾等地。

它们呈几米到几厘米的岩块或布丁见于片麻岩中,随3913期 徐　备等:大别造山带西段构造单元 ①河南地质三队.1:50000周党幅地质报告.1995.
韧性剪切而强烈变形。

野外观察表明该带经历两期变形:早期变形为倾向北到北东、倾角35°～65°的片理化带,具有明显的韧性变形特征。

如在浒湾—吴陈河公路及钱河大桥一带片麻岩及其所夹榴辉岩中,S -C 构造、石英的不对称形态等运动学标志表明为向北的剪切,北倾片理面上普遍发育由云母鱼形成的线理,倾伏方向20°～25°,倾角17°。

晚期变形形成各种清晰的右旋剪切构造,例如在熊店可见榴辉岩及其围岩中早期片理被改造,形成小型不对称尖棱褶皱,石榴石被剪切破碎、旋转或拉伸,表明右旋方向。

在双河镇、浒湾等地均见榴辉岩呈撕裂状、斜长角闪岩呈多米诺骨牌状,其不对称形态也反映右旋剪切。

2.6　卡房片麻岩穹窿
这是一个夹持于彭店韧性剪切带与熊店—浒湾韧性剪切带之间的构造单元。

其突出特征
是片麻理有规律地向四周缓倾斜,形成宽缓穹窿状构造,总面积约500km 2。

构成该穹窿的主
要岩石为花岗片麻岩,并夹有斜长角闪岩和榴辉(闪)岩。

后者呈似层状或透镜状产出,顺片麻理平缓分布,其产状与前述熊店—浒湾和彭店剪切带中所见的迥然不同。

笔者以卡房乡为中心,向四周追索的6条剖面表明,片麻理向四周缓倾斜的变化十分明显。

在从卡房向北至墨斗河长约10km 的剖面上,露头连续且清晰,片麻理倾向变化于NW —NE 之间,倾角稳定于10°～20°范围内。

靠近卡房乡的刘家畈一带片麻理甚至近于水平产出。

在从卡房向北西到张家墩长约8km 路线上,片麻理倾向275°～290°,倾角12°～25°。

卡房西南4km 的石门冲—黄陂站出露约4km 的连续剖面,片麻理倾向215°～265°,倾角20°～37°。

卡房向南到土门冲约6km 的剖面中,片麻理以24°～195°的倾向和12°～19°的倾角稳定分布,与卡房向北的剖面呈完全相反的产状。

卡房东南天台冲—香炉山约9km 的南南东向剖面中,片麻理倾向155°～230°,倾角多15°～25°;在天台山风景点,片麻理倾向127°,倾角9°,形成名符其实的“天台”。

从卡房以北3km 的刘家咀向以东5km 的四斗畈做弧形路线追索,发现片麻理的产状从前者的20°∠15°经50°∠15°,70°∠18°,84°∠17°变化到后者的95°∠33°,表现出随方位不同产状亦相应变化的明显规律性。

值得注意的是,野外观察表明尽管片麻理的产状呈穹窿状,但矿物线理和运动指向却反映总体向北的韧性推覆剪切,这表明早期运动学的特征。

晚期伸展作用造成的构造包括向周缘滑脱的脆-韧性剪切破裂,低角度正断层和以糜棱片理或片麻理为运动面的平卧褶皱。

因此卡房片麻岩穹窿仅是描述意义上的,它是早期向北的大面积韧性推覆逆冲席经后期隆升作用而形成的。

2.7　彭店韧性剪切带
该带呈NNW -SSE 向,经彭店—吕王城向南延伸,长度可达50km 。

在吕王城以南见小型超基性岩体沿本带呈串珠状分布。

其与前述各单元以约70°的角度相交,相交处被中生代花岗岩所侵入。

组成该带的岩石主要是白云母花岗片麻岩,夹榴辉岩、斜长角闪岩及大理岩。

它们都受到强烈韧性变形,成为宽约6～10km 的剪切带。

糜棱片理总体向NEE 高角度倾斜,透入性极强。

矿物拉伸线理为近水平方向,易于观察,由石榴石、角闪石、云母等组成。

运动学标志非常明显,一致指示该带为右旋剪切。

例如在肖家山一带夹有大量榴辉岩的透镜体、撕裂体或条带,呈明显的右行不对称拉伸,水平线理清晰;新生的角闪石在斜长角闪岩的裂隙中呈水平方向生长,而S -C 构造、石英的不对称形态、云母鱼均显示右旋平移特征。

因此可确定本单元是一条右旋平移韧性剪切带。

3　讨　论上述构造单元划分初步揭示出一个较为精细的造山带结构剖面,它表明大别造山带西段392
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可能是由不同时代、不同变质和变形历史的华北和扬子板块边缘部分经过碰撞造山作用而形成的。

凉亭混杂岩带可能代表碰撞缝合带位置。

该带以北的马畈褶皱带属华北板块南缘,主要保留早古生代褶皱变形特征并迭加了中生代构造。

向南的牢山褶皱带与马畈褶皱带的岩性及时代差异很大,但却具相同的褶皱样式及构造面理方向,可能都是早古生代构造运动的产物。

苏家河滑覆席早期可能是造山带北缘南湾组的紧闭褶皱系,后由于向南的滑脱作用而进入造山带核部位置。

卡房片麻岩穹窿、熊店—浒湾和彭店韧性剪切带早期可能同属一个巨大的向北推覆的岩片,其上部含较多榴辉岩和斜长角闪岩,熊店榴辉岩的Sm -Nd 等时线年龄为422±67M a [5],代表扬子板块北缘及其俯冲部分。

岩片向北推覆之后受到右旋剪切作用,导致后两者的形成并限定了片麻岩穹窿的北界和西界。

这种解释符合大别山西段榴辉岩赋存的一般规律,即:在片麻岩穹窿范围内出现的榴辉岩多呈较平缓的顺层状透镜体形式产出;而在熊店—浒湾和彭店两条剪切带范围内,榴辉岩产状陡、被强烈水平拉伸和剪切以致形成几厘米的透镜体及布丁构造。

研究资料表明,片麻岩穹窿的形成显然是更晚的构造事件,其时代可能为195.2±0.2M a [10]。

前述野外构造变形特征可以总结为以下几期依次发生的构造作用:(1)近南北向的褶皱作用;(2)从南向北的韧性推覆剪切作用;(3)右旋走滑韧性剪切作用;(4)垂向隆升作用和与其有关的伸展滑脱作用。

致　谢　工作中得到崔文元、刘树文等专家的帮助,特此致谢。

第一作者简介:徐　备,男,1954年生。

1988年在中国地质大学获博士学位。

1988-1992年先后在南京大学
地球科学系和美国Smithsonian 研究院做博士后研究,1992年获香港霍英东基金会青年教师
研究基金。

现为北京大学地质学系教授,博士生导师,研究方向为造山带和盆地构造。

参考文献:
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Tectonic Units in the Western Dabie Orogenic Belt
XU Bei ,WANG Chang -qiu
(Department of Geology ,Peking university ,Beijing 100871,China )
A bstract :From our detail structural investgation in the Xinxian area of the northwestern Dabie ,seven structural units have been recog nized ,which include :(1)M afan fold belt (M F
B ),(2)Liangting melange belt (LMB ),(3)Laoshan fold belt (LFB ),(4)Sujiahe thrust sheet (STS ),
(5)Xong -Huwan shear belt (XHB ),(6)Kafang gneiss dome (KGD ),and (7)Pengdian shear belt (PSB )(Fig .1).
The MFB is the northernmost unit and consists of foliated amphibolites ,quartzofeldspathic schists ,and intercalated leptynites and marbles called the Erlangping Group .The M FB is perva -sively affected by middle -small scale ,tight to isoclinal folds .Dominant foliations are S -dipping .Petrologic affinities indicate that the MFB protolith may have orig inated from a Palaeozoic arc de -veloped along the southern margin of the Sino -Ko rean craton .The LM B is characterized by a chaotic block assemblage and penetrative shear defo rmation .Blocks include marble ,chert ,gneis -sic amphibolite ,and garnet -plag iogneiss .The melange m atrix is mylonitic and exhibits mineral assemblages indicating greenschist -facies recry stallization .Shear fabrics include S -C structure ,mica fish ,asymmetric recrystallized tails of quartz lenses ,together w ith the south -dipping shear foliation and small asymmetric fold structures ,all indicating a top -to -north shear sense .Thses have been overprinted by a dex tral shear deform ation .The LFB forms the hanging w all of the LM B .The section reaches a maximum structural thickness of 6km and is composed of interbed -ded mica -quartz schists and schistose am phibolites of the upper Proterozoic Guishan Form ation .M oderate -to tight -folds and penetrative south -dipping foliations are prevalent .These folds are generally asy mmetric ,exhibiting no rth vergence and E -W striking ,subho rizontal fold axes .The S TS is bounded by a folded thrust dipping to the south from the LFB and dipping to the north from the XHB .It consists of Devonian unmetamo rphosed to low er g reenschist facies rocks that are affected by predominately south -vergent thrust faults ,inclined to recum bent folds ,and slaty cleavage that all ex hibit a top -to -south shear sense .Structurally underlying the S TS ,the XHB is defined by a 3～5km thick zone of mylonitic gneisses that contains sheared eclogite .Mylonitic fo -liations affecting the XHB generally dip to the north .Tw o generations of S -C my lonitic fabrics consisting of top -to -north thrust sense overprinted by subhorizontal dex tral shear have been recog -nized .With a NWW -SEE strike ,the PSB consists of g neisses intercalated with sheared eclogite 394
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and ultramafic rocks .Top -to -NE shear fabrics defined by mica -fish and S -C structures are largely obliterated by steep -dipping foliations ,subho rizontal lineation defined by pheng ite and amphibole ,and boudinage of eclogite ,w hich all clearly indicate a dextral shear sense .The final unit (KGD )consists of gently domed g neiss and intercalated eclogites and occupies a triangle area of over 500km 2bounded by the XHB to the no rth and by the PSB to the southw est .The shallowly inclined foliation within the KGD contrasts markedly with the >45°dip angles that characterize the XHB and PSB .A domal structure is centered approximately on Kafang .
The MFB may belong to a Paleozoic southern margin of the Sino -Ko rean craton .The LMB has been interpreted as the suture position betw een the Sino -Ko rean and Yang tze cratons .History of defo rmation in the western Dabie has been sug gested :(1)folding with W -E strike followed by
(2)top -to -north shear ,(3)later dextral strike -slip faulting and (4)doming event related to ex -tension .
Key words :the western Dabie ;tectonic unit ;defo rmation ;the Qinling -Dabie orogenic belt 3953期 徐　备等:大别造山带西段构造单元 。