桐柏山商丹断裂带东延段石榴云母片岩中石榴子石显微构造特征及变质—变形环境分析.pdf

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1、ol．7No。地质论评GEOLOGICALREVIEWV年N。2。1桐柏山商丹断裂带东延段石榴云母片岩中石榴子石显微构造特征及变质一变形环境分析任升莲¨，宋传中¨，林寿发，，张浩然¨，李加好¨，涂文传¨，张欢¨，章骏杰1)合)~Bq-业大学资源与环境工程学院，中国合肥，230009；2)加拿大滑铁卢大学，加拿大安大略省滑铁卢，N2L3G1内容提要：韧性剪切带上岩石变质一变形条件的研究是探讨造山带造山过程及造山机制的重要环节。岩石中矿物显微、超微构造特征是造山带形成环境的真实体现，是造山带变形研究的基础。本文通过对商丹断裂带(即商南一丹凤断裂带)东延段桐柏山地区

2、石榴云母片岩中石榴子石的位错特征及动态重结晶型式等显微构造特征，分析研究石榴子石塑性变形方式、变形机制及形成环境。该石榴子石的位错主要是自由位错、位错壁，位错运动以滑移为主，滑移面为1／2<111>{110}和<100>{001}。石榴子石的动态重结晶是由于晶体边界的亚晶粒生长和边界迁移而形成。用石榴子石一白云母地质温度计计算得出其形成温度为562—617~C，白云母中的压力计计算出的压力为0．77～1．02GPa。石榴子石的自由位错密度平均值为P=6．14x10／cm，差异应力是0．51GPa，应变速率为0．497536nm／s。通过系统分析认为其位错特点与

3、构造带的形成发展有关，早期经受了中级区域变质作用，随着造山作用导致的剪切带形成，该岩石经历了较强的应力作用，其中的石榴子石形成了高密度位错和亚晶粒，最后在相对低应力的热驰豫阶段产生重结晶，导致石榴子石产生塑性变形。关键词：桐柏山；石榴云母片岩；变质环境；石榴子石变形；石榴子石动态重结晶中央造山带是研究东古特提斯和中国大陆主体可以推断构造带的形成条件以及构造演化(张国伟完成其最后拼合的关键地带之一，西从祁连山、昆仑等，2001)。桐柏山北部商丹断裂带东延段发育有山和松潘三支向东汇聚于秦岭、桐柏山、大别山，它结晶程度较高的石榴云母片岩，岩石中石榴子石的们虽都形成于

4、中一新生代，但主造山碰撞期各有不变质一变形特征明显，记录了商丹断裂带形成过程同，都是在先期主造山作用构造基础上，于中一新生中的温度、压力、流体逸度等信息，对石榴子石的精代中一晚期由陆内造山作用隆升而成的(张国伟细研究有利于揭示扬子、华北两大板块俯冲、碰撞过等，1998)。秦岭、桐柏山、大别山段是扬子板块与程、构造演化和形成环境。华北板块俯冲、碰撞的结果，而商丹断裂带(即商前人对桐柏山北部和商丹断裂带的研究多为几南一丹风断裂带)作为两大板块的缝合线也被多数何学、运动学、动力学等构造特征研究，成果斐然地质学家认可(张国伟等，1998，2001；钟增球等，(黄少英等

5、，2002，2006)，但利用构造带特征变质一2001；宋传中，2000；宋传中等，2009)，对该断裂带的变形矿物研究构造带的形成环境及构造发展演化尚深入研究有助于揭示中生代以来大陆碰撞及中央造少。山带区域变质作用发生的构造背景和机理，对板块笔者等在对商丹带的研究发现：在桐柏山地区缝合带中结晶岩石变质一变形形成条件的研究更是带上的石榴子石特征非常明显，极利于特征构造矿探讨造山过程与构造环境的重要环节。物的研究。因此，对该地区构造带上的石榴子石进构造带岩石的变质一变形与温度、压力、原岩成行了系统的成分和变形研究。力图通过对桐柏山地分、流体逸度和时间等因素密切相

6、关，这些因素的变区商丹断裂带东延段韧性剪切带中石榴子石变斑晶化都会真实地记录在构造带岩石中，利用这些信息的显微、超微结构构造变化的研究，揭示该韧性剪切注：本文为国家自然科学基金资助项目(批准号40372097，40772131，41072161)与中石化基础研究项目(编号09-02)的成果。收稿日期：2010．12．24；改回日期：2011-04—18；责任编辑：章雨旭。作者简介：任升莲，女，1963年生。副教授。主要从事矿物学、岩石学的教学和科研工作。Email：ren_lotus@126．tom。第6期任升莲等：桐柏山商丹断裂带东延段石榴云母片岩中石榴子石

7、显微构造特征及变质一变形环境分析801带岩性为石榴云母片岩、蓝闪绿泥片岩、角闪片岩和球状”包裹体痕迹(图2c、d)，说明它的早一中期生不同成分的变晶糜棱岩等，片理倾向北一东，倾角小长环境具有剪切变形的分量；可以通过变斑晶最初于南部多为25。～35。，其北界以正断层与毛坡一胡片理与变斑晶外部片理的夹角，判断剪切运动中变家寨火山岩带相邻。本文所用样品属于桐柏山北侧斑晶的旋转角度。这类变斑晶是在递进生长过程中的商丹断裂带东延段，采白于信阳市南侧(图1)，岩受到差异运动旋转而形成的，是造山作用过程中不性为石榴云母片岩，与鸿仪河一罗庄榴辉岩带岩性同期近垂直的和近水平挤压

8、形成的面理连续近正交一致，是卷人构造带