东秦岭北部造山过程中的不同变形作用和转换关系研究

本项目以板块构造学和大陆动力学的探索为指导，瞄准东秦岭北部挤压作用、走滑作用、伸展作用下不同性质、不同强度的构造变形，以三条主要剪切带和北缘变质核杂岩群为标志体，沿三条主要观察剖面，通过重点地区构造地质填图、构造剖面绘制、构造解析等常规的构造研究方法，研究不同变形作用几何学、运动学、动力学及其综合性状；利用运动学涡度分析、有限应变测量、构造年代学测试等方法，研究剪切类型，确定缩短变形、走滑变形和伸展变形的量级，厘定秦岭造山过程中挤压作用、走滑作用、伸展作用的表现、成因、变形细节和阶段，探索不同变形作用发育的构造部位、精细过程、相互转换、时-空关系和动力学机制；利用构造解析、变形分解的理论与方法，揭示它们在造山过程中的作用，从构造物理过程的角度进一步认识秦岭造山带，丰富构造地质学研究的内容和方法；为研究造山带演化过程中岩石圈的变形作用和转换关系提供新的信息，争取在大陆动力学理论上有所创新。

项目研究成果：①厘定了刘岭岩群北带具有由北向南逆冲的运动学特征。商丹断裂带南侧的刘岭岩群是一套复杂的构造岩石组合；峰期温度560-588℃，压力0.59-0.65Gpa；表现为自北向南逆冲、岩片叠置和南倒北倾的同斜褶皱。②发现了商丹断裂带具有先俯冲后走滑的运动学关系。商丹带倾向N，倾角50°，由北向南逆冲，倾向线理为主；温度400-500℃，差应力102.7-139.8Mpa，三轴扁椭球状，变形强度r=3-5，运动学涡度WK=0.54-0.67，纯剪为主。后期发育与商丹带走向一致近水平线理，左行走滑。③分析了秦岭岩块向西侧向挤出的流变学特征。大量平行造山带的A型褶皱揭示了秦岭岩块抬升兼向西侧向挤出的过程，温度686℃，压力0.63Gpa，时代400Ma。④揭示了子母沟—军马河断裂带早期逆冲后期走滑现象。断裂带走向NW，多期活动：早期岩石塑性变形强，秦岭岩群向北逆冲到二郎坪岩群之上；后期右行走滑，温度400-550℃，白云母40Ar-39Ar年代146Ma。⑤研究了瓦穴子-乔端断裂带挤压逆冲与左旋平移共存。剪切带走向EW，倾向N；塑性流变，倾向、斜向、水平拉伸线理和皱纹线理均发育；二郎坪岩块向N斜向消减在宽坪岩块之下，中部温度高（550-650℃），压力高（0.68Gpa）；两侧温度低(<400℃)，压力低（0.60Gpa）；白云母40Ar-39Ar年龄387±1.7Ma。⑥量化了伏牛山构造带越靠近剪切带越强的递进变形规律。带中韧性剪切带形成温度300-520℃,向外递减，白云母40Ar-39Ar年龄360-380Ma；秦岭北缘变形分解清晰，浅层次斜列的褶皱群和逆冲断层，与断裂带夹角15°，是斜向汇聚的结果。⑦总结了造山带逆冲断层、走滑断层的时-空变化规律。秦岭造山带中逆冲、走滑和伸展构造共存，时-空规律清晰：逆冲断层发育在俯冲带和附近的剪切带，形成早、深度大，是板块俯冲期挤压的结果；走滑断层后期叠加在上述剪切带内，形成晚、深度浅，是板块碰撞后持续挤压的结果；俯冲带的上盘发育平行该带的水平线理，是深层次水平流变的重要记录，反映了板块碰撞后持续挤压背景下造山带内物质的变形状态，在大陆造山带中具有普遍性。正断层和伸展构造是造山期后造山带的平衡恢复作用的产物。