五河—水吼剪切帶構造解析及其指示意義

王勇生,　楊秉飛,　王海峰,　余頂杰

(合肥工業大學 資源與環境工程學院,安徽 合肥　230009)

?

五河—水吼剪切帶構造解析及其指示意義

王勇生,楊秉飛,王海峰,余頂杰

(合肥工業大學 資源與環境工程學院,安徽 合肥230009)

摘要:五河—水吼剪切帶是大別造山帶內北大別雜巖帶和高壓-超高壓變質巖帶的地表分界線,對其進行詳細的構造解析有助于理解其形成演化,進而完善大別造山帶演化歷史。文章在詳細的野外觀察基礎上,對五河—水吼剪切帶進行了運動學渦度分析、付林圖解解析。渦度分析指示該剪切帶為簡單剪切為主的剪切變形,付林圖解指示剪切帶內巖石應變類型主要為收縮應變。將該剪切帶的幾何學、運動學特征與周邊構造帶對比發現,五河—水吼剪切帶的構造特征與南大別帶最類似,而其幾何學特征與北大別雜巖帶南部一致,表明該剪切帶應當具有與南大別帶基本一致的形成時間,在北大別帶發生穹窿活動時被改造成現今的形態。

關鍵詞:大別造山帶;五河—水吼剪切帶;運動學渦度;付林圖解

0引言

大別造山帶是三疊紀華南、華北板塊陸-陸碰撞縫合邊界的一部分。以往的工作主要集中于對大別造山帶內高壓-超高壓變質巖[1]和造山后花崗巖[2-5]的研究,而對于造山帶內各重要構造帶的研究則相對較少。文獻[6]認為目前造山帶內的剪切帶是高壓-超高壓變質帶折返過程中形成的地殼尺度的多層低角度伸展拆離斷層;文獻[7]認為作為北大別帶南部邊界的五河—水吼剪切帶是超高壓巖石向NW運動過程中形成的大型剪切帶;文獻[8]認為這些剪切帶是以北大別雜巖帶為核心的伸展體系,其中五河—水吼剪切帶屬于南部伸展體系的一部分;文獻[9]認為五河—水吼剪切帶與曉天—磨子潭剪切帶作為同一條韌性拆離剪切帶形成于后造山下地殼流動變形過程中;文獻[10]認為曉天—磨子潭剪切帶、商麻斷裂以及五河—水吼剪切帶為一條統一的形成于后造山階段的伸展拆離斷層[10]。可以看出,以往對大別造山帶內重要剪切帶的研究無論是形成機制還是活動時間方面都存在較大的分歧,其主要原因之一就是沒有對這些剪切帶進行詳細的構造解析。

五河—水吼剪切帶是大別造山帶內北大別雜巖帶和高壓-超高壓榴輝巖帶的地表分界線,是大別造山帶內重要的邊界斷裂帶之一。該剪切帶兩側的構造-巖石單元無論是巖性還是巖石形成機制都存在明顯的不同。因而,通過對五河—水吼剪切帶詳細的構造解析,可以將其南、北兩側的構造-巖石單元的形成演化歷史串聯起來,從而為獲得完整的大別造山帶演化歷史提供證據。

1區域地質背景

大別造山帶是秦嶺—大別造山帶的東延部分,其東界為郯廬斷裂帶,西界以商城—麻城斷裂與紅安地區相接,南側為揚子前陸褶沖帶,北側為合肥盆地。其中郯廬斷裂帶主要出露左旋走滑韌性剪切帶[11],并疊加有一系列后期發育的脆性正斷層;而商城—麻城斷裂則表現為NNE走向、傾向NWW的脆性正斷層及其疊加的早期韌性正斷層[10]。目前大別造山帶構造單元自北向南劃分為北淮陽淺變質巖帶、北大別雜巖帶、南大別帶(高壓-超高壓榴輝巖帶)及高壓綠片巖相-角閃巖相帶(宿松雜巖帶、張八嶺群)。五河—水吼剪切帶是北大別雜巖帶與南大別帶的地表分界線,如圖1所示。

圖1　水吼地區五河—水吼剪切帶及其相鄰地區構造簡圖

北大別雜巖帶位于曉天—磨子潭剪切帶以南、五河—水吼剪切帶以北地區,出露形態表現為倒L形(圖1),東部地區向南與高壓-超高壓榴輝巖及其圍巖接觸;西部地區則直接與高壓角閃巖相巖石(宿松雜巖)直接接觸。北大別帶內巖石主要由混合巖、灰色片麻巖和部分斜長角閃巖組成,并有大量早白堊世花崗巖和少量基性-超基性巖體侵入。這些片麻巖大多發生混合巖化,其原巖為形成于新元古代的揚子板塊變質基底[12]。北大別帶總體表現為穹隆構造,在羅田地區北部局部出露下地殼麻粒巖,羅田地區與曉天—磨子潭剪切帶附近局部出露超高壓榴輝巖及其包體[13-15]。

南大別帶也常被稱為高壓-超高壓榴輝巖帶,包括北部的超高壓榴輝巖帶和南部的高壓榴輝巖帶[16]。南大別帶由以花崗質片麻巖為主的圍巖和呈布丁狀分布其中的榴輝巖、硬玉石英巖、大理巖、石榴輝石巖等組成。大別造山帶內關于造山帶拼合、折返的年代學研究主要集中在該地區。大量的年代學成果表明,南大別原巖形成于800～700 Ma的新元古代[12,17],而高壓-超高壓峰期變質作用發生在235 Ma左右的印支期[1,18],并經過隨后的多期折返活動使高壓-超高壓變質巖出露于地表。

2野外構造特征

文獻[19]認為五河—水吼剪切帶屬于中生代揚子基底俯沖于大別微古陸的縫合線,但更多的學者認為該剪切帶僅表現為南、北大別巖石單元的分界線[7,15,20-21]。

五河—水吼剪切帶可以分為2段:西段從張咀水庫到英山縣城一線,向南一直延伸到浠水,走向為NE—SW向;東段則為五河—水吼一線。出露較好的露頭主要集中于東段,因而本次工作主要集中于五河以東地區。五河—水吼剪切帶野外照片及顯微照片如圖2所示。

圖2　五河—水吼剪切帶野外照片及顯微照片

詳細的野外觀察表明,剪切帶內發育一系列韌性剪切帶,單條剪切帶寬度表現為50 cm至1 km不等(圖2a)。韌性剪切帶之間出露的巖石為花崗片麻巖,而不是混合巖,僅在碧溪嶺榴輝巖露頭附近零星分布少量混合巖。

剪切帶內主要出露初糜棱巖與糜棱巖,僅局部見超糜棱巖出露。值得注意的是,韌性剪切帶的糜棱面理走向NE,傾向SE—SSE,而不是傾向NE或SW。糜棱巖面理傾角較穩定,主要為40°～50°(圖1),線理多為傾向線理或側俯角為70°～80°的近傾向線理。糜棱巖中礦物表現為沿X軸方向的拉長(圖2b),剪切指向標志在露頭上極為少見。少量露頭尺度的S-C構造、σ型殘斑拖尾(圖2c)指示了上盤向NW的剪切方向,這與大多數研究者的觀察是一致的[7,21-23]。

顯微鏡下觀察發現,五河—水吼剪切帶糜棱巖中殘斑礦物主要為長石(Feld),部分樣品中殘斑礦物還包括少量黑云母(Bt)、角閃石(Hb)和白云母(Mus),見表1所列。糜棱巖中基質礦物主要為動態重結晶的長石、石英(Qtz)和新生的黑云母,部分樣品中還包括少量的簾石類礦物。樣品中的長石主要表現為鼓脹式(BLG)動態重結晶,石英則表現為完全的顆粒邊界遷移(GBM)動態重結晶。巖石薄片中長石殘斑旋轉產生的拖尾構造、“云母魚”構造等指示斷裂帶表現為上盤向NWW的運動。

表1　五河—水吼剪切帶內糜棱巖顯微構造特征

3五河—水吼剪切帶運動學渦度分析

流變學理論認為,巖石在流變過程中存在2個非物質旋轉方向(二維分析),其中一個為穩定的拉張流方向,另一個為非穩定的壓縮流方向。以2個非旋轉方向為漸近線的雙曲線上各點代表不同取向和長短軸比(R)的不旋轉剛性體,穩定的伸展流一側為穩定端,非穩定的縮短流一側為不穩定端。根據雙曲線,特別是雙曲線的頂點位置和兩漸近線間的夾角確定韌性剪切帶的運動學渦度。定義剛體形態要素(B)為:

(1)

其中,R為剛性體的長短軸比[24-25]。雙曲線頂點處為B值最小的穩定端,稱為臨界形態要素(B*),小于臨界形態要素的剛性體,將順向不斷旋轉而隨機分散。依據這一理論可將運動學渦度定義為:

(2)

其中,Mx為剛性殘斑的長軸;Mn為剛性殘斑的短軸。

采用投圖方式獲得韌性剪切帶的運動學渦度值,其中剛性顆粒(RGN)圖解[26]相對于其他投圖方式在很大程度上消除了人為判斷產生的誤差,且其簡便易操作。因而,本次工作也采用RGN投圖。選擇北大別帶南緣的2個樣品及剪切帶內5個樣品進行渦度分析。

渦度是一個無量綱的介于0和1之間的純數值[27]。自然界中的剪切變形通常為簡單剪切變形和純剪切變形復合作用的一般剪切,通過運動學渦度分析可獲得簡單剪切和純剪切在一般剪切中相對大小的信息。二維情況下,Wk=0.75時,純剪切與簡單剪切在一般剪切中的作用相同;三維環境下,Wk=0.81時才表示純剪切與簡單剪切的作用相等,這種現象被稱為“純剪傾向性”[28-29]。雖然變形過程被簡化成二維狀態下的變形,但它實際的變形發生于三維狀態下,因而采用Wk=0.81作為純剪切與簡單剪切作用相等時的界限值。分析結果如圖3所示。

采自北大別雜巖帶南部的2個樣品ND47、ND153指示了相對較小的渦度值,均小于0.8;而來自五河水吼剪切帶的5個樣品均指示了較大的渦度值,接近于0.9。這表明北大別雜巖帶變形為純剪切占優勢的剪切變形,而五河—水吼剪切帶的變形則為簡單剪切占優勢的剪切變形。

圖3　五河—水吼剪切帶及北大別帶南部巖石運動學渦度

4五河—水吼剪切帶的付林圖解

當獲取了一個地點或者一個地區變形巖石的三維應變數據后,就可以用各種圖件直觀地表達這些測量,從而分析不同類型的均勻應變。Flinn將這種圖引進地質界,故被稱為付林圖解[30](Flinn diagram)。該圖用參數k表示不同類型的應變。付林參數k的定義為:

(3)

(4)

其中,1+e1、1+e2、1+e3分別代表應變橢球的長半軸、中間半軸和短半軸的相對長度。根據變形體的應變橢球體數據在付林圖上的投影即可判斷其應變狀態類型,而投影點距坐標原點的距離則代表了應變強度。

Ramsay改進了付林圖解[31],用a、b的自然對數作為縱、橫坐標。取λ1=1+e1，λ2=1+e2，λ3=1+e3,則付林圖解的縱、橫坐標分別為ln(λ1/λ2)、ln(λ2/λ3)，這樣可以使一些接近的點散布開,從而更清楚直觀地看出它們的分布規律,更容易用增量應變分量來表現變形路徑,但要求必須是在平面應變條件下。五河—水吼剪切帶礦物變形主要沿X軸方向拉長,完全可以認為只發生了平面應變,礦物應變測量結果見表2所列,付林圖解如圖4所示。

由圖4可以看出,S60表現為垂直于XY面的壓扁變形,投影于壓扁應變區域;其余各點均表現為沿X軸的拉長變形,投影于收縮應變區域。

表2　五河—水吼剪切帶糜棱巖中礦物應變測量結果

圖4　五河—水吼剪切帶付林圖解

5討論

五河—水吼剪切帶是大別造山帶內一條重要的剪切帶,通過將其構造特征與周邊具有明確活動時間的構造帶進行對比,可以在沒有進行年代工作的前提下獲得其大致活動時代。五河—水吼剪切帶南、北兩側分別是南大別高壓-超高壓榴輝巖帶和北大別雜巖帶,其東側為縱貫中國東部的郯廬斷裂帶,而其發展演化常被研究者們與北大別雜巖帶北部邊界曉天—磨子潭剪切帶聯系在一起。本次工作將五河—水吼剪切帶與這些構造帶的詳細構造特征進行對比。

5.1與曉天—磨子潭剪切帶的構造對比

五河—水吼剪切帶與曉天—磨子潭剪切帶是北大別雜巖帶的南、北界,之前的研究中常將兩者放在一起作為整體開展研究[6-10]。曉天—磨子潭剪切帶總體走向NWW,傾角多大于30°,線理傾伏角在剪切帶東段多小于10°,沿剪切帶走向向西逐漸增大,至青山以西增大為10°～20°[9]。而五河—水吼剪切帶則表現為NE—NEE走向,具有相對一致的面理和線理產狀(圖1)。曉天—磨子潭剪切帶內的糜棱巖以眼球狀糜棱巖為特征,野外露頭可以觀察到大量清晰的旋轉殘斑作為剪切指向標志,而五河—水吼剪切帶中糜棱巖則以巖石中的礦物被定向拉長為特征,在露頭上幾乎完全看不到剪切指向標志。但2條剪切帶具有相同的剪切指向,均為上盤向NW的變形。

曉天—磨子潭剪切帶糜棱巖的40Ar-39Ar年齡主要介于130～120 Ma之間,最大為142 Ma;剪切帶內未變形巖體的年齡最大為130 Ma[8-9]。所有這些年齡結果都指示曉天—磨子潭剪切帶形成于早白堊世。但五河—水吼剪切帶獲得了2組40Ar-39Ar年齡,一組為早白堊世,主要介于130～120 Ma[21];另一組則為早侏羅世,為190 Ma左右[8]。五河—水吼剪切帶糜棱巖的變形溫度為650 ℃左右,表明獲得的40Ar-39Ar全部為剪切帶形成的冷卻年齡,且不會保留原巖年齡。所以,該剪切帶可能在同造山折返期及造山后都發生了剪切變形。

5.2與郯廬斷裂帶的構造對比

近年來的研究表明,郯廬斷裂帶在大別造山帶東緣存在早、晚2期剪切活動[11,32-33]:早期剪切帶中糜棱巖面理優勢走向50°～60°,礦物拉伸線理多向NE傾伏,傾角為10°～20°;晚期剪切帶中糜棱巖面理優勢走向40°NE,傾向NW或SE,礦物拉伸線理多向北傾伏,傾角為10°～15°。野外露頭上的S-C組構、旋轉殘斑、牽引現象和小型剪切帶均指示這2期剪切帶為左旋韌性剪切帶。糜棱巖中礦物組合指示巖石的變形溫度主要為綠片巖相,不高于綠簾-角閃巖相。

五河—水吼剪切帶具有與郯廬斷裂帶早期剪切帶類似的面理產狀和40Ar-39Ar年齡。大別山東緣郯廬早期韌性剪切帶的40Ar-39Ar年齡變化于181～196 Ma之間[32],與五河—水吼剪切帶早侏羅世40Ar-39Ar年齡基本一致,這可能是因為這2條剪切帶都受到了大別造山帶第2期折返活動的影響而產生的冷卻年齡。但與郯廬早期剪切帶相比,五河—水吼剪切帶糜棱巖具有明顯較大的線理傾角。并且,郯廬早期剪切帶線理多向NE傾伏,表現為上盤向NE的剪切變形;而五河—水吼剪切帶線理主要向SE傾伏,表現為上盤向NW的剪切變形,巖石中礦物變形特征指示的變形溫度也遠高于郯廬斷裂帶(400 ℃左右)[32-33]。研究者曾測量了五河—水吼剪切帶內糜棱巖的石英C軸組構,其光軸優選方位表現為斜方對稱[9],明顯不同于郯廬斷裂帶糜棱巖中單斜對稱的光軸優選方位[11]。所有這些都表明郯廬斷裂帶與五河—水吼剪切帶是2條在成因上沒有任何聯系的剪切帶。

5.3與北大別雜巖帶的構造對比

北大別雜巖帶內巖石中記錄了清晰的WNW—ESE向礦物拉伸線理以及上盤向NWW的剪切指向[15,23,34]。露頭尺度的長石旋轉殘斑、S-C構造以及呈透鏡體分布于混合巖化片麻巖中的基性巖塊的變形等一系列剪切指向標志指示了北大別穹隆內無論是北側、東側邊緣位置還是中心地區均表現為上盤向NWW方向的剪切指向。詳細的野外工作發現,北大別帶片麻理產狀基本以岳西—漫水河一線為界,其以北地區巖石面理主要向N或NE傾,以南地區巖石面理主要向S或SE傾,總體具“背形”特征;在東側靠近郯廬斷裂帶的位置表現為向NE方向的牽引,巖石面理傾向轉變為SE。在曉天—磨子潭剪切帶附近片麻巖中線理多向NWW傾伏,其傾伏角在靠近曉天—磨子潭剪切帶附近較小,遠離剪切帶區域則表現為中等角度的側伏角;而在五河—水吼剪切帶附近則表現為向SEE方向傾伏的線理。北大別穹隆中心地區片麻巖面理起伏波動,線理總體上仍表現為NWW—SEE向。

五河—水吼剪切帶與北大別雜巖帶南緣具有幾乎完全一致的面理和線理產狀,而且同樣是上盤向NW的運動學指向。正因為如此,以前的工作認為該剪切帶是疊加在北大別雜巖帶之上的[9]。但本次工作發現,剪切帶內韌性剪切帶之間的巖石為花崗片麻巖,而不是北大別帶內普遍存在的混合巖。因而,該剪切帶更可能是疊加在南大別帶之上的,是位于南大別帶底部的邊界斷層。另外,北大別帶內出露的混合巖、巖漿巖所獲得的最普遍的年齡為早白堊世,如果五河—水吼剪切帶是疊加在北大別帶之上的,則不應該得到190 Ma左右的40Ar-39Ar 年齡。北大別帶內的剪切指向標志除了混合巖化過程中暗色塊體的塑性流動以外,最主要的就是礦物旋轉產生的拖尾,而這種剪切指向標志在五河—水吼剪切帶內幾乎看不到。

5.4與南大別帶的構造對比

南大別帶巖石面理主要傾向SSE,僅在北大別雜巖帶東側桐城—源潭鋪一帶出露的高壓變質巖石中傾向SE—SEE[35]。區域中的巖石礦物線理主要為角閃石、斜長石等一些高溫環境下的礦物拉伸線理,剪切指向則以榴輝巖的透鏡體拖尾為指示標志。巖石中保留了清晰的上盤向NW的剪切變形特征[15,23,34],并被解釋為代表了折返期的逆沖構造。在南部邊緣,還存在長英質的褶皺脈體為代表的指示標志,指示了上盤向SE方向的剪切運動[36]。

南大別帶是上述幾個構造帶中除五河—水吼剪切帶外發育拉伸構造的構造單元,并且五河—水吼剪切帶糜棱巖原巖為花崗片麻巖。潛山榴輝巖中發育了軸線平行于線理的褶皺(圖2d),明顯指示了為拉伸狀態下產生的褶皺。可以比較的是,南大別帶與五河—水吼剪切帶巖石中指示線理的礦物都是高溫礦物,并且線理產狀都是傾向或近傾向。所有這些都指示了兩者的構造相似性。

6結論

五河—水吼剪切帶的構造特征與南大別帶最接近,而與郯廬斷裂帶差別較大。雖然剪切帶產狀與北大別帶南部具有類似的面理產狀,但強剪切帶之間的巖石并不是北大別帶普遍存在的混合巖。因而,五河—水吼剪切帶可能與南大別帶形成于同一時期。五河—水吼剪切帶與曉天—磨子潭剪切帶幾何學特征具有明顯差別,但兩者之間的差異是否與北大別雜巖帶穹窿形成時的改造作用有關,則需要開展更詳細的工作來驗證。

[參考文獻]

[1]Li S G,Jagoutz E,Chen Y Z,et al.Sm-Nd and Rb-Sr isotopic chronology and cooling history of ultrahigh pressure metamorphic rocks and their country rocks at Shuanghe in the Dabie Mountains,central China[J].Geochimica et Cosmochimica Acta,2000,64(6):1077-1093.

[2]Zhao Z F,Zheng Y F,Wei C S,et al.Post-orogenic granitoids from the Dabie orogen in China:Zircon U-Pb age,element and O isotope evidence for recycling of subducted continental crust[J].Lithos,2007,93:248-272.

[3]Zhao Z F,Zheng Y F,Wei C S,et al.Zircon isotope evidence for recycling of subducted continental crust in post-collisional granitoids from the Dabie terrane in China[J].Geophysical Research Letter,2004,31:L22602.doi:10.1029/2004GL021061.

[4]Xu H J,Ma C Q,Ye K.Early cretaceous granitoids and their implications for the collapse of the Dabie orogen,eastern China:SHRIMP zircon U-Pb dating and geochemistry[J].Chemical Geology,2007,240:238-259.

[5]Wang Q,Wyman D A,Xu J F,et al.Early Cretaceous adakitic granites in the Northern Dabie Complex,central China:implications for partial melting and delamination of thickened lower crust[J].Geochimica et Cosmochimica Acta,2007,71(10):2609-2636.

[6]索書田,鐘增球,游振東.大別-蘇魯超高壓-高壓變質帶伸展構造格架及其動力學意義[J].地質學報,2001,75(1):14-24.

[7]江來利,吳維平,劉貽燦,等.東大別超高壓變質帶構造研究進展[J].自然科學進展,2003,13(12):1238-1246.

[8]侯泉林,劉慶,李俊,等.大別山晚中生代剪切帶特征及年代學制約[J].地質科學,2007,42(1):114-123.

[9]Wang Y S,Xiang B W,Zhu G,et al.Structural and geochronological evidence for Early Cretaceous orogen-parallel extension of the ductile lithosphere in northern Dabie orogenic belt,East China[J].Journal of Structural Geology,2011,33(3):362-380.

[10]冀文斌,林偉,石永紅,等.大別山早白堊世變質核雜巖的結構與演化[J].地質科學,2011,46(1):161-180.

[11]Zhu G,Wang Y S,Liu G S,et al.40Ar/39Ar dating of strike-slip motion on the Tan-Lu fault zone,East China[J].Journal of Structural Geology,2005,27(8):1379-1398.

[12]Hacker B R,Ratschbacher L,Webb L,et al.U/Pb zircon ages constrain the architecture of the ultrahigh-pressure Qinling-Dabie Orogen,China[J].Earth and Planetary Science Letters,1998,161:215-230.

[13]Wei C J,Shan Z G,Zhang L F,et al.Determination and geological significance of the eclogites from the northern Dabie Mountains,central China[J].Chinese Science Bulletin,1998,43(3):253-256.

[14]劉貽燦,李曙光.大別山下地殼巖石及其深俯沖[J].巖石學報,2005,21(4):1059-1066.

[15]Lin W,Enami M,Faure M,et al.Survival of eclogite xenolith in a Cretaceous granite intruding the Central Dabieshan migmatite gneiss dome (eastern China) and its tectonic implications[J].International Journal of Earth Sciences,2007,96(4):707-724.

[16]Okay A I.Petrology of a diamond and coesite-bearing metamorphic terrene:Dabieshan,China[J].European Journal of Mineralogy,1993,5(4):659-673.

[17]Ames L,Zhou G Z,Xiong B C.Geochronology and isotopic character of ultrahigh-pressure metamorphism with implications for collision of the Sino-Korean and Yangtze cratons,central China[J].Tectonics,1996,15(2):472-489.

[18]Ayers J C,Dunkle S,Gao S.et al.Constraints on timing of peak and retrograde metamorphism in the Dabie Shan ultrahigh-pressure metamorphic belt,east-central China,using U-Th-Pb dating of zircon and monazite[J].Chemical Geology,2002,186:315-331.

[19]Zhang R Y,Liou J G,Tsai C H.Petrogenesis of a high-temperature metamorphic terraine:a new tectonic interpretation for the north Dabie Shan,central China[J].Journal of Metamorphic Geology,1996,14(3):319-333.

[20]Zhai M G,Cong B L,Zhao Z,et al.Petrological-tectonic units in the coesite-bearing metamorphic terrain of the Dabie Mountains,central China and their geotectonic implication[J].Journal of SE Asian Earth Sciences,1995,11(1):1-13.

[21]Ratschbacher L,Hacker B R,Webb L E,et al.Exhumation of the ultrahigh-pressure continental crust in east central China:Cretaceous and Cenozoic unroofing and the Tan-Lu fault zone[J].Journal of Geophysical Research,2000,105(B6):13303-13338.

[22]Faure M,Lin W,Shu L L,et al.Tectonics of the Dabieshan (eastern China) and possible exhumation mechanism of ultra-high pressure rocks[J].Terra Nova,1999,11(6):251-258.

[23]Hacker B R,Ratschbacher L,Webb L,et al.Exhumation of ultrahigh-pressure continental crust in east central China:Late Triassic-Early Jurassic tectonic unroofing[J].Journal of Geophysical Research,2000,105(B6):13339-13364.

[24]Passchier C W.Stable positions of rigid objects in non-coaxial flow:a study in vorticity analysis[J].Journal of Structural Geology,1987,9(7):679-690.

[25]Simpson C,De Poar D G.Strain and kinematic analysis in general shear zones[J].Journal of Structural Geology,1993,15(1):1-20.

[26]Jessup M J,Law R D,Frassi C.The Rigid Grain Net (RGN):an alternative method for estimating mean kinematic vorticity number (Wm) [J].Journal of Structural Geology,2007,29(3):411-421.

[27]Passchier C W,Trouw R A J.Micro-tectonics[M].Berlin:Springer-Verlag,1996:15-16.

[28]Tikoff B,Fossen H.The limitations of three-dimensional kinematic vorticity analysis[J].Journal of Structural Geology,1995,17(12):1771-1784.

[29]王勇生,朱光.運動學渦度及其測量方法[J].合肥工業大學學報:自然科學版,2004,27(11):1480-1484.

[30] Flinn D.On folding during three dimensional progressive deformation[J].Quarterly Journal of the Geological Society of London,1962,B:385-433.

[31] Ramsay J G.Folding and fracturing of rocks [M].New York:McGraw-Hill,1967:65-68.

[32]王勇生,朱光,陳文,等.郯廬斷裂帶熱年代學信息及其與大別造山帶折返的關系[J].地球化學,2005,34(3):193-214.

[33]王勇生,朱光.大別山東緣郯廬斷裂帶早期韌性剪切帶的形成溫度[J].合肥工業大學學報:自然科學版,2004,27(8):855-859.

[35]Lin W,Shi Y,Wang Q C.Exhumation tectonics of the HP-UHP orogenic belt in eastern China:new structural-petrological insights from the Tongcheng massif,eastern Dabieshan[J].Lithos,2009,109(3):285-303.

[36]王勇生,江來利,朱光,等.大別造山帶現今構造格局的形成:來自石英C軸組構的證據[J].巖石學報,2009,25(1):219-231.

(責任編輯張淑艷)

Structural analysis of Wuhe-Shuihou shear zone and its tectonic significance

WANG Yong-sheng,YANG Bing-fei,WANG Hai-feng,YU Ding-jie

(School of Resources and Environmental Engineering, Hefei University of Technology, Hefei 230009, China)

Abstract:The Wuhe-Shuihou shear zone(WSSZ) is the surface line of the North Dabie complex belt(NDC) and the high pressure-ultrahigh pressure metamorphic belt(HP-UHP). Structural analysis of the WSSZ will help to understand its evolution and consummate the history of the Dabie orogenic belt. Based on detailed field observation, the kinematic vorticity analysis is taken and the Flinn diagram is constructed for the WSSZ. The vorticity analysis results show that the deformation of the WSSZ is characterized by simple shear. The Flinn diagram indicates that the strain of the WSSZ is mostly constriction strain. In contrast with its neighbor belts, the WSSZ is similar with the HP-UHP belt on geometric and kinematic patterns, which suggests that the deformation of the WSSZ and the HP-UHP belt should form in the same time. Accordant foliation trending of the WSSZ and the NDC shows that the WSSZ also experienced doming uplift as the NDC.

Key words:Dabie orogenic belt; Wuhe-Shuihou shear zone(WSSZ); kinematic vorticity; Flinn diagram

中圖分類號:P542.3

文獻標識碼：A

文章編號：1003-5060(2016)03-0395-09

doi:10.3969/j.issn.1003-5060.2016.03.021

作者簡介：王勇生(1977-),男,河北石家莊人,博士,合肥工業大學研究員,碩士生導師.

基金項目：國家自然科學基金資助項目(41572186);安徽省杰出青年基金資助項目(1108085J12)

收稿日期：2014-12-02；修回日期：2015-03-24