全 文 ：地 质 论 评
G E O I
J
( ) G I C A L R E V I E 丫V
V
o
l
.
4 5
N
o v
.
N 0
.
6
1 9 9 9
期月61几ù第1笋4 5卷9 9 9 年
皖东黄栗树一破凉亭断裂带北段构造岩
显微一超显微变形特征及地质意义
涂荫玖
、名1一研究进曰
(安徽省地质矿产局 3 12 地质队 ,蚌埠 , 2 3 3 0 4 0)
杨晓勇 刘德良
( 中国科学技术大学地球和空间科学系 , 合肥 , 2 0 0 0 2 6)
内容提要 本文就郑庐断裂带南段东部的黄栗树一破凉亭断裂带内构造岩 , 特别是中深层
次的韧性剪切带中的糜棱岩进行了细致的野外考察 、 采样 , 在室内显微构造研究的基础上 ,选择有
代表性的样品和视域进行透射电镜制样观察 , 在对各超显微构造特征分析归纳的基础上 , 讨论了
构造岩的塑性变形特征 ,并对构造岩的应变参数 (最大差异应力和应变速率 )进行了计算 , 从显微
一超显微构造角度仔细研究该断裂带内典型 的构造岩的变形特征 , 初步判明断裂带的性质和运动
发展历史 ,证实了该断裂带是形成在较深构造层次的一条以韧性变形为主的脆一韧性剪切带 , 应
变形式为简单剪切 。 应变参数的计算结果表明 , 自东向西从前陆褶皱冲断带根部到后缘带 ,构造岩
中石英的位错密度逐渐减小 ,最大差异应力逐渐降低 。
类键词 构造岩 应变测量 T E M 观察 黄栗树一破凉亭断裂带北段 皖东
应用透射电镜研究构造岩的变形是行之有效的手段 , 它比一般的光学显微镜观察的内容
要丰富得多 ,更主要的是这种观察结果可以用来半定量地研究岩石变形过程中所受应力一应
变的大小 , 它目前已经成为构造地质学领域的重要研究方面卜 5〕 。 但是要注意的是必须对观察
计算的结果进行仔细的甄别 , 只有在鉴定出构造岩所处的具体构造背景的基础上 , 才能赋于这
些应变参数具体的内涵 。本文就郑庐断裂带南段之东部的黄栗树一破凉亭断裂带 (以下称为黄
一破断裂 )北段内构造岩 , 特别是中深层次的韧性剪切带中的糜棱岩塑性变形特征和应变参数
的计算结果进行了探讨 ,从显微一超显微构造角度对该断裂带内典型的构造岩的变形特征进
行了仔细的研究 , 初步判明该断裂带的性质和运动发展历史 。
1 区域构造背景与样品
黄一破断裂位于郊庐断裂带南段之东侧 , 北起安徽全椒黄栗树 , 中经巢县 、 庐江 ,直至皖西
南的太湖破凉亭 , 断裂带断续出露 20 0 k m 以上 。 总体走向 N 40 。 ~ 50 oE , 断裂在航片和卫片以
及重力 、 磁异常上均有显示闭 。 它发育于震旦系灯影组与震旦系一寒武系皮园村组接触界线附
近 , 与郊庐断裂带之间夹持着前震旦纪的变质基底及震旦系 、寒武系组成楔形地块 ( 图 1 ) , 本
次研究的采样剖面见图 2 。
注 : 本文是地质矿产部 “ 安徽新类型 、 新地区 、 新矿种找矿研究 (地科专 9 6一 0 6 ) ” 的成果 。
本文 1 9 98 年 n 月收到 , 19 9 9 年 6 月改回 , 任希飞编辑 。
DOI : 10. 16509 /j . georevi ew. 1999. 06. 012
地 质 论 评 1 9 9 9 年
黄 一破断裂是大别一张八岭碰撞造山带前陆褶皱冲断带之根带 , 前陆褶皱冲断带通过它
与位于新元古代张八岭群和震旦系之间的基底韧性剪切滑脱带相连接川 。 其北段黄栗树至庐
江出露较好 , 由 2一 5 条主干断裂组成宽约 2 ~ 3 k m 的断裂带 , 单条断裂的走向 N E , 倾向
N w
, 与区域内印支期复式褶皱轴面大致平行 ,剖面上呈叠瓦状组合 。 在震旦系灯影组碳酸盐
岩和碎屑岩中 , 常表现为顺层剪切带 (断坪 ) ,倾角相对较缓 ( 5 0 ~ 70 “ ) , 在震旦系一寒武 系皮
GB`产牙魁
树。雏紧tP o z B3
/ 庐 /
割跳/
/ 断
/
裂
马厂
~ 名
/
卜愁
y g /Q、\丫
产
/
口团回黔/
娜岑粤地护艺
30 k
n l
庐江
图 1 皖东构造地质略图
F ig
.
1 G e o lo g i
e a
l
一 s t r u e t u r a l s k e t e h m a p in e a s t e r n A n h u i P r o v in e e
Q一第四系 ; K一白要系 ; aJ 一上侏罗统 ;一寒武系 ; zP 一古生界 ;乙一震旦系 ; tP 3二一新元古界张八岭群 ; A r Z一 tP l一中太古界一古元古界 ; 7聋一燕山
晚期花岗岩 ;滩一燕山早期花岗岩 ;如 ;一燕山早期闪长纷岩 ;命 :一元古宙
闪长 岩 ; 1一断裂及推测断裂 ; 2一逆断层 ; 3一实测剖面 ; 4一采样位置和编
号
园村组硅质岩中 , 形成与层理交角
不大的切层 断裂 (断坡 ) , 倾角多数
在 70 “ 以上 , 局部发育近直立的层
理陡立带 。 断裂带 内岩石构造变形
强烈 , 片理化和糜棱岩化普遍发育 ,
局部 见有超糜棱岩 ;发育有构 造透
镜体 、 A 型褶皱 ,局部有鞘褶皱 。 断
面多呈舒缓波状 , 其上发育有两组
拉伸线理 : 一组为拉伸结核和黄铁
矿压力影 , 侧伏角近直立 ; 另一组为
A 型鞘褶皱脊线组成的细小杆状体
和擦痕 ,侧伏角近水平 。
为 了研究断裂带内的构造变形
特征 , 我们自北向南 ,分别在全椒黄
栗树 、 马场 、 庐江何家大山等 3 处断
裂带出露最好的部位采集构造岩样
品 9件 (原岩均为皮园村组的硅质
岩 ) ,其中在黄栗树地区垂直断层走
向实测地质剖面一条 , 剖面总长度
4 9 5 o m
,图 2 是该剖面的东段 , 所采
集各样品的特征简述如表 1 。
2 构造岩显微及超显微
构造特征
2
.
1 显微构造特征
野外观 察 , 断裂带 内硅 质糜棱
岩完整 ,平行糜棱面理 (S m )的裂开
面不甚发育 , 极易被误认为是正常
Q一 Q u a r t e r n a r y ; K一e r e t ac e o u s ; J 3一 u p p e : J u r a s s 、。 ; ( 一 e a m b r i a n ; P z一 的硅质岩类 , 而后期叠加的构造角
P a leo oz 、。 ; z一 is n i an ; P t 3一 N e叩 r ot e r o z o i。 z h a n g b a lin g G r o u p ; A r Z一 P t l一 砾岩则较易辨认 , 故以往黄一破断裂
M id d一。 P a ze o a r e h e a n一 P a l e o p r o t e r o z 。 : c ; ,聋一 a t。 Y a n s h a n i a。 g r a n i t e ; z聋一 多被认为是脆性断裂 。 但是 ,其中常
e a r ly Y a n
s
h a n i a 。 g r a n i t e ; 印登一 e a r ly Y a n s h a n i a n d i o r i t e 一 p o r p h y r i t e ; 。 0 2一 见颜色深浅不一的硅质条带 (纹 )有
p r o ` e r o z o i c d o` r i` e , 1一 fa u l` a dn in f e r r de fa u l` , 2一 ` h r u s ` , 3一me a s u ` e d s e c一 拉断现象 。 镜下观察 ,岩石的韧性剪
t `o n ; 4一 s a m p l` n g s “ e a n d “ 5 n u m b e r 切特征 明显 , 皮园村组硅质糜棱岩
第 6 期 涂荫玖等 : 皖东黄栗树 一破凉亭断裂带北段构造岩显微一超显微变形特征及地质意义 6 3 2
中石英细粒化现象普遍 ,有显微分层 、 显微褶皱 、 拔丝构造 、 显微 S 一 C 组构 、 动态重结晶等 (图
版 I 一 l ~ 3 ) 。 石英碎斑大小在 。 . 3 ~ 2 m m 之间 , 皆为 。 型 ,糜棱基质粒度多数在 1 . 4 ~ 3 . 5 拌m
之间 。后期叠加有脆性变形 ,断裂带中碎裂岩 、 构造角砾岩发育 ,角砾岩中有早期糜棱岩组成之
角砾 (图版 I 一 4) 。
表 1 皖东黄栗树一破凉亭断裂带构造岩样品采样部位与特征
T a b l e 1 T h e s a m Pl i n g l o e a t io n a n d t h e i r g e o l o g i e a l e h a r a e t e r i s t i e s o f te e t o n i te f r o m
H u a n g l is h u一 P o l i a n g t i n g f a u l t z o n e , e a s t e r n A n h u i P r o v i n c e
位置 编号 岩石名称与层位 构造背景 岩石学特征
全椒黄 G B 14 硅质糜棱岩 位于黄 一破断裂带主干断裂东侧 , 有细小近圆形残斑 ,糜棱基质定向明显 ,有 S -
栗树水 (皮园村组 ) 糜棱面理 N 5 4 o E / N W 6 1。 C 及拔丝构造 、 显微褶皱和拉断的硅质条带
库大坝
北东 G B 15 硅质岩 黄 一破断裂带内 、 N 40 oE / N W75 “ 脆性破裂带中 糜棱岩化作用不 明显 ,无残斑
(皮园村组 ) , S 。 一 N SO W / SW 7 5 · , 有鞘褶皱 ,侧伏角 7 5 0 5 及 定向构造
G B 16 糜棱岩化硅质 黄 一破断裂带内、 N 4 0o E / NW 75 。之 有少量石英残斑及动态重结晶颗粒
岩 (皮园村组 ) 脆性破裂带中 , S。 = N 5 5 o E / N W 8 5 o
G B 1 7 硅质岩 黄一破断裂带内 、 N 弓o E / N W 75 。之脆性 有轻微的细粒化 ,无石英残斑及定向 ,
(皮园村组 ) 破裂带中 , S )一 N SO E / N W 4 5 o 脆性裂隙发育 ,有硅 质细脉充填
全椒黄 B 3 硅质糜棱岩 位于黄 一破断裂带主干断裂东侧 ,糜棱 糜棱基质定向明显 ,有少量细小的
栗树水 (皮园村组 ) 面理 N 5 1 O E / N W 80 “ ,有拉伸线理 石英残斑
库大坝 及 A 形褶皱 ,侧伏角 犷 S
东
B 4 硅质糜棱岩 位于黄 一破断裂带主干断裂东侧 ,糜棱面理 同上
(皮园村组 ) N朽 oE / N W 6犷 , 有 A 形褶皱及两组拉伸线理 ,
侧伏角分别为 75 “ S 及 5 05
全椒黄 T B S 硅质构造 位于黄 一破断裂带主千 角砾为硅质糜棱岩 , 内
栗树水 角砾岩 断裂东侧 、 N 4 0 0 E / N W 7 0 o 有近圆形的细小石英碎斑
库大坝 (皮园村组 ) 之脆性断层 内
北东
庐江何 G B 33 硅质糜棱岩 位于黄 一破断裂带主干断裂西侧 , 有石英残斑及定向构造
家大山 (皮园村组 ) 有片理化 、构造透镜体及构造角砾岩 ,
糜棱面理 N 3 0 0 E / N W 8 8。
G B 3 4 硅质糜棱岩 位于黄 一破断裂带主干断裂东侧 , 糜棱面理 石英残斑细小而少 ,
(皮园村组 ) N so E / N w 6。 “ , 有被褶皱拉断的硅质条带 定向构造明显
根据地层叠置关 系 、 断裂两侧的牵引 、 断裂带 内的侧伏角近直立的 A 型褶皱 、 鞘褶皱 、 第
一组拉伸线理以及被褶皱拉断的硅质条带等现象 ,指示断裂早期具有逆冲性质 。 另外 ,根据部
分定向水平薄片 X Z 面上的旋转碎斑 、 显微褶皱 、 S 一 C 组构及早期线理被改造等标志 ,判断断
裂具有右旋走滑性质 , 这一点在以往的文献中没有提及 。 在宏观上 , 断裂带内近水平的拉伸线
理 、 灯影组 白云岩的 S 型雁列状方解石脉 、 张性脉分支 (图 2) 以及沿断裂分布的小型晚白奎世
拉分盆地也证实了上述的显微构造的判断是正确的 。 按照 R a m sa y困和郑亚东等川计算方法 ,
计算出该断裂带在平面上的右旋剪切位移量约为 4 . 9 k m (按断裂带平均宽度为 3 km 计算 ) 。
岩石有限应变测量结果如下 : 灯影组白云岩中硅质结核弗林指数 k一 0 . 9 8 ,黄栗树组硅质
页岩中磷结核 k ~ 。 . 91 , 杨柳 岗组灰岩中黄铁矿压力影 k一 1 . 09 , 表明应变机制为简单剪切 ;
沿 X 轴 (断裂逆冲方向 )伸长 60 % ~ 80 % , 沿 Z 轴 (垂直前陆褶皱冲断带 )方 向缩短 40 % 一
60 %
,这一数据与皮园村组硅质糜棱岩镜下测量被褶皱拉断的硅质条带缩短率 ( 52 % )相接近 。
第一组侧伏角近 90 。的拉伸线理 被右旋走滑改造为 75 。一 70 0 5 , 右旋走滑剪应变 y( 一 gt 卯在
0
.
27 ~ 0
.
36 之间 。 上述应变测量结果应该是逆冲与右旋走滑叠加作用的结果 (以逆冲变形为
地 质 论 评 1 9 9 9 年
冲日从日l耳赫{
目 1 翻 2嚣 3酮 ; 幽 5团 6囚 7因困 ”厕`”圆` ,团 ` 2回 ` 3皿“ 画 ; 5
图 2 皖东全椒黄栗树构造剖面图
F i g
.
2 G e o l o g i e a l
一 s t r u e t u r a l s e e t io n f r o m H u a n g l is h u
,
Q u a n ji
a o
C
o u n t y
, e a s t e r n A n h
u i P r o v i n e e
z ( P一震旦系一寒武系皮园村组 ; z Zdn 一震旦系灯影组 ; 1一硅质岩 ; 2一含沥青白云岩 ; 3一条带状白云岩 ; 4一含鲡粒白
云岩 ; 5一含隧石结核白云岩 ; 6一糜棱岩刃一层间剪切带 ; 8一构造角砾岩 ; 9一压碎岩 ; 1 0一鞘褶皱 (Y Z 面 ) ; 1 1一张性脉 ;
12 一S 型雁列脉 ; 13 一层理 ( S 。 ) 、 劈理 (S , ) ; 14 一拉断的硅质条带 ; 15 一样品编号
Z ( P一 S i n i a n一 C a m b r i a n P iy u a n e u n oF r m a t i o n ; Z Z d n一 S i n i a n eD n g y in g F o r m a t i o n ; 1一抓 lie eo u s r oc k ; 2一 p i t e h 一b e a r in g
d o l呱 i t e ; 3一 b a n d e d d o lom i t e ; 4一 o id一 b e a r i n g d o l o m i t e ; 5一d o l o m i t e w i t h fl i n t n o d u l e ; 6一 m y lo n i t e ; 7一 i n t r a f o r m a t i o n a l
s
h e
a r i n g b e l t ; 8一 s t r u e t u r a l b r e e e i a ; 9一 e r u s h r o e k ; 1 0一 s h e a t h f o ld ; 1 1一 t e n s io n v e i n ; 12一 S 一 s h a p e d e n e e h e l o n v e 一n ; 13一
b e d d ign ( 5
0
)
, e l e a v a 名e ( S 、 ) ; 1 4一 e x t e n s i o n a -l aP a r t s iilc e o u s b o nd ; 1 5一 s a m P le n u m b e r
主 ) ,但现有工作 目前还无法将两期应变分解开来 。
2
.
2 透射电镜观察及超显微构造特征
( l) 样品制备与观察 选择研究区域内不同构造部位的岩石标本 , 首先制成厚约 0 . 03
m m 不加盖片的岩石薄片 , 在普通光学显微镜下挑选合适区域 : 对于构造岩主要选择动态重结
晶石英 , 因为它能记录到较大的应变量 。对于构造岩的围岩主要选择石英的变斑晶作为构造岩
应变本底 。 将选好的视域用直径约 1 m m 的特制铜环套住放入无水乙醇中浸泡 ,使岩样与载玻
片 自行分离取下 , 洗去树胶 ,捞出晾干后 ,用刀片小心切去铜环外无用的部分 。再放入离子减薄
装置中 , 使用高速的氢离子流冲击样品 , 使整个颗粒减薄至约 0 . 5 拜m 左右 , 作为观察的样品 。
我们挑选 9个岩石样品进行电镜制样 。 所有的样品都在中国地质科学院地质研究所构造物理
实验室制作 , 使用的仪器为 G at on 一 6 0 0B 型离子减薄仪 , 每个样品减薄时间约 6~ 7 h 。
( 2) 透射电镜观察 构造岩和围岩的超显微构造的观察是在中国科学技术大学结构成分
分析中心 T EM 实验室完成的 , 所用仪器为 日立 H 一 8 0 高分辨分析型 电镜 ,对于不同的观察
视域拍摄不同的电镜照片 ,共拍摄投 电镜射照片 50 余幅 , 获得 了大量构造岩中有关矿物晶格
位错的第一手资料 。
( 3) 构造岩石塑性变形特征 在地质构造中 ,透射电镜的运用之一是塑性变形阶段的确
定 。 在透射电镜下观察到的超显微构造大多数是塑性变形的产物 ,本次观察主要见到构造变形
石英颗粒中有很高密度的位错 , 具体表现为高密度的位错网络 、位错结与亚晶界 (图版 I 一 5 ~
8 )
。 上述特征都是岩石经历强烈的塑性变形的重要标志 , 与野外宏观上观察的结果一致 。
第 6 期 涂荫玖等 : 皖东黄栗树一破凉亭断裂带北段构造岩显微一超显微变形特征及地质意义 6 25
3 构造岩塑性变形阶段应变参数计算
通过位错特征来探讨塑性变形阶段 ,对解决一些重要构造地质问题具有实际意义 ,但需要
做大量的统计分析工作 。下面将通过公式定量地计算构造岩所受的古应力和应变速率 ,并以此
来判断该区构造变形场中的应变特征 。
3
.
1 古应力的计算
应用石英的位错密度计算古应力 已有较成熟的实验数据和实际应用 。 这个计算的前题是
对位错密度的准确估计 。 本文采用 S m i t h 一 G ut hm an 法 l3[ : 即将许多条随机定向的总长为 L 的
直线标在显微照片视域内 。 这些直线与位错的交点数为 N ,设 电镜样品的厚度为 ` ,经换算可
得到下式 :
P一 ZN / ( L X t)
上式中 p 为位错密度 ,单位为 c( m 一 2 ) ;
( t 取 0 . 5 拼m ) ( 1 )
上述单位均使用 Cm 。 值得注意的是该方法对那些有较低位错密度 , 且每条都能鉴别出来
的电镜照片有用 , 剔除那些位错密度很高 、 造成位错缠结 , 无法鉴别使用的电镜照片 。 部分样
品和照片的位错统计结果如表 2 所列 。
在计算构造岩所受到的最大古应力差时 , 我们分别选用 T w is lj[ 和 M er ic er 川的两个经验
公式计算作为比较 :
。 ( T )一 a l一 。 3 = 5 . 5 6 8只 10 一 3 火 0P 5一 3 0 . 3 8 (根据 T w is s , 1 9 8 6 ) ( 2 )
。 (M ) ~ a l 一 a 3 = 1 . 6 4 0 只 1 0 一 6 火 P 。 · 6 6 (根据 M e r e ie r , 1 9 7 7 ) ( 3 )
上式 ( 2 )的单位为 M P a , ( 3 )的单位为 k b a r ( I k b a r = 0 . 1 G P a ) , 在计算时统一换算为 M P a ,
其计算结果列入表 2 中 。
.3 2 应变速率的估算
70 年代以来 , 人们为寻找稳定态流变时构
造应力与显微构造的关系 ,做了许多岩石变形
实验工作 , 发现 了应变速率与应力 、 温度等因
素的关系 。 利用这些实验结果 , 可帮助我们弄清
天然条件下构造应力 、 温度与应变速率的关系 。
实验结果表 明 , 应变速率是岩石所受应力和其
作用的函数 。其大小受应力 、温度和岩石激活能
大小的控制 。 P ar ir hs 等 l0[ 口利用实验数据 , 求出
了石英在湿润条件下的应变速率计算公式 :
。 = 7 0 0 o x 「(。 ,一 。 3 ) 〕, 6 e x p [一 2 7 7 7 8 / T 〕 ( 4 )
上式的应变速率的单位为 ( 1 / s ) , 应力差单位为
k b a r ( I k b a r = 0
.
I G P a ) ; T 形 成温 度 (绝 对温
标 ) 。
应用上述公式 ( 4 ) , 依据表 2 中已计算出的
最大差应力大 小 , 分别求出不同样品的应变速
率 ,见表 3所示 。 应当指出 ,选择石英在湿润条
件下的计算公式 ,这是符合地质事实的 ,国内外
表 2 皖东黄栗树一破凉事断裂带北段脆一韧性剪切
中石英的位错密度 、最大差异应力计算结果
T s b l e 2 T h e C a l Cu l a t e d r韶 u l t s of t h e d i sl o c a ti o n
d e n s i t y o f q u a r t z a n d m a x im u m d i f f e r e n t ia l
P a l e o
一 s t r e s s f o r t h e d i f f e r e n t t e e to n i t e s in t h e
b r i t t l e
一
d u e t il e s h e a r z o n e s f r o m H u a n g l is h u一
P o l ia n g ti n g f a u l t z o n e
, e a s t e r n A n h u i P
r o v i n c e
样品 T E入 1 测线 交 位错密度 口 1一 口 3 口 l 一 J 3
编号 放大 长度 点 {革奥军) ( T w i s s , ( M e r e一e r ,倍数 ( e m ) 数 \ C l l l / 19 8 6 ) 1 9 7 7 )
G B 14 ! 60 7 5 1 3
.
3 1 5 6
.
7 9 1 7 2
.
4 2
G B 1 5 90 8 0 5
.
3 5 98
.
1 7 9 4
.
2 9
G B 16 3 0 0 0 0 1 50 1 2 5 5
.
5 6 9 9 5 4 9 6
.
0 4
1 7 1 5 00 0 4 5 3 0 4
.
0 0 80
,
9 8 7 8
.
0 2
G B 3 3 20 0 0 0 6 0 9 0 8
.
0 0 12 7
.
1 1 1 2 3
.
2 8
G B 3 4 1 50 0 9O 2 2 0 1 4
.
7 0 18 3
.
10 1 8 4
.
1 9
B 3 1 5 00 0 9 0 1 2 0 10
.
7 0 15 1
.
4 7 1 4 9
.
3 6
B 4 1 5 0 00 14 0 1 8 0 1 0
.
3 0 14 8
.
1 9 1 4 5
.
6 5
T B S 20 00 0 9 0 8 0 7
.
1 0 1 1 7
.
9 8 1 13
.
9 4
2 0 0 00
20 00 0
地 质 论 评 1 9 9 9年
大量的研究表明 ,在韧性剪切过程中有大量的流体参与 〔` ’ 一 ’ 3〕。
构造岩形成的温度可以按下面两种方法估算 : ① 灯影组上覆地层寒武纪到三叠纪的地层
总厚 度 为 I O 3 4 8 m , 若按 地层厚度估算成岩时 的温 度 , 成岩温度为 3 43 ℃ (地温 梯度按 3
℃ k/ m ) ;② 据显微构造观察 , 岩石中矿物组合为石英 十长石十 绿泥石 + 云母 。 据此组合 ,按
H yn dm an 常见矿物的稳定界线「“ 〕可以大致确定本区岩石变形变质的温度为 3 50 ~ 40 0 ℃ 。 由
此可见上述两种方法估计的温度基本上一致 。 在计算时我们采用 35 0℃ ,根据表 2 中已求出的
差应力 a( T ) 、 武M ) ,代入公式 ( 4 ) ,各样品的应变速率计算结果见表 3 所示 。
表 3 皖东黄栗树一破凉亭断裂带北段脆一韧性剪切带应变速率计算结果 ( x 1 0一 “ s 一 ` )
T a b l e 3 T h e e a l e u l a t e d r e s u l t s ( 火 1 0 一 1` s 一 1 ) o f th e s t r a i n r a t e f o r t h e d if f e r e n t t e e to n it e s i n t h e
b r i t t l e
一
d u e t i l e s h e a r z o n e s f r o m H u a n g l i s h u一 P o l i a n g t i n g f a u l t z o n e , e a s t e r n A n h u i P r o v i n c e
样品编号 G B 14 G B1 5 G B 16 BG 1 7 G B 3 3 G B 3 4 B 3 B 4 T B S
据 T w i s s 数值
:
.
;:
2
.
8 9
:
`
:: :
.
:: : ::
1 4 6 0
: :;
8
.
4 2 4
.
6 5
据 M e r e i e r 数值 Z 。 4 7 1 4 . 8 0 8 . 0 5 4 . 2 5
4 讨论和结论
( )I 以往的文献皆认为黄一破断裂为脆性剪切带 ,通过本次研究 ,查明了其几何学 、 运动学
和动力学特征 ,证实了该断裂带早期 (印支期 )是形成在较深的构造层次的一条韧性变形为主
的脆一韧性剪切带 ,应变机制为简单剪切 ; 由于断裂带的逆冲作用 ,垂直前陆褶皱冲断带方向上
的缩短率平均在 50 %左右 。 显微构造和宏观标志共同指明在印支期褶皱 、 逆冲作用后 ,至晚白
平世以前 , 断裂带性质改变 ,具有右行走滑性质 。
( 2) 透射电镜研究结果显示 ,断裂带内构造岩应变强烈 , 主要表现为塑性变形特征 。 岩石
应变参数计算结果也显示有规律的变化行为 : 自东向西 ,即 由前陆褶皱冲断带向后缘带过渡 ,
断裂带内构造岩变形石英的位错密度依次减小 ,最大应力差逐渐降低 、 应变速率逐渐增高 ,这
与野外露头和室内薄片中观察的岩石的变形强度减弱是一致的 。 而由北 (黄栗树 ) 向南 (庐江 ) ,
黄一破断裂主干断裂带上的应力变化不大 ,均在 1 50 M P a 左右 ,在与郊庐断裂带交汇处庐江附
近最大 ,达到 1 80 M P a 。
本文是在常印佛院士指导下完成的 ,在透射电镜观察中还得到中国科学技术大学结构与
成分分析 中心杨丽博士的帮助 , 在此一并表示感谢 。
参 考 文 献
1 T w z s s R J
.
V a r 1
a
b le e n t i v i t y p i e z o m e t r i
e e q u a t io n s f o r d i s loc a t i o n d
e n s i t y a n d
s u b g r a in d i a m e t e r a n d t h e i r r e l e
v a n e e t o o l iv i n e
a n d q u
a r t z : I n m i n
e r a l
a n d r o e k d e f o r m a t i o n
,
la b o r a t o r y
s t u d i e
s . I n : H o b b s B E
, e d
.
G eo p h y s ie a l M o n o g r a p h
, 1 9 8 6
,
3 6
、
24 7一
2 6 1
.
2 M e r e i e r R J
.
S t
r e s s i n t h e li t h o s P h e
r e : i n fe r e cn e
s
f r o m s t e a d
一 s t at e f ol w o f r o e ks
.
P u r e
.
A pp l
.
G e O p h y s
, ,
1 9 7 7
, 1 1 5
:
1 9 9一
2 2 6
.
3 何永年 ,林传勇 , 史兰斌 . 构造矿物学 . 北京 : 地质出版社 , 19 8 .8
4 许志琴 . 地壳变形与显微构造 . 北京 : 地质出版社 , 1 984 .
5 钟增球等 . 构造岩与显微构造 . 武汉 : 中国地质大学出版社 , 1 9叭 : 1 2孰
6 安徽省区域地质调查队 . 安徽省区域地质志 . 北京 : 地质出版社 , 1 9 8 7 .
7 许志琴 . 扬子板块北缘的大型深层滑脱构造及动力学分析 . 中国区域地质 , 1 9 87 , ( 4) : 2 89 ~ 3 0 .
8 R a m as y J G
,
H u be
r
M I
. 现代构造地质学方法 . 第一卷 :应变分析 . 刘瑞殉译 . 北京 : 地质出版社 , 1 9 91 .
9 郑亚东 ,常志忠 . 岩石有限应变测量及韧性剪切带 . 北京 :地质出版社 , ” 8 5 .
1 0 P a r r i
s
h D K
,
R o
s s
J V
.
E x p e r im e n t a l d e f o r m a t i o n o f a n h y d r i t e a n d e a r ly
s t r a i n h i s t o r y o f s a l t d o m e s ( a b s t r )
.
A rn
.
G e o p h y s
.
U n i o
.
T r a n s
.
, 19 7 6
, 5 7 : 3 3 2
.
第 6 期 涂荫玖等 : 皖东黄栗树一破凉亭断裂带北段构造岩显微一超显微变形特征及地质意义 6 2 7
:;
F y fe W S
,
K e r r ie h R
.
F lu id a n d t h r u s t i明 . C h e o i e a l G e (〕 log y , 1 9 8 5 , 4 7 : 3 5 3一 3 6 2 .
O
`
H a r a K
.
F lu id flo w a n d v o lu m e 10 5 5 d u r一n g m y l o n i z a t l o n : a n o r ig i n f o r ph y llo n i t e i n a n o v e r t h r u s t s e t t i n g ,
a
.
T e e t o n o p h y s i e
s ,
1 9 8 8
, 1 5 6 ( 1 )
:
2 1一 3 6 .
杨晓 勇 , 刘德 良 , 王奎仁 . 郊庐断裂带南段中深层 次韧性剪切带糜棱岩化过程 成分变化规律研究 .
1 9 9 7 , 3
:
2 63 ~ 2 7 1
.
贺同兴等 变质岩石学 , 北京 : 地质出版社 , 1 9 8 .
N o r t h C a l i f o r n i
-
高校地质学报 ,
M i c r o一U I t r a 一M i c r o S t r u C t u r a l C h a r a c t e r i s t i c s o f t h e T e e t o n i t e s
f r o m t h e N o r t h e r n H u a n g l i s h u一P o l ia n g t i n g F a u l t B e l t ,
E a s t e r n A n h u i P r o v i n e e
,
C h i n a
T u Y i n ji u
( 3 1 2 eG of
。召 ) aP rt 少 of A n h u i B u aer
u
of eG ol 呀夕 a n d M nez alr eR s ou cr e s , B en g b u , 23 30 4 0 )
Y a n g X ia o y o n g a n d L i u D e lia n g
( eD pt
.
aE rt h
a 二d S ap ce S
c记二 e 、 , U n iv e r s it y Of S c奋二 e 邑 eT c h耐 og y o f hC 、 , H e fe i , 2 30 0 26 )
A b s t r 8 C t
T h i s p a p e r f o e u s e s o n t h e m y l o n it e s f r o m t h e b r it t l e
一
d u e t il e s h e a r z o n e s in t h e n o r t h e r n p a r t
o f t h e H u a n g l is h u一 P o l ia n g t i n g f a u lt b e l t , e a s t e r n A n h u i P r o v i n e e . O n t h e b a s is o f f ie ld s u r v e y s ,
s e v e r a l o f t h e t y p i e a l b r it t l e
一
d u e t i le s h e a r z o n e s w e r e e h o s e n a n d a l t o g e t h e r 1 0 t y p ie a l s a m p l e s
w e r e e o l le e t e d f o r a d e t a i le d s t u d y
.
U
s i n g T E M a n a l y s i s o n t h e d e f o r m e d rn i n e r a l s i n t h e t e e
-
t o n i t e s f r o m t h e f a u lt b e l t
,
t h e e h a r a e t e r is t ie s o f t h e d is lo e a t i o n in q u a r t z h a s b e e n s t u d i e d a n d t h e
p la s t ie d e f o r m a t i o n o f t h e m y l o n i t e s d is e u s s e d
.
T h e p a r a m e t e r s o f t h e d i f f e r e n t i a l p a le o
一 s t r e s s a n d
t h e s t r a i n r a t e in t h e m y lo n it e s h a v e b e e n e a l e u l a t e d a n d t h e h is t o r y o f g e o l o g ie a l m o v e m e n t s i n
t h e f a u l t b e l t d is e u s s e d
.
I t h a s b e e n p r o v e d t h a t t h i s f a u l t 15 f o r m e d in a b r it t l e
一
d u e t i l e s h e a r z o n e
a t d e p t h
, r e p r e s e n t i n g s im p le s h e a r i n g
.
T h e e a le u la t e d r e s u lt s s h o w t h a t t h e d if f e r e n t ia l s t r e s s i n
q u a r t z o f t h e t e e t o n i t e s b e e o m e s m a l l e r f r o m e a s t t o w e s t
.
K e y w o r d s
: t e e t o n i t e ; s t r a i n m e a s u r e m e n t ; T E M o b s e r v a t io n ; n o r t h p a r t y o f t h e H u a n
-
g l is h u一 P o l ia n g t i n g f a u l t b e l t ; e a s t e r n A n h u i P r o v i n e e
图 版 说 明
1
. 旋转碎斑及显微褶皱 ,指示右旋特征 (样品 G B1 4 , X Z 面 , 又 63 倍 , 正交偏光 ) 。
2
. 碎斑及石英的拔丝构造 (样品 G 1B 4 , Y Z面 , x 40 倍 , 正交偏光 ) 。
3
. 旋转碎斑 (样品 G B 1 4 , X Z 面 , 义 4 0 倍 ,正交偏光 ) 。
4
. 构造角砾岩中糜棱质岩石组成的角砾 (样品 T B 14 , Y Z 面 , 欠 40 倍 , 单偏光 ) 。
5
. 构造岩石英颗粒中的自由位错线 ( d) ( 电镜照片 , 样品 G B 1 6 , x 1 5。。0) 。
6
. 石英高位错密度的位错线组成的网络 ( d) (电镜照片 ,样品 B 4 , X Z。。。 0) 。
7
. 石英颗粒中发育的亚晶界 ( c) , 断面呈近六边形 〔电镜照 片 ,样品 G 1B 6 , 只 2 0 0 0 0) 。
8
. 石英中发育的位错壁 (S g )与局部位错 网络 ( d) (电镜照片 , 样品 G B 34 , 火 2 0 0 0 0) 。
作 者 简 介
涂荫玖 ,男 , 1 9 4 2 年生 。 1 9 6 5 年毕业于 中南矿业学院地质系 。 现为安徽地质矿产局 3 12 地
质队教授级高级工程师 ,从事矿产地质普查勘探 。 通讯地址 : 2 3 3 0 4 0 ,安徽蚌埠南湖路 3 12 地质
队 。