蘇魯高壓蘇魯高壓超高壓變質(zhì)帶的折返構(gòu)造及折返機(jī)制

蘇魯高壓蘇魯高壓超高壓變質(zhì)帶的折返構(gòu)造及折返機(jī)制

大別-蘇魯超高壓變質(zhì)帶是世界上最大、保存最完好的超高壓變質(zhì)帶。它是北中國(guó)（韓國(guó)）和揚(yáng)子板塊的沖積源。大別—蘇魯超高壓變質(zhì)帶被郯廬斷裂所切錯(cuò),分成大別(西部)和蘇魯(東部)超高壓變質(zhì)帶兩部分(圖1),蘇魯高壓—超高壓變質(zhì)帶呈NE-SW走向,寬180km,長(zhǎng)750km,北界以五蓮—煙臺(tái)斷裂與中朝板塊為鄰,南界沿嘉山—響水?dāng)嗔褨|段,轉(zhuǎn)為SSW延至張八嶺一帶,與揚(yáng)子板塊相連,西界以郯廬斷裂與北中國(guó)板塊相隔。中國(guó)大陸科學(xué)鉆探工程孔位位于蘇魯超高壓變質(zhì)帶南部的江蘇省東?？h(圖2)。蘇魯高壓—超高壓變質(zhì)帶由北面的超高壓變質(zhì)帶和南面的高壓變質(zhì)帶組成。超高壓變質(zhì)帶中廣泛出露了曾在地幔中“遨游”的超高壓變質(zhì)巖石,這些巖石大部分來(lái)自于俯沖板片的大陸地殼,據(jù)研究表明,它們?cè)?jīng)快速俯沖到100km以下的深度,而后又快速折返,回到地表(Cong,1996;Liouetal.,1998)。作為地幔信使的超高壓變質(zhì)巖石是近十年國(guó)內(nèi)外地學(xué)界關(guān)注的重點(diǎn)及研究的熱點(diǎn),其關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題“大陸板片如何俯沖下去?又如何折返上來(lái)?”的動(dòng)力學(xué)機(jī)制一直沒(méi)有解決。蘇魯高壓一超高壓變質(zhì)帶的地表地質(zhì)及鉆孔巖心的研究表明,超高壓變質(zhì)地體組成的巖石類型包括石榴石橄欖巖、石榴石輝石巖、榴輝巖、多硅白云母石英片巖、硬玉石英巖、藍(lán)晶石多硅白云母片巖、石榴石多硅白云母片巖、藍(lán)晶石石英巖、含綠輝石大理巖及各類正、副片麻巖。根據(jù)成分特征,這些超高壓變質(zhì)巖總體上可劃分為5大類:以橄欖巖為代表的超基性巖類,以榴輝巖為代表的基性巖類,以片麻巖(和片巖)為代表的中酸性巖類,以石英巖為代表的硅質(zhì)巖類,和以大理巖為代表的碳酸巖類(張澤明等,2002)。在超高壓變質(zhì)地體中,大量榴輝巖和超基性巖呈大小不一的透鏡狀、團(tuán)塊狀?yuàn)A在大面積分布的圍巖——變質(zhì)表殼巖和花崗質(zhì)片麻巖中,其中,花崗質(zhì)片麻巖占70%,變質(zhì)表殼巖占25%,榴輝巖和超基性巖占5%。劉福來(lái)等(1999,2000,2001a,b,2002)在南蘇魯超高壓變質(zhì)帶大面積地表出露的榴輝巖和超基性巖的圍巖——正片麻巖、副片麻巖、斜長(zhǎng)角閃巖、大理巖及藍(lán)晶石石英巖等巖石的鋯石中發(fā)現(xiàn)大量的柯石英及其他相伴生的超高壓變質(zhì)礦物(綠輝石、多硅白云母、石榴石及藍(lán)晶石)等包體,而且在中國(guó)大陸科學(xué)鉆探工程預(yù)先導(dǎo)孔CCSD-PP1(432m深,位于東海縣芝麻坊)及CCSD-PP2(1028m深,位于東?？h毛北)中的榴輝巖和榴輝巖圍巖的鋯石中普遍發(fā)現(xiàn)柯石英包體,以上成果證明在蘇魯?shù)貐^(qū)三維空間分布的大量物質(zhì)曾經(jīng)歷了超高壓變質(zhì)作用(>2.8GPa,>650℃)。在超高壓變質(zhì)帶東南部出露的南蘇魯高壓變質(zhì)帶,上部巖石組合為含藍(lán)閃石(黑硬綠泥石)的二云鈉長(zhǎng)片麻巖、綠簾角閃鈉長(zhǎng)片麻巖、綠簾黑云角閃鈉長(zhǎng)片麻巖、白云綠簾陽(yáng)起片巖和綠簾鈉長(zhǎng)陽(yáng)起片巖等,下部巖石組合為藍(lán)晶石石英巖、含藍(lán)晶石多硅白云母石英片巖、含藍(lán)晶石鈉長(zhǎng)石英片巖、大理巖、含磷大理巖及磷灰?guī)r等(孫競(jìng)雄等,1985)。在南蘇魯高壓變質(zhì)帶東部的藍(lán)閃石最早是張樹業(yè)(1986)在灌云縣楊集鉆孔中發(fā)現(xiàn),最近在云臺(tái)山及東西連島又發(fā)現(xiàn)藍(lán)透閃石、凍藍(lán)閃石和文石等高壓礦物(邱海峻等,2002),在韓山藍(lán)晶石石英巖中發(fā)現(xiàn)黃玉(ZhangKYetal.,2002),進(jìn)一步確立了南蘇魯?shù)母邏鹤冑|(zhì)帶。在蘇魯高壓—超高壓變質(zhì)地體中有大量100～150Ma的花崗巖侵入體,并被白堊紀(jì)火山巖及碎屑巖組成的陸相盆地不整合覆蓋,變質(zhì)地體南部安峰山有新近紀(jì)噴發(fā)的玄武巖。由于超高壓變質(zhì)巖經(jīng)歷了俯沖、折返及最后抬升的不同構(gòu)造演化階段,從地殼到地幔又回到地殼的歷史過(guò)程,因此出露的超高壓變質(zhì)地體主要表現(xiàn)為折返階段(特別是折返后期)以來(lái)的構(gòu)造變形特征,而早期的構(gòu)造變形記錄往往不易保存,信息難以捕捉。其中包括俯沖的最大深度和壓力、俯沖階段的物質(zhì)流變學(xué)狀態(tài)、俯沖和折返早期構(gòu)造形跡及其幾何學(xué)-運(yùn)動(dòng)學(xué)-動(dòng)力學(xué)的重塑,構(gòu)造演化的時(shí)間限定等是當(dāng)前超高壓變質(zhì)帶構(gòu)造研究中最薄弱的環(huán)節(jié)。對(duì)大別—蘇魯高壓—超高壓變質(zhì)帶的構(gòu)造研究,主要集中在建立折返構(gòu)造格架、俯沖構(gòu)造及流變學(xué)的重塑、俯沖與折返事件的時(shí)限,以及俯沖與折返機(jī)制的探索等。許志琴等曾提出大別—蘇魯高壓—超高壓帶中存在NWW-SEE向及近SN向的兩組拉伸線理,NS向?yàn)樵缙诶炀€理,超高壓帶北部為一穹窿或背形構(gòu)造(Xuetal.,1986;1987;許志琴等,1998),揚(yáng)子板塊北緣的含藍(lán)閃石高壓變質(zhì)基底(南秦嶺的耀嶺河群,大別山紅安群和宿松群,蘇魯張八嶺群)與震旦紀(jì)—三疊紀(jì)蓋層之間存在自北往南的韌性滑脫剪切帶,形成時(shí)代為232～216Ma(許志琴,1987);Hacker等(1995,1998)提出大別山超高壓變質(zhì)帶的峰期變質(zhì)年齡為245Ma,經(jīng)歷了兩個(gè)折返階段:①200～180Ma,SE往NW向的剪切運(yùn)動(dòng);②133～122Ma,近NW-SE方向的近水平的拉張。MichelFaure等(1999,2001)提出大別高壓—超高壓變質(zhì)帶會(huì)聚折返及后期穹窿的模式;索書田等(2001)提出大別—蘇魯高壓—超高壓變質(zhì)帶的構(gòu)造為“變質(zhì)核雜巖”樣式,是在折返過(guò)程的伸展體制下形成的,主要依據(jù)是“變質(zhì)核雜巖”南部面理往SE傾斜的高壓—超高壓變質(zhì)帶中發(fā)育若干正向滑移的“拆離帶”。然而,超高壓變質(zhì)帶構(gòu)造學(xué)的研究相對(duì)巖石學(xué)、礦物學(xué)、地球化學(xué)的研究要薄弱得多,相對(duì)大別地區(qū)而言,蘇魯研究程度更差。這就是超高壓變質(zhì)巖石形成與折返的動(dòng)力學(xué)機(jī)制至今尚未解決的根本所在。本文是筆者等在蘇魯高壓超高壓變質(zhì)帶面上構(gòu)造研究以及近年來(lái)開展的南蘇魯連云港幅1:25萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)填圖和研究基礎(chǔ)上進(jìn)行的綜合性論述。從構(gòu)造變形入手,運(yùn)用微觀構(gòu)造與宏觀構(gòu)造、變形與變質(zhì)及幾何學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)相結(jié)合的方法;以構(gòu)造巖片為基本單元,以大型韌性剪切帶為巖片單元界限,建立蘇魯高壓—超高壓變質(zhì)帶的折返構(gòu)造格架,確定構(gòu)造巖片的相對(duì)運(yùn)動(dòng)學(xué),進(jìn)而討論折返構(gòu)造的流變學(xué)和退變質(zhì)作用及其時(shí)限,對(duì)蘇魯高壓—超高壓變質(zhì)帶折返機(jī)理進(jìn)行初步探討。1蘇魯高壓—蘇魯高壓—超高壓變質(zhì)帶的剪切構(gòu)造巖片單元在蘇魯高壓—超高壓變質(zhì)帶中,所顯示的最主要的構(gòu)造形跡是折返階段的產(chǎn)物。早期俯沖階段的構(gòu)造過(guò)程在折返中經(jīng)歷了強(qiáng)烈的改造,不容易保存,僅在高壓變質(zhì)帶西南部的張八嶺展現(xiàn)較完整。蘇魯高壓—超高壓變質(zhì)帶的總體折返面理軌跡平行于高壓—超高壓變質(zhì)帶的延展方向。蘇魯高壓—超高壓變質(zhì)帶中變質(zhì)巖石單元的分帶(高壓帶與超高壓帶)與折返構(gòu)造面理軌跡總體走向上的一致性(NE—SW向)是蘇魯高壓—超高壓變質(zhì)帶的主要特征。折返構(gòu)造面理總體向南東和南東東緩傾,以平均20°～30°估計(jì),面理的總厚度大約為35～40km。根據(jù)折返構(gòu)造面理以及變質(zhì)巖石單元的分帶特征,揭示了這些單元呈“剪切巖片”產(chǎn)出。研究表明,每個(gè)巖片又由若干剪切疊覆巖片組成,剪切巖片之間的界限為糜棱巖帶及強(qiáng)變形帶組成的韌性剪切帶。蘇魯高壓—超高壓變質(zhì)帶由高壓變質(zhì)巖組成的南部剪切疊覆巖片單元與超高壓變質(zhì)巖組成的北部剪切疊覆巖片兩大單元組成,前者疊覆在后者之上。根據(jù)剪切疊覆巖片的組成及剪切巖片之間的界限,自上而下可分為以下單元:南蘇魯高壓低溫(LT)變質(zhì)巖剪切疊覆巖片(Ⅰ),南蘇魯高壓中溫(MT)變質(zhì)巖剪切疊覆巖片(Ⅱ),北蘇魯超高壓變質(zhì)表殼巖剪切疊覆巖片(Ⅲ)和北蘇魯超高壓花崗質(zhì)變質(zhì)巖剪切疊覆巖片(Ⅳ)(圖1)。1.1低溫剪切疊覆巖片主要由二云鈉長(zhǎng)片麻巖、綠簾角閃鈉長(zhǎng)片麻巖、綠簾黑云角閃鈉長(zhǎng)片麻巖、白云母綠簾陽(yáng)起片巖、白云母石英片巖、鈉長(zhǎng)陽(yáng)起片巖及藍(lán)透閃石榴鈉長(zhǎng)陽(yáng)起片巖等組成,以出現(xiàn)藍(lán)透閃石、凍藍(lán)閃石、多硅白云母、文石等高壓礦物為特征,為高壓(0.7～0.85GPa)低溫(300～360°C)剪切疊覆巖片(邱海峻等,2002)。本剪切疊覆巖片自上而下分為三組巖片:灌南剪切巖片(Ⅰa)、連云港剪切巖片(Ⅰb)和云臺(tái)山剪切巖片(Ⅰc),剪切巖片之間的界限分別為DF1和DF2(圖2)。南蘇魯高壓低溫剪切疊覆巖片(Ⅰ)的面理向SE緩傾(20°～35°),普遍發(fā)育NWW—SEE向拉伸線理,巖片之間發(fā)育寬300～500m的強(qiáng)應(yīng)變帶(韌性剪切帶),巖石遭受強(qiáng)烈剪切應(yīng)變,發(fā)育“A”型褶皺,大部分糜棱巖化。韌性剪切帶中往往出現(xiàn)兩期剪切面理(S1和S2),早期(S1)為滲透性剪切面理,面理上普遍存在橫向拉伸線理,由拉伸的長(zhǎng)英質(zhì)火山礫石和巖屑、布丁構(gòu)造、拉伸石英的拔絲構(gòu)造及石榴子石變斑晶的壓力影等表現(xiàn)出來(lái),S2為S1重褶而造成的,是遞進(jìn)剪切應(yīng)變的產(chǎn)物。1.2溫壓計(jì)算及變形參數(shù)該剪切疊覆巖片(Ⅱ)上部由藍(lán)晶石-黃玉石英巖、含藍(lán)晶石多硅白云母石英片巖和含藍(lán)晶石鈉長(zhǎng)石英片巖組成,下部由大理巖、含磷大理巖及磷塊巖組成。根據(jù)韓山含黃玉的藍(lán)晶石石英巖的溫壓條件估算,變質(zhì)溫度達(dá)到500～600℃,壓力為1.5～2.0GPa(ZhangRYetal.,2002)(Ⅱ)巖片與上述(Ⅰ)巖片的邊界為DF3,由面理向SEE緩傾(15°～20°)的花崗質(zhì)糜棱巖帶組成,寬500m,發(fā)育呈NWW-SEE方向的桿狀構(gòu)造(L拉伸線理)。下部薄層的巖石遭受強(qiáng)烈的剪切應(yīng)變,構(gòu)成與超高壓變質(zhì)表殼巖剪切疊覆巖片(Ⅲa)之間的界限為DF4。(Ⅱ)剪切疊覆巖片的基本變形特征與(Ⅰ)相同。1.3se—北蘇魯超高壓變質(zhì)表殼巖剪切疊覆巖片主要由超高壓變質(zhì)表殼巖夾大量榴輝巖及超基性巖透鏡體所組成,變質(zhì)表殼巖包括含柯石英的副片麻巖、藍(lán)晶石石英巖、硬玉石英巖及角閃巖等,在虎山藍(lán)晶石石英巖中發(fā)現(xiàn)黃玉,估算變質(zhì)溫度650℃,壓力2.8～3.0GPa(ZhangRYetal.,2002)。在變質(zhì)表殼巖中部和下部如東海牛山、駝峰及羽山等地有含柯石英的花崗質(zhì)片麻巖和含霓石花崗質(zhì)片麻巖分布。自SE到NW包括四個(gè)構(gòu)造巖片:青龍山—房山構(gòu)造巖片(Ⅲa)、毛北構(gòu)造巖片(Ⅲb)、石湖鎮(zhèn)構(gòu)造巖片(Ⅲc)和石梁河構(gòu)造巖片(Ⅲd)。Ⅲa巖片與Ⅲb巖片之間的界限為DF5,Ⅲb巖片與Ⅲc巖片之間的界限為DF6,Ⅲc巖片與Ⅲd巖片之間的界限為DF7。界限均為強(qiáng)變形的韌性剪切帶,寬數(shù)百米,以發(fā)育大量的近平臥的“A”型褶皺為特征。巖片面理及巖片邊界的韌性剪切帶均向SE-SEE傾斜,拉伸線理為NWW-SEE至NW-SE向。青龍山—房山構(gòu)造巖片(Ⅲa)底部夾有非超高壓花崗質(zhì)片麻巖巖片,在其中發(fā)育巖漿鋯石,沒(méi)有發(fā)現(xiàn)柯石英包體,此巖片往NW與毛北構(gòu)造巖片(Ⅲb)中芝麻坊超基性巖體上部(CCSD-PP1孔頂部50m)的非超高壓花崗質(zhì)片麻巖相連。非超高壓花崗質(zhì)片麻巖巖片的變形構(gòu)造特征與超高壓巖片完全一致,推測(cè)它是折返過(guò)程的同構(gòu)造地殼局部熔融產(chǎn)物。組成石梁河構(gòu)造巖片(Ⅲd)的含霓石花崗質(zhì)片麻巖中,除上述變形構(gòu)造特征外,還疊加了軸向NW-SE的直立無(wú)劈理同心褶皺。1.4構(gòu)造背景及微量元素北蘇魯超高壓花崗質(zhì)變質(zhì)巖剪切疊覆巖片(Ⅳ)位于五蓮—煙臺(tái)斷裂及膠南瑯琊—日照大旺山—贛榆石橋—東海溫泉鎮(zhèn)一線之間,寬50km。主要組分為花崗質(zhì)片麻巖、少量變質(zhì)表殼巖夾榴輝巖和超基性巖塊體,研究表明,除了花崗質(zhì)片麻巖、變質(zhì)表殼巖及榴輝巖均含柯石英(LiuFLetal.,2001a,b,2002)外,威海石榴石橄欖巖鋯石中也發(fā)現(xiàn)柯石英(楊經(jīng)綏等,2002)。本剪切疊覆巖片(Ⅳ)位于蘇魯高壓—超高壓變質(zhì)帶最下部的構(gòu)造層位,總體的構(gòu)造面理往E及SEE緩傾,由若干剪切巖片疊覆而成。由于靠近五蓮—煙臺(tái)斷裂一側(cè)的面理轉(zhuǎn)為向西及北西緩傾,剪切疊覆巖片(Ⅳ)的產(chǎn)狀發(fā)生彎曲,形成NE—SW軸向的寬緩不對(duì)稱“背形”構(gòu)造(圖1)?！氨承巍睒?gòu)造軸部位于日照厲家寨—膠南河頭一帶,往NE30°～40°方向收斂和傾伏。在臨沭白堊紀(jì)盆地以南露頭很差,無(wú)法細(xì)分巖片單元,在盆地以北的蒼山—抗日山一帶,可分為三個(gè)剪切巖片(自上而下):三清閣剪切巖片(Ⅳa),抗日山剪切巖片(Ⅳb)及蒼山剪切巖片(Ⅳc),Ⅲc與Ⅳa巖片之間的界限為DF7,Ⅳa與Ⅳb巖片之間的界限為DF8,Ⅳb巖片及Ⅳc巖片之間的界限為DF9,Ⅳc巖片之底界為DF10,它們均為寬度數(shù)百米的糜棱巖及糜棱巖化帶。糜棱面理向E緩傾(10°～20°),發(fā)育EW向桿狀構(gòu)造,DF10之上是寬3～4km的面理化斑狀花崗片麻巖。由于組成“背形”構(gòu)造的花崗質(zhì)片麻巖處于較深的構(gòu)造部位,顯示的早期俯沖階段的構(gòu)造信息較多,又受后期大量中生代花崗巖的影響,使變形構(gòu)造樣式復(fù)雜化。但本地區(qū)仍然發(fā)育明顯的NWW-SEE及NW-SE方向的橫向拉伸線理,和其它剪切疊覆巖片完全—樣。蘇魯高壓—超高壓帶幾乎百分之百的中生代花崗巖體分布在北蘇魯超高壓花崗質(zhì)變質(zhì)巖疊覆構(gòu)造巖片之中,巖體的時(shí)代為150～100Ma:榮城巖體(142Ma,U-Pb法;133Ma,K-Ar法)、青島巖體(134Ma,K-Ar法)、日照巖體(127Ma,U-Pb法)、韓山巖體(101.2Ma,K-Ar法)、馬耳山巖體(113.6Ma,U-Pb法)、鐵镢山巖體(102.25Ma和115.8Ma,K-Ar法)、抗日山巖體(118Ma,U-Pb法)及桃林巖體(135Ma,ICP-MS法)等,約占北蘇魯超高壓花崗質(zhì)變質(zhì)巖疊覆構(gòu)造巖片總面積的50%左右,形成一條大規(guī)模的碰撞后陸內(nèi)花崗巖漿帶。2石英的優(yōu)選方位剪切疊置巖片的性質(zhì)及其運(yùn)動(dòng)學(xué)的研究主要通過(guò)剪切應(yīng)變及最敏感的應(yīng)變礦物——石英的優(yōu)選方位特征相互驗(yàn)證確定的。把折返過(guò)程中退變質(zhì)反應(yīng)與石英的優(yōu)選方位結(jié)合起來(lái)考慮是一種新的嘗試。蘇魯高壓—超高壓變質(zhì)帶的基本折返構(gòu)造格架是由一系列走向NE-SW、往南東緩傾的疊置構(gòu)造巖片單元組成,構(gòu)造巖片之間的界限為韌性剪切帶或糜棱巖帶。高壓—超高壓變質(zhì)帶的折返構(gòu)造運(yùn)動(dòng)學(xué)的標(biāo)志是代表折返剪切矢量的拉伸線理。蘇魯高壓—超高壓帶中拉伸線理由東北部的近EW向往西南部的NW-SE向有規(guī)律的變化(圖版Ⅰ),總體上呈NWW-SEE向的常量。2.1.1構(gòu)造特征指示剪切應(yīng)變?cè)谀咸K魯高壓變質(zhì)巖剪切疊覆巖片(Ⅰ+Ⅱ中,巖片之間的界線均為向SE緩傾的糜棱巖帶,XZ面上的不同尺度規(guī)模(野外露頭及定向薄片)的不對(duì)稱褶皺、S-C構(gòu)造、石英條帶被拉斷形成的“σ”型和“δ”型旋轉(zhuǎn)透鏡體、多米諾骨牌構(gòu)造等微構(gòu)造特征均指示了剪切應(yīng)變?yōu)閺腟E到NW的“逆沖”型(圖版Ⅰ,Ⅱ)。剪切帶中發(fā)育兩期剪切面理,剪切面理S2是早期S1面理重褶而形成的折劈理或間隔劈理,S1-2上發(fā)育新生的陽(yáng)起石、綠簾石和黑云母等礦物,S1和S2的形成是遞進(jìn)剪切應(yīng)變的結(jié)果。在南蘇魯高壓變質(zhì)巖剪切疊覆巖片(Ⅱ)與北蘇魯超高壓表殼變質(zhì)巖剪切疊覆巖片(Ⅲ)的界限—DF4糜棱巖帶中,發(fā)育典型的桿狀構(gòu)造,表明沿X拉伸,Y=Z,并均縮短,是帶有收縮性的剪切機(jī)制(圖版Ⅰ)。2.1.2微觀變形及剪切應(yīng)變特征在北蘇魯超高壓變質(zhì)疊覆構(gòu)造巖片(Ⅲ+Ⅳ)中,我們劃分了7個(gè)構(gòu)造巖片和6條韌性剪切帶邊界,歸結(jié)有如下特征:(1)超高壓變質(zhì)表殼巖疊覆構(gòu)造巖片(Ⅲ)中的韌性剪切帶由強(qiáng)變形構(gòu)造帶組成,面理產(chǎn)狀穩(wěn)定(往SE緩傾),發(fā)育“A”型褶皺(圖版Ⅰ)及由于遞進(jìn)剪切應(yīng)變形成的兩期面理,強(qiáng)烈的深層剪切應(yīng)變顯示了從SE往NW的“逆沖”指向,沿面理局部發(fā)育疊加的淺層韌-脆性正滑斷層(從NW到SE滑移),與后期變質(zhì)地體抬升過(guò)程的重力作用有關(guān)。(2)在(Ⅲ)疊覆巖片中,夾持了房山非超高壓花崗質(zhì)片麻巖巖片,其顯示了與超高壓巖片同樣的變形構(gòu)造及從SE到NW的“逆沖”剪切應(yīng)變特征。(3)超高壓花崗質(zhì)片麻巖剪切疊覆巖片(Ⅳ)的剪切應(yīng)變特征較復(fù)雜。三清閣巖片(Ⅳa)與抗日山巖片(Ⅳb)之間的韌性剪切帶(DF8)發(fā)育在大理巖夾退變榴輝巖地質(zhì)體與花崗質(zhì)片麻巖之間,根據(jù)大理巖褶皺軸面自上而下呈鏟式構(gòu)造樣式,推測(cè)其具有從SE到NW的“逆沖”剪切應(yīng)變特征。然而,在抗日山巖片(Ⅳb)與倉(cāng)山巖片(Ⅳ)之間的DF9帶中,大量長(zhǎng)英質(zhì)條帶的不對(duì)稱褶皺的倒伏趨勢(shì)及S/C構(gòu)造指示了從NW到SE的“下滑”剪切應(yīng)變(圖版Ⅱ)。這條從NW到SE的“下滑”剪切帶在北東方向的延伸部位(小窩洛南東及桃村以東)同樣被發(fā)現(xiàn)。石英流變學(xué)實(shí)驗(yàn)及大量韌性剪切帶中石英的優(yōu)選方位研究為我們提供了剪切應(yīng)變指向及剪切帶形成過(guò)程溫度演化的信息。石英的變形及位錯(cuò)滑移實(shí)驗(yàn)表明,石英的不同晶內(nèi)滑移系和優(yōu)選方位(或組構(gòu))(LPO)模型形成在不同的溫度條件下(Carteretal.,1964;Bruneletal.,1972;Haraetal.,1973;Boucheretal.,1977;Mainpriceetal.,1986;Heetal.,1988;許志琴等,1997)。Ji(1988)提出在非同軸剪切應(yīng)變下4種LPO模型:①低溫(<40(0℃)底面(0001)<a>組構(gòu)模型;②中低溫(400～550℃)棱面(1011)<a>組構(gòu)模型;③中溫(550～650℃)柱面(1010)<a>組構(gòu)模型;④高溫(>650℃)柱面(1010)<c>組構(gòu)模型。低溫組構(gòu)可以疊在早期的高溫組構(gòu)之上,這是流變學(xué)的規(guī)律,因此在韌性剪切帶從高溫向低溫的演化過(guò)程中可以形成復(fù)合的組構(gòu)模型。2.2.1高壓中溫和低溫下民族切變質(zhì)巖組構(gòu)模型在高壓低溫剪切疊覆巖片(Ⅰ)的灌南剪切巖片(Ⅰa)與連云港剪切巖片(Ⅰb)之間的DF1帶由變火山質(zhì)糜棱巖組成。取黃窩村4個(gè)糜棱巖化的二云二長(zhǎng)片麻巖的定向薄片(GLY-03、HWP-800-1、HWP-3和HWP-4)進(jìn)行石英優(yōu)選方位測(cè)量(圖3a,b,c,d),獲得了柱面{1010}<a>及底面{0001}<a>組構(gòu)模型,反映了中溫(550～650℃)和低溫(<400℃)的剪切應(yīng)變條件及從SE向NW方向“逆沖”剪切指向。在云臺(tái)山剪切巖片(Ⅰc)與高壓中溫變質(zhì)巖剪切疊覆巖片(Ⅱ)之間的DF3帶上,韓山鈉長(zhǎng)石英片巖(Ld1004,Ld1007)的石英優(yōu)選方位圖(圖3e,f)顯示了與上述相同的剪切應(yīng)變的溫度條件及“逆沖”剪切指向。在高壓中溫帶中出現(xiàn)中溫(550～650℃)和低溫(<400℃)組構(gòu)模型是正常的。高壓低溫帶中出現(xiàn)中溫(550～650℃)組構(gòu)樣式可以解釋為保留早期信息或受剪切應(yīng)變局部熔融的影響。2.2.2超高壓花崗質(zhì)變質(zhì)剪切巖片的石英優(yōu)選方位及運(yùn)動(dòng)學(xué)(1)北蘇魯超高壓變質(zhì)表殼巖剪切疊覆巖片(Ⅲ)內(nèi)的石英優(yōu)選方位及運(yùn)動(dòng)學(xué):5個(gè)樣品取自北蘇魯超高壓變質(zhì)表殼巖剪切疊置巖片(Ⅲb)中芝麻坊(東海南9km處)的CCSD-PP1孔中超高壓片麻巖巖心:PP1-105(石榴綠簾黑云鈉長(zhǎng)片麻巖)、PP1-120(綠簾黑云鈉長(zhǎng)片麻巖)、PP1-270(綠簾黑云鈉長(zhǎng)片麻巖)、PP1-318(黑云斜長(zhǎng)花崗質(zhì)片麻巖)及PP1-419(石榴綠簾黑云鈉長(zhǎng)片麻巖),深度分別為105m,120m,270m,318m及419m(圖4a,b,c,d,e),除PP1-318為含柯石英正片麻巖外,其余為含柯石英副片麻巖(LiuFLetal.,2000)。在所獲的片麻巖石英優(yōu)選方位圖中,顯示了除柱面{1010}<a>、棱面{1011}<a>和底面{0001}<a>的中低溫組構(gòu)模型外,還存在高溫柱面{1010}<c>組構(gòu)模型(PP1-318,PP1-419),極密位于C軸(拉伸線理)附近,形成溫度大于650℃。在中低溫組構(gòu)模型中,強(qiáng)極密位于Z軸左側(cè),表明剪切指向從SE到NW;弱極密位于Z軸右側(cè)(a,b,d,e)表明剪切指向從NW到SE,與后期韌脆性正滑構(gòu)造吻合。(2)房山非超高壓花崗質(zhì)變質(zhì)剪切巖片石英優(yōu)選方位及運(yùn)動(dòng)學(xué):分布在(Ⅱa)巖片邊部的房山及東海芝麻坊CCSD-PP1孔0～50m的非超高壓花崗片麻巖剪切巖片(LiuFLetal.,2000)是夾在超高壓變質(zhì)帶中特殊巖片,與超高壓表殼巖及超高壓花崗片麻巖相比,有較弱的面理及相同方向的拉伸線理。2個(gè)樣品取自房山(Dh1031,Dh1101)(圖4f,g),1個(gè)樣品取自CCSD-PP1孔的40m深度(PP1-40)(圖4h)。非超高壓花崗片麻巖的石英優(yōu)選方位圖顯示了柱面{1010}<c>+柱面{1010}<a>+棱面{1011}<a>+底面{0001}<a>的復(fù)合組構(gòu)模型,反映了高溫—中溫—低溫的形成環(huán)境,剪切指向從SE到NW。(3)超高壓花崗質(zhì)變質(zhì)巖剪切疊置巖片(Ⅳ)中的石英優(yōu)選方位及運(yùn)動(dòng)學(xué):超高壓花崗質(zhì)變質(zhì)巖剪切疊置巖片(Ⅳ)中的石英組構(gòu)模型取自于三清閣、抗日山和倉(cāng)山的DF8、DF9及DF10三條韌性剪切帶,巖性為花崗質(zhì)片麻巖及糜棱巖化花崗質(zhì)片麻巖(圖5)。DF8(L303-1,L303-6)(圖5a,b)的花崗質(zhì)片麻巖中石英優(yōu)選方位具(1010)<a>、(1011)<a>及(0001)<a>中溫及中低溫模型組構(gòu),以中溫為主,剪切指向SEE到NWW。在DF9(L318,L320)(圖5c,d)花崗質(zhì)糜棱巖中石英的優(yōu)選方位具(1010)<a>中溫組構(gòu)模型、顯示SEE到NWW剪切指向;(1011)<a>及(0001)<a>中低溫組構(gòu)模型,NWW到SEE剪切指向。DF10(L403-1,L403-2)(圖5e,f)糜棱巖化花崗質(zhì)片麻巖的石英優(yōu)選方位具高溫(1010)<c>組構(gòu)模型,顯示了剪切指向從SEE到NWW“逆沖型”剪切指向,以及中溫(1010)<a>組構(gòu)模型,顯示了NWW到SEE的“正滑型”剪切指向。(4)蘇魯高壓—超高壓變質(zhì)帶北界的石英優(yōu)選方位及運(yùn)動(dòng)學(xué):呈NE-SW走向的五蓮—煙臺(tái)韌性剪切帶位于超高壓變質(zhì)帶與萊陽(yáng)白堊紀(jì)火山沉積盆地之間,由糜棱巖—超糜棱巖帶及后期發(fā)育的正斷層組成。糜棱巖帶的原巖是花崗片麻巖、石墨片巖及榴輝巖透鏡體。在糜棱巖帶東段的桃村—帶,EW向拉伸線理發(fā)育在向西緩傾(20°～25°)的糜棱面理上,在糜棱巖帶西段的膠州小窩洛一帶,與傾向呈30°交角的拉伸線理發(fā)育在向北西緩傾(15°～20°)的(超)糜棱面理上。XZ面上S/C構(gòu)造、“σ”和“δ”型長(zhǎng)石碎斑體系、多米諾骨牌構(gòu)造及石英條帶的不對(duì)稱拖曳褶皺等均顯示了上盤斜下滑的特征,是“伸展轉(zhuǎn)換型”韌性剪切帶,3個(gè)花崗質(zhì)超糜棱巖(小窩洛)定向樣品的石英優(yōu)選方位顯示了低溫(<35℃)底面{0001}<a>組構(gòu),剪切指向NW的“正滑型”特征(圖6)。上述表明,蘇魯高壓—超高壓變質(zhì)帶折返剪切構(gòu)造巖片內(nèi)部及其韌性邊界的石英優(yōu)選方位顯示了以下的特征:①在高壓變質(zhì)疊覆巖片(Ⅰ,Ⅱ)的韌性剪切帶(糜棱巖)中石英優(yōu)選方位顯示了中溫(550～650℃)和低溫(<400℃)的剪切應(yīng)變條件及從SE向NW方向剪切指向;高壓低溫帶中出現(xiàn)中溫組構(gòu)模型可以解釋為保留早期信息或受剪切應(yīng)變局部熔融的影響;②超高壓變質(zhì)巖剪切疊置巖片(Ⅲ、Ⅳ)中的石英優(yōu)選方位除中溫及中低溫組構(gòu)模型外,出現(xiàn)高溫柱面{1010}<c>組構(gòu)模型,主要運(yùn)動(dòng)方式SEE到NWW“逆沖型”,次要的剪切指向是從NW到SE,與后期韌-脆性正滑構(gòu)造吻合;③五蓮—煙臺(tái)韌性剪切帶石英組構(gòu)顯示了低溫(<400℃)底面{0001}<a>組構(gòu),剪切指向NW為“正滑型”。2.3變質(zhì)巖石的主化蘇魯?shù)伢w構(gòu)造折返過(guò)程中,伴隨折返構(gòu)造巖片及大型韌性剪切帶的形成,組成巖片的超高壓副片麻巖、正片麻巖、榴輝巖及高壓藍(lán)晶石-黃玉石英巖和含藍(lán)閃石-文石的陽(yáng)起片巖等各種變質(zhì)巖石均經(jīng)歷了強(qiáng)烈的退變質(zhì)作用的改造。2.3.1各階段的退變質(zhì)反應(yīng)在蘇魯超高壓變質(zhì)地體折返過(guò)程中,大面積出露的各類副片麻巖、正片麻巖均經(jīng)歷了強(qiáng)烈的退變質(zhì)作用的改造。研究結(jié)果表明,在上述巖石中均未保存深俯沖進(jìn)變質(zhì)過(guò)程的礦物組合(M1),在超高壓峰期階段(M2)形成的標(biāo)志性超高壓礦物(如柯石英)和超高壓礦物組合(如柯石英+石榴石+綠輝石+多硅白云母+金紅石、柯石英+石榴石+硬玉+多硅白云母等)只保存于鋯石微區(qū)中(Liuetal.,2001,2002;劉福來(lái)等,2003a,b),而在蘇魯?shù)伢w快速折返過(guò)程中,超高壓變質(zhì)帶的構(gòu)造巖片明顯記錄了一系列礦物相之間的轉(zhuǎn)變關(guān)系及相應(yīng)的退變質(zhì)反應(yīng)。依據(jù)退變質(zhì)反應(yīng)的性質(zhì)及其所記錄的pt演化特征,可劃分以下4個(gè)退變質(zhì)階段(圖7):(1)第—折返階段(M3)標(biāo)志性退變質(zhì)反應(yīng)為:①石榴石(Grt)+柯石英(Coe)+金紅石(Rt)+H2O=榍石(Ttn)+綠簾石(Ep);②柯石英(Coe)=石英(Qtz);該階段的溫壓條件為t=750～850℃,p=2.5～2.8GPa。(2)第二折返階段(M4)標(biāo)志性退變質(zhì)反應(yīng)為:①硬玉(Jd)+石英(Qtz)=鈉長(zhǎng)石(Ab);②文石(Arg)=方解石(Cc);③石榴石(Grt)+硬玉(Jd)+石英(Qtz)+H2O=角閃石(Hb)+鈉長(zhǎng)石(Ab);該階段的溫壓條件為t=680～780℃,p=1.2～1.8GPa。(3)第三折返階段(M5)退變質(zhì)的標(biāo)志性礦物為典型的角閃巖相礦物組合為代表,目前在超高壓巖片中的正、副片麻巖所保存的礦物組合主要為該階段的退變產(chǎn)物:①副片麻巖代表性退變質(zhì)組合為:綠簾石(Ep)+黑云母(Bi)+斜長(zhǎng)石(Pl)+鉀長(zhǎng)石(Kfs)+石英(Qtz)、白云母(Mus)+黑云母(Bi)+斜長(zhǎng)石(Pl)+鉀長(zhǎng)石(Kfs)+石英(Qtz)、石榴石(Grt)+黑云母(Bi)+白云母(Mus)+斜長(zhǎng)石(Pl)+鉀長(zhǎng)石(Kfs)+石英(Qtz)、石榴石(Grt)+角閃石(Hb)+黑云母(Bi)+斜長(zhǎng)石(Pl)+石英(Qtz)、綠簾石(Ep)+角閃石(Hb)+黑云母(Bi)+白云母(Mus)+斜長(zhǎng)石(Pl)+鉀長(zhǎng)石(Kfs)+石英(Qtz)和石榴石(Grt)+黑云母(Bi)+斜長(zhǎng)石(Pl)+石英(Qtz)等。②正片麻巖(花崗質(zhì)片麻巖)代表性退變質(zhì)組合為:鉀長(zhǎng)石(Kfs)+斜長(zhǎng)石(Pl)+石英(Qtz)+白云母(Mus)+黑云母(Bi)+綠簾石(Ep)、鉀長(zhǎng)石(Kfs)+斜長(zhǎng)石(P1)+石英(Qtz)+石榴石(Grt)+黑云母(Bi)+綠簾石(Ep)、鉀長(zhǎng)石(Kfs)+斜長(zhǎng)石(Pl)+石英(Qtz)+霓石(Aeg)+黑云母(Bi)、斜長(zhǎng)石(Pl)+石英(Qtz)+角閃石(Hb)+黑云母(Bi)(石榴石(Grt)和鉀長(zhǎng)石+斜長(zhǎng)石(Pl)+石英(Qtz)+石榴石(Grt)+黑云母(Bi)等。依據(jù)石榴石-角閃石、石榴石-角閃石-斜長(zhǎng)石-石英、石榴石-黑云母和角閃石-斜長(zhǎng)石地質(zhì)溫壓計(jì)估算結(jié)果的綜合判斷,該階段溫壓條件為t=550～650℃,p=0.50～0.70GPa。(4)至退變晚期階段(M6),全區(qū)巖石經(jīng)歷了綠片巖相退變質(zhì)作用的改造,部分巖石所記錄的相應(yīng)溫壓條件為t=300～400℃,p=0.30～0.35GPa。在韌性剪切帶中主要呈現(xiàn)第三和第四階段的退變質(zhì)反應(yīng)。在后期的正滑型韌脆性斷裂面上還出現(xiàn)低綠片巖相的退變質(zhì)反應(yīng)。2.3.2石英的優(yōu)選方位上述超高壓變質(zhì)帶的第二和第三階段退變質(zhì)反應(yīng)是與帶中廣泛發(fā)育的從SE往NW指向的韌性剪切帶有關(guān),結(jié)合超高壓變質(zhì)巖片石英的組構(gòu)樣式,可以做如下解釋:(1)根據(jù)超高壓片麻巖中不同階段的退變質(zhì)反應(yīng)在整個(gè)超高壓變質(zhì)帶pt軌跡中歸于M4(t=680～780℃,p=1.2～1.8GPa)、M5(t=550～650℃,p=0.5～0.8GPa)和M6(t=300～400℃,p=0.3～0.35GPa)位置(圖7)。(2)石英的優(yōu)選方位有4種模型:①高溫(>650℃)柱面(1010)<c>組構(gòu);②中溫(550～650℃))柱面(1010)<a>組構(gòu);③中低溫(400～550℃棱面(1011)<a>組構(gòu)及④低溫(<400℃)底面(0001)<a>組構(gòu)。①與M4退變階段相伴;②③與M5退變階段相伴;④與M6退變階段相伴。所以隨著退變質(zhì)階段從M4→M5→M6,組構(gòu)模型從①→②→③→④變化,根據(jù)低溫組構(gòu)可疊加在高溫組構(gòu)上的流變學(xué)原理,隨折返作用的進(jìn)行,在超高壓變質(zhì)帶中普遍出現(xiàn)4種組構(gòu)的組合模型。2.3.3退變質(zhì)反應(yīng)過(guò)程高壓低溫剪切疊覆巖片(Ⅰ)中與俯沖相伴隨的高壓低溫變質(zhì)作用共生組合的礦物有:文石、藍(lán)閃石、凍藍(lán)閃石、石榴石、多硅白云母、綠簾石和鈉長(zhǎng)石,形成溫度為300～360℃,壓力0.7～0.85GPa,由于存在文石,峰期的地?zé)崽荻燃s≤10℃/km(Brow,1962)。在折返過(guò)程中,高壓低溫變質(zhì)巖石經(jīng)歷了藍(lán)片巖相到藍(lán)閃綠片巖相至綠片巖相的連續(xù)漸變的退變質(zhì)反應(yīng)。藍(lán)閃綠片巖相的礦物發(fā)育在剪切應(yīng)變形成的區(qū)域強(qiáng)烈透入性面理(S1)之上,面理上發(fā)育NW-SE向的拉伸線理。綠片巖相的礦物主要為綠泥石、綠簾石、陽(yáng)起石、鈉長(zhǎng)石、黑云母、方解石等,分布在遞進(jìn)剪切應(yīng)變形成的間隔性折劈理(S2)上,推測(cè)形成的溫度350～410℃,壓力0.2～0.4GPa(邱海峻等,2002)。位于(Ⅱ)構(gòu)造巖片的高壓中溫變質(zhì)巖石形成在500～600℃和1.5～2.0GPa的條件下,經(jīng)歷了綠簾角閃巖相→綠片巖相的退變質(zhì)過(guò)程(350～410℃,0.2～0.4GPa),退變質(zhì)反應(yīng)過(guò)程與自SE往NW、從中溫→中低溫→低溫的剪切應(yīng)變遞進(jìn)演化過(guò)程一致。高壓低溫及高壓中溫剪切巖片(Ⅰ,Ⅱ)的石英優(yōu)選方位與超高壓變質(zhì)剪切巖片(Ⅲ、Ⅳ)相同之處是主體的剪切指向都是從SE(SEE)到NW(NWW),不同的是在高壓低溫和高壓中溫剪切巖片(Ⅰ+Ⅱ)中主要出現(xiàn)中—低溫及低溫組構(gòu)樣式,沒(méi)有高溫(>650℃)組構(gòu)樣式。3蘇魯高壓-超高壓變質(zhì)帶回演結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)探討3.1高壓—蘇魯高壓—超高壓變質(zhì)帶的演化事件根據(jù)新近研究及發(fā)表的蘇魯高壓—超高壓變質(zhì)帶的形成與折返、韌性剪切帶、花崗巖等同位素測(cè)年數(shù)據(jù),蘇魯高壓—超高壓變質(zhì)帶的演化事件可以劃分如下。3.1.1深沖沖帶的形成機(jī)制大多數(shù)研究者認(rèn)為大別高壓、超高壓變質(zhì)時(shí)代主要為印支期(200～240Ma)(Lietal.,1989,1993;Amesetal.,1993,1996:Hackeretal.,1998;Congetal.,1995;Cong,1996;Chavagnacetal.,1996;Maruyamaetal.,1998),蘇魯高壓、超高壓變質(zhì)時(shí)代已報(bào)道的有榴輝巖的Sm-Nd年齡:265Ma(楊建軍,1991)、221～228Ma(Lietal.,1993,1994)和U-Pb年齡217Ma(Amesetal.,1996)。最近劉福來(lái)等(2003a,b)利用鋯石微區(qū)礦物包體的激光拉曼和陰極發(fā)光測(cè)試以及相應(yīng)的SHRIMPU-Pb定年結(jié)果表明,蘇魯?shù)貐^(qū)超高壓副片麻巖的變質(zhì)年齡為220～234Ma,超高壓花崗質(zhì)片麻巖變質(zhì)年齡為224～242Ma,兩者時(shí)間一致。副片麻巖的原巖的碎屑鋯石年齡為345～743Ma,花崗質(zhì)片麻巖原巖鋯石年齡大于680Ma,說(shuō)明參與深俯沖的巖石包括了揚(yáng)子板塊的基底及古生代蓋層;另外威海含柯石英石榴石橄欖巖的SHRIMP法U-Pb年齡為221±12Ma,與石榴石橄欖巖伴生的含柯石英榴輝巖的SHRIMP法U-Pb年齡為228±29Ma,代表了其峰期變質(zhì)年齡(楊經(jīng)綏等,2002),說(shuō)明來(lái)自北中國(guó)板塊地幔楔的部分超鎂質(zhì)巖塊也參與深俯沖作用。伴隨深俯沖在俯沖巖片中形成超高壓花崗質(zhì)片麻巖帶→超高壓副片麻巖帶→高壓中溫變質(zhì)帶→高壓低溫變質(zhì)帶的自下而上序列。與此同時(shí),在揚(yáng)子北緣(張八嶺一帶)變質(zhì)基底與震旦紀(jì)—三疊紀(jì)沉積蓋層之間形成大型韌性滑脫剪切帶,伴隨高壓變質(zhì)作用,高壓變質(zhì)礦物藍(lán)閃石呈NS向排列,自北往南的剪切,滑脫事件的測(cè)年數(shù)據(jù)有232～216Ma(Xuetal.,1986),230～190Ma(張樹業(yè)等,1991),245.1Ma(李曙光等,1993),226～244.2Ma(陳宣華等,2000)等,可以認(rèn)為揚(yáng)子北緣基底/蓋層之間的大型滑脫事件是揚(yáng)子板塊陸殼深俯沖事件的淺部反映。也就是說(shuō),在蘇魯(大別)高壓—超高壓變質(zhì)地體之上,曾有印支褶皺蓋層(震旦紀(jì)—三疊紀(jì))覆蓋,可與現(xiàn)在的東秦嶺相比。3.1.2超高壓變質(zhì)帶的折返階段在蘇魯超高壓帶中,新的SHRIMPU-Pb定年結(jié)果還表明,超高壓副片麻巖的折返年齡為202～219Ma,超高壓花崗質(zhì)片麻巖折返年齡為209～219Ma,說(shuō)明各類超高壓變質(zhì)巖的折返時(shí)限相同(劉福來(lái)等,2003a,b),與最新發(fā)表的運(yùn)用39Ar-40Ar測(cè)年方法獲得的超高壓變質(zhì)帶韌性剪切帶和退變質(zhì)事件年齡220Ma、213Ma和204Ma(李錦軼等,2003)相近。隨著大陸俯沖板片的快速折返,發(fā)生退變質(zhì)反應(yīng)作用(M4、M5、M6)及形成折返構(gòu)造,印支褶皺蓋層受到強(qiáng)烈的頂蝕。折返后的200～150Ma期間地質(zhì)記錄較少,可能為擠壓匯聚應(yīng)力向伸展應(yīng)力轉(zhuǎn)換階段,蘇魯高壓—超高壓變質(zhì)帶開始緩慢抬升,北部有少量的早燕山花崗巖侵入。3.1.3半封建巖片期巖石學(xué)特征在蘇魯高壓—超高壓變質(zhì)帶的后陸部位,形成北界五蓮—煙臺(tái)韌性伸展轉(zhuǎn)換型剪切帶,組成剪切帶的糜棱巖有兩組的年齡,一組白云母39Ar-40Ar等時(shí)線年齡為148.7±2.6Ma,坪年齡為146.7±0.9Ma,另一組鉀長(zhǎng)石的鉀氬稀釋法年齡為103.2±1.8Ma(楊天南等,2002),這兩個(gè)年齡值恰好與早—中白堊世的Neocomian期和Gallic期一致,表明其控制了萊陽(yáng)火山沉積盆地的形成。與此同時(shí),北蘇魯花崗質(zhì)變質(zhì)巖剪切疊置巖片西北部形成“背形”構(gòu)造及大量花崗巖(150～100Ma)侵位。并且在北蘇魯花崗質(zhì)變質(zhì)巖剪切疊覆巖片(Ⅳ)與北蘇魯表殼巖變質(zhì)剪切疊覆巖片(Ⅲ)之間形成疊加的NW-SE向直立褶皺,這與NW-SE方向的伸展造成NE-SW向的擠壓有關(guān)。3.1.4地殼隆升期k利用東海毛北CCSD-PP2(1008m深度)的巖心所進(jìn)行的磷灰石裂變徑跡研究(劉順生等,2003)表明,52.0～79.6Ma期間蘇魯?shù)貧ぞ徛∩?上升速率為35m/Ma,即在此期間地殼上升約1km。若52Ma以來(lái)仍按此速率上升,地殼繼續(xù)上升了大約2km,即80Ma以來(lái)蘇魯?shù)貧け粍兾g3km。3.2折返構(gòu)造格架高壓—超高壓變質(zhì)帶的折返動(dòng)力學(xué)是高壓—超高壓變質(zhì)帶研究的關(guān)鍵之一。不同的折返模式:剝蝕及浮力作用(Platt,1993);伸展作用(Harrison,1992);垂向擠出作用(Chemendaetal.,1995,1996;LiouJG,etal;2002)及上地殼伸展及下地殼縮短作用(Ardersonetal.,1990;Ballevereetal.,1990;Blakeetal.,1990)等相繼提出,許志琴等(2003)在研究中國(guó)西部柴北緣超高壓變質(zhì)帶時(shí)提出了“斜向擠出”的折返模式。對(duì)于大別—蘇魯超高壓變質(zhì)帶折返模式也有“擠出”之說(shuō)(王清晨,2000)和“伸展”之說(shuō)(索書田等,2001;MichelFaureetal,2001)等。蘇魯高壓—超高壓變質(zhì)帶的物質(zhì)組成、折返構(gòu)造格架及運(yùn)動(dòng)學(xué)、退變質(zhì)反應(yīng)、形成與折返事件時(shí)限及深部地震反射剖面等的研究為折返模式的建立提供了重要的依據(jù):(1)超高壓變質(zhì)帶中占90%的各類變質(zhì)巖鋯石中普遍發(fā)現(xiàn)柯石英包體(LiuFLetal,2001a,b,2002)表明揚(yáng)子板塊陸殼巨量物質(zhì)組成的構(gòu)造板片在240～220Ma期間整體往北深俯沖于北中國(guó)板塊之下。(2)高壓—超高壓變質(zhì)折返板片中保存的自上而下變質(zhì)巖石單元序列:高壓低溫變質(zhì)單元、高壓中溫變質(zhì)單元、超高壓副片麻巖(為主)變質(zhì)單元及超高壓花崗質(zhì)片麻巖(為主)變質(zhì)單元,與俯沖板片中的變質(zhì)巖石單元序列基本一致,推測(cè)在200～220Ma期間俯沖板片整體往上快速(5km/Ma)折返;(3)高壓—超高壓變質(zhì)帶中折返構(gòu)造是以往SE緩傾的面理,NWW～SEE向拉伸線理及剪切疊覆巖片為特征,是折返階段的產(chǎn)物;之后,在150～100Ma期間發(fā)生的伸展事件有如下的地質(zhì)紀(jì)錄:北界(五蓮—煙臺(tái)伸展轉(zhuǎn)換型韌性剪切帶)的形成,白堊紀(jì)萊陽(yáng)盆地形成,北部花崗巖侵位及折返面理彎曲構(gòu)成背形。由此可見,現(xiàn)今展示的高壓—超高壓板片的不對(duì)稱背形構(gòu)造樣式是折返巖片經(jīng)改造在100Ma時(shí)初步定位的。(4)高壓變質(zhì)帶的地震反射剖面(圖8)(楊文采等,1999a,b)揭示了已剝蝕的高壓—超高壓變質(zhì)地體的底界為上拱的不對(duì)稱弧形反射界面,高壓—超高壓變質(zhì)地體形狀可重塑為一上拱的不對(duì)稱舌形體。在趙集—東?！p店下面18～20km深度出現(xiàn)的近水平反射界面,往南上延至韓山—李恒一帶9～10m深處,可解釋為深部向北緩傾的滑脫界面,其與高壓—超高壓舌形體之間的透