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典型造山带中下地壳流变学特征与过程的精细解剖,对探讨大陆岩石圈流变学特性、形成过程及大陆变形局部化具有重要意义。造山带中记录了丰富详细的中下地壳流变学信息,是研究大陆岩石圈构造变形和造山带构造演化过程、以及探讨岩石圈流变机制的关键。秦岭造山带是一条典型的复合型大陆造山带,由华北板块和华南板块的长期俯冲碰撞拼合形成,其中,北秦岭深变质基底岩系——秦岭杂岩记录和保存了完整而复杂的流变作用和过程。秦岭杂岩作为北秦岭古老的变质基底岛弧带,经历了多期构造变形和变质作用,是北秦岭构造带内分布范围最广、最主要且最具代表性的一套岩石构造单元,系统记录着北秦岭构造带乃至秦岭造山带长期的形成演化信息,其构造背景和演化过程是理解和认识秦岭造山带构造演化的关键所在。前期的地质资料多以几何学描述为主,众多同位素测年数据中,不乏存在样品的代表性、测定方法以及后期构造热事件等因素的干扰,便使得关于秦岭杂岩的形成时代众说纷纭、变质变形演化过程缺乏统一认识。在秦岭造山带复杂的板块俯冲-碰撞-折返-垮塌的造山过程中,岩石和矿物以流变的形式直接记录了其所经历的构造事件及其物理条件。尤其是北秦岭构造带,先后经历了格林威尔期、早古生代末期和印支期等多次俯冲碰撞事件以及陆内构造事件的叠加改造,记录和保存了中下地壳构造变形-变质作用-深熔作用等丰富的信息。通过详细的露头-显微-晶格多尺度流变学解析,可以获得岩石应力应变,矿物的塑性变形、晶格优选定向、变形边界条件等信息,从而推测构造环境及其演化。结合精确的构造热年代学研究,可以实现对秦岭造山带中下地壳流变机制与变形过程有效约束,并为探讨大陆岩石圈流变学机制提供天然岩石流变证据。本论文选择中下地壳流变记录非常发育的北秦岭构造带,开展造山带中下地壳岩石流变的几何学-运动学-动力学解析、变形P-T条件以及变形时间的研究,厘定中下地壳流变构造特征、状态和过程,为深入理解秦岭造山带形成过程中,中下地壳岩石构造响应、变形规律和及其折返过程提供高精度信息。通过选取秦岭杂岩内部典型的边界断裂带,以及秦岭杂岩内部不同的构造岩片,利用野外构造解析的方法,测绘精细的大比例尺地质填图以及构造剖面,对秦岭杂岩内部不同构造段构造岩片以及其构造边界的多尺度构造解析研究,查明秦岭杂岩的变形叠加次序,变形期次;加以显微构造分析和晶格尺度的矿物组构学研究,进一步确定不同构造岩片的运动学和动力学特征;结合EBSD矿物组构及矿物温压计分析,定量化约束不同构造事件的变形温压条件;最后辅以锆石U-Pb、独居石U-Pb,黑云母、钾长石40Ar/39Ar年代学测试,约束相关构造事件的时代信息,为进一步揭示秦岭杂岩的流变学特征和构造演化过程提供关键的约束条件。主要取得了以下几点认识:1.通过多尺度构造解析,在片麻岩单元主要经历了以下四个期次的变形过程:第一期变形(D1)表现为片麻理S1形成紧闭平卧褶皱F1,并伴随强烈的混合岩化作用,变形浅色体形成一系列不对称揉流褶皱,指示顶面向NE向的剪切运动特征;第二期变形(D2)以宽缓直立到斜歪水平褶皱为特征,部分区段表现为斜歪倾伏褶皱样式,产状特征均指示了NNE-SSW向或者近N-S向的挤压应力背景。第三期变形(D3)以左旋走滑韧性剪切变形为特征,以丹凤地区秋树坪-页岭一带呈WNW-ESE向展布的钾长花岗质糜棱岩带为代表,并显示出顶面向S的伸展兼具左旋走滑剪切的运动学指向。第四期变形(D4)以广泛发育的脆韧性断裂带为特征,尤其在秦岭杂岩的南北两侧靠近商丹断裂带和朱夏断裂带附近尤为发育。2.对典型岩石样品的显微构造分析,发现长英质矿物多表现出明显的动态重结晶变形。多数样品中的长石颗粒发生蚀变或破裂,且具有机械双晶,石英以亚颗粒旋转和膨凸动态重结晶为特征,均代表了中低温度的变形条件(400~600℃)。部分样品中的石英颗粒较为粗大,发育锯齿状或叶状的颗粒边界,代表了颗粒边界迁移动态重结晶作用,指示了较高温度的变形条件(>600℃)。通过电子探针矿物化学温压计算,结合其矿物共生组合关系,大部分样品属于角闪岩相的变质条件,温度主要介于600~700℃之间,压力介于0.2~0.7 GPa,部分可达0.9~1.2 GPa。西峡地区的石榴子石黑云母片麻岩和清油河地区的含石榴子石二云母片麻岩样品表现出660~770℃,0.6~1.0 GPa的高角闪岩相到麻粒岩相的变质条件。西坪地区的石榴子石二云母石英片麻岩具有1.0~1.17 GPa的压力条件,代表了麻粒岩相到榴辉岩相的变质条件。3.利用锆石U-Pb和独居石Th-U-Pb年代学测试,限定了不同变形期次的时代。以混合岩化作用广泛发育的D1期变形时间约为497 Ma,D1后期可能经历了481~468 Ma和458~449 Ma时期的变形事件叠加;D2期宽缓褶皱变形发生的时间约为416 Ma左右或之后;D3期左旋走滑韧性剪切变形的时代大约介于361~384 Ma。4.对秦岭杂岩西段太白地区典型的韧性剪切带开展了多尺度构造解析和流变学研究,表明太白韧性剪切带顶面向NW向的左旋剪切变形特征。糜棱岩的石英EBSD组构主要显示了柱面<a>滑移的特征,指示其变形的温度约为550±50℃,个别样品显示出柱面<a>和菱面<a>滑移或者底面<a>滑移相结合的特征,代表了相对较低的变形温度,大约介于400-500℃之间。综合特征矿物的显微构造变形样式以及石英组构特征,推测太白韧性剪切带发生变形时的温度范围大约为400-550℃,为绿片岩相变质环境。对糜棱岩的运动学涡度分析,得到其涡度值介于0.42-0.65之间,表明该剪切带为一条定面向NW向的纯剪切占主导的转换挤压型剪切带,并且糜棱岩露头中均识别出了两期剪切变形样式的叠加改造。结合锆石U-Pb年代学分析,认为太白韧性剪切带在约344 Ma的早石炭纪时期发生了早期的剪切变形,并在约129-115 Ma的早白垩纪时期发生了一次左旋剪切变形的叠加改造。在早白垩纪时期,太白复式岩体受控于北侧的太白韧性剪切带和南侧的商丹缝合带,发生向上斜向挤出运动。