長樂—南澳構(gòu)造帶西南段漳浦地區(qū)韌性變形特征及活動時限探討

周小棟

(福建省地質(zhì)調(diào)查研究院，福州，350013)

長樂—南澳構(gòu)造帶是一條發(fā)育于中生代，以北東向韌性剪切構(gòu)造為主，并伴有脆性斷裂構(gòu)造活動的大型構(gòu)造帶，關(guān)于該帶構(gòu)造屬性、變質(zhì)變形特征、變形期次及時代等一直是研究的熱點，對該帶變形期次一直存在多期變形的不同認識，且對該構(gòu)造帶的運動性質(zhì)存在左行平移或逆沖推覆、右行剪切或推覆的觀點[1-12]。在調(diào)研“福建1∶5萬長橋、漳浦縣幅區(qū)調(diào)”項目過程中，發(fā)現(xiàn)在漳浦一帶發(fā)育的北東向韌性剪切帶具右行走滑的特征，通過野外調(diào)查結(jié)合室內(nèi)研究進一步對其幾何學(xué)特征、運動性質(zhì)和變形強度進行研究，并通過LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年對變形時限和期次進行了分析和探討。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

長樂—南澳構(gòu)造帶主要出露于福建沿海地區(qū)，沿福建長樂、東山，直至廣東南澳一帶，呈北東向帶狀展布，東瀕臺灣海峽，南、北兩端沒入海域，長達400 km，寬38～58 km。構(gòu)造帶內(nèi)發(fā)育平潭—南澳、三山—詔安及長樂—建設(shè)等3條北東向次級斷裂帶，并以三山—詔安斷裂為界，分為東、西2個亞帶[13-15]，研究區(qū)位于西亞帶南段的漳浦一帶(圖1)。

圖1 長樂—南澳構(gòu)造帶分布及研究區(qū)位置圖Fig.1 Sketch map showing location of the Changle-Nanao tectonic zone and the study area

構(gòu)造帶內(nèi)卷入變質(zhì)變形的地層有前泥盆紀親營山(巖)組、晚三疊世文賓山組、早侏羅世梨山組、晚侏羅世長林組和南園組，其中親營山(巖)組僅在東亞帶內(nèi)零星發(fā)育，為一套含矽線石(紅柱石)、石榴石(構(gòu)造)片巖、變粒巖；文賓山組和梨山組主要為一套含火山碎屑陸相碎屑巖；長林組及南園組在帶內(nèi)廣泛發(fā)育，主要為一套陸相火山-碎屑巖類。早白堊世石帽山群和第四系未發(fā)生韌性變形，其中石帽山群僅零星發(fā)育于構(gòu)造帶的北段西亞帶內(nèi)。帶內(nèi)中生代巖漿活動頻繁，劃分為晚侏羅世早期、晚侏羅世晚期、早白堊世和晚白堊世4期。其中前3期多卷入韌性變形，巖性從基性巖到酸性巖均有發(fā)育，包括(角閃)輝長巖類、石英(二長)閃長巖類、花崗閃長巖-英云閃長巖類、二長-正長花崗巖類；晚白堊世侵入巖未遭受韌性剪切變形，主要為一套正長花崗巖、晶洞堿長花崗巖類。

2 研究區(qū)地質(zhì)概況

研究區(qū)內(nèi)第四系發(fā)育廣泛，以沖洪積和殘坡積為主，局部發(fā)育海積。在南部的南門坑、瓷窯一帶零星發(fā)育晚侏羅世南園組第二段，巖性以灰-灰白色流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r、流紋質(zhì)(含角礫)晶屑熔結(jié)凝灰?guī)r為主，巖石普遍遭受北東向韌性剪切變形(圖2)。

區(qū)內(nèi)白堊紀侵入巖分布廣泛，主要呈巖基、巖株狀產(chǎn)出，屬漳浦燕山期復(fù)式巖體。根據(jù)侵入接觸關(guān)系，結(jié)合同位素年齡，劃分為早白堊世、晚白堊世2期。其中早白堊世為一套中—中酸—酸性侵入巖，巖性由石英閃長巖-石英二長閃長巖、花崗閃長巖、二長花崗巖-正長花崗巖組成；晚白堊世為酸性—堿性侵入巖，由晶洞堿長花崗巖和正長花崗巖組成。研究區(qū)脈巖較發(fā)育，主要為石英脈、花崗斑巖、正長斑巖和閃長巖巖脈。

研究區(qū)北東向韌性剪切構(gòu)造主要分布在中北部的東羅山、寨仔山，西南部的南門坑、瓷窯、墳后一帶，呈連續(xù)帶狀發(fā)育，在中部后埔、鼓山一帶由于露頭較差，剪切帶斷續(xù)發(fā)育，韌性剪切帶主要發(fā)育于南園組第二段和早白堊世侵入巖，晚白堊世巖體及脈巖類均未見變形；測區(qū)北西向脆性斷裂主要發(fā)育于東部，以張性斷層為主，在南園組和早、晚白堊世巖體中均有發(fā)育，局部錯斷北東向韌性剪切帶。

3 韌性剪切變形特征

3.1 韌性剪切帶幾何學(xué)特征及變形強度

研究區(qū)韌性剪切帶主要發(fā)育于中北部、西南部一帶，卷入韌性剪切變形的有晚侏羅世南園組第二段、早白堊世石英二長閃長巖、花崗閃長巖、二長花崗巖和正長花崗巖，且在西南部墳后一帶見未變形的晚白堊世細粒晶洞堿長花崗巖侵入糜棱巖(原巖為石英二長閃長巖)(圖3-A、B)；在中北部寨仔山一帶未韌性變形的正長斑巖侵入花崗質(zhì)糜棱巖且侵入界面斜交糜棱面理，表明韌性剪切變形早于晚白堊世巖體和脈巖的成巖時代。

圖3 墳后晚白堊世細粒晶洞堿長花崗巖侵入糜棱巖(石英二長閃長巖)素描圖及照片F(xiàn)ig.3 The geological sketch map(A)and outcrop scale picture(B)of the fine-grained miarolitic alkali feldspar granite intruded into mylonitize (quartz monzodiorte)① —細粒晶洞堿長花崗巖；②—石英二長閃長巖；③—糜棱巖帶；④—細粒帶

區(qū)內(nèi)韌性剪切帶呈北東向帶狀展布，走向變化在40°～60°，斷續(xù)延伸6～8 km，受露頭所限，韌性剪切帶出露寬度不均勻，在中北部東羅山、寨仔山、鼓山一帶出露較差，發(fā)育4條近平行的韌性剪切帶，帶寬為30～50 m，在西南部中營、石擴、瓷窯一帶的巖體和南園組火山巖中出露好，帶寬為0.2～1.2 km。韌性剪切帶內(nèi)糜棱面理產(chǎn)狀變化明顯，表現(xiàn)出自西向東，傾向由北西轉(zhuǎn)為南東，其中在剪切帶西部東羅山至石擴一段傾向北西，產(chǎn)狀為320°～330°∠55°～70°；東部寨仔山、南門坑至瓷窯一段傾向南東，產(chǎn)狀變化為130°～150°∠50°～80°，整體表現(xiàn)出自剪切帶的邊部到中心，傾角逐漸變陡的趨勢。韌性剪切帶內(nèi)線理在變形侵入巖中發(fā)育不明顯，在變形火山巖中較明顯，尤其在石擴—瓷窯一帶發(fā)育的變形火山巖中發(fā)育一組A型線理，由變質(zhì)新生的絹云母或重結(jié)晶石英定向排列形成的，該組線理與糜棱面理走向近平行。

根據(jù)礦物塑性變形強弱、變質(zhì)新生礦物生長情況、石英動態(tài)重結(jié)晶程度等，將測區(qū)韌性變形由弱到強劃分為初糜棱巖、糜棱巖和千糜巖，且變形多表現(xiàn)出由剪切帶的兩側(cè)向中心逐漸變強的趨勢， 表現(xiàn)出初糜棱巖—糜棱巖—千糜巖的分帶現(xiàn)象。由于變形巖石、變形條件不同、露頭差異等因素，中北部東羅山、寨仔山一帶僅發(fā)育初糜棱巖和糜棱巖帶，西南部南門坑、石擴、瓷窯一帶從初糜棱巖到千糜巖均有發(fā)育，且可以進一步劃分出數(shù)個剪切帶。

3.2 韌性剪切帶變形特征及運動方式

韌性剪切變形在不同巖石中的發(fā)育規(guī)模、變形特征、變形強度和表現(xiàn)形式等均有差異，在中北部東羅山、寨仔山、鼓山一帶韌性剪切變形發(fā)育于早白堊世二長-正長花崗巖中，在西南部石擴、瓷窯、南門坑一帶韌性剪切變形發(fā)育于早白堊世石英閃長巖、二長花崗巖和南園組火山巖中。為探討研究區(qū)韌性剪切變形的特征，及其在不同地質(zhì)體中表現(xiàn)形式，筆者選擇了寨仔山一帶變形二長花崗巖、石擴—瓷窯一帶變形侵入巖和火山巖進行分析。

寨仔山一帶發(fā)育的韌性剪切帶根據(jù)變形強度可以劃分為初糜棱巖帶和糜棱巖帶，自剪切帶中心向兩側(cè)變形強度減弱，由花崗質(zhì)糜棱巖漸變過渡到花崗質(zhì)初糜棱巖，在剪切帶的邊部花崗質(zhì)初糜棱巖與未變形花崗巖界線較清晰，且變形界線與糜棱面理近平行。帶內(nèi)原巖為灰白色中細粒二長花崗巖，受韌性剪切作用，巖石呈變晶中細粒結(jié)構(gòu)、糜棱結(jié)構(gòu)，定向構(gòu)造發(fā)育，局部呈眼球狀、透鏡狀構(gòu)造。巖石中石英強烈塑性變形，或拉長呈拔絲狀，或呈透鏡狀、眼球狀，波狀消光明顯，邊部動態(tài)重結(jié)晶呈核幔結(jié)構(gòu)，局部黑云母解理呈輕微彎曲的扭折帶，鉀長石碎斑發(fā)育脆-韌性裂紋，基質(zhì)主要由亞顆?；討B(tài)重結(jié)晶細小石英顆粒組成，定向排列構(gòu)成糜棱面理繞過殘斑。根據(jù)鉀長石碎斑發(fā)育的“疊瓦狀”裂紋和石英“σ”型旋轉(zhuǎn)斑晶等判斷該帶具右行走滑的特征。

系統(tǒng)調(diào)查測區(qū)西南部韌性剪切帶的發(fā)育規(guī)模、變形強度、運動性質(zhì)、變形特征等，選擇露頭發(fā)育較好、韌性變形發(fā)育、變形強弱分帶清晰的石擴—瓷窯一帶測制了構(gòu)造剖面，該剖面自西北向東南基本垂直穿越剪切帶主體，較好地反映了變形帶的分布、變形強弱分帶等特征，并根據(jù)韌性變形中心的分布、變形地質(zhì)體、變形特征等，劃分出Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ3個次一級剪切帶(圖4)。

圖4 石擴—瓷窯北東向韌性剪切帶剖面圖Fig.4 The section of Shikuo-Ciyao NE ductile shear zone1—晚侏羅世南園組第二段；2—早白堊世中細粒二長花崗巖；3—早白堊世細粒石英閃長巖；4—流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r；5—中細粒二長花崗巖；6—細粒石英閃長巖；7—初糜棱巖/糜棱巖；8—千糜巖；9—糜棱面理產(chǎn)狀；10—剪切帶編號/分層號；11—侵入界線/變形強弱分界界線；12—同位素年齡樣及編號；13—測試方法及年齡值

Ⅰ剪切帶：發(fā)育于剖面的西北段(1～3層)，帶內(nèi)原巖為細粒石英閃長巖，該帶變形稍弱，由邊部至中心，變形強度增加，由初糜棱巖漸變過渡為糜棱巖。在糜棱巖帶中主要表現(xiàn)為巖石呈定向構(gòu)造、糜棱結(jié)構(gòu)，局部石英、長石等碎斑呈眼球狀、透鏡狀，石英動態(tài)重結(jié)晶明顯；基質(zhì)中石英拉長呈拔絲狀、透鏡狀，石英顆粒邊部亞顆?；?、較強動態(tài)重結(jié)晶明顯，少量黑云母、角閃石等暗色礦物和石英定向排列構(gòu)成糜棱面理，邊部的初糜棱巖帶中礦物變形、亞顆?；蛣討B(tài)重結(jié)晶程度等較糜棱巖稍弱。

Ⅱ剪切帶：發(fā)育于剖面中段(6～10層)，原巖為中細粒二長花崗巖。整體韌性變形較強，強弱變形分帶明顯，由邊部到中心變形逐漸增強，由糜棱巖變化為千糜巖。千糜巖呈糜棱結(jié)構(gòu)，千糜狀構(gòu)造，糜棱斑晶含量在0%～5%，基本為亞顆粒化、邊部動態(tài)重結(jié)晶的石英，具核幔結(jié)構(gòu)，呈透鏡狀、眼球狀，糜棱基質(zhì)主要為絹云母和石英，絹云母集合體和石英亞顆粒定向排列繞過斑晶構(gòu)成千枚面理；糜棱巖呈糜棱結(jié)構(gòu)，局部呈眼球狀構(gòu)造，糜棱斑晶含量15%～20%，主要為石英和長石，其中石英波狀消光、動態(tài)重結(jié)晶明顯，基質(zhì)由變質(zhì)新生絹云母和重結(jié)晶細粒石英組成，定向排列繞過斑晶構(gòu)成糜棱面理。在第6層糜棱巖帶中發(fā)育與圍巖同時韌性變形的石英脈，被強烈剪切發(fā)生塑性變形，石英脈體被剪切呈一系列疊瓦狀排列的透鏡體，透鏡體的長軸(S)和石英脈(C)構(gòu)成“S-C”組構(gòu)，指示右行走滑的特點(圖5-A、B)，與花崗質(zhì)糜棱巖(圍巖)表現(xiàn)為一致的運動性質(zhì)。

圖5 變形石英脈發(fā)育“S-C”組構(gòu)素描圖(A)及露頭照片(B)Fig.6 The geological sketch map(A)and outcrop scale picture(B)of the”S-C”structure from the deformed quartz vein

Ⅲ剪切帶：發(fā)育于剖面的東南段(13～15層)，原巖為南園組第二段流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r。整體韌性變形強，從邊部到中心變形增強，由糜棱巖變化為千糜巖。千糜巖呈鱗片狀、粒狀變晶結(jié)構(gòu)，千枚狀構(gòu)造，少量石英殘斑(1%～5%)，多呈眼球狀、透鏡狀，強波狀消光，邊部亞顆粒化、動態(tài)重結(jié)晶的細粒石英，基質(zhì)主要為絹云母，集合體定向排列繞過石英碎斑構(gòu)成糜棱面理；糜棱巖呈糜棱結(jié)構(gòu)，局部為眼球狀構(gòu)造，糜棱斑晶含量5%～15%，基本為石英，波狀消光，邊部亞顆粒化、動態(tài)重結(jié)晶明顯，基質(zhì)主要為絹云母和重結(jié)晶的細粒石英，定向排列繞過石英殘斑，部分石英殘斑呈“σ”旋轉(zhuǎn)斑晶狀、邊部重結(jié)晶的石英亞顆粒構(gòu)成壓力影結(jié)構(gòu)，指示右行剪切的運動方式。

4 樣品采集、測試方法與測試結(jié)果

此次用于LA-ICP-MS鋯石U-Pb測年的3件樣品，其中2件采自中北部寨仔山的花崗質(zhì)糜棱巖(Rtw1396-2)，及侵入韌性剪切帶未變形的正長斑巖(Rtw1396-3)(圖6-A、B)；一件采自石擴—瓷窯剖面Ⅱ剪切帶的花崗質(zhì)糜棱巖(Rtw7320-3)。鋯石的挑選在河北廊坊誠信地質(zhì)服務(wù)公司完成。鋯石陰極發(fā)光(CL)照相在北京鋯年領(lǐng)航科技有限公司完成。LA-ICP-MS鋯石U-Pb測年在中國冶金地質(zhì)總局山東局測試中心完成[16，17]。樣品的U-Pb年齡諧和圖及加權(quán)平均年齡計算采用Isoplot/Exver3[18]完成。

圖6 寨仔山正長斑巖侵入花崗質(zhì)糜棱巖素描圖(A)及照片(B)Fig.6 The geological sketch map(A)and outcrop scale picture(B)of the orthophyre intruded into granitic mylonite from Zhaizaishan①—殘坡積；②—花崗質(zhì)糜棱巖；③—正長斑巖；④—烘烤邊；⑤—年齡樣采樣位置、編號及年齡值

2件花崗質(zhì)糜棱巖(Rtw1396-2、Rtw7320-3)中鋯石均呈無色透明，晶型發(fā)育較好，多呈自形-半自形長柱狀或板柱狀，長為100～220 μm，長寬比為1∶0.3～1∶0.9，CL圖像(圖7-A、C)顯示均發(fā)育典型的振蕩環(huán)帶，部分鋯石內(nèi)部發(fā)育不規(guī)則晶核，邊部發(fā)育熔蝕現(xiàn)象。正長斑巖(Rtw1396-3)中鋯石呈淡黃色或無色透明，晶型較完整，多呈半自形長柱狀，長為150～360 μm，長寬比為1∶0.2～1∶0.6，鋯石發(fā)育典型的振蕩環(huán)帶，部分鋯石邊部發(fā)育熔蝕現(xiàn)象(圖7-B)。

圖7 研究區(qū)花崗質(zhì)糜棱巖(A、C)、正長斑巖(B)鋯石CL圖像及測點位置Fig.7 Cathodoluminescence CL images and measuring points location of the granitic mylonite(A、C) and orthophyre (B)from Study area

圖8 研究區(qū)花崗質(zhì)糜棱巖(A、C)和正長斑巖(B)鋯石U-Pb諧和年齡及加權(quán)平均值Fig.8 The LA-ICP-MS zircon U-Pb Concordia diagram and average diagram of the granitic mylonite(A、C) and orthophyre(B) from Study area

研究區(qū)花崗質(zhì)糜棱巖和正長斑巖LAI-CP-MS鋯石U-Pb年齡測試結(jié)果及加權(quán)平均值(表1，圖8)采自寨仔山的花崗質(zhì)糜棱巖完成20個測點，絕大多數(shù)Th/U值大于0.4，且內(nèi)部發(fā)育韻律環(huán)帶，為典型的巖漿鋯石，206Pb/238U表面年齡在95～133 Ma，其中6個諧和度較差的測點未參與計算，剩余14個測點均投影在諧和線上或附近，計算加權(quán)平均年齡為(106±2.6)Ma(MSWD=6.1，n=14)，代表了原巖結(jié)晶年齡(圖8-A)；采自石擴—瓷窯剖面的花崗質(zhì)糜棱巖測試了15個點，多數(shù)Th/U值大于0.4，且內(nèi)部發(fā)育韻律環(huán)帶，為典型巖漿鋯石[19]，206Pb/238U表面年齡在99～160 Ma，其中14個測點投影在諧和線上，計算 加權(quán)平均年齡為(103±1.5)Ma(MSWD=1.8，n=14)，為原巖結(jié)晶年齡(圖8-C)，其中160 Ma(第13點)的鋯石可能為捕獲鋯石；正長斑巖測試了15個點，Th/U值均大于0.6，為典型的巖漿鋯石，206Pb/238U表面年齡在84～97 Ma，其中10，11號點諧和度較差，未參與計算，其余13個點均投影在諧和線上或附近，計算加權(quán)平均年齡為(93±1.6)Ma(MSWD=0.96，n=13)，代表了正長斑巖的結(jié)晶年齡。

5 變形時限及期次的討論

在測區(qū)中北部寨仔山獲得的花崗質(zhì)糜棱巖和侵入未變形正長斑巖的成巖年齡分別為(106±2.6)Ma,(93±1.6)Ma；在西南部石擴—瓷窯獲得的花崗質(zhì)糜棱巖的成巖年齡為(103±1.5)Ma，表明研究區(qū)北東向韌性剪切變形的活動時限應(yīng)晚于106 Ma、103 Ma，早于93 Ma，為103～93 Ma，較精準(zhǔn)的限定了構(gòu)造帶西南段漳浦一帶發(fā)育的北東向右行韌性剪切變形的時代，為早白堊世末至晚白堊世初。

對長樂—南澳構(gòu)造帶的活動期次劃分一直存在不同的觀點，有學(xué)者認為該帶為1期變形，運動特征為左行平移或逆沖推覆；王志洪等通過40Ar-39Ar定年認為該帶形成于107～118 Ma；馬國鋒認為該帶晉江段經(jīng)歷了2期變形，第一期為早侏羅世—晚侏羅世，第二期晚侏羅世后—晚白堊世前，約114 Ma；徐先兵等將泉州段劃分為2期變形，第一期為左行韌性走滑(130～120 Ma)，第二期為右行脆性剪切(120～100 Ma)；石建基根據(jù)糜棱巖的空間分布、糜棱面理的切割關(guān)系，并結(jié)合變質(zhì)變形侵入巖的成巖年齡，將該構(gòu)造帶厘定為3期變質(zhì)變形，分別為晚侏羅世早期的149.2～145.4 Ma，為右行推覆韌性剪切；晚侏羅世晚期的145.4～137 Ma，為左行-逆沖韌性剪切；以及早白堊世晚期在約100 Ma，為右行走滑韌-脆性剪切。通過研究發(fā)現(xiàn)，測區(qū)發(fā)育的北東向韌性剪切變形活動時限在103～93 Ma，與石建基之前研究劃分的第三期變形活動時限相當(dāng)，然而與徐先兵等劃分的第二期時限也沒有沖突，此次研究未涉及到早白堊世晚期之前的韌性變形，因此筆者較傾向于前人劃分為3期變形的觀點。

通過變形地質(zhì)體、變形強度和塑性變形特征、運動方式以及變形時限等方面與前人研究進行對比，筆者認為測區(qū)(漳浦一帶)發(fā)育的北東向韌性剪切帶在發(fā)育情況、變形特征、變形時限、運動性質(zhì)等方面與石建基劃分的第三期(早白堊世晚期)右行走滑韌-脆性剪切變形基本對應(yīng)，且前人研究發(fā)現(xiàn)該期變形主要發(fā)育于長樂—南澳構(gòu)造帶的西亞帶南段，變形帶內(nèi)以變形侵入巖和火山巖為主。

對于測區(qū)韌性剪切變形的期次，結(jié)合筆者研究獲得的變形侵入巖的結(jié)晶年齡(分別為106，103 Ma)，表明測區(qū)韌性剪切變形晚于103 Ma，且韌性剪切帶在變形侵入巖和火山巖中發(fā)育較連續(xù)，運動性質(zhì)均為右行走滑，可充分表明為同一期韌性剪切變形，初步將測區(qū)北東向右行韌性剪切變形劃分為長樂—南澳構(gòu)造帶第三期變形。限于目前的研究程度，尚無法排除區(qū)內(nèi)南園組火山巖發(fā)育過長樂—南澳構(gòu)造帶第一、二期韌性剪切變形作用的可能，目前僅表現(xiàn)出第三期右行走滑變形的特征，是否由于早期韌性變形的構(gòu)造形跡被第三期韌性剪切變形疊加改造，糜棱面理被強烈置換，而導(dǎo)致在測區(qū)其特征未表現(xiàn)或表現(xiàn)不明顯，還有待進一步確定。

表1 研究區(qū)花崗質(zhì)糜棱巖和正長斑巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡測試結(jié)果

續(xù)表1

6 結(jié)論

(1)通過野外調(diào)查并結(jié)合室內(nèi)研究，基本查明了漳浦一帶北東向韌性剪切帶的發(fā)育范圍和規(guī)模、幾何學(xué)特征、韌性變形特征等，并根據(jù)變形強度劃分了初糜棱巖帶、糜棱巖帶和千糜巖帶。

(2)根據(jù)韌性剪切帶內(nèi)發(fā)育的“σ”旋轉(zhuǎn)斑、“S-C”組構(gòu)、壓力影及線、面理的關(guān)系等特征，認為研究區(qū)北東向韌性剪切變形主要表現(xiàn)為右行走滑的運動性質(zhì)。

(3)通過此次研究并結(jié)合前人研究成果，認為測區(qū)發(fā)育的北東向韌性剪切變形屬長樂—南澳構(gòu)造帶第三期變形，其活動時代為103～93 Ma，為早白堊世末-晚白堊世初。