張八嶺隆起位於合肥盆地東部,兩者之間以郯廬斷裂帶為界。隆起呈北北東向延伸,南部主要出露太古宙-元古宙肥東群和新元古代張八嶺群。北部僅出露新元古代張八嶺群。
肥東群變質雜巖屬於高角閃巖相,並有不同程度的混合巖化作用。其原巖為壹套侵入-火山-沈積巖系,可與膠南造山帶的膠南群/東海群和大別造山帶的大別群對比。底部黑雲母斜長片麻巖的同生鋯石U-Pb年齡為Ma(葛,周道之,1993),反映源巖為古元古代。
張八嶺群是壹套綠片巖相的淺變質巖,屬於揚子板塊北緣的變質基底。印支期華北與揚子板塊大陸碰撞過程中,卷入造山變形,產生高壓變質藍片巖。張八嶺群鋯石U-Pb年齡為1026Ma,細碧巖U-Pb年齡為1031Ma(根據安徽省區域地質,1987)。安徽明光三界張八嶺群藍色片巖中多矽白雲母的40Ar/39Ar年齡為245.65438±0.5ma(李曙光等,1992),表明高壓變質作用發生在同造山期。
(2)合肥盆地東緣郯廬斷裂帶的走滑構造特征。
郯廬斷裂帶出露於張八嶺隆起帶南段肥東群中,斷層寬度約8km。其走滑構造以多條北北東向走向和由糜棱巖和超糜棱巖組成的左旋平移韌性剪切帶為特征,壹般由四條剪切帶組成,分別位於隆起帶的西部、中部和東部。隆起帶西部和中部的韌性剪切帶傾向西,傾角約60° ~ 80°。而隆起帶東側的韌性剪切帶主要位於肥東群和張八嶺群之間,傾向東部,傾角60° ~ 75°。剪切帶之間近東西向的老變質面理被拉彎成NE-Nee向。
在張八嶺隆起帶北部的張八嶺群中,郯廬斷裂帶主要以脆性到脆韌性左旋平移斷層為特征,出現在隆起帶的中部和兩側。中部較大的斷層為NNE-SN向的關店-龍王尖左旋平移斷層,主要傾向西,局部傾向東,傾角約70°。該斷層主要以構造角礫巖和局部脆韌性剪切帶為特征,斷層附近的伴生構造表明該斷層為左旋平移斷層。
張八嶺隆起帶北段西緣自北向南出現三個北北東向延伸的燕山期花崗巖體,即關店巖體、瓦屋劉巖體和瓦屋前巖體,其中瓦屋劉巖體發育壹條北東向左旋脆韌性剪切帶。
合肥盆地東部肥東縣龍山出露早白堊世毛坦廠組安山巖和黑石渡組安山巖熔巖。在黑石渡組火山巖中發現壹系列產狀為290°∠80°的左旋平移斷層,斷層面上有水平擦痕,火山巖中有壹系列角礫巖。
(3)郯廬斷裂帶的平移時代
郯廬斷裂帶的平移時代關系到郯廬斷裂帶何時開始介入合肥盆地、張八嶺隆起何時開始在盆地東部出現、盆地內的沈積何時與平移運動有關等重要問題。
為了準確確定郯廬斷裂帶的平移年齡,首次對盆地邊緣的走滑糜棱巖、超糜棱巖和同走滑火成巖進行了40Ar/39Ar同位素定年,並對盆地東部龍山的同走滑火山巖進行了K-Ar同位素定年。
1.糜棱巖和超糜棱巖的40Ar/39Ar同位素定年
對合肥盆地東緣張八嶺隆起帶南段的13塊糜棱巖、超糜棱巖和千枚巖全巖樣品進行了40Ar/39Ar同位素測年(圖4-29)(表4-3)。
圖4-29郯廬斷裂帶安徽段同位素年齡平面分布及采樣位置(根據陸,,2002)
1-盆地;2-變質基底;3-中生代火山巖;4-中生代巖體;5-故障;6-韌性剪切帶;7—取樣點;Ar表示40Ar/39Ar年齡;K-k-ar年齡;鋯石U-u-Pb年齡
表4-3郯廬斷裂帶安徽段走滑糜棱巖樣品40Ar/39Ar坪年齡統計
註:括號內為質量分數。
郯廬斷裂帶走滑糜棱巖全巖樣品D-1的40Ar/39Ar坪年齡為120.48±0.75Ma;4-2號樣品的40Ar/39Ar坪年齡為118.75±0.45Ma,兩個坪年齡在誤差範圍內壹致,指示為早白堊世(圖4-31)。千枚巖全巖(編號13-2)的40Ar/39Ar坪年齡為120.96±0.66ma,也屬於早白堊世。糜棱巖的40Ar/39Ar坪年齡分別為128.35±0.64ma(8-12號)、130.61.88ma(8-3-2號)和65438。特別值得指出的是,同壹采樣點的超糜棱巖(8-12號)和糜棱巖(8-3-2號)給出了誤差範圍內壹致的年齡值(128.35±0.64Ma和130.438+0)。
全巖樣品的40Ar/39Ar在70% ~ 80%的中間釋放區給出了基本相同的坪年齡(表4-3)。較老的表觀年齡出現在樣品的高低溫釋放區(壹般小於10%),這反映了可能有過量氬的影響。為了檢查過量氬氣對測試結果的影響,進行了40ar/36ar/36ar等時處理(表4-4),將7個樣品的數據點全部擬合到相關性較好的等時時域內,相關系數為r,40ar/36ar的初始值在300.9±4.67 ~ 308.0±6.44之間,與大氣值(295.5)相差不大。可見,過量氬對中部地區高原年齡的影響可以忽略,其值是可信的。這也反映了郯廬斷裂帶安徽段深部走滑韌性剪切帶糜棱巖形成過程中,40Ar/39Ar同位素系統重新平衡,未受其他構造熱事件的幹擾,從而記錄了斷裂帶走滑變形的冷卻年齡。
表4-4糜棱巖樣品的坪年齡、等時線年齡、相關系數(r)和40Ar/39Ar初始值。
測試結果表明,郯廬斷裂帶安徽段韌性走滑變形的冷卻年齡為120 ~ 132 Ma,屬於早白堊世早期,反映郯廬斷裂帶的大規模左旋走滑應發生在早白堊世早期。
2.走滑期侵入巖的40Ar/39Ar同位素定年。
官店巖體、瓦屋柳巖體和瓦屋穴巖體(圖4-29)沿郯廬斷裂帶侵入,其長軸均沿郯廬斷裂帶延伸,是郯廬斷裂帶走滑過程中的同構造侵入花崗巖。
關店花崗巖的鋯石U-Pb年齡為128±1Ma(李雪明等,1985)。為了進壹步確定郯廬斷裂帶的走滑時間以及瓦屋劉巖體和瓦屋穴巖體的侵位年齡,對這兩個巖體進行了黑雲母40Ar/39Ar同位素測年。瓦屋劉和瓦屋穴巖體中黑雲母的40Ar/39Ar坪年齡分別為127.87±0.46ma和120.00±0.50ma(表4-5,圖4-31),均屬早白堊世。兩個樣品都給出了理想的平臺譜,平臺年齡、等時線年齡、相關系數和40Ar/39Ar在80%中間釋放區的初始值是壹致的(圖4-30,表4-5),這說明這兩個樣品的平臺年齡是可靠的,不受過量氬的影響。因此,梁平的時代表明這兩個巖體的侵位時間為早白堊世,從而驗證了郯廬斷裂帶的走滑時代為早白堊世。同時也說明了關店巖體和瓦屋柳巖體(128Ma)的侵位時間略早於瓦屋穴巖體(120Ma),即巖體侵位具有由北向南遷移的規律。
圖4-30郯廬斷裂帶安徽段走滑糜棱巖40Ar/39Ar年齡譜。
瓦屋劉巖體和瓦屋穴巖體黑雲母40Ar/39Ar同位素測年結果。
圖4-郯廬斷裂帶張八嶺隆起帶走滑花崗巖黑雲母40Ar/39Ar年齡譜。
3.走滑期火山巖的K-Ar同位素定年
盆地東緣肥東縣龍山僅出露毛坦廠組安山巖(圖4-29),可與大別山北緣毛坦廠組對比。該火山巖的全巖K-Ar同位素年齡為119.2±23ma,因此確定該火山巖的噴發時間屬於早白堊世,而非之前認為的晚侏羅世。該套火山巖的噴發年齡與郯廬斷裂帶走滑糜棱巖的變形年齡(120Ma)壹致。很明顯,郯廬斷裂帶的走滑運動誘發了火山活動,同時巖體被斷裂帶的左旋平移斷層切割,所以是同壹走滑期的火山噴發。
郯廬斷裂帶走滑糜棱巖、走滑期花崗巖全巖黑雲母40Ar/39Ar同位素年齡和走滑期火山巖K-Ar年齡基本壹致,指示為早白堊世早期。這無疑表明郯廬斷裂帶的大規模平移發生在早白堊世早期。因此,郯廬斷裂帶從早白堊世開始介入合肥盆地,成為盆地的東界,其大規模平移形成的張八嶺隆起也於早白堊世開始在合肥盆地東部出現。晚侏羅世以前沒有郯廬斷裂帶,因此侏羅紀的合肥盆地向東延伸,可能與郯廬斷裂帶向左錯列的萊陽盆地相連。早白堊世以後,它成為兩個獨立的盆地,經歷了不同的構造和沈積演化。
(4)合肥盆地早白堊世至晚白堊世早期的原型。
合肥盆地早白堊世-晚白堊世早期沈積區主要殘留在盆地東部的大喬、肥東和舒城地區。大喬斷陷朱巷組(K1z)和香道鋪組(K2x)最厚處位於斷陷東部,沿郯廬斷裂呈北北東向展布。鉆探揭示的最大視厚度超過1000m,地震資料解釋的最大厚度可達4000m,總體呈現東厚西薄的特點。
郯廬斷裂帶在早白堊世成為合肥盆地的東界,僅在定遠縣張廣壹帶向東穿過郯廬斷裂帶。大喬斷陷東南部古城地區朱巷組(K1z)發現了深湖相沈積,其中含有暗色泥巖。何謙8井和何謙9井朱巷組(K1z)主要由暗色泥灰巖組成,無邊緣相,反映沈積中心位於斷裂帶附近。地震剖面顯示,朱巷組(K1z)在郯廬斷裂帶附近無明顯增厚現象。
舒城斷陷東部無鉆孔揭露朱巷組(K1z)和香道鋪組(K2x),地震解釋剩余厚度約2000米。估計肥東地區朱巷組(K1z)和香道鋪組(K2x)也有類似充填物,即受郯廬斷裂控制,呈北北東向延伸。
綜上所述,在朱巷組沈積時期(K1z),受郯廬斷裂帶平移的影響,合肥盆地東部是壹個在斷層壹側形成的走滑撓曲盆地(圖4-32)。
圖4-32合肥盆地東部早白堊世走滑撓曲盆地模型圖
根據地震資料解釋,霍邱斷隆的朱巷組(K1z)相對較薄,但根據HF2000-384地震測線,朱巷組(K1z)有向西增厚的趨勢,目前的下白堊統在大喬斷陷西部有剝離和缺失的特征,因此推斷早白堊世的合阜盆地具有廣盆沈積的特點,其沈降中心可能是。
晚白堊世香島鋪組(K2x)沈積時期,郯廬斷裂具有走滑正斷層的特征。根據何謙9井和何謙10井的露頭資料,郯廬斷裂帶西側出現沖積扇沈積,沿郯廬斷裂帶西側形成沖積扇群。因此,香道鋪組(K2x)沈積時期的張八嶺隆起成為合肥盆地的物源之壹。此時的合肥盆地還是壹個寬闊的盆地,由於郯廬斷裂的走滑隆升形成了丈八龍陵。盆地東部的香島鋪組(K2x)沈積時,該區為斷陷盆地。現今的保存條件是燕山晚期構造運動的結果。
郯廬斷裂帶的大規模平移運動誘發了以中酸性為主的巖漿活動。除了張八嶺隆起上早白堊世花崗巖的侵位和火山噴發外,盆地內朱巷組(K1z)也有火山噴發,如肥東縣龍山地區的安山巖和何謙9井下的玄武巖噴發,反映了當時活躍的構造背景。
總之,早白堊世合肥盆地仍以前陸盆地為主,盆地東部疊加撓曲盆地特征。盆地東部在晚白堊世早期為斷陷盆地。