秦岭造山带是我国中央造山带的重要组成部分, 一直以来是国内外学者研究的重点。早在19世纪就有国外学者对秦岭地区进行过野外地质考察。我国的地质学家李捷和朱森也于1930年开始研究秦岭造山带(陈梦熊, 2007)。进入20世纪之后, 板块构造学说和大陆动力学思想开始在国内被地质学者们普遍接受, 对秦岭造山带的地质研究也进入了新的格局, 人们开始结合地球物理、 地球化学等多学科, 对秦岭造山带进行了全面的研究(胡受奚等, 1988; 许志琴等, 1988; 张国伟, 1988; 张寿广, 1991; 刘国惠等, 1993)。前人通过对秦岭造山带不同领域的研究, 认识到秦岭造山带是华北板块与扬子板块汇聚、 碰撞而形成的板块汇聚型造山带, 其具有复杂的地壳组成和结构, 是经历了长期的不同构造体制演化形成复合型大陆造山带(许志琴等, 1988; 张国伟, 1995; 张本仁等, 1996; 宋传中, 2000; 董云鹏等, 2003)。

秦岭造山带自北向南由5条深大断裂组成(图 1): 宜阳-鲁山断裂带、 洛南-栾川断裂带、 商南-丹凤断裂带、 安康-十堰断裂带和城口-房县断裂带(张国伟等, 1995)。洛南-栾川断裂带为其中一条重要的断裂带, 它的形成记录了扬子板块与华北板块俯冲碰撞演化的整个过程。因此, 对该断裂带上构造岩进行变质变形分析及形成环境的研究, 利于揭示其形成过程, 对研究扬子板块与华北板块俯冲碰撞演化过程有重要意义。

图1 栾川及邻区地质图(据张二朋等,1992修改) ① 宜阳—鲁山断裂带；② 洛南—栾川断裂带；③ 商南—丹凤断裂带；④ 安康—十堰断裂带；⑤ 城口—房县断裂带 Fig.1 Geological map of Luanchuan and its adjacent area(modified from Zhang et al., 1992)

洛南-栾川断裂带位于陕西、 河南、 安徽省境内, 断裂带西从陕西省宝鸡市, 向东经过河南、 安徽省直到桐柏-大别山造山带北缘, 绵延上千公里。由一系列韧性剪切带与夹在其中的岩片组成, 总体走向为290°, 倾向北北东, 倾角多大于50°(任升莲等, 2010, 2011; 任升莲, 2013)。断裂带在河南省栾川县境内(栾川段)发育宽约4～5 km的构造变形带, 构造岩为宽坪岩群黑云母石英片岩、 谢湾组大理岩和陶湾岩群大理岩、 绢云粉砂质千枚岩等, 分析这些岩石的变形特征及其形成环境对于认识洛南-栾川断裂带中部(栾川段)的构造作用及其演化过程, 进一步研究秦岭造山带的形成机制有着重要的科学意义, 并对分析古板块碰撞缝合带和研究现代板块的汇聚边界变形也起着重要作用。

为了详细观察洛南-栾川断裂带岩石的变质变形特征, 本观察剖面南从叫河镇竹园村开始, 北至三川镇后疙瘩村, 由南向北详细观察了宽坪岩群北侧石英云母片岩、 谢湾组大理岩、 陶湾岩群秋木沟组片状大理岩、 风脉庙组绢云粉砂质千枚岩和栾川群南侧石英岩的变形特征(图 2)。

图2 竹园—后疙瘩村构造剖面示意图及线理、面理投影图 Fig.2 Tectonic section，lineation，foliation and projection of Zhuyuan-Houheda village profile

观察剖面南端为宽坪岩群石英云母片岩, 其中石英、 黑云母含量较多, 片理产状稳定为215°～236°∠50°～67°, 岩层中石英脉发育, 部分石英脉发生变形并形成无根褶皱, 根据其旋向判断上盘向下运动、 下盘向上运动(图 3a、 图 3b); 随后可见宽坪岩群的谢湾组粗粒大理岩, 大理岩呈中-厚层状产出, 黑云母含量较多, 含肉红色粗粒方解石晶体(图 3c), 其变形相对较弱, 但肉红色方解石斑晶的变形依然清晰可见运动学特征为上盘向下运动、 下盘向上运动的特征。谢湾组大理岩中常常见到石英云母片岩岩片夹在其中, 在近洛南-栾川断裂带方向上, 石英脉逐渐增多, 脉体逐渐变大, 褶皱现象增多; 岩层产状逐渐变陡, 岩石塑性变形逐渐增强, 但也有明显的脆性破碎叠加其上。

图3 竹园-后疙瘩村剖面宏观变形特征 a. 宽坪岩群石英云母片岩及运动学特征; b. 宽坪岩群石英云母片岩中小型剪切带; c. 宽坪岩群谢湾组肉红色大理岩变形特征; d. 陶湾岩群强变形大理岩; e. 陶湾岩群产状近直立的大理岩; f. 洛南-栾川断裂带脆性断裂及北倾的陶湾岩群风脉庙组绢云粉砂质千枚岩 Fig.3 Macro deformation characteristics of Zhuyuan-Hougeda village profile

在栗树沟村公交站牌处可见宽坪岩群与陶湾岩群的界线, 南侧为粗大晶体的谢湾组黑云母大理岩与黑云母石英片岩形成条带状构造片岩, 北侧为陶湾岩群秋木沟组灰色片状大理岩, 两者以断层相接触。秋木沟组片状大理岩产状为220°～224°∠55°～57°, 变形强烈, 以无根褶皱、等斜褶皱为主, 褶皱枢纽为315°～326°∠29°～32°, 根据褶皱形态可判断南盘下降、 北盘上升的运动学性质(图 3d)。在这个接触带上, 不仅岩石变形强烈, 倾角变陡, 南北两侧岩石还以条带状岩片交错出露, 形成一个宽约2 km的强变形带。

在洛南-栾川断裂带北侧, 陶湾岩群秋木沟组条带状大理岩与强变形的黑云母大理岩交替出露约8 km, 变形相对较弱, 产状逐渐变缓, 但不时有强变形带间夹其中。反映出洛南-栾川断裂带对北侧陶湾岩群的变形影响随着远离越来越弱。

在S328前往三川方向处, 陶湾岩群风脉庙组绢云粉砂质千枚岩产状发生变化, 几乎直立(图 3e), 向北地层由直立逐渐北倾, 倾角约为70°。往北1 km, 有一个大型断裂破碎带, 宽约为150 m, 断裂带北倾, 倾角较缓约为45°, 构造角砾岩、 碎粉岩发育, 此脆性断裂就是洛南-栾川断裂带第4期发生脆性活动之处(图 3f)。断裂带以北的风脉庙组绢云粉砂质千枚岩产状较断裂南侧的产状由陡逐渐变缓, 运动学方向为由北向南的逆冲推覆。

通过野外实地观察, 断裂带栾川地区宽坪岩群片岩及谢湾组大理岩、 陶湾岩群南段大理岩受洛南-栾川断裂带韧性剪切影响较大, 塑性变形强烈, 形成成分不同的糜棱岩带, 方解石脉和石英脉较发育, 褶皱也普遍发育。陶湾岩群北段风脉庙组绢云粉砂质千枚岩受洛南-栾川断裂带韧性剪切影响较小, 没有形成糜棱岩带, 主要是受第4期脆性变形的影响, 发育洛南-栾川脆性破碎带, 岩石破碎形成构造角砾岩、 碎粉岩, 破劈理发育。

该剖面在S328(近东西向)往三川(及南北)方向转弯处, 岩层开始由南倾逐渐垂直, 向北逐渐转为北倾。由于南北的倾向相反, 岩层不同, 运动学特征也不同。根据洛南-栾川断裂带其它地区的野外考察结果, 认为栾川段的南倾岩层本应该北倾, 是后期南北的挤推作用导致岩层由北倾转为南倾。

在竹园-后疙瘩村观察剖面, 主要出露宽坪岩群片岩、 陶湾岩群片状大理岩、 大理岩糜棱岩、 碳质千枚岩、 板岩等。宽坪岩群片岩中矿物组合以石英+白云母+黑云母为主, 绿泥石、 绿帘石为辅; 陶湾岩群大理岩矿物组合为方解石+石英+白云母+绿帘石+绿泥石和方解石+石英+透闪石+金云母; 由矿物组合来看, 竹园-后疙瘩村剖面的岩石变质属于绿片岩相到绿帘角闪岩相, 反映了中等温压的变质环境, 岩石中矿物的变形型式也各有不同。

方解石、 白云石是韧性剪切变形中能干性最弱的矿物(钟增球等, 1990), 最易于发生变形及恢复重结晶作用。不同的温压条件方解石表现出不同的显微变形特征。1)低温条件大理岩中的方解石主要表现为碎裂及碎裂流动, 同时伴有溶解迁移及双晶化。在粗粒方解石中发育机械双晶及波状消光, 细粒的基质中伴随位错滑移及膨凸式重结晶作用(Kennedy and Logan, 1998)。2)中温条件下, 膨凸式重结晶作用增强, 在含有流体的条件下, 方解石中压溶起重要作用, 并形成压溶缝合线, 流体的加入极大地促进了位错滑移和攀移速率, 并加速变形岩石的恢复作用, 导致晶质塑性过程的出现(Lin, 1997)。在300 ℃～350 ℃的绿片岩相的条件下方解石会发生亚颗粒旋转重结晶作用(Bestmann et al., 2000)。3)更高温条件下的方解石颗粒边界迁移及塑性流动更容易发生在方解石细粒集合体中(Passchier and Trouw, 2005)。

陶湾岩群大理岩中的方解石变形以机械双晶、 亚颗粒旋转和高温边界迁移式动态重结晶为主。大部分方解石双晶发育明显, 解理缝较宽(图 4a、 图 4b), 显微镜下显示鲜艳的干涉色; 方解石残斑与周围细小亚颗粒形成核幔结构(图 4a)。对比剖面南北两侧方解石变形特征, 认为陶湾岩群南侧方解石以亚颗粒旋转和高温边界迁移式动态重结晶为主, 解理缝较宽, 塑性变形强烈; 北侧方解石以膨凸式动态重结晶和机械双晶为主, 解理缝较窄, 表明洛南-栾川断裂带在剖面南段以塑性变形为主, 北段以脆性变形为主。

图4 竹园-后疙瘩村剖面矿物显微变形特征 a. 方解石的核幔结构; b. 方解石颗粒边界迁移及Ⅱ型双晶; c. 亚颗粒旋转石英颗粒白云母形成的C面理; d. 黑云母石英片岩中“S”型层间滑劈理; e. 链条状Ⅳ型双晶(HL11-2); f. 不连续锯齿状Ⅳ型双晶(HL12-2)。Cal. 方解石; Mus. 白云母; Chl. 绿泥石; Q. 石英; Bt. 黑云母 Fig.4 Mineral micro deformation characteristics of Zhuyuan-Hougeda village profile

石英的变形不仅受内部滑移系与变形受温度条件影响(钟增球等, 1990; Passchier and Trouw, 2005), 同时, 应变速率、 颗粒粒度、 差异应力大小及流体溶液对其变形也起着重要的作用。1)在低温条件下(低于300 ℃), 石英的变形以破裂作用和压溶作用为主, 它们单独或共生存在; 在较低温度下(300 ℃～400 ℃), 石英以位错滑移为主, 形成不均匀消光、 片状消光、 波状消光变形纹等显微构造现象。其中高压环境下表现为石英单颗粒的定向拉长, 低压条件下石英的低温颗粒边界迁移或膨凸式重结晶作用起主导地位; 2)中温条件下(400 ℃～500 ℃), 石英的变形机制主要为位错蠕变, 在较低的应变速率条件下, 亚颗粒旋转重结晶作用使之成为无数细小的重结晶颗粒, 构成多条多晶石英条带, 高温颗粒边界迁移重结晶作用在局部发育, 使重结晶颗粒成为不规则形态的颗粒集合体; 3)在高温条件下(500 ℃～700 ℃), 石英颗粒边界迁移重结晶作用占主导地位, 在相对适中的差异应力作用下, 常见无应变多边形粒状颗粒形态、 棋盘状亚晶粒和动态重结晶颗粒集合体, 在较强的剪切作用条件下, 矩形无应变石英条带是最为典型的显微构造表现(胡玲等, 2009)。

竹园-后疙瘩村剖面上的石英变形以膨凸式重结晶和亚颗粒边界式动态重结晶为主(图 4c)。南段陶湾岩群中的石英分两种, 一种分布在方解石内部, 颗粒细小, 圆形边界; 另一种是北段石英变形较弱。从石英变形型式可知洛南-栾川断裂带受到低温到中温条件影响, 变形温度约为300 ℃～500 ℃。

在竹园-后疙瘩村剖面上, 南段的白云母短柱状、 片状、 鳞片状, 定向明显, 反映出受到构造应力的作用(图 4c); 陶湾岩群中白云母线理特征相对较弱。总体上陶湾岩群南段白云母定向性较北段强烈。黑云母大部分与白云母共生, 部分黑云母石英片岩中的黑云母发生了层间应变滑劈理, 矿物发生“S”型弯曲(图 4d)。应变滑劈理通常是在强烈变形和浅变质作用的条件下发育的, 温度和压力都相对较低, 这时岩石的结构构造和矿物成分还未根本改变。蔡学林等(1979)研究表明应变-滑劈理的动力学机制是在侧向挤压力作用下, 岩石沿垂直挤压方向, 产生片状差异剪切滑动的过程中形成的。云母变形可以定性指示洛南-栾川断裂带(栾川段)的变质变形环境为高压低温。

竹园-后疙瘩剖面南起宽坪岩群云母石英片岩, 向北穿过陶湾岩群大理岩直到栾川群石英岩, 其中宽坪岩群黑云母石英片岩的微观变形特征为: 黑云母解理完全、 定向排列; 石英颗粒细小, 一般边界平直, 以亚颗粒旋转重结晶变形为主。陶湾岩群以白云母大理岩为主, 南段方解石变形以机械双晶和亚颗粒旋转变形为主, 大部分方解石双晶发育明显, 解理缝较宽, 白云母定向性较好, 层间应变滑劈理发育。北段陶湾岩群大理岩中几乎全部为方解石, 颗粒较为破碎。总结各种岩石的显微镜下的微观变形特征, 可以判断竹园-后疙瘩剖面南段矿物塑性变形强烈, 石英、 方解石等矿物动态重结晶变形发育, 北段矿物以脆性破碎为主。说明本剖面南段主要为洛南-栾川断裂带第2期塑性变形的特征, 北侧以第4期脆性断裂构造活动为主。

剪切带内的岩石在不同的深度发生的变形及变形机制是不同的。在近地表的破碎带是低温、 低压和高应变率条件下的变形产物, 属于脆性变形机制(Krantz, 1995; Piper et al., 1996; Little et al., 2001); 韧性剪切带则发生在中下地壳或更深的上地幔环境下的塑性变形产物, 属于塑性变形机制(Kirby, 1980; Kawamoto and Shimamoto, 1998)。由此可知, 相同的矿物在不同的变形条件下会表现出不同的变形机制和矿物共生组合。所以, 根据岩石中矿物的变形机制以及矿物共生组合的成分变化可以判断其形成环境(贺同兴等, 1980; 刘瑞珣, 1988; 胡玲, 1998; 刘正宏等, 2007; 任升莲, 2013)。

为了分析研究洛南-栾川断裂带(栾川段)形成的温压条件, 本文通过显微镜观察和电子探针技术的精确测定, 用方解石温压计、 多硅白云母压力计、 黑云母温度计、 角闪石-斜长石温度计等多种方法, 分析了断裂带形成的温度、 压力条件。

方解石是较易出现机械双晶的矿物之一, 其变形双晶的几何学特征几乎是一种公认的温度计(李胜荣, 2008; 胡玲等, 2009)。Ferrill(1991)、 Burkhard(1993)和Ferrill and Morris(2005)的研究表明, 方解石机械双晶的宽度与变形温度、 强度、 应变等因素有关。双晶平直宽度＜1 μm, 指示岩石变形温度低于200 ℃(Burkhard, 1993), 且平均双晶密度(双晶面数/mm)与温度成负相关。150 ℃以上(Ferril认为是170 ℃), 双晶片变厚(>1～5 μm), 双晶数量减少。宽一些的双晶(>5 μm)指示岩石变形温度可达300 ℃。当温度高于200 ℃时, 会出现交叉双晶和弯曲双晶现象。当温度进一步升高, 高于250 ℃时, 由于颗粒边界迁移使双晶具有锯齿状的边界。因此, 可以根据方解石的机械双晶的宽度和数量来推测方解石的变形温度和应变强度。

Ferrill(1991)和Ferrill and Morris(2005)将方解石的双晶变形分为4种类型: 细窄的Ⅰ型双晶、 直而宽的Ⅱ型双晶、 弯曲的Ⅲ型双晶和动态重结晶的斑状Ⅳ型双晶(图 5), 结合前人对方解石变形温度的系统研究, 可以得出方解石机械双晶与温度的关系(表 1)。另外, 方解石机械双晶的密度及解理缝宽度也能反映出变形温度的范围。通常, 在高倍显微镜下的费氏台上进行统计和测量方解石的机械双晶密度及解理缝宽度(Ferrill, 1991; Ferrill and Morris, 2005), 然后将统计值投到方解石机械双晶与应变关系图上(图 6), 可以得到方解石的变形温度范围。本文所测方解石的变形温度部分在170 ℃～200 ℃区域内, 但大多数在>200 ℃的范围内。

图5 方解石双晶类型(据Ferrill, 1991; Ferrill and Morris, 2005) Ⅰ. 细薄双晶; Ⅱ. 板状双晶; Ⅲ. 尖灭、 弯曲厚双晶; Ⅳ. 厚层斑状双晶 Fig.5 Calcite twin type(after Ferrill, 1991; Ferrill and Morris, 2005)

表 1(Table 1)

表 1 方解石机械双晶与温度关系 Table 1 The relationship between temperature and mechanical twinning of calcite 双晶类型 双晶宽度/μm 双晶密度/面/mm 双晶特征 变形温度/℃ Ⅰ型 ＜1 强度弱, >50双晶面 双晶细薄, 平直, 解理缝均匀 ＜150 Ⅱ型 >1～5 强度较弱, ＜50双晶面 厚板状双晶, 双晶较为平直, 解理缝宽度不一 150～300 Ⅲ型 >5 强度较强, ＜30双晶面 解理缝弯曲、 尖灭透镜状 >200 Ⅳ型 锯齿状 强度强, ＜15双晶面 厚层斑状双晶, 链条装、 锯齿状, 被动态重结晶所改造 >250

表 1 方解石机械双晶与温度关系 Table 1 The relationship between temperature and mechanical twinning of calcite

图6 洛南-栾川断裂带方解石机械双晶与应变关系图(据Ferrill et al., 2004) Fig.6 Luonan-Luanchuan fault zone relationship and strain diagram of mechanical twinning of calcite(after Ferrill et al., 2004)

在竹园-后疙瘩村剖面上, 从南段的韧性剪切带到北段的脆性断裂带, 自南向北分别选取了7块陶湾岩群大理岩, 解理统计结果显示: 整个剖面上方解石解理缝以平直较宽的Ⅱ型双晶为主(图 4a、 图 4b), 断裂带上大部分方解石机械双晶的宽度大于5 μm, 双晶密度大于25面/mm, 说明陶湾岩群大理岩的变形温度普遍大于200 ℃。其中, 南段出现锯齿状厚层Ⅳ型双晶(图 4e、 图 4f), 说明剪切作用较强的区域温度高于300 ℃。 北段变形较弱, 与宏观特征一致。 与胡达等(2015)在其它地段陶湾岩群测得的方解石变形温度一致, 说明洛南-栾川断裂带对陶湾岩群南侧的影响高于北侧, 变形温度也高于北段, 故南段以塑性变形为主, 北段以脆性变形为主。

矿物在递进变形过程中, 对于不同的差异应力, 每一种矿物具有相应的重结晶颗粒平均粒度, 其大小与流体含量及变形温度等因素有关。Passchier and Trouw(2005)总结前人的研究成果, 利用矿物颗粒的平均粒度, 提出了方解石、 石英、 长石、 橄榄石等矿物动态重结晶新晶平均粒度与差异应力之间的关系。其中矿物颗粒的平均粒度可以用平均线性分析方法得到, 也可以用图形分析方法更准确地得出。所以, 利用动态重结晶粒度可以计算矿物变形的应力。

在岩石矿物的变形实验中, 差异应力与矿物重结晶颗粒大小的指数成反比。其表达式为: σ₁-σ₂=AD^-m。其中, D为动态重结晶颗粒大小, 单位为μm; A和m均为常数。Twiss(1986)从理论角度推算, 对比金属和矿物的物性资料, 认为m值为0.68, 不同的矿物对应不同的A值。本文采用线截法, 根据公式D=3/2*L/N, 求出动态重结晶颗粒的D值(上式中的N为颗粒总数, L为直线的总长度, 为了得出较为精确的数值, 所选方解石颗粒不少于200颗)。计算出HL7-1、 HL11-2、 HL12-2样品的差异应力分别为0.27 GPa、 0.405 GPa、 0.426 GPa。总体来看, 陶湾岩群大理岩变形所受应力以中压相系为主, 反映出洛南-栾川断裂带在栾川地区的活动环境为中压中温的环境。

多硅白云母压力计是应用比较成熟的矿物变形压力计。竹园-后疙瘩村剖面所穿过的宽坪岩群片岩、 陶湾岩群大理岩中都含有一定的白云母, 根据面理、 线理特征认为这些白云母为洛南-栾川断裂带构造活动所形成的新生构造矿物。所以, 估算这些白云母形成时的压力相当于断裂带的构造变形压力。

本文选取断裂带南段的宽坪岩群编号为HL1-1、 HL2-1石英云母片岩和北段陶湾岩群HL19-2白云母大理岩中的白云母进行了电子探针测试, 白云母电子探针成分分析按照11个O原子计算, Si原子数均大于3.1, 所选3个样品中的白云母均符合多硅白云母的条件。将数据投到多硅白云母压力计图上可以看出洛南-栾川断裂带变形压力约为0.4～1.4 GPa, 属于中压环境(图 7)。利用吴春明等(2013)的白云母Ti温度计, 得到HL1-1白云母变质温度为503±65 ℃, HL2-1白云母变质温度为484±65 ℃。

图7 竹园-后疙瘩村剖面中多硅白云母Si成分等值线与温度、 压力关系图(据Massonne and Szpurka, 1997) Fig.7 Multi silicon muscovite relation diagram of Si component contour, temperature and pressure in Zhu Yuan-Hou Geda village profile(after Massonne and Szpurka, 1997)

黑云母Ti温度计, 该温度计假设三价铁的含量占黑云母中全铁含量的11.6％。该温度计可以应用于在地壳范围内(450 ℃～840 ℃和0.1～1.9 GPa, 黑云母中Ti=0.02％～0.14％)TiO₂饱和的泥质变质岩中, 经实验证实可以反应其真实的地质条件, 该温度计与石榴子石-黑云母温度计的误差范围在50 ℃左右的范围内。选取了HL4-1、 HL11-2和HL19-2的3个样品中的黑云母, 3个样品中Ti含量分别为0.12％、 0.11％、 0.08％, 均符合使用范围。3个样品测得的温度分别为509±50 ℃、 470±50 ℃和450±50 ℃。根据样品采集位置可以判断剖面南段变形温度高于北段, 与南段韧性变形、 北段脆性变形的推断相吻合。

角闪石和斜长石是很多构造岩的主要造岩矿物。所以, 通过计算角闪石+斜长石组合的平衡条件, 就可以反映断裂带的变形条件。

Hippertt and Hongn(1998)提出共存角闪石和斜长石之间Ca分配等温曲线图。此图解一般适用变质岩和深成岩, 由于压力对这种分配的影响不大, 而且只需知道共存的角闪石和斜长石的成分即可, 所以这种方法得到了大家的普遍认可。

首先将CaO、 Na₂O、 K₂O的重量百分数换算成Ca、 Na、 K阳离子数, 然后计算:

X_Ca^Am=(Ca/Ca＋Na＋K)_Am和X_Ca^Pl=(Ca/Ca＋Na＋K)_Pl, 再投到共存角闪石和斜长石之间Ca分配等温曲线图上即可得到平衡温度。经统计, 洛南-栾川断裂带上共存的角闪石-斜长石的变形温度约为440 ℃～480 ℃(图 8)。

图8 共存角闪石和斜长石之间Ca分配等温曲线图(据 Hippertt and Hongn, 1998) Fig.8 The hornblende and plagioclase distribution curves of isothermal Ca(after Hippertt and Hongn, 1998)

综合方解石机械双晶、 多硅白云母压力计、 黑白云母Ti温度计、 斜长角闪温度计等的分析, 可以得出, 陶湾岩群大理岩和宽坪岩群片岩的变质变形均受到了洛南-栾川断裂带的影响, 越靠近断裂带韧性剪切部位, 岩石变形越强烈, 洛南-栾川断裂带(栾川段)韧性剪切带的形成环境为0.4～1.4 GPa、 440 ℃～509 ℃的中温、 中压条件。

通过野外观察、 测量以及室内显微构造分析、 矿物微区成分分析, 对洛南-栾川断裂带(栾川段)的宏观变形、 矿物的变形特征及变形环境有了一定的认识:

(1)洛南-栾川断裂带作为北秦岭与华北板块南缘的分界线, 总体走向近东西, 倾向约20°, 倾角58°～89°, 其第二期韧性变形在宽坪群北侧和陶湾群南侧岩石影响较大, 形成了不同成分的糜棱岩; 对陶湾群北侧岩石影响较小。

(2)洛南-栾川断裂带(栾川段)糜棱岩中, 石英变形以膨凸式重结晶和亚颗粒旋转动态重结晶为主, 方解石变形机制主要为机械双晶和亚颗粒旋转变形为主, 云母变形以应变滑劈理为主。

(3)通过用方解石温压计、 多硅白云母压力计、 黑云母温度计、 角闪石-斜长石温度计等多种方法, 测得洛南-栾川断裂带(栾川段)的变形温度约为440 ℃～509 ℃, 变形压力为0.4～1.4 GPa, 差异应力为0.27～0.426 GPa。

洛南-栾川断裂带(栾川段)的构造分析表明: 该断裂的构造作用过程及其演化对宽坪岩群、 陶湾岩群岩石的变形起了重要的作用。这些岩石变形强弱与其构造位置关系密切, 靠近断裂带受到的韧性剪切作用大, 岩石变形强, 矿物产生塑性变形; 远离断裂带剪切带作用小, 岩石变形弱。通过变形矿物的温压计分析, 认为洛南-栾川断裂带(栾川段)变形环境为中温、 中压条件, 相当于地壳浅层构造环境的变形。本文通过分析断裂带岩石的变形特征及其形成条件来探讨洛南-栾川断裂带形成的构造环境, 对分析古板块汇聚边界变形环境有一定意义。