华南加里曼丹内部唐东右旋剪切带的结构和地质年代学限制：对华南印支构造运动的启示

《Journal of Structural Geology》：Structural and geochronological constraints on the Tangdong dextral shear zone, Cathaysia interior: Implications for Indosinian tectonics in South China

　　

摘要

华南板块（SCB）的三叠纪印支造山纪至今仍是一个备受争议的话题，关于大陆内部聚合、板块边界碰撞或古太平洋俯冲的地球动力学模型存在多种观点。然而，来自华南板块核心区域—— Cathaysia 块的可靠的结构和年代约束数据仍然十分有限。在本文中，我们对 Cathaysia 块内部的唐东塑性剪切带（TDSZ）进行了综合的结构、微观结构和地质年代学研究。实地和微观结构分析显示，该剪切带主要表现出右旋走滑运动，石英的 c 轴取向和重结晶特征表明变形温度逐渐升高——从东北段的约 350°C 升高到西南段的 500–550°C。花岗岩糜棱岩的锆石 U-Pb 定年结果显示其结晶年龄为 231–228 Ma，从而确定了剪切作用的最大时间；而同时进行的白云母 ^{40}Ar/^{39}Ar 定年结果则将右旋剪切时间限制在约 230–210 Ma 之间。结合区域数据，我们的结果表明右旋剪切带广泛分布于华南板块东部。我们认为，华南板块内部的右旋剪切运动是由东古特提斯洋西南段的俯冲和碰撞作用引发的，其中古太平洋板块和华北板块起到了刚性约束边界的作用。作为 Cathaysia 块内部为数不多的具有精确年代数据的塑性剪切带之一，TDSZ 为评估印支造山运动的多种地球动力学模型提供了重要的观测依据。

引言

华南板块位于古太平洋和古特提斯洋板块的交汇处，在东亚地区具有重要的构造位置。这一独特的地理位置形成了复杂的地质记录，融合了两块板块的特征（Ren 等，2002）。该板块形成于新元古代至早古生代，当时扬子地块和 Cathaysia 块沿着江山-绍兴缝合带发生碰撞（图 1a）。然而，这次聚合的确切时间仍存在争议（例如，Shu 等，2015, 2018；Lin 等，2018；Cawood 等，2018；Wang Y.J. 等，2018；Wang L.J. 等，2022, 2023）。

显生宙期间，有三个重要的洲内构造热事件塑造了华南板块的形态：早古生代（Kwangsian）、三叠纪（印支造山期）和侏罗纪-白垩纪（燕山造山期）（例如，Li 等，2014, 2016；Li 等，2022a；Li 等，2022b）。其中，印支造山期争论最为激烈。自 1914 年 Deprat 和 1932 年 Fromaget 根据越南的相关地层不整合首次定义这一造山事件以来，已有多种相互矛盾的地球动力学模型被提出，包括：(1) Cathaysia 块与扬子块之间的阿尔卑斯型碰撞（图 1b；Hsü 等，1988, 1990）；(2) 华南板块与印度支那块或华北块的碰撞（图 1c；Li 等，2016）；(3) 大陆内部的斜向汇聚（图 1d；Wang 等，2005；Zhang 等，2013, 2013）；以及 (4) 古太平洋板块的平板俯冲（图 1e；Li 和 Li，2007）。这些不同的解释表明，早中生代构造运动的主要触发因素尚未明确。

Cathaysia 块保存了这次造山事件的关键记录。然而，目前的认识主要来源于对其边缘构造域的研究，如武夷、云开和雪峰-江南等地域（图 1a；例如，Wang 等，2007；Shu 等，2015；Li 等，2017a；Chen 等，2026）。尽管之前的研究已经建立了变形与板块边界过程之间的联系，但 Cathaysia 块内部的构造情况仍不清楚。因此，远距离碰撞应力是如何在大陆内部传递、分配和记录的尚不明确——这对于理解大陆内部的应变适应和构造耦合至关重要。

为了填补这一空白，我们对 Cathaysia 块内部的唐东塑性剪切带（TDSZ）进行了综合的结构、地质年代学和热年代学分析。通过结合新的野外测绘、微观结构分析、石英 c 轴取向数据、锆石 U-Pb 定年以及云母 ^{40}Ar/^{39}Ar 定年，我们确定了这一主要剪切带的运动学特征、时间框架和构造背景。这些结果与边缘地带已发表的数据相结合，使我们能够提出华南板块内部印支造山运动的修正构造框架，并为三叠纪洲内造山作用机制提供约束。

章节摘录

华南板块的三叠纪构造背景

印支造山期主导了华南板块的三叠纪构造演化，这与东古特提斯洋的闭合和泛大陆的最终形成同步（Zhao 等，2018）。尽管泛大陆的全球性聚合在晚二叠世（约 255 Ma）基本完成，但华南板块和东亚地区的构造整合是逐步进行的，其构造高潮发生在整个三叠纪（Zhang 等，2013）。

在北部，华南板块最终与华北板块发生了碰撞

构造地质

在珠光山复合体的南部，走向 NE-SW 的 TDSZ 沿着会东南-东odian'an-唐东-上坝方向延伸超过 10 公里，宽度介于 100 至 300 米之间。该剪切带向东北方向逐渐过渡为脆性变形带，在南部被第四纪沉积物覆盖（图 2b）。其东南侧壁主要由中三叠世的粗粒至中粒斑状黑云母花岗岩构成，而西北侧壁则由晚三叠世物质组成

石英 EBSD 构造分析

为了绘制 TDSZ 内部的变形空间变化图，我们对 11 个糜棱岩样本中的石英进行了电子背散射衍射（EBSD）分析（样本位置见图 3a 和 e）。所有 EBSD 图谱均使用北京大学地球与空间科学学院的 FEI-FEG650 扫描电子显微镜及配套的 INCA-Synergy EBSD 系统获取。EBSD 图谱的索引处理通过 HKL-Technology Channel 5 软件完成。

石英构造

图 7a–c 展示了 TDSZ 内三个不同样本的石英极图。

TDSZ 内的变形温度和运动学特征

石英的重结晶过程主要通过三种机制发生：BLG、SGR 和 GBM，其相应的温度窗口分别为约 280–400°C、约 400–500°C 和约 500–650°C（Stipp 等，2002；Passchier 和 Trouw，2005；Law，2014）。这些机制与温度依赖的石英滑移系统密切相关（图 7d）。在较低温度（300–400°C）下，基底滑移占主导地位（Blacic，1975；Bouchez，1977；Hobbs，1985；Okudaira 等，1995；Kurz 等，2002），而在较高温度下则表现为菱形滑移和棱柱形滑移

结论

TDSZ 中记录的塑性变形为理解华南板块早中生代的构造演化提供了重要线索。基于对研究区域的详细结构和地质年代学分析，可得出以下结论：

(1)

野外测绘、薄片微观结构和石英 CPO 分析共同表明，TDSZ 沿著一致的右旋走滑运动。变形温度从东北段的约 350°C 逐步升高

CRediT 作者贡献声明

曾广谦：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 初稿，监督，调查，形式分析，概念构建。陈柏林：监督，资源提供，调查，形式分析，概念构建。张瑾：撰写 – 审稿与编辑，监督，形式分析，概念构建。高云：监督，资源提供，调查，形式分析，概念构建。白道远：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 初稿，监督，形式分析，

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能影响本文研究的财务利益或个人关系。

致谢

本研究得到了中国国家重点研发计划（项目编号：2017YFC0602602、2016YFC0600207）和湖南省地质局科技计划（项目编号：HNGSTP202507）的资助。感谢北京大学的张博博士在石英 CPO 分析方面的帮助。同时感谢徐亚军教授、杨孔明教授（中国地质大学）和李建华教授（中国地质科学院岩体力学研究所）的宝贵意见。

曾广谦|陈柏林|张瑾|高云|白道远|沈敬辉

湖南省地质调查院，长沙，湖南，410114，中国