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題 名 | Role of the Nanjih Fault on the Exhumation of the Pingtan-Dongshan Metamorphic Belt, Se China=中國東南平澤-東山變質帶之剝蝕與南日斷裂活動之關係 |
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作 者 | 楊小青; 陳文山; 羅清華; 陳正宏; 黃輝; 汪新; 王執明; | 書刊名 | 中國地質學會會刊 |
卷 期 | 41:3 1998.08[民87.08] |
頁 次 | 頁409-440 |
分類號 | 358.3 |
關鍵詞 | 南日斷裂; 地質溫度壓力計; 熱定年學; Nanjih-fault; Thermobarometry; Thermochronology; |
語 文 | 英文(English) |
中文摘要 | 由平潭及高山地區變質岩及火山岩的熱定年學研究顯示,南日斯裂的活動在平潭- 東山變質帶的抬升與剝蝕的過程中扮演一個極重要的角色。南日斷裂南北兩側的變質岩體呈 現顯著不同的冷卻歷史。對於南日斷裂帶北側的變質岩體而言,若體的冷卻速率由 47 ℃ / 百萬年( 132-126Ma )降為 13 ∼ 20 ℃ / 百萬年 (126-110Ma)。由覆蓋於變質岩之上的 火山岩體定年資料,進一步指示了平潭地區的變質岩體早在一億一千萬年前已經露出地表。 相對地南日斷裂帶南側的變質岩體, 必須到一億一千萬年前,才饞開始抬升通過約 540 ℃ 等溫線, 爾後的五百萬年問該岩體的冷卻速率約為 46-70 ℃ / 百萬年 (110- 105Ma),然 後岩體的抬升速度漸趨減緩, 冷卻速率降為約 16 ∼ 27 ℃ / 百萬年,隨後的冷卻速率更 進一步降為∼ 1 ℃ / 百萬年。由地質溫度壓力計研究顯示,本區域變質岩體的變質溫壓均 可達 700-810 ℃及 5.5-7.2kb。若假設本研究區域當時的古地溫梯度為 30 ℃ / 公里,則 這些變質岩體變質當時的深度至少有 19-24 公里。綜合以上的資料,得知在 132-1lOMa 的 二十二百萬年期間,平潭地區變質岩體共抬升了約 18km,平均剝蝕率為 0.6mm/yr。反之, 今日出露於南日斷裂南側的變質岩體,其角閃石的冷卻年代為 110Ma,所以當南日斷裂北側 的變質岩體快速抬升 (132-110Ma) 的同時, 斷裂帶南側的變質岩體尚深埋於地底 18km 以 下。反而在 110-100Ma 期間,今日出露於斷裂帶南側的變質岩體開始由 540 ℃快速冷卻至 230 ℃,亦即這些岩也由 18km 抬升至約 7km 的深度, 在此一千萬年期間,變質岩體共抬 升了約 11km,平均剝蝕率為 1.1mm/yr。雖然南日斷裂帶南北兩側變質岩體的抬升方式頗為 類似,但由其抬升時間的差異性以及斷裂帶內糜嶺岩的定年研究顯示,南日斷裂的活動始於 一億二十二百萬年前,並持續至八十七百萬年前才歇止。由中生代之古應力分析及火成岩等 其他相關研究顯示,晚中生代時期中國東南已由壓應力的大地構造環境轉換成舒張的環境, 因此相信本變質帶的區域抬升作用與中國東南晚中生代的張裂型大地環境,有著密不可分的 關係。 |
英文摘要 | Thermochronological and thermobarometric data for metamorphic and volcanic rocks collected from the Pingtan and Kaoshan areas provide important information on the exhumation of the Pingtan-Dongshan Metamorphic Belt. Samples across the Nanjih Fault record a dramatically different exhumation history within the metamorphic complex across the Fault, revealing that the exhumation of the metamorphic complex is closely related to the movement of the Fault during late Mesozoic. In areas north of the Fault, the metamorphic rocks cooled rapidly at a rate of about 47 ℃ /Ma during 132 to 126 Ma, but then the cooling rate decreased to 13 ∼ 20 ℃ /Ma during the period of 126-110 Ma. As constrained by the plateau dates of the overlying volcanic rocks (∼ 110 Ma), the metamorphic rocks must have finally been exposed at the surface before 110 Ma. In contrast, those from the south of the Fault started cooling much later, not cooling down to 550 ℃ until ∼ 110 Ma. Subsequently, the rate dropped from 46-70 ℃ /Ma during 110-105 Ma to 16 ∼ 27 ℃ /Ma during 105 ∼ 95 Ma, and then the rate progressively dropped to ∼ 1 ℃ /Ma. Alamphibole and afnphibole-plagioclase thermobarometers yield pressure-temperature conditions of about 5.5-7.2kb and 700-810 ℃. A depth of 19-24km and a paleogeothermal gradient of 30 ℃ /km are inferred from these thermobarometric data. With these paleogeothermal gradient values combined with the obtained cooling rates, the uplifting rates are estimated at ∼ 1.1 mm/yr during 132-126 Ma, 0.6-0.8 mm/yr during 126-110 Ma for the metamorphic complex on the northern side of the Nanjih Fault, and 1.3 mm/yr during 110-95 Ma and <0.5 mm/yr after 95 Ma for |
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