桐柏造山带位于秦岭造山带和大别-苏鲁造山带之间，是秦岭造山带与大别-苏鲁造山带的连接纽带，是揭示秦岭-桐柏-大别-苏鲁巨型造山带中各地质体之间构造关系及地质演化差异的关键地区(刘晓春等，2011)。桐柏造山带南缘为殷店-马垅断裂带，向西越过南阳盆地与东秦岭相接，北缘与周口盆地相接，东端直接与大别构造带相连，是华北板块与扬子地块及其之间所夹持的南秦岭微陆块于中生代碰撞拼合的产物(张国伟等，1996；张宏飞等，1999；董云鹏等，2003；Li et al., 2007)。近20年来，国内外地质学家对秦岭造山带以及大别山超高压和高压变质带的研究，取得了令人瞩目的进展。与此同时，虽然也有不少地质工作者曾经在桐柏山做过大量的地质矿产调查及基础地质研究(刘源骏等，2016；Suo and Zhou, 1992；张国伟等，1996；Meng and Zhang, 1999)，但相对而言，其研究深度是较浅的，是研究中国大陆中央造山系的一个薄弱环节。

关于桐柏山的隆升造山机制，众说纷纭，许光和王二七(2010)总结有以下几种认识：1)淮阳古陆说。最初，老一辈地质学家认为桐柏山同大别山一起构成分隔华北板块和扬子板块的“淮阳古陆”(黄汲清，1959)。之后又有学者提出东秦岭-桐柏山-大别山为古岛弧区(吴利仁和徐贵忠，1998)。该学说认为东秦岭-大别山中元古代华北陆块南缘增生体发生裂解向南漂离形成的古陆弧。桐柏山段是由于构造破坏和后期的强烈剥蚀而剥露的基底构造层。也有学者提出不同观点，认为桐柏-大别古陆弧是经历了海西-印支期的俯冲和燕山期的折返而形成的(马宝林，1991)；2)飞来峰说。认为桐柏山是陆内俯冲过程中从北方滑脱而来的华北刚性基底，相当于典型的阿尔卑斯式大型飞来峰(郝杰和刘小汉，1988)。该观点也注意到了桐柏山山体北西侧的北西西-南东东走向拉伸线理，但是未作出进一步说明；3)变质核杂岩说。随着20世纪90年代国内对变质核杂岩研究的关注，有些学者提出，桐柏山是被太白顶剥离断层为拆离面，并以桐柏杂岩为变质核心，这类似于北美科迪勒拉型变质核杂岩(金维浚等，1997)。这个学说得到了很多学者的认同(索书田等, 2001a, b；钟增球等，2001；张利等，2004；徐备等，2007)，但这种学说也是仅仅局限于原地的隆起机制；4)侧向挤出学说。通过对桐柏山运动学、几何学的分析，有些学者认为桐柏杂岩是沿造山带侧向挤出的结果，但是对侧向挤出的时间和机制有不同见解。有的学者认为桐柏杂岩是中生代秦岭下地壳物质受挤压应力向南东向侧向挤出的结果(Wang et al., 2003)；也有学者认为这个过程发生在古元古代晚期(王国灿和桑隆康，1996)。最近，又有学者提出不同观点，认为桐柏杂岩及其两侧高压变质地体是原本位于大别山之下的地壳物质在中生代顺造山带北西西侧向挤出而形成的(崔建军等，2009)。无论是桐柏山穹窿还是桐柏变质核杂岩，或者是东秦岭中下地壳向南东挤出，桐柏山的背形构造格局已经被多数地质学家认同(王国灿和桑隆康，1996；黄少英等，2006；许光和王二七，2010；刘晓春, 2011, 2013)。桐柏造山带背形构造核部为一套桐柏杂岩，其岩性以片麻状花岗岩为主，两侧发育两条榴辉岩带，构成背形构造的两翼(崔建军等，2009；刘晓春等，2013)，桐柏杂岩与两条榴辉岩带之间则发育两条大型的韧性剪切带，关于桐柏杂岩南部边界和北部边界的剪切带一直都是研究的热点，并且已有许多地质学者做了很多研究，然而很多学者都是单独研究其中一条剪切带(刘忠明等，2001；王勇生等, 2009, 2010；任升莲等，2011；韩建军等，2014；黄鹏等，2015；刘欢等, 2014, 2015；Lin et al., 2015)，但是对于剪切带和桐柏杂岩的关系则研究较少(刘欢等，2016)，制约了对于桐柏造山带构造格局及其演化的认识。此次，本文在详细的野外地质观察基础上结合前人的研究成果对这两条重要的边界剪切带进行系统的研究，在运动学、构造特征、形成环境以及年代学等方面进行对比分析，厘定两条重要剪切带的构造关系，进而为了解整个桐柏造山带的形成机制以及演化过程提供了新的思路。

1 地质概况

桐柏造山带是连接秦岭造山带与大别-苏鲁造山带的纽带。在地表形貌上是西窄东宽，呈北西西-南东东方向展布，类似一个楔形地体(图 1)。基于桐柏杂岩与北大别杂岩的可比性，认为桐柏高压变质地体相对低温低压的变质环境以及超高压岩石的缺乏缘于华南陆块的俯冲深度向西逐渐变浅，而早白垩世的构造挤出造成了桐柏-大别高压-超高压变质带东宽西窄的构造格局(刘晓春等，2011)。详细的构造解析和年代学资料表明桐柏-大别-苏鲁造山带的最终构造框架定格于早白垩世的构造伸展事件(Eide et al., 1994；Hacker et al., 1995, 2000；Webb et al., 1999, 2001；Faure et al., 1999, 2003；Ratschbacher et al., 2000；索书田等, 2001a, b；Wang et al., 2003；Lin et al., 2009；Li et al., 2009, 2010)，这一构造事件导致了桐柏-大别高压-超高压变质地体向东的侧向挤出。

桐柏造山带背形构造的核部为桐柏杂岩，主要为花岗质片麻岩杂岩体(图 2)，其内包裹有一定数量的三叠纪中高级变质岩石(崔建军等，2009)。片麻理产状总体为隆起带北部向北缓倾，南部向南缓倾，构成枢纽为北西西-南东东向的背形构造。黄少英等(2006)将桐柏造山带分成六个次级构造单元，由南到北分别是桐柏片麻岩隆起带(TGR)、鸿仪河-罗庄榴辉岩带(HLE)、毛坡-胡家寨火山岩单元(MHI)、周家湾复理石单元(ZFB)、杨庄绿片岩单元(YGB)和董家庄大理岩单元(DMB)，他还从多期俯冲-碰撞造山带的观点出发，根据各构造单元的岩石学特征及其展布，结合几何学、运动学和构造年代学特征，桐柏造山带构造演化可分为4个阶段即：约400~300Ma的洋壳俯冲阶段、270~250Ma的大陆碰撞阶段、250~205Ma的大陆深俯冲和折返阶段以及200~185Ma的隆升阶段。

桐柏杂岩南界的剪切带是殷店-马垅剪切带，已经被许多地质学者认同(宋传中等，2009；韩建军等，2014；刘欢等，2016)。长期以来一些专家把殷店-马垅断裂带与襄樊-广济断裂带混淆，甚至直接把殷店-马垅断裂带称之为襄樊-广济断裂带，或认为是同一条断裂带不同演化时期的表现。事实上二者是不同时期、不同应力方式作用的产物，差别很大，没有直接的时代关系和成因联系(宋传中等，2009)。

至于桐柏杂岩北界的剪切带一直存在着争议。有部分研究学者认为是商丹断裂带的东延部分，又称为桐商(桐柏-商城)剪切带(游振东等，1999；任升莲等，2011)。王二七等(2009)称为桐柏断裂，与南界的殷店断裂为共轭断裂。杨志坚(1982)称之为桐柏-磨子潭深断裂，在航空磁测、航照、卫照和地质地貌上显示非常明显，所以他认为很可能是一条消减带的缝合线。刘欢等(2016)提出桐柏杂岩与北侧榴辉岩带之间的韧性剪切带为晓天-磨子潭剪切带。许光和王二七(2010)通过构造恢复，认为晓天-磨子潭剪切带和殷店-马垅剪切带是连为一体的，两条断裂共同构成太白顶拆离断层，且其认为桐柏断裂(桐柏杂岩北界断裂带)向西可能与商丹断裂带相连，向东以复杂的方式过渡为晓天-磨子潭韧性剪切带；王勇生等(2010)通过对晓天-磨子潭剪切带在东大别出露段的研究，指出在东大别南侧存在对应的剪切带，这个对应的剪切带与晓天-磨子潭剪切带一起构成东大别穹窿的拆离剪切带。晓天-磨子潭剪切带与殷店-马垅剪切带早期实为一条剪切带，而后可能被多期活动改造形成现今的构造特征。本文比较认同桐柏杂岩北界剪切带是晓天-磨子潭剪切带的西延部分(李海龙等，2017)。

近期笔者在桐柏杂岩南北界剪切带中观察到大型杆状构造、L构造岩、糜棱岩、圈层结构和滑脱面等重要的构造现象，这些现象出现在桐柏山南缘靠近殷店-马垅韧性剪切带的位置，和桐柏山北缘与312国道并行的一条韧性剪切带。这些现象对于认识桐柏造山带的现今格局与南北两条韧性剪切带的构造关系以及桐柏山的构造发展演化具有重要的地质意义。

2 桐柏杂岩南北边界剪切带的运动学对比 2.1 运动学方向对比

晓天-磨子潭剪切带在桐柏山北界主要岩性出露有初糜棱岩、糜棱岩、超糜棱岩、混合岩、片麻岩和片岩等。通过对野外片麻岩以及糜棱岩中构造现象的分析可以知道，晓天-磨子潭剪切带是以条左旋平移的大型韧性剪切带。这些构造现象包括糜棱岩中不对称钾长石残斑(图 3c，d；图 4d)、小型韧性剪切(图 3b)、白云片岩中的S-C组构(图 3f)以及混合岩透镜体等(图 3a)，这些构造标志说明晓天-磨子潭剪切带岩石所记录的剪切变形为左旋。

殷店-马垅剪切带在桐柏杂岩南界主要岩性出露有片麻岩、初糜棱岩、糜棱岩、L构造岩、超糜棱岩和混合岩等。在岩性出露上南北边界剪切带没有大的差别，在野外的片麻岩和糜棱岩中可见一系列指示其运动方向的构造标志，其中包括：糜棱岩中不对称钾长石脉体(图 5e)、S-C组构(图 5a)、斜歪褶皱(韩建军等，2013)以及小型韧性剪切带(图 5f)等。这些运动学标志共同指示了殷店-马垅剪切带的运动学性质为右旋。

从南北界边界剪切带构造剖面图可以看出，在产状上，南界剪切带往南南西方向倾斜，北界往北北东方向倾斜，这是证明桐柏山背形构造的前提条件。并且南界剪切带的产状比较稳定，北界剪切带褶皱比较发育，指示北界剪切带的变形强度和复杂度要强于南界。

2.2 有限应变测量及涡度对比

有限应变值R_xz可以指示剪切带变形程度的强弱。从剖面上可以定性分析出来，北界的变形程度要比南界的变形强烈。而通过有限应变值得对比分析，则可以以定量的方式加以区分。笔者在晓天-磨子潭剪切带糜棱岩中测得的有限应变测量值R_xz为1.80~2.04(李海龙等，2017)。宋传中等(2009)在殷店-马垅剪切带糜棱岩中测得的R_xz为1.5~2.0；刘欢等(2015)在殷店-马垅剪切带上天河口水库糜棱岩中测得的R_xz为1.51~2.15，韩建军等(2014)在殷店-马垅剪切带糜棱岩中测得的R_xz为1.63~1.84。笔者根据野外观察以及室内镜下分析测量得到殷店-马垅剪切带上天河口水库糜棱岩中测得有限应变值R_xz为1.70~1.86。综合这几个测量值可以看出来，晓天-磨子潭韧性剪切带的有限应变值要略大于殷店-马垅剪切带，也就是说北界晓天-磨子潭剪切带的变形程度要略强于南界殷店-马垅剪切带。笔者认为造成这种差异是由于晓天-磨子潭剪切带相对于殷店-马垅剪切带位置明显更靠近商丹断裂带，早期的商丹断裂带的活动在岩石中留下的变形痕迹导致了后期晓天-磨子潭韧性剪切带的变形程度要高于殷店-马垅剪切带。

通过对晓天-磨子潭韧性剪切带内糜棱岩的长石残斑得知，其涡度值为W_k在0.82~0.90之间，平均值为0.86，均大于0.75，说明桐柏杂岩北界剪切带是一条以简单剪切为主，纯剪切为辅的韧性剪切带，反映出此剪切带不是单纯的造山带挤压形成，还受到平行于造山带方向的力的作用，可能与造山带碰撞后的折返机制有关系。刘欢等(2014)得到桐柏杂岩南界剪切带附近L构造岩的平均运动学涡度W_k＞0.75，表明其形成于简单剪切条件下。由此可以知道，桐柏杂岩南北两条韧性剪切带的形成机制是相同的，都是以简单剪切为主的剪切带。

3 桐柏杂岩南北边界剪切带的构造特征对比

桐柏造山带作为一个大型的背形构造，已被许多地质学者所认同(王国灿和桑隆康，1996；黄少英等，2006；许光和王二七，2010；刘晓春等, 2011, 2013)。其背形构造核部为一套桐柏杂岩，其岩性以片麻状花岗岩为主，两侧对称发育两条榴辉岩带，构成背形构造的两翼(崔建军，2009；刘晓春等，2013)。桐柏造山带内发育有大量的线理，尤其在桐柏杂岩两侧边界的剪切带内更为明显。南界殷店-马垅剪切带上线理的倾伏向为110°~145°，倾伏角为10°~30°；北界晓天-磨子潭剪切带上线理的倾伏向为110°~140°，倾伏角为5°~20°。可以看出来，无论是南界还是北界，线理的产状都是SEE方向展布的。

另外，桐柏山造山带内线理的倾伏向东西有所差异，在太白顶以西的地段，线理向NWW方向倾，线理倾伏向多为300°~320°，倾伏角在8°~15°之间(许光和王二七，2010)，而太白顶以东的线理则向SEE方向倾，线理倾伏向多为110°~145°，倾伏角在5~30°之间。

南北界剪切带除了发育有线理之外，还发育有大量的杆状构造体，并且这些杆状构造与线理的产状是一致的，都是倾伏向110°~140°，向SEE方向倾斜，与造山带的走向是一致的。而且有些大型的杆状构造里还具有圈层结构，层与层之间通过一种含有丰富长英质流体的特殊物质连接，并存在相互滑动的迹象。由于层与层之间滑动，这种特殊的物质层内发生了强烈的物质流变，产生了大量的矿物生长线理，表现出桐柏杂岩向东流动的运动学特征。这些现象在南北界两条剪切带上都是存在的，这些杆状构造都可以看作是桐柏造山带的缩影，也就是说桐柏造山带可以看作是一个巨型的杆状构造，由许多大大小小的杆状构造体组合而成(见图 6、图 7)。这种现象的存在说明桐柏造山带在挤压状态下向东构造挤出的同时形成了许多杆状构造体以及横向拉伸线理，也说明桐柏山不是一个整体的向东挤出，而是之间有层次有差异的向东挤出，才导致了这些现象存在。

4 桐柏杂岩南北边界剪切带的形成环境对比

变质变形环境的确定是构造成因分析的一个重要内容，同时也是厘定构造层次的重要依据。而温压条件很大程度上限制了矿物的变形机制、变形方式以及不同岩石的变形类型。矿物变质的温压条件是构造环境恢复的重要参考因素，而且对于韧性剪切带这一特殊构造体来说，要得出其确切剪切温压条件，需对韧性剪切带内糜棱岩中基质矿物进行研究。宋传中等(2009)运用矿物组合温度的估计，结合糜棱岩化过程中矿物变形温度计的估算分析得知殷店-马垅断裂带的形成温度多在500~700℃之间，相当于变质相中的角闪岩相和麻粒岩相的变质温度，属高温条件。刘忠明等(2001)在新城-黄陂断裂(现称为殷店-马垅剪切带)合河-殷店段韧性剪切带中利用角闪石-斜长石温压计得出该段剪切带的形成温压条件为T=485~625℃，P=0.54~0.74GPa。刘欢等(2014)根据不同矿物变形的温压估算与电子探针分析温压计算结果得到桐柏杂岩南界剪切带附近L构造岩变形变质的平均压力为0.59GPa，形成的平均温度为550~600℃。刘欢等(2016)在殷店-马垅剪切带西段利用共生的角闪石和斜长石得到的剪切带形成条件为T=581~680℃，P=~0.66GPa(数据未发表)，显示殷店-马垅剪切带形成于中高温-中压环境，变质相为高绿片岩相到低角闪岩相，形成深度大致在15~30km，是中、下地壳流变的产物。

针对桐柏杂岩北界的晓天-磨子潭韧性剪切带，该剪切带出露的岩石类型丰富，有片麻岩、混合岩、初糜棱岩、糜棱岩、超糜棱岩等，其中长石和石英的变形较为丰富，为估算变形温度提供了便利条件。笔者在剪切带剖面上，从北到南选取了10块具有代表性的标本进行镜下观察分析，镜下可见长石和石英均发生动态重结晶现象，长石主要以BLG式为主，石英为SR和GBM形式，其中大多数为GBM形式(图 4f)。根据长石、石英的变形机制，对相应的变形温度做了半定量估算(表 1)。根据石英以及长石的动态重结晶形态可以看出，晓天-磨子潭剪切带的形成温度范围大约在560~630℃的区间。

由于北界的晓天-磨子潭韧性剪切带中发育的糜棱岩主要是长英质的糜棱岩系列，基质矿物组合主要为石英+长石+黑云母或白云母，因此可以通过对基质中白云母或黑云母的探针分析利用云母的单矿物温度计(Wu and Chen, 2015)来确定变质变形的温度。此外，笔者在糜棱岩带中发现有片麻岩条带，该片麻岩的矿物组合为石英+斜长石+角闪石+钾长石+黑云母，呈细密条带状，浅色矿物和深色矿物相间排列，透入性片麻理发育，并且产状与剪切带糜棱岩的产状一致。根据这些特征判断该片麻岩属于强直片麻岩。

强直片麻岩是高级变质区发育的一种细密条带状或条纹状构造片麻岩。岩石中矿物分带性明显，或由浅色矿物和暗色矿物相间排列组成间隔较密而平直的条带或条纹。有时可见拉伸线理，形成SL组构。强直片麻岩是在中、深变质环境强应变带(韧性剪切流变带)中形成的，有明显的剪切流变特征，其空间分布常呈一定宽度的带状。由此判断该片麻岩与邻区的韧性剪切带内糜棱岩应属于同期构造产物，所以此片麻岩的形成环境也就反映出糜棱岩的形成环境。而且，强直片麻岩中的斜长石与角闪石是共生关系，所以可以利用角闪石-斜长石温压计以及角闪石全Al压力计来定量计算片麻岩的温压条件，结合黑云母中Ti温度计来确定剪切带的形成环境。矿物成分分析由合肥工业大学电子探针实验室完成，仪器型号为JXA-8230，实验条件为：加速电压15kV，电子速流20nA，电子束斑3μm(Ms，Bt：5μm)。角闪石、长石和黑云母结构式中O个数分别按23、8和11来计算。

根据角闪石全铝压力计(表 2)和角闪石-斜长石温压计(表 3)的计算结果、可以知道，桐柏杂岩北界剪切带的形成压力为0.64~0.84GPa，形成温度约为587~684℃，平均温度622℃。通过黑云母的探针结果分析以及黑云母中Ti温度计(表 4)得出的形成温度为558~688℃，这与利用角闪石-斜长石温压计计算的剪切带形成温度是相吻合的。

所以综合可知，桐柏杂岩北界剪切带的形成环境为T=558~688℃，P=0.64~0.84GPa，与前人研究的结果(黄鹏等，2015)基本能吻合，属于角闪岩相变质范畴(图 8)，形成深度约21~25km，处于中地壳流变层，并且桐柏杂岩北界剪切带与桐柏杂岩南界殷店-马垅韧性剪切带的形成环境是相似的，变质相均达到角闪岩相。

5 南北剪切带活动的年代学对比

桐柏杂岩南北两条剪切带的活动时间一直都是很多地质学者研究的重要内容，但都是一些孤立的研究，并没有将两者共同研究对比。王勇生等(2009)在佛子岭地区对糜棱岩中的黑云母、角闪石和白云母进行了⁴⁰Ar-³⁹Ar年代学测试，得到角闪石的坪年龄为141.9±1.2Ma、133.1±0.9Ma、134.1±0.9Ma、133.2±0.7Ma、132.0±0.8Ma、128.8±1.2Ma、127.0±0.8Ma，黑云母的坪年龄为127.1±0.7Ma、129.2±1.0Ma、124.2±0.3Ma、120.7±0.7Ma，得到最接近变形年龄的冷却年龄为141.9Ma，指示断裂带形成于142Ma之前的晚侏罗世或早白垩世初；刘欢等(未发表数据)在桐柏杂岩北界剪切带内长英质糜棱岩测得的锆石U-Pb定年结果为131.2±5.9Ma；韩建军等(2014)在殷店-马垅剪切带内糜棱岩中测得的锆石U-Pb定年结果显示，其年龄为172~137Ma，得出殷店-马垅剪切活动时代主要为中侏罗世-早白垩世。王勇生等(2010)在晓天-磨子潭韧性剪切带内选择4个未变形岩体的锆石样品进行LA-ICP-MS微区U-Pb年龄测定得知未变形岩体形成于130~120 Ma的早白垩世，指示其属于该岩浆活动的一部分，从而限定晓天-磨子潭韧性剪切带的形成早于~130Ma，他认为这条剪切带形成于北大别穹窿深处，为一条平缓韧性拆离剪切带。其形成指示北大别单元在早白垩世初的造山带重力垮塌中发生了深部地壳物质的韧性侧向流动，而该剪切带则是地壳物质韧性侧向流动的上部运动边界。在随后的大规模岩浆上升与浮力增加中，该剪切带与北大别穹窿一起发生隆升而变陡，并随着不均匀隆升而使剪切带出现现今的几何学特征。根据韩建军等(2014)和王勇生等(2009, 2010)的研究结果可以知道，殷店-马垅剪切带和晓天-磨子潭剪切带的形成年龄很相近，可认为是同期构造作用形成的剪切带。

桐柏杂岩南北边界剪切带中发育大量的糜棱岩以及长英质脉体，因此是研究年代学的理想对象。笔者在殷店-马垅剪切带和晓天-磨子潭剪切带上采取4个年龄样品从中挑选出锆石单矿物，进行U-Pb年代学测定。本次工作对剪切带内糜棱岩及糜棱岩中同构造脉体进行了年代学研究。锆石单矿物挑选由河北省地勘局廊坊实验室完成。锆石制靶和锆石阴极发光CL图像在重庆宇劲科技有限公司完成。锆石U-Pb定年分析由合肥工业大学LA-ICPMS实验室完成，仪器型号：Agilent 7500a，实验条件为：束斑32μm，并用国际标样91500作为外标，元素含量采用NISTSRM 610作为外标，每测试分析5个样品点测两次标准锆石91500。锆石数据的处理采用ICPMS Date Cal 9. 0软件。

样品XY-5为初糜棱岩中的长英质同构造脉体(图 9a)，采自殷店-马垅韧性剪切带天河口水库，共测试了30个数据点，获得了17个谐和年龄和13个不谐和年龄(表 5)。根据显微镜下的透、反射光研究，多为长柱状，自形程度较好，多见裂纹，粒径约40~250μm，长宽之比约3:1~1:1。CL图像(图 10)显示，核部能看到环带结构，边部部分发育环带结构，边部变质重结晶锆石与岩浆锆石共存，弱分带、面状结构。锆石U-Pb定年分析显示，17个谐和年龄的锆石Th/U比值为0.03~0.94，结合锆石形态、CL图像以及Th/U比值特征，我们认为该样品内锆石既有岩浆锆石(图 10d，f)又有变质锆石(图 10a，c，e)(吴元保和郑永飞，2004)。其年龄分为3个极值点：3个较老的加权平均年龄为764±23Ma、2个中间年龄加权平均年龄为230±8Ma，12个较年轻的年龄范围是176~131Ma。

样品XY-6为糜棱岩中的长英质同构造脉体(图 9b)，采自殷店-马垅韧性剪切带天河口水库，共测试了40个数据点，获得了26个谐和年龄和14个不谐和年龄(表 5)。根据显微镜下的透、反射光研究，多为长柱状，自形程度好，粒径约50~230μm，长宽之比约4:1~1:1。CL图像显示，锆石颗粒具有典型的震荡环带。锆石U-Pb定年分析显示，26个谐和年龄的锆石Th/U比值为0.21~1.59，多数大于0.4。结合锆石形态、CL图像以及Th/U比值特征，我们认为该样品内锆石为岩浆锆石(图 10g-k)。其年龄分为2个极值点：2个较老的加权平均年龄为762±29Ma、24个较年轻的年龄范围是165~141Ma。

样品XY32-2为糜棱岩中的长英质同构造脉体(图 9c)，采自晓天-磨子潭韧性剪切带大水磨湾，共测试了30个数据点，获得了12个谐和年龄和18个不谐和年龄(表 5)。根据显微镜下的透、反射光研究，自形-半自形，粒径约30~150μm，长宽之比约4:1~1:1。CL图像显示，锆石多呈柱状，弱分带、面状分带、斑杂状分带结构，也可见震荡环带结构。锆石U-Pb定年分析显示，12个谐和年龄的锆石Th/U比值为0.10~0.53，结合锆石形态、CL图像以及Th/U比值特征，我们认为该样品内锆石既有岩浆锆石(图 10p-r)又有变质锆石(图 10m-o)。所得年龄范围为164~129Ma。

样品XY34-1为长英质糜棱岩(图 9d)，采自晓天-磨子潭韧性剪切带大水磨湾，共测试了40个数据点，获得了22个谐和年龄和18个不谐和年龄(表 5)。根据显微镜下的透、反射光研究，自形-半自形，粒径约40~200μm，长宽之比约3:1~1:1。CL图像显示，锆石多呈柱状，多见震荡环带结构，核部多被溶蚀，部分锆石边部呈弱分带、面状分带、斑杂状分带结构。锆石U-Pb定年分析显示，22个谐和年龄的锆石Th/U比值为0.04~1.08，结合锆石形态、CL图像以及Th/U比值特征，我们认为该样品内锆石既有岩浆锆石(图 10s, t, x)又有变质锆石(图 10u-w)。其年龄分为2个极值点：2个较老的加权平均年龄为2475±66Ma、20个较年轻的年龄范围是184~126Ma。

锆石LA-ICP-MS微区U-Pb同位素测年结果如谐和图所示(图 11)，桐柏杂岩南界殷店-马垅剪切带中糜棱岩同构造脉体的U-Pb年龄结果显示的年龄为164~137Ma。糜棱岩中锆石记录最晚的变质年龄是131±4.1Ma，崔建军等(2009)在桐柏杂岩的次级剪切带中得到同构造伟晶岩脉的锆石年龄为131Ma；李石(1991)在侵入桐柏杂岩的燕山期花岗岩体(鸡公山)中得到的锆石年龄为128Ma，并且发现岩体内部基本未受到剪切活动的影响，这说明在早白垩世剪切带仍然存在小规模的活动，之后慢慢结束。天河口水库南端白垩系与剪切带的角度不整合接触关系也说明剪切带活动早于白垩系沉积。所以，殷店-马垅韧性剪切带的活动应从中侏罗世开始，到早白垩世结束，然后开始燕山期的岩浆活动。

桐柏杂岩北界晓天-磨子潭韧性剪切带中糜棱岩以及同构造脉体的U-Pb年龄结果显示的年龄为171~142Ma，王勇生等(2009)在佛子岭地区的糜棱岩中获得了剪切带141.9Ma的变形年龄，指示断裂带形成于141.9Ma之前的晚侏罗世或早白垩世初，指示晓天-磨子潭韧性剪切带的主活动期为中侏罗世-早白垩世。桐柏杂岩南界殷店-马垅韧性剪切带和桐柏杂岩北界晓天-磨子潭韧性剪切带的主活动年龄一致，均为中侏罗世到早白垩世。表明桐柏杂岩南北两条剪切带是同时形成的或者可能是在印支晚期扬子板块与华北板块碰撞后期，由碰撞缝合主带的活动所衍生的次级剪切带。结合两个剪切带几何学、运动学以及形成环境对比可以认为，桐柏杂岩南北界两条剪切带是本同一条剪切带，相当于一个构造层，只是由于后期的挤压隆升使得剪切带随着造山带形成背形构造，经过剥蚀作用只保留了桐柏杂岩南北两翼剪切边界。

6 南北剪切带对桐柏造山带构造格局的制约

桐柏-大别造山带是在印支晚期扬子板块与华北板块碰撞挤压环境形成的。在两大板块碰撞之前，华北与扬子之间是被原特提斯洋隔开的，在450~400Ma左右一系列陆块/微陆块向南俯冲-增生，并逐步拼合于冈瓦纳大陆北缘东段，原特提斯洋关闭，形成了原潘吉亚超大陆；原潘吉亚于380Ma以后裂离出塔里木-华北陆块和大华南陆块，分别出现勉略洋和古特提斯洋，直到240~220Ma逐步向北聚合，形成最终的劳亚古陆，此时才形成潘吉亚超大陆(李三忠等, 2016a, b)。随着勉略洋和古特提斯洋的闭合，华北板块与扬子板块碰撞分别形成了勉略带和商丹带。由于板块的持续挤压碰撞，在缝合带附近又形成了一系列次级剪切带，而且这些次级剪切带是成对出现的，两两剪切带控制中间的夹块近东西向运动。

北秦岭造山带位于华北陆块与南秦岭微陆块的衔接部位，是研究原特提斯洋构造演化的关键区域之一，北秦岭造山带内主要发育四条韧性剪切带，包括位于边界处的洛南-栾川剪切带和商丹剪切带，及其内部的官坡-乔端剪切带和朱阳关-夏馆剪切带(赵淑娟等，2016)。早期的构造演化表明，板块碰撞早期形成商丹带和勉略带，随后由于持续的挤压碰撞导致一些微陆块近东西运动，与此同时伴生形成一些次级剪切带，次级剪切带控制微陆块的近东西向运动。本文研究的桐柏杂岩南北界剪切带笔者认为是伴生的次级剪切带，这两条剪切带旋向相反，控制桐柏杂岩的近东向西运动。

经过观察研究发现，桐柏山地区发育杆状构造和L构造岩(刘欢等, 2014, 2015)，并且一些大型的杆状构造体还具有圈层结构，层与层之间通过一种特殊的滑脱面接触，滑脱面的表面保留有大量的流变特征。从这些构造现象可以看出，桐柏山在印支晚期到燕山早期的挤压背景下向东挤出的时候不是一个整体的挤出，而是有层次的差异挤出，也就是挤出的同时，层与层之间会发生滑动，而滑脱面就是滑动的润滑剂，对于这种现象，笔者称之为管状流动构造。有学者认为晓天-磨子潭韧性剪切带是桐柏-大别造山带下地壳物质在挤压背景下发生平行造山带向东侧向流动的上部边界，指示造山带上覆的部分被剥蚀，只保留了北界的晓天-磨子潭韧性剪切带和南界的殷店-马垅韧性剪切带(黄鹏等，2015；宋传中等, 2009, 2014)。这种认识说明晓天-磨子潭剪切带与殷店-马垅剪切带属于同一个剪切层，这两条剪切带是这个剪切层的南北边界，由于背形构造的存在上覆的剪切层被剥蚀。该剪切层、以及其下伏的强变形片麻岩带构成造山带中下地壳高导塑性层，在板块碰撞造山的过程中，该塑性层的岩石物质发生近水平的侧向流动，呈现如管状流动的流变学特征。桐柏山整体上就是相当于一个大型的管道，而管道里面又分为很多层，层与层之间又有特殊的长英质滑脱面连接，在左旋剪切的晓天-磨子潭韧性剪切带和右旋剪切的殷店-马垅韧性剪切带的共同作用下，桐柏杂岩以南北两条剪切带为边界向东发生管状流动。

7 讨论与结论

(1) 关于桐柏-大别造山带的构造演化一直都是研究的热点，其中争议最多的就是年代学问题。本文通过对桐柏杂岩南北两条剪切带的对比研究来对桐柏造山带的构造演化进行约束，本文得到的桐柏杂岩南界剪切带的活动年龄是164~137Ma，桐柏杂岩北界剪切带的活动年龄是171~142Ma。从数据上看，这两者的年龄是很吻合的，能够说明这两条剪切带确实同时存在同时进行剪切活动的。但是锆石LA-ICP-MS微区U-Pb同位素测年结果以及锆石CL图显示锆石不全是变质锆石，也有岩浆锆石的存在，从这个角度来看，所得出的年龄值未必可以代表剪切带的活动时间。例如样品XY-5也是采自剪切带中同构造脉体，既有变质锆石也有岩浆锆石，而且变质锆石所记录的变质事件的时间与岩浆锆石记录的岩浆事件的时间是有重叠的，岩浆锆石记录的范围为145~131Ma，而变质锆石记录的年龄范围是176~134Ma(图 10和表 5)。样品XY32-2采自桐柏杂岩北界剪切带糜棱岩的同构造脉体，脉体锆石既有变质锆石也有岩浆锆石，并且岩浆锆石与变质锆石记录的年龄也是有重叠的(图 10和表 5)，变质锆石记录的年龄范围是164~140Ma，而岩浆锆石所记录的年龄范围是147~129Ma。样品XY34-1采自剪切带中的长英质糜棱岩，糜棱岩中的锆石也是既有变质锆石也有岩浆锆石，变质锆石显示的年龄范围是184~139Ma(图 10和表 5)，而岩浆锆石所记录的年龄范围是151~126Ma(图 10和表 5)。通过对剪切带的四个样的锆石LA-ICP-MS微区U-Pb同位素测年可以知道，剪切带中变质锆石与岩浆锆石记录的年龄是有重叠的，也可能是后期管状流动挤出过程中降压导致中地壳伴生深熔作用，出现混合岩化，这表明在重叠的时间段内，剪切带的活动和岩浆活动可以同期进行的。通过岩浆锆石所记录最早的时间可以看出，岩浆活动最开始可能在150Ma左右。张超和马昌前(2008)在大别山南部的张榜花岗岩侵入体中得出锆石LA-ICP MS年龄为150.3±2.0Ma，是当时发现的大别山最早的中生代岩浆活动记录，比早白垩世岩浆活动的峰期(~130Ma)早约20Myr，这个年龄值标志着大别山晚中生代巨量岩浆活动的启动。所以笔者认为桐柏-大别造山带可能均在在晚侏罗世(约150Ma)发生了小规模的岩浆活动。而变质锆石记录的最早的时间(约180Ma)比最早的岩浆活动早了约30Myr，150Ma以后，剪切带的活动与岩浆活动可以是同期的。牛宝贵等(1994)研究表明，在130~111Ma的燕山阶段，在桐柏-大别山腹地不仅具有强烈的深层构造岩浆作用及伴随的变质作用和深层次剪切作用，还伴随着快速的隆升作用。所以综合分析可以认为桐柏杂岩南界剪切带的活动年龄是164~137Ma，桐柏杂岩北界剪切带的活动年龄是171~142Ma。150Ma以后可能伴随着同构造岩浆活动的出现，直到早白垩世岩浆活动的峰期(~130Ma)剪切带活动才慢慢衰减停止。崔建军等(2009)在桐柏杂岩的次级剪切带中得到同构造伟晶岩脉的锆石年龄为131Ma；李石(1991)在侵入桐柏杂岩的燕山期花岗岩体中得到的锆石年龄为128Ma，并且发现岩体内部基本未受到剪切活动的影响。

(2) 样品XY-5和XY-6中的锆石核部年龄在772~747Ma之间，该年龄记录的应该是桐柏杂岩南界剪切带中长英质糜棱岩的原岩年龄，这一结果与Kröner et al.(1993)在桐柏糜棱岩化的花岗质片麻岩变质原岩测得的年龄776~746Ma极为吻合。而且这个年龄(约0.8Ga)记录的应该是华南板块新元古代岩浆活动特征事件，华北板块0.8Ga的岩浆事件基本不发育(Li et al., 2008, 2010a, b)。由此可以认为，桐柏杂岩南界剪切带的原岩很可能来源于华南板块。华北板块与华南板块的物质主要区分点为年龄(郑永飞和张少兵，2007)。总结前人对华北板块和华南板块的研究结果知道，华北板块基底年龄值主要集中在1.7~2.5Ga范围内(Kröner et al., 1998；郭敬辉等，1999；毛德宝等，1999；Li et al., 2004, 2006)。对于华南板块的基底年龄，郑永飞等(2007)大量总结统计了前人对太古宙和古元古代锆石微区分析U-Pb年龄数据，将华南板块从古元古代到太古宙的陆壳物质按年龄分为七组：1.8~2.0Ga、~2.5Ga、~2.7Ga、~3.0Ga、~3.2Ga、~3.5Ga、~3.75Ga；而新元古代以来华南板块的年龄值主要集中在0.85~0.65Ga、0.48~0.4Ga、0.24~0.2Ga三个年龄峰值段上(彭敏等，2009；Li et al., 2014)。样品XY34-1中的锆石核部年龄则是在2.5Ga左右，所以从年龄节点上是无法确定桐柏杂岩北界剪切带的原岩来自于华南还是华北。江来利等(2005)研究表明卢镇关杂岩主要由新元古代酸性和基性岩浆岩组成，指示北淮阳带中没有代表华北陆块南缘古生代活动大陆边缘的岩石组合，南北陆块间的缝合线也不在北淮阳带中-浅变质岩分布。Hacker et al.(2000)和江来利等(2000)研究认为华北板块和华南板块的缝合线应在晓天-磨子潭剪切带以北。而晓天-磨子潭剪切带又位于北淮阳带南界。所以对于晓天-磨子潭剪切带的原岩本文更倾向于来源于华南板块。因此本文推断，桐柏杂岩南北界剪切带的原岩均来自于华南板块的岩石基底。当然也不排除华南板块与华北板块挤压碰撞中由于华南板块折返过程中将卷入的华北板块基底带到华南板块中上地壳。

(3) 对于桐柏造山带构造模型的认识，不同的地质学者有不同的理解。王二七等(2009)研究认为造山带的侧向挤出也是水平运动的一种形式，是地壳缩短的一种途径，多发生在挤压造山带内，沿秦岭-大别山发生的地块侧向挤出发生在中生代，经历了超高压变质作用的下地壳随扬子地块的挤入向东运动，最后在桐柏-大别山隆升到地表，而中上地壳包括留凤关复理石沉积和碧口地块向西挤出。桐柏-大别山形成于华北与华南两大陆块的挤压碰撞背景下，地壳曾发生过大规模的增厚，并且认为桐柏-大别山中生代下地壳的侧向挤出就是下地壳的定向流动，也称通道流。Wang et al.(2003)提出秦岭-大别山的南北向缩短与东西向伸长是相辅相成的，东西向伸长的机制是地壳的侧向挤出，即：经历了深俯冲和超高压变质作用的下地壳向东挤出，同时发生隆升，最终在桐柏-大别山挤出到地表，而中、上地壳向西挤出。刘鑫等(2010)提出造山带挤出构造的研究主要是为了解决造山带深变质岩石折返剥露的机制问题，研究主要集中在挤出块体的几何形态及其内部变形样式、边界断裂特征、挤出路径以及挤出动力来源等4个方面。并认为大别造山带印支期高压-超高压岩石的挤出过程为渠道流模型的可能性是存在的。Ratschbacher et al.(1991a, b)将伸展垮塌和逃逸构造现象归为侧向挤出构造的结果，并将其引入造山带研究。并通过对东阿尔卑斯构造带的研究总结出，提出侧向挤出构造的4个主要组成部分为：挤入块体、由走滑断层包围的挤压楔状体、前陆支撑块体和侧向边缘，使得造山带挤出构造模型更加多样化、复杂化。造山带挤出构造通常包括以高级变质岩石为主体的挤出块体、包围挤出块体的边界剪切带以及挤出块体的围岩。对桐柏-大别造山带的构造模型虽然至今没有定论，但是挤出构造似乎被更多的地质学者认同，笔者认为前人提出的通道流和渠道流是很有道理的，在大的构造背景下能够解释桐柏-大别造山带的构造演化。本文所提到的管状流动构造是在前人研究基础上所衍生的命名。结合野外详细观察和室内的研究分析我们认为桐柏-大别造山带形似一个巨型的套状管子，在南北剪切带的共同作用下，管子内部发生差异滑动，称之为管状流动构造。

(4) 如果结合整个中国东部的地质事件来综合分析，可能会有些争议。桐柏-大别造山带的形成是华北板块和华南板块在印支期碰撞挤压形成的，在斜向持续挤压的背景下，导致桐柏-造山带受到平行于造山带水平方向上的的力，如果在桐柏山背形构造形成之前存在一个水平的剪切带，那么这个水平剪切带在南北两大板块挤压背景下形成桐柏山背形构造的同时会发生弯曲变形，产状也会发生对称性变化。随着后期的风化剥蚀，会将桐柏山背形顶部的部分剥蚀掉，使得桐柏杂岩体出露，故而只在背形构造的南北两翼保留了两个剪切带边界，即现在所看到的桐柏杂岩北界晓天-磨子潭剪切带和桐柏杂岩南界殷店-马垅剪切带。之前存在的水平剪切带就相当于背形构造里的一个强应变层，跟岩性层是并列存在的，这与之前所提到的桐柏山背形构造里具有圈层结构是吻合的。以此背形剪切带为桐柏杂岩的上覆层，下伏的强变形片麻岩带构成造山带中下地壳高导塑性流变层，在板块碰撞造山的过程中，该塑性层的岩石物质向东发生近水平的侧向流动，呈现如管状流动的流变学特征。与此同时在华北板块与华南板块碰撞的过程中，在中国东部又形成了另外一条大型剪切带-郯庐断裂带，郯庐断裂带的同造山运动与华北、华南两大板块的碰撞过程相伴生(朱光等，2004)。郯庐断裂带的形成切断了大别造山带与苏鲁造山带，切断之后对于桐柏-大别造山带管状流动的结果笔者有两种猜测：①郯庐断裂带的横断导致桐柏-大别造山带的管状流动慢慢堆积停止；②桐柏-大别造山带的管状流动在与郯庐断裂带的结合处汇聚流动，流动方向不是单一的由西向东。如果是第一种情况，那么也就意味着桐柏-大别造山带的管状流动在郯庐断裂带形成以后慢慢停止，朱光等(2004)在大别山东缘早白垩世左旋走滑韧性剪切带中，发现了早期左旋走滑韧性剪切带，通过早期糜棱岩中白云母得出了约190Ma的⁴⁰Ar/³⁹Ar坪年龄，指示了同造山走滑热事件，所以如果是这种情况，桐柏杂岩南北界剪切带的活动年龄应该早于190Ma。如果是第二种情况，也就是说桐柏-大别造山带的管状流动并没有随着郯庐断裂带的错断而停止，而是继续流动着，也即桐柏-大别流动管道没有封闭，而是与郯庐断裂带发生汇流，那么桐柏-大别造山带的管状流动的年龄就可以持续到燕山期中国东部大量岩浆侵入时间，这个时间刚好也是郯庐断裂带大规模平移运动的时间(朱光等, 1995, 2001, 2002, 2003；宋传中等，2003；王微等, 2015, 2016)。这种模式下，本文所得到的年龄可以认为是南北两条剪切带牵引桐柏造山带以管流模式向东发生流动的年龄。

综上，本文认为晓天-磨子潭韧性剪切带是左旋剪切的剪切带，殷店-马垅韧性剪切带是一条右旋剪切的剪切带，两条剪切带内都发育杆状构造，且杆状构造具有层状结构。晓天-磨子潭剪切带和殷店-马垅剪切带的形成机制是相同的，都是以简单剪切为主的剪切带，晓天-磨子潭剪切带中的变形强度与殷店-马垅剪切带变形强度近似。晓天-磨子潭剪切带和殷店-马垅剪切带变质条件相似，都属于中-高角闪岩相变质，处于中、下地壳流变层位置。锆石LA-ICP-MS微区U-Pb同位素测年结果显示，桐柏杂岩南界殷店-马垅韧性剪切带的活动年龄为164~137Ma，桐柏杂岩北界晓天-磨子潭韧性剪切带的活动年龄为171~142Ma，两条剪切带的主活动年龄一致，主活动期都在中-晚侏罗世。桐柏-大别造山带在印支晚期到燕山早期挤压背景下的向东挤出不是一个整体的挤出，而是有层次的差异挤出，在挤出的同时，层与层之间会发生滑动，而滑脱面就是滑动的润滑剂，笔者称这种现象为管状流动构造。桐柏-大别造山带整体上就是相当于一个大型的管道，而管道里面又分为很多层，层与层之间又有滑脱面连接，在晓天-磨子潭韧性剪切带和殷店-马垅韧性剪切带的牵引作用下，整个桐柏造山带以南北两条剪切带为导向由西向东发生管状流动，一直到燕山期早白垩世岩浆活动的峰期(~130Ma)慢慢减弱停止。

致谢 电子探针分析和锆石U-Pb年代分析得到石永红教授、李全忠副教授的细心指导和帮助，在此谨向他们表示由衷的感谢。同时非常感谢评审专家和编辑部老师在文章修改过程中提出的中肯的修改意见和建议。