北秦岭古生代花岗岩组合、岩浆时空演变及其对造山作用的启示

对北秦岭2个最大的S, I型花岗岩进行了锆石年代学和相关地球化学研究. 漂池S型花岗岩锆石SIMS年龄为(495 ± 6) Ma, e_Nd(t)= -8.2~-8.8, 锆石ε_Hf(t)=-6~-39. 灰池子I型花岗岩锆石LA-ICPMS, SIMS年龄分别为(421±27)和(434±7) Ma, e_Nd(t)=-0.9~0.9, 锆石e_Hf(t) = -11~8.4. 结合收集的28个锆石年代学资料的统计, 将北秦岭古生代花岗岩浆的演化分为3个阶段. 第一阶段(505~470 Ma)主要发育于北秦岭东段, 具有I型弧岩浆的特点, 伴生有漂池等S型花岗岩. 它们与榴辉岩等(超)高压变质岩石的时空关系密切, 揭示了完整的陆缘俯冲造山作用. 第二阶段(450~422 Ma)广布全区, 以灰池子岩体为代表的I型花岗岩为主, 解释为有地幔物质混入的下地壳的部分熔融, 形成于块体碰撞过程及略后的抬升环境; 第三阶段(415~400 Ma)仅发育于北秦岭中段, 以I型花岗岩为主, 形成于碰撞晚期阶段. 北秦岭古生代花岗岩带的时空演变揭示, 秦岭古生代俯冲碰状造山作用具有长期连续性、阶段性的特点; 俯冲首先从北秦岭东段开始起动, 早于祁连-柴达木北缘、大别山北麓, 说明中国中央造山系古生代俯冲增生直到碰撞具有多块体、不等时的拼合特点.     

造山带内微陆块地壳的增生与再造过程:以额尔古纳地块为例

系统总结并分析了近年来获得的额尔古纳地块中生代花岗岩的年代学、地球化学和Hf同位素数据,以便从Hf同位素时空变异角度揭示额尔古纳地块陆壳增生及再造过程,为造山带地壳演化提供证据.基于花岗岩锆石U-Pb定年结果,额尔古纳地块中生代花岗质岩浆作用至少可划分五个阶段:早-中三叠世(249~237Ma)、晚三叠世(229~201Ma)、早-中侏罗世(199~171Ma)、晚侏罗世(155~149Ma)和早白垩世(145~125Ma).其中,前三个侵入阶段的花岗岩主要为I型花岗岩,而后两个阶段为A型花岗岩,反映中生代蒙古-鄂霍茨克大洋板块俯冲-碰撞-伸展过程导致额尔古纳地块陆壳由加厚向减薄变化的特征.中生代花岗岩中锆石Hf同位素分析结果表明,额尔古纳地块陆壳增生主要发生于中元古代及新元古代,并且这些中生代花岗岩具有随时代变新εHf(t)值逐渐升高、二阶段模式年龄(TDM2)逐渐下降的变化趋势,揭示额尔古纳地块中生代不同期次花岗质岩浆的产生经历了从古老陆壳物质熔融至新增生陆壳物质熔融的变化过程.此外,锆石Hf同位素组成在空间上还具有随纬度增加εHf(t)值逐渐下降、二阶段模式年龄(TDM2)逐渐升高的变化特征,显示出研究区深部陆壳物质组成中古老陆壳成分由南向北增多的趋势.而在同一纬度范围内,锆石Hf同位素组成也存在差异.这些结果表明额尔古纳地块深部陆壳在横向和垂向上均存在明显的不均一性.综合上述特征,本文提出了额尔古纳地块下部陆壳的结构模型.     

桐柏-红安造山带的构造演化:从大洋俯冲/增生到陆陆碰撞

桐柏-红安造山带位于秦岭与大别-苏鲁造山带之间,因其完好地保存了古生代增生造山体系和古生代末-中生代碰撞造山体系而成为了解华北-华南陆块之间构造演化的关键地区.近20年来的可利用研究资料表明,桐柏-红安造山带显生宙的总体构造演化框架包括以下4个主要阶段:(1)早古生代(490~420 Ma)大洋俯冲、岛弧增生与弧陆碰撞,从而于早古生代末在华北陆块南缘形成一个新的安第斯型大陆边缘;(2)晚古生代(340~310 Ma)大洋俯冲与增生,进而在商丹-松扒断裂南侧形成变质时代相同,但变质作用类型不同的"双变质带",即被分割的武关-龟山中级变质杂岩带和熊店高压榴辉岩带;(3)晚古生代末-早中生代(255~200 Ma)大陆俯冲与陆陆碰撞,通过华南大陆岩板东深西浅的俯冲和多层次拆离/折返形成桐柏高压变质地体和红安高压/超高压变质地体;(4)晚中生代(140~120 Ma)伸展、大规模岩浆侵位与构造挤出,造成桐柏-红安-大别高压/超高压变质地体最终出露地表及东宽西窄的构造格局.然而,对每一构造演化阶段的具体细节以及早期地质历史的认识方面还存在着诸多争议和(或)难以解释的问题.未来的研究除在桐柏-红安造山带继续开展深入细致的工作外,还需与西部"软碰撞"的秦岭造山带和东部"硬碰撞"的大别-苏鲁造山带的研究紧密结合,以期建立适合于整个秦岭-桐柏-红安-大别-苏鲁造山带从古生代到中生代的经典构造演化模型.     

中亚造山带东南缘二叠纪-三叠纪花岗质岩浆演化对增生-碰撞过程的制约

全球许多造山带都不同程度地经历了增生和碰撞造山阶段,作为全球最大的显生宙增生型造山带,中亚造山带是如何从俯冲增生演化到碰撞拼合是一个值得探究的问题.文章报道了位于中亚造山带东南缘内蒙古中部地区二叠纪-三叠纪花岗岩新的锆石U-Pb年龄(266～235Ma)、地球化学和同位素数据,并系统梳理了区域内已有资料,从岩浆性质随时间演化的角度,厘定出该地区从早二叠世俯冲到晚二叠世(软)碰撞的构造-岩浆演化特征.从早二叠世到晚二叠世,花岗岩类全岩ε_(Nd)(t)值和锆石ε_(Hf)(t)值逐渐从正值演化到出现负值(ε_(Nd)(t)值:2.4～-19.5;ε_(Hf)(t)值:11.6～-33.7),表明从增生演化到碰撞阶段,岩浆源区的古老陆壳组分逐渐增多.结合区域资料,进一步确认了中亚造山带演化到晚期发生(软)碰撞的岩浆标志为仅沿索伦-西拉木伦缝合带零星线性展布的增厚下地壳来源的中-晚二叠世至中三叠世高Sr/Y花岗岩类.同时,沿索伦-西拉木伦缝合带自西向东,增生-碰撞转换时期的花岗质岩浆活动的峰期年龄分别为约264和251Ma,也反映了古亚洲洋自西向东"剪刀"状闭合的过程.综合前人研究,将中亚造山带东南缘二叠纪至三叠纪从增生到碰撞的岩浆-构造演化过程总结为三个阶段.(1)早二叠世(约285Ma前):古亚洲洋双向俯冲,新生弧岩浆作用发育阶段;(2)中二叠世到中三叠世(约285～235Ma):俯冲增生到碰撞拼合的构造-岩浆转换阶段,由于造山带挤压汇聚导致板片断离而引发岩浆物源从年轻地壳向古老地壳转变;(3)晚三叠世(约235Ma后),后造山伸展相关的A型花岗岩和碱性岩浆作用发育阶段.     

秦岭造山带的造山过程及其动力学特征

秦岭是经过3个不同构造演化阶段,以不同构造体制发展演化而形成的复合型造山带.其主造山作用板块构造演化阶段(Pt_3-T_2)是3个板块沿两个消减带俯冲碰撞,经历了漫长复杂的造山过程.从裂谷构造体制转换为板块构造体制,从扩张、俯冲到碰撞.尤其从点接触初始碰撞经面接触碰撞到全面碰撞成山等造山的细节过程,反映了秦岭长期在特提斯构造域众多陆壳块体群分离、拼合、增生的过程中发展演化而形成,也显示出是在古今地幔动力学和圈层耦合关系变动过程中发展演化的,具有重要大陆地质与大陆动力学意义.     

塔里木盆地中部隐伏的晋宁期花岗闪长岩和闪长岩

塔里木盆地井深7200 m的塔参1井是目前我国陆上最深的探井. 该井底部(井深7169~7200 m)在寒武系之下钻遇浅紫灰色中粒花岗闪长岩, 其中有灰黑色细晶闪长岩捕虏体, 均为晋宁期岩浆活动产物. 两者的微量元素地球化学特征和稀土元素配分型式相似, 均属钙碱系列, I型花岗岩类. 闪长岩标志约1200 Ma因消减作用有岩浆弧发育; 花岗闪长岩形成于890~932 MaBP, 是消减作用延续了300 Ma, 还是约900 Ma之前发生的碰撞造山事件中原弧闪长岩的活化, 还需要进一步研究.     

皖南中生代早期成矿和晚期非成矿花岗岩成因对比

皖南地区燕山期岩浆作用强烈,可划分为早阶段(152~137Ma)和晚阶段(136~122Ma).野外调查发现,屯溪地区沿青山-长陔发育一条燕山期花岗岩带,与钼多金属矿床具有密切的成因关系.黄山岩体是皖南地区代表性的正长花岗岩体,目前尚未发现与成矿有关.锆石LA-ICP-MS定年结果表明,青山-长陔带4个花岗岩体的形成时代一致,介于(140±4)~(141±2)Ma,属于燕山期早阶段岩浆作用.黄山花岗岩体的形成时代为(129±2)Ma,属于晚阶段岩浆作用,青山-长陔带花岗岩具有较高的SiO_2含量,相对富K_2O、低P_2O_5以及中等程度的Al_2O_3含量,属于高钾钙碱性系列准铝质Ⅰ型花岗岩.这些岩石均表现出富集大离子亲石元素和轻稀土元素,亏损高场强元素,中等程度的Eu负异常,为岛弧或大陆壳源岩浆地球化学特征.样品的~(87)Sr/~(86)Sr(t)介于0.7120~0.7125,ε_(Nd)(t)值为-7.24~-4.38,锆石ε_(Hf)(t)值为-4.4~6.7,类似于同时期皖南成矿花岗闪长岩.综合地球化学研究表明,皖南燕山期成矿花岗闪长岩为中-新元古代增生加厚下地壳部分熔融的产物,而青山-长陔带花岗岩为这种岩浆经过斜长石+角闪石+上溪群的结晶分异同化混染(AFC)过程形成.黄山花岗岩富SiO_2和K_2O,Al_2O_3含量中等,具有海鸥式稀土元素配分型式和显著的Eu负异常.相比青山-长陔带花岗岩,黄山岩体具有更加显著的Ba、Sr、P和Ti的负异常,没有Nb和Ta的亏损,为高钾钙碱性准铝质A型花岗岩,其ε_(Hf)(t)值介于-6.6~-1.2,类似于早阶段成矿花岗闪长岩.黄山花岗岩同样起源于中-新元古代增生地壳的深熔作用,但岩浆源区为经过了燕山期早阶段Ⅰ型中酸性岩浆抽取后的残留麻粒岩质地壳.两期花岗岩的比较研究表明,早阶段花岗岩形成于相对厚的下地壳环境,温度较低,源区为中-新元古代增生地壳,富含成矿物质,岩浆AFC演化过程进一步加强了成矿物质的富集;而晚阶段A型花岗岩起源深度较浅,形成温度更高,源区由于早期的岩浆抽取作用而亏损成矿物质,从而成矿能力较弱,指示从早至晚,岩浆作用阶段从后造山转变为非造山.后者对应着古太平洋板块俯冲角度加大背景下的弧后拉张环境.     

大陆造山带碰撞-俯冲-折返-垮塌过程的岩浆作用及大陆地壳净生长

地球上的造山带可以划分为增生型造山带和碰撞型造山带,造山带岩浆作用发生在从大洋俯冲、大陆碰撞到造山带垮塌的每一个阶段.陆-陆碰撞的必要条件是大陆俯冲带的存在.一般假设,大陆岩石圈深俯冲的前提是大洋岩石圈俯冲及其在陆-陆碰撞时对紧随被动大陆边缘岩石圈的重力拖曳.大陆俯冲和碰撞的结果是地壳加厚和隆升,但是所产生的造山带岩浆作用发生在什么时间则取决于岩石圈加热机制.增生型造山带没有发生大陆之间强烈碰撞和深俯冲,一般缺少大规模的地壳叠置加厚和隆升,缺少与大陆深俯冲有关的超高压榴辉岩相变质岩,虽然大洋俯冲阶段可以形成巨厚的陆弧地壳,但同碰撞和碰撞后岩浆作用是否存在值得怀疑.碰撞型造山带由于大陆深俯冲和地壳强烈加厚,超高压变质的洋壳和大陆地壳在折返过程中减压熔融,形成同碰撞岩浆作用,在造山旋回晚期去根和垮塌过程中,由于岩石圈伸展和软流圈地幔上涌,形成碰撞后岩浆作用,并标志造山旋回的结束.因此,碰撞造山带的岩浆作用可以发生在大陆深俯冲的同时、俯冲洋壳与陆壳断离后的折返和隆升、造山带的去根和垮塌过程,从大陆碰撞到造山带垮塌和剥蚀(造山旋回结束)的时间跨度为50~90百万年.大陆碰撞造山带是深入了解大陆深俯冲、折返隆升及其造山带垮塌过程的重要场所,而碰撞造山过程中的岩浆作用对大陆地壳生长和再造有重要意义.     

秭归盆地下侏罗统火山碎屑沉积物源分析及其对东秦岭造山带晚三叠世地壳增厚的启示

秦岭造山带在晚三叠世经历了强烈的碰撞造山作用,伴随岩浆底侵和构造变形,造山带可能发生了显著的地壳增厚和隆升,但对缺少同时期岩浆岩记录的造山带东段,其造山过程的地壳厚度变化还未有明确约束.在东秦岭造山带的南麓发育一系列的早中生代前陆盆地,保存有大量源自造山带隆升剥蚀的碎屑沉积记录,是重建造山带演化的重要信息载体.为进一步厘定秦岭造山带的碰撞造山过程,本文对秭归盆地下侏罗统桐竹园组的砂岩开展了火山岩岩屑地球化学、碎屑锆石U-Pb年代学和微量元素组成分析.结果显示,含有大量火山岩岩屑的砂岩具有250～200Ma的特征性碎屑锆石年龄组成,指示了其主要物源为三叠纪的火山岩.下侏罗统碎屑锆石U-Pb年龄谱的区域对比和古水流分析表明,该火山岩物源区应位于盆地北部的秦岭造山带,可与造山带西部出露的三叠纪花岗质岩体进行对比,同属于秦岭三叠纪碰撞造山的岩浆作用.依据花岗质岩和锆石化学组成与地壳厚度的相关关系,桐竹园组的火山岩岩屑La/Yb比值和三叠纪年龄碎屑锆石Eu/Eu^*比值指示,秦岭造山带在晚三叠世发生了显著的地壳增厚,最大厚度可达60～70km,与秦岭造山带三叠纪花岗质岩石记录...     

松辽盆地南部基底花岗质岩石锆石LA-ICP-MS U-Pb定年:对盆地基底形成时代的制约

为了限定松辽盆地基底的形成时代,对松辽盆地南部7个基底花岗质岩石进行了锆石LA-ICP-MS U-Pb定年研究.锆石的阴极发光图像显示,7个基底花岗质岩石中的锆石均呈自形晶,且具有典型的岩浆生长振荡环带.测年结果表明,位于西部斜坡区洮6井(T6-1)石英闪长岩形成于(236±3)Ma;位于东南隆起区北部榆参1#(YC1-1)井下部(2126 m)闪长岩形成于(319±1)Ma,其中有(364±3)Ma的捕获锆石,其上部(1994 m)钾长花岗岩(YC1-2)形成于(361±2)Ma;位于东南隆起区南部十屋断陷内秦2井(Q2-1)、松南121井(SN121)、松南122井(SN122)和松南72井(SN72)基底花岗质岩石锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果分别为(161±5),(165±2),(165±1)和(161±4)Ma.统计结果表明,中侏罗世花岗质岩石构成了基底花岗岩的主体,同时基底中发育有海西期和印支期岩浆活动.这暗示松辽盆地是在中生代中侏罗世造山作用之后发展起来的中生代晚期陆内或陆缘裂谷盆地.     

松辽盆地南部基底花岗质岩石锆石LA-ICP-MS U-Pb定年

为了限定松辽盆地基底的形成时代，本文对松辽盆地南部7个基底花岗质岩石进行了锆石LA-ICP-MS U-Pb定年研究。锆石的阴极发光图像显示，7个基底花岗质岩石中的锆石均呈自形晶，且具有典型的岩浆生长振荡环带。测年结果表明，位于西部斜坡区洮6井 (T6-1)石英闪长岩形成于236±3Ma；位于东南隆起区北部榆参1（YC1-1）井下部（2126m）闪长岩形成于319±1Ma，其中有364±3Ma的捕获锆石，其上部（1994m）钾长花岗岩 (YC1-2) 形成于361±2 Ma；位于东南隆起区南部十屋断陷内秦2井（Q2-1）、松南121井(SN121)、松南122井(SN122)和松南72井(SN72)基底花岗质岩石锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果分别为161±5Ma、165±2Ma、165±1Ma和161±4Ma。统计结果表明，中侏罗世花岗质岩石构成了基底花岗岩的主体，同时基底中发育有海西期和印支期岩浆活动。这暗示松辽盆地是在中生代中侏罗世造山作用之后发展起来的中生代晚期陆内或陆缘裂谷盆地。     

发展板块构造理论:从洋壳俯冲带到碰撞造山带

地壳俯冲和大陆碰撞是板块构造理论的核心,而认识大陆碰撞造山带的形成和演化,是发展板块构造理论的关键.根据俯冲地壳的性质,业已认识到不同类型的板块俯冲带.根据碰撞块体的性质及其衍生岩石的成分,已经认识到大陆碰撞形成了两种类型的造山带.弧陆碰撞造山带既含有古老地壳物质,也含有新生地壳物质,它们在碰撞后阶段的再造就能够产生不同地球化学成分的岩浆岩.而对于两个相对古老大陆之间的碰撞所形成的造山带来说,碰撞后岩浆作用只是俯冲带古老地壳的再造.碰撞造山带在岩石圈拉张作用下发生活化再造,不仅再造作用在构造体制上具有继承性,而且再造产物岩浆岩在地球化学成分上也具有继承性.因此,研究碰撞后体制下的造山带再造,认识大陆碰撞造山带深部物理化学差异、俯冲地壳性质与碰撞后岩浆岩之间的成因联系,建立碰撞后阶段大陆构造演化的基本规律,是构建大陆动力学体系、发展板块构造理论的关键.     

内蒙古北部华北板块与西伯利亚板块之间中古生代造山带的结构及演化

论证了发育在内蒙古北部锡林浩特-苏尼特左旗南-二道井一带的中古生代俯冲-碰撞造山带,划分出5个二级构造单元.它们是:混杂岩带、前陆变形带、磨拉斯盆地、岛弧闪长岩带和同碰撞花岗岩带.造山带的演化可分为俯冲时期(500～400Ma)和碰撞时期(400～320Ma).造山带的形成使华北板块与西伯利亚板块在晚泥盆世拼合,磁撞缝合线位于二道井-查干乌拉-红格尔一线.     

辽吉地区古元古代造山作用的大陆动力学过程及其壳内响应

古元古代是地质演化历史中一个重要转折时期,探讨其大陆动力学特征、机制、过程及其壳内响应具有重要的科学意义．本文以辽吉地区古元古代造山带为例,结合同位素年代学资料,综合分析了该区大陆动力学过程的构造、变质、岩浆、沉积等方面壳内响应特征最后,将该区深部大陆动力学过程划分为三大历史阶段：1)造山期前伸展阶段,包括建造伸展期和改造伸展期,深部底侵发生,壳内响应出现基底裂解、盖层顺层滑脱、拉张型垂向递增变质、岩浆呈席状侵位等;2)造山期挤压收缩阶段,俯冲碰撞,岩石田地幢可能出现拆沉,壳内响应出现招皱逆冲、双侧造山、侧向递增变质、碰撞型岩浆作用发生、早期岩浆底辟再就位等;3)造山期后伸展塌陷阶段,大陆岩石田在重力均衡作用下发生微弱伸展塌陷,出现环斑花岗岩侵位,等压冷却为特征的退变质表明没有明显的伸展剥蚀,没有出现明显的山根．     

秦岭印支期沙河湾奥长环斑花岗岩及其动力学意义

秦岭中的沙河湾奥长环斑花岗岩是印支期末(195～213 Ma)的一罕见的侵入于造山带中的年青岩体.由角闪石英二长岩与角闪黑云二长花岗岩构成,具有一系列独特的地质地球化学特征.岩体侵位于华北与扬子两板块的主缝合带——商丹断裂带中,是由于板块碰撞之后,发生岩石圈地幔的拆沉作用而形成.沙河湾奥长环斑花岗岩的出现,标志着秦岭造山带自晋宁期开始,经加里东-海西期至印支期的俯冲碰撞的主造山阶段的结束,和向后造山阶段的陆内造山的转折.     

大陆碰撞带成矿作用:年轻碰撞造山带对比研究

新特提斯俯冲带之上的年轻碰撞造山带是进行大陆碰撞成矿研究的天然实验室和理想对象.本文以比利牛斯、阿尔卑斯、扎格罗斯、喜马拉雅四个地球上最年轻的大陆碰撞造山带为例,通过对这些造山带结构组成、演化过程和成矿系统等方面的概述,划分碰撞造山带类型,探讨不同类型碰撞带成矿同异性及缘由.对比研究表明,四个碰撞造山带可划分成简单碰撞和复合碰撞两种类型.前者以比利牛斯和阿尔卑斯为代表,表现为狭窄线状造山带和对称式造山带结构,缺乏弧岩浆活动,发育以中上地壳物质活动为主的成矿系统(密西西比河谷型铅锌矿床和造山型金矿床).后者以扎格罗斯-伊朗高原和喜马拉雅-青藏高原为代表,在欧亚大陆南缘表现为宽阔的造山高原和不对称式造山带结构,大陆边缘弧岩浆活动显著,产有大规模成矿系统(岩浆碳酸岩型稀土矿床、碰撞型斑岩铜矿床、造山型金矿床、密西西比河谷型铅锌矿床和伸展构造有关的锑金多金属矿床).尽管在简单碰撞带形成之前也有新特提斯洋壳的俯冲,但是没有形成大陆弧.而复合碰撞带在大陆俯冲之前有大陆边缘弧的形成,大陆碰撞引起增生造山带再活化,其中新特提斯洋壳俯冲作用为随后大陆碰撞带成矿提供了金属预富集.     

西太平洋板片俯冲与后撤引起华北东部地幔置换并导致陆内盆-山耦合

华北中生代构造-岩浆活动频繁,深部岩石圈地幔性质发生变化,即克拉通发生活化作用.活化作用大致可分为三个阶段:(1)晚古生代至早侏罗世(至~170Ma),(2)中侏罗世至早白垩世早期(160~140Ma),(3)早白垩世至新生代(~140Ma以来).其中后两个阶段与古太平洋板片俯冲及后撤导致华北东部深部的岩石圈地幔置换并引起陆内浅部的盆山耦合过程是本文讨论的重点.在第一阶段,古亚洲洋俯冲和关闭引起华北北缘经历弧后拉张、碰撞挤压及碰撞后伸展等构造-岩浆活动,而且造成陆块边缘完整性的机械破坏和地幔性质的化学改造,成为后续软流圈物质上涌的通道和岩浆活动的优先发生区;受华南陆块俯冲的影响,华北南缘也发生了类似的过程.在第二阶段,蒙古鄂霍次克洋闭合及古太平洋板片俯冲剪切,引起华北北缘的两次近S-N向的挤压作用(燕山运动的A、B幕),近E-W向分布的陆缘盆地被晚中生代岩体和NE-SW断裂肢解为零星分布的盆岭省,岩浆作用由东北角向西迁移进入地块内部,同时郯庐断裂的性质由左行走滑转换为正断层,华北由早期的近S-N向的压扭性背景进入NW-SE向的弧后拉张阶段.第三阶段是华北克拉通破坏和岩石圈地幔增生的关键时期,深部难熔的克拉通型地幔被饱满的大洋型地幔置换,实现岩石圈大幅度减薄后的小幅增生增厚过程;浅部的表现是岩浆作用持续向东南迁移,陆内岩石圈薄弱带优先发生伸展变形,包括在早白垩世(140~110Ma)中部带侏罗纪逆冲断层反转为正断层、郯庐断裂的持续拉张引起中地壳拆离和大渤海湾盆地的沉降;晚白垩世至今(110Ma~),中部山带发生断陷作用形成汾渭盆地和沁水盆地,大渤海盆地内部断陷形成盆-山相间的地貌特征,苏鲁造山带则发育莱阳盆地等.华北克拉通规模小并发育陆内薄弱带,是克拉通容易破坏的内因.具这种特性的克拉通容易受周边多个俯冲构造域和上涌软流圈物质的共同影响.晚中生代(~160Ma)以来,华北克拉通破坏主要表现为周边块体的俯冲导致软流圈物质上涌、岩石圈减薄和浅部地壳滑脱,岩石圈薄弱带处(如中部山带)出现褶皱和逆冲,实现伸展背景下的局部挤压;俯冲板块后撤(~140Ma)则使上涌的软流圈回落形成岩石圈并实现地幔小幅增生置换(~125Ma)与伸展背景下浅部地壳断陷和成盆过程.因此,西太平洋板片俯冲和后撤是引起华北东部深部岩石圈地幔置换并导致陆内浅部盆-山耦合的外在动力来源,表明华北克拉通破坏是地块内部与地块边缘、深部过程与浅部盆-山耦合响应的综合地质记录,我们认为这也是燕山运动的本质.     

桐柏造山带几何学、运动学和演化

桐柏造山带由6个次级构造单元组成, 由南到北依次为桐柏片麻岩隆起带(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). 桐柏造山带的几何学和运动学图像包括: 由后期隆升过程形成的穹隆构造、超高压岩石折返形成的顶部向北(top-to-north)的韧性剪切构造、与南北向挤压有关的顶部向南(top-to-south)的韧性剪切构造、左行平移剪切构造以及地壳较浅层次的东西向褶皱构造等几部分. 根据桐柏-大别地区已有的和本次获得的构造年代学数据, 可将研究区变形构造划归4个变形阶段. 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400~300 Ma的洋壳俯冲阶段、 270~250 Ma的大陆碰撞阶段、250~205 Ma的大陆深俯冲和折返阶段以及200~185 Ma的隆升阶段.     

东秦岭商丹构造带陆壳俯冲碰撞——花岗质岩浆源区同位素示踪证据

根据东秦岭商丹构造带两侧晚古生代～早中古生代碰撞型花岗岩类Pb,Nd和Sr同位素地球化学特征,对岩浆源区进行了分析,论证了北秦岭碰撞型花岗岩类的岩浆源区并不主要来自于原北秦岭的基底岩层,而其源区物质主要来自于商丹构造带南侧的南秦岭中、下地壳,这为东秦岭造山带在陆-陆相互作用阶段.南秦岭地壳滑脱俯冲于北秦岭陆块之下提供了直接的证据.     

南岭燕山早期后造山花岗岩类: 岩石学制约和地球动力学背景

在南岭花岗岩带中燕山早期的岩浆岩套花岗岩类占绝对优势, 以二长花岗岩和钾长花岗岩为主. 在岩带的东段赣南和闽西南地区, 存在燕山早期的A型花岗岩类(176~178 Ma)和双峰式火山岩(158~179 Ma)组合, 在岩带中部湘南地区存在燕山早期的玄武岩类(177~178 Ma). 赣南地区的双峰式火山岩组合中酸性端员流纹岩和A型花岗岩类同具有板内花岗质岩石的地球化学特征, 基性端员玄武岩为板内拉斑玄武岩, 湘南地区的玄武质岩石不仅为板内拉斑玄武岩而且发育有板内碱性玄武岩. 鉴此, 南岭地区燕山早期的岩浆岩套无疑是一种典型的后造山(Post-orogenic)岩石组合. 后造山岩套是后碰撞(Post-collision or Late orogenic)事件结束和泛大陆开始裂解的标志, 预示着一个新的造山的威尔逊旋回即将来临. 因此可以认为南岭地区燕山早期应是继印支造山运动以后的一种后造山的大陆裂解的地球动力学背景, 并非自白垩纪以来才开始裂解.