华南中生代变质核杂岩构造及其与岩石圈减薄机制的关系初探

变质核杂岩是岩石圈伸展减薄的典型构造形式,也是研究岩石圈减薄机制的"窗口"。在大量前人研究的基础上,对华南中生代岩石圈减薄的时间与机制和华南变质核杂岩的研究现状进行了综述。变质核杂岩是华南中生代岩石圈伸展与减薄的重要产物,它在华南地区的广泛出现为讨论岩石圈伸展与减薄作用提供了重要约束。同位素地质年代统计表明,华南地区变质核杂岩主体形成与剥露的峰期介于140~120Ma的早白垩世,它们的出现与华南大规模岩石圈减薄、岩浆活动及大规模成矿作用的时间非常吻合。本文还介绍了一些关于变质核杂岩和岩石圈减薄机制研究的最新进展,这些研究进展表明,加强对变质核杂岩等伸展构造的研究,对研究岩石圈板块演化的时间、机制、运动学,进而建立更加完善的岩石圈演化模型具有重要意义。     

辽宁南部万福变质核杂岩的发现及其区域构造意义

根据宏观与微观构造测量,结合白垩纪沉积盆地组成与结构、区域岩浆活动性及其测年资料等的综合分析,揭示出在辽宁南部辽南变质核杂岩东侧存在另一个变质核杂岩构造,即万福变质核杂岩。该核杂岩具有典型的三层结构:拆离断层带由不同层次构造岩构成,上盘为元古宇岩石,下盘是太古宇岩石和就位于其中的同构造花岗质侵入体。万福变质核杂岩形成于早白垩世,与辽南变质核杂岩构成一个变质核杂岩对,两者在很多方面具有相似性。该变质核杂岩对的厘定可能为阐明华北晚中生代岩石圈的力学和流变学属性以及岩石圈减薄过程提供了依据。     

庐山变质核杂岩伸展拆离和岩浆作用的年代学约束

庐山变质核杂岩是华南中生代岩石圈减薄事件的浅层响应。研究伸展拆离和岩浆作用在其形成过程中的相互关系,对于认识地壳浅层的伸展减薄过程和变质核杂岩的形成机制具有重要的意义。在宏观和显微构造研究的基础上,分别对基底拆离断层和玉京山岩体进行了40Ar/39Ar年代学和锆石U-Pb年代学研究,为伸展拆离和岩浆作用提供了年代学约束,主要获得了以下认识:(1)变质核杂岩核部玉京山花岗岩体的锆石LA-ICP-MSU-Pb年龄为(133.0±2.1)Ma,代表了变质核杂岩核部岩浆活动的启动时间。(2)基底拆离断层下盘韧性剪切带内的白云母40Ar/39Ar年龄(140.4±1.7)Ma代表了庐山变质核杂岩的形成时间,也代表了庐山地区岩石圈伸展减薄的时间,即岩石圈伸展减薄始于早白垩世。(3)庐山变质核杂岩是中生代不同尺度的伸展拆离和岩浆活动共同作用的结果,在地壳浅层的具体形成过程中伸展拆离早于岩浆侵位,基底拆离断层的减压效应为深部岩浆的上升侵位创造了条件,岩浆侵位造成山体的隆升,又引发了盖层的重力滑脱。     

辽南庄河地区栗子房变质核杂岩的发现及意义

在区域地质调查资料基础上,根据宏观与微观构造测量,通过分析区域岩浆活动性及其测年资料等,揭示了在辽南庄河栗子房地区存在另一个变质核杂岩构造,即栗子房变质核杂岩。该核杂岩具有3层结构和5个部分,即由新太古代变质深成岩及中生代花岗岩侵入体构成的下盘、由不同层次的构造岩组成的中部拆离断层带以及由前寒武纪沉积盖层和白垩纪伸展盆地构成的上盘。栗子房变质核杂岩形成于早白垩世,运动方向为上盘相对下盘由NWW向SEE方向运动,与辽南金州变质核杂岩和万福变质核杂岩在几何学、运动学极性和形成时间等方面具有很多相似性,形成于同一动力学背景。该变质核杂岩的厘定可为阐明华北克拉通东部晚中生代岩石圈减薄过程及岩石圈的力学和流变学属性提供依据。同时,变质核杂岩与金矿床成矿关系密切,栗子房变质核杂岩的拆离断层带附近可作为下一步金矿勘查的重点工作区,成矿潜力较大。     

华北克拉通中生代伸展构造研究的几个问题及其在岩石圈减薄研究中的意义

总结了华北克拉通及周边以变质核杂岩和穹隆为代表的伸展构造研究的进展和存在的问题,提出了值得进一步研究的几个重要问题及其在华北克拉通破坏和岩石圈减薄研究中的意义。以变质核杂岩和穹隆为窗口,开展推覆向伸展的转化机制、区域性伸展运动学特征、剪切应变类型、伸展构造发育的时间和过程的研究,有助于深入探讨增厚地壳向伸展减薄转化的起因和过程,确定减薄的区域运动学方式及时限,查明伸展构造变形对地壳及岩石圈减薄的贡献。这方面的研究将提升华北伸展构造研究的水平,有助于查明岩石圈减薄的地壳响应,为探讨华北克拉通破坏和减薄的时限、机制、模式及深部动力学问题提供直接的构造证据。     

辽南变质核杂岩饮马湾山和赵房岩体锆石SHRIMP U-Pb年龄及其地质意义

辽南变质核杂岩形成于晚中生代华北岩石圈伸展和减薄背景下,其演化过程分为三个阶段：第一阶段（约130Ma）,在伸展作用下辽南地区发育拆离断层及其下伏韧性剪切带;第二阶段（130~120Ma）,同构造花岗质岩体的主动侵位影响了拆离断层的演化;同时在124Ma变质核杂岩的构造-岩浆活动达到峰值;第三阶段（113Ma之后）花岗质岩体在较浅层次侵位于停止活动的拆离断层带。辽南变质核杂岩发育与演化过程在年代学意义上揭示了华北板块晚中生代时期的区域性岩石圈伸展与减薄过程。本文认为由伸展后期侵位的赵房岩体所记录的拆离断层停止的时限（113Ma）可以作为华北岩石圈强烈构造岩浆活动的转捩点,113Ma之前华北板块广泛发育变质核杂岩、拉分盆地等一系列伸展构造,之后则以平稳的隆升和冷却过程为主。     

庐山变质核杂岩核部岩体锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学研究及其地质意义

庐山变质核杂岩是华南岩石圈伸展减薄的浅层响应,对其核部中生代中酸性岩体进行锆石LA-ICP-MSU-Pb年代学和宏观变形变质特征研究,结果表明庐山变质核杂岩核部在123.3Ma～133.0Ma期间发生过强烈的岩浆活动,且岩浆活动滞后于变质核杂岩的形成时间,岩体呈NNE向近平行带状展布,宏观上岩体不具有明显的主动侵位特征,带状岩体所处的位置可能为岩石圈伸展过程中导致的裂陷和虚脱部位。东牯山岩体中的继承锆石反映其深部存在过900Ma的岩浆活动,是江南造山带格林威尔造山事件的记录。     

辽南新房变质核杂岩的发现及地质意义

根据宏观与微观构造测量,揭示出在辽宁南部新房地区存在一个变质核杂岩构造,即新房变质核杂岩。该核杂岩具有典型的3层结构：上盘为新元古代—古生代弱变形沉积岩层,下盘是新太古代糜棱岩、片麻杂岩和中生代花岗质侵入岩体,中间是拆离断层带由不同层次构造岩构成。拆离断层带形态为向北西开口的反“C”型,产状较缓,倾向分别向西、向南、向东倾斜,线理产状240°～290°∠12°～30°。运动方向为上盘相对下盘由北东东向南西西运动,结合区域岩浆活动性及其测年资料等综合分析,新房变质核杂岩形成于早白垩世,与辽南金州变质核杂岩在几何学、运动学极性和形成时间等方面具有很多相似性,形成于同一动力学背景。该变质核杂岩的厘定不仅为阐明华北克拉通中生代岩石圈减薄过程及岩石圈的力学和流变学属性提供依据,而且为下一步新房金矿的勘查指明了找矿方向。     

变质核杂岩概述

变质核杂岩理论产生于北美科迪勒拉的盆岭省，２０多年来，已经发展成熟并在世界范围内推广。本文总结了典型变质核杂岩的基本特征，主要类型和形成模式，最后，对比了华南地区与北美科迪勒拉盆岭省地壳结构和构造特征的相似性，认为华南地区中一新生代存在形成变质核杂岩的基本条件，该理论为认识华南地区一些复杂地质现象提供了一种新的思路。     

地壳的拆离作用与华北克拉通破坏:晚中生代伸展构造约束

伸展条件下的地壳拆离作用是岩石圈减薄的重要浅部构造响应。晚中生代时期的伸展构造(包括拆离断层、变质核杂岩构造和断陷盆地)在华北、华南、东北和东蒙古及贝加尔地区普遍发育,它们切过上部地壳(断陷盆地)、中、上地壳(拆离断层)或中部地壳(变质核杂岩)。地壳拆离作用具有运动学极性(NWW或SEE)、几何学宏观(区域)对称与微观(局部)不对称性、遍布全区但不均匀性,以及形成时间的跨越性(140~60Ma)等特点,并使得地壳和岩石圈发生显著的减薄。本文研究揭示出现今岩石圈厚度变化与晚中生代伸展构造的发育程度和分布之间并没有必然的联系。其变化的基本规律是,除新生代裂陷发育区岩石圈厚度明显较小且厚度有迅速变化外,从华北向贝加尔地区总体的变化趋势是逐渐加厚,也即东亚地区岩石圈具有楔形形态。晚中生代时期的地壳(或地幔)拆离作用伴随着广泛的岩石圈减薄作用,区域岩石圈同时遭受到一定程度的减薄和破坏,华北克拉通在这一时期的破坏仅仅是区域岩石圈减薄在华北的具体体现。     

庐山“星子变质核杂岩”中伟晶岩锆石U-Pb年龄及其地质意义

赣北庐山地区出露的“星子变质核杂岩”是中国东南部迄今为止发现的较为典型的科迪勒拉型变质核杂岩之一.该变质核杂岩核部见有大量的, 与拆离断层同时形成并侵入于构造弱带的伟晶岩脉.通过锆石U-Pb法定年, 获得伟晶岩的年龄为(127±2)Ma, 该年龄代表了庐山“星子变质核杂岩”的隆升年龄, 并得到其他地质证据的支持.还讨论了形成变质核杂岩的岩石圈伸展作用与同时期中国东南部大规模岩浆活动的时空关系及其可能的联系.      

韧性剪切带的剪切作用类型和韧性减薄量

韧性剪切带组构的演化和剪切作用类型受到许多研究者的关注。运用极莫尔圆法、有限应变法、刚性颗粒法、石英光轴组构结合有限应变测量法、拖尾形态法、剪切带内变形脉体(岩墙)法、碎斑法等方法可以估算剪切带变形过程中的运动学涡度,进而判别剪切带中单剪切组分与纯剪切组分的相对含量。自然界的剪切带一般介于单剪与纯剪之间,运动学涡度Wk介于0~1之间,表明韧性剪切带在变形过程中发生了垂直于剪切带边界(Z轴)方向的韧性减薄。剪切带变形过程中的韧性减薄量可依据有限应变测量与运动学涡度估算求得,也可依据剪切带内的石香肠(布丁)构造求解,还可依据构建极莫尔圆求解。以华北克拉通北缘的楼子店变质核杂岩及其韧性剪切带,以及希腊西奈山的Chelmos剪切带为例,介绍估算韧性剪切带韧性减薄的方法,这种韧性减薄是对大规模岩石圈减薄的有益补充和完善。研究结果表明,定量估算与变质核杂岩相关的韧性剪切带的剪切作用类型是分析变质核杂岩形成机制的有效途径和方法。     

沧县隆起献县变质核杂岩的发育特征及成因模式

渤海湾盆地周缘发育的多个变质核杂岩,很好地记录了华北克拉通东部晚中生代以来的地壳伸展过程。文中以渤海湾盆地西部献县凸起和饶阳凹陷为研究区,试图揭示盆地内部变质核杂岩的发育特征。根据井、震结合的方法,通过精细的构造解释,厘定了献县断层及其上盘的构造变形特征;利用凹陷内的钻井资料对献县凸起上发育地层的时代和岩性进行限定;结合区域上变质核杂岩的发育特征和形成背景,讨论了献县变质核杂岩的发育时间和成因演化模式。结果表明:在研究区内呈弧形展布的献县断层具有主拆离断层的特征,断层上盘的饶阳凹陷南部残留有中元古界和下古生界,且凹陷内发育有数量众多、不同倾向的次级断层;献县凸起上发育的地层为太古宇-古元古界,岩性包括角闪片麻岩、黑云二长片麻岩,局部发育有花岗片麻岩。研究认为,献县变质核杂岩具有典型变质核杂岩的基本特征,其形成时间为晚中生代(K1?),发育于华北克拉通东部岩石圈大规模减薄的背景下,并以滚动枢纽模式发展演化。     

辽东半岛南部早白垩世变质核杂岩时空分布及动力学特征

通过详细的野外地质构造调查和对前人大量资料的综合研究,在辽东半岛南部共识别出4个变质核杂岩体,分别为金州变质核杂岩、万福变质核杂岩、新房变质核杂岩和栗子房变质核杂岩.其中新房变质核杂岩和栗子房变质核杂岩是本次首次发现并提出的.它们在形成时间和运动学特征上既具有相似性,又有一定的差异.宏、微观运动学特征表明,金州、新房变质核杂岩总体为上盘相对下盘由东向西剪切滑移,万福、栗子房变质核杂岩总体由西向东剪切滑移.通过对辽东半岛南部变质核杂岩的演化过程、形成模式及形成机制综合分析得出,金州变质核杂岩、新房变质核杂岩、万福变质核杂岩和栗子房变质核杂岩均形成于早白垩世华北克拉通破坏峰期,Izanagi板块与欧亚板块之间的交互作用是其形成的重要因素.     

冀北地区幔源成矿作用研究

河淮地幔亚热柱的隆升，使岩石圈发生强裂减薄的同时，地幔物质呈蘑菇状向外围造山带之不拆离。当幔源拆离薄层被造山带陡倾韧性剪切带切割造成减压释荷，使韧性软化岩石转变为深熔岩浆上侵。形成沿造山带轴部展布的点状或线状构造岩浆带，表现为以构造岩浆带为核部的隆升构造－幔枝构造。隆升较快的构造我段上覆盖层呈揭顶式大幅度拆离，形成典型折变质核杂岩构造。地幔亚热柱→幔枝构造→变质核杂岩演化过程控制着成矿物质的运移、     

拉脊山-化隆变质核杂岩构造及其隆升机制探讨

中祁连拉脊山、化隆地区的变质核杂岩是由韧性变形的太古宙、元古宙化隆群变质岩系组成核; 由脆-韧性变形和经受了低压变质的中、上寒武统和岩体组成中间层; 由脆性变形和未变质的下白垩统组成盖层.变质核杂岩的组成与结构显示了对称伸展和隆升的特征.23~ 32Ma是快速隆升的时期.主剥离断层剪切位移量约25~ 27km, 并根据矿物对计算, 变质核杂岩的伸展变质温度约625~ 630℃, 变质深度约20km, 变质压力约为0.63GPa, 属偏低压型区域热流变质作用.从青藏高原热壳、热幔、厚壳的演化历史及构造隆升活动来看, 认为拉脊山、化隆变质核杂岩是地幔热隆引起地壳伸展的典型实例, 是研究青藏高原岩石圈结构和高原隆升的重要窗口.      

赣中变质岩带对该区铀成矿控制作用的研究

本文从变质岩带的含铀性分析入手,研究了赣中变质岩带中铀矿化与变质岩带的含铀性、构造岩浆活动带、变质岩带出露的动力学机制及变质核杂岩构造的关系。研究表明:铀成矿与构造岩浆活动带以及地壳减薄、地幔上隆和在变质核杂岩边缘沿着低角度正断层的地壳伸展构造有着实质的关系。     

华北克拉通东部早白垩世伸展盆地的发育过程及其对克拉通的破坏

在晚侏罗世华北克拉通东部破坏之初出现了区域性隆起,全区缺失上侏罗统沉积。在早白垩世早期,出现了区域性的伸展活动,断陷盆地形成,克拉通南、北缘伸展活动最强,北部燕山构造带以出现变质核杂岩为特征,南部出现宽裂谷型盆地。早白垩世中期华北克拉通东部普遍出现了火山活动与岩浆侵入。早白垩世晚期克拉通上以出现窄裂谷型盆地为特征,沿北北东走向的郯庐断裂带断陷活动最强。这些断陷盆地的演化过程揭示,经历地表抬升后,克拉通破坏之初的岩石圈热而弱,从而形成变质核杂岩或宽裂谷型盆地。这期间的破坏强度在空间上具有不均匀分布的特征,受控于早期岩石圈地幔的结构。经过早白垩世中期的大量岩浆活动之后,早白垩世晚期克拉通岩石圈温度降低、强度变大,从而利用早期大型断裂构造形成窄裂谷型盆地。这现象支持华北克拉通东部晚中生代的岩石圈减薄是以逐渐拆沉机制为主。     

内蒙古甘珠尔庙变质核杂岩

本文讨论了出露在大兴安岭主峰穹状复背斜核部的变质核杂岩。从岩石组合、变质温压条件、变形特征角度阐明了变质核杂岩的结构。从变质核杂岩各层之间的产状关系进一步探讨了变质核杂岩隆升时间以及与大兴安岭隆升的关系。最后通过核部侵位的超镁铁-镁铁质岩探讨了变质核杂岩隆升的深部背景。     

华北克拉通东部早白垩世伸展盆地的发育过程及其对克拉通破坏的指示

在晚侏罗世华北克拉通东部破坏之初出现了区域性隆起,全区缺失上侏罗统沉积.在早白垩世早期.出现了区域性的伸展活动,断陷盆地形成,克拉通南、北缘伸展活动最强,北部燕山构造带以出现变质核杂岩为特征,南部出现宽裂谷型盆地.早白垩世中期华北克拉通东部普遍出现了火山活动与岩浆侵入.早白垩世晚期克拉通上以出现窄裂谷型盆地为特征.沿北北东走向的郯庐断裂带断陷活动最强.这些断陷盆地的演化过程揭示,经历地表抬升后,克拉通破坏之初的岩石圈热而弱,从而形成变质核杂岩或宽裂谷型盆地.这期间的破坏强度在空间上具有不均匀分布的特征.受控于早期岩石圈地幔的结构.经过早白垩世中期的大量岩浆活动之后,早白垩世晚期克拉通岩石圈温度降低、强度变大.从而利用早期大型断裂构造形成窄裂谷型盆地.这些现象支持华北克拉通东部晚中生代的岩石圈减薄是以逐渐拆沉机制为主.