华北中部构造带不同前寒武纪地块主要特征对比研究

古元古代是华北克拉通构造演化的关键时期,主要体现在由新太古代大陆地壳垂向增生到古元古代侧向增生的转换。华北中部构造带的构造性质是近年来华北克拉通构造演化研究争论的焦点之一,构造带中段出露恒山、五台和阜平等多个前寒武纪变质杂岩,其中发育多条大型韧性剪切带,这些剪切带的主期活动时代均为1. 85～1. 80Ga。本文以这些剪切带为构造边界将变质杂岩划分为恒山地块、繁峙地块、五台地块和阜平地块,并在早期研究中解析了繁峙地块构造挤入事件和阜平地块西部的伸展构造事件,表明这些前寒武纪地块的构造位置在古元古代末前后可能有所不同。结合前人资料,本文对这些地块的岩石组成、形成时代、变质作用以及典型构造样式等特征进行详细对比研究。结果表明,恒山地块、阜平地块和五台地块共同组成华北克拉通早前寒武纪"高级区-绿岩带"的典型壳层结构,而繁峙地块与其他地块具有明显差异,具有外来地块特征。     

贺兰山北段古元古代结晶基底变形特征及其区域构造意义

贺兰山北段结晶基底中保留有不同程度的韧性变形剪切带.通过详细的野外考察和室内显微构造研究,明确贺兰山北段的古元古代基底经历了4期韧性剪切变形:(1)早期顺层剪切带表现出中下部地壳层次的变形样式,运动学特征一致反映了近南北向的伸展;(2)麻粒岩相变质的糜棱片麻岩剪切带为南北向挤压的产物,导致经历高温高压变质的孔兹岩系从下地壳向中部地壳抬升;(3)高级糜棱岩(低角闪岩相-高绿片岩相)剪切带涉及的2次伸展运动(北西-南东向伸展和北东-南西向伸展)使得基底进一步向中部地壳抬升,可能发生在形成孔兹岩系的同一造山运动的晚期伸展垮塌过程中;(4)北东-近东西向左行逆冲绿片岩相糜棱岩剪切带则将结晶基底抬升到中上部地壳层次,其运动学特征与高级糜棱岩剪切带明显不同,可能是另一造山运动的产物.贺兰山北段与大青山-乌拉山地区有相似的韧性剪切带和构造变形,表明华北克拉通西部北缘存在一致的近东西走向的古元古代碰撞造山运动以及随后另一造山运动的改造.     

冀西北怀安地区基底变质岩系构造变形序列研究

怀安地区构造变形强烈,是研究华北克拉通形成和演化的重要窗口。通过对该区基底变质岩系构造形迹进行研究,结合区域地质资料及同位素年龄数据,将该区早前寒武纪构造变形序列划分为4期: 新太古代阜平晚期(D1),桑干岩群韧性变形,形成片麻理、无根褶皱和韧性剪切带; 新太古代五台晚期(D2),在新太古代TTG/花岗岩中形成区域性片麻理和条带状构造,并在桑干岩群中形成近EW向的复式背形和向形构造; 古元古代吕梁中期(D3),集宁岩群沙渠村岩组形成区域性片麻理,并形成与片麻理一致的NE向韧性剪切带,在新太古代地质体中叠加近SN向的开阔复式背形和向形构造; 古元古代吕梁晚期(D4),红旗营子岩群太平庄岩组形成片理和片麻理,尚义—平泉断裂形成。建立了该区早前寒武纪构造演化模式,并将其划分为新太古代陆壳增生阶段和古元古代碰撞造山阶段,对理解华北克拉通的形成及演化具有重要意义。     

华北中部造山带五台-恒山地区古元古代变质作用与构造演化

华北克拉通古元古代造山带的时空分布与构造属性尚有很大争论,一种观点认为华北克拉通从新太古代至古元古代受大洋俯冲闭合控制,在1.85~1.95 Ga之间先后发生3次陆-陆碰撞形成3条造山带,即孔兹岩带、胶-辽-吉带和中部造山带;另一种观点强调华北克拉通这3条元古代造山带在1.80~1.98 Ga之间经历了相同的漫长演化过程,指示当时特有的热俯冲和碰撞环境.通过总结中部造山带中的五台-恒山地区变质作用研究进展,阐述该区古元古代造山时代与构造属性.五台-恒山地区的主要变质岩石-构造单元包括恒山杂岩、五台杂岩和滹沱群.恒山杂岩和五台杂岩主体为新太古代TTG片麻岩和表壳岩,它们在古元古代晚期经历了两期变质作用改造.第一期变质作用为中压型,是由于陆-陆碰撞导致弧后伸展盆地闭合、地壳加厚造山所致,从南向北形成一个递增序列:包括五台群下部和南恒山杂岩南部的低角闪岩相、南恒山杂岩北部高角闪岩相和北恒山杂岩的高压麻粒岩相,其压力峰期所对应的地热梯度为~15 ℃/km.变质锆石所记录的年龄峰值随着变质程度增高而降低,依次为~1.95 Ga、~1.92 Ga和~1.85 Ga,这是因为在变质过程中锆石生长受流体和熔体行为控制:在亚固相线下,变质锆石可记录峰期变质年龄,而在超固相线条件下记录伴随熔体结晶的退变质年龄.由此确定该区中压相系变质作用压力峰期时间为~1.95 Ga,对应地壳加厚造山的峰期.加厚地壳由于重力均衡导致变质岩从深部地壳折返至中部地壳,在P-T轨迹上表现为压力峰期之后发生等温减压（ITD）至0.5~0.7 GPa,岩相学上表现为峰期石榴石分解形成斜长石"白眼圈"等,指示缺流体条件.南恒山北部高角闪岩相岩石中的变质锆石记录的折返时间为~1.92 Ga,指示第一次造山结束.第二期变质作用为中-低压型,系为板内变形所致,表现为折返至中地壳的岩石伴随挤压型剪切变形和流体注入形成平衡矿物组合.朱家坊韧性剪切带就是这次板内变形的强构造域,其中也记录了顺时针型P-T轨迹,但所反映的地壳加厚程度有限,第二期变质-变形峰期时间为~1.85 Ga.由于朱家坊韧性剪切带左行走滑,导致北恒山麻粒岩地体抬升.五台-恒山地区在1.80~1.96 Ga之间经历两期变质-变形事件,这一认识或对讨论华北克拉通其他地区的古元古代造山带演化有一定启示意义.      

中国北部古元古代地壳尺度的伸展拆离和硅铝壳内活动带:北东向线性航磁异常的地质构造解释

早前寒武纪地质构造和分辨率大于120km的长波航磁异常特征表明:塔南—华北—朝鲜北部(狼林地块)具有类似的太古宙结晶基底,它们可能曾经是太古宙统一克拉通的组成部分。20~120km分辨率的中波航磁异常凸现一组北东东—北北东走向、改造太古宙高级变质结晶基底的线性航磁异常,它们分别对应于地壳尺度的长寿断裂。古元古代阶段沿着它们发生了大规模的左行韧性伸展剪切运动,在使塔南、朝鲜北部陆块分别向南西和北东伸展拆离的同时,华北克拉通内部也出现了有限的裂解,并伴随着硅铝壳内活动带的发育。本文将这些古元古代阶段韧性伸展剪切带划分为塔南与华北陆块之间的西部剪切带系统、华北与狼林陆块之间的东部剪切带系统和华北陆块内部的青龙—太行山—中条山等3个独立的剪切带系统。西部韧性剪切系统由阿尔金、大同—环县、以及它们之间的狼山—吉兰泰、雅布赖山等次级剪切带组成,控制古元古代阿拉善群和上集宁群的孔兹岩系为代表的硅铝壳内活动带的沉积—构造演化。东部韧性剪切系统包括沂水和新宾—桦甸等韧性剪切带,相关的古元古代活动带以胶东地区的粉子山群、荆山群和辽吉地区的辽河群为代表。中部韧性剪切带系统以太行山地区阜平群、赞皇群中出现的角闪岩相糜棱片麻岩、眼球状糜棱岩带为代表,发育b-型线理,指示近水平或低角度斜滑性质的左行韧性剪切,相关的古元古代活动带包括双山子—青龙河、五台—滹沱、甘陶河—东焦、吕梁、中条以及济宁等。不同规模的古元古代活动带彼此并不相连,以发育变质沉积—火山岩建造为主体,岩石磁化率明显低于太古宙高级变质结晶基底,与之相关的韧性剪切带则以其透入性矿物线理产生了增强的磁化率各向异性,两者共同构建了地壳尺度北东东—北北东向线性航磁异常带。古元古代末的中条运动使上述硅铝壳内活动带褶皱回返,塔南—华北—朝鲜北部陆块重新焊接,形成近纬向展布逐渐稳定的中轴大陆克拉通,上述地壳尺度的韧性伸展剪切带在中元古代以后的地质历史中,大多被后期不同性质的脆性断裂所追踪。     

赞皇变基性岩中锆石的U-Pb定年及其地质意义

赞皇变质杂岩区位于阜平杂岩南部,地处华北克拉通中部造山带的中段,和中部带北段杂岩一样,是洞悉华北克拉通前寒武纪基底构造演化历史的一个重要窗口.研究区变基性岩可分为斜长角闪岩和角闪斜长片麻岩两种,二者均以似层状方式产于黑云斜长片麻岩或长英质片麻岩中,斜长角闪岩亦可呈透镜状,二者后期与围岩一起共同经历了高角闪岩相变质作用....     

赞皇变质窍隆黑云母^40Ar／^39Ar年代学研究及其对构造热事件的约束

太行山南段赞皇变质杂岩中黑云母给出了1827～1793Ma的~(40)Ar/~(39)Ar坪年龄,代表了变质基底在经历高温热扰动后冷却到300℃时的热事件年龄。结合华北克拉通变质岩的其他年代学资料,认为1800Ma士华北克拉通内经历了一次广泛而强烈的构造热伸展事件,致使克拉通基底岩石快速抬升到中上地壳,其冷却速率>6℃/Ma,隆升速率>200m/Ma。赞皇变质杂岩内苍岩寺、岗西-榆底-黑水河东和坡底-郝庄韧性剪切带内糜棱岩中黑云母分别给出了1689Ma、1633Ma和1645Ma的~(40)Ar/~(39)Ar坪年龄,代表了剪切带变形的主变形时代,这一年龄也为约束长城系的底界年龄提供了新的信息。结合已有的热年代学资料,推断华北克拉通内部赞皇变质地区中元古代的冷却速率约0.4℃/Ma,隆升速率为15m/Ma。由此也表明,自中元古代以来华北克拉通内部未受到后期构造热事件的强烈扰动,赞皇变质杂岩并非中生代变质核杂岩,而是早元古代变质穹隆。     

辽西医巫闾山晚侏罗世伸展事件的时限来自同构造岩脉的年代学证据

位于燕山构造带东端的医巫闾山变质核杂岩经历了两次地壳伸展活动,早期在NNE-SSW拉伸背景下形成了现今围 绕医巫闾山岩体周缘分布的拆离韧性剪切带与相应的变质核杂岩,晚期隆升过程中由于拉伸方向转变又叠加发育了瓦子峪 伸展韧性剪切带。早期伸展变形中,围绕在拆离韧性剪切带及变形下盘中侵入了大量不同变形样式的同构造花岗岩脉。通 过对不同阶段侵入的岩脉进行LA-ICP-MS 锆石U-Pb 定年,显示该核杂岩的活动时间为157~149 Ma。医巫闾山地区晚侏罗 世伸展活动的确定,暗示华北克拉通北部可能从晚侏罗世已经开始发生破坏,到早白垩世达峰期并遍及整个华北克拉通东部。     

山西南部中条山古元古代花岗质片麻岩 白云母40Ar/39Ar测年及其地质意义

中条山前寒武纪岩石是洞悉华北克拉通前寒武纪基底构造演化的重要窗口之一,该区的前寒武纪岩系主要由涑水杂岩、绛县群、中条群、担山石群,以及西阳河群和汝阳群组成.本文以中条山地区涑水杂岩中古元古代花岗质片麻岩为研究对象,挑选其中的变形变质白云母进行激光40Ar/39Ar和常规40Ar/39Ar测年分析.激光40Ar/39Ar法获得的白云母等时年龄1830Ma±20Ma为白云母氩封闭温度年龄的最小估计,常规40Ar/39Ar法给出的白云母坪年龄1852Ma±11Ma为白云母氩封闭温度年龄的最佳估计.白云母1852Ma± 11Ma与先前获得的独居石电子探针U-Th-Pb主峰值年龄相近,并且与华北克拉通中部带的变质年龄一致,表明中条山地区涑水杂岩中古元古代花岗质片麻岩记录了古元古代晚期的一次变质作用事件.这一事件与华北克拉通中部怀安-吕梁-恒山-五台-赞皇等地的变质变形作用同时发生,揭示华北克拉通东、西部陆块沿中部带的碰撞拼合应发生在古元古代晚期,而非新太古代.     

辽吉朝褶皱带古元古宙岩浆核杂岩及其大地构造意义

通过对辽吉朝古元古代褶皱带的构造演化分析,尤其对褶皱带南带内发育的典型构造组合及相应出现的岩浆活动、变质作用和变形作用的系统构造分析,提出岩浆核杂岩是古元古代褶皱带早期演化过程中形成的主要构造型式。岩浆核杂岩主要由3种成分、性质、特点及变质演化不同的构造单元构成,即核部岩浆杂岩、外部的滑覆体壳及其间的幔部顺层韧性剪切带。岩浆核杂岩的构造分析,揭示出它们形成于褶皱带早期阶段演化的伸展作用过程中。     

Deformation history of the Hengshan–Wutai–Fuping Complexes: Implications for the evolution of the Trans-North China Orogen

The Trans-North China Orogen separates the North China Craton into two small continental blocks: the Eastern and Western Blocks. As one of the largest exposure in the central part of the orogen, the Hengshan–Wutai–Fuping Complexes consist of four lithotectonic units: the Wutai, Hengshan and Fuping Complexes and the Hutuo Group. The Hengshan Complex contains high pressure mafic granulites and retrograded eclogites. Structural analysis indicates that most of the rocks in these complexes underwent three distinct episodes of folding (D₁ to D₃) and two stages of ductile thrust shearing (STZ₁ between D₁ and D₂ and STZ₂ after D₃). The D₁ deformation formed penetrative axial planar foliations (S₁), mineral stretching lineations (L₁), and rarely-preserved small isoclinal folds (F₁) in the Hengshan and Fuping Complexes. In the Wutai Complex, however, large-scale F₁ recumbent folds with SW-vergence are displayed by sedimentary compositional layers. Penetrative transposition resulted in stacking of thrust sheets which are separated by ductile shear zones (STZ₁). The kinematic indicators of STZ₁ in the Hengshan and Wutai Complexes show top-to-the-S230°W thrusting likely related to northeastward, oblique pre-collisional subduction. D₁ resulted in crustal thickening with resultant prograde peak metamorphism. The Hutuo Group did not undergo the D₁ deformation, either because sedimentation was coeval with the D₁ deformation or because it was at a high structural level and was not influenced directly by the early deformation. The D₂ deformation produced NW-verging asymmetric and recumbent folds. The D₂ deformation is interpreted to have resulted from collision between the Eastern and Western Blocks of the North China Craton. In the Hutuo Group and the Fuping Complex, the development of ESE-verging asymmetric tight folds is associated with D₂. The structural pattern resulting from superimposition of D₁ and D₂ is a composite synform in the Hengshan–Wutai–Fuping Complexes. All four lithotectonic units were superposed during the later D₃ deformation. The D₃ deformation developed NW-trending open upright folds. Ongoing collision led to development of transpressional ductile shearing (STZ₂), forming the transpressional Zhujiafang dextral ductile shear zone between the northern Hengshan Complex and the southern Hengshan Complex, and generating the sinistral Longquanguan ductile shear zone between the Fuping Complex and the Wutai Complex, respectively. The STZ₁ and D₂ deformation were possibly responsible for fast syn-collisional exhumation of the high pressure mafic granulites and retrograded eclogites. The structural patterns and elucidation of the deformation history of the Hengshan–Wutai–Fuping Complexes places important constraints on the tectonic model suggesting that an oceanic lithosphere between the Eastern and Western Blocks underwent northeastward-directed oblique subduction beneath the western margin of the Eastern Block, and that the final closure of this ocean led to collision between the two blocks to form the coherent basement of the North China Craton.     

Tectonic Evolution of an Early Precambrian High-Pressure Granulite Belt in the North China Craton

A large-scale high-pressure granulite belt (HPGB), more than 700 km long, is recognized within the metamorphic basement of the North China craton. In the regional tectonic framework, the Hengshan-Chengde HPGB is located in the central collision belt between the western block and eastern block, and represents the deep crustal structural level. The typical high-pressure granulite (HPG) outcrops are distributed in the Hengshan and Chengde areas. HPGs commonly occur as mafic xenoliths within ductile shear zones, and underwent multipile deformations. To the south, the Hengshan-Chengde HPGB is juxtaposed with the Wutai greenstone belt by several strike-slip shear zones. Preliminary isotopic age dating indicates that HPGs from North China were mainly generated at the end of the Neoarchaean, assocaited with tectonic assembly of the western and eastern blocks.     

华北克拉通古元古代地质记录及其构造意义

华北克拉通上存在广泛的古元古代地质记录,尤其是构造岩石组合和同位素年龄资料,显示克拉通上可能存在多条古元古代的汇聚拼合带：如鄂尔多斯地块与华北东部-阴山地块之间的拼合造山带、华北东部地块与狼林地块之间的胶辽造山带以及华北克拉通北缘的安第斯型汇聚边界等。华北克拉通中部地区的古元古代锆百年龄数据统计,显示出2．3～24Ga、20～22Ga和18～1．95Ga三组年龄值,暗示华北克拉通古元古代可能存在两个演化阶段：其中古元古代末期（18～1．95Ga）的造山事件已得到了广泛认可,并认为-9全球Columbia超大陆汇聚事件相关;而2.3～2.4Ga、2.00～2.2Ga所代表的构造热事件的性质和意义尚不明确。我国古元古代末期有关陆块汇聚的构造热事件以及其后的裂解事件群和地层学记录,与新的国际前寒武纪地质年代表建议的古-中元古代界线一致,这将促进我国特别是古-中元古代的前寒武纪研究。     

Metallogenesis of Precambrian gold deposits in the Wutai greenstone belt:Constrains on the tectonic evolution of the North China Craton

The Wutai greenstone belt in central North China Craton(NCC) hosts a number of Precambrian gold deposits and ore occurrences. Based on the host rock association, these can be divided into Banded Iron Formation(BIF), meta-volcano-sedimentary and meta-conglomerate types. The two former types formed during ~2.5-2.3 Ga and the third one at ~1.85 Ga. The characteristics of these Precambrian gold deposits are broadly similar with those of the orogenic gold deposits. Based on available geochronological data, here we reconstruct the major tectonic events and their relationship with gold mineralization in the Wutai-Hengshan-Fuping region during Neoarchean to Paleoproterozoic as follows.(1)~2.6-2.5 Ga: widespread intrusion of tonalite-trondhjemite-granodiorite(TTG) magmas in the Hengshan terrane and Fuping continental arc, formation of the Wutai volcanic arc in the southern margin of Hengshan terrane with granitoids emplacement, and the Hengshan-Wutai intra-oceanic arc accretion to the Fuping arc at the end of Neoarchean.(2) ~ 2.5-2.3 Ga: the subduction of Hengshan arc from north leading to persistent magmatism and orogenic gold mineralization.(3)~2.2-2.1 Ga:extension leading to the formation of graben structure in the Wutai and Fuping region, deposition of the Hutuo and Wanzi Group sediments, formation of placer gold through erosion of the orogenic gold deposits.(4)~2.2-2.0 Ga: widespread magmatism in the Wutai-Hengshan-Fuping region.(5)~1.95-1.8 Ga: regional metamorphism associated with collision of the Western and Eastern Blocks of the NCC and associated orogenic gold deposits. The multiple subduction-accretion-collision history and subsequent deep erosion has significantly affected most of the Precambrian gold deposits in the Wutai greenstone belt.     

华北中北部高级变质岩区的构造区划及其晚太古代构造演化

通过区域构造编图及重点地段的详细研究，在华北克拉通中北部识别出一条ＮＮＥ向的构造带——龙泉关－桑干带，它以大规模的韧性剪切带网络、重熔钾质花岗岩带、数量众多的高压麻粒岩构造透镜体或岩片为特征。剪切带以低角度逆冲为主，矿物拉伸线理指示运动方向为ＮＷ－ＳＥ向。这些剪切带造成东西两侧基底杂岩与表壳岩系包括孔兹岩系的广泛构造叠置，以及高压麻粒岩的近等温减压上隆。从更大的范围看，龙泉关－桑干带处于鄂尔多斯克拉通和阜平－赞皇克拉通之间，并且被五台－吕梁裂谷型绿岩带截切或不整合覆盖。该带应形成于晚太古代，记录了上述两个克拉通斜向拼合的构造过程     

太行山南段自立庄韧性剪切带变形特征

太行山南段临城自立庄地区古元古界甘陶河群中低级变质岩中发育一条左行逆冲型韧性剪切带。自立庄韧性剪切带出露长约10 km,宽约1 km,走向NNE,往西缓倾,在EW方向上由若干条强变形带与其间的弱变形域或岩块组成,平面上呈现平行式的组合特征。该韧性剪切带内发育糜棱岩、拉伸线理和皱纹线理、不对称褶皱、石香肠构造和构造透镜体、S-C面理和旋转碎斑等宏观和微观构造。S-C面理、旋转碎斑、不对称褶皱等宏微观变形特征一致表明自立庄韧性剪切带上盘由西往东逆冲的运动学性质。在对韧性剪切带宏观、微观构造特征研究基础上,结合区域资料,认为自立庄韧性剪切带的形成与华北克拉通古元古代末期西部陆块与东部陆块的EW向碰撞拼合有关,是18.5 Ga吕梁运动的产物。自立庄韧性剪切带的厘定为太行山南段古元古代构造演化提供了基础资料。