华北克拉通中生代破坏前的岩石圈地幔与下地壳

华北克拉通是世界上最古老的克拉通之一,有 38亿年的古老陆壳存在,它经历了复杂的地质变迁,在太古宙末(约2500Ma)基本完成克拉通化,在古元古代(约1900~1850Ma)整体受到了高级变质作用,最终完成了克拉通化。它的东部在中生代发生了重大的构造机制的转变,克拉通基底发生了破坏、置换和再造。在太行山重力梯度带以西的华北克拉通受中生代构造转折的改造程度较低,它们的下地壳和岩石圈地幔结构,大致保持了华北克拉通破坏前的状态。前寒武纪麻粒岩地体代表了掀翻抬升到地表的古元古代下地壳,出露地表的时间大致在1850~1800Ma。中、新生代火山岩中的地幔和麻粒岩捕虏体代表了现代的岩石圈地幔和下地壳的岩石。岩石学、地球化学和地球物理的研究,推测华北克拉通西部的岩石圈厚约200km,地壳厚度约45km~50km,是在古元古代(约1.9Ga)时期终极克拉通化作用形成的,其厚度和结构与全球典型的元古宙克拉通岩石圈相同。而太行山重力梯度带以东的克拉通岩石圈地幔受到程度不等的交代、改造、置换和减薄,下地壳大规模重熔,地壳厚度也发生减薄,指示了强烈的壳幔解耦、物质交换和重新耦合的过程。     

华北中生代岩浆作用与去克拉通化

华北是全球古老克拉通遭受破坏最明显和最典型的地区,其去克拉通化作用的时间、范围和机制等重要科学问题是国内外研究的热点。大规模岩浆作用是去克拉通化作用的地质表现之一,通过对华北地区侵入岩侵位时代、源区、成岩过程的研究,可有效反演其去克拉通化作用的时空范围、过程及可能的动力学机制。华北东部广泛发育大面积的中生代侵入岩,本文在作者近十年研究的基础上,通过总结华北东部中生代侵入岩的锆石U-Pb年代学资料,厘定了华北东部中生代岩浆活动主要分为三叠纪、侏罗纪和早白垩世三期;通过岩浆源区、岩石成因研究,探讨不同时期岩石圈(地幔和大陆地壳)性质和厚度的转变及破坏的空间范围;在此基础上,结合区域地质特征初步探讨了华北去克拉通化的地球动力学机制。     

华北克拉通中生代以来基性岩墙群的分布及研究意义

围绕岩石圈破坏和减薄这个主题.华北克拉通成为近10年来国内外研究的热点地区.华北克拉通中生代以来基性岩墙群分布广泛,然而对此仍缺乏系统的研究.通过对基性岩墙群的系统总结,在详尽的资料收集和已有研究的基础上,重点对华北克拉通中生代基性岩墙群的研究现状、分布和意义进行了汇总和讨论.随后,结合近年来的研究经验,提出了基性岩墙群定年中应注意的问题.     

华北克拉通中生代以来基性岩墙群的分布及研究意义

围绕岩石圈破坏和减薄这个主题,华北克拉通成为近10年来国内外研究的热点地区。华北克拉通中生代以来基性岩墙群分布广泛,然而对此仍缺乏系统的研究。通过对基性岩墙群的系统总结,在详尽的资料收集和已有研究的基础上,重点对华北克拉通中生代基性岩墙群的研究现状、分布和意义进行了汇总和讨论。随后,结合近年来的研究经验,提出了基性岩墙群定年中应注意的问题。     

郯庐断裂带晚中生代演化历史及其对华北克拉通破坏过程的指示

郯庐断裂带晚中生代的演化历史是华北克拉通破坏过程的重要记录。中侏罗世末(燕山运动A幕),郯庐断裂带局部发生左行平移活动,而华北克拉通上出现了一系列北北东走向的缩短构造,指示了西太平洋伊泽奈崎板块俯冲的开始。晚侏罗世期间,郯庐断裂带没有发生活动,而华北克拉通出现局部伸展与岩浆活动及区域性隆升,应为弧后弱拉张背景。早白垩世初(燕山运动B幕),郯庐断裂带再次发生强烈的左行平移活动,华北克拉通北部与东部出现了一系列近南北向挤压产生的构造,应是鄂霍茨克洋最终关闭与伊泽奈崎板块高速俯冲双重作用的结果。随后的早白垩世期间,华北克拉通在弧后拉张背景下发生峰期破坏,郯庐断裂带呈现为强烈的伸展活动。早白垩世末的区域性挤压作用,结束了华北克拉通的峰期破坏,并使郯庐断裂带再次发生了一期左行平移活动。这期挤压作用出现在太平洋板块接替伊泽奈崎板块这一重大板块调整的背景之中。     

华北克拉通中生代以来基性岩墙群的分布及研究意义

围绕岩石圈破坏和减薄这个主题,华北克拉通成为近10年来国内外研究的热点地区。华北克拉通中生代以来基性岩墙群分布广泛,然而对此仍缺乏系统的研究。通过对基性岩墙群的系统总结,在详尽的资料收集和已有研究的基础上,重点对华北克拉通中生代基性岩墙群的研究现状、分布和意义进行了汇总和讨论。随后,结合近年来的研究经验,提出了基性岩墙群定年中应注意的问题。     

华北克拉通东部南北缘中生代火山-沉积格局及其构造转折过程

通过华北克拉通东部北缘和南缘盆地充填序列和盆地分布演化对比研究,解析了该区中生代构造转折过程。研究发现两侧盆地均大致从早侏罗世开始发育,约以晚侏罗世为界,之前盆地充填记录反映以挤压作用、岩石圈增厚为主,之后以陆内伸展、岩石圈减薄为主,显示晚侏罗世明显的构造转折,并且地壳浅部的构造体制转变均滞后于岩石圈深部构造环境的变化。然而,两侧盆地演化也有明显差别：①北缘燕辽地区从早侏罗世到白垩纪,发育了多层系的从基性、中基性到中酸性的火山岩及火山碎屑岩组合,而南缘合肥盆地仅在晚侏罗世早白垩世产出钙碱性火山岩及火山碎屑岩组合,反映出不同的深部构造过程和源区特征;②北缘的岩石圈减薄可能始于约163 Ma,南缘明显的岩石圈减薄则始于约149 Ma,而反映在盆地构造与充填尺度上的伸展作用分别对应于大约145 Ma和132 Ma;③晚侏罗世构造转折期,北缘燕辽地区粗碎屑沉积以河流体系为主,反映盆山地势高差较小;而南缘该期发育冲积扇体系,盆山地势高差较大;④北缘盆地沉积中心迁移规律复杂,而南缘总体呈现由南向北的迁移趋势。显然,大别山碰撞造山和后造山期强烈的隆升和剥露对南缘盆地演化具有极大的主导和制约作用,而北缘则显示出强烈的壳幔相互作用并伴有区域性的陆内挤压推覆（转折前）和张裂 伸展（转折后）交替的特点。华北克拉通晚中生代构造转折的时限北缘较南缘早,说明诱发这一转折事件的区域构造动力可能首先与华北北部壳幔相互作用密切关联。     

鄂尔多斯盆地西缘北段中生代构造演化

鄂尔多斯盆地西缘构造带处于独特的大地构造位置,具有复杂的构造特征。长期以来,不同学者对北段构造特征和属性、构造演化和形成机制等开展了大量的研究工作,观点不尽相同。本文在系统研究西缘北段构造带几何学的基础上,通过沉降史分析与岩石类型分析等方法,对其运动学进行解释。研究认为西缘构造带的冲断活动以及盆地的沉降与青藏高原地体增生事件以及伊泽奈琦板块的俯冲关系非常密切。盆地西缘南北向逆冲推覆带在晚三叠世——白垩纪时期内构造基本定型,相应的西缘发育陆内前陆盆地,并发育多套同构造的粗碎屑的沉积。     

Geochemical constraints on the origin of Mesozoic alkaline intrusive complexes from the North China Craton and tectonic implications

Mesozoic alkaline intrusive complexes are widespread in the southern portion of the North China Craton and can provide some important constraints on the evolution of the Mesozoic lithosphere beneath the region. Three selected intrusive complexes (Tongshi, Hongshan, and Longbaoshan) are generally high in alkalis (K₂O+Na₂O=913 wt.%) and Al₂O₃ (1421.6 wt.%) and low in CaO and TiO₂ (<0.6 wt.%), with high and variable SiO₂ contents. Rocks from these complexes are all enriched in LREE and LILE (Cs, Rb, Ba, U, Th), depleted in Nb and Ti, have a highly positive Pb anomaly, and are characterized by lack of a clear Eu anomaly despite trace element abundances and isotopic ratios that vary greatly between complexes. The Tongshi complex has high Cs (2.68.5 ppm) and REE abundances (∑REE=112.6297 ppm, (La/Yb)_N=13.130.9) and MORB-like Sr–Nd–Pb isotopic ratios ((⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i<0.704; ε_Nd>0; (²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb)_i>18). The Hongshan complex has low REE concentrations (∑REE=28.2118.7 ppm, (La/Yb)_N=4.614.7) and is moderately enriched as demonstrated by their Sr–Nd isotopic ratios ((⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i>0.706; ε_Nd<−7). The Longbaoshan complex is extremely REE enriched (∑REE=211.3392.6 ppm, (La/Yb)_N=32.460.9) and has an EM2-like Sr–Nd isotopic character ((⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i>0.7078; ε_Nd<−11). We suggest that the Tongshi complex originated from the asthenosphere and the Hongshan complex and the Longbaoshan complex were derived from the partial melting of previously subduction-modified lithospheric mantle, in response to post-collisional lithospheric extension and asthenospheric upwelling. The occurrence of these alkaline intrusive complexes demonstrates that the lithosphere beneath the region must have been considerably thinned at the time of intrusion of these complexes. This study also shed light on the temporal evolution of the Mesozoic lithosphere and the timing of the lithospheric thinning.     

华北克拉通中部造山带早元古代盆地演化

华北克拉通中部造山带被认为是由东、西部陆块碰撞而产生的陆陆碰撞带。然而,关于两个陆块碰撞的时间以及方式还存在着争议。其中一个模式认为俯冲方向是向西的,两个陆块最终碰撞的时间是在2.5Ga左右,而另一个模式则认为俯冲方向是向东的,并且存在着2.1Ga和1.85Ga两期碰撞事件,第三个模式则认为俯冲方向是向东的,而最终的碰撞拼合发生在1.85Ga左右。近几年来,对于中部造山带中浅变质表壳岩系的研究取得了很大进展,为解决以上争议提供了进一步的资料。根据岩石组合和表壳岩中的不整合接触关系,位于中部造山带中段五台杂岩中的滹沱群和吕梁杂岩中的野鸡山群被分成了上下两个部分。其中,两个群的下部以及位于中部造山带南段中条杂岩中的绛县群和下中条群主要由类似于弧后盆地沉积的变质碎屑岩、碳酸盐岩和火山岩组成,而滹沱群和野鸡山群的上部以及上中条群和担山石群的岩石组合则是类似于山前磨拉石建造的变质砾岩和砂岩。来自于这些浅变质碎屑岩中碎屑锆石的年龄为我们提供了源区以及最大沉积年龄的信息。滹沱群和野鸡山群中的碎屑锆石具有两个峰值年龄,2.5Ga和2.15Ga,它们分别对应于中部造山带中段两期重要的岩浆事件。中条杂岩中的碎屑锆石年龄图谱则较为复杂,除了具有2.5Ga和2.15Ga这两个峰值,还具有2.7Ga这个较低和较老的峰值,这些较老的锆石可能来自中部造山带最南端太华杂岩中的古老岩石。弧后盆地沉积中最年轻的碎屑锆石年龄在2.1Ga左右,而山前磨拉石中最年轻的碎屑锆石在1.85Ga左右。结合前人的研究成果,我们给出了一个华北克拉通中部造山带早元古代沉积盆地的演化模式。从2.1Ga左右开始,一系列弧后盆地在"安第斯型"大陆边缘弧之后产生,在之后的东西陆块碰撞过程中他们成为了中部造山带的一部分。从1.85Ga左右开始,东西陆块沿着中部造山带碰撞,导致了陆壳加厚以及随后的快速抬升和剥蚀,从而形成了周缘前陆盆地中的山前磨拉石建造。发生在早元古代晚期的由弧后盆地向周缘前陆盆地的转化支持了华北的最终克拉通化发生在1.85Ga的构造演化模式。     

华北东南部中生代岩石圈地幔性质、组成、富集过程及其形成机理

本文通过对我国华北东南部中生代幔源岩浆活动的时空分布规律及其地球化学特征的系统总结来进一步厘定该地区中生代岩石圈地幔的性质和组成,并通过与华北内部如鲁中地区中生代岩石圈地幔的对比研究探讨华北东部岩石圈的时空演化规律、富集过程及其形成机理。幔源岩石的 Sr-Nd-Ph 同位素特征表明华北东部中生代岩石圈地幔存在明显的时空不均匀性,其中心部位如鲁中地区以弱富集地幔为主体;而东南部如鲁西南和胶东地区则为类似 EM2型地幔(~(87)Sr/~(86)Sr_i 可高达0.7114)。华北东南部中生代岩石圈地幔随时间的演化特征也很明显。这些幔源岩石的地球化学特征和玄武岩中地幔岩捕虏体(橄榄岩和辉石岩)和捕虏晶(橄榄石和辉石)的组成和结构特征皆证明华北东南部中生代岩石圈地幔曾受到过富硅熔体的强烈改造。橄榄岩-熔体的相互反应是该区岩石圈改造和组成转变的重要方式,从而造成古生代高镁橄榄岩转变为晚中生代低镁橄榄岩和辉石岩。进入岩石圈地幔的熔体具下/中地壳物质重熔的特征,从而导致该区晚中生代岩石圈地幔的快速富集。有关华北东部中生代岩石圈减薄和改造的时限、过程和机制等问题也进行较详细的讨论。     

华北克拉通东部中生代岩石圈减薄的过程与机制:中生代火成岩和深源捕虏体证据

基于最新的同位素年代学资料 ,华北克拉通东部中生代的岩浆作用可划分成四个阶段 ,即晚三叠世 ( 2 0 5～ 2 2 5Ma)碱性岩浆作用 ;中晚侏罗世 ( 1 5 5～ 1 6 0Ma)花岗质岩浆作用 ;早白垩世 ( 1 1 2～ 1 32Ma)双峰式岩浆作用和晚白垩世 ( 92～ 73Ma)碱性玄武质岩浆作用。徐淮地区中生代侵入岩中榴辉岩捕虏体的发现及其地质年代学资料 ( 2 1 9Ma)表明 ,华北克拉通东部中生代早期曾发生过一次重要的陆壳加厚过程。俯冲板片的断离以及高压—超高压变质岩的快速折返和晚三叠世 ( 2 0 5～ 2 2 5Ma)的碱性岩浆作用的存在均暗示 ,华北克拉通中生代岩石圈减薄已经开始。拆沉作用则是引起中生代早期岩石圈减薄的主要机制。中、晚侏罗世 ( 1 5 5～ 1 6 0Ma)花岗质岩浆作用形成于造山期后的伸展环境 ,代表了中生代岩石圈减薄的继续和发展。早白垩世 ( 1 1 2～ 1 32Ma)双峰式岩浆作用表明中生代岩石圈减薄达到了峰期。而幔源纯橄岩捕虏体中富硅质熔体的交代作用和玄武岩的高87Sr/ 86Sr值、低ε(Nd ,t)值特征表明 ,软流圈对岩石圈底部的化学侵蚀可能是导致该阶段岩石圈减薄的主导机制。晚白垩世 ( 92～ 73Ma)碱性玄武质岩浆作用和“海洋型”地幔捕虏体的存在代表了等温面的下降和岩石圈地幔的增生     

华北克拉通及邻区晚中生代伸展构造及其动力学背景的讨论

欧亚大陆东部晚中生代伸展构造十分显著,表现为大量发育的变质核杂岩、同构造岩浆岩、韧性拆离断层带等伸展成因的穹隆和地堑-半地堑盆地.通过对这些伸展构造进行系统分析、归纳和总结,将欧亚大陆东部晚中生代伸展构造发育区划分为:泛贝加尔-鄂霍次克带、华北西部带、华北东部带、华北南缘及秦岭-大别带和华南内陆带.这些伸展构造记录了大区域上的NW-SE方向伸展,构成了全球最大的陆壳伸展地区.这些伸展构造使地壳深部的岩石沿拆离断层折返至地表,从而使中下地壳结构发生了强烈的改造.除华北东部带给出了一个较为宽泛的伸展时段外,各个研究区所涉及的伸展穹隆及其相关的拆离断层所表现的伸展峰期时间均十分相近:位于130 ～ 126Ma之间.岩石圈根部的拆沉可能是这个巨型伸展构造带形成的动力学机制.这个模型为探讨华北克拉通破坏和减薄的时限、机制、模式及深部动力学背景提供直接的构造证据.     

华北陆块南部元古宙熊耳群火山岩的成因与构造环境：事实与争议

位于华北陆块南部的熊耳群形成于古元古代1.80~1.75 Ga,以火山熔岩占绝对优势,沉积岩和火山碎屑岩仅占地层总厚度的4.3%。熊耳群火山岩是华北陆块结晶基底形成后规模最大、涉及范围最广的火山活动产物,基岩出露面积约7 000 km2,地层厚度3 000~7 000 m,以玄武安山岩、安山岩为主,次为英安-流纹岩,SiO2=60%±的岩石较少,显示双峰特点。中基性熔岩的主要造岩矿物是斜长石和辉石,几乎没有角闪石和黑云母。其岩石化学成分的突出特点是高Fe,K,而低Al,Ca和Mg,火山岩显示富集大离子亲石元素和轻稀土元素、相对亏损高场强元素的岛弧型地球化学特征。Nd同位素和微量元素特征表明,这种地球化学特征是地幔源区遭受地壳组分改造及少量岩浆上升过程中的地壳混染造成的。熊耳群中的沉积岩主要分布在大古石组及马家河组。沉积岩的岩石学和地球化学特征表明熊耳群形成于被动大陆边缘的构造环境,结合火山岩的结构、构造特征,表明火山喷发的主体环境是海相,经历了陆相到海相再到陆相的演变过程,即：伴随着裂谷的发育、地面沉降和海水的侵入,以及随着火山喷发的进行最后又高出海面暴露于地表的全过程。熊耳群形成后,海侵范围更广、海水逐渐加深,表明地壳逐步向更大的凹陷发展。熊耳群形成于夭折的三叉裂谷环境,其火山岩所具有的岛弧型火山岩的地球化学特征是继承于受俯冲组分改造的陆下岩石圈富集地幔源区。熊耳期岩浆活动在华北陆块广泛分布,除了陕西宝鸡附近及山西吕梁地区的火山岩,还广泛分布1.75 Ga前后的基性岩墙群、A-型花岗岩以及比熊耳群稍晚的斜长岩、奥长环斑花岗岩等（1.75-1.70 Ga）和碱性花岗岩类（~1.65 Ga）。这些岩浆岩和熊耳群火山岩在源区性质、岩石 成因及其形成的构造背景等方面,可能存在必然的联系。上述岩浆岩的发育,说明华北陆块在1.80 Ga后处于地壳拉伸、减薄,很可能沿早先拼合的薄弱部位最先发生破裂,是华北陆块裂解的产物。     

华北克拉通东北缘岩石圈深部物质组成的不均一性: 来自吉林南部中生代火山岩元素及Sr-Nd同位素地球化学的证据

本文报导了吉林南部果松组和三棵榆树组火山岩的全岩K-Ar和角闪石40Ar/39Ar定年结果和岩石地球化学资料,并讨论了吉林南部早白垩世火山岩岩浆源区性质以及空间变异.定年结果显示,果松组和三棵榆树组火山岩的形成时代分别为130.2±0.3Ma和118.3±1.9Ma.果松组火山岩主要由玄武岩-玄武质粗面安山岩-粗面安山岩-英安岩组成;它们的SiO2含量介于46%～64%,Mg#介于31～50之间,Al2O3含量介于14.9%～18.9%之间,全碱含量(Na2O+K2O)介于4.61%～9.23%之间,属于亚碱性系列,具钙碱性演化趋势;并以富集大离子亲石元素(LILEs)和轻稀土元素(LREEs),亏损重稀土元素(HREEs)和Nb、Ta、Ti等高场强元素(HFSEs)为特征;(87Sr/88Sr)i值和εNd(t)值分别介于0.7065～0.7077和-2.67～-19.71之间.果松组火山岩的成分具有较好的空间变异趋势,由东向西,火山岩的基性程度增高,东部果松组火山岩具有较高的(87Sr/86Sr)i值,而西部具有较低的εNd(t)值.三棵榆树组火山岩由粗面安山岩和粗面英安岩组成;三棵榆树组火山岩的SiO2含量介于55.5%～65.8%之间,Mg#介于42～50,Al2O3含量介于15.0%～15.7%,全碱含量偏高(Na2O+K2O=6.93%～9.24%),主体属于亚碱性系列,具钙碱性系列的演化趋势;并以较高的Th/U(5.36～5.82)、Ba/Nb(50.2～120.0)、(La/Yb)N(32.9～47.9)和Sr/Y(50.0～72.4)比值为特征;它们的(87Sr/86Sr)i值和εnd(t)值分别变化于0.7056～0.7057和-8.99～-19.71之间.上述特征揭示,果松组火山岩(130Ma)的形成主要与古太平洋板块的俯冲作用有关,岩浆来源于受流体/熔体交代的地幔楔,东西部受到不同程度陆壳物质的混染.与果松组火山岩相比,三棵榆树组火山岩(118Ma)形成于俯冲背景下的相对引张环境,岩浆来源于受交代的岩石圈地幔,但受到深部陆壳物质的混染.     

赞皇杂岩中太古宙末期菅等钾质花岗岩的成因及动力学背景

赞皇杂岩中的菅等花岗岩体位于临城县西北,主要由钾长花岗岩和二长花岗岩组成,偶见暗色包体。菅等花岗岩SHRIMP锆石U Pb年龄为（2 490±13） Ma。岩石具有高硅（SiO2 743%～754%）、高钾（K2O 576%～937%）、富碱（ALK 616%～951%）、贫钙（CaO 014%～081%）、低镁、铁（MgO 002%～049%,TFeO 026%～105%）和钛（TiO2 004%～015%）的特征,A/CNK=097～107,为弱过铝质的钾玄岩系列。岩石的稀土总量较低（ΣREE=（1207～16038）×10-6）,轻稀土相对富集,Eu异常变化较大（Eu/Eu*=046～197）。岩石富Rb、Ba和Th等元素,贫Sr、Zr、Nb、Y、Yb等元素,具有较高Rb/Sr和Rb/Ba值以及较低的Y/Nb值。菅等花岗岩具有正的εNd(t)值（285～366）,两阶段Nd模式年龄TDM2集中于255～264 Ga。石英闪长岩包体SHRIMP锆石U Pb年龄为（2 506±13） Ma,高铝（Al2O3 1716%）、富钙（CaO 434%）、高钠（Na2O 447%）、富铁（TFeO 526%）,高Rb、高Sr、高Zr,稀土总量较高（ΣREE=21282×10-6）,有弱的负Eu异常（Eu /Eu*=083）,具TTG岩类的特征;该包体岩石具有正的εNd(t)值（305）,两阶段Nd模式年龄TDM2为263 Ga。这些特征显示菅等花岗岩具有同碰撞和后碰撞的S型花岗岩的特征,为新生地壳在由挤压向伸展转换的构造背景下部分熔融所形成,石英闪长质包体为源区残留的岩石。这期钾质花岗岩的形成,标志着华北克拉通太古宙末期岩浆事件的结束以及稳定陆壳的形成。     

华北东部中、新生代岩石圈地幔的不均一性：来自橄榄石的组成填图结果

华北中、新生代玄武质火山岩和基性脉岩携带的地慢橄榄岩捕虏体中橄榄石和／或橄榄石捕虏晶系统的组成填图显示华北东部中、新生代岩石圈地幔存在明显的时空分布规律和不均一性。这与通过岩石圈地幔源基性岩石的地球化学反演获得的华北中生代岩石圈地幔的时空不均一性及其块体特征完全一致。太行山和鲁皖地区新生代岩石圈地慢的差异演化主要反映古老地幔橄榄岩与熔体相互作用时熔体性质和来源的不同。同时,橄榄石Fo填图还揭示了郯庐断裂对华北东部中、新生代基性岩浆活动及其岩石圈地幔演化的重要制约作用。而且,华北东部中生代岩石圈减薄后尚存古老岩石圈地幔残留。因此,华北东部岩石圈减薄的整体拆沉模式很难成立。     

华北克拉通古老大陆地壳组成及演化

对鞍本、冀东、鲁西、阴山等早前寒武纪典型地区和深部物质进行了深入研究,总结了华北克拉通早期地壳形成演化历史。揭示出鄂尔多斯地块本身强烈卷入了古元古代晚期构造热事件。首次在华北克拉通划分出3个>2.6 Ga 古陆块。     

Changes of Late Mesozoic Tectonic Regimes around the Ordos Basin (North China) and their Geodynamic Implications

A synthesis is given in this paper on late Mesozoic deformation pattern in the zones around the Ordos Basin based on lithostratigraphic and structural analyses. A relative chronology of the late Mesozoic tectonic stress evolution was established from the field analyses of fault kinematics and constrained by stratigraphic contact relationships. The results show alternation of tectonic compressional and extensional regimes. The Ordos Basin and its surroundings were in weak N-S to NNE-SSW extension during the Early to Middle Jurassic, which reactivated E-W-trending basement fractures. The tectonic regime changed to a multi-directional compressional one during the Late Jurassic, which resulted in crustal shortening deformation along the marginal zones of the Ordos Basin. Then it changed to an extensional one during the Early Cretaceous, which rifted the western, northwestern and southeastern margins of the Ordos Basin. A NW-SE compression occurred during the Late Cretaceous and caused the termination of sedimentation and uplift of the Ordos Basin. This phased evolution of the late Mesozoic tectonic stress regimes and associated deformation pattern around the Ordos Basin best records the changes in regional geodynamic settings in East Asia, from the Early to Middle Jurassic post-orogenic extension following the Triassic collision between the North and South China Blocks, to the Late Jurassic multi-directional compressions produced by synchronous convergence of the three plates (the Siberian Plate to the north, Paleo-Pacific Plate to the east and Lhasa Block to the west) towards the East Asian continent. Early Cretaceous extension might be the response to collapse and lithospheric thinning of the North China Craton.     

华北克拉通东部地块中生代变形的关键时限及其对构造的制约——以胶辽地区为例

胶辽地块是华北克拉通东部地块的重要组成,处于北倾的大别-苏鲁构造带的上盘。过去近十年来提出的几个关于东北亚构造演化的重要构造模型涉及到了胶辽地块。本文主要利用我们在辽东半岛南部地区获得的SHRIMP U-Pb锆石定年结果,结合华北克拉通东部野外地质调查的野外第一手资料、我们获得的渤海湾盆地中的中生代构造资料以及其它研究人员的SHRIMP定年资料,系统建立华北克拉通东部地块中生代的构造变形过程,并讨论相关构造模型或构造问题。最近SHRIMP定年研究发现,胶辽地块中古元古代地质体经历了～160 Ma的重熔事件。CL和BSE图象显示,在辽南新太古宙地块附近丹东花岗岩体的两个样品LJ023和LJ030中发现一些167～157Ma的自形岩浆锆石和围绕年龄大约为2100 Ma核部锆石的岩浆型锆石环带。这次重熔事件很可能为华北克拉通的下地壳原地重熔。丹东岩体呈NE走向排列,经历了强烈的近水平韧性剪切变形和随后NNE走向的褶皱变形。本文以丹东地区为例,准确确定了这些变形的年龄。根据辽东半岛东西向剪切带中白云母K-Ar和~(40)Ar/~(39)Ar年龄,第一幕变形界定在195～193 Ma之间。根据野外侵入体与变形叶理之间的关系,丹东花岗岩遭受的第二幕变形发生于153～145Ma之间。第三幕变形,也即为NNE向走滑作用,约束在135Ma～95Ma