内蒙古中部大青山—乌拉山地区孔兹岩系的变质地层结构及动力学意义

通过对内蒙古大青山—乌拉山地区高级变质杂岩的研究发现,区内孔兹岩系先后遭受到近水平顺层滑脱变形、穹-褶构造和近东西向陡倾叶理带的改造。由于近水平顺层滑脱变形,这些变质地层发生“岩层缺失、隔层相触”,在空间上表现为近水平的长轴近东西向的扁豆体堆叠而成的变质地层结构,而后期近东西向陡倾叶理带的叠加,又使得这些变质地层在空间上以不规则条带状、不规则团块状或透镜状形式出露,各变质地层单位之间及与其他变质岩系之间显现出“犬牙交错、参差产出”的特征,从而显示出十分复杂的变质地层结构。可以确定,区内孔兹岩系至少经历了2个造山旋回,近水平顺层滑脱变形构造及对应的变质地层结构是早期造山旋回后期阶段的产物,而近东西向陡倾叶理带及相应的变质地层结构则属于后期造山旋回。     

内蒙古大青山地区孔兹岩系的地层结构

内蒙古大青山地区普遍发育由孔兹岩系、黑云角闪片麻岩系、麻粒岩系和侵位其中的变质深成岩构成的高级变质杂岩。由于多期强烈的变形变质作用，区内孔慈岩系的地层结构十分复杂。近几年的1：5万区调研究查明，孔慈岩系是以构造不整合覆盖在麻粒岩系之上的一套高级变质地层，主要由榴云片麻岩岩组、透辉片麻岩岩组、大理岩岩组组成。它们均遭受了早期下地壳麻粒岩相环境的近水平顺层韧性剪切变形和后期高角闪岩相条件的近南北和近东西向构造变形，分别导致孔慈岩系变质地层的“岩层缺失、隔层相触”、“犬牙交错、搀杂产出”特征，对这些变质地层早期结构的恢复发现，区内孔慈岩系各岩组之间均以近水平剪切界面接触，表现为由近水平剪切界面所围限的透镜状地层岩片堆垛而成的地层结构。     

内蒙古孔兹岩带乌拉山-大青山地区古元古代孔兹岩系年代学研究

乌拉山-大青山孔兹岩系岩石出露于华北克拉通孔兹岩带中段,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。研究区孔兹岩系岩石包括堇青石榴黑云二长片麻岩、夕线堇青石榴黑云二长片麻岩、紫苏石榴黑云片麻岩和石榴长英质粒状岩石,系统的岩相学观察显示多种典型的减压反应结构。阴极发光图像特征显示乌拉山-大青山孔兹岩系岩石均存在大量继承性碎屑锆石和变质增生锆石,其中继承性碎屑锆石形态复杂,多显示典型岩浆结晶环带,标志着源区物质主要来源于岩浆岩。变质锆石为新生的单颗粒或围绕着继承性碎屑锆石核生长,内部结构均匀,整体的Th/U比值较低。锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果表明,该区孔兹岩系岩石的继承性碎屑锆石的207Pb/206Pb年龄主要集中在2400~2500Ma、~2300Ma和2000~2100Ma,进而可限定其最老沉积时代应为~2000Ma,表明乌拉山-大青山孔兹岩系的原岩形成时代为古元古代中期。乌拉山-大青山孔兹岩系中典型的变质锆石记录其变质时代为1850~1950Ma,并显示~1950Ma和~1860Ma两组年龄峰。结合前人对内蒙古孔兹岩带乌拉山-大青山地区高级变质地体的变质作用、构造演化和同位素年代学的研究结果,综合判断该期变质事件与古元古代华北克拉通西部陆块内北部的阴山陆块和南部的鄂尔多斯陆块之间的俯冲-碰撞并折返抬升至地表的动力学过程有关,其中~1950Ma代表了陆-陆碰撞形成孔兹岩带的初始阶段,而~1860Ma则代表了其折返抬升的时代。     

太古宙高级变质杂岩的近水平顺层剪切构造变形及岩石深熔作用-以内蒙古大青山地区为例

内蒙古大青山地区是华北地台北缘以富含麻粒岩系和孔兹岩系为特征的高级变质地层发育的地区之一，其中太古宙的岩石普遍经历了麻粒岩相变质与变形作用。在高级变质杂岩中变形构造复杂，其中近南北向和近东西向构造构成了本区的基本构造格局。研究发现，在高级变质地层中还存在着一期近水平顺层剪切构造变形形迹，其形成于下地壳麻粒岩相。近水平顺层剪切构造变形不仅导致麻粒岩系与孔兹岩系以近水平构造面相接触。同时还导致麻粒岩系及孔兹岩系不同程度的熔融。     

内蒙古大青山地区枣儿沟角度不整合的发现与美岱召岩群的建立——孔兹岩系之上的古元古代浅变质地层

内蒙古大青山地区是华北克拉通北缘西段以孔兹岩系发育为特征的早前寒武纪变质杂岩发育地区之一。区内,除大面积出露的孔兹岩系之外,还残存有一套由各种石英岩、变粒岩组成的浅变质碎屑沉积地层,前人将其划归乌拉山岩群第四岩组或高角闪岩相孔兹岩系。笔者通过详细的地质填图,发现这套浅变质地层以角度不整合覆盖在孔兹岩系之上,应是孔兹岩系经历了下地壳麻粒岩相变质变形并隆升到地表之后沉积的,形成时代为古元古代,并把这套浅变质地层定名为美岱召岩群。     

内蒙古大青山地区早前寒武纪变质地层的组成及特征

内蒙古大青山地区是华北克拉通北缘早前寒武纪变质杂岩发育地区，也是高级变质地层发育地区。多年来，对该区早产寒武纪变质地层的组成和划分一直存在着争议。近几年来，作者以相同或相似的岩性组合为基本填图单位，以变形变质作用特征的研究为主线，结合岩浆活动作用，原岩建造等方面的研究，通过对内蒙古大青山地区的6幅、：5万区域地质调查，提出自该区早前寒武纪变质地层自下而上可划分为古太古代兴和岩群，中太古代乌拉山岩群和古元古代美岱召岩群3个岩群，并进一步划分为8个岩组。其中兴和岩群和乌拉山岩群均遭受了麻粒岩相－高角闪岩相条件下的多期强烈的变形变质作用改造，并相互参差交错地工生在一起。详细地构造解析结果表明，兴和岩群和乌拉山岩群均遭受到一期下地壳麻粒岩相环境下的近水平剪切变形和高角闪岩相条件下的近南北向和近东西向纵向构造置换作用的改造。早期近水平剪切导致乌拉山岩群的各个地层单元以透镜状岩片叠置于兴和岩群之上，后期纵向构造置换作用导致兴和岩群和乌拉山岩群的不同地层单元沿现存叶理相互穿插，造成以现存叶理为标志的“假互层”或“假夹层”。美岱召岩群为一套浅变质的碎屑沉积岩系，仅遭受绿片岩相变质，变形特征也不同于乌拉山岩群，其以角度不整合覆盖在由乌拉山岩群，兴和岩群及侵入其中变质深成岩组成的高级变质杂岩之上。     

高级变质区岩石地层系统建立的思考与实践——以内蒙古大青山—乌拉山地区为例

作者通过两个项目的区域地质调查研究，在大青山—乌拉山及其邻区重建了早前寒武纪地层系统，将新建的美岱召岩群列入古元古代。对区内高级变质岩石地层进行重组，在麻粒岩系中划分了2个岩组，归并为桑干岩群，将乌拉山岩群划分为上、下两个亚岩群，下亚岩群片麻岩系，上亚岩群相当于集宁群，可称孔兹岩系。提出本区高级变质区的主期构造是穹形构造与穹间褶皱群构造组合样式(简称“穹—褶”构造)，确立了大型顺层滑脱构造系统是决定高级变质岩石地层空间分布、组成特征和相互关系的关键因素，提出了研究高级变质岩石地层系统建立的方法与步骤。     

内蒙古中部大青山-乌拉山地区早前寒武系研究的重要进展及对高级变质区开展地层工作的几点建议

介绍了1996-2003年期间,通过内蒙古大青山-乌拉山地区1：5万和1：25万区域地质调查,在本区早前寒武纪地层尤其是高级变质地层研究方面取得的重要进展。这些进展是：重建了一个由4个岩群12个岩组构成的早前寒武纪地层系统;发现了枣儿沟角度不整合面和新建了古元古代的美岱召岩群;提出了适合高级变质地层发育区地层工作的“构造-岩层-事件法”的工作思路和方法。在这一思路和方法指导下,明确了本区构造样式演化与高级区地层系统重建的关系,提出了主期构造决定岩石地层现今展布特征,早期构造造成地层组成、结构特征、空间叠置及接触关系性质,后期构造导致区内高级变质地层局部复杂化和再造的基本规律性的认识。最后对高级区开展地层研究提出4点建议。     

内蒙古大青山-乌拉山地区高级变质杂岩中的陡倾叶理带——造山作用的产物

内蒙古大青山-乌拉山地区的高级变质杂岩是华北克拉通北缘西段怀安-贺兰山麻粒岩相地体的一部分,以孔兹岩系的发育为特征.这些高级变质杂岩经历了十分复杂的变形变质作用改造,构造特征十分复杂.近年来的研究发现,近东西向陡倾叶理带是该区高级变质杂岩中保存完好的一种主要构造形式,规模巨大,以密集的近东西向陡倾叶理和直立褶皱的发育为特征,反映了地壳挤压收缩环境下的纯剪切变形,其上叠加了深构相右行走滑剪切带.陡倾叶理带形成于角闪岩相-角闪麻粒岩相构造环境中,叠加在早期近水平顺层滑脱变形和穹形构造之上,是古元古代末期叠加造山作用的产物.     

大青山太古宙高级变质岩近水平顺层伸展变形——地球上早期的伸展构造

内蒙古大青山—乌拉山位于华北克拉通北缘,是我国高级区发育较好的区域之一。区内高级变质杂岩总体上呈近东西向延伸,经历多期变质变形作用改造。近水平顺层伸展变形是高级变质杂岩中最早的塑性流动变形作用,发生在下地壳麻粒岩相环境下。变形作用伴随麻粒岩相变质作用、深熔作用,形成了顺层滑动韧性变形带、穹隆构造、层内底辟褶皱和L构造岩等构造形迹组合。这期变形作用不仅导致区内的孔兹岩系和麻粒岩系以近水平构造面接触,也造成孔兹岩系中各个地层单位具有以透镜状岩片堆叠的地层结构,并且还伴随有不同类型的深熔片麻岩形成。近水平顺层伸展变形作用的确立,对研究早前寒武纪高级区地壳形成演化和高级变质地层构造格架的建立具有重要的理论意义。     

内蒙古大青山地区孔兹岩系中大理岩岩组的地球化学特征及原岩建造

大理岩岩组是内蒙古大青山地区孔兹岩系3个岩组中最上部的一个岩组,该岩组是一套富镁质的大理岩系,以巨厚的、大面积分布的白云质大理岩的发育为特征,底部有少量碎屑岩沉积,矿物组成除白云石外,普遍含蛇纹石化橄榄石、透辉石、金云母等一种或多种富镁硅酸盐矿物。岩石地球化学以富CaO、MgO和LOI为特征,反映了碳酸盐岩的地球化学特征,CaO＋MgO含量达44.96%以上,且CaO/MgO比值较小（1.37～10.94）,其原岩应为一套碎屑含量极低的白云岩,以化学沉积为主。原岩建造的沉积环境：由初期的陆海过渡的三角洲相,过渡到滨海-浅海相,最后到干燥气候条件下有障蔽岛相隔的封闭海盆相。构造环境也从亚稳定状态过渡到稳定构造环境,表明该套变质沉积地层的原岩可能形成于被动大陆边缘,但更类似于中元古界长城系、蓟县系这样的克拉通内裂陷槽或裂谷沉积。     

内蒙古兴和-卓资太古宙孔兹岩系变质峰期水活度、氧逸度及其化学位变化

通过脱水反应的平衡热力学计算确定内蒙古兴和－卓资太古宙孔兹岩系变泥砂质岩中变质峰期ａＨ２Ｏ 总体较低, 变化于０．１２～０．４０ 之间, 黑云紫苏片麻岩中ａＨ２Ｏ为０．２０～０．４３。前者的ｌｏｇｆＯ２ 值最高为－ １３～－ １５, 但在有些岩石中极低,（μＨ２ Ｏ／ＸＢｔＭ ｇ ）Ｐ,Ｔ和（μＯ２ ／ＸＢｔＭ ｇ ）Ｐ,Ｔ的系数主要变化于－ ０．２４１～－ ０．３８３ 和－ １．０５２～－ １．８１０,（μＨ２Ｏ ／μＯ２ ）Ｐ,Ｔ的斜率也有一定变化。这些数值变化特征按 “碳质变质”观点不应出现, 主要也不是脱水熔融作用所致, 它们可能与非完全开放系统中Ｈ２Ｏ较ＣＯ２ 易于逸散有关。