中-新生代东北和华北的洋陆转换作用

本文对西太平洋的洋-陆转换作用进行探讨。西太平洋洋-陆转换带在中国东部可分为华南、华北-黄海和东北3个区段。东北地区中-新生代洋-陆转换作用涉及古今太平洋板块和蒙古—鄂霍茨克洋板块两方面俯冲作用的影响,产生大面积中基性岩浆和火山活动,从侏罗纪一直延伸到现在。不同于东北和华南地区,华北-黄海有克拉通型的岩石圈,在晚侏罗世—新近纪因为太平洋板块的大角度旋转造成软流圈低黏度物质上涌,和地壳拉张与幔源岩浆的底侵,造成上地壳裂谷型沉积盆地。燕山地区在侏罗纪与东北地区类似,有强烈的软流圈上涌和岩石圈岩石部分熔融,产生强烈岩浆活动。在白垩纪到新生代,因为蒙古—鄂霍茨克洋闭合和太平洋板块大角度旋转,发生沿蒙古—鄂霍茨克洋的转换断层的拉张,产生从南蒙古过锡林浩特的NW向玄武质岩浆和火山带。洋-陆转换带不同区段有不同的动力学作用演化过程,与先期岩石圈的性质、大洋板块俯冲带的分布、方向变化和俯冲持续时间、以及后期俯冲带后撤作用都有密切关系。洋-陆转换作用的统一后果是大陆的增生,但是不同区段大陆增生和物质运动的模式是不一样的。     

额尔古纳地块J_3—K_1岩浆作用及其变形历史:对蒙古—鄂霍茨克缝合带晚中生代构造演化的制约

<正>蒙古—鄂霍茨克缝合带位于西伯利亚板块、华北板块和古太平洋板块之间,在东亚大陆中生代的形成演化历史上占有极为重要的位置。沿着蒙古—鄂霍茨克缝合带的两侧分布着早中生代钙碱性火山岩和花岗岩带,表明蒙古—鄂霍茨克洋在早中生代期间向南北两侧双向俯冲(Donskaya et al.,2013;Tang et al.,2015)。由于西伯利亚克拉通相对于蒙古陆块旋转,导致了蒙古—鄂霍茨克洋自西向东剪刀式闭合,     

东北亚早中生代火成岩组合的时空变异:对古太平洋板块俯冲开始时间的制约

本文系统总结了东北亚早中生代火成岩的岩石组合及其空间变异,讨论了古太平洋板块向欧亚大陆下俯冲作用开始的时间和早中生代岩浆作用与古亚洲洋构造体系、蒙古-鄂霍茨克构造体系以及扬子与华北克拉通俯冲碰撞作用之间的关系。东北亚早中生代岩浆作用划分成3期:早-中三叠世、晚三叠世和早侏罗世。额尔古纳地块上早中生代钙碱性岩浆作用揭示了蒙古-鄂霍茨克大洋板块南向俯冲作用的发生;华北克拉通北缘三叠纪碱性和双峰式岩浆作用揭示了古亚洲洋最终闭合后的伸展环境;吉黑东部晚三叠世A型流纹岩、双峰式岩浆作用与稳定陆缘沉积一起暗示了伸展环境和被动陆缘背景,而早侏罗世钙碱性岩浆作用及其成分极性与陆缘增生杂岩一起揭示了古太平洋板块向欧亚大陆下俯冲作用的开始。     

蒙古-鄂霍茨克造山带山弯构造形成的动力学机制探讨SCIEI北大核心CSCD

蒙古-鄂霍茨克造山带呈北东向从蒙古中部延至鄂霍茨克海的乌地湾,被认为是蒙古-鄂霍茨克洋侏罗纪-白垩纪闭合产物,其对于探讨东北亚区域大地构造演化以及欧亚大陆中生代聚合具有重要意义。蒙古-鄂霍茨克造山带具有典型的山弯构造格架,其“对折”的两翼发生了强烈的“自碰撞”造山作用。关于蒙古-鄂霍茨克山弯构造形成动力学机制,前人将其归因于西伯利亚与华北-阿穆尔陆块之间的挤压缩短、古亚洲洋俯冲板片不断的后撤和西伯利亚与华北的相向旋转等动力学过程,却忽视了蒙古-鄂霍茨克洋俯冲作用对蒙古-鄂霍茨克马蹄形弯曲过程的影响。最近,弧岩浆活动的迁移和山弯构造转折端构造变形解析研究暗示蒙古-鄂霍茨克洋俯冲板片后撤可能在山弯构造形成过程中起着重要作用,但这一新的解释模式还缺乏地质证据的支持和验证。围绕蒙古-鄂霍茨克山弯构造发育的与岛弧岩浆岩同时期的弧后盆地蛇绿岩、双峰式火山岩、A2型和S型花岗岩和伴生的沉积岩等地质记录,表明蒙古-鄂霍茨克洋在二叠纪-三叠纪时期发育多期次弧后伸展,总的延伸长度超过5000km,与蒙古-鄂霍茨克洋大规模俯冲板片后撤有关。弧后盆地带的厘定表明蒙古-鄂霍茨克洋发育西太平洋型活动大陆边缘,而非安第斯型活动大陆边缘。另外,蒙古-鄂霍茨克洋的弧后伸展盆地形成时间与蒙古-鄂霍茨克山弯构造弯曲的时间一致,进一步证实俯冲板片沿走向不均匀后撤在蒙古-鄂霍茨克山弯构造形成过程中扮演着重要角色。     

从地壳上地幔构造看大陆碰撞作用（下）

本篇讨论陆—岛碰撞、地体拼合和复理石建造等大地构造作用。根据碰撞陆块的尺度可将大陆碰撞分为陆—陆碰撞、陆—岛碰撞和岛—岛碰撞三种不同级别。大陆碰撞的强度与碰撞陆块边缘的形状有关。在陆块边缘的凸出部碰撞最为剧烈,形成岩石圈变形极为剧烈的碰撞造山带。在小陆块两侧或凹入部碰撞不易发生,形成沉积巨厚的复理石建造。如果多个陆块在会聚时相对运动速度不大,碰撞不大剧烈,这种碰撞称为地体拼合.地体拼合属于岩石圈挤压力较小而作用期较长的造陆作用,以蒙古—鄂霍次克带为代表,洋陆转换带岩石圈大部分成为增生的大陆。地体拼合过程分以下4个阶段:①双向俯冲形成岛弧;②洋—岛俯冲扩展洋陆转换带;③幔源岩浆底侵,洋陆转换带岩石圈向大陆岩石圈演化;④地体拼合造陆,大陆增生。大陆碰撞发生时不发生碰撞的部位板块会聚产物具复理石建造特征。复理石盆地是被洋壳俯冲推挤成陆的显生宙洋陆转换区,以巨厚深水浊流沉积及等深流沉积为特征。大陆岩石圈碰撞作用分为以下五类:裙边碰撞,裸碰撞、弱碰撞、无碰撞和碰撞走滑,碰撞的特征参数各不相同,其中只有裸碰撞在力学上属于弹性碰撞。     

东北亚中生代洋陆过渡带的研究及启示

从中生代起,亚洲大陆作为一个统一的大陆岩石圈板块,开始了大陆边缘的组建和改造。本文采用构造地层-地体观点,依据生物地层学和碰撞造山带的不同特征,将东北亚洋陆过渡带从西到东分成了7个带:(1)受郯庐断裂系改造的华北克拉通东缘带;(2)以近陆缘物质为主的增生带I;(3)以异源混杂堆积为主的增生带II;(4)新西伯利亚-楚科奇-阿拉斯加陆缘增生带III;(5)陆缘火山-深成岩带;(6)科里亚克增生带IV;(7)堪察加-萨哈林-东北日本增生带V。其中自早白垩世末至古新世初形成的楚科奇海-东锡霍特阿林的火山-深成岩带作为太平洋板块开始正向俯冲并导致弧岩浆活动的重要标志。此前晚三叠世至早白垩世末,在转换大陆边缘活动背景下,大量低纬度的外来地体以左旋平移断裂作用向北迁移并斜拼贴在陆缘。时空格局的分带性和阶段性清晰地展示了东北亚大陆边缘洋陆演化的关系。作者基于上述研究,并结合其他学科近期研究成果,对中国东部中生代岩浆作用与太平洋板块俯冲作用的关系进行了讨论,认为中国东部晚侏罗世-早白垩世大规模岩浆活动的高峰期正值东北亚洋陆过渡带转换大陆边缘活动和地体拼贴增生的阶段。然而太平洋板块正向俯冲主要发生在早白垩世末-晚白垩世,此时我国东部的大规模岩浆活动业已结束。因此难以将中国东部的岩浆活动与太平洋板块的正向俯冲作用相联系。以年轻陆壳组成的大兴安岭为例,作者提出晚侏罗世-早白垩世不同深度的两种地质作用同时控制着中国东部岩浆活动的源区特征和侵位的空间:即深部软流圈底辟上涌与中-上部地壳受到的洋陆之间的剪切走滑作用形成的变形。     

岩石圈—软流圈物质循环促进大陆增生的新方式

大陆动力学研究地球内能量和物质的运动和伴随的信息传播,上地幔中的软流圈是地球内部的物质运动的关键部位之一。由于观测的技术方法少,人类对软流圈内部的地质作用过程所知甚少。在青藏高原,过去地震波三维层析成像的分辨率不高,难以对地壳上地幔构造进行准确的定位。我们收集和整理了地方地震台的数字化观测数据,使地震体波三维层析成像的准确度大大提高,为解决软流圈的地质构造准确成像提供了新的可能性。根据地震体波三维层析的成像结果,在古特提斯洋和特提斯洋俯冲板块前沿的软流圈底部410 km间断面上方,存在反映古大洋俯冲板块的高速体,它们在青藏高原、苏鲁和伊朗都有出现。清晰和稳定的高波速异常的位置表明,特提斯洋俯冲板块现在已经拆沉在软流圈的底部,古特提斯洋俯冲板块也可能曾经拆沉在软流圈的底部。对比青藏高原和苏鲁的地壳上地幔波速结构推测,拆沉造成软流圈中的轻元素物质上涌,进入大陆岩石圈,造成岩浆活动。上涌还使碰撞造山带地壳厚度减小,而岩石圈厚度增加。大约100 Ma后,俯冲下去的大洋残块会被软流圈物质磨蚀交代,使岩石圈厚度增加, 形成大陆下方的大陆根,造成大陆克拉通化和体积增生。大洋板块俯冲后在软流圈拆沉是岩石圈—软流圈物质循环的一种重要方式,对软流圈中物质均衡和体积稳定也起重要作用。     

东北亚晚古生代—中生代岩浆时空演化:多重板块构造体制范围及叠合的鉴别证据

东北亚大地构造发展经历了古亚洲洋、蒙古—鄂霍茨克洋和古太平洋的俯冲-碰撞作用。如何鉴别和厘定这三种构造体制的时空影响范围和叠合过程一直是一个难题。本文通过巨型岩浆岩带的建库编图,揭示了该地区晚古生代—中生代岩浆岩的时空迁移规律;据此,探讨和厘定了这三大板块构造体制的时空分布范围和构造叠合过程。二叠纪到三叠纪早期间,古亚洲洋体制经历了俯冲到碰撞,主要作用于阿拉善—华北北缘—大兴安岭一带;期间,鄂霍茨克洋主要为陆缘环境,影响范围限于中北部蒙古—外贝加尔一带,并在侏罗纪逐渐向蒙古—鄂霍茨克主缝合带迁移,到白垩纪,其造山带伸展垮塌阶段,影响范围增大,远程效应波及阿拉善—华北北缘—大兴安岭一带,叠加于古亚洲洋体制产物之上。古太平洋构造体制主要发育于三叠纪—侏罗纪时期,其平板俯冲影响范围抵达大兴安岭—太行山,在白垩纪,俯冲板片后撤,影响范围迁移至东亚大陆最东缘。这些作用叠加于古亚洲洋体制产物之上;并与蒙古—鄂霍茨克洋体制同时叠合于大兴安岭一带。     

中国东部陆壳洋幔型岩石圈及其形成机制

长期以来中国东部岩石圈具有何种特殊性,其类型是否转变,其形成年代与形成机制等问题一直存在着不同意见。通过系统研究中国东部地质、地球化学与地球物理资料,笔者提出中国东部大陆地壳在侏罗纪晚期,受北美板块WSW向强烈的挤压以及特提斯洋朝东北方向张开的共同作用,使东亚大陆地壳发生逆时针转动,以致中国东部陆壳水平滑移到古老的洋壳或洋幔之上。在中国东部,原来的大陆型岩石圈的边部就出现较薄的陆壳洋幔型岩石圈(陆壳厚30~40 km,洋幔厚40~50 km)。幔源包体的资料表明中国东部岩石圈地幔与软流圈是未经扰动或轻微扰动,它们均发生在太古宙或中新元古代,还没有足够的在中、新生代发生扰动的证据。看来造成上述岩石圈结构类型的转换,不大可能是中、新生代大洋板块俯冲作用的直接结果,也不像是深部热地幔上涌或底侵作用的产物。强构造–岩浆活动源区形成于区域性断层与中地壳或莫霍面的构造滑脱的交切带,只有极少数的断层可深达岩石圈底面。中国东部岩石圈的构造滑脱面主要在中地壳或莫霍面,而不是在软流圈。中国东部中新生代强烈的构造-岩浆作用与内生金属成矿作用,正是受此种特殊岩石圈结构的控制而形成的。总之笔者认为:亚洲与中国大陆东部的岩石圈(包括其中的华北地区)在中、新生代并没有发生"克拉通的裂解",而只是岩石圈的类型发生了变化,出现了一种洋陆过渡类型的陆壳洋幔型岩石圈。     

中亚造山带东部岩浆热液矿床时空分布特征及其构造背景

中亚造山带东部是古亚洲洋构造域、鄂霍茨克洋构造域和古太平洋构造域复合叠加区域,矿产资源丰富。本文收集2000—2014年公开发表文献中岩浆热液矿床约1 200个同位素年龄数据,整理出201个较为可靠的年龄数据,通过数字化编图,揭示成矿的时空分布特征及形成背景。结果显示:中亚造山带东部成矿作用始于寒武纪,出现6个重要成矿期:510~473、373~330、320~253、250~210、210~167、155~100 Ma。510~473 Ma(峰值507 Ma),矿床主要分布在大兴安岭—小兴安岭—张广才岭和北山地区,零星发育热液脉型和斑岩型铁铜金钨矿床,与古亚洲洋开始俯冲及微陆块碰撞拼合有关。373~330 Ma(峰值372Ma),矿床主要分布在南蒙古奥尤陶勒盖地区,发育超大型斑岩型铜金矿床,形成于古亚洲洋俯冲环境。320~253 Ma,矿床主要分布在大兴安岭南段,发育少量斑岩型铜矿床和造山型金矿床;其中,298 Ma在大兴安岭南段首次出现以钼为主的斑岩型矿床,指示该区板块俯冲增生向拼贴转变逐渐过渡。250~210 Ma(峰值244 Ma),在蒙古—鄂霍茨克造山带东侧额尔古纳—中蒙古地块主要形成斑岩型铜矿床,可能与蒙古—鄂霍茨克洋俯冲有关;以东地区,主要在大兴安岭南段和辽远地块形成斑岩型钼矿床,在张广才岭发育岩浆熔离型铜镍矿床,反映了古亚洲洋闭合后伸展环境。210~167 Ma(峰值170 Ma),在蒙古—鄂霍茨克造山带西侧乌兰巴托西北部发育造山型-斑岩型金矿床,其东侧额尔古纳地区形成斑岩型铜钼矿床,可能与蒙古—鄂霍茨克洋俯冲碰撞有关;在吉黑东部—张广才岭—小兴安岭—大兴安岭,发育斑岩型钼铜矿床和矽卡岩型铅锌钨金矿床组合,可能属于古太平洋板块向西俯冲成矿体系。155~100 Ma(峰值136 Ma),中亚造山带东部整体处于伸展环境;其中,155~120 Ma在额尔古纳地区主要发育浅成低温热液型银铅锌矿床和造山型金矿床,大兴安岭北段发育斑岩型钼矿床,可能反映了额尔古纳地区和大兴安岭北段受蒙古—鄂霍茨克洋碰撞后伸展环境控制,而在吉黑东部形成浅成低温热液型金矿床,大兴安岭南段发育热液脉型-矽卡岩型锡矿床,可能受古太平洋板块向北俯冲弧后伸展的控制;120~100 Ma沿着华北克拉通和佳蒙陆块边缘发育浅成低温热液型-斑岩型金钼矿床。本研究综合岩浆热液矿床时空分布和矿床类型,进一步揭示了古亚洲洋构造域控制中亚造山带东部古生代成矿作用持续到晚二叠世(到早三叠世),并在晚三叠世叠加古太平洋构造域成矿体系,而额尔古纳—中蒙古地块成矿作用在三叠纪开始主要受蒙古—鄂霍茨克洋构造域限定,并持续到早白垩世早期。     

对山西隆起区中新生代构造演化的认识

对山西隆起区中新生代构造演化的认识,是探讨华北陆块演化、破坏等科学问题的基础。在中新生代期间,不论是岩石圈的差异演化、构造体制转换、岩浆活动,还是地貌反转,位于华北陆块中心部位的山西地区总是处于过渡带的位置。该地理位置说明了该区在华北陆块演化研究中的重要性。在近年1∶5万、1∶25万区域地质调查成果及以往研究资料的基础上,以中生代区域性断裂、新生代汾渭裂谷及山体隆升为主要研究内容,探讨山西隆起区中新生代岩石圈从增厚到减薄、构造体制从挤压到伸展转换,以及随华北陆块一起经历地貌格局从东高西低到西高东低转换的构造演化进程。研究认为,山西地区中新生代构造体系的发育从属统一的区域动力学环境,周边板块之间的相互作用引起深部软流圈变化: 软流圈下沉,岩石圈则相对增厚,地壳垂向伸展,横向收缩; 软流圈上涌,岩石圈相应减薄,地壳水平伸展。软流圈的变化对该地区中新生代构造变形、沉积格局、岩浆活动等方面起着控制作用。     

东北亚地区晚侏罗—白垩纪构造格架主体特点

将东北地区主体构造特征置于东北亚大地构造背景中进行分析,可将东北亚地区晚中生代—古近纪的构造演化划分为3个时段:1)中—晚侏罗世,特提斯洋扩张及古北美大陆板块与古欧亚大陆之间的碰撞,致使蒙古—鄂霍茨克湾闭合,形成大规模深层次逆冲构造;并在南蒙古和华北地块北缘产生远距离的构造叠加效应。2)晚侏罗—早白垩世,特提斯洋板块、古太平洋构造域(包括古太平洋和伊泽纳奇板块)与古欧亚大陆之间的联合作用,导致亚洲东部大陆地壳向东蠕散、伸展和断块活动,伴随发育小型断陷盆地和变质核杂岩。3)早白垩世末(阿尔布晚期)—新近纪(中新世),特提斯洋板块(后期包括印度大陆)、太平洋构造域与欧亚大陆间的联合作用,导致古太平洋(或伊泽纳奇板块)消失及鄂霍茨克海微板块与欧亚大陆之间的碰撞,在大陆边缘叠加形成火山-深成岩带和坳陷盆地。在100～40Ma期间,太平洋构造域与欧亚大陆之间的相互作用,对欧亚大陆东部边缘产生重大影响,在导致大陆岩石圈-地壳减薄、地幔类型转变和强烈深成构造-岩浆活动的同时,也产生一系列与大陆边缘断块活动有关的浅层效应。     

形成闽浙火山岩带的洋陆转换作用

本文研究了闽浙火山岩带形成的洋陆转换作用。洋陆转换作用涉及整个上地幔物质运动,研究的主要根据来自对地幔调查的地球物理资料。研究表明,闽浙火山岩带形成的根源在其下方的伊佐奈崎板块,它反映为上地幔底部的高波速异常体。它向上方释放基性的熔体,使软流圈底部变为玄武质低黏度物质,并且向上继续蠕动。向上的继续蠕动在岩石圈地幔形成英安质岩浆房。由于闽浙地壳比较冷硬的克拉通性质,英安质岩浆房上涌速度缓慢,混染了大量上地壳物质,转变成为酸性的枝叉状岩浆囊。在125 Ma太平洋板块发生旋转后,由于地壳逐渐放松俯冲造成的挤压,岩浆释放造成大规模酸性火山爆发,形成闽浙火山岩带。可见,大陆增生的主要方式不仅有俯冲带大量英安质和玄武质幔源岩浆上涌的模式,还有混染了大量上地壳物质的流纹质岩浆活动。     

从地壳上地幔构造看洋陆转换作用

根据近年来全球地壳上地幔探测的成果,分析了洋陆转换、地壳和岩石圈加厚的作用过程。洋陆转换作用可分为以下五个演化阶段:①同大洋扩张期的地壳增厚;②海沟发生与早期俯冲;③俯冲带成熟与沟弧盆体系形成;④俯冲带汇聚和位移;⑤陆—岛碰撞和陆壳连接。同大洋扩张期的地壳增厚作用指发生在被动大陆边缘的地质作用。包括沉积作用,岩浆底侵作用,下地壳和岩石圈地幔压裂,形成海沟等。海沟形成后陆缘转变为主动大陆边缘,大地构造机制转换为板块俯冲作用。成熟期的洋—陆转换作用特征是海盆扩张和板块俯冲造成的洋壳缩短取得平衡。弧后盆地和弧后边缘海的打开,表明俯冲带进入完全成熟的阶段。洋脊俯冲之后过成熟期的洋—陆转换作用,其特征是海盆逐渐缩小而且板块俯冲带汇聚。这里既有密集的俯冲带又有短期打开的边缘海岭;俯冲带不断位移,既可后撤也可前冲;俯冲板块经常发生断裂和拆沉。过成熟期的板块俯冲结果是边缘海微板块的萎缩。经过陆—岛碰撞,岛弧地壳增厚,与大陆板块连为一体,成为大陆内部的一个构造单元,即显生宙的"古洋—陆转换带"。     

晚中生代东亚多板块汇聚与大陆构造体系的发展

东亚大陆原型形成于三叠纪印支造山运动旋回,其周邻环绕的三大洋（古太平洋、蒙古-鄂霍茨克洋、中特提斯洋）于早侏罗世初期几乎同时向东亚大陆俯冲,开启了东亚多板块汇聚历史。文章通过总结东亚大陆晚中生代构造变形和构造岩浆事件的新近研究成果,简述了东亚多板块汇聚产生的三个陆缘汇聚构造系统（北部蒙古-鄂霍次克碰撞造山带、东部与俯冲有关的增生造山系统、西南部班公湖-怒江缝合构造带）、陆内汇聚构造变形体系和大陆伸展构造体系。在此基础上,重新构建了东亚多板块汇聚大陆构造-岩浆演化的时间框架,将其划分为三个阶段:早侏罗世（200~170 Ma）周邻大洋板块初始俯冲阶段和陆缘裂解事件,中晚侏罗世-早白垩世早期（170~135 Ma）周邻陆缘碰撞造山或俯冲增生造山作用、陆内再生造山作用和汇聚构造体系的形成;中晚白垩世（135~80 Ma）大陆岩石圈的减薄作用和大陆伸展构造体系的发育。研究认为,晚中生代东亚多板块汇聚在时空上的有序演化和深浅构造的复合叠加,不仅产生了东亚大陆复杂的陆缘和陆内构造体系,同时控制了中国东部燕山期爆发式岩浆-成矿作用,也使东亚构造地貌发生东西翘变,早期陆缘汇聚产生的东部高原因晚期大陆岩石圈的减薄和伸展而垮塌。东亚大陆构造体系的形成和演化与联合古大陆的裂解同步,晚中生代东亚多板块汇聚完成了从东亚到欧亚大陆的演替,以东亚大陆为核心的多板块汇聚格局一直延续至新生代,可能成为未来超大陆形成的起点。      

对中国东部中生代动力学机制的新认识

从20世纪70年代板块构造学说引入中国后,中国地质学家(包括笔者)普遍接受了太平洋板块向欧亚板块俯冲导致中国东部中生代强烈的构造-岩浆活动和相应的成矿作用的观点,乃至成为被认知的理论至今仍然广泛流传。但是,2000—2006年国土资源部开展的《中国岩石圈三维结构》专项研究成果表明:深部软流圈(层)物质上涌才是中国东部中—新生代强烈构造-岩浆活动的主要动力来源。在进一步研究中国东部巨厚的软流圈形成的原因时发现:中侏罗世以来,中国大陆受到了来自4个不同方向的动力挤压,由此导致软流圈物质汇聚到中国东部及邻区大陆之下。太平洋板块的俯冲力只是4个方向中的一个——由东向西挤压,它起到了阻挡软流圈物质继续向东部"洋区"流动的作用,可称它为"远程力效应"。     

从地壳上地幔构造看洋陆转换作用

根据近年来全球地壳上地幔探测的成果,分析了洋陆转换、地壳和岩石圈加厚的作用过程。洋陆转换作用可分为以下五个演化阶段：① 同大洋扩张期的地壳增厚;② 海沟发生与早期俯冲;③ 俯冲带成熟与沟弧盆体系形成;④ 俯冲带汇聚和位移;⑤ 陆—岛碰撞和陆壳连接。同大洋扩张期的地壳增厚作用指发生在被动大陆边缘的地质作用。包括沉积作用,岩浆底侵作用,下地壳和岩石圈地幔压裂,形成海沟等。海沟形成后陆缘转变为主动大陆边缘,大地构造机制转换为板块俯冲作用。成熟期的洋—陆转换作用特征是海盆扩张和板块俯冲造成的洋壳缩短取得平衡。弧后盆地和弧后边缘海的打开,表明俯冲带进入完全成熟的阶段。洋脊俯冲之后过成熟期的洋—陆转换作用,其特征是海盆逐渐缩小而且板块俯冲带汇聚。这里既有密集的俯冲带又有短期打开的边缘海岭;俯冲带不断位移,既可后撤也可前冲;俯冲板块经常发生断裂和拆沉。过成熟期的板块俯冲结果是边缘海微板块的萎缩。经过陆—岛碰撞,岛弧地壳增厚,与大陆板块连为一体,成为大陆内部的一个构造单元,即显生宙的“古洋—陆转换带”。     

中国东北中生代构造体制与区域成矿背景: 来自中生代火山岩组合时空变化的制约

本文系统总结了东北地区中生代火山岩的年代学、岩石组合及其时空分布规律,以便对环太平洋构造体系和蒙古——鄂霍茨克构造体系中生代的演化历史及其东北地区中生代区域成矿背景给出制约。基于火山岩中锆石U——Pb定年结果,东北地区中生代火山作用可划分成六期:晚三叠世(200～228Ma)、早——中侏罗世(173～190Ma)、中——晚侏罗世(158～166Ma)、早白垩世早期(138～145Ma)、早白垩世晚期(106～133Ma)和晚白垩世(88～97Ma)。晚三叠世火山作用主要分布在吉黑东部和小兴安岭——张广才岭地区,前者为A型流纹岩,后者为双峰式火山岩组合,它们共同揭示了古亚洲洋最终闭合后的伸展环境;早——中侏罗世火山岩主要分布在吉黑东部、小兴安岭——张广才岭和额尔古纳地区,吉黑东部和额尔古纳地区早——中侏罗世钙碱性火山岩的存在分别标志着古太平洋板块和蒙古——鄂霍茨克洋板块俯冲作用的发生,而小兴安岭——张广才岭早——中侏罗世火山岩则以双峰式火成岩组合为特征,反映了双向俯冲的弧后伸展环境;中——晚侏罗世和早白垩世早期火山岩主要分布在松辽盆地以西和冀北——辽西地区,前者为碱性——亚碱性的过渡系列,主要由玄武粗安岩、粗安岩和少量粗面岩组成,后者为A型流纹岩或碱性流纹岩组成,这些火山岩形成于加厚陆壳的坍塌或拆沉阶段;早白垩世晚期火山岩广泛分布于东北地区,吉黑东部为钙碱性火山岩组合,而松辽盆地和大兴安岭地区则主要为双峰式火山岩组合,前者标志着古太平洋板块的俯冲,后者与早期加厚陆壳的拆沉和/或类似弧后的伸展环境有关;晚白垩世火山岩主要分布在吉黑东部和陆内,前者为钙碱性火山岩组合,后者为碱性玄武岩,反映了来自东部环太平洋构造体系的俯冲作用。综合上述中生代火山岩的岩石组合及时空分布特征,可以判定:1)环太平洋构造体系对东亚大陆下的俯冲始于早侏罗世,中生代期间存在早侏罗世、早白垩世晚期和晚白垩世三次俯冲事件,其影响的空间范围主要在松辽盆地及其以东地区,陆缘和古俯冲带是寻找斑岩型矿床的有利场所,而陆内的伸展区域主要与浅成低温热液矿床有关;2)蒙古——鄂霍茨克构造体系经历了中生代早期的俯冲事件和中侏罗世及早白垩世早期两次陆内推覆事件,其影响的空间范围主要在松辽盆地以西地区和华北地块北缘,中生代早期的俯冲事件主要与活动陆缘背景下的斑岩型矿床关系密切,而晚侏罗世和早白垩世两次与加厚陆壳拆沉有关的伸展背景有利于多金属矿床的形成。     

中国东北地区中生代构造体制的转变:来自火山岩时空分布与岩石组合的制约

东北地区中生代经历了蒙古-鄂霍茨克构造体系向太平洋构造体系的转换,形成了不同期次火山活动。本文归纳总结了露头区与覆盖区中生代火山岩的年代学、空间分布、岩石组合以及地球化学特征,揭示了两个构造域的时空分布范围。该区火山岩锆石U-Pb年龄统计结果表明中生代存在五期火山活动:早-中侏罗世(190~160Ma)、晚侏罗世(160~145Ma)、早白垩世早期(145~120Ma)、早白垩世晚期(120~100Ma)、晚白垩世早期(100~90Ma)。早-中侏罗世火山岩分布较少,火山岩仅分布在大兴安岭西部满洲里地区和东部张广才岭以及南侧辽宁北票-朝阳地区,火山岩属于高钾钙碱性系列,为蒙古-鄂霍茨克海闭合和法拉隆板块双俯冲作用的产物。晚侏罗世东北地区火山活动明显增强,主要分布在大兴安岭地区,张广才岭以及小兴安岭也有少量分布。西部大兴安岭地区以粗面安山岩、粗面岩为主,属于同碰撞造山成因,为蒙古-鄂霍茨克海闭合造山环境产物。东部以中酸性、酸性岩为主,为法拉隆板块背离欧亚大陆,岩石圈伸展引起的壳源物质熔融产物。早白垩世早期火山活动最为强烈,火山岩主要分布在大兴安岭地区。岩性以高钾钙碱性系列的粗面玄武安山岩、粗面安山岩、安山岩、粗面岩为主,为蒙古-鄂霍茨克海闭合造山后伸展环境产物。早白垩世晚期火山岩主要分布在松辽盆地内部。火山岩以中酸性岩为主,属于中钾-高钾钙碱性系列,为伊泽奈崎板块俯冲引起的弧后拉张,软流圈上涌导致年轻地壳熔融的产物。晚白垩世早期火山岩仅分布在小兴安岭及吉林、黑龙江省东部地区。火山岩为一套玄武岩、玄武安山岩、安山岩和英安岩组合,属于中钾钙碱性系列,是伊泽奈崎-库拉板块高角度俯冲的大陆边缘岩浆活动产物。东北地区中生代不同期次火山岩记录了蒙古-鄂霍茨克构造域向太平洋构造域转换过程及其时空影响范围。     

大兴安岭北段地壳左行走滑运动的时代及其对中国东北及邻区中生代以来地壳构造演化重建的制约

中国东北及邻区 ,在中生代期间是否经历了大规模走滑运动而发生向东的逃逸和地壳加厚 ,是该区乃至碰撞造山带后碰撞地壳构造演化的一个重要问题。在对已有资料的综合分析基础上 ,大兴安岭北段中生代以来的构造变形可以划分为四期 :( 1 )可能发生在侏罗纪晚期的向南逆冲推覆运动 ;( 2 )平行蒙古—鄂霍茨克造山带的左行韧性走滑剪切作用 ;( 3)切割上述韧性走滑剪切带和蒙古—鄂霍茨克造山带的向南东的逆冲断裂作用 ;( 4)新生代北北东走向的正断作用。根据时空展布和运动学特征 ,推测前两期变形与蒙古—鄂霍茨克造山带的形成演化有关 ,第三期变形与古太平洋板块在亚洲大陆下的俯冲有关 ,第四期变形与现今太平洋板块的俯冲有关。对采自第二期构造变形带内的同构造变质矿物黑云母的Ar Ar定年 ,获得了 1 2 7～ 1 30Ma的坪年龄和等时线年龄 ,据此确定该区地壳左行走滑运动的主要活动时期为白垩纪初期。这一研究成果与中国东北南部燕山地区走滑运动资料的结合 ,揭示出在白垩纪初期 ,中国东北及邻区地壳被向东挤出加厚。根据已有的区域地质资料 ,中国东北中生代以来地壳构造演化可以划分为 4个阶段 :( 1 )三叠纪期间与古亚洲洋关闭和杭盖—肯特洋及古太平洋收缩有关的地壳挤压与伸展变动 ;( 2 )侏罗纪至白垩纪初