Mechanism of Zhongtiao Aulacogen Related to Breakup of Columbia Supercontinent

The mechanism of the breakup of supercontinent is a scientific frontier in the field of supercontinent study.The rifting and breakup of supercontinent has long been considered to be related to mantle plume.Paleo-

鲁西前寒武纪基性岩墙群

鲁西地区发育大规模的中元古代基性岩墙群,侵位于早前寒武纪结晶基底内,未变形未变质,以北北西向和近南北向为主,是鲁西前寒武纪最引人注目的一种伸展构造标志。鲁西基性岩墙群属于板内大陆裂谷拉斑玄武岩系列,与板内大陆裂谷活动密切相关,代表一种非造山岩浆活动。该岩墙群富集大离子亲石元素(L IL E) ,略亏损高场强元素(HFSE) ,比较富集Cr、Ni,明显亏损Th。稀土元素配分模式为轻稀土略富集的右倾曲线。鲁西基性岩墙群的微量元素和稀土元素特征反映源区为略富集的地幔。从时空分布特征、构造特征、岩石化学相关性、岩浆源区和古构造应力场分析,鲁西基性岩墙群与燕辽—中条拗拉槽系有一定的成生联系。

华北克拉通中元古代基性岩墙群形成机制及构造应力场

本文通过研究华北克拉通中部中元古代基性岩墙群的单体形态和分布规律,分析岩墙群形成的力学机制,认为这些基性岩墙群主要是基性岩浆侵位于先存的张性或张剪性破裂中而成。晋北地区和五台—太行山地区的岩墙群主要为张剪性的,吕梁山地区和中条山地区的主要为张性。根据岩墙群的分布规律、侵位方向和力学机制及其与燕辽-中条拗拉槽系之间的关系,认为华北克拉通中部中元古代的区域构造应力场是张性和张剪性构造环境,其主压应力来自燕辽-中条拗拉槽系的扩张。未变形未变质的前寒武纪岩墙群的存在表明前寒武纪华北克拉通已经具有了刚性板块的性质。

华北晚前寒武纪镁铁质岩墙群的流动构造及侵位机制

华北克拉通中部广泛发育晚前寒武纪镁铁质岩墙群。这些岩墙群未变形和未变质,保存了清晰完好的流动构造,完整地反映了前寒武纪岩浆活动的特征和流动构造,这在世界上是罕见的。通过对晚前寒武纪镁铁质岩墙群的形态和流动构造研究,如:流动线理、矿物组构和磁组构等,提出岩墙群的侵位方向和侵位方式。结合本区岩墙群与燕辽—中条拗拉槽系的关系以及岩墙群的力学性质,探讨本区岩墙群的侵位机制。

冀东-辽西主要金矿矿集区地质特征的差异性与成矿作用的统一性探析

通过对燕辽成矿带东段冀东-辽西金矿床基础地质地球化学资料分析,结合区域构造演化和成矿时间及其分布空间的特异性,认为冀东-辽西金矿成矿物质具有相同的深来源特征,由于具体的构造背景不同而表现出矿床类型和就位空间的差异性,提出了燕辽裂陷槽是冀东-辽西金矿床空间分布的诱因,并提出冀东-辽西金成矿演化分为陆陆碰撞拼贴期（4.5~1.85Ga）、陆内裂陷巨厚沉积期（1.85~0.6Ga）、板内造山挤压隆升期（200~145Ma）、构造体制转换成矿期（145~100Ma）和成矿后的改造期（100Ma~至今）等5个统一阶段的结论性认识。

中朝板块中、新元古界年代地层柱与构造环境新思考

中国北方燕辽裂陷槽位于中朝板块北部,是巨厚中、新元古界的沉积区。中、新元古界包括长城系(1800～1600Ma)、蓟县系(1400～1000Ma)和青白口系(1000～800Ma)。上述划分是中国地质学家长期研究的共识,由全国地层委员会发布,中国地质调查局在全国地质调查填图中施行[1]。青白口系自下而上包括下马岭组、龙山组、景儿峪组,由于在下马岭组的斑脱岩中获得了锆石SHRIMPU-Pb年龄1368Ma±12Ma,从而对1000Ma作为青白口系底界的年龄乃至中国中、新元古界地质年表提出了挑战。中国地质学家必须面对新的下马岭组年龄值,拼弃传统思维,重新排定北方中、新元古界年代地层柱中各系、组的界线年龄。本文建议:长城系为1800～1600Ma;蓟县系为1600～1400Ma;新建西山系为1400～1200Ma;1200～1000Ma是一个待命名的系;新的青白口系为1000～800Ma,包括龙山组及景儿峪组。由于下马岭组中的斑脱岩反映了岛弧构造环境,从而可重塑中朝板块北部下马岭组及整个中元古界(指1800～1200Ma)为沟-弧-盆板块体系的弧后扩张盆地,即传统概念中的燕辽裂陷槽是弧后扩张的产物。沟-弧-盆板块体系可以系统地解释燕辽裂陷槽的动力学成因、各种地震灾变事件、火山活动、层控矿床等形成的地质背景。

华北克拉通中元古代岩墙群形成的构造应力场数值模拟

华北克拉通中部广泛发育中元古代镁铁质岩墙群。这些岩墙群未变形和未变质 ,侵位于先存破裂中 ,成为恢复华北克拉通中部中元古代构造应力场的显著标志。克拉通北部地块的镁铁质岩墙群为张剪性 ,而中部和南部地块为张性。根据华北克拉通中部中元古代镁铁质岩墙群的分布和成因机制分析 ,来恢复模拟中元古代的构造应力场。数值模拟结果表明镁铁质岩墙群在中元古代形成于伸展的大地构造背景 ,与横穿华北克拉通中部的燕辽—中条拗拉槽系的伸展作用有一定的联系。

渤海湾盆地形成机制研究

从渤海湾盆地的几何形态、盆地边界的走滑构造和内部的伸展构造分析，结合盆地的沉积特征和深部地质特征的研究，提出渤海湾盆地的拉分构造成因模式。渤海湾盆地可以划分为三个构造区带：东、西两个走滑构造带和一个中部拉分构造区。从渤海湾盆地的中、新生代构造演化分析，渤海湾盆地是一个新生代早第三纪始新世形成的走滑拉分盆地。这个走滑拉分盆地的中部发育伸展构造，这些伸展构造是由走滑作用派生而来的。中生代就已存在的东西两个走滑构造带是新生代形成渤海湾走滑拉分盆地的基本地质条件。

鲁西岩墙群侵位机制的磁组构研究

在华北克拉通东部鲁西地区广泛发育大规模的中元古代基性岩墙群,侵位于早前寒武纪结晶基底内,以近南北走向为主。通过岩墙群的岩石和地球化学特征分析,认为鲁西地区岩墙群属于轻稀土略富集型,岩墙群的岩浆源自富集型地幔,形成于大陆裂谷环境。岩墙群的构造形态和流动构造表明鲁西基性岩墙群是基性岩浆侵位到先存的张性破裂中的产物,岩墙自北部向南部侵入。磁组构的最大长轴方向与岩墙中线的夹角指示岩墙流动方向为自北向南,进一步说明鲁西岩墙群是向南侵位的。另外,结合鲁西岩墙群与燕辽拗拉谷的时空关系分析,鲁西岩墙群很可能是来自中元古代燕辽-中条拗拉谷底部富集地幔型岩浆从北向南侵位到先存破裂中形成的。

华北克拉通北缘燕辽裂陷槽中-新元古代地层年代学研究进展

作为国内中-新元古界的标准剖面,燕辽裂陷槽蓟县剖面的地层年代学研究历史悠久,一直是备受关注的基础地质问题。蓟县剖面第一个准确可靠的同位素年龄来自于陆松年和李惠民(1991)获得的大红峪组火山岩锆石U-Pb年龄(1625±6 Ma,TIMS),之后很长一段时间,地层年代研究并未获得真正意义上的突破。直到2007年,随着可作为关键测年对象的碎屑岩-碳酸盐岩地层中凝灰岩(斑脱岩)夹层被逐渐识别出来,才开始迎来燕辽裂陷槽中-新元古代地层年代及相关古生物、古环境、古地理研究的新热潮,主要进展包括:(1)常州沟组作为长城群的第一个组,其底界年龄~1650 Ma,比以往认识的1800 Ma要年轻150 Ma;(2)精确标定蓟县群(自下而上包括高于庄组、杨庄组、雾迷山组、洪水庄组和铁岭组)的时限1600~1400 Ma,与国际地层表的盖层系相对应;(3)下马岭组时限为1400~1320 Ma,而不是原来划归的新元古代青白口纪早期(1000~900 Ma)。与此同时,仍存在几个亟待解决的重要问题:(1)中元古代早期“长城系”(1800~1600 Ma)年代地层序列的厘定及其标准剖面的建立,包括“长城系”、“长城群”术语的取舍问题,因为存在年代地层术语“长城系”和岩石地层术语“长城群”重名的问题;(2)中元古代中晚期(1400~1000 Ma)“待建系”地层的确定,其纪级年代地层单位的建立和标准剖面的建立;(3)青白口系地层的厘定和标准剖面的建立,迄今为止华北克拉通仍未获得可靠的同位素年龄约束青白口纪(1000~800 Ma)地层。

新太古代花岗片麻岩中麻粒岩包体磷灰石U-Pb定年对燕辽裂陷槽中元古代长城群底界年龄的制约

近年来,燕辽裂陷槽中-新元古界年代学研究进展突出,最重要的进展之一是长城群底界年龄的确定,目前基本可以比较准确地将其定为1650 Ma。本文报道了支持此认识的新证据——下伏于长城群常州沟组之下的新太古代片麻岩中的麻粒岩包体的磷灰石U-Pb年龄。通过高精度ID-TIMS定年方法,对天津蓟县下营镇常州村附近长城群常州沟组不整合覆盖的新太古代遵化杂岩中的麻粒岩中磷灰石进行了U-Pb定年,获得了制约“长城群”底界的年龄:207Pb/206Pb表面年龄加权平均值为1666±16 Ma(MSWD=1.8,n=11),不一致线上交点年龄1667±23 Ma(MSWD=1.7,n=11),二者在误差范围内完全一致。该测年成果再一次有力制约了燕辽裂陷槽长城群的底界年龄为1650 Ma。

燕辽坳拉槽古—中元古代裂谷盆地演化及其对锰矿沉积的控制作用

燕辽坳拉槽中元古界高于庄组桑树鞍亚组底部为锰富集层段,虽然对于锰质来源、锰矿成因及形成环境存在认识分歧,但多数学者均认为高于庄组锰矿的形成与燕辽坳拉槽的盆地裂谷背景有着密不可分的联系。在搜集前人锰矿勘查资料的基础上,重点对典型锰矿床——迁西秦家峪锰矿进行了矿床地质特征、矿石类型及元素地球化学分析,结果显示其锰质主要来源于海底热液。通过分析主要锰矿点分布与燕辽裂谷盆地主要断裂之间的关系,发现在裂谷盆地内北东向主断裂与北西向传递断裂的交汇处,或被断裂所围限的闭塞、深水滞流环境,是高于庄组锰矿形成的最有利部位,矿层厚度大,品位相对较高。该研究表明燕辽坳拉槽裂谷盆地结构对高于庄组锰矿的形成具有重要的控制作用,且同沉积断裂作为热液活动的通道,为成锰盆地提供了主要的矿质来源。

蓟县常州沟组沉积特征及其地质意义

蓟县地区长城系常州沟组沉积特征如下:底部河流相砂岩斜层理倾向玫瑰花图指示常州沟早期为近NE古流向,结合常州沟组底部的重矿物分析,反映早期河流相沉积的物源区为沉积区西南部五台古陆和密云—怀柔隆起区;常州沟组碎屑沉积物源主要来自克拉通源区,但再旋回造山隆升蚀源区也提供极少量物源。结合中元古时期区域内张性构造背景下侵入岩体资料证据,燕辽裂陷槽成因属克拉通内部裂解,即属陆内克拉通盆地,而不是裂谷型大陆边缘盆地。但研究区可能处于克拉通与大陆边缘造山带的毗邻地带,因而接受了极少量远距离搬运的再旋回造山隆升蚀源区碎屑。以常州沟组为视角,借助已有成果资料,简要探讨了燕辽裂陷槽演化史,燕辽裂陷槽的演化发展经历了大陆裂谷—坳拉槽阶段,并未过渡到洋盆阶段便克拉通化,是一发育不完全的裂谷。