中亚造山带东段古生代山弯构造

中亚造山带东段位于西伯利亚和华北克拉通之间,经历了多构造体系叠加和多旋回洋陆转换的复杂演化过程,目前大量研究均以构造带为核心来限定区域构造格局,但一直争议较大。本文以构造单元的构造属性及其形成过程为主线,结合区域构造带演化,重新厘定了中国东北地区基本构造格局,建立了中国东北山弯构造演化模型。研究表明,古生代时期中国东北地区的主要构造单元由两个具前寒武纪基底的古老地块——额尔古纳地块和佳木斯地块及其张广才岭陆缘弧与两个古生代增生地体——兴安增生地体和松辽增生地体组成,其间由古亚洲洋分支新林-喜桂图洋、贺根山-嫩江洋、龙凤山洋和索伦洋分割。早古生代,西部额尔古纳地块东南部为西太平洋型活动陆缘,发育有嘎仙-吉峰-环宇洋内弧和头道桥等洋岛,~500 Ma随着新林-喜桂图洋的关闭,这些洋内弧和洋岛拼贴增生至额尔古纳地块东南缘。随后贺根山-嫩江洋的俯冲和后撤形成了一系列沟-弧-盆体系,持续的俯冲导致弧陆碰撞和陆缘增生,形成兴安增生地体的主体。同时,东部佳木斯地块西侧发育有龙凤山洋的安第斯型俯冲活动陆缘,形成了张广才岭陆缘弧。伴随着各大洋的俯冲和陆缘增生,额尔古纳地块和佳木斯地块以及它们的陆缘增生带构成了一个早古生代近东西向展布的地块链。南部以锡林浩特-龙江微地块为核心发生陆缘俯冲,形成松辽增生地体雏形。索伦洋发生双向俯冲,并通过弧陆碰撞产生陆缘增生。晚古生代,伴随着古亚洲洋的北向俯冲和后撤,早期形成的地块链逐渐发生向南弯曲。二叠纪末期—中三叠世古亚洲洋俯冲消减闭合以及西北部蒙古-鄂霍茨克洋和东部泛大洋的俯冲挤压,导致地块链进一步弯曲,同时,早期的古老地块、增生地体、弧岩浆岩、沉积建造等发生汇聚,最终形成一个以额尔古纳地块和兴安增生地体为西翼,佳木斯地块和张广才岭陆缘弧为东翼,松辽增生地体为核心的大规模山弯构造——中国东北山弯构造。

兴蒙造山带新发现构造混杂岩的地质意义探讨

兴蒙造山带发育多条蛇绿混杂岩带,为研究古亚洲洋闭合及造山带形成与演化提供了珍贵的地质资料,由于各蛇绿混杂岩带的板块构造意义以及晚石炭—早二叠世的大地构造属性至今仍未达成共识,导致兴蒙造山带晚古生代的板块构造格局存在争议。笔者近年来新发现了近东西向展布的卫境、补力太、准木布台和大石寨构造混杂岩,它们与晚石炭世—早二叠世海相沉积—火山地层及苏左旗—西乌旗岩浆岩带具有近一致的空间展布特征。本次研究主要通过构造混杂岩中玄武安山岩、辉长岩岩块和闪长岩的年龄,初步限定混杂岩带的时代为晚石炭世—早二叠世,应代表了新生洋盆闭合的产物,并初步探讨其与索伦山—满都拉、温都尔庙—图林凯、柯单山—小苇塘、达青牧场—迪彦庙和二连—贺根山蛇绿混杂岩的时空关系,为研究兴蒙造山带板块构造演化及晚石炭世—早二叠世的构造属性提供新的约束,进而对古亚洲洋闭合模式和陆壳增生机制提供研究支撑。

兴蒙造山带及邻区地壳速度结构特征

兴蒙造山带位于中亚造山带东段,作为古亚洲构造域的重要组成部分,由西伯利亚板块与华北板块碰撞拼合而成,其经历了大陆裂解、洋盆扩张、洋壳俯冲消减和碰撞拼合造山等复杂的构造演化过程.为了利用壳幔结构约束造山带演化的深部过程,跨越华北地块北缘、松辽—锡林浩特地块、兴安地块以及索伦—西拉木伦缝合带和二连—贺根山缝合带,实施了一条520 km长的深地震测深剖面,获得了高质量的人工源大当量的宽角反射和折射地震资料,并采用地震动力学射线方法获得地壳速度结构.结果显示:(1)研究区地壳平均速度为6.15~6.3 km·s^(-1),Pn波速度为7.8~8.2 km·s^(-1);(2)地壳厚度约为36.1~42.2 km,最厚位置(~42.2 km)对应地表大兴安岭主峰,说明大兴安岭在此位置存在山根;(3)地壳速度在1.5~6.8 km·s^(-1)范围内,认为在该区地壳内不存在洋壳物质;(4)主要断裂带或缝合带位于速度等值线变化剧烈的梯度带上;(5)速度结构显示研究区具有明显的横向分区和纵向分层的特点.地壳内速度剧烈变化特征表明兴蒙造山带的地壳物质组成不均匀,尤其中下地壳,速度等值线起伏剧烈.这种复杂的地壳速度结构应该与中生代以来多板块汇聚引发的多期区域性伸展和挤压作用有关.

索伦-西拉木伦缝合带中段及周边区域面波层析成像

索伦-西拉木伦缝合带中段及周边区域先后经历了古生代古亚洲洋闭合、中生代蒙古鄂霍茨克洋闭合和中新生代太平洋俯冲等构造复合叠加,导致该区深部构造异常复杂。本研究从该区近年来累积的宽频地震探测资料的地震面波和环境噪音互相关格林函数中提取瑞雷波群速度频散,并据此反演区域尺度的三维横波速度。结果发现:区域地壳厚度横向变化不大,松辽盆地和下辽河盆地地壳比大兴安岭薄,地壳厚度与地形吻合表明这些地区基本达到重力均衡状态;而辽东隆起和渤海湾盆地地壳厚度与地形高度呈反相关,表明这些地区可能仍处于构造改造过程中。在80 km深度之下,波速分布则呈现与索伦-西拉木伦缝合带走向近似平行的东西向展布。以索伦-西拉木伦缝合带为界,南北两侧横波速分布复杂程度明显不同且南侧的东西两部分复杂程度也不同。这些结果表明区域受太平洋俯冲体系冲破坏程度存在明显差异,同时索伦-西拉木伦缝合带以南可能仍有古亚洲洋板片残留。

内蒙古苏尼特左旗地区宝力高庙组下段火山岩成因

内蒙古苏尼特左旗大地构造位置属于中亚造山带东段——兴蒙造山带,宝力高庙组下段火山岩出露广泛,岩石组合为熔结凝灰岩、含角砾凝灰岩、角砾熔结凝灰岩和流纹岩薄层。通过对宝力高庙组下段火山岩的地质特征、岩相学特征和岩石化学的研究,认为该区火山岩的原始岩浆为经过俯冲带流体改造后的富集地幔楔与地壳物质的混合、混染后的产物。

华北地块北缘晚古生代——早中生代岩浆活动期次、特征及构造背景

通过对华北陆块北缘近年来获得的晚古生代—早中生代岩浆岩锆石U-Pb及部分39Ar-40Ar测年结果的分析,认为该区晚古生代—早中生代期间至少经历了泥盆纪、早石炭世晚期—中二叠世及二叠纪末—三叠纪等3期明显的岩浆作用过程。泥盆纪岩浆活动时限在400～360Ma左右,岩性主要为碱性岩(正长岩及二长岩),其次为基性-超基性岩、二长闪长岩、碱性花岗岩及流纹岩,出露面积较少。早石炭世晚期—中二叠世岩浆活动时限在330～265Ma左右,岩性主要为闪长岩、石英闪长岩、花岗闪长岩及花岗岩,其次为辉长岩及英云闪长岩。二叠纪末—三叠纪岩浆活动(250～200Ma),岩性主要为钾长花岗岩、二长花岗岩及碱性杂岩,其次为基性-超基性岩及少量中酸性火山岩。华北地块北缘晚古生代—早中生代岩浆岩呈近东西走向的带状分布,其中泥盆纪及早石炭世晚期—中二叠世岩浆岩主要分布在内蒙古隆起上,而二叠纪末—三叠纪岩浆岩分布范围更大,其南界可以到达燕山构造带最南端的蓟县盘山及太行山北段的河北涿鹿矾山地区。这些广泛分布的多期次岩浆活动表明华北地块北缘在晚古生代—早中生代期间经历了复杂的岩浆及构造作用过程。泥盆纪岩浆活动可能与白乃庙岛弧岩带与华北克拉通弧-陆碰撞后的伸展作用有关。早石炭世晚期—中二叠世岩浆活动的形成与古亚洲洋向华北地块的俯冲作用有关。而二叠纪末—三叠纪岩浆活动的形成与华北地块与西伯利亚南缘蒙古增生褶皱带拼合后的伸展及岩石圈拆沉作用有关。

内蒙古克什克腾旗五道石门枕状玄武岩地球化学特征、锆石U-Pb年龄及早石炭世—中三叠世洋壳多期俯冲的构造意义

五道石门地区位于内蒙古克什克腾旗西北部、浑善达克沙地以东。大地构造位置属于中亚造山带东部的兴蒙造山带,处于西拉木伦河断裂北部,属于西拉木伦缝合带。西拉木伦缝合带由柯单山、杏树洼、九井子等蛇绿岩残片构成,是探讨古亚洲洋的构造演化和最终缝合位置的关键地区。由于兴蒙造山带内蛇绿混杂岩带众多,其时代和构造属性至今未达成共识,难以确定古亚洲洋的构造演化及华北板块与西伯利亚板块的拼合过程和时限。

华北板块北缘解放营子地区发现～2.61Ga斜长角闪岩

1研究目的(Objective)华北板块北缘作为华北克拉通北部与中亚造山带东南段(兴蒙造山带)构造单元邻接部位,保存了大陆裂解、被动大陆边缘、活动大陆边缘等多个地质演化阶段记录,聚焦了诸多学者关注。前人虽然对其做了大量工作,但对于华北克拉通北界构造位置还存在诸多争议:①华北克拉通北界为赤峰—开源断裂;②华北克拉通北界位于赤峰—开源断裂以南(例如集宁—隆化断裂和阴山—燕山构造带);③华北克拉通北界位于赤峰—开源断裂以北。本文通过对华北板块北缘解放营子地区新解体出的斜长角闪岩进行年代学研究,为华北板块北缘中段的华北克拉通北界提供约束。