华北克拉通孔兹岩带中段大青山—乌拉山变质杂岩立甲子基性麻粒岩年代学及地球化学研究

大青山——乌拉山变质杂岩立甲子基性麻粒岩主要由角闪二辉麻粒岩、含榴角闪二辉麻粒岩和黑云角闪二辉麻粒岩所组成,并以变形岩墙和不规则透镜体形式赋存于富铝片麻岩和花岗质片麻岩之中。立甲子基性麻粒岩中变质锆石含有单斜辉石(Cpx)+角闪石(Amp)+斜长石(Pl)+磷灰石(Ap)的包体矿物,与寄主岩石——基性麻粒岩矿物组合及其化学成分十分一致,相应的207Pb/206Pb表面年龄变化于1933±39Ma～1834±40Ma,加权平均年龄为1892±7Ma(MSWD=0.50,n=46),应代表立甲子基性麻粒岩原岩经历中低压麻粒岩相的变质时代。在变质过程中,以大离子亲石元素(K、Na、Sr、Rb)为代表的活动元素发生了显著的改变;而高场强元素(Nb、Zr、Ti)和稀土元素基本无变化,保持稳定。立甲子基性麻粒岩原岩属于拉斑玄武质岩石系列,其SiO2集中变化于45.58%～51.40%,Mg#值集中介于41～54之间;在球粒陨石标准化稀土配分图中,立甲子基性麻粒岩具有平坦型的稀土配分曲线特征((La/Yb)CN=1.30～1.51),Eu异常不明显(Eu/Eu*=0.93～1.04)。与显生宙岛弧拉斑玄武岩类似,立甲子基性麻粒岩所有样品皆具有Nb、Zr、Ti负异常特征。综合分析认为,立甲子基性麻粒岩原岩形成于2450～1930Ma,并于～1900Ma经历中低压麻粒岩相变质作用的改造,其主量元素和微量元素组成具有岛弧拉斑玄武质岩石的地球化学特征,其原岩可能是板块汇聚动力学背景下,岛弧构造环境中形成的辉长岩或辉绿岩。

大青山-乌拉山变质杂岩带大南沟地区含榴尖晶黑云钾长片麻岩成因及其形成的P-T条件

大南沟贫硅的含榴尖晶黑云钾长片麻岩出露于华北克拉通西北部大青山-乌拉山变质杂岩带(孔兹岩带)中,主要以大小不等的透镜状和互层状产于石榴长英质粒状岩石和石榴堇青夕线黑云二长片麻岩中。本文通过岩相学、变质反应、成因矿物学、矿物化学以及相平衡模拟的综合研究,揭示含榴尖晶黑云钾长片麻岩的成因机制及其形成的P-T条件。研究表明,大南沟含榴尖晶黑云钾长片麻岩内尖晶石的Zn含量极低(XZn=Zn/(Fe2++Mg+Zn)<0.006)。含尖晶石的后成合晶微域反映峰后退变条件下局部的再平衡过程,其中石榴石分解形成的钾长石+尖晶石±斜长石后成合晶是由Grt+Sil+Melt→Kfs+Spl+Pl反应形成的。而细粒尖晶石-刚玉-磁铁矿矿物组合及相应的退变结构是在晚期降温和氧化作用下,通过反应Splss+O2→Spl+Mag+Crn分解形成的。相平衡模拟结果表明含榴尖晶黑云钾长片麻岩峰期矿物组合为Bt+Grt+Spl+Mag+Sil+Kfs+Pl+Liq,稳定的温压条件在830～870℃和8.3～8.6kb,位于夕线石的稳定域。

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.

内蒙古大青山-盘羊山晚中生代-早新生代构造事件及其对华北北缘构造演化的启示

内蒙古大青山和盘羊山位于华北克拉通北缘,其复杂的地质构造对华北克拉通北部中—新生代构造演化具有重要的指示作用。大青山以北的盘羊山逆冲体系,形成于晚二叠世至早三叠世古亚洲洋的闭合,晚侏罗世可能受蒙古-鄂霍次克洋闭合的影响而重新活动。大青山地区发育4期中—新生代变形构造,从老至新依次是:SE-NW向伸展形成的呼和浩特变质核杂岩、NW向逆冲的大青山逆冲体系、以不变形花岗岩为核心的构造穹窿、大青山山前断裂及高角度正断层。发生于约142~132 Ma的SE-NW向伸展,形成于造山增厚地壳的重力垮塌,并形成呼和浩特变质核杂岩和相关的拆离体系。大青山逆冲体系形成于约130~120 Ma,代表造山过程中地壳荷载与板块汇聚的抗衡导致的构造反转,另一可能是古太平洋俯冲的远程效应。自约120 Ma以来,大青山处于一个构造-热松弛期,导致该区约120~90 Ma的冷却事件被广泛记录,并形成以不变形花岗岩(约114 Ma)为核心的穹窿构造;这些事件可能与华北克拉通的峰期破坏相关。大青山山前断裂和相关的高角度正断层开始于始新世,可能是印度-欧亚大陆碰撞和太平洋板块运动方向改变的远程效应所致。古亚洲洋和蒙古-鄂霍次克洋的闭合导致华北克拉通北缘地壳增厚,引发早白垩世造山晚期的垮塌和伸展,形成呼和浩特变质核杂岩。自120 Ma开始,大青山开始受华北克拉通破坏的影响,并形成后造山伸展。新生代,大青山受新特提斯和太平洋构造域的远程影响。

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 ,区内孔兹岩系的地层结构十分复杂。近几年的 1∶5万区调研究查明 ,孔兹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 ,分别导致孔兹岩系变质地层的“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 ,区内孔兹岩系各岩组之间均以近水平剪切界面接触 。

内蒙古呼和浩特变质核杂岩韧性拆离带^40Ar-^39Ar定年及其构造含义

晚中生代,内蒙古大青山依次经历晚侏罗世盘羊山逆冲推覆、早白垩世呼和浩特变质核杂岩伸展、早白垩世大青山逆冲推覆断层及早白垩世以来高角度正断层复杂构造演化。其中,呼和浩特变质核杂岩韧性剪切带的冷却时间和抬升机制的制约尚不明确。本文在野外考察和显微构造分析基础上,采用逐步加热40Ar-39Ar定年法对韧性剪切带内不同单矿物的冷却年龄进行了测定。角闪石、白云母、黑云母和钾长石单矿物40Ar-39Ar冷却年龄处于120~116Ma之间。结合已有年龄数据及单矿物封闭温度,构建了韧性剪切带的冷却曲线。结果表明,韧性剪切带在122~115Ma期间存在一个明显的快速冷却过程。这一阶段快速冷却是与变质核杂岩拆离断层相关核部杂岩拆离折返作为大青山逆冲推覆断层上盘抬升的结果。

内蒙古大青山中生代逆冲-伸展构造格局及空间关系

内蒙古大青山楼华山至苏勒图段,发育3条大致走向北东东的大型逆冲断层,它们具有自南东向北西的逆冲性质,并将研究区分割成4个构造带(构造岩片),从而构成一完整的逆冲推覆体系.原定的呼和浩特变质核杂岩,可能作为一个构造岩片而构成逆冲推覆体系最上部构造单元,顶部为大青山拆离断层.已有构造年代学研究表明,本区主体逆冲推覆与顶部拆离断层活动年代相同,说明挤压和伸展构造同时发生.该区构造形态与喜马拉雅地区具有一定可比性,而喜马拉雅逆冲与伸展同时形成的模式对该区研究具有启示作用.

内蒙古大青山地区中生代中晚期伸展构造

内蒙古大青山地区伸展构造发生于中生代中晚期 ,主要表现为由北西向南东方向多层次、多级别的剥离断层活动 ,形成了马厂沟—白银不浪、脑包沟—德兴奎及二叠系脑包沟组顺层流劈理带三个不同层次的变质核杂岩区。由此得出的结论是 ,大青山中生代山间盆地的形成及大青山的隆起与该期伸展构造作用关系密切[6] 。